[实用新型]模数转换器

说明书

一种模数转换器，包括一对相对称的输入支路、信号转换电路以及数字斩波电路，其中每个输入支路包括：模拟斩波支路和采样保持支路用于接入输入信号，所述采样保持支路复用所述模拟斩波支路的斩波开关作为采样开关以采样输入信号并以输入信号存储电量；信号转换电路用于对所述采样保持支路存储的电量对应的电压信号转换成数字信号；数字斩波电路用于对所述信号转换电路输出的数字信号取反后输出。通过输入串联开关的复用，减小串联开关个数，避免开关的非理想特性限制整体电路性能。

技术领域

本申请属于电子电路技术领域，尤其涉及一种模数转换器。

背景技术

模数转换器(Analog-to-Digital Converter，ADC)用于将模拟信号转换成表示一定比例电压值的数字信号。模数转换器被普遍的用在范围从直流信号和低频传感器应用到无线通信的高频模数转换器的许多应用中。模拟信号在时域上是连续的，因此可以将它转换为时间是连续的一系列数字信号。然而实际使用的模数转换器不能进行完全实时的转换，所以对输入信号进行一次转换的过程中必须通过一些外加方法使之保持恒定。常用的有采样保持电路，在大多数的情况里，通过使用一个电容可以存储输入的模拟电压，并通过开关或门电路来闭合、断开这个电容和输入信号的连接。因此，一般模数转换器是由采样保持电路和信号转换电路组成

通过使用开关电容电路实现采样保持电路是常见方式，开关电容电路通过对电容上的电荷采样来执行模拟信号处理。CMOS工艺实现开关器件特别适合于这样的电路。然而，对于超低频和准直流应用，CMOS器件的直流失调和已经存在于CMOS器件的闪烁噪声会影响模数转换器的精度。因此需要在模数转换器前端引入斩波开关电路，通过周期性的使输入信号的极性反转，后端数字电路对数字结果进行加权平均处理使得电路中的直流失调和器件闪烁噪声减小。

从模拟电路实现来看，斩波电路直接叠加在模数转换器采样保持电路前端，相当于信号通道上两级开关串联，即斩波电路上的斩波开关和开关电容电路的主采样开关。然而，开关受时钟信号控制会带来时钟溃通效应，同时开关有限的导通阻抗和开关导通电阻的非线性都会影响整个电路的性能。对于大多数高精度、高速模数转换器来说，信号通道上的输入开关都会成为限制模数转换器性能的瓶颈。

实用新型内容

本申请的目的在于提供一种模数转换器，旨在解决目前带斩波的模数转换器前端形成两级开关串联会带来时钟溃通效应，也会带来影响线性度以及功耗高的问题。

本申请实施例第一方面提供了一种模数转换器，包括一对相对称的输入支路，其中每个输入支路包括：

模拟斩波支路，用于接入输入信号，所述模拟斩波支路配置为对接入的输入信号；以及

采样保持支路，所述采样保持支路与所述模拟斩波支路连接，所述采样保持支路复用所述模拟斩波支路的斩波开关作为采样开关以采样输入信号并以输入信号存储电量；

信号转换电路，与所述采样保持支路连接，所述信号转换电路用于对所述采样保持支路存储的电量对应的电压信号转换成数字信号；以及

数字斩波电路，与所述信号转换电路连接，所述数字斩波电路用于对所述信号转换电路输出的数字信号取反后输出。

在其中一个实施例中，所述模拟斩波支路包括第一斩波开关和第二斩波开关，所述第一斩波开关的第一端、所述第二斩波开关的第一端分别作为模数转换器的两个输入端用于接入所述输入信号，所述第一斩波开关的第二端、所述第二斩波开关的第二端共接作为所述模拟斩波支路的输出，所述采样保持支路复用所述第一斩波开关和所述第二斩波开关作为采样开关。

在其中一个实施例中，所述第一斩波开关工作在第一频率的第一时钟信号下，所述第二斩波开关工作在第一频率的第二时钟信号下，第一时钟信号和第二时钟信号为互锁关系；