[发明专利]高速高精度时间域模数转换器

说明书

本发明公开了一种高速高精度时间域模数转换器，包括：Flash模块(1)，用于产生参考电压；VTC模块(2)，连接所述Flash模块(1)，用于对输入电压信号VIN进行采样并根据所述参考电压对所述输入电压信号VIN进行处理，得到第一时间信号；内插模块(3)，连接所述VTC模块(2)，用于细分所述第一时间信号，得到第二时间信号；时间域比较器模块(4)，连接所述内插模块(3)，用于对所述第二时间信号进行比较并输出温度计码；数字译码模块(5)，连接所述时间域比较器模块(4)，用于将所述温度计码转换成二进制码并输出。本发明提供的时间域模数转换器提高了ADC的速度降低了功耗，并且使得速度和功耗可控。

技术领域

本发明属于集成电路技术领域，具体涉及一种高速高精度时间域模数转换器。

背景技术

模数转换器(Analog to DigitalConverter，ADC)，是把经过与标准量(或参考量)比较处理后的模拟量转换成以二进制数值表示的离散信号的转换器。随着集成电路技术的发展，对ADC的采样率和转换精度提出了更高的要求。在实际中，时间域ADC就是一种能够实现超高速ADC的新型ADC架构。

传统的时间域ADC主要采用环形振荡器，将输入电压直接量化为一个时间信号。

然而，随着采样速率的提高，环形振荡器的振荡频率直接影响了ADC的精度和速度；且由于采样周期的限制，最大输入电压信号所量化的时间必须小于ADC的量化周期，这样就对输入信号幅度和ADC的速度造成了限制。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种高速高精度时间域模数转换器。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

一种高速高精度时间域模数转换器，包括：

Flash模块，用于产生参考电压；

VTC模块，连接所述Flash模块，用于对输入电压信号VIN进行采样并根据所述参考电压对所述输入电压信号VIN进行处理，得到第一时间信号；

内插模块，连接所述VTC模块，用于细分所述第一时间信号，得到第二时间信号；

时间域比较器模块，连接所述内插模块，用于对所述第二时间信号进行比较并输出温度计码；

数字译码模块，连接所述时间域比较器模块，用于将所述温度计码转换成二进制码并输出。

在本发明的一个实施例中，所述Flash模块包括两个Flash子模块，每个所述Flash子模块包括依次串联的电阻R0～Rn，所述电阻R0的一端连接参考电压HVREF，所述电阻Rn的一端连接参考电压LVREF，所述电阻Ri与Ri+1的公共端作为输出端连接所述VTC模块，其中，所述电阻R0～Rn的阻值满足R0＝Rn＝Rj/2，0≤i＜n，0＜j＜n，i、j、n均为整数。

在本发明的一个实施例中，所述VTC模块包括两个与所述Flash子模块对应连接的VTC子模块，每个所述VTC子模块包括n个VTC单元，其中，每个所述VTC单元的的输入端对应连接所述电阻Ri与Ri+1的公共端，每个所述VTC单元的的输出端连接所述内插模块。

在本发明的一个实施例中，所述VTC单元包括电容C、第一开关Φ1、第二开关Φ2、第三开关Φ3、第四开关Φ4、电流源IX以及第一反相器INV1，其中，

所述电容C的一端通过所述第一开关Φ1连接电压输入端VIN，所述电容C的另一端通过所述第二开关Φ2连接参考电压输入端VREF；

所述第三开关Φ3连接电压端VCOM以及所述电容C和所述第一开关Φ1的公共端；

所述电流源IX通过所述第四开关Φ4连接所述电容C和所述第二开关Φ2的公共端；