比较器模块及逐次逼近型模数转换器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种比较器模块及逐次逼近型模数转换器。该比较器模块应用于逐次逼近型模数转换器中，用于将输入至逐次逼近型模数转换器的第一输入信号的第一采样信号与第一参考信号进行比较，以得到比较信号。比较器模块包括：第一比较器，一输入端输入第一采样信号，另一输入端输入第一参考信号，输出第一比较信号；倒相器模块，连接到第一比较器的输出端，输入第一比较信号，输出比较信号。根据本实用新型专利技术的实施例，通过将比较器模块改进为比较器与倒相器模块串联的结构，降低了逐次逼近型模数转换电路中的比较器模块的工作电压和功耗，使逐次逼近型模数转换电路能够在系统供电很低的情况下正常工作。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及模拟集成电路设计领域，尤其涉及一种比较器模块及逐次逼近型模数转换器。
技术介绍
逐次逼近型模数转换器(SARADC)广泛应用于要求低电压、低功耗，且对转换速度要求不高的应用场合。例如，在无源射频识别(无源RFID)应用领域，测量湿度、湿度、光线等模拟信号，都需要用到模数转换器(ADC)，由于无源RFID系统供电能力弱，要求ADC工作电压和功耗足够低，因此需要低电压和低功耗，但对ADC转换速度要求不高，通常使用逐次逼近型模数转换器结构。然而，现有技术的逐次逼近型模数转换器通常采用多级比较器级联以达到足够的增益，导致模数转换器需要的电压较高，功耗较大，无法在系统供电很低的情况下正常工作。
技术实现思路
技术问题有鉴于此，本技术提出一种比较器模块及逐次逼近型模数转换器，通过改进比较器模块的结构，降低了逐次逼近型模数转换电路中的比较器模块的工作电压和功耗，使逐次逼近型模数转换电路能够在系统供电很低的情况下正常工作。解决方案根据本技术的一个方面，提供了一种比较器模块，所述比较器模块应用于逐次逼近型模数转换器中，用于将输入至逐次逼近型模数转换器的第一输入信号的第一采样信号与第一参考信号进行比较，以得到比较信号。所述比较器模块包括：第一比较器，所述第一比较器一输入端输入所述第一采样信号，另一输入端输入所述第一参考信号，输出第一比较信号；倒相器模块，所述倒相器模块连接到所述第一比较器的输出端，输入所述第一比较信号，输出所述比较信号。在一种可能的实现方式中，所述逐次逼近型模数转换器包括：采样保持模块，输入第一输入信号，输出第一采样信号；所述比较器模块，连接到所述采样保持模块的输出端，所述比较器模块一输入端输入所述第一采样信号，另一输入端输入来自数模转换模块的第一参考信号，输出比较信号；锁存器模块，连接到所述比较器模块的输出端，所述锁存器模块输入所述比较信号，输出锁存信号；逐次逼近逻辑控制模块，连接到所述锁存器模块的输出端，所述逐次逼近逻辑控制模块输入所述锁存信号，输出数字逻辑信号；数模转换模块，分别连接到所述逐次逼近逻辑控制模块的输出端和所述比较器模块的另一输入端，所述数模转换模块一输入端输入初始参考信号，另一输入端输入所述数字逻辑信号，输出所述第一参考信号。在一种可能的实现方式中，所述第一比较器包括：第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管、第一电阻以及第二电阻，其中，所述第一晶体管的栅极输入所述第一采样信号，所述第一晶体管的源极连接到所述第三晶体管的漏极，所述第一晶体管的漏极连接到所述第一电阻的一端；所述第二晶体管的栅极输入所述第一参考信号，所述第二晶体管的源极连接到所述第三晶体管的漏极，所述第二晶体管的漏极连接到所述第二电阻的一端，所述第二电阻的一端输出所述第一比较信号；所述第一电阻的另一端和所述第二电阻的另一端连接到电源电压；所述第三晶体管的源极接地。在一种可能的实现方式中，所述倒相器模块包括串联的多个倒相器。在一种可能的实现方式中，所述第一比较器与所述倒相器模块之间、所述倒相器模块的多个倒相器之间分别串联有耦合电容。在一种可能的实现方式中，所述倒相器模块的多个倒相器的结构相同。在一种可能的实现方式中，所述第一晶体管、所述第二晶体管及所述第三晶体管为NMOS晶体管。在一种可能的实现方式中，所述第一晶体管、所述第二晶体管及所述第三晶体管为增强型NMOS晶体管。根据本技术的另一方面，提供了一种逐次逼近型模数转换器，用于将输入至所述逐次逼近型模数转换器的第一输入信号转换为数字逻辑信号。所述逐次逼近型模数转换器包括如上所述的比较器模块。有益效果根据本技术的实施例，通过将比较器模块改进为比较器与倒相器模块串联的结构，降低了逐次逼近型模数转换电路中的比较器模块的工作电压和功耗，使逐次逼近型模数转换电路能够在系统供电很低的情况下正常工作。根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本技术的其它特征及方面将变得清楚。附图说明包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本技术的示例性实施例、特征和方面，并且用于解释本技术的原理。