[发明专利]连续逼近暂存式模拟数字转换器与相关的控制方法

说明书

本发明公开了一种连续逼近暂存式模拟数字转换器，其包含有开关电容阵列、缓冲器、比较器及控制逻辑电路。开关电容阵列用以根据开关控制信号来对输入信号进行取样以产生取样信号，缓冲器用以产生共模电压，比较器用以接收取样信号以及共模电压以产生比较结果，控制逻辑电路用以根据比较结果以产生输出信号并产生开关控制信号以控制开关电容阵列；此外，控制逻辑电路另外产生操作控制信号，以调整缓冲器内部的米勒补偿电容。此外，本发明也另外公开了相关的控制方法。透过本发明的技术内容，可以使得连续逼近暂存式模拟数字转换器具有更好的稳定度及带宽分配。

技术领域

本发明涉及了连续逼近暂存式模拟数字转换器(Successive ApproximationRegister Analog-to-Digital Converter，SAR ADC)。

背景技术

在采用下极板取样(bottom sampling)的SAR ADC中，输入讯号会透过开关电容的取样后产生取样信号至一比较器，而比较器再将取样讯号与共模电压进行比较以产生比较结果，以供后续操作以产生输出讯号。SAR ADC在操作的过程中会周期性地操作在取样阶段以及转换阶段，而在取样阶段时比较器的输出端点会因为开关电容的操作而具有很大的电容负载，而在转换阶段时虽然具有低的电容负载，但是需要充分的带宽以成功地决定出输出讯号的每一个位。因此，用来产生共模电压的缓冲器会需要能够驱动很大的电容负载且具有足够的带宽，造成设计上的困难。

在采用上极板取样(top sampling)的SAR ADC中，虽然用来产生共模电压的缓冲器在取样阶段时不会具有很大的电容负载，但会具有共模电压以及比较结果的误差问题，故通常只能应用在低分辨率的模拟数字转换器。

发明内容

因此，本发明的目的之一在于提出一种SAR ADC，其可以透过特殊的缓冲器设计，以使得SAR ADC在取样阶段以及转换阶段都具有良好的操作，以解决先前技术上的问题。

在本发明的一个实施例中，公开了一种SAR ADC，其包含有开关电容阵列、缓冲器、比较器及控制逻辑电路。开关电容阵列用以根据开关控制信号来对输入信号进行取样以产生取样信号，缓冲器用以接收共模电压后产生共模电压，比较器用以接收取样信号以及共模电压以产生比较结果，控制逻辑电路用以根据比较结果以产生输出信号并产生开关控制信号以控制开关电容阵列；此外，控制逻辑电路另外产生操作控制信号，以表示SAR ADC操作在取样阶段或是转换阶段，且缓冲器根据该操作控制信号以调整内部的米勒补偿电容。

在本发明的另一个实施例中，公开了一种SAR ADC的控制方法。SAR ADC包含有开关电容阵列、缓冲器、比较器及控制逻辑电路，其中开关电容阵列用以根据开关控制信号来对输入信号进行取样以产生取样信号，缓冲器用以接收共模电压后产生共模电压，比较器用以接收取样信号以及共模电压以产生比较结果，控制逻辑电路用以根据比较结果以产生输出信号并产生开关控制信号以控制开关电容阵列。控制方法包含有：根据操作控制信号以调整缓冲器内部的米勒补偿电容，其中操作控制信号用以表示SAR ADC操作在取样阶段或是转换阶段。

附图说明

图1为本发明一实施例SAR ADC的示意图。

图2为操作控制讯号及主频率讯号的示意图。

图3为本发明一实施例缓冲器在SAR ADC操作于取样阶段的示意图。

图4为本发明一实施例缓冲器在SAR ADC操作于转换阶段的示意图。

图5是本发明一实施例缓冲器的详细架构图。

图6为根据本发明一实施例SAR ADC的控制方法的流程图。

其中，附图标记说明如下：

100 SAR ADC

110 开关电容阵列

120 缓冲器