[发明专利]一种基于单通道时间交织采样的SAR ADC及采样方法

权利要求书

1.一种基于单通道时间交织采样的SAR ADC，其特征在于，至少包括：

电容阵列，包括N-1个权重电容和一个补偿电容，所述电容阵列从高位到低位的权重取值分别为：2^N-1C，2^N-2C，…，2C，C，其中N为通道数量；

第一开关阵列，包括Sn(i)(i＝1,2，…，N-2，N-1)；

第二开关阵列，包括S(i)(i＝1,2，…，N-2，N-1)；

通道开关组，包括K(i)(i＝0,1，…，n-2，n-1)；以及，

与所述通道开关组串联的采样开关；

处于采样状态时：

所述权重电容的下极板通过第一开关阵列接入输入电压，所述电容阵列的上极板通过采样开关和通道开关组接共模电压；当N通道时间交织采样结构处于采样状态时，接共模电压Vcm的采样开关S按采样周期导通，通道开关组K(i)(i＝0,1，…，n-2，n-1)按照1/N倍的采样周期依次导通；

处于逐次逼近状态时：

所述权重电容的下极板通过第二开关阵列接基准电压。

2.根据权利要求1所述的基于单通道时间交织采样的SAR ADC，其特征在于，还包括比较器组，在每个通道中，通道开关组中的每个通道开关的一端通过采样开关与共模电压连接，另一端分别与该通道内所有权重电容和补偿电容的上极板和比较器的输入端连接。

3.根据权利要求2所述的基于单通道时间交织采样的SAR ADC，其特征在于，将除最低位的权重电容C之外的其他权重电容等分为两个大小相同的电容。

4.根据权利要求3所述的基于单通道时间交织采样的SAR ADC，其特征在于，当处于采样状态时，所述采样开关按采样周期导通，所述通道开关组按1/N倍的采样周期依次导通，使N个单通道中的电容阵列的上极板依次接共模电压，电容阵列的下极板依次接输入电压，完成输入信号的依次采样。

5.根据权利要求3所述的基于单通道时间交织采样的SAR ADC，其特征在于，当采样状态结束时，首先控制采样开关断开，再控制所述通道开关组和第一开关组断开，将所述第二开关阵列导通，使被等分为二的权重电容的两个相等电容的下极板分别接正基准和负基准，进而使采样得到的电压被保存在电容阵列的上极板，并进入逐次逼近状态，根据比较器的比较结果，相应权重电容的下极板依次从接共模电压变为接正基准或者负基准，直到完成依次逐次逼近过程。

6.一种基于单通道时间交织采样的SAR ADC采样方法，其特征在于，包括：

设置电容阵列，所述电容阵列包括N-1个权重电容和一个补偿电容，所述电容阵列从高位到低位的权重取值分别为：2^N-1C，2^N-2C，…，2C，C，其中N为通道数量；

处于采样状态时：

所述权重电容的下极板通过第一开关阵列Sn(i)(i＝1,2，…，N-2，N-1)接入输入电压，所述电容阵列的上极板通过采样开关和通道开关组K(i)(i＝0,1，…，n-2，n-1)接共模电压；所述通道开关组K(i)(i＝0,1，…，n-2，n-1)与采样开关串联；当N通道时间交织采样结构处于采样状态时，接共模电压Vcm的采样开关S按采样周期导通，通道开关组K(i)(i＝0,1，…，n-2，n-1)按照1/N倍的采样周期依次导通；

处于逐次逼近状态时：

所述权重电容的下极板通过第二开关阵列S(i)(i＝1,2，…，N-2，N-1)接基准电压。

7.根据权利要求6所述的基于单通道时间交织采样的SAR ADC采样方法，其特征在于，

在每个通道中，通道开关组中的每个通道开关的一端通过采样开关与共模电压连接，另一端分别与该通道内所有权重电容和补偿电容的上极板和比较器的负向输入端连接。

8.根据权利要求7所述的基于单通道时间交织采样的SAR ADC采样方法，其特征在于，将除最低位的权重电容C之外的其他权重电容等分为两个大小相同的电容。