针对SAR ADC的分裂电容模组及相应的开关方法技术

本申请提供了一种针对SAR ADC的分裂电容模组及相应的开关方法，涉及模数转换的技术领域。本申请使用下极板采样方式，本质上属于基于分裂电容的下极板开关策略，其相较传统方案只增加了一个开关，其以极小的硬件代价实现了同时具备相关技术中基于VCM的下极板开关策略和基于分裂电容的上极板开关策略的优势，即：SAR ADC的比较器的输入共模为VCM，保证了比较器的性能；SAR ADC的电容阵列中可省去一位电容以降低功耗；可减小电荷注入所带来的非线性问题，有利于高精度SAR ADC的设计；无需产生VCM的电源电路，只使用电源电压，大大降低了功耗，减小了面积；使用电源电压和对地电压作为参考电压，有利于降低开关导通电阻，更有利于低电源域应用的SAR ADC设计。

【技术实现步骤摘要】

【】本申请涉及模数转换的，尤其涉及一种针对sar adc的分裂电容模组及相应的开关方法。

技术介绍

0、
技术介绍

1、模数转换器是一种将模拟信号转换为数字信号的器件，其中的逐次逼近型模数转换器(sar adc)具备结构简单、功耗低等优良特性，使得其在近些年成为了行业内的研究热点。sar adc通常包括两个电容阵列，其通过控制电容阵列使得输出电压逼近于输入电压，用以量化输入电压的大小并将其输出为数字信号，其中，电容阵列的开关策略是影响saradc性能(如速度、功耗、精度等)的主要因素之一，故而对电容阵列开关策略的设计尤为重要。现有的电容阵列开关策略通常分为两大类，即上极板开关策略和下极板开关策略，上极板开关策略中存在电荷注入，会引起较为严重的非线性问题，这使得其一般只能应用在中低精度的sar adc设计中，而由于下极板开关策略可以有效地避免电荷注入，所以其可适用于高精度的sar adc设计中。

2、相关技术中，存在一种基于vcm(称为二分之一电源电压)的电容开关策略，其优势在于：开关能量消耗小、功耗低，电容阵列中可省去一位电容，比本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种针对SAR ADC的分裂电容模组，其特征在于，包括第一分裂电容单元和第二分裂电容单元，所述第一分裂电容单元和所述第二分裂电容单元均包括两电容，所述第一分裂电容单元中两所述电容的上极板相连后通过第一开关接电源电压，所述第二分裂电容单元中两所述电容的上极板相连后通过第二开关接对地电压，所述第一分裂电容单元中两所述电容的上极板相连后还用于接SAR ADC的比较器的正向输入端，所述第二分裂电容单元中两所述电容的上极板相连后还用于接所述比较器的反向输入端，所述第一开关未接所述电源电压的一端与所述第二开关未接所述对地电压的一端通过第三开关相连接，所述第一分裂电容单元中两所述电容的下极板分别用...

【技术特征摘要】

1.一种针对sar adc的分裂电容模组，其特征在于，包括第一分裂电容单元和第二分裂电容单元，所述第一分裂电容单元和所述第二分裂电容单元均包括两电容，所述第一分裂电容单元中两所述电容的上极板相连后通过第一开关接电源电压，所述第二分裂电容单元中两所述电容的上极板相连后通过第二开关接对地电压，所述第一分裂电容单元中两所述电容的上极板相连后还用于接sar adc的比较器的正向输入端，所述第二分裂电容单元中两所述电容的上极板相连后还用于接所述比较器的反向输入端，所述第一开关未接所述电源电压的一端与所述第二开关未接所述对地电压的一端通过第三开关相连接，所述第一分裂电容单元中两所述电容的下极板分别用于接入第一输入电压、所述电源电压及所述对地电压中的任意一个，所述第二分裂电容单元中两所述电容的下极板分别用于接入第二输入电压、所述电源电压及所述对地电压中的任意一个，所述第一输入电压和所述第二输入电压是所述sar adc工作时所需量化的一对差分信号；所述分裂电容模组的开关流程包括：

2.根据权利要求1所述的分裂电容模组，其特征在于，当所述第一开关和所述第二开关均闭合、且所述第三开关断开时，所述分裂电容模组所存储的第一电荷由公式q1＝(vdd-vin)*c+(gnd-vip)*c表示；其中，vdd表示所述电源电压，gnd表示所述对地电压，vin表示所述第一输入电压，vip表示所述第二输入电压，c表示单个所述电容的容量，q1表示所述第一电荷。

3.根据权利要求2所述的分裂电容模组，其特征在于，当所述第一开关和所述第二开关均断开、且所述第三开关闭合时，所述分裂电容模组所存储的第二电荷由公式q2＝(vxn-vin)*c+(vxp-vip)*c＝q1；其中，vxn表示所述第一分裂电容单元中两所述电容的上极板的电压，vxp表示所述第二分裂电容单元中两所述电容的上极板的电压，q2表示所述第二电荷，且vxn＝vxp＝vdd/2。

4.根据权利要求3所述的分裂电容模组，其特征在于，当所述第一开关和所述第二开关均断开、且所述第三开关闭合，并使得所述第一分裂电容单元中两所述电容的上极板的电压、及所述第二分裂电容单元中两所述电容的上极板的电压均等...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜梅，沈晴，王鑫，陈俊贤，何鑫晖，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：发明
国别省市：