[发明专利]电容式逐次逼近模数转换器

权利要求书

1.一种电容式逐次逼近模数转换器，其特征在于，包括：

第一电容器阵列，包括N个第一电容器，其中N为所述电容式逐次逼近模数转换器输出的二进制编码位数，且N为大于或等于3的正整数；

第二电容器阵列，包括N个第二电容器；

电压生成电路，用于生成共模电压、参考电压、第一电压和第二电压，其中所述第一电压是根据所述共模电压和所述参考电压确定的，所述第二电压是根据所述共模电压和接地电压确定的；

第一开关，连接于所述电压生成电路与所述N个第一电容器的上极板之间；

第二开关，连接于所述电压生成电路与所述N个第二电容器的上极板之间；

N个第三开关，分别对应连接于所述N个第一电容器的下极板，以控制所述第一电容器的下极板与所述电压生成电路、第一采样电压输出端的连接；

N个第四开关，分别对应连接于所述N个第二电容器的下极板，以控制所述第一电容器的下极板与所述电压生成电路、第二采样电压输出端的连接；

比较器，包括第一输入端、第二输入端和输出端，其中所述N个第一电容器的上极板与所述第一输入端连接，所述N个第二电容器的上极板与所述第二输入端连接，所述比较器用于比较所述第一输入端收到的电压值和所述第二输入端收到的电压值，并经由所述比较器的输出端输出分别对应于N位二进制编码的N个比较结果；

逐次逼近逻辑控制器，连接于所述比较器的输出端，控制所述第一开关、第二开关、N个第三开关和N个第四开关以使得所述第一电容器阵列和第二电容器阵列处于采样模式或比较模式。

2.如权利要求1所述的电容式逐次逼近模数转换器，其特征在于，所述第一电压是根据以下公式确定的：

，

其中，V1表示所述第一电压，Vcm表示所述共模电压，Vref表示所述参考电压；

所述第二电压是根据以下公式确定的：

，

其中，V₂表示所述第二电压，V_gnd表示接地电压。

3.如权利要求1所述的电容式逐次逼近模数转换器，其特征在于，所述逐次逼近逻辑控制器，具体用于在采样周期内，控制所述第一开关、所述第二开关、所述N个第三开关和所述N个第四开关，以使得所述N个第一电容器和所述N个第二电容器工作在采样模式。

4.如权利要求3所述的电容式逐次逼近模数转换器，其特征在于，所述逐次逼近逻辑控制器，具体用于在所述采样周期结束后，控制所述第一开关、所述第二开关、所述N个第三开关和所述N个第四开关，以使得所述N个第一电容器和所述N个第二电容器工作在第n个比较模式，其中n=1, …, N；

所述比较器，具体用于在所述N个第一电容器和所述N个第二电容器工作在所述第n个比较模式的情况下，比较所述比较器的第一输入端收到的电压值和所述比较器的第二输入端收到的电压值的大小，确定所述N个比较结果中的第n个比较结果并将所述第n个比较结果输出至所述逐次逼近逻辑控制器，其中所述第n个比较结果对应于所述N位二进制编码中的第N-n+1位二进制编码。

5.如权利要求4所述的电容式逐次逼近模数转换器，其特征在于，所述逐次逼近逻辑控制器，具体用于：

在所述采样周期内，控制所述第一开关闭合令所述N个第一电容器中的每个第一电容器的上极板与所述电压生成电路的第三输出端连接，控制所述第二开关闭合令所述N个第二电容器中的每个第二电容器的上极板与所述电压生成电路的第三输出端连接，控制所述N个第三开关令所述N个第一电容器中的每个第一电容器的下极板与所述第一采样电压输出端连接，控制所述N个第四开关令所述N个第二电容器中的每个第二电容器的下极板与所述第二采样电压输出端连接，以使得所述N个第一电容器和所述N个第二电容器工作在所述采样模式，其中所述电压生成电路的第三输出端输出所述共模电压。