[发明专利]模数转换器及模数转换方法

说明书

技术领域

本发明有关信号处理装置及方法，更具体地有关一种模数转换器及模数转换方法。

背景技术

近年来，随着数字信号处理技术的快速发展，滤波、变频、调制/解调等信息处理任务均已进入数字领域。为了使用强大的数字信号处理技术来对真实世界中的模拟信号进行处理，用于在模拟信号和数字信号之间起桥梁作用的模数转换器例如在电视、移动装置和其他消费电子产品中，均得到了极为广泛的应用。

连续接近式寄存器型模数转换器(Successive Approximation Register Analog to Digital Converter，SAR ADC)是中等至高等分辨率应用的常用模数转换结构，其使用一系列阶段将模拟电压转换成数字比特，其中每个阶段将一个模拟电压和一个参考电压进行比较，以产生一个数字比特。现有技术中的SAR ADC通常包括三部分：SAR逻辑电路、电容式数模转换器(Capacitor Digital to Analog Converter，CDAC)以及比较器。其中，CDAC中通过采用大量的电容来提高匹配精度。例如，在一个10位的SARADC中，CDAC中需使用2¹⁰，即1024个电容。因此，精度较高的SAR ADC所占用的体积过大且成本较高。

发明内容

为了解决现有技术中的缺陷，本发明提供了一种模数转换器及模数转换方法。

在一实施例中，提供一种模数转换器，其包括：最高有效位元转换模块，用于接收待转换的模拟信号，并将所述待转换的模拟信号转换成M位最高有效位元和获得一个冗余信号；连续接近式寄存器型模数转换器转换模块，与所述最高有效位元转换模块耦接，用于接收所述冗余信号，并对所述冗余信号进行处理生成N位最低有效位元；以及运算模块，分别与所述最高有效位元转换模块和所述连续接近式寄存器型模数转换器转换模块耦接，用于接收并根据所述M位最高有效位元和所述N位最低有效位元，生成M+N位数字信号，其中M和N均为正数且满足M+N为正整数。一种模数转换器，其包括：最高有效位元转换模块，用于接收待转换的模拟信号，并将所述待转换的模拟信号转换成M位最高有效位元和获得一个冗余信号；连续接近式寄存器型模数转换器转换模块，与所述最高有效位元转换模块连接耦接，用于接收所述冗余信号，并对所述冗余信号进行处理生成N位最低有效位元；以及运算模块，分别与所述最高有效位元转换模块和所述连续接近式寄存器型模数转换器转换模块连接耦接，用于接收并根据所述M位最高有效位元和所述N位最低有效位元，生成M+N位数字信号，其中M和N均为正数且满足M+N为正整数。

另外，提供一种模数转换方法，其包括：接收待转换的模拟信号，将所述待转换的模拟信号转换成M位最高有效位元和获得一个冗余信号；接收所述冗余信号，对所述冗余信号进行处理生成N位最低有效位元；以及接收并根据所述M位最高有效位元和所述N位最低有效位元，生成M+N位数字信号，其中M和N均为正数且满足M+N为正整数。

上述模数转换器及模数转换方法，通过将待转换的模拟信号分为两个过程处理，例如先产生M个最高有效位元再生成N个最低有效位元，对于一个M+N位的模数转换器来说，所需使用的电容数量可由2^M+N个降低至2^N个，从而在保障高精度模数转换的同时，大幅降低了模数转换器的体积和生产成本。

附图说明

图1为本发明模数转换器在一实施例中的结构示意图。

图2为图1的模数转换器的最高有效位元转换模块在一实施例中的结构示意图。

图3为图1的模数转换器的最高有效位元转换模块在另一实施例的结构示意图。

图4为图1的模数转换器的最高有效位元转换模块在又一实施例的结构示意图。

图5为本发明模数转换方法的流程图。

具体实施方式

以下描述为实施本发明的较佳预期模式。此描述是用于说明本发明原理的目的，并非作为本发明的限制。

请参照图1与图2，其均为本发明模数转换器100在一实施例的结构示意图。该模数转换器100包括最高有效位元(Most Significant Bit，MSB)转换模块11、一连续接近式寄存器型模数转换器(SAR ADC)转换模块12、以及一运算模块13。