[发明专利]基于阈值判别的两步式逐次逼近ADC

说明书

技术领域

本发明涉及模数转换器领域，特别涉及一种基于阈值判别的两步式逐次逼近ADC。

背景技术

随着特征尺寸的不断减小和半导体工艺的进步，数字信号处理技术得到飞速发展，数字电路设计简单的优点，使它逐渐代替越来越多的模拟电路。模数转换器(Analog-to-Digital Converter，简称ADC)作为连接模拟信号和数字信号的桥梁，其性能的高低直接决定了整个系统的优劣。

近些年来在便携式电子应用领域，对数模转换器的性能要求越来越高，传统的ADC已经不能满足系统的需求，新结构的研究变得尤其重要。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于阈值判别的两步式逐次逼近ADC，第一级SAR ADC单元11、阈值判别放大单元12、第二级SAR ADC单元13、数字编码单元14、第一开关S₁、第二开关S₂及第三开关S₃；其中，

所述第一SAR ADC单元11经所述第一开关S₁电连接模拟信号端；

所述阈值判别放大单元12经所述第二开关S₂电连接所述第一SAR ADC单元11；

所述第二级SAR ADC单元13经所述第三开关S₃电连接所述阈值判别放大单元12；

所述数字编码单元14分别电连接所述第一SAR ADC单元11与所述第二级SAR ADC单元13并输出数字信号。

在本发明的另一个实施例中，所述第一级SAR ADC单元11包括第一采样子单元111、第一比较器112及第一逻辑控制子单元113；其中，

所述第一采样子单元111、所述第一比较器112及所述第一逻辑控制子单元113依次串接于所述第一开关S₁与所述数字编码单元14之间；

所述第一逻辑控制子单元113的反馈端电连接所述采样子单元111。

在本发明的另一个实施例中，所述阈值判别放大单元12包括阈值判别子单元121、全差分匹配电流源122及反馈电容123；其中，

所述阈值判别子单元121与所述全差分匹配电流源122依次串接于所述第二开关S₂与所述第三开关S₃之间；

所述反馈电容123电连接于所述阈值判别子单元121的输入端与所述全差分匹配电流源122的输出端之间。

在本发明的另一个实施例中，所述阈值判别子单元121包括预放大器1211与阈值检测器1212；其中，

所述预放大器1211与所述阈值检测器1212依次串接于所述第二开关S₂与所述全差分匹配电流源122之间。

在本发明的另一个实施例中，所述预放大器1211包括第一MOS管M1、第二MOS管M2、第三MOS管M3、第四MOS管M4、第五MOS管M5及第四开关S₄；其中，

所述第三MOS管M3、所述第一MOS管M1、所述第五MOS管M5及所述第四开关S₄依次串接于电源端VDD与接地端GND之间；

所述第四MOS管M4与所述第二MOS管M2依次串接于所述电源端VDD与所述第一MOS管M1与所述第五MOS管M5串接形成的节点之间；

所述第三MOS管M3的栅极与漏极短接后均电连接所述第四MOS管M4的栅极；

所述第五MOS管M5的栅极电连接偏置电压端V_bias；

所述第一MOS管M1的栅极作为所述预放大器1211的第一输入端；

所述第二MOS管M2的栅极作为所述预放大器1211的第二输入端；

所述第四MOS管M4与所述第二MOS管M2串接形成的节点作为所述预放大器1211的输出端。

在本发明的另一个实施例中，所述阈值检测器1212包括第一反相器T1、第二反相器T2、第三反相器T3、第四反相器T4、电平转移电容C_LS、第五开关S5、第六开关S6、第七开关S7、第八开关S8、第九开关S9及第十开关S10；其中，

所述第一反相器T1与所述第二反相器T2串接；

所述第一反相器T1中PMOS管的源端电连接所述电源端VDD，NMOS管的源端经所述第九开关S9电连接所述接地端GND；

所述第二反相器T2中PMOS管的源端电连接所述电源端VDD，NMOS管的源端电连接所述接地端GND；