[发明专利]基于逐次逼近原理的两级流水线型模数转换器

说明书

本发明提供一种基于逐次逼近原理的两级流水线型模数转换器，包括：子流水线级；与子流水线级连接的后端模数转换器；以及分别与所述子流水线级和所述后端模数转换器连接的数字编码电路；其中，所述子流水线级包括：一个6位逐次逼近模数转换器（1）、与所述6位逐次逼近模数转换器连接的放大网络（2）；所述后端模数转换器（3）包括：与所述放大网络的输出连接的一个7位逐次逼近模数转换器；所述数字编码电路用于将子流水线级以及所述后端模数转换器的输出进行编码，输出12位数字量化码。本发明的方案可以降低模数转换器的面积并提高其能耗利用率。

技术领域

本发明涉及模数转换器领域，尤其涉及一种基于逐次逼近原理的两级流水线型模数转换器。

背景技术

随着通讯、视频等领域的不断发展，对模数转换器(ADC)的性能的要求不断提高，不同类型的ADC在性能方面都有着各自不同的优势，应用于不同的领域。

流水线型模数转换器(pipeline ADC)由于其在面积、功耗、速度和精度方面具有较好的折中，已经成为高速高精度ADC的主要实现方式。pipeline ADC中每级子流水线级由采样保持电路，粗模数转换器，粗数模转换器，求和电路和放大电路组成，其中粗模数转换器由全并行(flash)结构实现，而n位flash结构需要2ⁿ-1个比较器，这使得pipeline ADC的面积和功耗相对较大。而逐次逼近型模数转换器(SAR ADC)则因其结构简单、面积小、功耗低等优势，而广泛应用于中等分辨率中低速领域中，n位SAR ADC只需1个比较器。

逐次逼近流水线型模数转换器(SAR-pipeline ADC)是将pipeline ADC中的flash结构用逐次逼近(SAR)结构替代，并用第一级子流水线级中的SAR ADC的采样保持网络实现传统pipeline ADC的前端采样保持网络功能，虽然降低了整个ADC的速度，但却大大减小了ADC的面积和功耗。

发明内容

本发明要解决的技术问题是通过提供一种基于逐次逼近原理的两级流水线型模数转换器，降低模数转换器的面积并提高其能耗利用率。

为解决上述技术问题，本发明的实施例提供一种基于逐次逼近原理的两级流水线型模数转换器，包括：

子流水线级；

与子流水线级连接的后端模数转换器；以及

分别与所述子流水线级和所述后端模数转换器连接的数字编码电路；

其中，所述子流水线级包括：一个6位逐次逼近模数转换器1、与所述6位逐次逼近模数转换器连接的放大网络2；

所述后端模数转换器3包括：与所述放大网络的输出连接的一个7位逐次逼近模数转换器；

所述数字编码电路用于将子流水线级以及所述后端模数转换器的输出进行编码，输出12位数字量化码。

其中，所述6位逐次逼近模数转换器1包括：第一差分电容阵列，与所述第一差分电容阵列连接的第一比较器11以及与所述第一比较器11的输出连接的第一逐次逼近控制逻辑12；

其中，所述第一差分电容阵列对输入信号进行采样，并将采样结果输入至所述第一比较器11，所述第一比较器11的比较结果输入至所述第一逐次逼近控制逻辑12，实现对输入信号的逐次逼近。

其中，所述第一差分电容阵列包括：第一电容阵列和第二电容阵列；

所述第一电容阵列包括：第一上极板，第一下极板以及连接在所述第一上极板与所述第一下极板之间的第一至第六并排排列的电容以及与所述第二至第六电容一一对应连接的电容开关；

所述第二电容阵列包括：第二上极板，第二下极板以及连接在所述第二上极板与所述第二下极板之间的第一至第六并排排列的电容以及与所述第二至第六电容一一对应连接的电容开关；