[发明专利]一种分段并行比较型ADC

权利要求书

1.一种分段并行比较型ADC，其特征在于：首先把ADC的二进制输出位按位权大小划分成数个不同的段，形成不同权值级别的输出分段；再根据其中最高权值级别输出分段对由基准电压量化后的不同参考电压按照电压值大小划分成数个分段，这些分段被定义为参考电压分段，这次划分被叫做第一次分段，其段数是以最高权值级别输出分段位数为指数的2的次幂，每段所含参考电压数量除掉最高值参考电压分段少一个外，其它分段都相同，是以ADC输出位数减去最高权值级别输出分段位数所得差值为指数的2的次幂；然后，除掉最高值参考电压分段外其余所有分段中最高值参考电压被分别送到对应的比较器来产生可被定义为段首指针的比较值，这些段首指针一方面被送到对应的触发器和优先编码器以便形成最高权值级别输出分段的数值，另一方面被分别送到可控开关组用于控制从第一次所有分段中选择一个参考电压分段作为当前分段，且其段内不包括与段首指针对应的那个最高值参考电压；最后，对当前分段做后续处理，如果低于最高权值级别的输出分段不是最低权值级别输出分段，那就参照上述分段技术和处理技术继续对当前分段再分段和再处理，这叫做第二次分段，其后是否还有继续分段，要依据下一个低权值ADC输出分段是否是最低权值级别而决定；如果下一个低权值ADC输出分段是最低权值级别输出分段，那就停止继续分段而直接把这个当前分段送到与之对应的比较器、触发器和优先编码器来形成最低权值级别输出分段的段内数值；

所述分段并行比较型ADC把输出位数分成2个或2个以上分段；

其中，把输出位数分成2段的分段并行比较型ADC，主要由采样/保持电路、量化电阻网络、段首比较器组、段首状态触发器组、段首优先编码器、段内1级可控开关组、段内2级可控开关组、段内比较器组、段内状态触发器组和段内优先编码器组成；

采样/保持电路用于完成模拟信号的采样和保持，在常用电路基础上增加可控开关，以便由等同于时钟信号的控制信号控制模拟信号的输入，达到启动模数转换的目的；

量化电阻网络由串联电阻组成，用于对基准电压进行量化，形成大量数值不同的参考电压，以便对这些量化电压按电压值大小划分成段；

段首比较器组由一组比较器组成，输出段首指针，为段首状态触发器组提供输入信号，其中每一个比较器有2个输入信号，一个来自对应的参考电压分段中最高参考电压输出线，不包括最高值参考电压分段，另一个来自采样/保持电路的输出信号线，即模拟转换信号；

段首状态触发器组由一组触发器组成，受到等同于时钟信号的控制信号控制，主要用于保存段首比较器组输出的段首指针；

段首优先编码器对来自段首状态触发器组的状态信息进行编码，以便获得模数转换后的高位二进制数，即高权值级别输出分段数值；

段内1级可控开关组由一级并行可控开关组组成，共有2个，分布在整个段内2级可控开关组的两端，分别由段首比较器组输出的最低位和最高位段首指针单独控制，以便选择最低值参考电压分段，不包括其中最高值参考电压线，或者最高值参考电压分段作为当前分段，并传送到后面的段内比较器组；

段内2级可控开关组由两级并行可控开关组组成，且两级并行可控开关组对应开关采用串联方式，分别受到段首比较器组输出的相邻两个段首指针控制，以便有选择地把某一参考电压分段，除掉其中最高值参考电压线后作为当前分段，并传送到后面的段内比较器组；

段内比较器组由一组比较器组成，为段内状态触发器组提供输入信号，其比较信号一方面来自由段内1级可控开关组和段内2级可控开关组共同决定的当前分段，另一个来自模拟转换信号；

段内状态触发器组由一组触发器组成，受到等同于时钟信号的控制信号控制，主要用于保存段内比较器组的比较结果；

段内优先编码器对来自段内状态触发器组的状态信息进行编码，以便获得模数转换后的低位二进制数，即低权值级别输出分段数值。