[发明专利]具有输入信号预比较与电荷重分配的流水线模数转换器

权利要求书

1.一种具有输入信号预比较与电荷重分配的流水线模数转换器，其特征在于，包括：

一或多级流水线结构单元，其中，每级流水线结构单元用于对输入信号进行量化；

第一快闪模数转换器，用于对末级流水线结构单元输出的余量信号进行量化，输出对应的量化值；

调整输出单元，用于根据多级流水线结构单元与第一快闪模数转换器的连接顺序来组合各个所述量化值，以输出完整的量化结果；

其中，每级流水线结构单元至少包括子模数转换器和预比较子单元，所述子模数转换器用于采样保持输入信号，所述预比较子单元用于将输入信号与相应的参考电压进行比较，输出本级的最高位量化值并根据该最高位量化值控制子模数转换器中参考电平选择开关的开关状态，所述子模数转换器还用于根据最高位量化值以及参考电平的开关状态将采样的输入信号进行粗量化输出对应的量化值。

2.根据权利要求1所述的流水线模数转换器，其特征在于，所述预比较子单元包括比较器、预比较开关、参考电压和参考电平选择器，所述比较器的正向输入端通过预比较开关连接输入信号，所述比较器的负向输入端连接参考电压，所述比较器的输出端分别连接参考电平选择器、子模数转换器，且在时钟信号Φ_sp的控制下锁存并输出最高位量化值，所述参考电平选择器根据最高位量化值控制子模数转换器内参考电平选择开关的开关状态。

3.根据权利要求1所述的流水线模数转换器，其特征在于，所述子模数转换器包括多个一位的量化模块与编码模块，多个所述量化模块的输出端依次连接到编码模块的输入端，所述编码模块的输入端还连接所述预比较子单元的输出端，所述编码模块根据所述预比较子单元的最高位量化值与量化模块的输出值得到对应的量化值。

4.根据权利要求3所述的流水线模数转换器，其特征在于，每一位所述量化模块均包含第一采样网络、第二快闪模数转换器、第一参考电平发生器和第一、二参考电平选择开关，所述第一采样网络的一端连接输入信号，其另一端连接第二快闪模数转换器的输入端，所述第一、二参考电平选择开关的一端分别连接所述第二快闪模数转换器与第一采样网络之间，所述第一、二参考电平选择开关的另一端分别连接第一参考电平发生器的输出端输出对应的参考电平，所述第二快闪模数转换器另一输入端接地，在时钟信号Φ_c的控制下第二快闪模数转换器的输出端输出对应的量化值。

5.根据权利要求1所述的流水线模数转换器，其特征在于，所述每级流水线结构单元还包括采保和数模子单元、余量信号负反馈放大子单元，所述采保和数模子单元用于采样保持输入信号，还用于根据子模数转换器本级的量化值输出匹配的电平值，所述余量信号负反馈放大子单元用于将所述电平值所对应的电荷进行重分配输出余量信号。

6.根据权利要求5所述的流水线模数转换器，其特征在于，所述采保和数模子单元包括第二采样开关、第二采样电容、第二下级板采样开关与第二参考电平发生器，所述第二采样开关的一端连接输入信号，其另一端连接第二采样电容，所述第二采样电容的下级板与第二采样开关之间连接第二参考电平发生器的输出端，所述第二参考电平发生器在时钟信号Φ_qs的控制下根据子模数转换器当前的量化值生成参考电压，所述第二采样电容的上级板连接有接地的第二下级板采样开关。

7.根据权利要求6所述的流水线模数转换器，其特征在于，所述余量信号负反馈放大子单元包括余量放大器输入信号开关、余量信号放大开关、第一复位开关、第二复位开关、余量放大器输入信号保持电容、负反馈电容和余量放大器，所述余量放大器输入信号开关的一端连接采保和数模子单元的输出端，其另一端分别连接余量放大器的负向输入端、第一复位开关、余量信号放大开关、余量放大器输入信号保持电容的一端，所述余量放大器输入信号保持电容、第一复位开关的另一端均接地；所述余量放大器的正向输入端接地，所述余量放大器的输出端输出余量信号，所述余量放大器的输出端通过负反馈电容反馈至余量信号放大开关的另一端，所述第二复位开关的一端连接输出的余量信号，其另一端接地。