本实用新型专利技术公开的Ｓｉｇｍａ－Ｄｅｌｔａ ＳＡＲ模数转换器，它主要包括相连接的Ｓｉｇｍａ－Ｄｅｌｔａ调制器和ＳＡＲ转换器，所述Ｓｉｇｍａ－Ｄｅｌｔａ调制器包含一选通放大器，所述ＳＡＲ转换器包含一ＤＡ转换器和一ＳＡＲ寄存器，其特征是所述选通放大器的选通端与一脉冲式选通信号ｃｈ相连，所述ＤＡ转换器和ＳＡＲ寄存器的选通端与一同ｃｈ反相的脉冲式选通信号ｃｈｂ相连。本实用新型专利技术得到的Ｓｉｇｍａ－Ｄｅｌｔａ ＳＡＲ模数转换器，实现高速和高分辨率的同时又具有功耗小的特点。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种模数转换器，尤其是一种Sigma-Delta SAR模数转换器。
技术介绍
模数转换器是一种将模拟信号转换为数字信号的器件，是数字电路与外界联系的 必不可少的接口。按照信号频率与采样频率的关系区分，模数转换器分为两种奈奎斯特 (Nyquist)型和过采样型。奈奎斯特型的模数转换器的采样频率是信号频率的两倍，一般来说，它的分辨率 依赖于元器件的匹配性；过采样型的模数转换器的采样频率远大于信号频率，它利用过采 样技术提高转换器的分辨率，特别是Sigma-Delta模数转换器，它采用了 Sigma-Delta的调 制和过采样技术相结合，极大地提高了转换器的分辨率。由于过采样型的模数转换器的过 采样率(采样频率与二倍的信号频率的比值)很高，因此这种模数转换器的速度不高；另一 方面，奈奎斯特型的模数转换器的分辨率受制于元器件的匹配性，它的分辨率不高。将奈奎斯特型的模数转换器与过采样型的模数转换器组合起来，可以实现合理的 分辨率和速度的组合。图1是一种这种组合的例子，它将一个一阶的Sigma-Delta调制器与 循环型(Cyclic)的模数转换器组合，实现了一个高速高分辨率的模数转换器。这个组合的 模数转换器先以Sigma-Delta调制器的方式工作，利用了 Sigma-Delta调制器的高分辨率 的特点，实现了数据分辨的高位部分，然后将Sigma-Delta调制器的积分器变换为放大器， 并复用了比较器，实现了循环型的模数转换器，分辨出数据低位部分。这样的工作方式可以 在较短的时间里得到较高的分辨率，实现了高速和高分辨率的模数转换器。上述模数转换器虽然能够实现高速和高分辨率，但在实际使用过程中，作为电路 中主要的功耗器件的运算放大器始终处于工作状态，所以这类模数转换器具有功耗大的缺 点，同时相应地发热量也较大，长时间工作容易引起不稳定，因此有必要进行改进。
技术实现思路
本技术的目的是为了解决上述技术的不足而提供的一种实现高速和高分辨 率的同时又具有功耗小的特点的Sigma-Delta SAR模数转换器。为了达到上述目的，本技术所设计的Sigma-Delta SAR模数转换器，它主要包 括相连接的Sigma-Delta调制器和SAR转换器，所述Sigma-Delta调制器包含一选通放大 器，所述SAR转换器包含一 DA转换器和一 SAR寄存器，其特征是所述选通放大器的选通端 与一脉冲式选通信号ch相连，所述DA转换器和SAR寄存器的选通端与一同ch反相的脉冲 式选通信号ctib相连。优选的方案是所述Sigma-Delta调制器主要由模拟信号输入端Vin、该模数转换 器输出的反馈端Vref、由Pl时钟信号控制的时钟开关Kll和K12、由与Pl不重叠的时钟信 号P2控制的时钟开关K21和K22、电容Cl、C2、选通放大器和比较器组成；所述模拟信号输 入端Vin通过时钟开关Kl 1与电容Cl 一端相连，且电容Cl的这一端通过时钟开关K21连接所述反馈端Vref，该电容Cl的另一端一路经时钟开关K22连接选通放大器的第一输入端， 另一路经时钟开关K12后接地，所述选通放大器的第二输入端也接地，所述电容C2跨接在 选通放大器的第一输入端以及输出端Vres之间，所述输出端Vres与所述比较器输入端相 连，该比较器的选通端与时钟信号P2相连，同时该比较器的输出端通过SAR寄存器、DA转 换器又与其输入端相连接，所述比较器的输出端为该模数转换器输出端。