FLASH-SARADC转换方法及电路技术

本申请涉及FLASH

【技术实现步骤摘要】
FLASH
‑
SAR ADC转换方法及电路


[0001]本专利技术属于模数转换电路
，涉及一种FLASH
‑
SAR ADC转换方法及电路。

技术介绍

[0002]模数转换器（Analog
‑
to
‑
DigitalConverter，ADC）作为连接模拟信号和数字信号的桥梁，可以将自然界中的模拟信号转变为数字系统能够处理的数字信号，因此模数转化器应用在很多领域。随着科技的进步，人们对模数转化器的需求也越来越大。逐次逼近型（SuccessiveApproximationRegister，SAR）ADC电路凭借其结构简单，功耗低，面积小等优点而获得广泛应用。但是传统的SAR ADC在每一个转换时钟内，只能得到一位结果，N位ADC需要N个时钟，这严重限制了SAR ADC的速度。
[0003]随着工艺的不断进步，良好的工艺兼容性使得SAR ADC的转换速度可以进入高速领域，但是碍于自身串行的工作机制，仍然存在一定的限制。为解决SAR ADC自身串行工作的限制，目前常用的一种处理方法是采用全并行ADC（FLASH ADC）和SAR ADC的混合结构，通过FLASH ADC加入“并行”的工作方式，来缩短整个ADC的转换所需要的周期数，从而缩短逐次逼近消耗的总时间，达到提高整个ADC转换速度的目的。常用的FLASH
‑
SAR ADC工作时一次转换可以分为三个阶段，工作原理如下：1、采样阶段：FLASH ADC和SAR ADC同时对输入信号进行采样。2、FLASH ADC量化阶段：采样结束后，SAR ADC进入保持阶段，FLASH ADC进入工作状态，负责量化整个ADC的高位部分（假设为M位），FLASH ADC在一个（或多个，根据FLASH ADC结构来决定）工作周期内完成比较，给出高M位数字码。然后将M位数字码传输给SAR ADC，得到量化电压V
Flash
。3、SAR ADC量化阶段：FLASH ADC将结果传输给SAR ADC后，可以得到残差电压V
residue
=Vin
‑
V
Flash
，然后SAR ADC 将残差电压V
residue
进行细量化，得到低位数字码（N
‑
M位）。然而，在实现本专利技术的过程中，专利技术人发现前述传统的FLASH
‑
SAR ADC处理方法，仍存在着转换效率不高的技术问题。

