一种能量节省型电容阵列的逐次逼近型模数转换器制造技术

技术编号：5468109 阅读：292 留言：0更新日期：2012-04-11 18:40

本发明专利技术属集成电路技术领域，具体为一种能量节省型电容阵列的逐次逼近型模数转换器。该模数转换器结构由采样开关、跟踪保持电路、比较器、控制逻辑、电容阵列数模转换器构成，其中电容阵列数模转换器采用了本发明专利技术提出的新型电容阵列数模转换器的开关方式。该方式能够减小电容的平均开关功耗。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术属集成电路
，具体涉及逐次逼近型模数转换器。
技术介绍
逐次逼近模数转换器是一种中高精度、中等转换速率、超低功耗的模数转换器结构。对于传感器、便携式设备及生物应用来说，要求模数转换器能够工作在低电源电压下。然而随着电源电压的降低，电路的增益受到了限制，而逐次逼近模数转换器的结构只包括比较器、数模转换器和逐次逼近寄存器而不需要提供增益的电路。数字电路的功耗会随着工艺尺寸缩减比例(sealing-down)不断减小，而模拟电路的功耗很难随着工艺的进步而减小。本专利技术提出的开关方法针对于逐次逼近型模数转换器中的电容数模转换器，可以大幅度地减小电容开关操作的平均功耗，节省了逐次逼近型模数转换器的模拟功耗。图1所示的是通常采用的逐次逼近模数转换器的结构图，主要由跟踪保持电路10、采样开关11、比较器12、电容阵列数模转换器13、控制逻辑14构成。图2是传统逐次逼近模数转换器的电容阵列数模转换器的开关方法。图3、4、5、6、7、8是能量节省型逐次逼近模数转换器的电容阵列数模转换器的开关方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种电容的平均开关功耗小的能量节省型逐次逼近模数转换器结构。本专利技术提出的逐次逼近模数转换器的结构，由跟踪保持电路10、比较器12、控制逻辑14构成，跟踪保持电路10由采样开关11和电容阵列数模转换器13构成。其中模拟输入信号经过跟踪保持电路10得到保持信号；电容阵列数模转换器13进行开关操作，产生一个基准电压值，该基准电压值和保持信号通过比较器12比较出信号大小大小；根据比较器12比较出的信号大...

【技术保护点】
一种能量节省型逐次逼近型模数转换器结构，其特征在于由跟踪保持电路（１０）、比较器（１２）、控制逻辑（１４）构成，跟踪保持电路（１０）由采样开关（１１）和电容阵列数模转换器（１３）构成；其中：　　模拟输入信号经过跟踪保持电路（１０）得到保持信号；　　电容阵列数模转换器（１３）进行开关操作，产生一个基准电压值，该基准电压值和保持信号通过比较器（１２）比较出信号大小大小；　　根据比较器（１２）比较出的信号大小，由控制逻辑（１４）决定电容阵列的最高位（ＭＳＢ）开关接Ｖｒｅｆ或地，电容阵列数模转换器（１３）开始电荷重分布；　　当电荷重分布完成后，比较器比较出信号大小，控制逻辑（１４）根据比较结果，决定电容阵列数模转换器的次高位接保持Ｖｒｅｆ或地，这个过程一直进行下去直到比较出最低位（ＬＳＢ）信号；　　从最高位（ＭＳＢ）到最低位（ＬＳＢ）的输出数字码存在控制逻辑（１４）的寄存器中，从而完成了一次转换。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：任俊彦，顾蔚如，王明硕，王振宇，叶凡，许俊，李宁，
申请(专利权)人：复旦大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]

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