[发明专利]模拟到数字转换电路以及模拟到数字转换方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种模拟到数字转换技术，可以减少由于工艺、电压、温度或噪声等的变动所产的转换错误。

背景技术

数字化的资讯格式是当前很普遍的方式，以利于存储数据或是数据处理。以视频的电子装置为例，其需要将模拟的信号转换成数字信号，以供后端的处理。模拟到数字转换电路在数字化的电子装置中是不可缺的电路。

然而，由于视频式的模拟到数字转换器analog-to-digital converter(ADC)容易受到工艺(process，P)电压(Voltage，V)，温度(Temperature，T)和噪声(noise)的变动所影响，使ADC输出码(digital code)会产生偏差或是错误结果。

图1绘示传统模拟到数字转换电路方块示意图。参阅图1，就模拟到数字转换电路的操作机制，其需要一参考电路(Reference Circuit)50用以产生所需求的“工作电压”和“工作电流”给每一个模拟到数字转换器100。以三个模拟到数字转换器为例，其标示为ADC1、ADC2、ADC3。

在每一个模拟到数字转换器100中，由增益单元(Gain Block)102产生需求的模拟到数字转换输入范围(ADC input range)电压信号104给模拟到数字转换核单元(ADC core)118，以控制要被数字化的范围。

在每一个模拟到数字转换器100中也包含一补偿单元(Offset Block)108与增益单元102连接，以接收与增益单元102的另一个输出的电压信号106，而产生一补偿电压信号以ADC_VIM表示，其经过外部的一稳压电器110的稳压，其电压值是Voffset。

每一个模拟到数字转换器100也包含箝制电压单元(Clamp voltage block)112。由增益单元102所产生给补偿单元108的输出也输入给箝制电压单元112，以产生箝制需求的箝制电压信号。一多工器(MUX)114接收箝制电压信号和接地电压而输出一箝制电压Vclamp，其也经由外部的电容器120的稳压。

每一个模拟到数字转换器100也接收输入的模拟电压信号Vin，其经由外部电容122输入到内部，同时通过一开关器124，将由多工器(MUX)114所输出的箝制电压Vclamp，把每一个输入信号加上一个直流电平，而产生数据电压信号，以ADC_VIP标示。

每一个模拟到数字转换器100也包含一直流缓冲单元(DC_buffer)116，其接收数据电压信号ADC_VIP与补偿电压信号ADC_VIM。此ADC_VIP与ADC_VIM的电压信号输入到直流缓冲单元116后，经由直流缓冲单元116输出给数字转换核单元118，再经由其运算产生对应输入的模拟电压信号Vin的不同大小，而输出转换后的数字码。在此，模拟电压信号Vin可能是红绿蓝(RGB)的颜色灰阶信号或是YPbPr的颜色系统下的颜色信号。

上述的模拟到数字转换器100在工艺、电压、温度(PVT)或噪声的变动影响下，参考电路所产生的工作电压或工作电流会受其变动，进而ADC_VIP与ADC_VIM的电压信号以及模拟到数字转换输入范围信号也会产生变动。如果这些信号之间的差异性不是一致性时，就会产生不正确的数字码。

如何改善数字转换器100所输出的数字码的正确性，是需要进一步研发。

发明内容

本发明提供一种模拟到数字转换电路与方法，可以减少由于工艺、电压、温度或噪声等的变动所产的转换错误的结果。

本发明提供一种种模拟到数字转换电路。此电路包括一参考电路与一模拟到数字转换器。参考电路提供一基础电压，其一端接地。模拟到数字转换器接收一模拟输入信号与基础电压信号。模拟到数字转换器包括一第一直流缓冲单元与一模拟到数字转换核单元。第一直流缓冲单元内部接收一补偿电压信号以及要被数字化的一数据电压信号，以输出二个转换控制信号。模拟到数字转换核单元接收第一直流缓冲单元的该二个转换控制信号以及一模拟到数字转换输入范围电压信号，以输出一数字码。前述的补偿电压信号、数据电压信号、以及模拟到数字转换输入范围电压信号都有加入基础电压信号。

本发明提供一种种模拟到数字转换方法。此方法包括利用一参考电路，提供一基础电压，该基础电压信号的一端接地。又将该基础电压信号输入给一模拟到数字转换器，以使该模拟到数字转换器内部的一直流缓冲单元与一模拟到数字转换核单元的多个控制电压信号都参考到该基础电压，以输出一转换数字码。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。