技术实现思路

[0004]针对上述传统方法中存在的问题，本专利技术提出了一种FLASH
‑
SAR ADC转换方法以及一种FLASH
‑
SAR ADC电路，能够大幅提高转换效率，同时也能减少孔径时间以及其它非理想因素引起的误差。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术实施例采用以下技术方案：一方面，提供一种FLASH
‑
SAR ADC转换方法，包括步骤：在FLASH
‑
SAR ADC的采样阶段内，SAR ADC模块对输入信号进行采样，同时FLASH ADC模块对输入信号进行放大比较与高位粗量化处理，输出FLASH ADC转换结果；FLASH ADC转换结果为温度码；在FLASH
‑
SAR ADC的转换阶段内，SAR ADC模块根据温度码和输入信号对残差电压进行细量化处理，输出SAR ADC转换结果，同时FLASH ADC模块对参考电压或参考电压的分
压进行采样；将温度码与SAR ADC转换结果进行编码处理，得到FLASH
‑
SAR ADC的信号转换结果。
[0006]另一方面，还提供一种FLASH
‑
SAR ADC电路，包括FLASH ADC模块和SAR ADC模块，FLASH ADC模块的采样输入端分别用于接入输入信号和参考信号，FLASH ADC模块的输出端连接SAR ADC模块的CDAC电路输入端，FLASH ADC模块的输出端还用于连接数字处理模块，SAR ADC模块的采样输入端分别用于接入输入信号和参考信号，SAR ADC模块的输出端用于连接数字处理模块；在FLASH
‑
SAR ADC电路的采样阶段内，SAR ADC模块对输入信号进行采样，同时FLASH ADC模块对输入信号进行放大比较与高位粗量化处理，输出FLASH ADC转换结果；FLASH ADC转换结果为温度码；在FLASH
‑
SAR ADC电路的转换阶段内，SAR ADC模块根据温度码和输入信号对残差电压进行细量化处理，输出SAR ADC转换结果，同时FLASH ADC模块对参考电压或参考电压的分压进行采样；将温度码与SAR ADC转换结果进行编码处理，得到FLASH
‑
SAR ADC电路的信号转换结果。
[0007]上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点和有益效果：上述FLASH
‑
SAR ADC转换方法及电路，通过在FLASH
‑
SAR ADC电路的采样阶段内，在SAR ADC模块对输入信号进行采样时，FLASH ADC模块对输入信号进行放大比较与高位粗量化处理，输出温度码形式的FLASH ADC转换结果。采样阶段结束进入转换阶段，在FLASH
‑
SAR ADC电路的转换阶段内，SAR ADC模块根据温度码和输入信号对残差电压进行细量化处理，输出SAR ADC转换结果，同时FLASH ADC模块对参考电压或参考电压的分压进行采样。如此，优化了FLASH
‑
SAR ADC工作时序，将FLASH ADC量化与整个ADC采样同时完成，使FLASH ADC量化不单独占用时钟周期，从而提高了整个ADC转换速度，同时也能减少孔径时间以及其它非理想因素引起的误差。相比于传统的FLASH
‑
SAR ADC处理方法，上述方案避免了传统FLASH ADC量化需要占用一个或者多个ADC时钟周期、且在FLASH ADC工作时SAR ADC进入保持阶段没有工作而造成时间浪费等问题，达到了大幅提高转换效率的目的。
附图说明
[0008]为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0009]图1为本申请的FLASH
‑
SAR ADC转换时序与传统技术的对比示意图；图2为一个实施例中FLASH
‑
SAR ADC电路的ADC整体架构框图；图3为一个实施例中设计示例FLASH ADC中单个比较器的示意图；图4为另一个实施例中设计示例FLASH ADC中单个比较器的示意图；图5为一个实施例中设计示例SAR ADC结构示意图；图6为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种FLASH
‑
SAR ADC转换方法，其特征在于，包括步骤：在FLASH
‑
SAR ADC的采样阶段内，SAR ADC模块对输入信号进行采样，同时FLASH ADC模块对所述输入信号进行放大比较与高位粗量化处理，输出FLASH ADC转换结果；所述FLASH ADC转换结果为温度码；在所述FLASH
‑
SAR ADC的转换阶段内，所述SARADC模块根据所述温度码和所述输入信号对残差电压进行细量化处理，输出SARADC转换结果，同时所述FLASH ADC模块对参考电压或参考电压的分压进行采样；将所述温度码与所述SARADC转换结果进行编码处理，得到所述FLASH
‑
SAR ADC的信号转换结果。2.根据权利要求1所述的FLASH
‑
SAR ADC转换方法，其特征在于，在FLASH
‑
SAR ADC的采样阶段内，SAR ADC模块对输入信号进行采样，同时FLASH ADC模块对所述输入信号进行放大比较与高位粗量化处理，输出FLASH ADC转换结果的步骤，包括：在FLASH
‑
SAR ADC的采样时钟有效时，所述SAR ADC模块对所述输入信号进行采样；在所述采样时钟上升沿，所述FLASH ADC模块中的比较器预放大级从对所述参考电压进行采样的复位状态切换至放大状态，对所述输入信号进行放大；在所述采样时钟下降沿，所述FLASH ADC模块中的比较器预放大级将预放大级结果传输给所述FLASH ADC模块中的锁存器处理，所述FLASH ADC模块中的锁存器将得到的比较结果通过所述FLASH ADC模块中的RS锁存器转换输出，得到所述温度码；所述FLASH ADC模块中的比较器预放大级将预放大级结果传输给所述FLASH ADC模块中的锁存器后切换至所述复位状态。3.根据权利要求1或2所述的FLASH
‑
SAR ADC转换方法，其特征在于，在所述FLASH
‑
SAR ADC的转换阶段内，所述SAR ADC模块根据所述温度码和所述输入信号对残差电压进行细量化处理，输出SAR ADC转换结果的过程，包括：在FLASH
‑
SAR ADC的采样时钟无效后，按照所述温度码进行所述SAR ADC模块中的CDAC进行当前位切换；所述当前位切换后，所述SAR ADC模块中的比较器在所述SAR ADC模块中的锁存时钟有效时，将基于所述输入信号的预放大级结果送入所述SAR ADC模块中的锁存器处理，输出当前位的残差电压细量化结果；将当前位的所述残差电压细量化结果反馈给所述SAR ADC模块中CDAC下一位对应电容，所述SAR ADC模块中CDAC按照所述温度码进行下一位切换；所述下一位切换后，所述SAR ADC模块中的比较器在所述SAR ADC模块中的锁存时钟有效时，将基于所述输入信号的预放大级结果送入所述SAR ADC模块中的锁存器处理，输出下一位的残差电压细量化结果；当所述SAR ADC模块所有位的残差电压细量化完成时，输出所述SAR ADC转换结果。4.一种FLASH
‑
SAR ADC电路，其特征在于，包括FLASH ADC模块和SAR ADC模块，所述FLASH ADC模块的采样输入端分别用于接入输入信号和参考信号，所述FLASH ADC模块的输出端连接所述SAR ADC模块的CDAC电路输入端，所述FLASH ADC模块的输出端还用于连接数字处理模块，所述SAR ADC模块的采样输入端分别用于接入输入信号和参考信号，所述SAR ADC模块的输出端用于连接所述数字处理模块；
在所述FLASH
‑
SAR ADC电路的采样阶段内，所述SAR ADC模块对所述输入信号进行采样，同时所述FLASH ADC模块对所述输入信号进行放大比较与高位粗量化处理，输出FLASH ADC转换结果；所述FLASH ADC转换结果为温度码；在所述FLASH
‑
SAR ADC电路的转换阶段内，所述SAR ADC模块根据所述温度码和所述输入信号进行残差电压细量化处理，输出SAR ADC转换结果，同时所述FLASH ADC模块对参考电压或参考电压的分压进行采样；将所述温度码与所述SAR ADC转换结果进行编码处理，得到所述FLASH
‑
SAR ADC电路的信号转换结果。5.根据权利要求4所述的FLASH
‑
SAR ADC电路，其特征在于，在采样时钟有效时，所述SAR ADC模块对所述输入信号进行采样；在所述采样时钟上升沿，所述FLASH ADC模块中的比较器预放大级从对所述参考电压进行采样的复位状态切换至放大状态，对所述输入信号进行放大；在所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓欢，朱朝峰，唐金波，罗杨贵，戴超雄，龙睿，李光耀，鄢光强，
申请(专利权)人：湖南毂梁微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：