两步非对称交替单调切换的逐次逼近型模数转换器制造技术

本发明专利技术公开了一种两步非对称交替单调切换的逐次逼近型模数转换器，本发明专利技术采用了多路复用方法，因此重新建立了电容阵列LSBs array和MSBs array之间的连接，并且在前三个决策周期中切换了较少的单位电容器。由于顶板采样和电平整体转换技术的使用，LSBs array在前两个比较周期(MSB和MSB‑1)中消耗的开关能量为零，基于多路复用方法和两步单调切换过程，可以明显地确保从MSB‑3周期直到获得LSB为止这个过程中的低开关能量。通过采用两步重置方法，可以消除下一采样阶段的重置能量，从而节省了98.3％的能量。

Successive approximation ADC with two-step asymmetric alternating monotone switching

【技术实现步骤摘要】
两步非对称交替单调切换的逐次逼近型模数转换器
本专利技术属于模拟集成电路设计领域，具体涉及一种两步非对称交替单调切换的逐次逼近型模数转换器。
技术介绍
逐次逼近型模数转换器(SARADC)由于其固有的低功耗特性，在无线传感器设备和高速通信标准领域中具有极大的影响力。通常与比较器和数字控制电路相比，SARADC的电容式数模转换器(CDAC)占总功耗的主要部分。研究人员已经为解决这个问题做出了相当大的努力，并且已经发布了几种节能开关方案。以基于Vcm-based的开关方案为参考，higher-side-reset-and-set和tri-level，VMS和hybrid将开关能量降低了37.6％，75.1％，81.3％和90.7％。在先前的工作中，DAC的每个转换步骤中消耗的能量由参考电压提供，因此，计算出的能量消耗为正。相反，国外学者Sanyal声称，通过将DAC返回的功率(即“负能量”的定义)用于开关计算中，可以在一个宽频带上进一步实现SARADC的高能效。但是，使用负能量的可能性存在争议，一些研究者如XinyuanTong怀疑这种计算方法的可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.两步非对称交替单调切换的逐次逼近型模数转换器，其特征在于，包括主电容阵列、比较器和逻辑控制单元，主电容阵列包括采样电容阵列MSBs array、桥接电容C

【技术特征摘要】
1.两步非对称交替单调切换的逐次逼近型模数转换器，其特征在于，包括主电容阵列、比较器和逻辑控制单元，主电容阵列包括采样电容阵列MSBsarray、桥接电容Cb和电容阵列LSBsarray，比较器的正向输入端和反向输入端均连接采样电容阵列MSBsarray，比较器的输出端连接逻辑控制单元，逻辑控制单元连接电容阵列LSBsarray；
电容阵列LSBsarray包括电容阵列NLSBArray和电容阵列PLSBArray，桥接电容Cb的下极板与采样电容阵列MSBsarray的上极板相连接，桥接电容Cb的上极板与电容阵列LSBsarray的上极板相连接，电容阵列NLSBArray和电容阵列PLSBArray的上极板均连接控制开关Sp3和控制开关Sn3，控制开关Sp3和控制开关Sn3并联设置，控制开关Sp3和控制开关Sn3均连接采样电容阵列MSBsarray；
电容阵列NLSBArray包括N型分裂电容和N型未分裂电容阵列，N型未分裂电容2C的上极板连接桥接电容Cb的上极板，N型未分裂电容2C的下极板连接并联的N型分裂电容C和N型未分裂电容C，其他N型分裂电容和N型未分裂电容并联设置，并且上极板连接桥接电容Cb的上极板以及控制开关Sp3和控制开关Sn3，下极板连接参考电压Vref、参考电压Vcm或者地GND，N型分裂电容C的下极板连接参考电压Vref、参考电压Vcm或者地GND，N型未分裂电容C连接参考电压Vcm；
电容阵列PLSBarray包括P型分裂电容阵列、P型未分裂电容阵列和冗余电容Crdt，P型分裂电容、P型未分裂电容和和冗余电容Crdt并联设置，P型分裂电容、P型未分裂电容和冗余电容Crdt的上极板连接桥接电容Cb的下极板以及控制开关Sp3和控制开关Sn3，P型分裂电容和P型未分裂电容的下极板连接参考电压Vref、参考电压Vcm或者地GND，冗余电容Crdt的下极板连接参考电压Vcm。


2.根据权利要求1所述的两步非对称交替单调切换的逐次逼近型模数转换器，其特征在于，采样电容阵列MSB...

【专利技术属性】
技术研发人员：张国和，常科，刘沛，董雷，屈展，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61