[发明专利]一种高精度模数转换器及转换方法

权利要求书

1.一种高精度模数转换器，其特征在于，包括第一输入端、第二输入端、正相电容阵列、反相电容阵列、比较器和移位寄存器；

所述第一输入端通过所述正相电容阵列进而连接至所述比较器的同相输入端，所述第二输入端通过所述反相电容阵列进而连接至所述比较器的反相输入端，所述比较器的输出端与所述移位寄存器的输入端连接；

所述正相电容阵列包括正相高阵列和正相低阵列，所述第一输入端通过所述正相高阵列和所述正相低阵列进而连接至所述比较器的同相输入端，所述正相高阵列初始时连接至参考电压，所述正相低阵列初始时连接至地；

所述正相高阵列包括第一电容和第一电容组，所述第一电容的下极板和所述第一电容组的下极板均连接至所述第一输入端和所述比较器的同相输入端，所述第一电容的上极板通过开关选择连接参考电压或共模电压或地，所述第一电容组的上极板通过开关选择连接参考电压或共模电压或地；

所述第一电容组包括N-3个电容，所述第一电容组的电容的下极板连接至所述第一输入端和所述比较器的同相输入端，所述第一电容组的电容的上极板分别通过开关选择连接参考电压或共模电压或地，其中，所述第一电容组中的第i个电容的电容值为2^i-1C，1≤i≤N-3，N表示数模转换器位数，且N≥4，C表示一个单位电容；

所述正相低阵列包括第二电容和第二电容组，所述第二电容的下极板和所述第二电容组的下极板均连接至所述第一输入端和所述比较器的同相输入端，所述第二电容的上极板通过开关选择连接参考电压或共模电压或地，所述第二电容组的上极板通过开关选择连接参考电压或共模电压或地；

所述第二电容组包括N-3个电容，所述第二电容组的电容的下极板连接至所述第一输入端和所述比较器的同相输入端，所述第二电容组的电容的上极板分别通过开关选择连接参考电压或共模电压或地，其中，所述第二电容组中的第i个电容的电容值为2^i-1C，1≤i≤N-3；

所述反相电容阵列包括反相高阵列和反相低阵列，所述第二输入端通过所述反相高阵列和所述反相低阵列进而连接至所述比较器的反相输入端，所述反相高阵列初始时连接至参考电压，所述反相低阵列初始时连接至地。

2.根据权利要求1所述的一种高精度模数转换器，其特征在于，所述第一电容和第二电容的电容值为C。

3.根据权利要求1所述的一种高精度模数转换器，其特征在于，所述反相高阵列包括第三电容和第三电容组，所述第三电容的下极板和所述第三电容组的下极板均连接至所述第二输入端和所述比较器的反相输入端，所述第三电容的上极板通过开关选择连接参考电压或共模电压或地，所述第三电容组的上极板通过开关选择连接参考电压或共模电压或地。

4.根据权利要求3所述的一种高精度模数转换器，其特征在于，所述第三电容组包括N-3个电容，所述第三电容组的电容的下极板连接至所述第二输入端和所述比较器的反相输入端，所述第三电容组的电容的上极板分别通过开关选择连接参考电压或共模电压或地，其中，所述第三电容组中的第i个电容的电容值为2^i-1C，1≤i≤N-3，N表示数模转换器位数，且N≥4。

5.根据权利要求1所述的一种高精度模数转换器，其特征在于，所述反相低阵列包括第四电容和第四电容组，所述第四电容的下极板和所述第四电容组的下极板均连接至所述第二输入端和所述比较器的反相输入端，所述第四电容的上极板通过开关选择连接参考电压或共模电压或地，所述第四电容组的上极板通过开关选择连接参考电压或共模电压或地。

6.根据权利要求5所述的一种高精度模数转换器，其特征在于，所述第四电容组包括N-3个电容，所述第四电容组的电容的下极板连接至所述第二输入端和所述比较器的反相输入端，所述第四电容组的电容的上极板分别通过开关选择连接参考电压或共模电压或地，其中，所述第四电容组中的第i个电容的电容值为2^i-1C，1≤i≤N-3，N表示数模转换器位数，且N≥4。

7.根据权利要求3所述的一种高精度模数转换器，其特征在于，所述第三电容的电容值为C。