[发明专利]一种逐次逼近型模数转换器及电子装置

说明书

本发明提供一种逐次逼近型模数转换器及电子装置。该逐次逼近型模数转换器包括：比较器；异步时钟信号生成器，所述异步时钟信号生成器生成所述比较器的比较时钟信号；其中，所述异步时钟信号生成器包括：比较完成信号生成模块，所述比较完成信号生成模块基于所述比较器的比较结果生成比较完成信号；工艺角检测模块，所述工艺角检测模块用于检测工艺角；延时模块，所述延时模块用于产生延时，并基于所述工艺角检测模块的检测结果控制所述延时的长短。该逐次逼近型模数转换器可以实现比较器周期对工艺角的自适应，自动调整比较器速度，使得能够充分利用整个比较阶段，从而降低了对参考电压建立时间的要求。该电子装置具有类似的优点。

技术领域

本发明涉及半导体集成电路技术领域，具体而言涉及一种逐次逼近型模数转换器及电子装置。

背景技术

随着集成电路和数字信号处理技术的快速发展，我们可以在数字域里实现比模拟域里更高精度，更快速度，更低价格的各种信号处理功能，因此，模数转换器作为模拟系统和数字系统的接口就变得非常重要。而在各种类型的模数转换器当中，逐次逼近型的模数转换器(SAR ADC)因为其低功耗，中等精度和中高分辨率而得到了广泛的应用。

异步SAR ADC由于可以实现更快的速度而受到广泛关注和应用。异步SAR ADC内部比较器采用异步时钟信号控制，使得每个比较周期均可以不同，因此可以实现更快的速度。异步SAR ADC内部比较器的比较周期取决于器件翻转速度，对于同种工艺，各个工艺角(PVT(process,voltage,temperature)Corner)下器件速度的差异非常大(例如FF工艺角下比SS工艺角下比较器速度快3倍)。在快速工艺角下，SARADC内部比较器比较周期短，对参考电压的建立时间的要求比较苛刻；在较慢工艺角下，SARADC内部比较器比较周期长，对参考电压的建立时间的要求比较宽松。目前的解决方法主要是采用同步设计方案或者尽可能增加参考电压的驱动能力，但是这两种方案会对器件的性能和设计难度造成影响。

因此，有必要提出一种逐次逼近型模数转换器及电子装置，以至少部分解决上述问题。

发明内容

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

为了克服目前存在的问题，本发明一方面提供一种逐次逼近型模数转换器，其包括：

比较器，所述比较器用于对输入信号进行比较并输出比较结果；

异步时钟信号生成器，所述异步时钟信号生成器生成所述比较器的比较时钟信号，以控制所述比较器的比较周期；

其中，所述异步时钟信号生成器包括：

比较完成信号生成模块，所述比较完成信号生成模块基于所述比较器的比较结果生成比较完成信号；

工艺角检测模块，所述工艺角检测模块用于检测工艺角；

延时模块，所述延时模块在所述比较完成信号作用下产生延时，并基于所述工艺角检测模块的检测结果控制所述延时的长短。

进一步地，所述工艺角检测模块包括环形振荡器，所述工艺角检测模块基于所述环形振荡器的频率来获得工艺角。

进一步地，所述环形振荡器包括N个首尾相连的反相器，其中N为大于等于2的自然数。

进一步地，所述延时模块包括M个依次连接的反相器，所述延时模块基于所述工艺角检测模块的检测结果控制所述反相器的工作数量来控制所述延时的长短，其中M为大于等于2的自然数。

进一步地，所述比较完成信号生成模块包括串联连接的与非门和反相器，所述与非门的输入端与所述比较器的输出端连接，所述反相器的输出端与所述延时模块的输入端连接。