[发明专利]一种输入分段式的流水线逐次逼近型模数转换器

权利要求书

1.一种输入分段式的流水线逐次逼近型模数转换器，其特征在于，整体电路由两个对称的通道组成，每个通道电路包括：4个具有不同输入参考电压的开环输入缓冲器InputBuffer，4个第一级逐次逼近型模数转换器SAR ADC，自适应数字选择逻辑电路MUX，开环余量放大器RA和第二级逐次逼近型模数转换器SAR ADC；所述输入缓冲器对输入信号进行放大并分成四个不同的量化区间；采用四个第一级逐次逼近型模数转换器分别对这四个区间进行模拟信号到数字码值的转换；利用自适应数字选择逻辑电路在四组数字码值中选择出正确量化的结果，并将其对应的模拟余量传递给开环余量放大器；开环余量放大器对此模拟余量信号进行放大，放大后的信号由第二级逐次逼近型模数转换器进行采样量化，并产生第二级量化数字码；每个通道内前后两级以流水线方式工作，第一级和第二级的数字码值经同步处理后输出；其中：

所述4个具有不同输入参考电压的开环Input Buffer，将输入信号与4组不同的输入参考电压进行比较从而将输入信号放大至4个不同的区间；

所述4个第一级SAR ADC，同时对放大并分段后的4组输入信号进行顶极板采样、量化，并产生4组第一级量化数字码与量化后的模拟余量；

所述自适应MUX，比较4组第一级量化数字码得到正确的1组第一级量化数字码，并且控制该数字码对应的模拟余量的传递；

所述开环RA，对此模拟余量信号进行放大，放大后的信号由第二级SAR ADC进行采样量化，并产生第二级量化数字码；

两级SAR ADC以流水线方式进行工作，第一级和第二级的数字码值经同步处理后输出。

2.根据权利要求1所述的输入分段式的流水线逐次逼近型模数转换器，其特征在于，所述4个具有不同输入参考电压的开环输入缓冲器，其电路包括第一级四输入差分放大器（101），第二级伪差分放大器（102）和共模反馈放大器（103）；其中，所述第一级四输入差分放大器（101）把输入模拟信号与输入参考电压进行做差；所述第二级伪差分放大器（102）将做差后的信号进行放大；所述共模反馈放大器（103）将输出共模电压与理想共模电压做差并将放大后的电压反馈至第一级四输入差分放大器（101），以维持输出共模电压的稳定性。

3.根据权利要求2所述的输入分段式的流水线逐次逼近型模数转换器，其特征在于，所述第一级四输入差分放大器（101），包含：6个NMOS管N1、N2、N3、N4、N5、N6，4个PMOS管P1、P2、P3、P4，和密勒电容C_C，其中，N5、N6为尾电流源，N1、N2、N3、N4为输入差分对管用于实现输入信号与输入参考电压之间的做差，P1、P2、P3、P4为负载管；其中， N1和N4的栅端接输入差分信号，N2和N3的栅端接输入参考电压，N1的漏端与N3、P1、P3的漏端相连并输出第一级放大器的单端输出电压，N4的漏端与N2、P2、P4的漏端相连并输出第一级放大器的另一端输出电压，并P1和P2的栅端接偏置电压VBP，P2和P4的栅端接反馈电压VCMFB，N5和N6的栅端接偏置电压VBN，N5的漏端与N1、N2的源端相连，N6的漏端与N3、N4的源端相连，密勒电容C_C的两端分别连接反馈电压VCMFB和第一级放大器的输出电压。

4.根据权利要求2所述的输入分段式的流水线逐次逼近型模数转换器，其特征在于，所述第二级伪差分放大器（102），包含：2个NMOS管N7、N8，2个PMOS管P5、P6；其中，N7与P5的栅端相连，漏端也相连，并输出第二级放大器的单端输出电压，N8与P6的栅端相连，漏端也相连，输出第二级放大器的另一端输出电压；N7和P5完成对一端信号的反相放大，N8和P6完成对另一端信号的反相放大，从而对第一级四输入差分放大器的输出信号进行放大。