[发明专利]基于Vcm的超低功耗SAR ADC开关切换结构及其开关切换方法

权利要求书

1.一种基于Vcm的超低功耗SAR ADC开关切换结构，其特征在于，包括第一电容阵列、第二电容阵列、比较器、2个切换开关组、2个采样开关，所述第一电容阵列、第二电容阵列均由二进制权重容值为C₀、C₀、2 C₀……2^N-1C₀的N+1个电容组成，所述第一切换开关组、第二切换开关组均包括N+1个切换开关，第一电容阵列中全部电容的顶板相连接作为第一电容阵列的电容顶板DACP，第二电容阵列中全部电容的顶板相连接作为第二电容阵列的电容顶板DACN，DACP和DACN分别与比较器的同相输入端、反相输入端连接，DACP和DACN还分别经2个采样开关与共模电平V_cm连接，第一电容阵列中前N个权重容值的电容的底板分别与N个切换开关的一端连接，该N个切换开关的另一端连接基准电平V_ref、地电平V_ss、共模电平V_cm、输入电平V_ip，第一电容阵列中最小权重容值的一个电容的底板与1个切换开关的一端连接，该切换开关的另一端连接基准电平V_ref、共模电平V_cm、输入电平V_ip，第二电容阵列中的N+1个电容的顶板相连接作为第二电容阵列的电容顶板DACN，第二电容阵列中前N个权重容值的电容的底板分别与N个切换开关的一端连接，该N个切换开关的另一端连接基准电平V_ref、地电平V_ss、共模电平V_cm、输入电平V_ip，第二电容阵列中最小权重容值的一个电容的底板与1个切换开关的一端连接，该切换开关的另一端连接基准电平V_ref、共模电平V_cm、输入电平V_in；所述比较器包括动态预放大器、动态锁存器，动态预放大器的两输入端分别作为比较器的同相输入端和反相输入端，动态预放大器的两输出端分别与动态锁存器的两输入端连接，动态锁存器的两输出端分别作为比较器的两输出端。

2.根据权利要求1所述的基于Vcm的超低功耗SAR ADC开关切换结构，其特征在于，所述第一切换开关组中与第一电容阵列中前N个权重容值的电容的底板连接的N个切换开关为单刀四掷开关，第一切换开关组中与第一电容阵列中最小权重容值的一个电容的底板连接的1个切换开关为单刀三掷开关。

3.根据权利要求1所述的基于Vcm的超低功耗SAR ADC开关切换结构，其特征在于，所述第二切换开关组中与第二电容阵列中前N个权重容值的电容的底板连接的N个切换开关为单刀四掷开关，第二切换开关组中与第二电容阵列中最小权重容值的一个电容的底板连接的1个切换开关为单刀三掷开关。

4.根据权利要求1所述的基于Vcm的超低功耗SAR ADC开关切换结构，其特征在于，所述动态预放大器包括M1、M2、M3、M4、M13，电容C1、C2，M1的栅极、M2的栅极分别与DACP、DACN连接，M1的源极、M2的源极与M13的漏极连接，M1的漏极与M3的漏极相连接、M2的漏极与M4的漏极相连接分别作为动态预放大器的两输出端，M1的漏极、M2的漏极还分别与C1的上极板、C2的上极板，M3的栅极、M4的栅极、M13的栅极输入第一时钟信号，M3的源极、M4的源极连接至电源电位，M5的源极、C1的下极板、C2的下极板连接至地电位。

5.根据权利要求1所述的基于Vcm的超低功耗SAR ADC开关切换结构，其特征在于，所述动态锁存器包括M5、M6、M7、M8、M9、M10、M11、M12，M5的源极、M6的源极连接至电源电位，M5的栅极、M8的漏极、M10的栅极、M11的漏极、M12的漏极相连接作为动态锁存器的第一输出端，M6的栅极、M7的漏极、M9的漏极、M10的漏极、M11的栅极相连接作为动态锁存器的第二输出端，M5的漏极、M6的漏极分别与M7的源极、M8的源极相连接，M7的栅极、M8的栅极分别作为动态锁存器的两输入端，M9的源极、M10的源极、M11的源极、M12的源极连接至地电位，M9的栅极、M12的栅极输入与第一时钟信号反相的第二时钟信号。