[发明专利]基于电荷再分配的10位超低功耗逐次逼近型模数转换器

摘要

本发明提供一种基于电荷再分配的10位超低功耗逐次逼近型模数转换器，其中所述模数转换器包括采样网络、与采样网络连接的差分电容阵列、与差分电容阵列连接的比较器、与比较器连接的逐次逼近控制逻辑；差分电容阵列包括连接比较器电路正相输入端的第一电容阵列和连接比较器电路反相输入端的第二电容阵列；第一电容阵列和第二电容阵列均由9组二进制结构的电容组成，且所有冗余电容的下极板选择连接共模电压或地，其余的8组电容选择连接共模电压、电源电压或地；逐次逼近控制逻辑的输出端控制差分电容阵列的电容开关的切换选择连接电压；第一电容阵列和第二电容阵列对输入信号进行采样且输入至比较器，比较器的比较结果输入至逐次逼近控制逻辑。

主权项

基于电荷再分配的10位超低功耗逐次逼近型模数转换器，其特征在于，包括：采样网络、与所述采样网络连接的差分电容阵列、与所述差分电容阵列连接的比较器、与所述比较器的输出端连接的逐次逼近控制逻辑；其中所述差分电容阵列包括连接所述比较器电路正相输入端的第一电容阵列和连接所述比较器电路反相输入端的第二电容阵列；其中所述第一电容阵列和所述第二电容阵列均由9组二进制结构的电容组成，其中所述第一电容阵列的冗余电容和所述第二电容阵列的冗余电容的下极板选择连接共模电压(VCM)或者地(GND)，其余的8组电容选择连接共模电压(VCM)、电源电压(VREF)或者地(GND)；所述逐次逼近控制逻辑包括：与所述比较器连接的移位寄存器以及与所述移位寄存器连接D触发器(DFF)，所述D触发器(DFF)的输出端输出转换完成信号(EN)，所述逐次逼近控制逻辑的输出端控制所述差分电容阵列的电容开关的切换选择连接电压；其中，所述第一电容阵列和所述第二电容阵列对输入信号进行采样，并将采样结果输入至所述比较器，所述比较器的比较结果输入至所述逐次逼近控制逻辑，所述逐次逼近控制逻辑接收比较器的比较结果以及比较完成信号，分别相应地依次切换第一、第二电容阵列的每组位电容所连接的电压直至完成逐次逼近过程，同时锁存并输出每次比较结果，并且在下一次采样时把所有电容的下极板复位到初始值；初始值为第一/第二电容阵列首位电容的电压连接共模电压(VCM)，其余电容下极板选择连接地(GND)；初次比较完成后逐次逼近控制逻辑根据初次比较结果，控制电位较高的电容阵列首位电容由共模电压(VCM)切换至地(GND)，电位较低电容阵列首位电容由共模电压(VCM)切换至电源电压(VREF)；最后一次比较完成后逐次逼近控制逻辑控制电位较低的电容阵列的次电容电位由地(GND)切换至共模电压(VCM)。