模拟至数字转换器以及信号转换方法技术

本发明专利技术提供一种模拟至数字转换器以及一种信号转换方法，该模拟至数字转换器包括：比较器，包括第一输入端；第一电容，包括与该第一输入端耦接的第一端；第二电容；第一开关模块，耦接到该第一电容的第二端和该第二电容的第一端；控制单元，用于对应于采样模式或者比较模式，控制第一开关模块的导通状态；其中，在采样模式中通过第一开关模块，该第一电容对第一输入信号的值采样以及该第二电容对第一参考信号的值采样；在该采样模式，该第一电容和该第二电容没有彼此耦接；在比较模式中，第一电容和第二电容通过第一开关模块串联耦接。本发明专利技术实施例提供的上述技术方案，不会引起电压差分割以及电荷重分配。

【技术实现步骤摘要】
模拟至数字转换器以及信号转换方法
本专利技术关于一信号处理领域，特别有关于一模拟至数字转换器以及信号转换方法。
技术介绍
图1示出相关技术的一子模拟至数字转换器(sub-ADC,subAnalogtoDigitalConverter)。由于闪存型ADC本身对于高速应用是一很好的候选，所以该子模拟至数字转换器sub-ADC是流水线型ADCs(pipelineADC)的一基本构建模块。在图1中，乘法数字至模拟转换器(MDAC，MultiplyingDigitaltoAnalogConverter)101以及sub-ADC103代替了传统的采样/追踪(Sample/Track)以及保持(Hold)阶段以节省功率。但是在MDAC101以及sub-ADC103之间的采样偏差(skew)在这种情况下就变得至关重要。为了解决这个问题，在一采样阶段，在MDAC101以及sub-ADC103中的采样电容C1-C4将同时对输入信号Sip,Sin采样，与此同时，在sub-ADC103中的附加(extra)采样电容C5,C6将对相应的参考信号Sr1,Sr2采样，该相应的参考信号Sr1,Sr2能为恒定的电压。而且在保持阶段，sub-ADC103中的两对采样电容C3-C6将一起并联(shunt)，使得比较模块105能获得输入信号Sip,Sin与参考信号Sr1,Sr2之间的电压差。但是由于两个电容(比如C3和C5)共享了电荷(charge)差，所以前面的操作将电压差除以2。而且，sub-ADC103需要更多的时间等待两个采样电容中的电荷重分配。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种模拟至数字转换器以及一种信号转换方法，该模拟至数字转换器以及该方法不会引起电压差分割(voltagedifferencedividing)以及电荷重分配(chargeredistribution)。本专利技术一实施例提供一模拟至数字转换器，其能操作在采样模式或者比较模式。该模拟至数字转换器包括：比较器，包括第一输入端；第一电容，包括与该第一输入端耦接的第一端；第二电容；第一开关模块，耦接到该第一电容的第二端和该第二电容的第一端；控制单元，用于对应于该采样模式或者该比较模式，控制该第一开关模块的导通状态；其中，在该采样模式中通过该第一开关模块，该第一电容对第一输入信号的值采样以及该第二电容对第一参考信号的值采样；在该采样模式，该第一电容和该第二电容不耦接；其中，在该比较模式中，该第一电容和该第二电容通过该第一开关模块串联耦接。本专利技术另一实施例揭示一信号转换方法，用于能操作在采样模式或者比较模式的模拟至数字转换器。该模拟至数字转换器包括比较器，与该比较器的第一输入端耦接的第一电容，第二电容和第一开关模块。该方法包括：对应于该采样模式，控制该第一开关模块的导通状态，从而在该采样模式中，通过该第一开关模块，该第一电容对第一输入信号的值采样以及该第二电容对第一参考信号的值采样，并且在该采样模式中该第一电容和该第二电容不耦接；以及对应于该比较模式，控制该第一开关模块的导通状态，从而在该比较模式中，该第一电容和该第二电容通过该第一开关模块串联耦接。上述模拟至数字转换器以及信号转换方法，由于在比较模式中，两个电容串联耦接而不是并联，所以第一输入信号的值与第一参考信号的值的电压差不会除以2，而且在两个电容之间也没有电荷重分配的动作。附图说明图1为示出相关技术中模拟至数字转换器的电路图；图2为根据本专利技术一实施例示出的模拟至数字转换器的一电路图；图3为根据本专利技术一实施例示出的模拟至数字转换器的另一电路图；图4为根据本专利技术一实施例示出的模拟至数字转换器的又一电路图；图5为示出图2-图4的模拟至数字转换器操作的时序图；图6为根据本专利技术又一实施例示出的模拟至数字转换器的一电路图；图7为根据本专利技术又一实施例示出的模拟至数字转换器的另一电路图；图8为根据本专利技术又一实施例示出的模拟至数字转换器的又一电路图。图9为示出图6-图8的模拟至数字转换器操作的时序图；图10为根据本专利技术一实施例示出的信号转换方法的流程图。具体实施方式在说明书及所附的权利要求书当中使用了某些词汇来指称特定的组件。本领域技术人员应可理解，制造商可能会用不同的名词来称呼同样的组件。本说明书及所附的权利要求书并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。在通篇说明书及所附的权利要求书当中所提及的「包含」是为一开放式的用语，故应解释成「包含但不限定于」。另外，「耦接」一词在此包含任何直接及间接的电气连接手段。因此，若文中描述一第一装置耦接于一第二装置，则代表该第一装置可直接电气连接于该第二装置，或透过其他装置或连接手段间接地电气连接至该第二装置。在后面描述中将描述本专利技术实施例提供的该模拟至数字转换器。需要注意的是，虽然本专利技术实施例提供的该模拟至数字转换器能够应用到sub-ADC，以比较输入信号Sin,Sip和参考信号Sr，如图1所示，但是该模拟至数字转换器也能应用到其他电路中。而且，本专利技术实施例提供的用于该模拟至数字转换器的结构和操作也不仅限于后面的实施例，也可以采用其他的方式。根据本专利技术实施例，图2-图4示出模拟至数字转换器的电路图。图5示出图2-图4中描述的该模拟至数字转换器操作的时序图。图2-4中的模拟至数字转换器200具有相同的电路结构但是操作在不同的模式。为了更清楚的理解本专利技术的概念，请结合参考图2-4中的电路图以及图5中的时序图。模拟至数字转换器200在图2中操作在采样(sampling)模式(对应图5中的时间段TSA)，模拟至数字转换器200在图3中操作在切换(switching)模式(对应图5中的时间段TS)，模拟至数字转换器200在图4中操作在比较模式(对应图5中的时间段TC)。该模拟至数字转换器200包括比较器(comparator)201，第一开关模块(firstswitchmodule)203，控制单元(controlunit)205，第一电容(firstcapacitor)C1，和第二电容(secondcapacitor)C2。比较器201包括第一输入端IN1和第二输入端IN2。该第一电容C1包括与该第一输入端IN1耦接的第一端TC11。该第一开关模块203耦接到该第一电容C1的第二端TC12以及该第二电容C2的第一端TC21。对应于不同的模式，该控制单元205控制该第一开关模块203的导通状态，其将在后续实施例中详细描述。而且，该第二电容C2的第二端TC22与预定电压电位Vcm耦接。在一实施例中，该第一开关模块203包括第一开关SW1，第二开关SW2，第三开关SW3，以及第四开关SW4。该第一开关SW1与第一电容C1的第二端TC12耦接。该第二开关SW2与该第二电容C2的第一端TC21耦接。该第三开关SW3的一端与该第一电容C1的该第一端TC11耦接，该第三开关SW3的另一端与该预定电压电位Vcm耦接。该第四开关SW4耦接在第一电容C1的第二端TC12以及第二电容C2的第一端TC21之间。正如前面所提及的，该模拟至数字转换器200在图2中操作在采样模式(在图5中的时间段TSA)。在这个模式中，该第一开关SW1，第二开关SW2，以及第三开关SW3都导通(在图5中为高本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种模拟至数字转换器，其特征在于，能操作在采样模式或者比较模式，该模拟至数字转换器包括：比较器，包括第一输入端；第一电容，包括与该第一输入端耦接的第一端；第二电容；第一开关模块，耦接到该第一电容的第二端和该第二电容的第一端；控制单元，用于对应于该采样模式或者该比较模式，控制该第一开关模块的导通状态；其中，在该采样模式中通过该第一开关模块，该第一电容对第一输入信号的值采样以及该第二电容对第一参考信号的值采样；在该采样模式，该第一电容和该第二电容不耦接；其中，在该比较模式中，该第一电容和该第二电容通过该第一开关模块串联耦接。

