一种基于电阻分压和电容积分的转换电路和数模转换器制造技术

本发明专利技术提供一种基于电阻分压和电容积分的转换电路和数模转换器，涉及集成电路技术领域。所述电路包括：电阻分压单元和电容积分单元；电阻分压单元接收参考电压，输出第一模拟电压或者第二模拟电压至电容积分单元；电容积分单元包括：第一采样转移模块和第二采样转移模块；第一采样转移模块和第二采样转移模块交替采样，且控制时序互补，当第一采样转移模块进行电荷转移时，第二采样转移模块进行预采样。本发明专利技术的转换电路，在保障数模转换器高精度转换、单调性好的基础上，同时变相的降低了整个数模转换所需的时钟频率，相当于降低了数模转换所需功耗，具有较高的实用性价值。

【技术实现步骤摘要】
一种基于电阻分压和电容积分的转换电路和数模转换器
本专利技术涉及集成电路
，尤其涉及一种基于电阻分压和电容积分的转换电路和数模转换器。
技术介绍
目前实现数模转换功能的数模转换器中，一般需要有五个步骤实现数模转换：首先进行采样，采样结束后进行电荷转移，电荷转移至积分电容中进行积分，积分完毕后再存放至采样电容上，由采样电容结合缓冲器输出最终转换结果。在上述五个步骤中，按序依次完成，实现整个数模转换，但目前这种方式实现数模转换所需的时钟频率较高，数模转换所需功耗也较高。因此，如何在保障数模转换器高精度转换、单调性好的基础上，降低整个数模转换所需的时钟频率，进而降低数模转换所需功耗是一个亟需解决的问题。
技术实现思路
本专利技术提供一种基于电阻分压和电容积分的转换电路和数模转换器，提出了一种即保障了数模转换器高精度转换、单调性好，又降低整个数模转换所需的时钟频率，进而降低数模转换所需功耗的技术方案。本专利技术实施例第一方面提供一种基于电阻分压和电容积分的转换电路，所述转换电路用于将数字量转换为对应的模拟量；所述转换电路包括：电阻分压单元和电容积分单元；所述电阻分压单元接收参考电压，输出第一模拟电压或者第二模拟电压至所述电容积分单元；所述电容积分单元接收所述模拟电压，输出结果电压，所述结果电压表征数字量对应的模拟量；其中，所述电阻分压单元包括：多个单位电阻和多个开关，所述多个单位电阻的数量由细转换位数决定，所述多个开关的状态受控于所述细转换位数中的数字码；r>所述电容积分单元包括：第一采样转移模块和第二采样转移模块；所述第一采样转移模块和所述第二采样转移模块交替采样，且控制时序互补，当所述第一采样转移模块进行电荷转移时，所述第二采样转移模块进行预采样。可选地，所述多个单位电阻串联，串联后一端与参考电压连接，另一端与地电位连接；假设所述细转换位数为2位，则所述多个单位电阻包括：第一单位电阻、第二单位电阻、第三单位电阻、第四单位电阻；所述多个开关包括：第一开关、第二开关、第三开关、第四开关、第五开关、第六开关、第七开关、第八开关、第九开关、第十开关、第十一开关、第十二开关；所述第一单位电阻的第一端与所述参考电压、所述第一开关的第一端分别连接；所述第一单位电阻的第二端与所述第二开关的第一端、所述第三开关的第一端以及所述第二单位电阻的第一端分别连接；所述第二单位电阻的第二端与所述第四开关的第一端、所述第五开关的第一端以及所述第三单位电阻的第一端分别连接；所述第三单位电阻的第二端与所述第六开关的第一端、所述第七开关的第一端以及所述第四单位电阻的第一端分别连接；所述第四单位电阻的第二端与所述第八开关的第一端连接；所述第一开关的第二端与所述第二开关的第二端、所述第九开关的第一端分别连接；所述第三开关的第二端与所述第五开关的第二端、所述第十开关的第一端分别连接；所述第四开关的第二端与所述第六开关的第二端、所述第十一开关的第一端分别连接；所述第七开关的第二端与所述第八开关的第二端、所述第十二开关的第一端分别连接；所述第九开关的第二端与所述第十一开关的第二端连接，输出所述第一模拟电压；所述第十开关的第二端与所述第十二开关的第二端连接，输出所述第二模拟电压。可选地，假设所述细转换位数为2位，则所述第一开关、所述第二开关、所述第三开关、所述第四开关、所述第五开关、所述第六开关、所述第七开关、所述第八开关受控于所述细转换位数中的低位数字码，所述第九开关、所述第十开关、所述第十一开关、所述第十二开关受控于所述细转换位数中的高位数字码；若所述细转换位数中的低位数字码为1，则所述第二开关、所述第三开关、所述第六开关、所述第七开关均闭合，所述第一开关、所述第四开关、所述第五开关、所述第八开关均断开；若所述细转换位数中的低位数字码为0，则所述第二开关、所述第三开关、所述第六开关、所述第七开关均断开，所述第一开关、所述第四开关、所述第五开关、所述第八开关均闭合；若所述细转换位数中的高位数字码为1，则所述第十开关、所述第十一开关闭合，所述第九开关、所述第十二开关断开；若所述细转换位数中的高位数字码为0，则所述第十开关、所述第十一开关断开，所述第九开关、所述第十二开关闭合。