[发明专利]ADC电路

说明书

技术领域

本发明属于集成电路领域，具体涉及一种模数转换器电路。

背景技术

传统的小面积ADC （Analog to Digital Converter，模数转换器）常采用Ramp型ADC，它的特点是面积小，实现简单，功耗低，但是无法同时实现高速和高精度的要求。因此，无法满足在面积较小的空间中对高速、高精度的ADC的使用需求，只能降低某一方面的性能，致使ADC性能降低。

传统Ramp型ADC原理为，Ramp发生器随时钟控制产生一个斜坡信号，这个斜坡信号和输入信号进行比较。如果斜坡信号高于输入信号，则比较器终止斜坡发生器，ADC记录下这个过程所用的时钟数M。ADC输出就是：

Vref*M/2^N

其中，Vref为ADC的量程，N为ADC输出精度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种适用于阶梯状采样信号进行模数转换的ADC电路，可同时满足高速、高精度和极小面积的要求。

为解决上述技术问题，本发明提供一种ADC电路，其特征是，输入电压经电压-电流转换电路转换成输入电流，反馈电流电路产生的反馈电流与所述输入电流合流后对电容充电，产生的充电电压经一比较电路输出温度计码，输出的温度计码输入逻辑模块，经逻辑模块运算输出数字信号。

所述反馈电流电路与DWA模块输出端连接。反馈电流的通断由DWA模块控制。

所述比较电路输出端连接所述DWA模块的输入端，由所述温度计码通过所述DWA模块进行随机化来控制所述反馈电流电路产生的反馈电流。

所述电压-电流转换电路包含放大器和电阻。

所述比较电路包含多个并联的比较器，比较器正相输入端接所述充电电压，比较器反相输入端分别接参考电压。

所述比较器为15个。

所述反馈电流电路中包含多路电流源。

所述电流源为15个。

逻辑模块对输入的所述温度计码进行记录并进行算术平均运算。所述逻辑模块输出端为所述温度计码的算术平均值。

所述逻辑模块仅对所述温度计码中变化的信号进行算术平均运算。所述逻辑模块输出端为所述温度计码中变化的信号的算术平均值。通常温度计码中只有1个信号变化，逻辑模块仅需要对该变化位进行算术平均，因此逻辑模块的面积极小。

本发明所达到的有益效果：本发明的ADC电路适用于对阶梯状采样信号进行模数转换，具有极小面积、低功耗、高速、高精度的优点，能够在极小面积内实现12位精度，从而满足某些在狭缝中实现高速、高精度ADC的要求，和传统的Ramp型ADC相比，相同条件下精度高3-4位，性能大幅提升。

附图说明

图1是本发明的ADC电路图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

如图1所示，为本发明较佳的一实施例，ADC电路的输入电压vin经由放大器op1和电阻R1组成的电压-电流转换电路1转换成输入电流Iin，反馈电流电路3向该输入电流Iin中注入反馈电流I。输入电流Iin和反馈电流I合流后对电容C1充电。反馈电流电路3中包含15路电流源，反馈电流电路3与DWA模块输出端连接，反馈电流I由DWA模块的15位输出信号cip控制。

充电电压和参考电压vref1-vref15输入比较电路2进行比较，比较电路2包含15个并联的比较器，每个比较器正相输入端均连接充电电压，比较器的反相输入端分别接参考电压vref1-vref15。其中，参考电压vref8接放大器op2的一输入端Vbias。

经比较器比较后由比较器的输出端cp1-cp15输出温度计码，输出的温度计码输入逻辑模块Logic。通常15个温度计码中只有1个信号变化，逻辑模块Logic仅需要对该位进行算术平均，因此逻辑模块Logic的面积极小。经过一定的周期后，采样时钟复位一次，本实施例优选经过256个周期后，采样时钟复位一次。逻辑模块Logic输出的平均值d即为ADC电路的输出值。在输入采样信号发生变化后再重新开始模数转换。