[发明专利]逐次逼近型模数转换装置

说明书

本公开涉及一种逐次逼近型模数转换装置，所述装置包括：比较器；开关模块，包括第一输入开关、第二输入开关、电压切换单元；电容模块，包括的第一电容单元及第二电容单元均包括2^N‑2个电容，电容模块的各个电容的下极板连接于电压切换单元，电压切换单元用于切换第一电容单元、第二电容单元的各个电容的下极板接入共模电压、参考电压、地电压、第一差分输入信号、第二差分输入信号及预设电压的任意一种；控制模块，用于控制第一输入开关、第二输入开关、电压切换单元的开关状态，以使得装置进行数模转换。本公开实施例可以低功耗、高效的实现模数转换，并且具有低成本的特点，相较于相关技术的模数转换装置，面积减少了一个数量级。

技术领域

本公开涉及集成电路技术领域，尤其涉及一种逐次逼近型模数转换装置。

背景技术

ADC(模数转换器)用来将大自然的模拟信号转换成机器可以识别的数字信号，其中SAR ADC(逐次逼近模数转换器)以功耗低、面积小的优势被广泛应用，DAC(数模转换器)是SAR ADC中功耗和面积的主要来源，如何减少DAC的面积和降低其功耗对降低整体的SARADC功耗和减少整体的SAR ADC面积具有重要意义。

发明内容

有鉴于此，本公开提出了一种逐次逼近型模数转换装置，所述装置包括：

比较器；

开关模块，包括第一输入开关、第二输入开关、电压切换单元；

电容模块，包括第一电容单元及第二电容单元，所述第一电容单元及所述第二电容单元均包括2^N-2个电容，N表示所述逐次逼近型模数转换装置的转换位数，N为大于1的整数，其中，

所述第一电容单元的各个电容的上极板连接于所述比较器的正向输入端及所述第一输入开关的第一端，所述第一输入开关的第二端用于输入第一差分输入信号，

所述第二电容单元的各个电容的上极板连接于所述比较器的负向输入端及所述第二输入开关的第一端，所述第二输入开关的第二端用于输入第二差分输入信号，所述第一差分信号与所述第二差分输入信号同频反向，

所述第一电容单元的各个电容的下极板、所述第二电容单元的各个电容的下极板连接于所述电压切换单元，所述电压切换单元用于切换所述第一电容单元的各个电容的下极板、所述第二电容单元的各个电容的下极板接入共模电压、参考电压、地电压、所述第一差分输入信号、所述第二差分输入信号及预设电压的任意一种；

控制模块，连接于所述开关模块，用于控制所述第一输入开关、所述第二输入开关、所述电压切换单元的开关状态，以使得所述装置进行数模转换。

在一种可能的实施方式中，在采样阶段，所述控制模块用于控制所述第一输入开关、所述第二输入开关均导通，控制所述电压切换单元将所述第一电容单元的最高位电容的下极板接入所述第一差分输入信号，控制所述第二电容元的最高位电容的下极板接入所述第二差分输入信号，并控制所述第一电容单元、所述第二电容单元的其余电容的下极板接入所述地电压，其中，所述第一电容单元的最高位电容为所述第一电容单元中的任意一个电容，所述第二电容单元的最高位电容为所述第二电容单元中的任意一个电容。

在一种可能的实施方式中，在保持阶段，所述控制模块用于控制所述第一输入开关、所述第二输入开关均断开，控制所述电压切换单元将所述第一电容单元、所述第二电容单元的所有电容的下极板均接入所述预设电压，

所述比较器根据所述正向输入端的电压及所述负向输入端的电压输出比较结果，得到模数转换结果的第N-1位数字码。