[发明专利]高精度模数转换器转换速度提升电路

权利要求书

1.高精度模数转换器转换速度提升电路，其特征是，包括：信号输入电路（U1）、高精度ADC内核（U3）、采样开关（U4）、保持电路（U5）、比较器（U6）、FIFO电路（U7）、数据求和电路（U8）以及数字校准电路（U9），其中，采样开关（U4）、保持电路（U5）、比较器（U6）和FIFO电路（U7）构成模拟信号跟踪量化电路（U2）；

上述电路的连接关系如下：外部待测信号首先经信号输入电路（U1）转换成标准电压信号V_in，信号输入电路（U1）输出的输入模拟电压信号V_in被同时输入到高精度ADC内核（U3）和采样开关（U4）的模拟信号输入端，采样开关（U4）的第一模拟信号输出端在CK1时钟控制下连接到比较器（U6）的正输入端，采样开关（U4）的第二模拟信号输出端在CK2时钟控制下连接到保持电路（U5）的信号输入端，保持电路（U5）的模拟信号输出端在CK1时钟控制下连接到比较器（U6）的负输入端，比较器（U6）的量化输出端连接到FIFO电路（U7）的数据输入端，FIFO电路（U7）的数据输出端连接到数据求和电路（U8）的第一数据输入端，高精度ADC内核（U3）的数据输出端连接到数据求和电路（U8）的第二数据输入端，数据求和电路（U8）的输出数据输入到数字校准电路（U9）经误差校准得到整体模数转换器的最终数字量化输出码；所述数字校准电路（U9）输出的校准模拟电压信号Vcal连接到采样开关（U4）的模拟信号输入端；

所述高精度ADC内核（U3）的采样时钟为Ck_ad，采样开关（U4）、保持电路（U5）、比较器（U6）、FIFO电路（U7）、数据求和电路（U8）以及数字校准电路（U9）的控制时钟为Ck_trac；时钟Ck_trac的频率是Ck_ad的M倍，M为任意自然数。

2. 根据权利要求1所述的高精度模数转换器转换速度提升电路，其特征是，所述高精度ADC内核（U3）在输出第K个数字码D(K)和第K+1个数字码之间的时间内，所述模拟信号跟踪量化电路（U2）在时钟Ck_trac控制下产生M个跟随输入模拟信号相对变化的量化码d(n+1)~d(n+M)，经数据求和电路（U8）分别和D(K) 求和运算，得到M个精确复印输入模拟信号变化的量化数字码；K为自然数，n为大于2的自然数。

3.根据权利要求1所述的高精度模数转换器转换速度提升电路，其特征是，所述模拟信号跟踪量化电路（U2）的工作由3相不交叠时钟控制：Ck0相，所述采样开关（U4）进行电压采样，假设此时该开关为第n次采样，则采样得到电压V_in(n)；Ck1相，所述比较器（U6）将对高性能开关采样得到电压V_in(n)与保持电路（U5）前个时钟周期保持的电压V_in(n-1)进行比较，比较器（U6）输出为1，表示V_in电压在升高，比较器（U6）输出为0则相反；Ck2相，V_in(n)将进入保持电路（U5）进行保持，同时比较器（U6）输出将进入FIFO电路（U7），进行状态保存。

4.根据权利要求1所述的高精度模数转换器转换速度提升电路，其特征是，所述保持电路（U5）的工作受2相不交叠时钟控制，并且其控制时钟必须比采样开关（U4）的控制时钟延迟一个Ck_trac周期。

5. 根据权利要求1所述的高精度模数转换器转换速度提升电路，其特征是，所述数字校准电路（U9）包括：校准信号产生电路（91）、误差估计电路（92）、误差纠正电路（93）和控制电路（94）；数据求和电路（U8）的输出端连接误差估计电路（92）和误差纠正电路（93）的输入端；控制电路（94）的输出端分别连接到校准信号产生电路（91）和误差估计电路（92）；校准信号产生电路（91）根据控制电路（94）的控制信号分别产生校准模拟电压信号Vcal和对应的校准数字信号Dcal，校准模拟电压信号Vcal连接到所述采样开关（U4）的模拟信号输入端，校准数字信号Dcal连接到误差估计电路（92）的校准信号输入端和误差纠正电路（93）的校准信号输入端；误差估计电路（92）根据控制电路（94）的控制信号、数据求和电路（U8）的输出数据Dres和校准数字信号Dcal产生校正参数，并输出给误差纠正电路（93）；误差纠正电路（93）根据所述校准数字信号Dcal、校正参数以及数据求和电路（U8）的输出数据Dres进行校准计算，得到最终的数字量化输出码 Dout。