[发明专利]电容电阻混合型SAR ADC

说明书

本发明公开了一种电容型SAR ADC，包括一传统电容型SAR ADC，还包括:一斜率产生模块；所述斜率产生模块是一电容，其与所述统电容型SAR ADC最小单位电容容值相同；所述斜率产生模块，其上极板接共模电压时，其下极板接第一指定电压；所述斜率产生模块，其上极板接DAC的输出电压时，其下极板接第二指定电压。本发明电容型SARADC能消除共模电压偏差效应，避免出现转化错误。

技术领域

本发明涉及半导体集成电路制造领域，特别是涉及一种电容电阻混合型SAR ADC(逐次逼近寄存器型模拟数字转换器)。

背景技术

SAR ADC是采样速率低于5Msps的中等至高分辨率应用的常见结构。SAR ADC的分辨率一般为8位至16位，具有低功耗、小尺寸等特点。这些特点使SAR ADC获得了很广的应用范围，例如便携式电池供电仪表、笔输入量化器、工业控制和数据信号采集器等。

如图1所示，一种传统电容型SAR ADCC；对于传统的SAR ADC，在转换过程中，比较器的两个输入端的电压分别为：Vp＝Vcm，Vn＝Vcm+(Vdac-Vin)，这里，Vp为比较器正极输入端，Vn为比较器负极输入端，Vcm为共模输入电压；由于Vcm的电压约为VREF/2，但由于工艺的偏差，及开关的等效电阻，导致Vcm不可能恰好为VREF/2，会略大于或者略小于VREF/2，而Vdac为VREF/2，VREF/4...，输入电压Vin的范围为0～VREF；

那么，当输入电压最小为0时，第一次比较时，Vn＝Vcm+VREF/2，当Vcm>VREF/2时，Vn>VREF，与Vcm相连的开关(P管的sub电位为VREF)则会通过sub产生漏电，则电容上存储的电荷总量将减小，即电荷将不守恒；

当输入电压最大为VREF时，第一次比较时，Vn＝Vcm-VREF/2，当Vcm<VREF/2时，Vn<0，与Vcm相连的开关(N管的sub电位为VGND)则会通过sub产生漏电，则电容上存储的电荷总量将减小，即电荷将不守恒；以上两种情况会降低ADC精度，造成转换错误。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种能消除共模电压偏差效应电容电阻混合型SAR ADC。

为解决上述技术问题，本发明的电容电阻混合型SAR ADC，高位为M位电容型DAC电路，其中DAC为二进制加权电容，命名为C₀，C₁，...C_M-1，假设单位电容的大小为Cu，则M位电容型DAC电路为Cu，2Cu，2²Cu...2^M-1Cu；低位为K位电阻型DAC电路，其中DAC为等阻值串联电阻，命名为R₀，R₁，...R_2K-1，假设单位电阻的大小为Ru，则K位电阻型DAC电路总有2^KRu，M+K＝N，N为ADC的比特数；

以及，一斜率产生模块，所述斜率产生模块是一电容，其与电容型SAR ADC最小单位电容容值相同；

采样过程共模电压开关导通，斜率产生模块上极板接共模电压，斜率产生模块下极板接第一指定电压；高位电容型DAC电路各电容上极板接共模电压,高位电容型DAC电路各电容下极板接输入电压；

转换过程共模电压开关断开，斜率产生模块上极板接DAC的输出电压，斜率产生模块下极板接第二指定电压；高位电容型DAC电路各电容上极板接DAC的输出电压，高位电容型DAC电路电容C_M-1下极板接参考电压，其余电容下极板接地电压；