[发明专利]模数转换器以及模数转换方法

说明书

本申请实施例提供了一种模数转换器以及模数转换方法，该模数转换器包括电容阵列、比较器以及逻辑控制电路。电容阵列包括第一电容阵列以及第二电容阵列；逻辑控制电路被配置为对第一电容阵列中的每个电容施加预设的基准控制信号，且根据比较器上一次比较动作的结果调整当前比较动作中对第二电容阵列施加的控制信号，逻辑控制电路还被配置为根据比较动作的结果和预设的基准数字信号，输出增量数字信号。本申请实施例提供的模数转换器，能够避免在转换期间第一电容阵列可能出现的电容状态差异，保证增量数字信号的准确性，提高模数转换器的转换精度。

技术领域

本申请涉及模拟数字转换技术领域，具体涉及一种模数转换器以及模数转换方法。

背景技术

逐次逼近型模数转换器(Successive Approximation Register ADC，SAR ADC)是一种采用电容翻转策略实现中等转换精度、中等采样速度的结构。在一部分测量的应用中，仅关心被测量的变化量，传统的SAR ADC需要精确的测量出被测量变化前后的确定值才能准确地判断出变化值，而由于电容匹配性能等因素，常常导致前后测量电容状态差异，从而使得测量结果存在误差。

发明内容

鉴于以上问题，本申请实施例提供一模数转换器以及模数转换方法，以解决上述技术问题。

本申请实施例是采用以下技术方案实现的：

一种模数转换器，包括电容阵列、比较器以及逻辑控制电路；电容阵列用于采样及转换模拟输入信号，电容阵列包括第一电容阵列以及第二电容阵列；比较器的输入端连接于电容阵列，比较器被配置为基于控制信号根据输入端的输入信号执行比较动作；逻辑控制电路连接比较器以及电容阵列，被配置为对第一电容阵列中的每个电容施加预设的基准控制信号，且根据比较器上一次比较动作的结果调整当前比较动作中对第二电容阵列施加的控制信号，逻辑控制电路还被配置为根据比较动作的结果和预设的基准数字信号，输出增量数字信号；其中，基准数字信号为电容阵列对基准输入信号进行采样及转换后，逻辑控制电路根据比较器的比较动作调整对第一电容阵列施加的控制信号时，模数转换器的转换结果；基准控制信号为基准数字信号产生期间，施加于第一电容阵列并经逻辑控制电路调整后的控制信号；增量数字信号为模数转换器基于基准数字信号的增量检测结果。

在一些实施方式中，逻辑控制电路被配置为在对第一电容阵列中的每个电容施加预设的基准控制信号期间，根据基准数字信号将第一电容阵列中的控制信号调整为基准控制信号。

在一些实施方式中，逻辑控制电路被配置为在基准数字信号产生期间，保持第二电容阵列中每个电容的控制信号不变，并根据比较器上一次比较动作的结果调整当前比较动作中对第一电容阵列施加的控制信号。

在一些实施方式中，基准数字信号包括若干个数字位，其中每个数字位对应比较器一次比较动作的结果。

在一些实施方式中，逻辑控制电路被配置为在输出增量数字信号期间，根据比较动作的结果生成比较数字信号，并将比较数字信号与基准数字信号的最低有效位进行差值运算，以输出增量数字信号。

在一些实施方式中，比较器的输入端包括第一输入端和第二输入端，第一电容阵列包括M位电容对，每位电容对包括两个电容值相等的电容，且一个电容连接比较器的第一输入端，另一个电容连接比较器的第二输入端；M位电容对中，前两位电容对的容值相等，第三位至第M位电容的电容值以2的幂次方递增；其中，M为大于或等于1的整数。

在一些实施方式中，第一电容阵列还包括一位冗余电容对，冗余电容对被配置在M位电容对中任意两位电容对之间，冗余电容对的电容值等于相邻的两位电容对中较低位电容对的电容值。

在一些实施方式中，第二电容阵列包括P位电容对，每位电容对包括两个电容值相等的电容，且一个电容连接比较器的第一输入端，另一个电容连接比较器的第二输入端；P位电容对中，前两位电容对的容值相等，第三位至第P位电容的电容值以2的幂次方递增；其中，P为大于或等于1的整数。