异步逐次逼近型模数转换电路制造技术

一种异步逐次逼近型模数转换电路，所述异步逐次逼近型模数转换电路包括：比较电路、非门电路、与门电路、异或门电路、异步逐次逼近逻辑电路、亚稳态检测电路、以及数模转换电路。所述异步逐次逼近型模数转换电路通过亚稳态检测电路识别异步逐次逼近型模数转换电路亚稳态，并将亚稳态检测电路的输出反向后与比较电路输出进行与运算，将运算结果送至异步逐次逼近逻辑电路，使得异步逐次逼近逻辑电路不受比较电路亚稳态的影响，从而异步逐次逼近型模数转换电路在一个时钟周期内完成所有位的比较，提升所述模数转换电路性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电子
，尤其是涉及一种异步逐次逼近型模数转换电路。
技术介绍
异步逐次逼近型模数转换电路(ASAR ADC,Asynchronous Successive Approximation Register Analog-to-Digital Converter)是一种常用的模数转换器，图1为一种现有的异步逐次逼近型模数转换电路(ASAR ADC,Asynchronous Successive Approximation Register Analog-to-digital Converter)10，主要包括以下部分：比较电路(Comp)102、异或门电路103、异步逐次逼近逻辑电路(Asynchronous SAR Logic)104以及数模转换电路(DAC)101。输入信号Vin连接至比较电路102，比较电路输出电压VComp连接至异或门电路103并连接至异步逐次逼近逻辑电路104，异或门电路103输出连接至异步逐次逼近逻辑电路104，异步逐次逼近逻辑电路104根据输入信号进行逻辑运算，得到数字输出信号作为输出，得到控制信号连接至数模转换电路101的控制信号输入端，数模转换电路101的输出信号连接至比较电路102另一输入端。异步逐次逼近型模数转换电路相比同步逐次逼近型模数转换电路速度较快，但存在比较电路的亚稳态问题。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是异步比较电路的亚稳态问题。为解决上述问题，本专利技术提供一种异步逐次逼近型模数转换电路，其特征在于，包括：比较电路、非门电路、与门电路、异或门电路、异步逐次逼近逻辑电路、亚稳态检测电路、以及数模转换电路；所述比较电路的第一输入端与输入模拟信号相连接，所述比较电路第一输出端或第二输出端和所述异步逐次逼近逻辑电路的第一输入端以及所述异
或门第一输入端相连接；所述比较电路的另一输出端连接至所述与门电路第一输入端，所述与门电路输出端与所述异步逐次逼近逻辑电路第二输入端以及所述异或门电路第二输入端相连接，所述异步逐次逼近逻辑电路的控制信号输出端与所述比较电路的使能信号输入端以及所述亚稳态检测电路的输入端相连接；所述亚稳态检测电路的输出端连接至非门的输入端，所述非门的输出端与所述与门的第二输入端相连接，所述异或门电路的输出端与所述异步逐次逼近逻辑电路的第三输入端相连接；所述数模转换电路的输入端与所述异步逐次逼近逻辑电路的输出端相连接，所述数模转换电路的输出端与所述比较电路的第二输入端相连接；所述异步逐次逼近逻辑电路的输出端与所述异步逐次逼近型模数转换电路的数字信号输出端相连接。可选的，所述比较电路包括全差分输入输出比较电路。可选的，所述亚稳态检测电路结构包括：N个与门电路，N为自然数；所述N个与门电路的第一输入端均与所述亚稳态检测电路输入端相连接，第n与门电路的第二输入端与第n-1与门电路的输出端相连接，其中，2≤n≤N；第N与门电路的输出端与所述亚稳态检测电路输出端相连接。可选的，所述N个与门电路中N的取值由所述亚稳态检测电路对亚稳态的判定标准决定。可选的，所述模数转换电路包括：纯电阻型模数转换电路、电阻电容混合型模数转换电路以及纯电容型模数转换电路。可选的，所述异步逐次逼近型模数转换电路还包括：锁存电路，所述锁存电路的输入端连接所述输入模拟信号，所述锁存电路的输出端连接所述比较电路的第一输入端。与现有技术相比，本专利技术实施例的技术方案具有以下优点：通过亚稳态检测电路识别异步逐次逼近型模数转换电路亚稳态，并将亚稳态检测电路的
输出反向后与比较电路输出进行与运算，将运算结果送至异步逐次逼近逻辑电路，使得异步逐次逼近逻辑电路不受比较电路亚稳态的影响，从而异步逐次逼近型模数转换电路在一个时钟周期内完成所有位的比较，提升所述模数转换电路性能。进一步，通过改变亚稳态检测电路的内部结构，设定不同的最长容忍时间，使得亚稳态的判断标准可以根据具体情况设定，从而提升了异步逐次逼近型模数转换电路的灵活性。附图说明图1是一种现有的异步逐次逼近型模数转换电路；图2是本专利技术一实施例中异步逐次逼近型模数转换电路；图3是比较电路比较所需时间与输入电压差的关系；图4是一种异步逐次逼近型模数转换电路内部状态与外部时钟关系；图5是本专利技术一实施例中亚稳态检测电路(MD)；图6是本专利技术一实施例中异步逐次逼近型模数转换电路的时序图。具体实施方式如前所述，现有的异步逐次逼近型模数转换电路相比同步逐次逼近型模数转换电路速度较快，但存在比较电路的亚稳态问题。针对这一问题，本专利技术实施例通过亚稳态检测电路识别异步逐次逼近型模数转换电路亚稳态，并将亚稳态检测电路的输出反向后与比较电路输出进行与运算，将运算结果送至异步逐次逼近逻辑电路，使得异步逐次逼近逻辑电路不受比较电路亚稳态的影响，从而异步逐次逼近型模数转换电路在一个时钟周期内完成所有位的比较，提升所述模数转换电路性能。通过改变亚稳态检测电路的内部结构，设定不同的最长容忍时间，使得亚稳态的判断标准可以根据具体情况设定，从而提升了异步逐次逼近型模数转换电路的灵活性。由于本专利技术实施例对异步逐次逼近逻辑电路不做改变，从而更易实施。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施例做详细的说明。图2本专利技术一实施例中异步逐次逼近型模数转换电路，下面参照图2，对本专利技术实施例进行详细说明。图2所示的专利技术实施例异步逐次逼近型模数转换电路20包括：数模转换电路201、比较电路202、非门电路203、与门电路204、异或门电路205、异步逐次逼近逻辑电路206以及亚稳态检测电路(MD)207。其中，比较电路202用于对第一输入端2021、第二输入端2022的输入信号进行比较，比较结果通过输第一出端和第二输出端输出，第一出端和第二输出端输出的输出信息号电平的高低相反。在本专利技术实施例中，选用两路输出的比较电路202有利于产生后续处理所需的标志信号。上述比较电路202的第一输入端2021与需进行模数转换的模拟信号相连,所述比较电路第一输出端或第二输出端与异步逐次逼近逻辑电路206的第一输入端以及异或门电路205第一输入端相连接；比较电路202的另一输出端连接至与门电路204第一输入端，与门电路204输出端与异步逐次逼近逻辑电路206第二输入端以及所述异或门电路205第二输入端相连接，异步逐次逼近逻辑电路206的控制信号输出端与所述比较电路202的使能信号输入端以及所述亚稳态检测电路207的输入端相连接。当亚稳态检测电路207检测到亚稳态时，亚稳态检测电路207输出高电平，经过非门电路203和与门电路204，向异步逐次逼近逻辑电路206输出一个低电平，从而使得异步逐次逼近逻辑电路不受比较电路亚稳态的影响，从而异步逐次逼近型模数转换电路在一个时钟周期内完成所有位的比较，提升所述模数转换电路性能。在本专利技术实施例中，比较电路202的一路输出信号和亚稳态检测电路207输出信号的反向信号进行与运算，所得结果和对比较电路202的另一路输出信号输入异或门电路205进行异或运算，从而在比较电路202比较完成输出比较结果时，或亚稳态电路207检测到亚稳态时，异或门电路205的输出信号均为高电平，既都有标志信号输出，从而使异步逐次逼近逻辑电路2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种异步逐次逼近型模数转换电路，其特征在于，包括：比较电路、非门电路、与门电路、异或门电路、异步逐次逼近逻辑电路、亚稳态检测电路、以及数模转换电路；所述比较电路的第一输入端与输入模拟信号相连接，所述比较电路第一输出端或第二输出端和所述异步逐次逼近逻辑电路的第一输入端以及所述异或门电路第一输入端相连接；所述比较电路的另一输出端连接至所述与门电路第一输入端，所述与门电路输出端与所述异步逐次逼近逻辑电路第二输入端以及所述异或门电路第二输入端相连接，所述异步逐次逼近逻辑电路的控制信号输出端与所述比较电路的使能信号输入端以及所述亚稳态检测电路的输入端相连接；所述亚稳态检测电路的输出端连接至非门的输入端，所述非门的输出端与所述与门的第二输入端相连接，所述异或门电路的输出端与所述异步逐次逼近逻辑电路的第三输入端相连接；所述数模转换电路的输入端与所述异步逐次逼近逻辑电路的输出端相连接，所述数模转换电路的输出端与所述比较电路的第二输入端相连接；所述异步逐次逼近逻辑电路的输出端与所述异步逐次逼近型模数转换电路的数字信号输出端相连接。

