[发明专利]一种混合型模数转换器及其量化方法

说明书

本发明涉及一种混合型模数转换器，包括：第一转换器模块(1)、第二转换器模块(2)和运算放大器(3)；其中，所述第一转换模块(1)电连接所述运算放大器(3)；所述运算放大器(3)电连接所述第二转换器模块(2)。本实施例提供的混合型模数转换器通过设置第一转换器模块和第二转换器模块的量化操作，防止了概率性开关电荷泄漏，防止了传统的2Bit/c(每步两位)的模数转器结构的电荷泄露，并且通过去除预置位操作，增加了本实施例提供的混合型模数转换器的量化速率。

技术领域

本发明属于集成电路设计领域，具体涉及一种混合型模数转换器及其量化方法。

背景技术

逐次逼近型模数转换器(SAR ADC，successive approximation register Analogto Digital)，是在每一次转换过程中，通过遍历所有的量化值并将其转化为模拟值，将输入信号与其逐一比较，最终得到要输出的数字信号。由于逐次逼近型模数转换器的结构简单，功耗低等优点，因此，SAR ADC在可穿戴设备和医疗器械等低功耗需求领域被广泛采用。

目前，应用的SAR ADC大多采用基于Set_down开关方法以及加法预置位操作的2Bit/cycle开关方案，或者采用基于Set_down开关方法以及减法预置位操作的2Bit/cycle开关方案，这两种方案功耗低，使用方便，而且采用第一种方案，可以避免开关管电荷泄露。

然而，采用第一种方案虽然有效的避免了开关管电荷泄漏，但确提高了比较器的部分闪烁噪声，而且采用这两种方案时，都要先进行预置位操作，降低了系统的量化速率。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种混合型模数转换器及其量化方法。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

本发明实施例提供了一种混合型模数转换器，包括：第一转换器模块、第二转换器模块和运算放大器；其中，

所述第一转换模块电连接所述运算放大器；

所述运算放大器电连接所述第二转换器模块。

在本发明的一个实施例中，所述第一转换器模块包括：

第一采样开关，第一电容阵列单元、第一比较器阵列和第一控制逻辑电路；其中，

所述第一采样开关电连接所述第一电容阵列单元；

所述第一电容阵列单元电连接所述第一比较器阵列；

所述第一比较器阵列电连接所述第一控制逻辑电路；

所述第一控制逻辑电路分别电连接所述第一采样开关，所述第一电容阵列单元和所述第一比较器阵列；

所述第一电容阵列单元电连接所述运算放大器。

在本发明的一个实施例中，所述第一采样开关包括采样开关K1、采样开关K2、采样开关K3和采样开关K4；

所述第一电容阵列单元包括第一电容阵列、第二电容阵列、第三电容阵列、第四电容阵列、第一开关组、第二开关组、第三开关组和第四开关组；

所述第一比较器阵列包括第一比较器、第二比较器和第三比较器；其中，

所述采样开关K1电连接所述第一比较器的正向输入端；

所述采样开关K2分别电连接所述第一比较器的反向输入端和所述第二比较器的反向输入端；

所述采样开关K3分别电连接所述第二比较器的正向输入端和所述第三比较器的正向输入端；

所述采样开关K4电连接所述第三比较器的反向输入端；

所述第一电容阵列的电容上极板电连接所述第一比较器的正向输入端；