图1是根据本技术一示例性实施例示出的逐次逼近型模数转换电路的示意图。图2是根据本技术一示例性实施例示出的比较器模块的框图。图3是根据本技术一示例性实施例示出的比较器模块的结构示意图。图4是根据本技术一示例性实施例示出的第一比较器的结构示意图。图5是根据本技术一示例性实施例示出的倒相器的结构示意图。具体实施方式以下将参考附图详细说明本技术的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。另外，为了更好的说明本技术，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本技术同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本技术的主旨。实施例1图1是根据一示例性实施例示出的逐次逼近型模数转换电路的示意图。图2是根据本技术一示例性实施例示出的比较器模块的示意图。根据本技术的示例性实施例的比较器模块可以应用于例如如图1所示的逐次逼近型模数转换器中，用于将输入至逐次逼近型模数转换器的第一输入信号AIN的第一采样信号VPI1与第一参考信号VNI1进行比较，以得到比较信号COUT。但本领域技术人员应当理解，本技术并不局限于此，可以将本技术的示例性实施例的比较器模块应用于本领域公知的各种逐次逼近型模数转换器中，逐次逼近型模数转换器的具体结构不限于图1所示。如图2所示，所述比较器模块12包括：第一比较器121，所述第一比较器121一输入端输入所述第一采样信号VPI1，另一输入端输入所述第一参考信号VNI1，输出第一比较信号VO1；倒相器模块122，所述倒相器模块122连接到所述第一比较器121的输出端，输入所述第一比较信号VO1，输出所述比较信号COUT。该实施例通过将比较器模块改进为比较器与倒相器模块串联的结构，降低了比较器模块的工作电压和功耗，使逐次逼近型模数转换电路能够在系统供电很低的情况下正常工作。在一种可能的实现方式中，如图1所示，所述逐次逼近型模数转换器可以包括：采样保持模块11，输入第一输入信号AIN，输出第一采样信号VPI1；比较器模块12，连接到所述采样保持模块11的输出端，所述比较器模块12一输入端输入所述第一采样信号VPI1，另一输入端输入来自数模转换模块15的第一参考信号VNI1，输出比较信号COUT；锁存器模块13，连接到所述比较器模块12的输出端，所述锁存器模块13输入所述比较信号COUT，输出锁存信号DOUT；逐次逼近逻辑控制模块14，连接到所述锁存器模块13的输出端，所述逐次逼近逻辑控制模块14输入所述锁存信号DOUT，输出数字逻辑信号DATA[N-1：0]；数模转换模块15，分别连接到所述逐次逼近逻辑控制模块14的输出端和所述比较器模块12的另一输入端，所述数模转换模块本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种比较器模块，所述比较器模块应用于逐次逼近型模数转换器中，用于将输入至逐次逼近型模数转换器的第一输入信号的第一采样信号与第一参考信号进行比较，以得到比较信号，其特征在于，所述比较器模块包括：第一比较器，所述第一比较器一输入端输入所述第一采样信号，另一输入端输入所述第一参考信号，输出第一比较信号；倒相器模块，所述倒相器模块连接到所述第一比较器的输出端，输入所述第一比较信号，输出所述比较信号。

【技术特征摘要】
1.一种比较器模块，所述比较器模块应用于逐次逼近型模数转换器中，用于将输入至逐次逼近型模数转换器的第一输入信号的第一采样信号与第一参考信号进行比较，以得到比较信号，其特征在于，所述比较器模块包括：第一比较器，所述第一比较器一输入端输入所述第一采样信号，另一输入端输入所述第一参考信号，输出第一比较信号；倒相器模块，所述倒相器模块连接到所述第一比较器的输出端，输入所述第一比较信号，输出所述比较信号。2.根据权利要求1所述的比较器模块，其特征在于，所述逐次逼近型模数转换器包括：采样保持模块，输入第一输入信号，输出第一采样信号；所述比较器模块，连接到所述采样保持模块的输出端，所述比较器模块一输入端输入所述第一采样信号，另一输入端输入来自数模转换模块的第一参考信号，输出比较信号；锁存器模块，连接到所述比较器模块的输出端，所述锁存器模块输入所述比较信号，输出锁存信号；逐次逼近逻辑控制模块，连接到所述锁存器模块的输出端，所述逐次逼近逻辑控制模块输入所述锁存信号，输出数字逻辑信号；数模转换模块，分别连接到所述逐次逼近逻辑控制模块的输出端和所述比较器模块的另一输入端，所述数模转换模块一输入端输入初始参考信号，另一输入端输入所述数字逻辑信号，输出所述第一参考信号。3.根据权利要求1或2所述的比较器模块，其特征在于，所述第一比较器包括：第一晶体管、第二晶体管、...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗鹏，张文荣，陆健，
申请(专利权)人：上海晟矽微电子股份有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31