[实用新型]一种具有分段电容阵列的逐次逼近型模数转换器

权利要求书

1.一种具有分段电容阵列的逐次逼近型模数转换器，其特征在于，包括全差分结构的10bit电容阵列，输入端连接10bit电容阵列的比较器COM，以及与比较器COM输出端连接并向10bit电容阵列提供开关信号同时输出11位信号的逐次逼近寄存器SAR，其中，逐次逼近寄存器SAR还接入采样时钟信号CLKS。

2.根据权利要求1所述的一种具有分段电容阵列的逐次逼近型模数转换器，其特征在于，所述10bit电容阵列包括上下对称构成全差分结构的上电容阵列和下电容阵列，上电容阵列接入输入差分信号V_inp并连接比较器COM的负输入端，下电容阵列接入输入差分信号V_inn并连接比较器COM的正输入端。

3.根据权利要求2所述的一种具有分段电容阵列的逐次逼近型模数转换器，其特征在于，所述上电容阵列由电容C₀～C₁₂、开关S₀～S₁₀和S_com构成，其中电容C_i+1＝2C_i，i＝0～4，C_j+1＝2C_j，j＝6～8，C₆＝C₁₀＝4C₀，C₁₁＝12C₀，C₁₂＝5C₀；分段电容C₁₂将上电容阵列分成高低两段二进制加权电容阵列，其一端连接电容C₆～C₁₀上极板和比较器COM负输入端，另一端连接电容C₀～C₅和C₁₁上极板，电容C₆～C₉构成高四位电容阵列，电容C₀～C₅构成低六位电容阵列，电容C₁₁下极板接入外部偏置电压V_cm；所述开关S₀～S₁₀一端依次连接电容C₀～C₁₀下极板，另一端受逐次逼近寄存器提供的开关信号控制选择不同导通电压，所述不同导通电压包括参考电压V_ref、外部偏置电压V_cm、输入差分信号V_inp和0；开关S_com一端连接比较器COM负输入端，另一端接入外部偏置电压V_b。

4.根据权利要求3所述的一种具有分段电容阵列的逐次逼近型模数转换器，其特征在于，所述下电容阵列的结构与上电容阵列结构对称，其接入另一输入差分信号V_inn并连接比较器COM的正输入端。

5.根据权利要求1～4任一项所述的一种具有分段电容阵列的逐次逼近型模数转换器，其特征在于，所述比较器COM包括晶体管M1～M5组成的第一级结构，以及晶体管M6～M15组成的第二级结构；晶体管M1和M2的栅极分别接入10bit电容阵列传输的差分信号Vinn和Vinp构成第一级输入对管，其源极均与晶体管M5漏极连接，晶体管M5源极接地，晶体管M3和M4源极均接入电压VDD，且M3、M4、M5栅极均接入时钟信号CLKCD，晶体管M3漏极与晶体管M1漏极连接并连接第二级结构中晶体管M6、M7、M8栅极，晶体管M4漏极与晶体管M2漏极连接并连接第二级结构中晶体管M11、M12、M13栅极；晶体管M6和M11源极均接入电压VDD，作为第二级输入对管，晶体管M9和M10栅极相互连接且漏极相互连接构成锁存结构的反相器，且M9源极连接晶体管M6和M7漏极，晶体管M8漏极连接M9和M10漏极并连接M14和M15栅极同时由此产生一输出差分信号Voutp，晶体M14和M15栅极相互连接且漏极相互连接构成锁存结构的反相器，且M14源极连接晶体管M11和M12漏极，晶体管M13漏极连接M14和M15漏极并连接M9和M10栅极同时由此产生另一输出差分信号Voutn，晶体管M7、M8、M10、M12、M13和M15源极接地。

6.根据权利要求5所述的一种具有分段电容阵列的逐次逼近型模数转换器，其特征在于，所述时钟信号CLKCD由比较器输入时钟信号经延迟缓冲器DELAY_BUFFER产生。