[发明专利]逐次逼近模数转换器、模数转换方法和传感信号处理装置

说明书

本发明公开了一种逐次逼近模数转换器、逐次逼近模数转换方法及传感信号处理装置。通过在第一数模转换器的输出端上增加第一补偿电容，并通过第二数模转换器向第一补偿电容施加对零漂电压的补偿电压，同时，在现有的逐次逼近型的第一数模转换器的输出端与零电压端之间连接可调的第二补偿电容，通过调节第二补偿电容可以对实际进行模数转换的参考电压进行调节。由此，可以实现在模数转换器中对零漂电压进行补偿并可以根据需要调节模数转换器的参考电压。进而可以调节放大电路残留的零漂电压以及模数转换器自身器件的零漂电压，还可以通过调节模数转换器参考电压使不同灵敏度的传感器在相同传感输入量的情况下得到相同的输出值，正确地反映传感器的传感量输入。

技术领域

本发明涉及集成电路技术，具体涉及一种逐次逼近模数转换器、模数转换方法和传感信号处理装置。

背景技术

在一个通用的传感器信号调理系统中，如图1所示，传感器1的输出信号通过放大电路2进行信号放大，放大后的信号被模数转换器3(ADC)采集并转化为数字信号，数字信号被发送到数字信号处理器4(DSP)进行数据处理。模数转换器3是系统中的重要组件，而逐次逼近模数转换器是其中常用的一种类型。模数转换器3的输出数值反映的是输入电压与其参考电压的比值和极性关系。

由于传感器的灵敏度存在差异，不同的传感器在相同的传感量输入得到的输出电压并不相等，经过相同增益的放大电路放大后，输入到模数转换器3的输入电压也不相等，也会导致最终输入到数字信号处理器4的输入信号不能正确反映传感器的检测值。通常，放大电路2中会加入增益调节电路，使不同灵敏度的传感器在相同传感量输入的情况下得到相同的模数转换器输入电压。但是，放大电路2中的增益调节往往达不到精度的要求，需要进一步进行调节。而且，上述传感器1的输出信号除有用信号部分外还包含一个不可用的电压信号，通常被称为零漂电压。零漂电压也会被放大电路2放大并被模数转换器3采集，这也会导致模数转换器3的输出不精确。并且，由于零漂电压的存在，放大电路2的输入输出动态范围将被减小。现有技术通常在放大电路2中加入零漂电压的调节电路，但是由于精度的限制，无法完全消除零漂电压。而且，放大电路2和模数转换器3本身也同样存在着零漂电压，若不加以调节，则将降低传感器检测的动态范围。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种逐次逼近模数转换器、模数转换方法和传感信号处理装置，以实现在模数转换器中对零漂电压进行补偿并可以根据需要调节模数转换器的参考电压。

第一方面，提供一种逐次逼近模数转换器，包括：

第一数模转换器，根据输入数字信号和采样端的电压输出对应的模拟输出电压；

归零开关，连接在所述第一数模转换器的采样端和零电压端之间；

采样开关，连接在所述第一数模转换器的采样端和模拟信号输入端之间；

比较器，具有与所述第一数模转换器的输出端连接的第一输入端以及与零电压端连接的第二输入端；

第二数模转换器，用于输出模拟补偿电压；

第一补偿电容，连接在所述第二数模转换器的输出端和所述第一数模转换器的输出端之间；

第二补偿电容，连接在所述第一数模转换器的输出端与零电压端之间；以及，

控制电路，与所述第一数模转换器和比较器连接，用于根据比较器输出信号以逐次逼近的方式逐位确定与模拟信号输入端的模拟输入信号对应的数字信号。

优选地，所述控制电路用于在第一模式下控制所述第一数模转换器的采样端连接到零电压端归零，在第二模式下控制所述第一数模转换器的采样端连接到模拟信号输入端对模拟输入信号进行采样，在第三模式下控制所述采样开关和归零开关关断，在第四模式下根据比较器输出信号控制以逐次逼近的方式确定与模拟信号输入端的模拟输入信号对应的数字信号；