基于差分电容阵列的模数转换器制造技术

本实用新型专利技术提供了一种基于差分电容阵列的模数转换器，该装置包括：比较器；与比较器相连的同相低位电容阵列和多个同相高位拆分电容，与比较器相连的反相低位电容阵列和多个反相高位拆分电容；开关选择单元，分别调节各个电容上的电压值；逐渐逼近逻辑控制电路，控制开关选择单元与对应的电压单元相连，电压单元包括第一参考电压V

【技术实现步骤摘要】
基于差分电容阵列的模数转换器
本技术涉及电容阵列开关
，尤其涉及一种基于差分电容阵列的模数转换器。
技术介绍
低功耗已经是现在芯片设计的主流趋势，而低电压低功耗模数转换器是移动设备、便携式医疗诊断、监测设备以及无线传感器的重要组成部分。这些便携式智能设备通常受限于体积和使用时间，因此通常通过工作在低电源电压下，已达到降低功耗的目的。相比于其它结构的模数转换器(Analog-to-digitalconverter，简称ADC)，逐次逼近型模数转换器(successiveapproximationADC，简称SARADC)是具有功耗低、尺寸小等优点。但是，一方面，传统的SARADC的电容阵列在初始阶段施加的电压值较大，由此，导致SARADC在数据转换过程中的能量利用率比较低。另一方面，传统电荷再分配SARADC的电容阵列电容值呈指数递增，不仅不利于电容面积的减小以及功耗的优化，而且会影响采样速率的提高。另外，较大的最高位电容会造成电路较大的负载，模拟前端因此要有较大的驱动能力，从而使得整个逐次逼近模数转换器的功耗比较大。因此，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于差分电容阵列的模数转换器，其特征在于，包括：/n比较器；/n与所述比较器的同相输入端相连的同相低位电容阵列和多个同相高位拆分电容，与所述比较器的反相输入端相连的反相低位电容阵列和多个反相高位拆分电容；/n分别与所述同相低位电容阵列、多个同相高位拆分电容、反相低位电容阵列、多个反相高位拆分电容相连的开关选择单元，用于分别调节各个电容上的电压值；以及/n与所述比较器的输出端相连的逐渐逼近逻辑控制电路，用于控制所述开关选择单元与对应的电压单元相连，所述电压单元包括第一参考电压V

【技术特征摘要】
1.一种基于差分电容阵列的模数转换器，其特征在于，包括：
比较器；
与所述比较器的同相输入端相连的同相低位电容阵列和多个同相高位拆分电容，与所述比较器的反相输入端相连的反相低位电容阵列和多个反相高位拆分电容；
分别与所述同相低位电容阵列、多个同相高位拆分电容、反相低位电容阵列、多个反相高位拆分电容相连的开关选择单元，用于分别调节各个电容上的电压值；以及
与所述比较器的输出端相连的逐渐逼近逻辑控制电路，用于控制所述开关选择单元与对应的电压单元相连，所述电压单元包括第一参考电压Vcm、第二参考电压Vref以及第三参考电压GND，且Vref＝2Vcm；
其中，在所述比较器进行第一次比较之前，多个同相高位拆分电容和多个反相高位拆分电容均连接至第三参考电压GND，同相低位电容阵列和反相低位电容阵列均连接至第一参考电压Vcm。


2.根据权利要求1所述的模数转换器，其特征在于，
所述多个同相高位拆分电容和所述多个反相高位拆分电容的数量均为两个，且两个同相高位拆分电容相并联，两个反相高位拆分电容相并联。


3.根据权利要求2所述的模数转换器，其特征在于，
所述开关选择单元由与两个同相高位拆分电容对应连接的两个同相高位选择开关、与两个反相高位拆分电容对应连接的两个反相高位选择开关、与同相低位电容阵列中每一电容对应连接的同相低位选择开关以及与反相低位电容阵列中每一电容对应连接的反相低位选择开关构成。


4.根据权利要求3所述的模数转换器，其特征在于，
在所述比较器进行第二次比较之前，基于第一次比较结果，两个反相高位选择开关或两个同相高位选择开关切换连接至第一参考电压Vcm，且反相低位选择开关或同相低位选择开关切换连接至第二参考电压Vref；
在所述比较器进行第三次比较之前，基于第一次比较结果和第二次比较结果，两个反相高位选择开关切换连接至第二参考电压Vref或第一参考电压Vcm，两个同相高位选择开关切换连接至第二参考电压Vref或第一参考电压Vcm。


5.根据权利要求4所述的模数转换器，其特征在于，
第一次比较结果为1时，两个反相高位选择开关切换连接至第一参考电压Vcm，反相低位选择开关切换连接至第二参考电压Vref；
第一次比较结果为...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁兰，钱香，魏巍，于志宏，
申请(专利权)人：无锡科技职业学院，
类型：新型
国别省市：江苏;32