[发明专利]一种逐次逼近型模数转换器及其开关方法

说明书

本发明提供了一种逐次逼近型模数转换器,包括正向输入电压、负向输入电压、比较器、采样开关Ssubgt;P/subgt;、采样开关Ssubgt;N/subgt;、电容阵列以及逐次逼近寄存器控制逻辑电路，所述比较器输出端连接至所述逐次逼近寄存器控制逻辑电路，所述比较器的正向输入端通过采样开关Ssubgt;P/subgt;连接至正向输入电压，所述比较器的负向输入端通过采样开关Ssubgt;N/subgt;连接至负向输入电压；本发明还提供一种逐次逼近型模数转换器的开关方法；降低电容阵列开关能耗，减少电容阵列面积，降低芯片制作成本，提高经济效益。

技术领域

本发明涉及一种逐次逼近型模数转换器及其开关方法。

背景技术

逐次逼近型模数转换器结构简单、功耗低和面积小，广泛应用于无线传感器、植入式医学器件等对功耗和面积要求高的领域。电容阵列在逐次逼近型模数转换器中所占面积和能耗都很大。

发明内容

本发明要解决的技术问题，在于提供一种逐次逼近型模数转换器及其开关方法，降低电容阵列开关能耗，减少电容阵列面积，降低芯片制作成本，提高经济效益。

本发明之一是这样实现的：一种逐次逼近型模数转换器，包括正向输入电压、负向输入电压、比较器、采样开关S_P、采样开关S_N、电容阵列以及逐次逼近寄存器控制逻辑电路，所述比较器输出端连接至所述逐次逼近寄存器控制逻辑电路，所述比较器的正向输入端通过采样开关S_P连接至正向输入电压，所述比较器的负向输入端通过采样开关S_N连接至负向输入电压；

电容阵列包括正向电容阵列以及负向电容阵列，所述正向电容阵列包括两个第一电容，每个所述第一电容上极板连接至比较器的正向输入端，每个所述第一电容下极板通过开关选择连接参考电压V_REF、V_CM以及gnd；所述负向电容阵列包括MSB电容阵列以及LSB电容阵列，所述MSB电容阵列由二进制权重电容构成，所述MSB电容阵列包括N-2个第二电容，所述LSB电容阵列由二进制权重电容构成，所述LSB电容阵列包括N-2个第二电容，所述N为逐次逼近型模数转换器的精度，所述电容的最大值为2^N-4单位电容；每个所述第二电容的上极板连接至比较器的负向输入端，每个所述第二电容的下极板通过开关选择连接参考电压V_REF、V_CM以及gnd。

进一步地，所述V_REF＝2V_CM，gnd＝0V。

进一步地，所述第一电容的值为C，所述C为单位电容。

进一步地，所述第二电容的最大值为2^N-4C，所述C为单位电容。

本发明之二是这样实现的：一种逐次逼近型模数转换器的开关方法，所述开关方法需提供如权利要求1至4任意一项所述的逐次逼近型模数转换器；具体包括如下步骤：

采样阶段：

正输入电压V_INP通过采样开关S_P的导通连接到正向电容阵列的上极板，正向电容阵列中两个单位电容中一个单位电容的下极板连接到gnd，另外一个单位电容连接到V_CM；负输入电压V_INN通过采样开关S_N的导通连接到反向电容阵列的上极板，反向电容阵列中MSB电容阵列中所有下极板连接到gnd，LSB电容阵列中所有下极板连接到V_CM；

比较阶段：