[发明专利]一种两步流水工作式模数转换器及其工作原理

说明书

本发明公开了一种两步流水工作式模数转换器及其工作原理，包括输入采样保持级模块、粗量化级模块和精量化级模块，所述采样保持级模块、粗量化级模块和精量化级模块依次连接，所述输入采样保持级模块包括第一采样开关、第二采样开关、第一放大器和第二放大器，所述第一采样开关与第一放大器的输入端连接，所述第二采样开关与第二放大器的输入端连接，所述第一放大器的输出端和第二放大器的输出端分别与粗量化级模块连接。通过使用本发明，能够在提升转换速度的同时节省电路面积。本发明可广泛应用在集成电路领域。

技术领域

本发明涉及集成电路领域，尤其涉及一种两步流水工作式模数转换器及其工作原理。

背景技术

模数转换器是指一个将模拟信号转变为数字信号的电路，逐次逼近型模数转换器(SAR ADC)是其一种应用广泛的结构，具有高精度、低功耗等特点。但是随着随分辨率要求的提升，多位逐次逼近型模数转换器由于电容面积成指数式上升，因此在应用场景上受到限制。有的提出了分步式逐次逼近型模数转换器，一定程度上减少了面积。但由于其又引入一套逐次逼近型模数转换器结构，所以仍然过大。且两次进行逐次近计算，从而限制了转换速度的提升。

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两步流水工作式模数转换器，在提升转换速度的同时节省电路面积。

本发明所采用的第一技术方案是：一种两步流水工作式模数转换器，包括输入采样保持级模块、粗量化级模块和精量化级模块，所述采样保持级模块、粗量化级模块和精量化级模块依次连接，所述输入采样保持级模块包括第一采样开关、第二采样开关、第一放大器和第二放大器，所述第一采样开关与第一放大器的输入端连接，所述第二采样开关与第二放大器的输入端连接，所述第一放大器的输出端和第二放大器的输出端分别与粗量化级模块连接。

进一步，所述粗量化级模块包括第一比较器、第二比较器、第一SAR逻辑电路和第一DAC，所述第一比较器的正输入端与第一放大器的输出端连接，所述第二比较器的正输入端与第二放大器的输出端连接，所述第一比较器的输出端和第二比较器的输出端分别与第一SAR逻辑电路的输入端连接，所述第一SAR逻辑电路的输出端与第一DAC的输入端连接，所述第一比较器的负输入端和第二比较器的负输入端分别与第一DAC的输出端连接。

进一步，所述精量化级模块包括第三采样开关、第四采样开关、第五采样开关、第六采样开关、第一减法器、第二减法器、第二DAC、第三比较器和第二SAR逻辑电路，所述第三采样开关的第一端与第一比较器的正输入端连接，所述第三采样开关的第二端与第一减法器的正输入端连接，所述第四采样开关的第一端与第二比较器的正输入端连接，所述第四采样开关的第二端与第二减法器的正输入端连接，所述第一减法器的负输入端与第一比较器的负输入端连接，所述第二减法器的负输入端与第二比较器的负输入端连接，所述第一减法器的输出端与第五采样开关的第一端连接，所述第二减法器的输出端与第六采样开关的第一端连接，所述第五采样开关的第二端和第六采样开关的第二端分别与第二DAC的输入端连接，所述第二DAC的第一输出端与第三比较器的正输入端连接，所述第二DAC的第二输出端与第三比较器的负输入端连接，所述第三比较器与第二SAR逻辑电路连接。

进一步，所述第二DAC、第三比较器和第二SAR逻辑电路组成逐次逼近型模数转换器。

本发明所采用的第二技术方案是：一种两步流水工作式模数转换器的工作原理，包括：

S1、第一采样开关、第二采样开关、第五采样和第六采样开关闭合，第三采样开关和第四采样开关断开，输入采样保持级模块工作，第一放大器和第二放大器输出采样时输入信号的电压，精量化级模块将减法器产生的残差电压值输入至第二DAC；

S2、第一采样开关、第二采样开关、第三采样开关、第四采样开关、第五采样和第六采样开关均断开，粗量化级模块进行本次采样周期所得电压的粗量化工作，精量化级进行上一采样周期残差电压的细量化工作；