[发明专利]模数转换电路、模数转换器及模数转换方法

说明书

技术领域

本发明涉及电子领域，尤其涉及一种模数转换电路及模数转换器。

背景技术

模数转换器即A/D转换器，或简称ADC，通常是指一个将模拟信号转变为数字信号的电子元件。通常的模数转换器是将一个输入电压信号转换为一个输出数字信号，采用的方法是将输入电压信号与一个参考电压信号进行比较，输出的数字量即表示输入信号相对于参考信号的大小。现有常用的直接A/D转换器有反馈比较型和并联比较型，反馈比较型A/D转换器中常采用的有计数型和逐次渐近型两种，虽然反馈型A/D比较器节省了多个电压比较器，但是需要DAC及相应的控制逻辑来完成A/D转换；并联比较型A/D转换器(参见图3)的缺点是需要使用大量电压比较器，另外，由于设计、版图、制造等非理想因素的存在，实际电路中每个比较器COMP都会引入一个输入失调电压vos1/vos2/vos3，且每个比较器的输入失调电压的大小、极性都不一样，制约了并联比较型A/D转换器分辨率的提高。

中国发明专利申请号为：“200380104991.8”，名称为：“快闪型模数转换器中电压阶跃的非线性分布”的专利申请文件中公开了用于将一个输入电压VIN转换为数字输出的方法，设备和系统。该专利文件中采用的即是并联比较型模数转换器，由于采用多个比较器，浪费成本的同时使芯片的版图过大。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种仅仅采用一个比较器即可将模拟信号转换为数字信号，且分辨率可以调整的模数转换电路、模数转换器及模数转换方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种模数转换电路，包括输入正端、输入负端、电阻串R0至Rn、多个信号采集点V1至Vn，多个开关K1至Kn、标准电压源、比较器和数字信号输出端；所述电阻串R0至Rn依次串联在输入正端和输入负端之间，电阻串中每两个相邻电阻的连接点为信号采集点；信号采集点顺次排列为V1至Vn；每个开关一端连接一个信号采集点，另一端共同连接到比较器的同向输入端，多个开关顺次排列为K1至Kn，且所述开关Kn至K1按照顺次闭合；标准电压源的输出端连接到比较器的反向输入端，比较器的输出端连接数字信号输出端。

其中，所述串接在输入正端和输入负端之间的电阻串R0至Rn的阻值相同或者成线性比例。

其中，所述多个开关Kn至K1在顺次闭合中，其闭合时间相同或者成线性比例。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种模数转换器，包括电压源、模数转换电路和数字信号编码电路，所述模数转换电路包括输入正端、输入负端、电阻串R0至Rn、多个信号采集点V1至Vn，多个开关K1至Kn、标准电压源、比较器和数字信号输出端；所述模数转换电路的输入正端和输入负端接所述电压源，所述模数转换电路的数字信号输出端连接所述数字信号编码电路的输入端，所述数字信号编码电路的输出端输出经编码后的数字信号；所述电阻串R0至Rn依次串联在输入正端和输入负端之间，电阻串中每两个相邻电阻的连接点为信号采集点；信号采集点顺次排列为V1至Vn；每个开关一端连接一个信号采集点，另一端共同连接到比较器的同向输入端，多个开关顺次排列为K1至Kn，且所述开关Kn至K1按照顺次闭合；标准电压源的输出端连接到比较器的反向输入端，比较器的输出端连接数字信号输出电路。

其中，所述数字信号编码电路包括D触发器串DF1至DFn、编码器，所述D触发器DF1的输入端接所述模数转换电路的数字信号输出端，所述D触发器DFm的输入端接D触发器DFm-1的正向输出端，其中m＝2，3，......，n-1，n；所述D触发器串DF1至DFn的正向输出端均连接所述编码器的输入端。

其中，所述串接在输入正端和输入负端之间的电阻串R0至Rn的阻值相同或者成线性比例。

其中，所述多个开关Kn至K1在顺次闭合中，其闭合时间相同或者成线性比例。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种模数转换方法，包括步骤：

S01：将电阻串R0至Rn串联接在电压源两端；

S02：依次采集两相邻电阻连接点处的电压值；

S03：将采集到的电压值与标准电压比较得到数字信号。

其中，所述电阻串R0至Rn的阻值相同或者成线性比例。

其中，步骤S02中，对各连接点处的电压值采集的时间相同或成线性比例。