[发明专利]一种提高SAR-ADC电路性能的方法

说明书

本发明提供一种提高SAR‑ADC电路性能的方法。现有技术存在诸多不足。本发明方法将电容负极的充电时间分成初期与后期，初期使用低精度基准电源充电，后期使用高精度基准电源充电。具体是在ADC电容驱动电路中采用三个控制开关，分别控制电容接地、接高精度基准电源和接低精度基准电源。控制电源的两个控制开关通过时序控制电路接电容驱动控制信号。当控制信号为低电平时，令电容的负极接低精度基准电源，电容负极的电位接近或达到低精度基准电源的电位时，通过时序控制电路令电容的负极接高精度基准电源。本发明采用高精度基准电源与低精度基准电源交替使用，减少了对稳定电路要求，降低了芯片的成本，同时提高了电路性能。

技术领域

本发明属于一种电路，涉及一种ADC(模数转换)电路，特别是一种提高SAR(逐次逼近寄存器型)-ADC电路性能的方法。

背景技术

ADC电路将连续变化的模拟信号转换为离散的数字信号。真实世界的模拟信号，例如温度、压力、声音或者图像等，需要转换成更容易储存、处理和发射的数字形式。ADC可以实现这个功能，ADC在各种不同的电子产品中广泛使用。

SAR-ADC电路中包括ADC电容驱动电路，现有的ADC电容驱动电路如图1，包括两个控制开关S1和S2，其中一个控制开关S1的一个触点接地，另一个控制开关的一个触点接高精度基准电源Vref，两个控制开关S1和S2的另一个触点接电容C的一端，两个控制开关S1和S2的控制端接电容驱动控制信号KEY，电容C的另一端为输出端。当电容驱动控制信号为高电平时，S1闭合，S2断开，令电容的负极接地；当电容驱动控制信号为低电平时，S2闭合，S1断开，令电容的负极接高精度基准电源Vref。S1通常为NMOS管，S2通常为PMOS管。

由于ADC将模拟信号与高精度基准电源Vref进行比较，Vref的波动将影响ADC的比较准确性，要求Vref的波动范围在之间，n为ADC的比特数。高比特的ADC要求更低的基准电源的波动。现有技术中有在Vref上增加大容量电容，有使用高增益带宽积指标要求的电源缓冲器，但是这些技术手段不仅增加成本和技术难度，而且没有改变在Vref上产生波动的根源的强度，只是将Vref上的波动影响减少。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术的上述现状，特别是减少Vref的波动，提供一种提高SAR-ADC电路性能的方法。

本发明方法是将电容的负极的充电时间分成初期与后期，在初期使用低精度基准电源给电容的负极充电，在后期使用高精度基准电源给电容的负极充电；具体是在ADC电容驱动电路中采用三个控制开关，三个控制开关的一个触点分别接电容的一端，一个控制开关的另一个触点接地、另一个控制开关的另一个触点接高精度基准电源Vref1、再一个控制开关的另一个触点接低精度基准电源Vref2；接地的控制开关的控制端接电容驱动控制信号KEY，接高精度基准电源Vref1的控制开关和接低精度基准电源Vref2的控制开关的控制端通过时序控制电路接电容驱动控制信号KEY。

当电容驱动控制信号KEY为高电平时，接地的控制开关闭合，接高精度基准电源的控制开关和接低精度基准电源的控制开关断开，令电容的负极接地；

当电容驱动控制信号KEY为低电平时，接地的控制开关断开，接低精度基准电源的控制开关首先闭合，接高精度基准电源的控制开关保持断开，令电容的负极接低精度基准电源，电容负极的电位上升，当接近或达到低精度基准电源的电位时，时序控制电路控制接低精度基准电源的控制开关断开，接高精度基准电源的控制开关闭合，令电容的负极接高精度基准电源。

高精度基准电源Vref1采用现有ADC电容驱动电路中的高精度基准电源标准，低精度基准电源为没有波动范围要求的普通电源。进一步，低精度基准电源Vref2采用电路中的电路工作电源VDD。

时序控制电路实现接低精度基准电源Vref2的控制开关和接高精度基准电源Vref1的控制开关依次闭合和断开，通过两种方式，分别是：