[发明专利]一种用于电容型逐次逼近模数转换器的电容排序电路

权利要求书

1.一种用于差分型逐次逼近模数转换器的电容排序电路，针对均含有N个单位电容的正负电容阵列进行排序；正电容阵列的N个单位电容分别标记为C_{P_0}、C_{P_1}、C_{P_2}……C_{P_N-1}；负电容阵列的N个单位电容分别标记为C_{N_0}、C_{N_1}、C_{N_2}……C_{N_N-1}；所述电容排序电路包括：比较器、待排序电容C_{P_0}～C_{P_N-1}和C_{N_0}～C_{N_N-1}、开关电路、信号线LINE_{P_0}～LINE_{P_N-1}和LINE_{N_0}～LINE_{N_N-1}、控制输出模块；所述比较器的正负输入端均分为两路，一路通过开关连接共模电压V_CM，另一路分别于正负电容阵列的上极板相连；待排序正电容阵列每个电容的输出端通过开关电路决定连接信号；待排序负电容阵列每个电容的输出端通过开关电路决定连接信号，正负电容阵列的开关电路分别由信号线LINE_{P_0}～LINE_{P_N-1}和信号线LINE_{N_0}～LINE_{N_N-1}控制；连接信号包括两种，一种为参考电压V_REF，另一种为连接地；当信号线LINE_{P_0}～LINE_{P_N-1}和信号线LINE_{N_0}～LINE_{N_N-1}为高电平时，电容的输出端与参考电压V_REF相连；当信号线LINE_{P_0}～LINE_{P_N-1}和信号线LINE_{N_0}～LINE_{N_N-1}为低电平时，电容的输出端与地相连；所述开关电路为每个待排序电容的输出端与每条信号线的输入端之间都设置的开关的开关群；需注意的是在差分型逐次逼近模数转换器中，将正负电容阵列相同位置的单位电容看成一个整体进行排序；组成待排序电容C₀、C₁、C₂……C_N-1；

对电容的排序通过分别对两个电容之间的比较实现；当比较C_X与C_X+1之间的电容大小时，首先关闭开关，使得正负阵列的电容上极板全部接V_CM；其次，将C_{P_X}的下极板与V_REF相连接，正电容阵列其余电容的下极板与地相连；类似的，对应的负电容器阵列的电容C_{N_X}下极板接地，负电容阵列其余电容的下极板与V_REF相连；接着，开关K₀断开，并将正负电容阵列电容的下极板的连接信号相互交换，即正电容阵列的C_{P_X+1}的下极板与V_REF相连接，正电容阵列其余电容的下极板与地相连；负电容器阵列的电容C_{N_X+1}下极板接地，负电容阵列其余电容的下极板与V_REF相连；根据电荷守恒原理，正负电容阵列上极板的电压将会发生变化，通过比较器的输出高低可以判断C_X与C_X+1之间的电容大小；其余电容之间的比较则重复上述操作。