一种单周期多位量化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单周期多位量化逐次逼近型模数转换器，包括：第一差分采样保持开关、第二差分采样保持开关、参考电容DAC、信号电容DAC、电压比较器组和逐次逼近逻辑控制电路；电压比较器组包括五个电压比较器，用于在一个周期内进行2.6

【技术实现步骤摘要】
一种单周期多位量化逐次逼近型模数转换器


[0001]本专利技术属于超短波天线
，具体涉及一种单周期多位量化逐次逼近型模数转换器。

技术介绍

[0002]模数转换器能够将模拟信号转换成数字信号，是获取自然界信息的关键手段。作为获取信息的重要媒介，ADC被广泛应用于工业测量，无线通信，图像识别等领域。随着科技的进一步发展，各领域对信息的高效获取是要求越来越多，高速、高精度ADC的需求不断增多。逐次逼近型模数转换器(SAR ADC，successive approximation register Analog to Digital)是一种奈奎斯特型模数转换器，遵循非相干采样定理，采用逐次逼近算法，将模拟信号转换为数字信号。高速高精度单周期多位量化逐次逼近型模数转换器，主要面向高速高精度模数转换的应用场合，如：图像处理技术、激光雷达系统等，由于逐次逼近型模数转换器的结构简单，功耗低等优点，而得到广泛的应用。
[0003]相关技术中，传统逐次逼近型模数转换器在每一个周期只能进行一位量化，从而转换速度受限，且精度较低。<br/>
技术实现思路
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种单周期多位量化逐次逼近型模数转换器，其特征在于，包括：第一差分采样保持开关、第二差分采样保持开关、参考电容DAC、信号电容DAC、电压比较器组和逐次逼近逻辑控制电路；所述第一差分采样保持开关，与所述参考电容DAC连接，用于在第一采样时钟(CKS_REF)控制下对参考电压进行采样，输出参考采样电压；所述参考电容DAC，与所述电压比较器组连接，用于对所述参考采样电压进行处理，输出差分阈值电压；所述第二差分采样保持开关，与所述信号电容DAC连接，用于在第二采样时钟(CKS)控制下对模拟输入信号进行采样，输出采样信号；所述信号电容DAC，与所述电压比较器组连接，用于对所述采样信号进行处理，输出差分输出信号；所述电压比较器组，与所述逐次逼近逻辑控制电路连接，用于对所述差分阈值电压和所述差分输出信号进行处理产生温度计码，其中所述电压比较器组包括五个电压比较器，以进行2
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bit/cycle量化和2.6
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bit/cycle量化；所述逐次逼近逻辑控制电路，与所述参考电容DAC和所述信号电容DAC连接，用于根据所述温度计码控制所述参考电容DAC和所述信号电容DAC的电容电压的切换以进行逐次逼近量化，输出量化后的温度计码。2.根据权利要求1所述的一种单周期多位量化逐次逼近型模数转换器，其特征在于，所述参考电容DAC包括：正端电容阵列和负端电容阵列；所述正端电容阵列包括：第一控制开关组(K1)、相互并联的第一电容(C1)、第二电容(C2)、第三电容(C3)、第四电容(C4)和第五电容(C5)；所述第一差分采样保持开关，包括第一子采样保持开关(S1)和第二子采样保持开关(S2)；所述第一子采样保持开关(S1)输入所述参考电压，输出所述参考采样电压；所述第一电容(C1)、所述第二电容(C2)、所述第三电容(C3)、所述第四电容(C4)和所述第五电容(C5)的上极板均通过所述第一子采样保持开关(S1)接所述参考电压并输入所述参考采样电压，所述第一电容(C1)、所述第二电容(C2)、所述第三电容(C3)和所述第四电容(C4)的下极板分别通过所述第一控制开关组(K1)的开关与所述参考电压端(V
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)或接地端(GND)电连接，所述第五电容(C5)的下极板与接地端(GND)电连接；其中，所述第一电容(C1)、所述第二电容(C2)、所述第三电容(C3)、所述第四电容(C4)和所述第五电容(C5)的电容值分别为67C、53C、9C、1.5C和128.5C，其中，C为单位电容；所述负端电容阵列包括：第二控制开关组(K2)、相互并联的第六电容(C6)、第七电容(C7)、第八电容(C8)、第九电容(C9)和第十电容(C10)；所述第六电容(C6)、所述第七电容(C7)、所述第八电容(C8)、所述第九电容(C9)和所述第十电容(C10)的上极板均通过所述第二子采样保持开关(S2)连接接地端(GND)，所述第六电容(C6)、所述第七电容(C7)、所述第八电容(C8)和所述第九电容(C9)的下极板分别通过所述第二控制开关组(K2)的开关与所述参考电压端(V
