[发明专利]一种模数转换器

说明书

本发明公开了一种模数转换器，包括数模转换器，用于获取输入信号，输出至比较器；比较器，用于比较输入信号的电压，产生比较结果，将比较结果输出至顺序脉冲产生器和异步逐次逼近寄存器；顺序脉冲产生器，用于根据比较结果生成第一控制信号，进而生成多个第一输出信号，将第一输出信号输出至异步逐次逼近寄存器，将最低位的第一输出信号和第一控制信号输出至比较时钟产生器；异步逐次逼近寄存器，根据比较结果与第一输出信号，产生多个第二输出信号，并将其作为最终结果锁存输出；比较时钟产生器，将采样时钟信号、第一控制信号和最低位第一输出信号进行或运算产生比较时钟信号。本发明能够解决传统的模数转换器转换速度过慢的问题。

技术领域

本发明涉及模数转换领域，特别涉及一种射频导航领域的异步逐次逼近型模数转换器。

背景技术

近些年来，数字技术的飞速发展导致了各种系统对模数转换器的转换速度要求也越来越高，而移动设备的广泛使用使得设备要求芯片功耗尽量的降低。其中，逐次逼近型模数转换器因其结构简单、面积小、功耗低而广泛应用于各个领域。

如图1所示，传统的逐次逼近型模数转换器主要包括采样/保持电路，电容或电阻阵列组成的数模转换器、电压比较器以及逐次逼近寄存器。随着输入模拟电压和数模转换器的输出信号相互逐渐逼近，即输入模拟电压和数模转换器的输出信号之间的电压差越来越小，电压比较器的比较时间变长，因此为了保证电压比较器有充足的时间进行比较，需设置电压比较器工作周期高于其最长的一次比较时间，即控制电压比较器工作的外接时钟信号的周期要长，亦即电压比较器的时钟频率要低。然而，当输入模拟电压和数模转换器的输出信号之间的电压差较大时，电压比较器的比较时间不需要消耗太长时间，所以现有的逐次逼近型模数转换器的转换速度还有很大的提升空间。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种模数转换器，能够提高转换速度。

为了达到本发明目的，本发明实施例的技术方案是这样实现的：

本发明实施例提供了一种模数转换器，包括：数模转换器、比较器、顺序脉冲产生器、异步逐次逼近寄存器和比较时钟产生器，其中，

数模转换器，用于根据外部输入的采样时钟信号获取输入信号，并将输入信号的电压输出至比较器；

比较器，用于根据比较时钟产生器输出的比较时钟信号，比较输入信号的电压，产生比较结果，并将比较结果输出至顺序脉冲产生器和异步逐次逼近寄存器；

顺序脉冲产生器，用于根据比较器的比较结果生成第一控制信号，根据采样时钟信号和第一控制信号产生N位第一输出信号，N为模数转换器的位数，将N位第一输出信号输出至异步逐次逼近寄存器，将第一控制信号和最低位的第一输出信号输出至比较时钟产生器；

异步逐次逼近寄存器，用于根据比较器的比较结果与顺序脉冲产生器输出的第一输出信号，产生N位第二输出信号，并将其作为最终结果锁存输出；

比较时钟产生器，用于将所述采样时钟信号、第一控制信号和最低位的第一输出信号进行或运算后产生所述的比较时钟信号，并将所述比较时钟信号输出至比较器的时钟输入端。

进一步地，所述输入信号包括取第一输入信号和第二输入信号；所述数模转换器包括第一采样开关、第一电容阵列、第二采样开关和第二电容阵列；

其中，第一电容阵列的上极板连接第一采样开关的一端，第一采样开关的另一端连接第一输入信号；

第二电容阵列的上极板连接第二采样开关的一端，第二采样开关的另一端连接第二输入信号。

进一步地，所述数模转换器还包括第一开关阵列和第二开关阵列；