[发明专利]SAR模数转换器的亚稳态检测纠正电路及异步SAR模数转换器

说明书

本发明公开一种SAR模数转换器的亚稳态检测纠正电路及异步SAR模数转换器，包括比较器、亚稳态检测电路、SAR存储模块和数字编码纠正模块；比较器与亚稳态检测电路互相连接，亚稳态检测电路的输出端与数字编码纠正模块的输入端连接，SAR存储模块的输出端分别与亚稳态检测电路的控制端和数字编码纠正模块的数据读取端连接；亚稳态检测电路包括比较时间检测模块和N个锁存器，比较时间检测模块的输出端分别与每一锁存器的输入端连接，每一锁存器的输出端分别与数字编码纠正模块的输入端连接，用于检测比较器的比较时间，并经N个锁存器的处理输出亚稳态指示信号至数字编码纠正模块。本发明技术方案提升了异步SAR模数转换器的可靠性。

技术领域

本发明涉及模数转换器技术领域，特别涉及一种SAR模数转换器的亚稳态检测纠正电路及异步SAR模数转换器。

背景技术

模数转换器（ADC）广泛应用于测试仪器（如示波器）、射频接收器和磁盘驱动读取等应用中。在这些通信和磁盘驱动读取应用中，误码率是一个非常重要的指标，需要模数转换器的误码率非常的低，模数转换器中误码率的来源有噪声和比较器的亚稳态。随着工艺制程的快速发展，SAR（逐次逼近型）ADC的模拟部分结构简单受到越来越多的关注，在高速应用中，一般采用异步转换时钟SAR ADC，由于SAR ADC数字量化是逐次的，留给比较器的比较时间很短，比较器很容易处于亚稳态的状态，因而导致SAR ADC转换数据出错。

目前存在一些方案在理想的检测电路情况下可以有效的减少发生亚稳态的概率，如图1所示，然而由于这些方案锁存器对输入信号的有效持续时间有要求，对于比较窄的脉冲，可能使锁存器发生亚稳态的问题，经过较长的时间才使锁存器的输出有效，导致转换位产生的亚稳态指示信号指示位置错误，以致发生数字纠正逻辑编码错误。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种SAR模数转换器的亚稳态检测纠正电路及异步SAR模数转换器，旨在提升SAR模数转换器的可靠性。

为实现上述目的，本发明提出的SAR模数转换器的亚稳态检测纠正电路包括比较器、亚稳态检测电路、SAR存储模块和数字编码纠正模块；

所述比较器的比较时钟端与所述亚稳态检测电路的输入端互相连接，所述亚稳态检测电路的输出端与所述数字编码纠正模块的输入端连接，所述SAR存储模块的输出端分别与所述亚稳态检测电路的控制端和所述数字编码纠正模块的数据读取端连接；

所述比较器，用于对输入的DAC正端电压和DAC负端电压进行比较，以产生对应的比较结果；

所述亚稳态检测电路包括比较时间检测模块和N个锁存器，所述比较时间检测模块的输出端分别与每一所述锁存器的输入端连接，每一所述锁存器的输出端分别与所述数字编码纠正模块的输入端连接，用于检测所述比较器的比较时间，并经N个所述锁存器的处理输出亚稳态指示信号至所述数字编码纠正模块，其中，N个锁存器中的N为大于或等于1的整数；

所述SAR存储模块，用于存储所述比较器的输出信号，并输出N组位转换指示信号至N个所述锁存器，且N组所述位转换指示信号与N个所述锁存器一一对应，以及输出原始数据至所述数字编码纠正模块；

所述数字编码纠正模块，用于对所述亚稳态检测电路输出的亚稳态指示信号进行纠正，以输出纠正后的数据或者所述原始数据。

可选地，所述SAR模数转换器的亚稳态检测纠正电路还包括ADC输入采样开关，所述ADC输入采样开关与所述比较器的输入端连接，且其采样端与所述SAR存储模块互相连接；

所述ADC输入采样开关，用于在采样时钟Фs采集所述SAR模数转换器的ADC输入信号。

可选地，所述SAR模数转换器的亚稳态检测纠正电路还包括电容阵列CDAC，所述电容阵列CDAC连接于所述ADC输入采样开关与所述比较器之间，所述电容阵列CDAC的受控端与所述SAR存储模块的控制端连接；