异步逐次逼近型模数转换电路制造技术

一种异步逐次逼近型模数转换电路，包括：采样保持电路、数模转换电路、第一电压比较电路、第一逻辑电路以及脉冲产生电路；响应于锁存信号的有效电平，所述第一电压比较电路对其输入信号进行比较，并输出第一逻辑电平和第二逻辑电平；响应于所述标识信号的有效电平，所述第一逻辑电路根据所述第一逻辑电平和第二逻辑电平识别所述第一电压比较电路的比较结果；所述脉冲产生电路产生所述锁存信号和标识信号；其中，所述锁存信号和标识信号的有效电平的生成时刻独立于所述第一逻辑电平和第二逻辑电平。本发明专利技术可消除由比较电路亚稳态问题带来的比较电路比较不完的问题，保证异步逐次逼近型模数转换电路的精度，且更易实施、成本较低。

【技术实现步骤摘要】
异步逐次逼近型模数转换电路
本专利技术涉及电子
，尤其是涉及一种异步逐次逼近型模数转换电路。
技术介绍
在直接模数转换器(ADC，Analog-to-DigitalConverter)中，逐次逼近型模数转换器(SARADC，SuccessiveApproximationRegisterAnalog-to-DigitalConverter)是较为常用的一种。它的转换过程与用天平称物重相似，而SARADC是将输入模拟信号与不同的参考电压做多次比较，使转换所得的数字量在数值上逐次逼近输入模拟量，所述参考电压通常为数模转换器(DAC，Digital-to-AnalogConverter)所产生。逐次逼近型模数转换器包括同步和异步两种，其中，同步逐次逼近型模数转换器(SSAR，SynchronousSuccessiveApproximationRegisterAnalog-to-DigitalConverter)在每一个时钟周期对所述输入模拟信号与所述参考电压比较一次，相比较而言，异步逐次逼近型模数转换器(ASARADC，AsynchronousSuccessiveApproximationRegisterAnalog-to-DigitalConverter)却具有不同的控制逻辑，可以在一个时钟周期内完成所述输入模拟信号与所述参考电压的所有比较，因而具有更快的转换速度。图1为一种现有的异步逐次逼近型模数转换电路10的电路图，主要包括以下部分：采样保持电路101、比较电路103、异或门电路104、异步逐次逼近逻辑电路105以及数模转换电路102。其中，输入信号Vin经由采样保持电路101连接至比较电路102的第一输入端，比较电路输出电压VComp连接至异或门电路104并连接至异步逐次逼近逻辑电路105，异或门电路104的输出端连接至异步逐次逼近逻辑电路105，异步逐次逼近逻辑电路105根据其输入信号进行逻辑运算，得到数字输出信号Vout作为输出，该输出直接作为控制信号再传输至数模转换电路102的输入端，数模转换电路102的输出信号传输至比较电路102的第二输入端；其中，所述比较电路103响应于锁存(Latch)信号，开始对其输入信号进行比较，当比较完成时，异或门电路104输出的标识(Flag)信号变为有效电平被异步逐次逼近逻辑电路105所识别，异步逐次逼近逻辑电路105控制所述比较电路103开始下一次的比较。但比较电路的亚稳态问题会限制异步逐次逼近型ADC的应用，从而将影响其有效位数等性能。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题现有技术的异步逐次逼近型模数转换电路中存在的比较电路亚稳态的问题。