[发明专利]电容式逐次逼近模数转换器

说明书

一种电容式逐次逼近模数转换器(100)，该逐次逼近模数转换器包括：第一电容器阵列(101)，包括N个笫一电容器(C₁₁,C₁₂，……，C_1N)；笫二电容器阵列(102)，包括N个第二电容器(C₂₁，C₂₂，……，C_2N)；电压生成电路(105)，用于生成共模电压(V_cm)、参考电压(V_ref)、第一电压(V₁)和第二电压(V₂)；第一开关(K₁)，第二开关(K₂)，N个第三开关(K₃₁，K₃₂，……，K_3N)，N个第四开关(K₄₁，K₄₂，……，K_4N)；比较器(103)，包括第一输入端、第二输入端和输出端，其中该N个第一电容器(C₁₁，C₁₂，……，C_1N)的上极板与该第一输入端连接，该N个第二电容器(C₂₁，C₂₂，……，C_2N)的上极板与该第二输入端连接；逐次逼近逻辑控制器(104)，连接于该比较器(103)的输出端。上述电容式逐次逼近模数转换器(100)可以利用2N个电容器实现输出N位二进制编码。

技术领域

本申请实施例涉及电子技术领域，并且更具体地，涉及电容式逐次逼近模数转换器。

背景技术

逐次逼近模数转换器(英文：Successive Approximation Analog-to-digitalconverter，简称：SAR ADC)是将模拟信号转化为数字信号的器件。

电容式SAR ADC是一种常见的SAR ADC。电容式SAR ADC的精度与电容式SAR ADC中的电容总量相关。目前，若电容式SAR ADC的需要输出N位二进制编码精度的输出结果，则该电容式SAR ADC需要包括两个由N+1个电容器组成的电容器阵列。电容器阵列中的电容器的电容量是指数关系的。具体地，电容器阵列中的N+1个电容器的电容量有以下关系：

其中C表示单位电容量。因此，一个电容器阵列中的总电容量为2^NC。

发明内容

本申请实施例提供一种电容式SAR ADC，可以减少该SAR ADC所使用的电容器的数目以及总电容量。

第一方面，本申请实施例提供一种电容式逐次逼近模数转换器，包括：第一电容器阵列，包括N个第一电容器，其中N为该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，其中该第一电压是根据该共模电压和该参考电压确定的，该第二电压是根据该共模电压和接地电压确定的；第一开关，连接于该电压生成电路与该N个第一电容器的上极板之间；第二开关，连接于该电压生成电路与该N个第二电容器的上极板之间；N个第三开关，分别对应连接于该N个第一电容器的下极板，以控制该第一电容器的下极板与该电压生成电路、第一采样电压输出端的连接；N个第四开关，分别对应连接于该N个第二电容器的下极板，以控制该第一电容器的下极板与该电压生成电路、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，其中该N个第一电容器的上极板与该第一输入端连接，该N个第二电容器的上极板与该第二输入端连接，该比较器用于比较该第一输入端收到的电压值和该第二输入端收到的电压值，并经由该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，连接于该比较器的输出端，控制该第一开关、第二开关、N个第三开关和N个第四开关以使得该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。