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无源电荷泵二阶噪声整形逐次逼近模数转换器及实现方法技术

技术编号:41767775 阅读:27 留言:0更新日期:2024-06-21 21:45
本发明专利技术公开了一种无源电荷泵二阶噪声整形逐次逼近模数转换器及实现方法,通过DAC电容阵列对输入电压进行采样并输出余差电压至二阶电荷泵噪声整形结构和三输入对比较器,通过二阶电荷泵噪声整形结构根据余差电压生成一阶积分电压和二阶积分电压并输出至三输入对比较器,通过三输入对比较器对余差电压、一阶积分电压以及二阶积分电压进行比较得到比较结果,输出比较结果至SAR逻辑控制器,并将比较结果作为当前位数字编码输出,通过SAR逻辑控制器根据比较结果控制DAC电容阵列的多个下极板开关进行切换。本发明专利技术在保持低功耗的前提下提高了模数转换器的精度,也提高了模数转换器的整体性能,可广泛应用于模数转换器技术领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及模数转换器,尤其涉及一种无源电荷泵二阶噪声整形逐次逼近模数转换器及实现方法


技术介绍

1、在物联网应用领域,由于各种传感器设备都需要电池供电,为了有更长的待机时间并且延长电池寿命,其对低功耗高精度adc(模拟数字转换器)有着强烈的需求。随着技术的不断发展,系统对adc精度的要求不断提高。传感器在汽车电子、气体分析和生物医疗领域对adc的要求如表1所示。

2、 应用环境 信号频率(hz) 信号幅度(v) 精度(位) 气体检测 <100k >0.5 12-14 车载电子 本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种无源电荷泵二阶噪声整形逐次逼近模数转换器,其特征在于:包括二阶电荷泵噪声整形结构、DAC电容阵列、三输入对比较器以及SAR逻辑控制器,所述二阶电荷泵噪声整形结构的第一电压输出端与所述三输入对比较器的第一电压输入端连接,所述二阶电荷泵噪声整形结构的第二电压输出端与所述三输入对比较器的第二电压输入端连接,所述三输入对比较器的第三电压输入端与所述二阶电荷泵噪声整形结构的电压输入端均与所述DAC电容阵列的电压输出端连接,所述三输入对比较器的输出端与所述SAR逻辑控制器的输入端连接,所述DAC电容阵列的多个下极板开关均与所述SAR逻辑控制器的输出端连接,所述DAC电容阵列用于对输入电压进行...

【技术特征摘要】

1.一种无源电荷泵二阶噪声整形逐次逼近模数转换器,其特征在于:包括二阶电荷泵噪声整形结构、dac电容阵列、三输入对比较器以及sar逻辑控制器,所述二阶电荷泵噪声整形结构的第一电压输出端与所述三输入对比较器的第一电压输入端连接,所述二阶电荷泵噪声整形结构的第二电压输出端与所述三输入对比较器的第二电压输入端连接,所述三输入对比较器的第三电压输入端与所述二阶电荷泵噪声整形结构的电压输入端均与所述dac电容阵列的电压输出端连接,所述三输入对比较器的输出端与所述sar逻辑控制器的输入端连接,所述dac电容阵列的多个下极板开关均与所述sar逻辑控制器的输出端连接,所述dac电容阵列用于对输入电压进行采样并输出余差电压至所述二阶电荷泵噪声整形结构和所述三输入对比较器,所述二阶电荷泵噪声整形结构用于根据所述余差电压生成一阶积分电压和二阶积分电压并输出至所述三输入对比较器,所述三输入对比较器用于对所述余差电压、所述一阶积分电压以及所述二阶积分电压进行比较并将比较结果作为当前位数字编码输出,所述sar逻辑控制器用于根据所述比较结果控制所述dac电容阵列的多个下极板开关进行切换。

2.根据权利要求1所述的一种无源电荷泵二阶噪声整形逐次逼近模数转换器,其特征在于:所述dac电容阵列包括第一dac电容阵列、第二dac电容阵列以及桥接电容,所述第一dac电容阵列包括多个第一dac电容,所述第二dac电容阵列包括多个第二dac电容,各所述第一dac电容的上极板均与所述桥接电容的上极板连接,各所述第二dac电容的上极板均与所述桥接电容的下极板连接,各所述第一dac电容的上极板和各所述第二dac电容的上极板均接至参考电压,各所述第一dac电容的下极板和各所述第二dac电容的下极板均通过对应的所述下极板开关分别接至输入电压、高电位以及低电位。

3.根据权利要求2所述的一种无源电荷泵二阶噪声整形逐次逼近模数转换器,其特征在于:所述第一dac电容与所述第二dac电容的电容值相同,所述第一dac电容阵列和所述第二dac电容阵列的分辨率均为8bit。

4.根据权利要求2所述的一种无源电荷泵二阶噪声整形逐次逼近模数转换器,其特征在于:所述三输入对比较器的第三电压输入端与所述二阶电荷泵噪声整形结构的电压输入端均连接至所述桥接电容的上极板,所述sar逻辑控制器用于根据所述比较结果控制所述下极板开关切换至所述高电位或所述低电位,使得所述第一dac电容和所述第二dac电容的上极板电压逐次逼近。

5.根据权利要求2所述的一种无源电荷泵二阶噪声整形逐次逼近模数转换器,其特征在于:所述二阶电荷泵噪声整形结构包括积分电容、一阶噪声整形电路、二阶噪声整形电路、复位控制开关以及电压采集控制开关,所述一阶噪声整形电路的电压输入端、所述二阶噪声整形电路的电压输入端、所述复位控制开关的一端以及所述电压采集控制开关的一端均与所述积分电容的...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘京京孙浩宁
申请(专利权)人:中山大学
类型:发明
国别省市:

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