带比较器失调校正的六位异步逐次逼近模数转换器制造技术

本发明专利技术公开了一种带比较器失调校正的六位异步逐次逼近模数转换器，包括：采样保持电路，对外部输入信号进行采样；数模转换器，产生基准电压；选通开关；开关选择网络；比较器模块，其第一级比较器子模块根据选通开关输出的采样值和对应的基准电压生成第一级比较器输出数据，第二级比较器子模块根据控制信号、选通开关输出的对应的基准电压和采样值生成第二级比较器输出数据；输出数据译码模块用于对第一级比较器输出数据和第二级比较器输出数据进行译码，得到第一级输出数据和第二级输出数据；异步数字控制逻辑电路，根据第一级比较器输出数据生成控制信号。本发明专利技术的模数转换器可提高转换速度，并对比较器进行失调校正，可实现良好的性能。

【技术实现步骤摘要】
带比较器失调校正的六位异步逐次逼近模数转换器
本专利技术涉及集成电路
，特别涉及一种带比较器失调校正的六位异步逐次逼近模数转换器。
技术介绍
随着工艺的进步，集成电路的特征尺寸越来越小，对模拟电路的设计带来了很大挑战，但对数字电路的性能提高却大有裨益。对比于不同结构的模数转换器，逐次逼近模数转换器主要由数字模块组成，因此更适合工艺迁移，这也使得其在无线传感网的射频前端接收机等要求高速低功耗的领域应用广泛。高速逐次逼近模数转换器的一种实现方式是基于电容型数模转换器的异步逐次逼近模数转换器，该结构中一次完整转换的时间包括：采样保持电路的采样时间、电容型数模转换器电荷重分配的时间、比较器的比较时间以及数字控制逻辑的时间。高速逐次逼近模数转换器的另一种实现方式是基于电阻型数模转换器的异步逐次逼近模数转换器，在该方案中，通过将电阻型数模转换器产生的基准电压传输给比较器的输入端，节省了电容型数模转换器电荷重分配的时间，进而减小了整体转换时间，提高转换速度。而为了进一步提高速度，一种有效的办法就是对基于电阻型数模转换器的异步逐次逼近模数转换器进行改进，增加每级输出数据位数；而此时，一级需要多个比较器，而同级不同比较器之间的失调会对电路性能有很大影响，因此需要对比较器进行校正。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决上述相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的目的在于提出一种带比较器失调校正的六位异步逐次逼近模数转换器，其通过每级输出多比特位数，提高转换速度，另外，对比较器进行失调校正，可实现良好的性能。为达到上述目的，本专利技术的实施例提出了一种带比较器失调校正的六位异步逐次逼近模数转换器，包括：采样保持电路，所述采样保持电路用于对外部输入信号进行采样，并输出所述外部输入信号的采样值；数模转换器，所述数模转换器用于产生基准电压；选通开关，所述选通开关分别与所述采样保持电路和所述数模转换器相连，以在校正阶段和数据转换阶段对所述采样值和所述基准电压进行选通；比较器模块，所述比较器模块包括第一级比较器子模块和第二级比较器子模块，所述第一级比较器子模块用于根据所述选通开关输出的采样值和对应的基准电压生成第一级比较器输出数据，所述第二级比较器子模块用于根据控制信号、所述选通开关输出的对应的基准电压和所述采样值生成第二级比较器输出数据；输出数据译码模块，所述输出数据译码模块与所述比较器模块相连，用于对所述第一级比较器输出数据和第二级比较器输出数据进行译码，以得到第一级输出数据和第二级输出数据；以及异步数字控制逻辑电路，所述异步数字控制逻辑电路用于根据所述第一级比较器输出数据生成所述控制信号。根据本专利技术实施例提出的带比较器失调校正的六位异步逐次逼近模数转换器，通过对外部输入信号进行采样，并输出外部输入信号的采样值，从而根据采样值和对应的基准电压生成第一级输出数据，并且根据由第一级比较器输出数据生成的控制信号、对应的基准电压和采样值生成第二级输出数据。换言之，该转换器通过增加每级输出数据位数，从而减小转换时间，提高转换速度；另外，其通过对每级的比较器进行失调校正，保证在提高转换速度的同时，实现良好的性能。另外，根据本专利技术上述实施例的带比较器失调校正的六位异步逐次逼近模数转换器还可以具有如下附加的技术特征：进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述输出数据译码模块包括第一输出模块和第二输出模块，所述第一输出模块设置在所述异步数字控制逻辑电路和所述第一级比较器子模块的输出端之间，所述第二输出模块与所述第二级比较器子模块的输出端相连。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述第一级比较器子模块和第二级比较器子模块均可以包括7个比较器。