[发明专利]基于非对称型差分电容阵列的逐次逼近型模数转换器

说明书

本发明涉及一种基于非对称型差分电容阵列的逐次逼近型模数转换器。该模数转换器包括：采样开关(11)；非对称型差分电容阵列(12)，电连接所述采样开关(11)；比较器(13)、电连接所述非对称型差分电容阵列(12)；逐次逼近控制逻辑(14)，电连接所述非对称型差分电容阵列(12)及所述比较器(13)。本发明实施例提供了一种基于非对称型差分电容阵列的逐次逼近型模数转换器，通过相较于传统对称结构电容阵列移除第一电容阵列最高为电容，而得到新型非对称差分电容阵列结构，节约了1/4的电容和面积，通过控制逻辑的开关时许，进一步的实现了功耗降低。

技术领域

本发明属于集成电路技术领域，具体涉及一种基于非对称型差分电容阵列的逐次逼近型模数转换器。

背景技术

目前随着可穿戴设备的推广和精密的生物仪器的发展，由于逐次逼近型模数转换器(SAR ADC)的结构简单，功耗低等优点，而得到广泛的应用。由于逐次逼近模数转换器不需要诸如运算放大器等线性增益模块，使得SAR ADC能够较好地适应特征尺寸的减小和电源电压降低的工艺演化趋势。随着工艺的进步，SAR ADC所能达到的转换速率也增加到数百兆，从而可以和流水线型模数转换器媲美，并且有着更高的功耗利用率。

SAR ADC主要功耗来源于电容阵列采样和切换的过程中所消耗的能耗。对于传统的基于电容阵列的逐次逼近型模数转换器，由于电容阵列相对较大的面积，导致了传统逐次逼近型模数转换器的精度无法做到很高。

同时，由于传统的基于电容阵列的逐次逼近型模数转换器的电容阵列面积较大，导致了传统逐次逼近型模数转换器的精度无法做到很高，并且会引起功耗的增加的问题。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提出一种基于非对称型差分电容阵列的逐次逼近型模数转换器。

具体地，本发明的一个实施例提供了一种基于非对称型差分电容阵列的逐次逼近型模数转换器，包括：

采样开关11；

非对称型差分电容阵列12，电连接所述采样开关11；

比较器13、电连接所述非对称型差分电容阵列12；

逐次逼近控制逻辑14，电连接所述非对称型差分电容阵列12及所述比较器13。

在本发明的一个实施例中，所述采样开关11包括第一采样开关K1和第二采样开关K2；其中，所述第一采样开关K1电连接所述比较器13的正向输入端；所述第二采样开关K2电连接所述比较器13的反向输入端。

在本发明的一个实施例中，所述非对称型差分电容阵列12包括第一电容阵列121和第二电容阵列122；其中，所述第一电容阵列121的电容上极板电连接所述比较器13的正向输入端；所述第二电容阵列122的电容上极板电连接所述比较器13的反向输入端。

在本发明的一个实施例中，所述第一电容阵列121和所述第二电容阵列122的电容下极板通过控制开关选择性电连接至参考电压端。

在本发明的一个实施例中，所述参考电压端包括电源电压端(Vref)、共模电压端(Vcm)和地电压端(GND)；其中，所述共模电压端(Vcm)电压值为所述电源电压端(Vref)电压值的一半。

在本发明的一个实施例中，所述第一电容阵列(121)包括8个二进制结构的电容；所述第二电容阵列(122)包括9个二进制结构的电容。