可选地，所述第一采样转移模块包括：第一控制开关、第二控制开关、第三控制开关、第四控制开关、第一电容；所述第二采样转移模块包括：第五控制开关、第六控制开关、第七控制开关、第八控制开关、第二电容；所述第一控制开关的第一端根据粗转换使能信号，或者细转换使能信号的不同，接收所述参考电压，或者接收所述第二模拟电压，或者接收地电压；所述第一控制开关的第二端与所述第二控制开关的第一端、所述第一电容的第一端分别连接；所述第二控制开关的第二端根据所述粗转换使能信号，或者所述细转换使能信号的不同，接收所述参考电压，或者接收所述第一模拟电压，或者接收所述地电压；所述第一电容的第二端与所述第三控制开关的第一端、所述第四控制开关的第一端分别连接；所述第三控制开关的第二端接收共模电压，所述共模电压的值由所述参考电压的值确定；所述第四控制开关的第二端与所述电容积分单元中的积分模块连接；所述第五控制开关的第一端接收所述参考电压，或者接收所述地电压；所述第五控制开关的第二端与所述第六控制开关的第一端、所述第二电容的第一端分别连接；所述第六控制开关的第二端接收所述参考电压，或者接收所述地电压；所述第二电容的第二端与所述第七控制开关的第一端、所述第八控制开关的第一端分别连接；所述第七控制开关的第二端接收所述共模电压；所述第八控制开关的第二端与所述积分模块连接。可选地，所述积分模块包括：复位开关、第三电容、第一运算放大器；所述复位开关的第一端与所述第三电容的第一端、所述第一运算放大器的反相端、所述第四控制开关的第二端以及所述第八控制开关的第二端分别连接；所述复位开关的第二端与所述第三电容的第二端、所述第一运算放大器的输出端、所述电容积分单元中的保持缓冲模块分别连接；所述第一运算放大器的同相端接收所述共模电压。可选地，所述保持缓冲模块包括：采样保持开关、第四电容、第二运算放大器；所述采样保持开关的第一端与所述复位开关的第二端、所述第三电容的第二端、所述第一运算放大器的输出端分别连接；所述采样保持开关的第二端与所述第四电容的第一端连接；所述第四电容的第二端与所述第二运算放大器的同相端连接；所述第二运算放大器的反相端与所述第二运算放大器的输出端连接。可选地，所述第三控制开关受控于第一控制信号，所述第四控制开关受控于第二控制信号；所述第一控制开关受控于所述第一控制信号的延迟信号，所述第二控制开关受控于所述第二控制信号的延迟信号；所述第七控制开关受控于第三控制信号，所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于电阻分压和电容积分的转换电路，其特征在于，所述转换电路用于将数字量转换为对应的模拟量；所述转换电路包括：电阻分压单元和电容积分单元；/n所述电阻分压单元接收参考电压，输出第一模拟电压或者第二模拟电压至所述电容积分单元；/n所述电容积分单元接收所述模拟电压，输出结果电压，所述结果电压表征数字量对应的模拟量；/n其中，所述电阻分压单元包括：多个单位电阻和多个开关，所述多个单位电阻的数量由细转换位数决定，所述多个开关的状态受控于所述细转换位数中的数字码；/n所述电容积分单元包括：第一采样转移模块和第二采样转移模块；/n所述第一采样转移模块和所述第二采样转移模块交替采样，且控制时序互补，当所述第一采样转移模块进行电荷转移时，所述第二采样转移模块进行预采样。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于电阻分压和电容积分的转换电路，其特征在于，所述转换电路用于将数字量转换为对应的模拟量；所述转换电路包括：电阻分压单元和电容积分单元；
所述电阻分压单元接收参考电压，输出第一模拟电压或者第二模拟电压至所述电容积分单元；
所述电容积分单元接收所述模拟电压，输出结果电压，所述结果电压表征数字量对应的模拟量；
其中，所述电阻分压单元包括：多个单位电阻和多个开关，所述多个单位电阻的数量由细转换位数决定，所述多个开关的状态受控于所述细转换位数中的数字码；
所述电容积分单元包括：第一采样转移模块和第二采样转移模块；
所述第一采样转移模块和所述第二采样转移模块交替采样，且控制时序互补，当所述第一采样转移模块进行电荷转移时，所述第二采样转移模块进行预采样。


