[实用新型]一种游标式高精度高速A/D转换装置

权利要求书

1.一种游标式高精度高速A/D转换装置，其特征在于，包括m个转换单元，每个转换单元用于一段连续位数的A/D转换，还包括：

m-1个向上取整开关组，每个向上取整开关组的输入端连接对应位段的转换单元，用于输出比对应位段的转换单元中被测量电压大的分压电路输出的最小电压值；

m-2个向下取整开关组，每个向下取整开关组的输入端连接对应位段的转换单元，用于输出比对应位段的转换单元中被测量电压小的分压电路输出的最大电压值；

数据锁存器，输入端按位段从高到低依次连接m个转换单元输出的数字信号，用于数字信号的同步输出。

2.根据权利要求1所述的一种游标式高精度高速A/D转换装置，其特征在于，所述转换单元中最高位的第一转换单元包括：

第一均分压电路，输入端连接基准电压V_ref，用于将基准电压V_ref分为2ⁿ¹等份，其中n1为所述第一转换单元所要得到的数字信号的位数；

第一比较电路，输入端连接第一均分压电路的输出端和被测量电压，用于将被测量电压分别与第一均分压电路的输出电压进行比较，被测量电压输入各个比较器的同相输入端，第一均分电压电路的输出电压输入对应比较器的反相输入端，根据比较结果得到对应的高低电平；

第一译码器，输入端连接比较电路的输出端，用于将比较电路的输出结果编译为n1位数字信号，译码输出的数值由小到大与第一比较电路输出的高电平数量由少到多对应。

3.根据权利要求1所述的一种游标式高精度高速A/D转换装置，其特征在于，所述转换单元中中间位的第二转换单元至第m-1转换单元均包括：

均分压电路，输入端连接上一级向下取整开关组的输出端和大小为叠加在上一级向下取整开关组的输出电压之上的上一级均分压电路均分电压值的基准电压，用于将基准电压分为2^ns等份，其中ns为所述转换单元所要得到的数字信号的位数，s为大于1且小于m的整数；

叠加均分压电路，输入端连接被测量电压和大小为上一级均分压电路均分电压值的基准电压，用于将基准电压分为2^ns等份，并叠加在被测量电压之上；

比较电路，输入端连接上一级向上取整开关组输出端和本级叠加均分压电路的输出端，上一级向上取整开关组输出端的输出电压输入各个比较器的同相输入端，本级叠加均分压电路的输出电压输入到对应比较器的反相输入端，根据比较结果得到对应的高低电平；

译码器，输入端连接比较电路的输出端，用于将比较电路的输出结果编译为ns位数字信号，译码输出的数值由小到大与比较电路输出的高电平数量由少到多对应。

4.根据权利要求1所述的一种游标式高精度高速A/D转换装置，其特征在于，所述转换单元中最低位的第m转换单元包括：

第m叠加均分压电路，被测量电压和大小为上一级均分压电路均分电压值的基准电压，用于将基准电压分为2^nm等份，并叠加在被测量电压之上，其中nm为所述第m转换单元所要得到的数字信号的位数；

第m比较电路，输入端连接第m-1向上取整开关组的输出端和第m叠加均分压电路的输出端，第m-1向上取整开关组的输出端的输出电压输入各个比较器的同相输入端，第m叠加均分压电路的输出电压输入到对应比较器的反相输入端，根据比较结果得到对应的高低电平；

第m译码器，输入端连接第m比较电路的输出端，用于将第m比较电路的输出结果编译为nm位数字信号，其中nm为所述第m转换单元所要得到的数字信号的位数，译码输出的数值由小到大与第m比较电路输出的高电平数量由少到多对应。

5.根据权利要求2所述的一种游标式高精度高速A/D转换装置，其特征在于，所述向上取整开关组包括2ⁿ¹开关和一个2ⁿ¹位的逻辑运算单元；

所述2ⁿ¹个开关的输入端连接均分压电路的输出端，控制端连接逻辑运算单元的输出端，输出端并联输出；

所述逻辑运算单元的输入端连接比较电路的输出端，用于控制所述开关的通断，使向上取整开关组的输出电压是比被测量电压大的均分压电路输出的最小电压值。