[发明专利]模数转换电路及电子设备

说明书

本公开涉及一种模数转换电路及电子设备，模数转换电路包括第一转换单元、第二转换单元和信号处理单元，第一转换单元用于对第一模拟信号进行粗量化得到第一数字信号；第二转换单元用于对第一模拟信号的量化余差部分进行精量化得到第二数字信号；信号处理单元用于根据第一数字信号以及第二数字信号得到第三数字信号，第三数字信号是第一模拟信号对应的数字信号；其中，第一转换单元和第二转换单元包括至少一个复用的模块，且不包括闭环工作的放大器和/或采样电容。根据本公开实施例的模数转换电路，能够在先进工艺下实现低速、高精度的模数转换，并且降低电路的面积。

技术领域

本公开涉及集成电路领域，尤其涉及一种模数转换电路及电子设备。

背景技术

模数转换器(analog to digital converter，ADC)是一种将模拟信号转换为数字信号的电子系统，通常用集成电路(芯片)实现。模数转换器的性能主要体现在四个方面：速度(由采样率或带宽决定)、精度(由有效位数或信噪比决定)、功耗、以及成本(由电路面积或芯片面积决定)。其中，低速(采样率100KHz)、高精度(有效位数16位)的模数转换器主要应用于精密数据测量、传感器数据采集、音频信号采集等场景，并常常被整合到一个大的片上系统中以降低成本。例如，许多的手机芯片会将模数转换器、微处理器、无线收发装置等器件集成在一个芯片上，这不仅对模数转换器的面积和功耗提出了要求，更重要的是，这还要求模数转换器必须能使用与微处理器相同的制造工艺来制造。“工艺”指芯片制造的工艺水平，常用最小线宽描述。微处理器的制造工艺通常是先进工艺，目前先进工艺通常是低压、28nm或以下线宽，也即，要求模数转换器的线宽在28nm或以下。对此，传统的模数转换器已经很难满足应用需求。

发明内容

有鉴于此，本公开提出了一种模数转换电路及电子设备，根据本公开实施例的模数转换电路，能够在先进工艺下实现低速、高精度的模数转换，并且降低电路的面积。

根据本公开的一方面，提供了一种模数转换电路，包括第一转换单元、第二转换单元和信号处理单元，所述第一转换单元用于对第一模拟信号进行粗量化得到第一数字信号；所述第二转换单元用于对所述第一模拟信号的量化余差部分进行精量化得到第二数字信号；所述信号处理单元用于根据所述第一数字信号以及所述第二数字信号得到第三数字信号，所述第三数字信号是所述第一模拟信号对应的数字信号；其中，所述第一转换单元和所述第二转换单元包括至少一个复用的模块，且不包括闭环工作的放大器和/或采样电容。

在一种可能的实现方式中，所述模数转换电路的一个工作周期包括复位阶段、粗量化阶段和精量化阶段，所述模数转换电路还连接控制电路，所述控制电路依次输出复位信号、粗量化信号、精量化信号，所述模数转换电路在接收到所述复位信号时进入所述复位阶段，在所述复位阶段中，所述模数转换电路重置所述第一转换单元和所述第二转换单元；所述模数转换电路在接收到所述粗量化信号时进入所述粗量化阶段，在所述粗量化阶段中，所述第一转换单元工作；所述模数转换电路在接收到所述精量化信号时进入所述精量化阶段，在所述精量化阶段中，所述第二转换单元工作。

在一种可能的实现方式中，所述第一转换单元包括信号求和模块、比较模块、计数模块和位移轮转模块，在所述粗量化阶段中，所述计数模块输出所述第一数字信号；所述第二转换单元包括信号求和模块、积分模块、比较模块、滤波模块和位移轮转模块，在所述精量化阶段中，所述滤波模块输出所述第二数字信号；其中，信号求和模块、比较模块、位移轮转模块中的至少一个作为所述至少一个复用的模块；