一种逐次逼近型模数转换器、过采样方法及装置制造方法及图纸

本公开实施例中提供了一种逐次逼近型模数转换器、过采样方法及装置。通过本公开的处理方案，利用过采样期间同一模拟信号一般变化不大且采样误差不超过2

【技术实现步骤摘要】
一种逐次逼近型模数转换器、过采样方法及装置


[0001]本专利技术涉及集成电路
，具体涉及一种逐次逼近型模数转换器、过采样方法及装置。

技术介绍

[0002]逐次逼近型模数转换器(successive approximation register Analog
‑
to
‑
digital converter，SAR ADC)是一种常见的模数转换器，被用来采样模拟信号并将其转换成数字信号。
[0003]SAR ADC主要包括五个部分:控制电路、采样保持电路、模拟比较器、SAR逐次逼近寄存器和数字模拟转换器(Digital
‑
to
‑
analog converter，DAC)。控制电路接收到外部输入的采样使能信号后，先在采样阶段对模拟信号进行采样保持为输入电压Vin，然后从高位到低位逐次改变DAC数字模拟转换器的数字信号，让DAC输出一个模拟输出电压Vo；模拟比较器逐次比较Vin和Vo，让Vo最终逼近Vin，得到最终的DAC的数字信号，作为SAR ADC模数转换后最终数字结果。转换时，DAC默认的输入数字信号全零；先将DAC的输入数字信号最高位设置为“1”，将Vin和Vo进行比较，如果Vin不高于Vo，则DAC的输入数字信号该位改为“0”；然后采用类似方法，从高位到低位，每个周期决定DAC的一位输入数字信号，直到全部数字信号比特位判定完，结束转换，DAC最终的输入数字信号就是SAR ADC的数字信号转换结果。
[0004]为了降低模拟信号的采样误差，很多时候需要对模拟信号进行过采样，即对模拟信号进行连续多次的采样转换，对多次采样转换结果进行滤波后得到最终的采样结果。现有的SAR ADC每次采样转换都需要经过采样阶段和转换阶段；在转换阶段都需要从高位到低位花费N个时钟周期完成数字结果转换；如果连续X次过采样，其过采样的累计转换时间需要X*N个时钟周期。这导致过采样的转换效率比较低。为了提高SAR ADC的采样转换效率，SAR ADC通常采用流水线方式。但流水线设计的SAR ADC需要的硬件资源将随着流水线级数增加而增加。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本公开实施例提供一种逐次逼近型模数转换器、过采样方法及装置，至少部分解决现有技术中存在的问题。
[0006]第一方面，本公开实施例提供了一种逐次逼近型模数转换器过采样方法，包括：
[0007]若接收到过采样使能信号，则获取过采样误差指数M；
[0008]获取上一组结果寄存器存储的转换数据P
N
‑1P
N
‑2P
N
‑3…
P1P0,其中，N为采样位数，P
N
‑1为最高位转换数据，P0表示最低位转换数据；设置本次转换数据为D
N
‑1D
N
‑2D
N
‑3…
D1D0,其中，N为采样位数，D
N
‑1为最高位转换数据，D0表示最低位转换数据；
[0009]按从低位到高位的顺序，从所述转换数据P
N
‑1P
N
‑2P
N
‑3…
P1P0中查找距离误差指数位数据P
M
‑1最近的比特位数据P
L
＝0时的比特位参数L；
[0010]令逼近位参数K＝L；
[0011]设置D
N
‑1D
N
‑2D
N
‑3…
D
K+1
＝P
N
‑1P
N
‑2P
N
‑3…
P
K+1
，D
K
＝1,D
K
‑1…
D1D0＝0；
[0012]从D
K
开始，按从高位到低位的顺序，采用逐次逼近方法，确定D
K
D
K
‑1D
K
‑2…
D1D0；
[0013]将D
N
‑1D
N
‑2D
N
‑3…
D1D0作为输出的模数转换数据并存储在结果寄存器中。
[0014]根据本公开实施例的一种具体实现方式，还包括：
[0015]若从所述转换数据P
N
‑1P
N
‑2P
N
‑3…
P1P0中查找不到距离误差指数位数据P
M
最近的比特位数据P
L
＝0时的比特位；
[0016]则令逼近位参数K＝N
‑
1；
[0017]从D
K
开始，按从高位到低位的顺序，采用逐次逼近方法，确定D
K
D
K
‑1D
K
‑2…
D1D0。
[0018]根据本公开实施例的一种具体实现方式，还包括：
[0019]若L＝N
‑
1，则令逼近位参数K＝N
‑
1；
[0020]从D
K
开始，按从高位到低位的顺序，采用逐次逼近方法，确定D
K
D
K
‑1D
K
‑2…
D1D0。