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述比较器可以为带失调校准的四端动态比较器。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述数模转换器可以为电阻型数模转换器。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述第一级比较器子模块由第一级时钟信号触发，所述第二级比较器子模块由第二级时钟信号触发。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述第一级时钟信号优先于所述第二级时钟信号。本专利技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1为根据本专利技术一个实施例的带比较器失调校正的六位异步逐次逼近模数转换器的结构示意图；以及图2为根据本专利技术一个实施例的带失调校准的全对称四端动态比较器的原理示意图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。下面参照附图描述根据本专利技术实施例提出的带比较器失调校正的六位异步逐次逼近模数转换器。参照图1所示，该模数转换器包括：采样保持电路100、数模转换器200、选通开关300、比较器模块500、异步数字控制逻辑电路600和输出数据译码模块700。其中，采样保持电路100用于对外部输入信号进行采样，并输出外部输入信号的采样值。数模转换器200用于产生基准电压。选通开关300分别与采样保持电路100和数模转换器200相连，在校正阶段和数据转换阶段对采样值和基准电压进行选通。比较器模块500包括第一级比较器子模块510和第二级比较器子模块520，第一级比较器子模块510用于根据选通开关300输出的采样值和对应的基准电压生成第一级比较器输出数据，第二级比较器子模块520用于根据控制信号、选通开关300输出的对应的基准电压和采样值生成第二级比较器输出数据。异步数字控制逻辑电路600用于根据第一级比较器输出数据生成控制信号。输出数据译码模块700与比较器模块500相连，用于对第一级比较器输出数据和第二级比较器输出数据进行译码，以得到第一级输出数据和第二级输出数据。本专利技术实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带比较器失调校正的六位异步逐次逼近模数转换器，其特征在于，包括：采样保持电路，所述采样保持电路用于对外部输入信号进行采样，并输出所述外部输入信号的采样值；数模转换器，所述数模转换器用于产生基准电压；选通开关，所述选通开关分别与所述采样保持电路和所述数模转换器相连，在校正阶段和数据转换阶段对所述采样值和所述基准电压进行选通；开关选择网络；比较器模块，所述比较器模块包括第一级比较器子模块和第二级比较器子模块，所述第一级比较器子模块用于根据所述选通开关输出的采样值和对应的基准电压生成第一级比较器输出数据，所述第二级比较器子模块用于根据控制信号、所述选通开关输出的对应的基准电压和所述采样值生成第二级比较器输出数据；输出数据译码模块，所述输出数据译码模块与所述比较器模块相连，用于对所述第一级比较器输出数据和第二级比较器输出数据进行译码，以得到第一级输出数据和第二级输出数据；以及异步数字控制逻辑电路，所述异步数字控制逻辑电路用于根据所述第一级比较器输出数据生成所述控制信号。

【技术特征摘要】
1.一种带比较器失调校正的六位异步逐次逼近模数转换器，其特征在于，包括：采样保持电路，所述采样保持电路用于对外部输入信号进行采样，并输出所述外部输入信号的采样值；数模转换器，所述数模转换器用于产生基准电压；选通开关，所述选通开关分别与所述采样保持电路和所述数模转换器相连，在校正阶段和数据转换阶段对所述采样值和所述基准电压进行选通；比较器模块，所述比较器模块包括第一级比较器子模块和第二级比较器子模块，所述第一级比较器子模块用于根据所述选通开关输出的采样值和对应的基准电压生成第一级比较器输出数据，所述第二级比较器子模块用于根据控制信号、所述选通开关输出的对应的基准电压和所述采样值生成第二级比较器输出数据，所述第一级比较器子模块由第一级时钟信号触发，所述第二级比较器子模块由第二级时钟信号触发，且所述第一级时钟信号优先于所述第二级时钟信号；输出数据译码模块，所述输出数据译码模块与所述比较...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩雪，魏琦，杨华中，汪蕙，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11