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)或所述接地端(GND)电连接，所述第十电容(C10)的下极板与所述接地端(GND)电连接；其中，所述第六电容(C6)、所述第七电容(C7)、所述第八电容(C8)、所述第九电容(C9)和所述第十电容(C10)的电容值分别为67C、53C、9C、1.5C和131.5C，其中，C为单位电容。
3.根据权利要求2所述的一种单周期多位量化逐次逼近型模数转换器，其特征在于，所述信号电容DAC包括：第一电容阵列和第二电容阵列；所述第一电容阵列包括：第三控制开关组(K3)、相互并联的第十一电容(C11)、第十二电容(C12)、第十三电容(C13)、第十四电容(C14)、第十五电容(C15)、第十六电容(C16)、第十七电容(C17)、第十八电容(C18)、第十九电容(C19)、第二十电容(C20)、第二十一电容(C21)、第二十二电容(C22)、第二十三电容(C23)、第二十四电容(C24)；所述第二差分采样保持开关，包括第三子采样保持开关(S3)和第四子采样保持开关(S4)；所述第十一电容(C11)、所述第十二电容(C12)、所述第十三电容(C13)、所述第十四电容(C14)、所述第十五电容(C15)、所述第十六电容(C16)、所述第十七电容(C17)、所述第十八电容(C18)、所述第十九电容(C19)、所述第二十电容(C20)、所述第二十一电容(C21)、所述第二十二电容(C22)、所述第二十三电容(C23)和所述第二十四电容(C24)的上极板均通过第三子采样保持开关(S3)接所述模拟输入信号的反向输入端(Vin)并输入所述采样信号，所述第十一电容(C11)、所述第十二电容(C12)、所述第十三电容(C13)、所述第十四电容(C14)、所述第十五电容(C15)、所述第十六电容(C16)、所述第十七电容(C17)、所述第十八电容(C18)、所述第十九电容(C19)、所述第二十电容(C20)、所述第二十一电容(C21)、所述第二十二电容(C22)和所述第二十三电容(C23)的下极板分别通过所述第三控制开关组(K3)的开关与所述参考电压端(V
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)或接地端(GND)电连接，第二十四电容(C24)的下极板与接地端(GND)电连接；其中，所述第十一电容(C11)、所述第十二电容(C12)、所述第十三电容(C13)、所述第十四电容(C14)、所述第十五电容(C15)、所述第十六电容(C16)、所述第十七电容(C17)、所述第十八电容(C18)、所述第十九电容(C19)、所述第二十电容(C20)、所述第二十一电容(C21)、所述第二十二电容(C22)、所述第二十三电容(C23)和所述第二十四电容(C24)的电容值分别为64C、64C、64C、11C、11C、11C、11C、11C、2C、2C、2C、2C、2C、2C，其中，C为单位电容；所述第二电容阵列包括：第四控制开关组(K4)、相互并联的第二十五电容(C25)、第二十六电容(C26)、第二十七电容(C27)、第二十八电容(C28)、第二十九电容(C29)、第三十电容(C30)、第三十一电容(C31)、第三十二电容(C32)、第三十三电容(C33)、第三十四电容(C34)、第三十五电容(C35)、第三十六电容(C36)、第三十七电容(C37)和第三十八电容(C38)；所述第二十五电容(C25)、所述第二十六电容(C26)、所述第二十七电容(C27)、所述第二十八电容(C28)、所述第二十九电容(C29)、所述第三十电容(C30)、所述第三十一电容(C31)、所述第三十二电容(C32)、所述第三十三电容(C33)、所述第三十四电容(C34)、所述第三十五电容(C35)、所述第三十六电容(C36)、所述第三十七电容(C37)、所述第三十八电容(C38)的上极板均通过所述第四子采样保持开关(S4)接所述模拟输入信号的正向输入端(Vip)并输入所述采样信号；所述第二十五电容(C25)、所述第二十六电容(C26)、所述第二十七电容(C27)、所述第二十八电容(C28)、所述第二十九电容(C29)、所述第三十电容(C30)、所述第三十一电容(C31)、所述第三十二电容(C32)、所述第三十三电容(C33)、所述第三十四电容(C34)、所述第三十五电容(C35)、所述第三...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱樟明，毛恒辉，李登全，刘马良，刘术彬，丁瑞雪，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：