为解决上述技术问题，本专利技术实施例提供一种异步逐次逼近型模数转换电路，适于将第一模拟信号转换为第一数字信号，包括：采样保持电路、数模转换电路、第一电压比较电路、第一逻辑电路以及脉冲产生电路；其中，所述采样保持电路的输入端作为所述异步逐次逼近型模数转换电路的输入端，并输入所述第一模拟信号，所述采样保持电路的输出端输出第二模拟信号；所述数模转换电路的输入端输入所述第一数字信号，所述数模转换电路的输出端输出第三模拟信号；所述第二模拟信号与所述第三模拟信号分别输入至所述第一电压比较电路的正输入端和负输入端，响应于锁存信号的有效电平，所述第一电压比较电路对所述第二模拟信号与第三模拟信号进行比较，并输出第一逻辑电平和第二逻辑电平；所述第一逻辑电平和第二逻辑电平分别输入至所述第一逻辑电路，响应于标识信号的有效电平，所述第一逻辑电路根据所述第一逻辑电平和第二逻辑电平识别所述第一电压比较电路的比较结果，并输出所述第一数字信号；所述脉冲产生电路产生所述锁存信号和标识信号；其中，所述锁存信号和标识信号的有效电平的生成时刻独立于所述第一逻辑电平和第二逻辑电平。可选地，所述脉冲产生电路包括：第二电压比较电路和信号产生电路；其中，所述第二电压比较电路的正输入端和负输入端分别输入第四模拟信号与第五模拟信号，响应于所述锁存信号，所述第二电压比较电路对所述第四模拟信号与所述第五模拟信号进行电压比较，并输出第三逻辑电平和第四逻辑电平；所述信号产生电路适于产生所述锁存信号和标识信号；所述信号产生电路识别所述第三逻辑电平和第四逻辑电平，根据识别结果判断所述第二电压比较电路是否完成比较，在完成比较时，所述标识信号变化为有效电平；所述信号产生电路在所述第二电压比较电路完成比较时，识别所述第二电压比较电路的比较结果；所述信号产生电路识别所述第二电压比较电路是否完成比较花费的时间，与所述信号产生电路识别所述第二电压比较电路的比较结果花费的时间之和为第一延时；所述锁存信号为脉冲信号，所述锁存信号的脉宽等于预设的第二延时与所述第一延时之和。可选地，在相同输入信号的情况下，所述第二电压比较电路的比较延时在所述第一电压比较电路的比较延时的预设误差范围内。可选地，所述第四模拟信号的幅度等于电源电压，所述第五模拟信号的幅度等于电源电压幅度的一半。可选地，所述信号产生电路包括：比较电路状态检测电路、第二逻辑电路以及延迟电路；其中，所述比较电路状态检测电路适于识别所述第三逻辑电平和第四逻辑电平，根据识别结果判断所述第二电压比较电路是否完成比较，在完成比较时，所述标识信号变化为有效电平；所述第二逻辑电路在所述第二电压比较电路完成比较时，适于识别所述第二电压比较电路的比较结果，在完成识别时，所述第二逻辑电路输出第一脉冲信号；所述延迟电路适于为所述第一脉冲信号提供所述第二延时，并输出所述锁存信号。可选地，所述比较电路状态检测电路包括异或门电路，若所述第三逻辑电平和第四逻辑电平相反，所述异或门电路输出的标识信号为逻辑高电平。可选地，所述延迟电路包括：至少一个级联的反相器。可选地，所述第一电压比较电路包括：全差分输入全差分输出比较电路。可选地，所述第二电压比较电路与所述第一电压比较电路的内部结构相同。可选地，所述第二逻辑电路和第一逻辑电路的内部结构相同。与现有技术相比，本专利技术实施例的技术方案具有以下有益效果：本专利技术实施例提供一种异步逐次逼近型模数转换电路，包括：采样保持电路、数模转换电路、第一电压比较电路、第一逻辑电路以及脉冲产生电路；其中，响应于锁存信号的有效电平，所述第一电压比较电路对输入其输入端的信号进行电压比较，并输出第一逻辑电平和第二逻辑电平；响应于所述标识信号的有效电平，所述第一逻辑电路根据所述第一逻辑电平和第二逻辑电平识别所述第一电压比较电路的比较结果，并输出所述第一数字信号；所述脉冲产生电路产生所述锁存信号和标识信号；其中，所述锁存信号和标识信号的有效电平的生成时刻独立于所述第一逻辑电平和第二逻辑电平；如背景部分所述，在现有的异步逐次逼近型模数转换电路中，标识信号适于指示所述比较电路是否完成比较，所述锁存信号响应于所述标识信号，当所述标识信号指示所述比较电路完成比较式，所述锁存信号输出有效电平；而在本专利技术实施例中，所述标识信号和锁存信号的生成独立于所