[发明专利]一种流水线结构模数转换器的前端电路及其时序控制方法

权利要求书

1.一种流水线结构模数转换器的前端电路，用于实现流水线结构模数转换器的M1+M2位的模数转换以及获取第二模拟余差信号，其中第二模拟余差信号供流水线结构模数转换器中的该前端电路的下一转换级进行采样，M1和M2均为不小于1的整数，其特征在于，该前端电路包括：

第一转换级，用于直接对输入信号进行采样，完成M1位的模数转换，并获取第一模拟余差信号；

第二转换级，用于接收第一模拟余差信号、对第一模拟余差信号进行采样，完成M2位的模数转换，并获取第二模拟余差信号。

2.根据权利要求1所述的前端电路，其特征在于，

该第一转换级包括第一模数转换单元和第一模拟余差信号获取单元，用于完成M1位的模数转换同时获取1比特冗余位；令m=2^M1+1；

该第一模数转换单元，用于接收输入信号和m个阈值电压，完成M1位的模数转换以及获取1比特冗余位并输出m路比较判别指示，所述第一模数转换单元包括m个并联的采样电容，m个分别连接于一个采样电容的比较器锁存器；所述采样电容的一端，分别能够在连接输入信号和连接一阈值电压的两种方式之间切换；所述采样电容的另一端，分别能够在接地和连接比较器锁存器的两种方式之间切换；所述比较器锁存器分别用于输出所述比较判别指示；

该第一模拟余差信号获取单元，用于接收输入信号、参考电压+Vref和-Vref，以及m个比较判别指示，根据输入信号和所述比较判别指示，获取第一模拟余差信号。

3.根据权利要求2所述的前端电路，其特征在于，

所述第一模数转换单元，进一步包括m个分别连接于一个采样电容和一个比较器锁存器之间的比较器预放大器。

4.根据权利要求2所述的前端电路，其特征在于，

所述第一模拟余差信号获取单元，包括m个并联的辅助电容，所述辅助电容的一端，分别能够在连接输入信号、连接参考电压+Vref与连接参考电压-Vref的三种方式之间切换，当连接参考电压时，根据所述比较判别指示而连接于+Vref或-Vref；所述辅助电容的另一端，分别能够在接地和连接第二转换级的两种方式之间切换。

5.根据权利要求4所述的前端电路，其特征在于，

所述第一模拟余差信号获取单元，进一步包括m个分别接收一路比较判别指示和一个第三时钟信号的与门，用于当第三时钟信号为高电平时，根据比较判别指示控制所述辅助电容连接参考电压+Vref或-Vref。

6.根据权利要求4所述的前端电路，其特征在于，

所述第二转换级，包括第一反馈电容、n个并联的第二反馈电容、运算放大器和M2+0.5位ADC；令n=2^M2+1-2；

所述第二反馈电容，一端连接运算放大器的反相输入端和第一反馈电容；另一端能够在连接运算放大器的输出端以及第一反馈电容、连接参考电压+Vref’与连接参考电压-Vref’的三种方式之间切换；

所述第一反馈电容，两端分别连接运算放大器的反相输入端和输出端；

所述运算放大器，正相输入端接地，反相输入端能够在接地和连接所述辅助电容的两种方式之间切换，输出端连接所述第一反馈电容且能够在接地和连接第二反馈电容的两种方式之间切换；

所述M2+0.5位ADC，连接运算放大器的输出端，用于完成M2位的模数转换以及获取0.5比特冗余位，输出n路用于控制所述第二反馈电容连接参考电压+Vref’或-Vref’的第二判别指示。

7.根据权利要求6所述的前端电路，其特征在于，

所述第二转换级，进一步包括n个分别接收一路第二判别指示和一个第一时钟信号的与门，用于当第一时钟信号为高电平时，根据第二判别指示控制所述第二反馈电容连接参考电压+Vref’或-Vref’。