[发明专利]模数转换器及芯片在审

专利信息
申请号: 202310226260.X 申请日: 2023-03-03
公开(公告)号: CN116405031A 公开(公告)日: 2023-07-07
发明(设计)人: 沈红伟;原义栋;卢昱;张清松;廖煜鑫;鲁浩然;闵昊;许玉洁 申请(专利权)人: 北京智芯半导体科技有限公司;北京智芯微电子科技有限公司;复旦大学
主分类号: H03M1/00 分类号: H03M1/00;H03M1/12
代理公司: 北京润平知识产权代理有限公司 11283 代理人: 乔晓粉
地址: 102200 北京市昌平*** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 转换器 芯片
【权利要求书】:

1.一种模数转换器,其特征在于,所述模数转换器包括:

第一无源开关电容积分器,其包括:2Q个第一电容以及串联连接所述2Q个第一电容中的Q个电容的第一开关组以及串联连接所述2Q个第一电容中的另外的Q个电容的第二开关组;

第二无源开关电容积分器,其包括:2Q个第二电容以及串联连接所述2Q个第二电容中的Q个电容的第三开关组以及串联连接所述2Q个第二电容中的另外的Q个电容的第四开关组;

两个电容性模数转换阵列;

控制逻辑电路,用于在所述两个电容性模数转换阵列中的电容复位到初始状态的情况下,闭合所述第一开关组与所述第二开关组,以使所述第一无源开关电容积分器输出第一残差电压,以及闭合所述第三开关组与所述第四开关组,以使所述第二无源开关电容积分器输出第二残差电压,其中,所述第一残差电压为所述2Q个第一电容在上一预设周期的第一子残差电压之和,以及所述第二残差电压为所述2Q个第二电容在所述上一预设周期的第二子残差电压之和;以及

双差分输入比较器,用于接收所述第一残差电压与当前预设周期的输入电压之和作为第一差分输入信号,接收所述第二残差电压作为第二差分输入信号,以及输出比较结果,

所述控制逻辑电路还用于,根据所述比较结果,输出多个开关控制信号至所述两个电容性模数转换阵列,以输出与所述当前预设周期的输入电压相对应的当前预设周期的数字数据。

2.根据权利要求1所述的模数转换器,其特征在于,所述第一无源开关电容积分器还包括:并联连接所述2Q个第一电容的第五开关组,

相应地,在输出与所述上一预设周期的输入电压相对应的所述上一预设周期的数字数据之后,所述控制逻辑电路还用于,通过闭合所述第五开关组来将所述两个电容性模数转换阵列的上极板的残差电压分配至所述2Q个第一电容,以使所述第一电容的电压为所述第一子残差电压。

3.根据权利要求2所述的模数转换器,其特征在于,所述第二无源开关电容积分器还包括:并联连接所述2Q个第二电容的第六开关组,

相应地,在执行所述通过闭合所述第五开关组来将所述两个电容性模数转换阵列的上极板的残差电压分配至所述2Q个第一电容的步骤之后,所述控制逻辑电路还用于断开所述第五开关组,并通过闭合所述第六开关组来将所述两个电容性模数转换阵列的上极板的更新的残差电压分配至所述2Q个第二电容,以使所述第二电容的电压为所述第二子残差电压。

4.根据权利要求1所述的模数转换器,其特征在于,所述数字数据为N位数据,以及所述模数转换器还包括:采样开关电路,

在所述两个电容性模数转换阵列中的电容复位到初始状态之前,所述控制逻辑电路还用于执行以下操作:

根据关于所述当前预设周期的预测值,将所述两个电容性模数转换阵列中的正极侧与负极侧的最高位电容的下极板连接至不同的参考电压;

导通所述采样开关电路,以将所述当前预设周期的输入电压采样至所述电容性模数转换阵列;以及

断开所述采样开关电路,并将所述电容性模数转换阵列中的各个电容复位至初始状态,以馈入与所述参考电压相应的预偏移补偿量及所述上一预设周期输出的N位数据中的低N-1位数据。

5.根据权利要求4所述的模数转换器,其特征在于,在执行所述输出与所述当前预设周期的输入电压相对应的当前预设周期的数字数据的步骤之后,所述控制逻辑电路还用于执行以下操作:

将所述当前预设周期输出的N位数据减去所述上一预设周期输出的N位数据中的低N-1位数据,以获取N位差值;以及

将所述N位差值减去与所述预偏移补偿量相对应的数值,以输出与所述当前预设周期的输入电压对应的所述当前预设周期的补偿后的N位数据。

6.根据权利要求5所述的模数转换器,其特征在于,所述控制逻辑电路还用于,将所述当前预设周期的补偿后的N位数据与所述当前预设周期输出的N位数据中的低N-1位数据相加,以获取关于下一预设周期的预测值。

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