[实用新型]一种逐次逼近型模数转换器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种模数转换器，特别是涉及一种逐次逼近型模数转换 器，属于模拟或数模混合集成电路技术领域。

背景技术

逐次逼近型模数转换器(SuccessiveApproximationRegisterAnalogto DigitalConverter，SARADC)是一种中高精度和中等速度的模数转换器，它的 优点是低功耗和面积小，常被应用于雷达、通信、图像传感和手机触摸屏等领 域。

SARADC通常采用电荷重分配型结构，由于电容型逐次逼近型模数转换 器的单位电容总量与ADC精度成指数关系，对于较高精度的SARADC，电容 总量和芯片面积会急剧增加，开关电容切换时消耗的动态功耗也会随之增加； 以至于电容型逐次逼近型模数转换器在高分辨率情况下，需要使用大电容，不 仅充放电功耗大，而且制作大电容浪费芯片面积、经济效益不高。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于，克服现有技术中的不足，提供一种逐次逼近 型模数转换器，不仅能有效减小电容阵列面积，还能节省开关切换时引起的动 态功耗。

为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：

一种逐次逼近型模数转换器，包括多参考生成电路、电容阵列数模转换器、 比较器和逐次逼近控制逻辑，所述电容阵列数模转换器包括与比较器的同相输 入端相连的同相端电容阵列和与比较器的反相输入端相连的反相端电容阵列。

其中，所述多参考生成电路用于输入参考电压Vref而生成共模电压Vcm、 四分之一参考电压Vref/4和四分之三参考电压3Vref/4；所述同相端电容阵列 和反相端电容阵列分别包括比逐次逼近型模数转换器输出的二进制编码位数 N少3位的N-3位电容，每个电容的非公共端通过开关选择连接多参考生成电 路的输出端；所述比较器的输出端与逐次逼近控制逻辑的输入端连接，所述逐 次逼近控制逻辑的输出端分别与同相端电容阵列和反相端电容阵列的开关控 制端连接。

本实用新型进一步设置为：所述多参考生成电路包括第一开关和八个等阻 值电阻，所述八个等阻值电阻为依次串联的第一电阻、第二电阻、第三电阻、 第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻和第八电阻，所述第一电阻通过第 一开关接地，所述第八电阻直接接地。

其中，所述第四电阻和第五电阻连接的节点与参考电压Vref相连，所述 第六电阻和第七电阻连接的节点生成共模电压Vcm，所述第一电阻和第二电阻 连接的节点生成四分之一参考电压Vref/4，所述第三电阻和第四电阻连接的节 点生成四分之三参考电压3Vref/4。

本实用新型进一步设置为：所述同相端电容阵列包括并联连接的同相端第 一位权重电容子阵列、同相端第i-3位权重电容子阵列和同相端终端电容；所 述反相端电容阵列包括并联连接的反相端第一位权重电容子阵列、反相端第i-3 位权重电容子阵列和反相端终端电容。

其中，所述同相端第一位权重电容子阵列和反相端第一位权重电容子阵列 均包括2^N-4个并联的单位电容，其中N为大于4的自然数；所述同相端第i-3 位权重电容子阵列和反相端第i-3位权重电容子阵列均包括2^N-i个并联的单位 电容，其中i为5≤i≤N的自然数；所述同相端终端电容和反相端终端电容均为 一个单位电容。

而且，所述同相端第一位权重电容子阵列、同相端第i-3位权重电容子阵 列和同相端终端电容中每个电容的公共端耦合在一起与比较器的同相端连接 并通过正相开关连接输入信号Vip；所述反相端第一位权重电容子阵列、反相 端第i-3位权重电容子阵列和反相端终端电容中每个电容的公共端耦合在一起 与比较器的反相端连接并通过反相开关连接输入信号Vin；所述同相端第一位 权重电容子阵列、同相端第i-3位权重电容子阵列、反相端第一位权重电容子 阵列和反相端第i-3位权重电容子阵列中每个电容的非公共端通过开关选择连 接参考电压Vref、共模电压Vcm或接地；所述同相端终端电容和反相端终端 电容的非公共端通过开关选择连接参考电压Vref、共模电压Vcm、四分之一参 考电压Vref/4或四分之三参考电压3Vref/4。

与现有技术相比，本实用新型具有的有益效果是：