[发明专利]基于分段式差分电容阵列的逐次逼近型模数转换器

说明书

本发明公开了一种基于分段式差分电容阵列的逐次逼近型模数转换器，包括：采样开关；分段式差分电容阵列，电连接采样开关；比较器，电连接分段式型差分电容阵列；逐次逼近控制逻辑，电连接分段式型差分电容阵列及比较器；其中，分段式差分电容阵列包括对称设置的第一电容阵列和第二电容阵列，第一电容阵列的上极板连接比较器的正向输入端，第二电容阵列的上极板连接比较器的反向输入端，第一电容阵列和第二电容阵列的下极板通过控制开关选择性电连接至参考电压端；其中，第一电容阵列和第二电容阵列均包括两段通过单位桥接电容连接的子电容阵列。本发明提供的逐次逼近型模数转换器，节约了电容面积，降低了功耗，提升了量化速度。

技术领域

本发明属于集成电路技术领域，具体涉及一种基于分段式差分电容阵列的逐次逼近型模数转换器。

背景技术

随着人类社会不断的进步和发展，大量的便携式产品已成为人们日常生活中不可或缺的组成部分，而模数转换器(ADC)往往是构成便携式设备的重要模块。

由于ADC需要被应用在雷达、通信、医疗、仪器仪表等各个电子系统领域，所以对ADC的各项性能指标也有不同的需求。由于SAR A/D转换器其结构简单、模拟模块更少、面积更小、功耗更低，而广泛应用于中低精度高速应用领域，且能享受集成电路制造技术快速发展带来的优势。所以基于CMOS集成电路工艺研究单通道下的高速SAR A/D转换器对提高现代电子系统性能具有重要意义。

然而，由于传统的逐次逼近型模数转换器的电容阵列面积较大，数模转换器的建立时间较长，影响模数转换器的量化速度，同时也会导致电路功耗增加。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种基于分段式差分电容阵列的逐次逼近型模数转换器。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

一种基于分段式差分电容阵列的逐次逼近型模数转换器，包括：

采样开关；

分段式差分电容阵列，电连接所述采样开关；

比较器，电连接所述分段式型差分电容阵列；

逐次逼近控制逻辑，电连接所述分段式型差分电容阵列及所述比较器；

其中，所述分段式差分电容阵列包括对称设置的第一电容阵列和第二电容阵列，所述第一电容阵列的上极板连接所述比较器的正向输入端，所述第二电容阵列的上极板连接所述比较器的反向输入端，所述第一电容阵列和所述第二电容阵列的下极板通过控制开关选择性电连接至参考电压端；其中，

所述第一电容阵列和所述第二电容阵列均包括两段通过单位桥接电容连接的子电容阵列。

在本发明的一个实施例中，所述采样开关包括第一采样开关和第二采样开关；其中，所述第一采样开关电连接所述比较器的正向输入端；所述第二采样开关电连接所述比较器的反向输入端。

在本发明的一个实施例中，所述参考电压端包括电源电压端、共模电压端和地电压端；其中，所述共模电压端电压值为所述电源电压端电压值的一半。

在本发明的一个实施例中，所述第一电容阵列包括第一子电容阵列和第二子电容阵列，所述第一子电容阵列的上级板连接所述比较器的正向输入端，下极板连接参考电压端；

所述第二子电容阵列的下极板连接参考电压端，上极板连接第一单位桥接电容的一端；所述第一单位桥接电容的另一端通过第一选择开关选择性连接所述第一子电容阵列的上级板或者地电压端；

所述第一子电容阵列和所述第二子电容阵列的下极板通过控制开关选择性电连接至参考电压端。

在本发明的一个实施例中，所述第一子电容阵列包括4个并行连接的二进制结构电容，所述第二子电容阵列包括5个并行连接的二进制结构电容。