[发明专利]模数转换器

权利要求书

1.一种模数转换器，其特征在于，包括：多级流水线、参考电压产生电路与数字输出逻辑电路；其中，所述多级流水线内的每级所述流水线均包含逐次逼近逻辑电路、电容阵列和比较器；

所述电容阵列，其采用电荷重分配和电容共享技术，适用于在本级流水线转换结束时，将其一半的电容共享复用至其下一级流水线输入信号的采集和量化，其另一半电容用于电容复位，并共享复用于下一次输入信号的采集和量化；

所述逐次逼近逻辑电路，其采用二分查找的逐次逼近转换技术，适用于根据其上一级流水线中所述比较器的比较结果和/或其上一级流水线中所述共享电容的参考电压，选择本级流水线中所述电容阵列内各个电容的参考电压；

所述比较器，适用于将本级流水线的共享电容所对应的参考电压与所述输入信号的电压值进行比较，生成比较结果，并将所述比较结果输入到所述数字输出逻辑电路，还将所述比较结果传输至其下一级流水线的逐次逼近逻辑电路；

所述参考电压产生电路，适用于根据每级流水线的逐次逼近逻辑电路的选择标准，向其下一级流水线提供对应的参考电压；

所述数字输出逻辑电路，适用于从高至低依次量化每级所述流水线中的比较结果，输出对应的数字输出信号。

2.根据权利要求1所述的模数转换器，其特征在于，所述多级流水线包括第一级流水线至第N级流水线，其中，每级所述流水线的电容阵列的电容量为其下一级流水线的电容阵列的电容量的两倍。

3.根据权利要求2所述的模数转换器，其特征在于，所述第一级流水线的输入端连接所述输入信号，其余每级所述流水线的输入端和其上一级流水线的余量电压相连；每级所述流水线的输入端与所述参考电压产生电路的输出端相连。

4.根据权利要求3所述的模数转换器，其特征在于，每级所述流水线的余量电压，为本级流水线的输入信号与本级流水线的参考电压之间的电压差值。

5.根据权利要求1所述的模数转换器，其特征在于，所述电容阵列采用电荷重分配和电容共享技术，根据各级流水线之间的余量电压依次传递，使得上一级流水线的余量电压依次与本级流水线的参考电压比较，输出量化结果，直至完成数据转换。

6.根据权利要求1所述的模数转换器，其特征在于，所述本级流水线的共享电容上极板总电荷与其下一级流水线电容阵列的上极板总电荷之间，满足电荷守恒。

7.根据权利要求1所述的模数转换器，其特征在于，每级所述流水线通过逐次逼近控制逻辑电路选择的参考电压值为其上一级流水线的参考电压值的一半，每级所述流水线的输入信号为其上一级流水线输出的余量电压。

8.根据权利要求7所述的模数转换器，其特征在于，所述参考电压产生电路，适用于当每级所述流水线中所述比较器输出结果为高电平，且其下一级流水线中所述逐次逼近逻辑电路接收到该高电平时，发出第一控制指令，使其下一级流水线中所述电容阵列的参考电压值为其上一级流水线参考电压值的正二分之一；还适用于当每级所述流水线中所述比较器输出结果为低电平，且其下一级流水线中所述逐次逼近逻辑电路接收到该低电平时，发出第二控制指令，使其下一级流水线中所述电容阵列的参考电压值为其上一级流水线参考电压值的负二分之一。

9.根据权利要求3所述的模数转换器，其特征在于，所述第一级流水线的输入信号为采样周期内采样的初始信号，所述第一级流水线的参考电压为参考电压产生电路输出的电压最大值的二分之一。

10.根据权利要求1所述的模数转换器，其特征在于，所述流水线的逐次逼近转换方式包括单比特转换或者多比特转换。