本发明专利技术提供一种流水线型模数转换器，属于集成电路（IC）设计技术领域。该流水线型模数转换器（ADC）至少包括：采样保持器、多个逐级连接的增益数模转换器、时钟发生器、基准信号发生器、以及数字编码器；其中，至少采样保持器和多个增益数模转换器被大致环形地布局设置以包围形成中间区域；时钟发生器和基准信号发生器被设置在所述中间区域，以使时钟发生器和基准信号发生器分别以星形连接方式向周围的采样保持器和多个增益数模转换器提供相应的信号输入。该流水线型ADC性能优越，尤其适用于高速/高精度应用。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于集成电路(IC)设计
，涉及一种其主要功能模块以环形布局的流水线型(pipelined)模数转换器(ADC，或称为Α/D转换器)。
技术介绍
模数转换器(ADC)可以将连续变化的模拟信号转变为数字信号输出，为数字信号处理提供信号源，因此，ADC作为数字系统的不可缺少的部件之一，在数字化和集成化的电子系统中被广泛使用。ADC的重要参数之一是转换的精度(也称为分辨率)，通常用输出的数字信号的位数的多少表示；ADC能够准确输出的数字信号的位数越多，表示ADC能够分辨输入信号的能力越强，ADC的性能也就越好，使用该数字信号进行数字信号处理的结果也越准确。ADC的另一个重要参数是转换速度，通常以每秒钟可以对输入模拟信号进行采样和转换的点数来衡量。ADC的其他重要参数包括芯片面积、以及功耗等。由于ADC基本是在芯片上集成地制造形成，因此需要对其进行版图布局并衡量其芯片面积指标；ADC所占用的面积越小，功耗越低，越受工业界欢迎。目前，业界追求在精度、速度、芯片面积和功耗等方面不断努力提高ADC的性能。其中，流水线型ADC是ADC目前普遍采用的一种结构，其主要特点是，通过信号分步转换的方式，获取速度、精度的提高以及芯片面积和功耗的降低；流水线型ADC在视频处理、无线通信、仪器仪表等领域发挥了非常重要的作用。但是，在现代高速/高精度ADC应用中，由于半导体器件和布线的寄生参数(寄生电阻/电容)越来越不容忽视，流水线型ADC的版图布局对其性能指标有着越来越重要的影响。传统的版图布局在现今ADC速度和精度不断提升的情况下已显示其局限性，甚至在某种程度上成为制约流水线型ADC性能进一步提升的瓶颈。针对这种情况，从流水线型ADC的版图布局方面着手，进一步提升流水线型ADC的性能。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提高流水线型ADC的性能。为实现以上目的或者其他目的，本专利技术提供一种流水线型模数转换器，其至少包括 η个逐级连接的增益数模转换器(22-1，-,22-η), 时钟发生器(240)， 基准信号发生器(250)，以及 数字编码器(260);其中，至少η个增益数模转换器(22-1，…，22-η)被大致环形地布局设置，以包围形成中间区域(290);所述时钟发生器(240)和基准信号发生器(250)被设置在所述中间区域(290)，以使所述时钟发生器(240)和基准信号发生器(250)分别以星形连接方式向周围的所述采样保持器(210)和η个增益数模转换器(22-1，…，22_η)提供相应的信号输入；其中，η为大于或等于2的整数。按照本专利技术一实施例的流水线型模数转换器，其中，所述流水线型模数转换器还包括用于供电的电源总线(270)，所述电源总线(270)被大致环形地布局设置以将所述采样保持器(210)和η个逐级连接的增益数模转换器(22-1，…，22_η)包围在其中。在该实施例中，电源总线也实现了以“外环”布局方式向各级MDAC等供电，有利于缩短供电布线的总体长度，减小了寄生电阻/电容，各级MDAC所对应供电布线的长度相对更加均匀一致，有利于提升流水线型ADC的性能。在之前所述任一实施例的流水线型模数转换器中，所述电源总线(270)可以为正方形或长方形的环形布置。 按照本专利技术又一实施例的流水线型模数转换器，其中，所述流水线型模数转换器还包括采样保持器(210)，外部的模拟信号从所述采样保持器(210)输入，所述采样保持器(210)输出信号至第一级的增益数模转换器(22-1)。按照本专利技术还一实施例的流水线型模数转换器，其中，所述流水线型模数转换器还包括用于将增益数模转换器(22-η)输出的残余电压信号转换为最低位的闪速模数转换器(230)； 所述闪速模数转换器(230)、采样保持器(210)和η个逐级连接的增益数模转换器(22-1，…，22-η)被大致环形地布局设置，以包围形成所述中间区域(290)。在之前所述任一实施例的流水线型模数转换器中，所述采样保持器(210)、η个增益数模转换器(22-1，…，22-η)和闪速模数转换器(230)按照信号流走向依次邻接设置，并且所述采样保持器(210)和闪速模数转换器(230)首尾邻接构成环形。按照本专利技术又一实施例的流水线型模数转换器，其中，所述采样保持器(210)、和η个增益数模转换器(22-1，…，22-η)按照信号流走向依次邻接设置，所述采样保持器(210)与最后一级的增益数模转换器(22-η)首尾邻接构成环形。在之前所述任一实施例的流水线型模数转换器中，所述环形可以为长方形的环形或正方形的环形。