[发明专利]电压时间转换器、模数转换器和用于转换模拟电压的方法

权利要求书

1.一种电压时间转换器(voltage to time converter，以下简称VTC)，其特征在于，包括：

-具有第一节点(301)和第二节点(302)的差分输入端(201)，用于接收所述第一节点(301)和所述第二节点(302)之间的电位差形式的输入电压；

-用于接收时钟信号(CK)的时钟输入端(202)；

-耦合到所述差分输入端(201)的采样保持电路(203)，用于根据由所述时钟信号(CK)定义的采样时间表临时存储所述输入电压的样本；

-耦合到所述采样保持电路(203)的电平转换器(204)，用于可控地转换所述存储样本的电平以产生电平转换后的样本；

-斜坡发生器(205)，用于根据由所述时钟信号(CK)定义的转换时间表生成斜坡电压；

-比较器(206)，用于将所述生成的斜坡电压与阈值进行比较，并在所述斜坡电压达到所述阈值之后输出停止信号(STOP)；

其中，所述斜坡发生器(205)用于使用所述电平转换后的样本作为生成所述斜坡电压时的偏移。

2.根据权利要求1所述的VTC，其特征在于，所述VTC用于根据所述电平转换后的样本的值确定所述停止信号(STOP)相对于所述时钟信号(CK)的定时。

3.根据权利要求1或2所述的VTC，其特征在于，所述电平转换器(204)是无参考电平转换器，包括多个电容器(303、304)和对应的多个开关(305、306、307)，所述多个开关用于根据由所述时钟信号(CK)定义的电平转换时间表，可控地将所述多个电容器(303、304)连接到所述VTC的相应恒定电位轨。

4.根据权利要求3所述的VTC，其特征在于，所述电平转换时间表与所述采样时间表一致，使得所述多个开关(305、306、307)用于与将输入电压的样本临时存储在所述采样保持电路(203)中同步，可控地将所述多个电容器(303、304)连接到所述恒定电位轨。

5.根据权利要求3或4所述的VTC，其特征在于，

-所述多个电容器(303、304)包括第一电容器(303)和第二电容器(304)，

-所述多个开关(305、306、307)用于根据所述电平转换时间表可控制地将所述第一电容器(303)充电到所述VTC的工作电压，并将所述第二电容器(304)充电到零电压，

-所述多个开关(305、306、307、318)用于根据所述电平转换时间表可控地将所述第一和第二电容器(303、304)连接到所述采样保持电路(203)，用于产生所述电平转换后的样本，作为所述存储样本和所述第一和第二电容器(303、304)充电到的电压的组合。

6.根据上述权利要求中任一项所述的VTC，其特征在于，所述采样保持电路(203)包括实现所述耦合到所述差分输入端(201)的自举开关(308、309)。

7.根据上述权利要求中任一项所述的VTC，其特征在于，所述斜坡发生器(205)包括电流源(310)和位于所述电流源(310)输出端的阻抗缓冲器(311)，所述阻抗缓冲器(311)用于提升所述电流源(310)的输出阻抗。

8.根据权利要求7所述的VTC，其特征在于，所述斜坡发生器(205)包括一个或多个转换开关(312、313)，用于根据所述转换时间表通过所述采样保持电路(203)和所述电平转换器(204)可控地在所述阻抗缓冲器(311)上形成电容反馈耦合。

9.根据权利要求7或8中任一项所述的VTC，其特征在于，所述阻抗缓冲器(311)是逆变器。

10.根据上述权利要求中任一项所述的VTC，其特征在于，所述比较器(206)包括一个或多个逆变器(314、315、316)的链，使得所述阈值是所述一个或多个逆变器(314、315、316)的所述链的反向阈值电压。