[发明专利]具有增大分辨率的第一级的模-数转换器

说明书

本申请涉及具有增大分辨率的第一级的模‑数转换器。一个示例包括流水线型模‑数转换器装置(100)。流水线型模‑数转换器装置(100)包括电容式数‑模转换器(104)、第一模‑数转换器(106)和第二模‑数转换器(108)。电容式数‑模转换器(104)包括包含顶板(TP)和底板(BP)的电容器(112)，电容式数‑模转换器(104)在电容器(112)接地时对施加到流水线型模‑数转换器装置(100)的模拟输入信号进行采样，在顶板(TP)浮置时保持所采样的模拟输入，并输出残余电压。第二模‑数转换器(108)耦合到电容器(112)的顶板(TP)，第二模‑数转换器(108)在顶板(TP)浮置之后产生电容器(112)的顶板(TP)上的电压的第二数字表示，其中第二数字表示表示由流水线型模‑数转换器装置(100)的第一级产生的精细位。

技术领域

本公开总体上涉及一种模-数转换器，并且更具体地涉及具有增大分辨率的第一级的模-数转换器。

背景技术

在电子学中，模-数转换器(ADC)是将模拟信号转换成数字信号的装置。例如，ADC可以将由麦克风拾取的模拟音频信号转换为数字信号，诸如来自允许用计算机操纵数字信号的录音棚中的麦克风。ADC还可以提供隔离测量，诸如将输入模拟电压或电流转换为与电压或电流的大小成比例的数字数的电子装置。数字输出通常是与输入成比例的二进制补码数。

发明内容

一个示例包括一种流水线型模-数转换器装置。流水线型模-数转换器装置包括包含电容式数-模转换器、第一模-数转换器和第二模-数转换器的第一级。电容式数-模转换器包括包含顶板和底板的电容器。电容式数-模转换器在电容器接地时对施加到流水线型模-数转换器装置的模拟输入信号进行采样，在顶板浮置时保持所采样的模拟输入，并输出残余电压。第一模-数转换器耦合到电容器的底板，第一模-数转换器在电容器接地时产生电容器的底板上的电压的第一数字表示，其中第一数字表示表示由流水线型模-数转换器装置的第一级产生的粗糙位(coarse bit)。第二模-数转换器耦合到电容器的顶板。第二模-数转换器在顶板浮置之后产生电容器的顶板上的电压的第二数字表示，其中第二数字表示表示由流水线型模-数转换器装置的第一级产生的精细位。

另一个示例包括一种将模拟信号转换为数字信号的方法，该方法包括在电容式数-模转换器的电容器的顶板接地时对施加到流水线型模-数转换器装置的模拟输入信号进行采样；将电容器的底板上的电压转换成第一数字表示，其中第一数字表示表示由流水线型模-数转换器装置的第一级产生的粗糙位；浮置电容器的顶板；以及将电容器的顶板上的电压转换成第二数字表示，其中第二数字表示表示由流水线型模-数转换器装置的第一级产生的精细位。

另一个示例包括另一流水线型模-数转换器装置。流水线型模-数转换器装置包括第一级和第二级。第一级包括电容式数-模转换器、第一模-数转换器和第二模-数转换器。电容式数-模转换器包括包含顶板和底板的电容器，电容式数-模转换器在电容器接地时对施加到流水线型模-数转换器装置的模拟输入信号进行采样，并且在顶板浮置时保持所采样的模拟输入。第一模-数转换器耦合到电容器的底板，第一模-数转换器在电容器接地时产生电容器的底板上的电压的第一数字表示，其中第一数字表示表示由流水线型模-数转换器装置的第一级产生的粗糙位。第二模-数转换器耦合到电容器的顶板，第二模-数转换器在顶板浮置之后产生电容器的顶板上的电压的第二数字表示，其中第二数字表示表示由流水线型模-数转换器装置的第一级产生的精细位。第三模-数转换器耦合到电容式数-模转换器的模拟输出端，第三模-数转换器产生来自第一级的残余电压的第三数字表示。数字求和器将第一数字表示、第二数字表示和第三数字表示求和成为施加到流水线型模-数转换器装置的模拟信号的复合数字表示。

附图说明

图1示出了从装置的第一级获得附加位的装置的示例。

图2示出了从装置的第一级获得附加位的另一装置的示例。

图3示出了校正偏移误差的偏移校正电路的示例。