[发明专利]一种低功耗模数转换器及其控制方法

说明书

本发明公开了一种低功耗模数转换器及其控制方法，低功耗模数转换器包括电容阵列数模转换器和比较器；电容阵列数模转换器包括上电容阵列和下电容阵列；上电容阵列包括（N‑2）个上电容组和第一起始电容，下电容阵列包括（N‑2）个下电容组和第二起始电容；上电容的上极板连接至参考电压或地，下电容的上极板连接至参考电压或地。本发明使得上电容阵列和下电容阵列均连接至参考电压或均连接至地，进而在比较器在进行比较时，电容阵列数模转换器的电容量只在电容阵列数模转换器的内部分配，使得电荷在电容阵列数模转换器内部流动，从而实现了降低低功耗模数转换器的功率损耗的目的。本发明可广泛应用于电子电路技术领域中。

技术领域

本发明涉及电子电路技术领域，尤其涉及一种低功耗模数转换器及其控制方法。

背景技术

逐次逼近型模数转换器是一种中高精度、中等转换速率、低功耗的模数转换器结构，主要由模数转换器、比较器和逐次逼近寄存器组成，其中模数转换器的结构常常采用两组对称的电容阵列实现，并且每一组电容阵列需要选择连接到不同幅值的参考电压，在实现对输入信号的逐次逼近比较的过程中，需要多次反复切换两组电容阵列的参考电压，在参考电压反复切换的过程中，由于两组电容阵列连接的参考电压不一致，电荷会在两组电容阵列之间分配流动，造成能量的消耗。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种低功耗模数转换器及其控制方法。

第一方面，本发明实施例提供了一种低功耗模数转换器，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，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，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。

进一步，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。

进一步，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。

进一步，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。

第二方面，本申请提供了一种控制方法，应用于上述的一种低功耗模数转换器，包括以下步骤：