[发明专利]具有可切换参考电压的逐次逼近寄存器(SAR)模数转换器(ADC)

权利要求书

1.一种逐次逼近寄存器SAR模数转换器ADC，包括：

SAR逻辑电路，被配置为生成数字输入字；

CDAC，被配置为接收所述数字输入字和模拟输入电压，并基于所述模拟输入电压和所述数字输入字生成第一电压，所述CDAC包括采样开关、多个开关和电容器阵列，所述电容器阵列是二进制等待的，所述电容器阵列的每个电容器包括一个输出节点和一个参考节点；并且所述电容器阵列的中电容器的输出节点通过所述采样开关连接到所述模拟输入电压，所述电容器阵列的电容器的参考节点通过所述多个开关连接到接地电压或参考电压；

比较器，包括：

第一输入端，连接至所述电容器阵列中电容器的输出节点，并且被配置为接收所述第一电压，以及

第二输入端，被配置为接收第二电压，

其中，所述比较器被配置为基于所述第一电压和所述第二电压，生成比较器输出电压，其中，所述比较器输出电压具有与所述第一电压和所述第二电压之间的差的表示对应的值；以及

电压参考发生器，被配置为生成所述第二电压，

其中，所述SAR逻辑电路还被配置为接收所述比较器输出电压，并基于从所述比较器接收的一个或多个比较器输出电压，生成所述DAC的所述数字输入字；

所述电压参考发生器包括：

第一开关，连接到所述比较器的所述第二输入端，被配置为选择性地将所述第二输入端连接到所述参考电压；

电容器，连接到所述比较器的所述第二输入端；以及

第二开关，连接到所述电容器并且选择性地连接到所述接地电压或所述参考电压，其中，所述第二开关被配置为选择性地将所述电容器连接到所述接地电压或所述参考电压；

所述SAR逻辑电路被配置为基于从所述比较器接收的多个比较器输出电压生成数字输出字，其中，所述数字输出字表示所述模拟输入电压的值；

其中，若所述模拟输入电压小于所述参考电压，同时所述模拟输入电压通过所述采样开关采样，所述逐次逼近寄存器SAR模数转换器ADC被配置为通过所述多个开关将所述电容器阵列中电容器的参考节点连接至所述接地电压，并通过所述第二开关将所述电容器的第二端连接至所述接地电压，或者

若所述模拟输入电压大于所述参考电压，同时所述模拟输入电压通过所述采样开关采样，所述逐次逼近寄存器SAR模数转换器ADC被配置为通过所述多个开关将所述电容器阵列的电容的所述参考节点连接至所述参考电压以及通过所述第二开关将所述电容器的所述第二端连接至所述参考电压；

所述SAR逻辑电路还被配置为：

通过将所述模拟输入电压与所述参考电压进行比较确定所述数字输出字的MSB；

确定所述模拟输入电压与所述参考电压的差值的数字表示，并通过所述数字表示得出除所述MSB之外的所述数字输出字的位。

2.根据权利要求1所述的SAR模数转换器ADC，其中，所述SAR逻辑电路被配置为基于通过所述比较器确定所述模拟输入电压是否小于或大于所述参考电压，确定所述数字输入字是否使所述DAC生成所述第一电压，使得所述第一电压大于或小于所述模拟输入电压。

3.根据权利要求1所述的SAR模数转换器ADC，其中，所述第一电压基本上等于所述模拟输入电压加上所述数字输入字确定的电压。

4.根据权利要求1所述的SAR模数转换器ADC，其中，所述SAR逻辑电路被配置为使所述DAC生成所述第一电压，使得所述第一电压等于所述模拟输入电压，其中，当生成所述第一电压时，所述DAC的所述开关和所述第二开关连接到所述接地电压。

5.根据权利要求4所述的SAR模数转换器ADC，其中，所述SAR逻辑电路被配置为响应于所述模拟输入电压大于所述参考电压，使所述DAC的所述开关和所述第二开关连接到所述参考电压。

6.根据权利要求1所述的SAR模数转换器ADC，其中，所述SAR逻辑电路被配置为使所述DAC生成所述第一电压，使得所述第一电压等于所述模拟输入电压，其中，当生成所述第一电压时，所述DAC的所述开关和所述第二开关连接到所述参考电压。