2.根据权利要求1所述的转换电路，其特征在于，所述多个单位电阻串联，串联后一端与参考电压连接，另一端与地电位连接；
假设所述细转换位数为2位，则所述多个单位电阻包括：第一单位电阻、第二单位电阻、第三单位电阻、第四单位电阻；所述多个开关包括：第一开关、第二开关、第三开关、第四开关、第五开关、第六开关、第七开关、第八开关、第九开关、第十开关、第十一开关、第十二开关；
所述第一单位电阻的第一端与所述参考电压、所述第一开关的第一端分别连接；
所述第一单位电阻的第二端与所述第二开关的第一端、所述第三开关的第一端以及所述第二单位电阻的第一端分别连接；
所述第二单位电阻的第二端与所述第四开关的第一端、所述第五开关的第一端以及所述第三单位电阻的第一端分别连接；
所述第三单位电阻的第二端与所述第六开关的第一端、所述第七开关的第一端以及所述第四单位电阻的第一端分别连接；
所述第四单位电阻的第二端与所述第八开关的第一端连接；
所述第一开关的第二端与所述第二开关的第二端、所述第九开关的第一端分别连接；
所述第三开关的第二端与所述第五开关的第二端、所述第十开关的第一端分别连接；
所述第四开关的第二端与所述第六开关的第二端、所述第十一开关的第一端分别连接；
所述第七开关的第二端与所述第八开关的第二端、所述第十二开关的第一端分别连接；
所述第九开关的第二端与所述第十一开关的第二端连接，输出所述第一模拟电压；
所述第十开关的第二端与所述第十二开关的第二端连接，输出所述第二模拟电压。


3.根据权利要求2所述的转换电路，其特征在于，假设所述细转换位数为2位，则所述第一开关、所述第二开关、所述第三开关、所述第四开关、所述第五开关、所述第六开关、所述第七开关、所述第八开关受控于所述细转换位数中的低位数字码，所述第九开关、所述第十开关、所述第十一开关、所述第十二开关受控于所述细转换位数中的高位数字码；
若所述细转换位数中的低位数字码为1，则所述第二开关、所述第三开关、所述第六开关、所述第七开关均闭合，所述第一开关、所述第四开关、所述第五开关、所述第八开关均断开；
若所述细转换位数中的低位数字码为0，则所述第二开关、所述第三开关、所述第六开关、所述第七开关均断开，所述第一开关、所述第四开关、所述第五开关、所述第八开关均闭合；
若所述细转换位数中的高位数字码为1，则所述第十开关、所述第十一开关闭合，所述第九开关、所述第十二开关断开；
若所述细转换位数中的高位数字码为0，则所述第十开关、所述第十一开关断开，所述第九开关、所述第十二开关闭合。


4.根据权利要求1所述的转换电路，其特征在于，所述第一采样转移模块包括：第一控制开关、第二控制开关、第三控制开关、第四控制开关、第一电容；
所述第二采样转移模块包括：第五控制开关、第六控制开关、第七控制开关、第八控制开关、第二电容；
所述第一控制开关的第一端根据粗转换使能信号，或者细转换使能信号的不同，接收所述参考电压，或者接收所述第二模拟电压，或者接收地电压；
所述第一控制开关的第二端与所述第二控制开关的第一端、所...

【专利技术属性】
技术研发人员：石迎，鲁文高，张雅聪，安泊伟，祝润坤，陈中建，
申请(专利权)人：北京大学，
类型：发明
国别省市：北京;11