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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及噪声整形逐次逼近型模数转换器,具体涉及一种基于采样噪声抑制技术的一阶ns-sar adc及模数转换方法。
技术介绍
1、随着集成电路制造工艺按照摩尔定律不断提升,工艺逐渐向更低的节点迈进,工艺特征尺寸等比例缩小改善了数字集成电路的速度、功耗和集成度。正是由于sar adc(逐次逼近型模数转换器)以数字电路为主的优势,使其能更好的兼容先进工艺,非常适合片上系统集成。但对于高分辨率应用,由于对比较器噪声的严格要求和呈指数增长的电容器dac(数模转换器)阵列,其功率效率会下降。△-∑adc(delta-sigma模数转换器)是高分辨率应用广泛使用的架构。利用过采样和噪声整形的优势,它可以通过低分辨率量化器和dac达到高分辨率。但是,△-∑adc通常需要基于运算放大器的高性能有源积分器,功耗大且与先进工艺兼容性差。
2、ns-sar adc(噪声整形逐次逼近型模数转换器)结合了sar adc结构简单、功耗低、数字化程度高与△-∑adc中噪声整形实现高精度的优点,只需要较少的转换位数就能实现高精度,允许更大的转换误差,因此降低了对比较器噪声的要求,能够同时达到低功耗和高精度。因此,ns-sar adc非常适合于对功率效率要求很高的低速高精度应用。
3、与此同时,现有的噪声整形解决方案在推动更高分辨率时仍面临主要挑战:采样噪声。为了满足信噪比要求,通常通过增加输入电容尺寸来抑制采样噪声,大的输入电容使得adc输入驱动器和参考缓冲器的设计成本非常高,它们的功率、面积和设计复杂性通常比adc本身高得多。
...【技术保护点】
1.一种基于采样噪声抑制技术的一阶NS-SAR ADC,包括电源模块(1)、电容阵列(2)、一阶无源噪声整形结构(3)、比较器(5)和数字逻辑(6),其特征在于:还包括采样噪声抑制结构(4);
2.根据权利要求1所述的一种基于采样噪声抑制技术的一阶NS-SAR ADC,其特征在于:所述电容阵列(2)包括多个并联的电容电路,每个电容电路包括串联的开关ΦS3和电容;所述开关ΦS3的第一静触点连接电源模块(1)的输出端,第二静触点连接模拟输入信号Vin,动触点连接电容的一端。
3.根据权利要求1所述的一种基于采样噪声抑制技术的一阶NS-SAR ADC,其特征在于:所述电源模块(1)包括公共模电压Vcm、负参考电压Vrefn和正参考电压Vrefp,公共模电压Vcm、负参考电压Vrefn和正参考电压Vrefp分别通过对应开关连接电源模块(1)的输出端,电源模块(1)的输出为公共模电压Vcm、负参考电压Vrefn和正参考电压Vrefp中的一个;所述公共模电压Vcm用于设置电容阵列(2)的中点电压;所述负参考电压Vrefn和正参考电压Vrefp用于定义电容阵列(2)的量
4.根据权利要求1所述的一种基于采样噪声抑制技术的一阶NS-SAR ADC,其特征在于:所述比较器(5)通过开关Φc控制,比较器(5)的第一输入端与比较器(5)的第二输入端的增益为1∶g。
5.根据权利要求4所述的一种基于采样噪声抑制技术的一阶NS-SAR ADC,其特征在于:所述采样电容C2的大小为C,积分电容C1的大小为3C,比较器(5)的增益为1∶g为1∶3。
6.根据权利要求1至5任一所述的一种基于采样噪声抑制技术的一阶NS-SAR ADC,其特征在于:所述数字输出信号Dout与模拟输入信号Vin经过z变换后分别为数字输出信号Dout(z)和模拟输入信号Vin(z),数字输出信号Dout(z)和模拟输入信号Vin(z)之间满足如下关系式:
7.一种一阶NS-SAR ADC的模数转换方法,其特征在于,包括如下步骤:
...【技术特征摘要】
1.一种基于采样噪声抑制技术的一阶ns-sar adc,包括电源模块(1)、电容阵列(2)、一阶无源噪声整形结构(3)、比较器(5)和数字逻辑(6),其特征在于:还包括采样噪声抑制结构(4);
2.根据权利要求1所述的一种基于采样噪声抑制技术的一阶ns-sar adc,其特征在于:所述电容阵列(2)包括多个并联的电容电路,每个电容电路包括串联的开关φs3和电容;所述开关φs3的第一静触点连接电源模块(1)的输出端,第二静触点连接模拟输入信号vin,动触点连接电容的一端。
3.根据权利要求1所述的一种基于采样噪声抑制技术的一阶ns-sar adc,其特征在于:所述电源模块(1)包括公共模电压vcm、负参考电压vrefn和正参考电压vrefp,公共模电压vcm、负参考电压vrefn和正参考电压vrefp分别通过对应开关连接电源模块(1)的输出端,电源模块(1)的输出为公共模电压vcm、负参考电压vrefn和正参考电压vrefp中的一个;所述公共模电压vcm用于...
【专利技术属性】
技术研发人员:辛昕,李雨晨,佟星元,李琴琴,陈东,
申请(专利权)人:西安邮电大学,
类型:发明
国别省市:
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