[发明专利]共模电压产生装置及逐次逼近寄存器型模数转换器

说明书

本发明涉及一种共模电压产生装置及逐次逼近寄存器型模数转换器，开关电路的第一端、第三端分别连接电源、共模电压产生电路的输入端。开关电路的第二端接收用于控制采样保持电路在采样状态和保持状态之间进行切换的控制信号。开关电路在控制信号为将要控制采样保持电路切换至采样状态对应的命令时，接通电源对共模电压产生电路的供电电路。开关电路在控制信号为将要控制采样保持电路切换至保持状态对应的命令时，断开电源对共模电压产生电路的供电电路。共模电压产生电路在通过开关电路接入电源后向比较器输出共模电压。该共模电压产生装置在开关电路的控制下，使得共模电压产生电路只有在采样期间才向比较器输出共模电压，降低了功耗。

技术领域

本发明涉及模数转换技术领域，特别是涉及一种共模电压产生装置及逐次逼近寄存器型模数转换器。

背景技术

逐次逼近寄存器型模数转换器(Successive Approximation Register Analogto Digital Converter，简称SAR ADC)具有低功耗，高精度、较大的工作带宽及电路设计简单等优点，被广泛应用于各种便携设备中。SAR ADC的工作原理为：使用一系列阶段将模拟电压转换成数字比特，其中每个阶段将一个模拟电压和一个参考电压进行比较，以产生一个数字比特。

其中，比较器是SAR ADC中的关键模块之一，它的性能决定着整个ADC的性能。比较器将采样保持电路输出的模拟输入信号与数/模转换器(Digital to analog converter，简称DAC)提供的参考电压进行比较，得出相应的高电平或低电平，并发送至逐次逼近寄存器。并且，比较器需要一个共模电压(VCM)方能正常工作，该共模电压用于设置比较器内各级放大电路的静态工作点，从而使比较器内部的各级放大电路在没有输入信号前处于最佳的工作状态。

在传统的SAR ADC共模电压的处理方法中，通常要利用带隙基准电压产生电路产生一个高精准的带隙电压，并经过放大器或者缓冲器后再提供至比较器使用。其中，带隙基准电压产生电路通常比较复杂，有时还需要用到trimming技术，占用面积比较大，功耗较大。另外，由于带隙电压一般是高阻输出，几乎没有任何驱动能力，不能直接为SAR ADC内的比较器提供所需的共模电压，因此放大器或缓冲器是必不可少的。而且，由于比较器的性能对整个SAR ADC来说都是至关重要的，因此，对共模电压的要求也较高：首先，共模电压要稳定，否则会恶化SAR ADC的性能；其次，共模电压要有足够快的响应速度，并且，共模电压必须在比较器开始进行比较前足够稳定；再次，共模电压要有较小的噪声。基于共模电压的这些特点，对于上述放大器或者缓冲器也提出了较高的要求，即需要具备稳定、低噪声、高增益和大带宽等特点，而具备这些特点的放大器或者缓冲器通常功耗大，芯片面积大，成本较高。因此，传统的SARADC共模电压的处理方法具有功耗大、芯片面积大、成本较高等缺陷。

发明内容

基于此，有必要针对传统的SAR ADC共模电压的处理方法功耗大的问题，提供一种共模电压产生装置及逐次逼近寄存器型模数转换器。

一种共模电压产生装置，用来向逐次逼近寄存器型模数转换器内的比较器输出共模电压；包括：开关电路及共模电压产生电路；所述开关电路的第一端接入电源；所述开关电路的第二端用于接收所述逐次逼近寄存器型模数转换器内用于控制采样保持电路在采样状态和保持状态之间进行切换的控制信号；所述开关电路的第三端连接所述共模电压产生电路的输入端；所述共模电压产生电路的输出端用于连接所述比较器；

所述开关电路在所述控制信号为将要控制所述采样保持电路切换至采样状态对应的命令时，接通所述电源对所述共模电压产生电路的供电电路；并且，所述开关电路在所述控制信号为将要控制所述采样保持电路切换至保持状态对应的命令时，断开所述电源对所述共模电压产生电路的供电电路；所述共模电压产生电路在通过所述开关电路接入所述电源后向所述比较器输出所述共模电压。