[0021]根据本公开实施例的一种具体实现方式，还包括：
[0022]若输入电压V
in
大于输出电压V
o
，则令逼近位参数K＝N
‑
1；
[0023]从D
K
开始，按从高位到低位的顺序，采用逐次逼近方法，确定D
K
D
K
‑1D
K
‑2…
D1D0。
[0024]根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述从D
K
开始，按从高位到低位的顺序，采用逐次逼近方法，确定D
K
D
K
‑1D
K
‑2…
D1D0，包括：
[0025]令D
K
＝1；
[0026]若输入电压V
in
不大于输出电压V
o
，则令D
K
＝0；
[0027]令K＝K
‑
1，继续执行判断输入电压V
in
与输出电压V
o
的步骤，直至K＝0时结束；
[0028]若输入电压V
in
大于输出电压V
o
，则令K＝K
‑
1，继续执行判断输入电压V
in
与输出电压V
o
的步骤，直至K＝0时结束。
[0029]第二方面，本公开实施例提供了一种逐次逼近型模数转换器过采样装置，包括：
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种逐次逼近型模数转换器过采样方法，其特征在于，包括：若接收到过采样使能信号，则获取过采样误差指数M；获取上一组结果寄存器存储的转换数据P
N
‑1P
N
‑2P
N
‑3…
P1P0,其中，N为采样位数，P
N
‑1为最高位转换数据，P0表示最低位转换数据；设置本次转换数据为D
N
‑1D
N
‑2D
N
‑3…
D1D0,其中，N为采样位数，D
N
‑1为最高位转换数据，D0表示最低位转换数据；按从低位到高位的顺序，从所述转换数据P
N
‑1P
N
‑2P
N
‑3…
P1P0中查找距离误差指数位数据P
M
‑1最近的比特位数据P
L
＝0时的比特位参数L；令逼近位参数K＝L；设置D
N
‑1D
N
‑2D
N
‑3…
D
K+1
＝P
N
‑1P
N
‑2P
N
‑3…
P
K+1
，D
K
＝1,D
K
‑1…
D1D0＝0；从D
K
开始，按从高位到低位的顺序，采用逐次逼近方法，确定D
K
D
K
‑1D
K
‑2…
D1D0；将D
N
‑1D
N
‑2D
N
‑3…
D1D0作为输出的模数转换数据并存储在结果寄存器中。2.根据权利要求1所述的逐次逼近型模数转换器过采样方法，其特征在于，还包括：若从所述转换数据P
N
‑1P
N
‑2P
N
‑3…
P1P0中查找不到距离误差指数位数据P
M
最近的比特位数据P
L
＝0时的比特位；则令逼近位参数K＝N
‑
1；从D
K
开始，按从高位到低位的顺序，采用逐次逼近方法，确定D
K
D
K
‑1D
K
‑2…
D1D0。3.根据权利要求1所述的逐次逼近型模数转换器过采样方法，其特征在于，还包括：若L＝N
‑
1，则令逼近位参数K＝N
‑
1；从D
K
开始，按从高位到低位的顺序，采用逐次逼近方法，确定D
K
D
K
‑1D
K
‑2…
D1D0。4.根据权利要求1所述的逐次逼近型模数转换器过采样方法，其特征在于，还包括：若输入电压V
in
大于输出电压V
o
，则令逼近位参数K＝N
‑
1；从D
K
开始，按从高位到低位的顺序，采用逐次逼近方法，确定D
K
D
K
‑1D
K
‑2…
D1D0。5.根据权利要求1
‑
4任一项所述的逐次逼近型模数转换器过采样方法，其特征在于，所述从D
K
开始，按从高位到低位的顺序，采用逐次逼近方法，确定D
K
D
K
‑1D
K
‑2…
D1D0，包括：令D
K
＝1；若输入电压V
in
不大于输出电压V
o
，则令D
K
＝0；令K＝K
‑
1，继续执行判断输入电压V
in
与输出电压V
o
的步骤，直至K＝0时结束；若输入电压V
in
大于输出电压V
o
，则令K＝K
‑
1，继续执行判断输入电压V
in
与输出电压V
o
的步骤，直至K＝0时结束。6.一种逐次逼近型模数转换器过采样装置，其特征在于，包括：使能模块，用于若接收到过采样使能信号，则获取过采样误差指数M；获取模块，用于获取上一组结果寄存器存储的转换数据P
N
‑1P
N
‑2P
N
‑3…
P1P0,其中，N为采样位数，P
N
‑1为最高位转换数据，P0表示最低位转换数据；设置本次转换数据为D
N
‑1D
N
‑2D
N

【专利技术属性】
技术研发人员：郭军，王良清，鲁金梅，
申请(专利权)人：上海国微芯芯半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：