【技术特征摘要】
1.一种异步逐次逼近型模数转换电路，其特征在于，包括：比较电路、非门电路、与门电路、异或门电路、异步逐次逼近逻辑电路、亚稳态检测电路、以及数模转换电路；所述比较电路的第一输入端与输入模拟信号相连接，所述比较电路第一输出端或第二输出端和所述异步逐次逼近逻辑电路的第一输入端以及所述异或门电路第一输入端相连接；所述比较电路的另一输出端连接至所述与门电路第一输入端，所述与门电路输出端与所述异步逐次逼近逻辑电路第二输入端以及所述异或门电路第二输入端相连接，所述异步逐次逼近逻辑电路的控制信号输出端与所述比较电路的使能信号输入端以及所述亚稳态检测电路的输入端相连接；所述亚稳态检测电路的输出端连接至非门的输入端，所述非门的输出端与所述与门的第二输入端相连接，所述异或门电路的输出端与所述异步逐次逼近逻辑电路的第三输入端相连接；所述数模转换电路的输入端与所述异步逐次逼近逻辑电路的输出端相连接，所述数模转换电路的输出端与所述比较电路的第二输入端相连接；所述异步逐次逼近逻辑电路的输出端与所述异步逐次逼近型模数转换电路的数字...

【专利技术属性】
技术研发人员：荀本鹏，刘飞，郭萌萌，唐华，杨海峰，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31