[发明专利]一种逐次逼近全差分模数转换器及其工作流程

摘要

本发明属于模拟数字转换技术领域，尤其涉及一种逐次逼近全差分模数转换器及其工作流程。本发明基于共模电压复位的全差分结构分段DAC，提出一种新的电荷重分配电容的切换方式。对于普通逐次逼近模数转换器(SAR ADC)，一个时钟周期内电容阵列只能切换一次，导致要求的时钟频率高，量化时间长。该切换技术通过分段电容以及流水线式电容切换方式，实现每次时钟周期都有两个数据比较结果，每个周期实现两个电容切换，每一次量化的结果为这一次高H位和上一次低L位的结果。从而达到在不影响SAR ADC精度的前提下提高速度。

主权项

1.一种逐次逼近全差分模数转换器，其特征在于：包括两列匹配的开关电容阵列构成的DAC模块、比较器模块、SAR控制电路模块以及切换控制电路模块；所述DAC模块包括粗DAC和精DAC，粗DAC和精DAC均采用共模电压复位的全差分结构，粗DAC与精DAC通过控制耦合电容Cc进行电荷共享；其中精DAC采用与粗DAC电容结构相匹配的独有电压作为电源和地；所述比较器模块包括粗比较器和精比较器，依次与粗DAC和精DAC相对应连接；各比较器比较对应的DAC电压并把结果传递给SAR控制电路模块，SAR控制电路模块依据该结果对切换控制电路模块进行操作；所述切换控制电路模块控制DAC模块中电容阵列切换以及电荷重分配中相关开关切换过程；所述相关开关具体为：开关Φ1控制耦合电容Cc下极板与共模电平V_cm之间互连的开关；开关Φ2控制耦合电容Cc上极板与共模电平V_cm之间互连的开关；开关Φ3控制耦合电容Cc下极板与精DAC输出端之间互连的开关；开关Φ4控制耦合电容Cc上极板与粗DAC输出端之间互连的开关；开关Φ5控制精DAC上极板与共模电平V_cm之间互连的开关。