本技术得到的Sigma-Delta SAR模数转换器，使用Sigma-Delta调制器与逐 次逼近型模数转换器相组合，利用Sigma-Delta调制器的高分辨率与逐次逼近型模数转换 器的高速的特征，实现了高速和高分辨率；同时由于脉冲式选通信号ch、chb的控制，当Ch 为高电平时，Sigma-Delta调制，选通放大器工作；当ch为低电平时，转换器进入SAR转换 模式，这时，选通放大器关闭以节省功耗，比较器被复用，与DAC和SAR —同分辨Vres，当ch 的低电平结束，转换完成，比较器的输出包括两部分=Sigma-Delta调制输出和SAR转换输 出，Sigma-Delta调制的输出经滤波处理，与SAR的输出相组合，得到转换器最终的输出，由 于这种Sigma-Delta SAR模数转换器只在Sigma-Delta调制过程中使用了选通放大器，而 在低位转换中使用了低功耗的SAR型转换，因此节省了能量，具有功耗低的特点。附图说明图1是现有模数转换器的电路图；图2是实施例1的电路图；图3是实施例1模数转换器的控制时序。具体实施方式下面通过实施例结合附图对本技术作进一步的描述。实施例1如图2、3所示，本实施例所描述的Sigma-Delta SAR模数转换器，它主要包括相连 接的Sigma-Delta调制器和SAR转换器，所述Sigma-Delta调制器包含一选通放大器，所述 SAR转换器包含一 DA转换器和一 SAR寄存器，所述Sigma-Delta调制器主要由模拟信号输 入端Vin、该模数转换器输出的反馈端Vref、由Pl时钟信号控制的时钟开关Kll和K12、由 与Pl不重叠的时钟信号P2控制的时钟开关K21和K22、电容Cl、C2、选通放大器和比较器 组成；所述模拟信号输入端Vin通过时钟开关Kl 1与电容Cl 一端相连，且电容Cl的这一端 通过时钟开关K21连接所述反馈端Vref，该电容Cl的另一端一路经时钟开关K22连接选通 放大器的第一输入端，另一路经时钟开关K12后接地，所述选通放大器的第二输入端也接 地，所述电容C2跨接在选通放大器的第一输入端以及输出端Vres之间，所述选通放大器的 选通端与一脉冲式选通信号ch相连，所述输出端Vres与所述比较器输入端相连，该比较器 的选通端与时钟信号P2相连，同时该比较器的输出端通过SAR寄存器、DA转换器又与其输 入端相连接，所述比较器的输出端为该模数转换器输出端，所述DA转换器和SAR寄存器的 选通端与一同ch反相的脉冲式选通信号ctib相连。当ch为高电平时，Sigma-Delta调制，选通放大器工作；当ch为低电平时，转换器 进入SAR转换模式，这时，选通放大器关闭以节省功耗，比较器被复用，与DAC和SAR —同分 辨Vres ；当ch的低电平结束，转换完成，比较器的输出包括两部分=Sigma-Delta调制输出和SAR转换输出，Sigma-Delta调制的输出经滤波处理，与SAR的输出相组合，得到转换器 最终的输出。因此，本实施例所描述的Sigma-Delta SAR模数转换器，使用Sigma-Delta调制器 与逐次逼近型模数转换器相组合，利用Sigma-Delta调制器的高分辨率与逐次逼近型模数 转换器的高速的特征，实现了高速和高分辨率；同时由于只在Sigma-Delta调制过程中使 用了选通放大器，而在低位转换中使用了低功耗的SAR型转换，因此节省了能量，具有功耗 低的特点。当然，本技术专利的保护范围不限于上述实施例，本领域的普通技术人员根 据上述描述的启示，应当能作相应的改动(如上述实施例描述的模数转换器是使用单端实 现的，实际中也可以使用差分电路实现)，只要利用Si本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种Ｓｉｇｍａ－Ｄｅｌｔａ ＳＡＲ模数转换器，它主要包括相连接的Ｓｉｇｍａ－Ｄｅｌｔａ调制器和ＳＡＲ转换器，所述Ｓｉｇｍａ－Ｄｅｌｔａ调制器包含一选通放大器，所述ＳＡＲ转换器包含一ＤＡ转换器和一ＳＡＲ寄存器，其特征是所述选通放大器的选通端与一脉冲式选通信号ｃｈ相连，所述ＤＡ转换器和ＳＡＲ寄存器的选通端与一同ｃｈ反相的脉冲式选通信号ｃｈｂ相连。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：余有芳，
申请(专利权)人：浙江商业职业技术学院，
类型：实用新型
国别省市：86
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