[发明专利]一种低功耗模数转换器及其控制方法

权利要求书

1.一种低功耗模数转换器，其特征在于，包括电容阵列数模转换器和比较器；

所述电容阵列数模转换器包括上电容阵列和下电容阵列；

所述上电容阵列包括N-2个上电容组和第一起始电容，所述第一起始电容的电容值为C，第i个上电容组包括N-1-i个上电容且第1个上电容的电容值为2C、第j个上电容的电容值为2^j-1C，其中，N为所述低功耗模数转换器的位数且N≥3，1≤i≤N-2且2≤j≤N-1-i，C表示一个单位电容，i、j均为自然数；

所述下电容阵列包括N-2个下电容组和第二起始电容，所述第二起始电容的电容值为C，第i个下电容组包括N-1-i个下电容且第1个下电容的电容值为2C、第j个下电容的电容值为2^j-1C，其中，1≤i≤N-2且2≤j≤N-1-i；

所述上电容的上极板连接至参考电压或地，所述下电容的上极板连接至参考电压或地，所述第一起始电容的上极板连接至参考电压或地，所述第二起始电容的上极板连接至参考电压或地；

所述上电容的下极板连接所述下电容的下极板形成所述电容阵列数模转换器的输入端，所述第一起始电容的下极板连接所述第二起始电容的下极板形成所述电容阵列数模转换器的输出端，所述电容阵列数模转换器的输入端与所述电容阵列数模转换器的输出端连接，所述电容阵列数模转换器的输出端还连接至所述比较器的同相输入端，所述比较器的反相输入端连接至地。

2.根据权利要求1所述的一种低功耗模数转换器，其特征在于，所述低功耗模数转换器还包括采样开关，所述采样开关的一端连接输入信号，所述采样开关的另一端连接所述电容阵列数模转换器的输入端。

3.根据权利要求1所述的一种低功耗模数转换器，其特征在于，所述上电容阵列包括第一选择开关和若干个第一开关；

所述第一开关的一端连接所述上电容的上极板，所述第一开关的另一端连接所述第一选择开关的第一端，所述第一选择开关的第二端连接至参考电压，所述第一选择开关的第三端连接至地。

4.根据权利要求3所述的一种低功耗模数转换器，其特征在于，所述下电容阵列还包括第二选择开关和若干个第二开关；

所述第二开关的一端连接至所述下电容的上极板，所述第二开关的另一端连接所述第二选择开关的第一端，所述第二选择开关的第二端连接至参考电压，所述第二选择开关的第三端连接至地。

5.一种控制方法，其特征在于，应用于如权利要求4所述的一种低功耗模数转换器，包括以下步骤：

采样：控制所述上电容的上极板连接至地，控制所述下电容的上极板连接至参考电压；

输入信号从所述电容阵列数模转换器的输入端进入所述电容阵列数模转换器，在电容阵列数模转换器的输出端得到同相保持信号，控制若干个所述第一开关断开，控制若干个所述第二开关断开；

B、第1次比较：所述比较器将所述同相保持信号和地进行第一次比较并输出第一次比较结果D(1)；

C、第2次比较：根据所述第一次比较结果D(1)，

当D(1)=1，则控制第二选择开关连接至地；

当D(1)=0，则控制第一选择开关连接至所述参考电压；

所述比较器进行第2次比较并输出第2次比较结果D(2)；

D、第k次比较：根据第k-1次比较结果D(k-1)，其中，3≤k≤N-1为约束条件，

当D(k-1)=1，控制第1个下电容组至第k-2个下电容组中的所述下电容的所述第二开关导通；

当D(k-1)=0，控制第1个上电容组至第k-2个上电容组中的所述上电容的所述第一开关导通；

比较器进行第k次比较并输出第k次比较结果D(k)；

E、k增加1，执行步骤D，确定所述约束条件不成立，结束执行所述步骤D。

6.根据权利要求5所述的一种控制方法，其特征在于，所述步骤D具体为：

当D(k-1)=1，控制所述第i个下电容组中第k-1-i个下电容的第一开关导通；

当D(k-1)=0，控制所述第i个上电容组中第k-1-i个上电容的第一开关导通，其中，1≤i≤k-2。