[发明专利]自适应模数转换器

说明书

自适应SAR ADC技术可以提高速度和/或降低其功耗。在一些示例方法中，来自模拟输入信号的先前采样的转换的一个或多个位可以被预加载到ADC的DAC电路上。如果确定预加载的位是可接受的，则可以对当前样本进行位试验以确定剩余的位。如果不可接受，则ADC可以丢弃预加载的位并对所有位执行位试验。自适应SAR ADC可以包括控制回路以使用历史数据来调整(例如增加或减少)在随后的位试验中预加载的位数。

要求优先权

本专利申请要求享有2017年9月11日提交的题为“自适应模数转换器”的美国专利申请No.15/700,957(代理人案卷号3867.42US1)的优先权的权益，其全部内容通过引用合并于此。

技术领域

该文件总体上但非限制性地涉及集成电路，并且更具体地涉及模数转换器(ADC)电路。

背景技术

模数转换器(ADC)电路可用于将模拟信号转换为数字信号，然后可对其进行进一步处理或在数字域中使用。逐次逼近例程(SAR)ADC电路可以执行位试验，以将模拟信号的各个部分与参考电压进行比较，以确定代表模拟信号特定样本的数字字的数字位值。SARADC可以使用数模转换器(DAC)的电容器阵列来执行位试验，以确定数字字的各个数字位值。

发明内容

本公开提出可以提高SAR ADC的速度和/或降低其功耗的技术。本发明人提出了一种自适应SAR ADC方法，其中可以将来自模拟输入信号的先前采样的转换的一个或多个位预加载到ADC的DAC电路上。如果确定预加载的位是可接受的，则可以对当前样本进行位试验以确定剩余的位。如果不可接受，则ADC可以丢弃预加载的位并对所有位执行位试验。自适应SAR ADC可以包括控制回路，以使用历史数据来调整(例如增加或减少)在随后的位试验中预加载的位数。

在一方面，本公开涉及一种使用逐次逼近寄存器(SAR)模数转换器(ADC)来执行模数转换的方法。该方法包括：使用SAR ADC的数模转换器(DAC)电路来执行位试验，以将模拟输入信号的第一采样转换为N位输出；在对所述模拟输入信号的第二采样执行位试验之前，将所述N位输出的M位从所述第一采样预加载到DAC电路上，其中M小于N；在转换之前，将所述第二采样与具有上限和下限的范围进行比较，其中所述上限和所述下限基于预加载的M位的表示；当所述比较表明所述第二采样在该范围内时，对所述第二采样执行位试验以确定剩余的(N-M)个位；当所述比较表明所述第二采样不在该范围内时，对所述第二采样执行位试验以确定全部N位；和使用先前位试验的至少一个结果来控制M的值。

在一方面，本公开涉及一种使用第一和第二逐次逼近寄存器(SAR)模数转换器(ADC)来执行模数转换的方法。该方法包括：将模拟输入信号的第一采样转换为N位输出；在对所述模拟输入信号的第二采样执行位试验之前，将所述N位输出的至少一些最高有效位(MSB)从所述第一采样预加载到第一ADC的DAC电路上；使用第一ADC，将所述第二采样与具有第一上限和第一下限的第一范围进行比较，其中所述第一上限和所述第一下限基于预加载的MSB的表示；当所述比较表明所述第二采样在所述第一范围内时，将所述N位输出的M位从所述第一采样预加载到第二ADC的DAC电路上；在转换之前，将所述第二采样与具有第二上限和第二下限的第二范围进行比较，其中所述第二上限和所述第二下限基于预加载的M位的表示；当所述比较表明所述第二采样在所述第二范围内时，对所述第二采样执行位试验以确定剩余的(N-M预加载的MSB)位；和当所述比较表明所述第二采样不在所述第二范围内时，对所述第二采样执行位试验以确定(N-预加载的MSB)位。