述第一电压比较电路的比较结果，不受到所述第一电压比较电路的影响，而通过增加的所述脉冲产生电路独立地产生所述锁存信号和标识信号，从而通过所述脉冲产生电路主动地控制所述第一电压比较电路的比较时间；当所述第一电压比较电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种异步逐次逼近型模数转换电路，适于将第一模拟信号转换为第一数字信号，其特征在于，包括：采样保持电路、数模转换电路、第一电压比较电路、第一逻辑电路以及脉冲产生电路；其中，所述采样保持电路的输入端作为所述异步逐次逼近型模数转换电路的输入端，并输入所述第一模拟信号，所述采样保持电路的输出端输出第二模拟信号；所述数模转换电路的输入端输入所述第一数字信号，所述数模转换电路的输出端输出第三模拟信号；所述第二模拟信号与所述第三模拟信号分别输入至所述第一电压比较电路的正输入端和负输入端，响应于锁存信号的有效电平，所述第一电压比较电路对所述第二模拟信号与第三模拟信号进行比较，并输出第一逻辑电平和第二逻辑电平；所述第一逻辑电平和第二逻辑电平分别输入至所述第一逻辑电路，响应于标识信号的有效电平，所述第一逻辑电路根据所述第一逻辑电平和第二逻辑电平识别所述第一电压比较电路的比较结果，并输出所述第一数字信号；所述脉冲产生电路产生所述锁存信号和标识信号；其中，所述锁存信号和标识信号的有效电平的生成时刻独立于所述第一逻辑电平和第二逻辑电平。

【技术特征摘要】
1.一种异步逐次逼近型模数转换电路，适于将第一模拟信号转换为第一数字信号，其特征在于，包括：采样保持电路、数模转换电路、第一电压比较电路、第一逻辑电路以及脉冲产生电路；其中，所述采样保持电路的输入端作为所述异步逐次逼近型模数转换电路的输入端，并输入所述第一模拟信号，所述采样保持电路的输出端输出第二模拟信号；所述数模转换电路的输入端输入所述第一数字信号，所述数模转换电路的输出端输出第三模拟信号；所述第二模拟信号与所述第三模拟信号分别输入至所述第一电压比较电路的正输入端和负输入端，响应于锁存信号的有效电平，所述第一电压比较电路对所述第二模拟信号与第三模拟信号进行比较，并输出第一逻辑电平和第二逻辑电平；所述第一逻辑电平和第二逻辑电平分别输入至所述第一逻辑电路，响应于标识信号的有效电平，所述第一逻辑电路根据所述第一逻辑电平和第二逻辑电平识别所述第一电压比较电路的比较结果，并输出所述第一数字信号；所述脉冲产生电路产生所述锁存信号和标识信号；其中，所述锁存信号和标识信号的有效电平的生成时刻独立于所述第一逻辑电平和第二逻辑电平。2.如权利要求1所述的异步逐次逼近型模数转换电路，其特征在于，所述脉冲产生电路包括：第二电压比较电路和信号产生电路；其中，所述第二电压比较电路的正输入端和负输入端分别输入第四模拟信号与第五模拟信号，响应于所述锁存信号，所述第二电压比较电路对所述第四模拟信号与所述第五模拟信号进行电压比较，并输出第三逻辑电平和第四逻辑电平；所述信号产生电路适于产生所述锁存信号和标识信号；所述信号产生电路识别所述第三逻辑电平和第四逻辑电平，根据识别结果判断所述第二电压比较电路是否完成比较，在完成比较时，所述标识信号变化为有效电平；所述信号产生电路在所述第二电压比较电路完成比较时，识别所述第二电压比较电路的比较结果；所述信号产生电路识别所述第二电压比较电路是否完成比较花费的时间，与所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：荀本鹏，刘飞，郭萌萌，唐华，杨海峰，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造上海有限公司，中芯国际集成电路制造北京有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31