在之前所述任一实施例的流水线型模数转换器中，所述时钟发生器(240)和基准信号发生器(250)可以置放在中间区域290的中心区域位置。在之前所述任一实施例的流水线型模数转换器中，所述电源总线(270)通过供电布线向采样保持器(210 )、η个增益数模转换器(22-1，…，22-η)、时钟发生器(240 )、基准信号发生器(250 )和数字编码器(260 )供电。在之前所述任一实施例的流水线型模数转换器中，所述数字编码器(260)被布局设置在所述中间区域(290)之外。本专利技术的技术效果是，通过将采样保持器和η个增益数模转换器等环形布局，并将基准信号发生器和时钟发生器置于该环形中间，从而可以方便地实现基准信号发生器或时钟发生器与采样保持器、η个增益数模转换器之间的星形连接。这种环形布局方式和星形连接方式有利于进一步缩小ADC的芯片面积；并且，时钟布线的总体长度和基准电压布线的总体长度均可以减小，从而减小了布线的寄生电阻/电容；尤其可以提高各时钟布线之间的长度均匀性和一致性，也可以提供基准电压布线之间的长度均匀性和一致性，改善提供给各模块的时钟信号、基准电压信号等的品质，大大提升流水线型ADC的整体性能，非常适用于高速/高精度应用。附图说明 从结合附图的以下详细说明中，将会使本专利技术的上述和其他目的及优点更加完全清楚，其中，相同或相似的要素采用相同的标号表示。图1是传统的流水线型ADC的结构示意图。图2是按照本专利技术一实施例的流水线型ADC的结构示意图。 具体实施例方式下面介绍的是本专利技术的多个可能实施例中的一些，旨在提供对本专利技术的基本了解，并不旨在确认本专利技术的关键或决定性的要素或限定所要保护的范围。容易理解，根据本专利技术的技术方案，在不变更本专利技术的实质精神下，本领域的一般技术人员可以提出可相互替换的其他实现方式。因此，以下具体实施方式以及附图仅是对本专利技术的技术方案的示例性说明，而不应当视为本专利技术的全部或者视为对本专利技术技术方案的限定或限制。下面的描述中，为描述的清楚和简明，并没有对图中所示的所有多个部件进行详细描述。附图中示出了多个部件为本领域普通技术人员提供本专利技术的完全能够实现的公开内容。对于本领域技术人员来说，许多部件的操作都是熟悉而且明显的。图1所示为传统的流水线型ADC的结构示意图。在图1中，其主要示出了各模块的版图布局结构以及信号输入方式。在该实施例中，流水线性ADClO主要包括采样保持器(S/H)110、n个逐级连接的增益数模转换器(12-1，…，12_n)、闪速模数转换器(Flash ADC)130、时钟发生器(Clock Generator) 140、基准本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种流水线型模数转换器，其至少包括：n个逐级连接的增益数模转换器（22?1，…，22?n），时钟发生器（240），基准信号发生器（250），以及数字编码器（260）；其特征在于，至少所述n个增益数模转换器（22?1，…，22?n）被大致环形地布局设置，以包围形成中间区域（290）；所述时钟发生器（240）和基准信号发生器（250）被设置在所述中间区域（290），以使所述时钟发生器（240）和基准信号发生器（250）分别以星形连接方式向周围的所述采样保持器（210）和n个增益数模转换器（22?1，…，22?n）提供相应的信号输入；其中，n为大于或等于2的整数。
【技术特征摘要】
1.一种流水线型模数转换器，其至少包括η个逐级连接的增益数模转换器(22-1，-,22-η),时钟发生器(240)，基准信号发生器(250)，以及数字编码器(260);其特征在于，至少所述η个增益数模转换器(22-1，…，22-η)被大致环形地布局设置， 以包围形成中间区域(290);所述时钟发生器(240)和基准信号发生器(250)被设置在所述中间区域(290)，以使所述时钟发生器(240)和基准信号发生器(250)分别以星形连接方式向周围的所述采样保持器(210)和η个增益数模转换器(22-1，-,22-η)提供相应的信号输入；其中，η为大于或等于2的整数。2.如权利要求1所述的流水线型模数转换器，其特征在于，所述流水线型模数转换器还包括用于供电的电源总线(270)，所述电源总线(270)被大致环形地布局设置以将所述采样保持器(210)和η个逐级连接的增益数模转换器(22-1，-,22-η)包围在其中。3.如权利要求2所述的流水线型模数转换器，其特征在于，所述电源总线(270)为正方形或长方形的环形布置。4.如权利要求1或2所述的流水线型模数转换器，其特征在于，所述流水线型模数转换器还包括采样保持器(210)，外部的模拟信号从所述采样保持器(210)输入，所述采样保持器(210)输出信号至第一级的增益数模转换器(22-1)。5.如权利要求4所述的流水线型模数转换器，其特征在于，所述流水线型模数转换器还包括用于将增益数模转换器(22-η)输出的残余电压信号转换为最...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘松，杨飞琴，吴柯，
申请(专利权)人：香港中国模拟技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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