[发明专利]用于噪声整形SAR模数转换器的方法和电路

说明书

本发明提供了一种模数转换系统包括：跟踪及保持单元，被配置为输出输入值；数模(D/A)转换单元，被配置为生成反馈值；耦合单元，被配置为基于输入信号和反馈信号，生成误差信号；回路滤波器，被配置为生成经过过滤的误差信号值；比较单元，被配置为基于输入值减去反馈值和经过过滤的误差信号值的总和而生成比较结果；以及控制单元。控制单元被配置为在采样周期内，根据比较单元的N个比较结果来设置N位逻辑值；以及使耦合单元生成误差信号值。N为正整数。本发明提供了用于噪声整形SAR模数转换器的方法和电路。

技术领域

本发明一般地涉及半导体技术领域，更具体地，涉及模数转换器。

背景技术

模数转换器(ADC)可用于将模拟信号转换为数字信号。存在各种ADC结构，诸如，流水线型、快速型、Σ-Δ构型和逐次逼近寄存器型(SAR)。在一些应用中，ADC可达到的转换分辨率受到例如热噪声、电噪声和/或ADC不同的电路部件的失配的限制。例如，在一些SARADC应用中，SAR ADC的转换分辨率取决于SAR ADC中的SAR比较器的噪声和精度。在一些应用中，为了实现转换分辨率的改进，SAR比较器被配置为消耗更多的功率和/或占用更大的面积。

发明内容

为了解决现有技术中所存在的缺陷，根据本发明的一方面，提供了一种模数(A/D)转换系统，包括：跟踪及保持单元，被配置为基于输入信号而输出输入值；数模(D/A)转换单元，被配置为基于N位逻辑值而生成反馈值，N为正整数；耦合单元，被配置为基于所述输入信号和所述反馈值而生成误差信号值；硬件回路滤波器，被配置为基于所述误差信号值而生成经过过滤的误差信号值；比较单元，被配置为基于组合值的极性而生成比较结果，所述组合值基于所述输入值减去所述反馈值和所述经过过滤的误差信号值的总和；以及控制单元，被配置为在采样周期内：根据所述比较单元的N个比较结果来设置所述N位逻辑值；和在收到所述N个比较结果之后，使所述耦合单元生成所述误差信号值。

该A/D转换系统还包括：输出滤波单元，被配置为在输出周期内，基于所述控制单元的多个N位逻辑值，生成输出逻辑值，所述多个N位逻辑值中的每一个N位逻辑值都对应于不同的采样周期。

在该A/D转换系统中，所述不同采样周期中的至少一个采样周期对应于采样频率，所述输出周期对应于输出频率，并且所述采样频率与所述输出频率的比率等于或大于2。

在该A/D转换系统中，所述采样频率与所述输出频率的比率等于或小于4。

该A/D转换系统还包括：开关缓冲器，被配置为对所述误差信号值进行采样和保持。

在该A/D转换系统中，所述硬件回路滤波器是模拟高通滤波器。

该A/D转换系统还包括：电容器阵列，被配置为用作所述跟踪及保持单元、所述D/A转换单元、所述耦合单元和所述比较单元的一部分，并且所述电容器阵列包括：(N+1)个电容性器件，每个电容性器件都具有第一端和第二端，第n个电容性器件的电容值为并且第(N+1)个电容性器件的电容值为C为预定的电容值，而n是介于1至N范围内的正整数；输出节点，电连接至所述(N+1)个电容性器件的第一端；(N+1)个开关器件，每个开关器件都被配置为将所述(N+1)个电容性器件的第二端中的相应的第二端选择性地连接至输入节点、电源节点或一个或多个参考节点，所述输入节点被配置为接收所述输入信号，而所述一个或多个参考节点被配置为分别地接收一个或多个参考电压；以及另一开关器件，连接在所述输出节点和所述电源节点之间，所述电源节点被配置为接收供电参考电压。