[发明专利]一种逐次逼近型ADC电路及模数转换方法

说明书

本发明涉及集成电路设计领域，尤其涉及一种逐次逼近型ADC电路，以解决现有技术中传统SAR ADC架构存在转换精度低的问题。所述逐次逼近型ADC电路包括：数模转换器DAC，包含第一电容阵列和第二电容阵列，既用于输入模拟信号的采样保持，也用于数模信号的转换输出，比较器，用于比较DAC输出的两个模拟电压信号的大小，逐次逼近寄存器SAR，用于逐周期控制DAC中模拟电压信号的量化输出，并根据比较器的输出结果逐次确定所述SAR中的每一个比特的值，以获得数字信号，并输出所述数字信号，所述的新型SAR ADC电路，简化了电路设计的复杂度，降低了硅片面积的损耗，提高了逐次逼近型ADC的转换精度。

技术领域

本发明涉及集成电路设计领域，尤其涉及一种逐次逼近型ADC电路及模数转换方法。

背景技术

模数转换器(Analog-to-Digital Converter，ADC)主要用于将模拟信号转换成数字信号。目前广泛使用的逐次逼近寄存器型(Successive Approximation Registers,SAR)ADC采用互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS)制造工艺，能够保证中等转换精度(一般8～16位)和中等的转换速度(一般5Msps以下)，并且具有功耗低和芯片面积小，且易于实现多路转换的优点。

参阅图1所示，传统的SAR ADC的基本结构包括采样/保持电路、数模转换器(Digital-to-Analog Converter，DAC)、比较器、及SAR数字逻辑控制电路。

传统的SAR ADC电路中的采样/保持电路，包括采样保持电容、CMOS开关，采样/保持电路采用上极板采样，因此，采样保持电容和输入信号是并联关系，输入信号和输出信号是串联关系，会产生直流耦合，降低了传统的SAR ADC转换精度，另一方面，CMOS开关电路存在电荷注入等非理想因素，降低了传统的SAR ADC转换精度与速度。

发明内容

本发明实施例提供一种逐次逼近型ADC电路及模数转换方法，用以解决现有技术中传统的SAR ADC存在设计复杂度大、转换精度低的问题。

本发明实施例提供的具体技术方案如下：

一种逐次逼近型ADC电路，包括：

数模转换器DAC，包括第一电容阵列和第二电容阵列，所述第一电容阵列用于采样保持输入的第一模拟电压信号，并输出第三模拟电压信号，所述第二电容阵列用于采样保持输入的第二模拟电压信号，并输出第四模拟电压信号，其中，第一模拟电压信号和第二模拟电压信号为输入的两种不同的信号；

比较器，所述比较器的正相接入端与所述第一电容阵列相连接，反相接入端与所述第二电容阵列相连接，输出端与所述逐次逼近型ADC电路包括的逐次逼近寄存器SAR相连接，用于通过所述正相输入端接收所述第三模拟电压信号，通过所述反相输入端接收所述第四模拟电压信号，并比较所述第三模拟电压信号和所述第四模拟电压信号的大小，获得比较结果；

所述逐次逼近寄存器SAR，用于接收所述比较结果，并基于所述比较结果，逐次确定所述SAR中的每一个比特的值，获得数字信号，并输出所述数字信号。

可选的，所述第一电容阵列包括并联的n+1个电容组，所述第二电容阵列包括并联的m+1个电容组，m等于n；其中，

所述n+1个电容组中的其中一个电容组包括一个单位电容，用于接入共模电平信号，所述n+1个电容组中剩余的n个电容组中的第i个电容组包括2^i-1个并联的单位电容，所述n个电容组中的每个电容组与所述SAR的每一个比特一一对应，用于根据所述SAR输入的第一指示信令以及所述第一模拟电压信号确定所述第三模拟电压信号，所述第一指示信令用于指示所述第一电容阵列确定模拟电压信号；