[发明专利]在SAR ADC中产生共模补偿电压的系统和方法

说明书

本发明涉及在SAR ADC中产生共模补偿电压的系统和方法。在SAR ADC的操作期间，可以通过呈现超过可接受的输入电压的限制范围的比较器输入处的电压来超过比较器的电压限制。本公开提供系统和方法例如用于递送共模补偿电压，使得在所述比较器输入处呈现的电压可以在可接受的输入电压的限制范围内。

技术领域

本公开涉及操作逐次逼近型寄存器(SAR)SAR模数转换器(ADC)的系统和方法。

背景技术

某些逐次逼近型寄存器(SAR)数模转换器(ADC)包括比较器，其比较采样的输入电压和参照电压，并且在位试验期间输出数字结果。

发明内容

在具有低电压比较器的SAR ADC中，比较器输入处的电压可以超过ADC的位试验期间可允许的水平。本发明人尤其认识到需要SAR ADC，其可以执行位试验而不超过包括在SAR ADC中的比较器的电压限制。

在某些系统中，共模电压可以应用于SAR ADC中的数模转换器(DAC)的底板。共模电压可以具有这样的值，例如所应用的参照电压的平均值。这种方法可以导致在比较器输入处的电压可以延伸到比较器的电源电压轨之外。这可导致正在转换的模拟信号的电荷损失，从而导致模数转化过程的退化。本发明人尤其认识到，可以提供一种共模电压，该共模电压具有能够降低比较器输入处的轨道电压的值。本发明人还认识到，可以向SAR ADC中DAC的底板提供共模电压，而不需要在芯片上显式的电压源或额外的引脚。在所附权利要求中提供了本公开的进一步的特征，除非在本文件的其它部分另有明确指出，否则这些特征可以任选地以任何排列或组合彼此组合。

在一个方面，本公开可表征在例如差分(differential)逐次逼近型寄存器(SAR)转换器中建立共模电压的方法。该方法可包括相对于顶板共模电压，分别使用第一和第二数模转换器(DAC)采样第一和第二输入电压，所述第一和第二DAC均具有多个电容器元件，各元件具有对应于数字位位置的顶板和底板。该方法还可包括例如通过下列方式准备执行位试验：从所述第一DAC中至少一个元件的底板到所述第二DAC中至少一个对应数字位位置元件的底板形成电连接，例如以形成至少一个具有所述第一和第二输入电压的平均值的对应共模电压。该方法还可包括然后使用第一和第二DAC执行位试验。该方法还可包括在准备执行位试验之前，使比较器输入断开所述第一和第二DAC。该方法还包括然后使所述比较器输入重新连接所述第一和第二DAC并执行位试验。通过所述第一DAC中至少一个元件的底板和所述第二DAC中至少一个对应数字位位置元件的底板形成的电连接可以是漂浮的。

在一个方面，本公开可表征在例如差分逐次逼近型寄存器(SAR)转换器中建立共模补偿电压的方法。该方法可包括相对于顶板共模电压，分别使用第一和第二数模转换器(DAC)采样第一和第二输入电压，所述第一和第二DAC均具有多个电容器元件，各元件具有对应于数字位位置的顶板和底板。该方法还可包括通过下列方式准备执行位试验：使各自第一和第二DAC中至少一对类似数字位位置元件的底板耦合可基于输入电压和顶板共模电压之差的共模补偿电压。该方法还可包括使用第一和第二DAC执行位试验。共模补偿电压可基于输入共模电压和顶板共模电压之差。共模补偿电压可基于输入参照电压和顶板共模电压之差。该方法还可包括采样所述共模补偿电压到电容器上，并且使所述电容器耦合所述第一和第二DAC的底板，例如以提供所述共模补偿电压至所述第一和第二DAC。该方法还可包括例如在准备执行位试验之前，使比较器输入断开所述第一和第二DAC。该方法还可包括例如在准备执行位试验之后、但在执行位试验之后，使比较器输入重新连接第一和第二DAC。