[发明专利]面积高效的数模转换器和模数转换器

说明书

用于将M位数字值转换为模拟信号的数模转换器(DAC)(100)包括电容性DAC(104)和电阻性DAC(116)。电容性DAC(104)被配置为将数字值的N个最高有效位转换为模拟信号。电阻性DAC(116)被配置为将数字值的M‑N个最低有效位(LSB)转换为模拟信号。电阻性DAC(116)包括粗略DAC(106)和精细DAC(108)。粗略DAC(106)被配置为将M‑N个最低有效位中的R个最高有效位转换为模拟信号。粗略DAC(106)的输出可切换地耦合到电容性DAC(104)的第一电容器。精细DAC(108)被配置为将M‑N个最低有效位中的M‑N‑R个最低有效位转换为模拟信号。精细DAC(108)的输出可切换地耦合到电容性DAC(104)的第二电容器。

技术领域

背景技术

模数转换器(ADC)是将连续信号(即模拟信号)转换为离散时间(数字)表示的电子装置。模数转换器可以将输入模拟电压或电流转换为数字值。数字值可以与输入模拟信号的电压电平的量值(magnitude)成比例。转换器的分辨率指示它可以在模拟值范围内产生的离散值的数量。当以二进制形式电子地存储值时，分辨率以位表示。

逐次逼近型ADC对模拟电压输入进行采样，并应用二进制搜索以收敛在最优表示模拟电压输入的数字值上。在逐次逼近ADC中，控制电路系统为数模转换器(DAC)提供近似值。DAC从近似值生成模拟电压，并且比较器将采样和保持的模拟电压输入与DAC生成的电压进行比较。控制电路系统基于比较的电压连续地确定数字输出值的每个位的值。

发明内容

本文公开了逐次逼近模数转换器(ADC)和用于ADC的数模转换器(DAC)。在一个实施例中，模数转换器(ADC)包括逐次逼近电路系统和数模转换器(DAC)。逐次逼近电路系统被配置为对最佳表示模拟输入信号的数字值执行二进制搜索。DAC耦合到逐次逼近逻辑。DAC被配置为将M位数字值转换为模拟信号。DAC包括电容性DAC和电阻性DAC。电容性DAC被配置为将数字值的N个最高有效位(MSB)转换为模拟信号。电阻性DAC被配置为将数字值的M-N个最低有效位(LSB)转换为模拟信号。电阻性DAC包括粗略DAC和精细DAC。粗略DAC被配置为将M-N个LSB的R个最高有效位转换为模拟信号。精细DAC被配置为将M-N个最低有效位的M-N-R个LSB转换为模拟信号。

在另一实施例中，用于将M位数字值转换为模拟信号的DAC包括电容性DAC和电阻性DAC。电容性DAC被配置为将数字值的N个MSB转换为模拟信号。电阻性DAC被配置为将数字值的M-N个LSB转换为模拟信号。电阻性DAC包括粗略DAC和精细DAC。粗略DAC被配置为将M-N个LSB的R个最高有效位转换为模拟信号。粗略DAC的输出可切换地耦合到电容性DAC的第一电容器。精细DAC被配置为将M-N个LSB的M-N-R个LSB转换为模拟信号。精细DAC的输出可切换地耦合到电容性DAC的第二电容器。

在进一步的实施例中，用于将M位数字值转换为模拟信号的DAC包括电容性DAC和电阻性DAC。电容性DAC被配置为将数字值的N个MSB转换为模拟信号。电阻性DAC被配置为将数字值的M-N个LSB转换为模拟信号。电阻性DAC包括粗略DAC和精细DAC。粗略DAC被配置为将M-N个LSB的R个最高有效位转换为模拟信号。粗略DAC包括2^R-1个顺序连接的单元电阻器和2^R个开关。开关中的每个连接到粗略DAC的不同电压。粗略DAC的输出可切换地耦合到电容性DAC的第一电容器。精细DAC被配置为将M-N个最低有效位的M-N-R个LSB转换为模拟信号。精细DAC包括2^(M-N-R)个顺序连接的单元电阻器和2^(M-N-R)个开关。精细DAC的开关中的每个连接到精细DAC的单元电阻器中的一个的端子。精细DAC的输出可切换地耦合到电容性DAC的第二电容器。精细DAC的电阻等效于单元电阻器。

附图说明

对于各种示例的详细描述，现在将参考附图，其中：