[发明专利]模数转换器装置

说明书

模数转换器装置包括具有输出、第一和第二输入的比较器。逐次逼近寄存器(SAR)被配置为接收比较器输出作为输入且产生具有与参考电压相关联的最高有效位(MSB)和较低有效位的并联数字输出。数模转换器(DAC)被配置为从SAR接收并联数字输出且产生作为比较器第一输入的内部模拟信号。DAC包括耦合第一输入的电容器网络，具有重分布电容器、耦合第一电压的第一电容器及耦合参考电压的第二电容器。重分布电容器耦合大于参考电压的第一电压，使比率N等于参考电压除以第一电压。第一电容器与MSB相关联。重分布电容器的电容值等于第一电容器并联组合的总电容的(1‑N)倍。第二电容器与较低有效位相关联。承载输入电压的输入电压线可切换地耦合第一或第二输入。

技术领域

本发明中描述的技术一般涉及模数转换器装置，且更具体地涉及逐次逼近寄存器模数转换器装置。

背景技术

逐次逼近寄存器(successive approximation register，SAR)模数转换器(analog-to-digital converter，ADC)在最终收敛于数字输出之前，通过使用可能的量化级别的二分搜索将采样的模拟电压转换为离散的数字表示。采样电压可以从连续的模拟信号中采样。

发明内容

本揭露提供一种模数转换器(ADC)装置，其包括具有输出、第一输入和第二输入的比较器。并且ADC包括逐次逼近寄存器(SAR)，其被配置为接收比较器的输出作为输入并且基于其产生具有与参考电压相关联的最高有效位(MSB)和多个较低有效位的并联数字输出。ADC还包括数模转换器(DAC)，其被配置为从SAR接收并联数字输出并且基于其产生内部模拟信号，内部模拟信号作为比较器的第一输入。DAC还包括耦合到第一输入的电容器网络，其具有耦合到大于参考电压的第一电压的重分布电容器，使得比率N等于参考电压除以第一电压。DAC还包括还耦合到第一电压的一个或多个第一电容器，其中至少一个第一电容器与MSB相关联。DAC还包括耦合到参考电压的多个第二电容器，其中重分布电容器具有等于一个或多个第一电容器的并联组合的总电容的(1-N)倍的电容值。以及第二电容器与较低有效位相关联，并且输入电压线承载输入电压(V_IN)，其可切换地耦合到第一输入或可切换地耦合到第二输入。

附图说明

结合附图阅读以下详细说明，会最佳地理解本发明的各方面。应注意，根据业内标准惯例，各种特征并非按比例绘制。事实上，为使论述清晰起见，可任意增大或减小各种特征的尺寸。

图1绘示根据一些实施例的与ADC的输入相关联的电压的示例图；

图2A-2B示出由相对小的电压供电的大电容的稳定速度的示例图；

图3绘示SAR ADC的各方面的方块图；

图4绘示根据一些实施例的SAR ADC的组件的示例图；

图5绘示根据一些实施例的SAR ADC的组件的示例图；

图6绘示根据一些实施例的SAR ADC的电路组件的示例图；

图7A-7B绘示根据一些实施例的SAR ADC的电路组件的示例图；

图8绘示根据一些实施例的用于差分SAR ADC的电路组件的示例图；

图9A绘示根据一些实施例的在使用图8的示例性SAR ADC期间的信号电平的曲线图的示例图；

图9B绘示根据一些实施例的在使用图8的示例性SAR ADC期间的信号电平的曲线图的示例图；

图9C绘示根据一些实施例的在使用图8的示例性SAR ADC期间的信号电平的曲线图的示例图；

图10绘示根据一些实施例的用于使用SAR ADC执行模数转换的示例流程图；

附图标记说明：