[发明专利]一种逐次逼近型模拟数字转换器及其应用切换方法

说明书

本发明涉及一种逐次逼近型模拟数字转换器及其应用切换方法，包括：采样开关电路、电荷再分配型数字模拟转换器、动态比较器和SAR逻辑电路依次串联；单端应用驱动源与采样开关电路连接；电荷再分配型数字模拟转换器由P端电容阵列、N端电容阵列和基准驱动反向器组成；P端电容阵列和基准驱动反向器串联，串联后的输出端与SAR逻辑电路连接；N端电容阵列和基准驱动反向器串联，串联后的输出端与SAR逻辑电路连接。本发明可以单端应用和差分应用时保证采样网络的对称性，提高采样信号的线性度，进而提高ADC可实现的精度，降低了功耗。

技术领域

本发明涉及模拟数字转换器领域，尤其涉及一种逐次逼近型模拟数字转换器及其应用切换方法。

背景技术

近年来，SOC系统为了拓展各种应用集成越来越多的接口系统，通用ADC是其中的一种，SOC系统对通用ADC的要求是功耗低、面积小和同时支持单端差分应用，对速度和精度的要求相对较低，随着CMOS工艺的发展，在先进工艺上可实现的电容越来越小，匹配精度越来越高，电荷型SAR ADC成为SOC系统中通用ADC的首选。

为了满足通用ADC单端和差分的应用需求，通常的处理方法，将ADC做成差分采样，ADC的差分输入连接全差分VGA(可变增益放大器)的输出，通过将VGA配置成单端输入应用或差分输入应用，从而实现ADC的单端差分应用切换。这种处理方法对ADC输入端之前的VGA要求较高，VGA会消耗相对较大的功耗，并占用较大的面积，为了省掉ADC前端的VGA，可以对采样开关和电容阵列进行一系列处理，同样满足通用ADC单端应用和差分应用的需求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：现有技术中，将VGA配置成单端输入应用或差分输入应用，从而实现ADC的单端差分应用切换，这种处理方法对ADC输入端之前的VGA要求较高，VGA会消耗相对较大的功耗，并占用较大的面积。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种逐次逼近型模拟数字转换器，包括：采样开关电路、电荷再分配型数字模拟转换器、动态比较器和SAR逻辑电路依次串联；单端应用驱动源与采样开关电路连接；电荷再分配型数字模拟转换器由P端电容阵列、N端电容阵列和基准驱动反向器组成；P端电容阵列和基准驱动反向器串联，串联后的输出端与SAR逻辑电路连接；N端电容阵列和基准驱动反向器串联，串联后的输出端与SAR逻辑电路连接。

本发明的有益效果：通过上述方式处理采样开关和电容阵列，减少了占用的面积，本发明可以单端应用和差分应用时保证采样网络的对称性，提高采样信号的线性度，进而提高ADC可实现的精度，降低了功耗。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述的N端电容阵列和基准驱动反向器串联，串联后的输出端还与采样开关电路连接。

进一步，所述的采样开关电路包含第一开关、第二开关、第三开关和第四开关，其中第一开关一端作为vip输入端，另一端连接动态比较器的vp输入端，第二开关一端作为vin输入端，另一端连接动态比较器的vn输入端，第三开关一端连接单端应用驱动源的输出端，另一端连接动态比较器的vn输入端，第四开关一端作为vip输入端，另一端连接N端电容阵列下极板的开关阵列。

进一步，P端电容阵列上极板的开关阵列与动态比较器的vp输入端连接，P端电容阵列下极板的开关阵列与基准驱动反向器连接，基准驱动反向器的输出端与SAR逻辑电路连接。

进一步，N端电容阵列上极板的开关阵列和动态比较器的vn输入端连接，N端电容阵列下极板的开关阵列和基准驱动反向器连接。

进一步，所述的P、N端电容阵列包括：上极板的开关阵列、电容阵列、下极板的开关阵列，三者依次串联。

采用上述进一步的有益效果：同时保证差分和单端应用时采样网络的差分对称性，提高采样信号的线性度。