[发明专利]一种用于逐次逼近型模数转换器单调开关的方法及电路

摘要

本发明是一种用于逐次逼近型模数转换器单调开关的方法及电路，用于n位模数转换，包括比较器和n-1位二进制开关电容，所述的每对电容中第一个电容的上极板分别连接比较器的正相输入端和差分输入信号端V_INP，所述的每对电容中第二个电容的上极板分别连接比较器的反相输入端和差分输入信号端V_INN，所述的每对电容的下极板可选择的连接参考电压V_REF或地端GND。本发明通过上极板采样，无第一次功耗且单位电容数量减少，通过单调式开关方法，开关功耗大幅降低，并且电路结构简单可靠。

主权项

一种用于逐次逼近型模数转换器单调开关的方法，用于n位模数转换，其特征在于，包括比较器和n‑1位二进制开关电容，其中：在采样阶段，每对电容中第一个电容的上极板对差分输入信号V_INP进行采样，每对电容中第二个电容的上极板对差分输入信号V_INN进行采样，所有电容下极板均连接参考电压V_REF，使得比较器两输入端的电压分别为V_INP、V_INN；采样结束后，电容上极板断开与相应输入信号的连接，开始第一次比较：当V_DACP大于V_DACN时，比较器输出数字码为1，同时V_DACP端MSB电容下极板由V_REF切换到地端GND，其余所有电容接法保持不变；当V_DACP小于V_DACN时，比较器输出数字码为0，同时V_DACN端MSB电容下极板由V_REF切换到地端GND，其余所有电容接法保持不变；MSB确定后，继续进行后续比较转换，以上述方式中每一次比较转换只有一个电容下极板状态发生变化，其余电容保持不变，一直进行此单调变化，直至确定LSB；对于n位模数转换器，采用上述开关时序，其转换过程中平均开关功耗符合公式：平均功耗$E=\underset{i=1}{\overset{n-1}{\mathrm{\Σ}}}\left(2^{n-2-i}\right){{\mathrm{CV}}_{\mathrm{REF}}}^2$其中：n为数模转换器的位数；C为数模转换器的单位电容值；V_REF为数模转换器参考电压。