【技术特征摘要】
2013.09.27 US 14/038,7761.一种模拟至数字转换器，其特征在于，能操作在采样模式或者比较模式，该模拟至数字转换器包括：比较器，包括第一输入端；第一电容，包括与该第一输入端耦接的第一端；第二电容；第一开关模块，该第一开关模块进一步包括第一开关、第二开关、第三开关以及第四开关，其中，该第一开关与该第一电容的第二端耦接，该第二开关与该第二电容的第一端耦接，该第三开关与该第一电容的该第一端耦接，该第四开关耦接在该第一电容的该第二端与该第二电容的第一端之间；控制单元，用于对应于该采样模式或者该比较模式，控制该第一开关模块的导通状态；其中，在该采样模式中通过该第一开关模块，该第一电容对第一输入信号的值采样以及该第二电容对第一参考信号的值采样；在该采样模式，该第一电容和该第二电容不耦接；其中，在该比较模式中，该第一电容和该第二电容通过该第一开关模块串联耦接。2.根据权利要求1所述的模拟至数字转换器，其特征在于，该第二电容的第二端与预定电压电位耦接；其中，在该采样模式中，该第一电容的该第一端通过该第一开关模块与该预定电压电位耦接；在该比较模式中，该第一电容的该第一端不与该预定电压电位耦接。3.根据权利要求2所述的模拟至数字转换器，其特征在于，该比较器进一步包括：耦接到该预定电压电位的第二输入端。4.根据权利要求1或者2所述的模拟至数字转换器，其特征在于，如果该第一开关是导通的，该第一电容接收该第一输入信号；如果该第二开关是导通的，该第二电容接收该第一参考信号；如果该第三开关是导通的，该第一电容接收预定电压电位；其中，在该采样模式中，该第一开关，该第二开关以及该第三开关导通，在该比较模式中，该第一开关，该第二开关以及该第三开关不导通；其中，在该比较模式中，该第四开关导通。5.根据权利要求4所述的模拟至数字转换器，其特征在于，该模拟至数字转换器可运作于在在该采样模式与该比较模式之间的切换模式，其中，在该切换模式中，该第二开关和该第三开关首先变为不导通，然后该第一开关变为不导通。6.根据权利要求1所述的模拟至数字转换器，其特征在于，其中，该比较器进一步包括第二输入端，其中，该模拟至数字转换器进一步包括：第三电容，包括与该第二输入端耦接的第一端；第四电容；第二开关模块，其中，该第二开关模块包括第五开关、第六开关、第七开关以及第八开关，其中，该第五开关与该第三电容的第二端耦接，该第六开关与该第四电容的第一端耦接，该第七开关与该第三电容的该第一端耦接，该第八开关耦接在该第三电容的该第二端与该第四电容的该第一端之间；...

【专利技术属性】
技术研发人员：张文华，
申请(专利权)人：联发科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71