[发明专利]一种新型结构的两步式单斜模数转换器

摘要

本发明属于模拟数字转换技术领域，特别涉及一种新型结构的两步式单斜模数转换器。本发明通过设置比较器201的负端输入为固定电平VT，正端输入通过开关电容控制电路203的作用，使得正端输入包括了输入信号VIN、固定电平VT和斜坡电压(粗斜坡电压VRamp_Coarse和细斜坡电压VRamp_Fine)，这样就使得在每次量化中，比较器201都在固定电平VT附近进行比较，减小了比较器输入失调电压的影响，实现较好的性能指标。

主权项

1.一种新型结构的两步式单斜模数转换器，其特征在于：/n包括比较器201、数字逻辑控制电路202、开关电容控制电路203和斜坡发生器204；/n所述比较器201的负端输入为固定电平V_T，正端输入接开关电容控制电路203输出的信号；在每次量化中，比较器201都在V_T-1LSB_Coarse与V_T+1LSB_Coarse之间进行比较，LSB_Coarse表示一个粗量化台阶的电压值，即在固定电平V_T上下一个粗斜坡台阶的范围内进行比较，比较器的输出为D_CMP；/n所述数字逻辑控制电路202根据时间顺序以及比较器201的输出结果D_CMP分阶段产生相应的控制信号：用于控制开关电容控制电路203和斜坡发生器204中的开关，以产对生输入信号V_IN和斜坡信号的控制；对斜坡发生器204中计数器的码值进行处理，得到输入电压信号的数字码值；斜坡信号为粗斜坡信号V_{Ramp_Coarse}和细斜坡信号V_{Ramp_Fine}；/n数字控制逻辑202的控制逻辑步骤：/n失调消除阶段对比较器内部进行失调消除操作，以减小失调电压；/n输入采样阶段和粗量化阶段：利用电容在断开前后的节点电荷守恒的原理，在不同的工作阶段，通过控制开关电容控制电路203开关的开启和关断，使得在粗量化阶段时，电容C_C与比较器正端相连的那一端包含了输入信号V_IN、固定电平V_T和粗斜坡电压V_{Ramp_Coarse}；当比较器输出结果翻转时，电容C_H会存储粗斜坡电压V_{Ramp_Coarse}在翻转时刻的台阶值V_{Ramp_Coarse_Roll}；/n细量化阶段：利用电容在断开前后的节点电荷守恒的原理，在不同的工作阶段，通过控制开关电容控制电路203开关的开启和关断，在细量化阶段时结合粗量化阶段得到的V_{Ramp_Coarse_Roll}，使得电容C_C与比较器正端相连的那一端包含了输入信号V_IN、固定电平V_T、翻转时刻的粗斜坡电压V_{Ramp_Coarse_Roll}和细斜坡电压V_{Ramp_Fine}；/n所述开关电容控制电路203连接外部输入信号V_IN、斜坡发生器204输出的电压信号V_{Ramp_Coarse}和V_{Ramp_Fine}，由数字逻辑控制电路202控制开关电容控制电路203输出的信号，输出的信号包括了输入信号V_IN、固定电平V_T、粗斜坡电压信号V_{Ramp_Coarse}和细斜坡电压信号V_{Ramp_Fine}；/n所述斜坡发生器204在数字逻辑控制电路202的开关控制作用下，其内部的计数器控制斜坡电压的输出，两个输出电压V_{Ramp_Coarse}和V_{Ramp_Fine}分别连接到开关电容控制电路203中，来为开关电容控制电路203提供粗斜坡信号和细斜坡信号。/n