[发明专利]模数转换器

说明书

技术领域

本发明涉及数据采集应用领域，尤其涉及一种模数转换器。

背景技术

在数据采集应用领域，有时在给定的时间范围内，多个模拟信号同时或并行被采集并被转换为数字信号。

在一种传统的结构中，采样/保持模块被应用在每个输入通道中。所有来自输入通道中的模拟信号同时被采样，然后进入保持状态。在保持的时间周期内，模数转换器(ADC)被用来按顺序将被采样的模拟值转换为数字信号，直到来自所有的输入通道中的采样信号被转换为数字信号。这种结构存在一些缺点。例如，多个通道需要多个采样/保持模块，并且采样/保持模块对高频噪音很敏感而没有低通滤波能力。

在另一种传统结构中，每个输入通道采用一个单独的模数转换器。因此，对于多输入通道的数据采集系统，就需要多个模数转换器。平均型的模数转换器被应用在这种结构中以实现多个输入通道的同步。但是，使用多个模数转换器会增加数据采集系统的能量消耗、芯片面积以及成本，并且，不同的模数转换器将会在多个输入通道之间产生不匹配。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种模数转换器，其具有更高的信噪比和模数转换精度。

本发明提供了一种用于将模拟信号转换为数字信号的模数转换器，该模数转换器包括接收模拟信号的输入通道、从输入通道接收模拟信号的第一采样-积分单元，和第二采样-积分单元。第一采样-积分单元对模拟信号进行采样，并对第一反馈信号和模拟信号的第一采样信号的叠加部分进行积分，生成第一输出信号。第二采样-积分单元接收第一输出信号，对第一输出信号进行采样，并对第二反馈信号和第一输出信号的采样信号的叠加部分进行积分，生成第二输出信号。第一采样-积分单元和第二采样-积分单元包括第一能量存储单元和控制第一能量存储单元的第一开关阵列。

与现有技术相比，本发明的模数转换器包括第一采样-积分单元和第二采样-积分单元，因此，模数转换器具有更高的阶次，从而提高了模数转换器的信噪比和模数转换精度。

附图说明

图1所示为本发明的一个实施例的多通道模数转换器的结构示意图；

图2A所示为本发明的一个实施例的多通道模数转换器中的信号的时序图；

图2B所示为本发明的一个实施例的多通道模数转换器中的信号的时序图；

图3所示为本发明的一个实施例的多通道模数转换器的工作流程图；

图4所示为本发明的一个实施例的电子系统的结构示意图；

图5所示为本发明的另一个实施例的多通道模数转换器的结构示意图；

图6所示为本发明的一个实施例的不同阶次的模数转换器的过采样率与信噪比的曲线图；

图7所示为本发明的另一个实施例的多通道模数转换器的结构示意图；

图8所示为本发明的另一个实施例的多通道模数转换器的工作流程图。

具体实施方式

以下将对本发明的实施例结合相应的附图给出详细的参考。尽管本发明通过这些实施方式进行阐述和说明，但需要注意的是本发明并不仅仅只局限于这些实施方式。相反，本发明涵盖所附权利要求所定义的发明精神和发明范围内的所有替代物、变体和等同物。另外，为了更好的说明本发明，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员将理解，没有这些具体细节，本发明同样可以实施。在另外一些实例中，对于大家熟知的方法、手续、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本发明的主旨。

多通道模数转换器(ADC)能够将来自多个输入通道的多个模拟信号转换为多个数字输出信号。例如，在交错模式下，多个模拟输入电压被转换为多个数字输出电压。多通道模数转换器可以被应用在各种模拟到数字转换的数据处理应用中，例如视频系统、音频系统和信号传感器等。

图1所示为本发明的一个实施例的多通道模数转换器100的结构示意图。在一个实施中，多通道模数转换器100可以是一阶Δ-∑模数转换器。