一种可再采样的多输入模拟数字转换器制造技术

本发明专利技术属于集成电路中数据量化处理技术领域，公开了一种可再采样的多输入模拟数字转换器，包括数字模拟转换器、选择开关阵列、比较器、数字控制电路和一组与比较器正、负端连接的再采样开关，其中：所述数字模拟转换器采用电容型数字模拟转换器，共设有N组，用于在量化处理中同时采样N组输入信号；所述比较器用于依次比较量化N组输入信号的量化差值；所述数字控制电路连接于比较器的输出端，并通过控制再采样开关的闭合执行所述比较器的再采样复位；综上，使得比较器在每次执行比较之前其正、负端电压均可复位至共模电压，从而有效消除了多次比较过程中所产生的剩余电压，进而提高了整体模拟数字转换器的量化精度。

【技术实现步骤摘要】
一种可再采样的多输入模拟数字转换器
本专利技术属于集成电路中数据量化处理
，具体涉及一种可再采样的多输入模拟数字转换器。
技术介绍
数据量化就是将模拟信号转换成数字信号，而实现模拟信号到数字信号转换的电路，称为模拟数字转换器。现有模拟数字转换器的种类有多种，主要包括流水线结构A/D转换器、逐次逼近模拟数字转换器(SARADC)、过采样模拟数字转换器等。具体，模拟数字转换器在进行模拟数字转换时，需要对多组输入模拟信号进行量化。目前，为实现多组输入模拟信号的同时量化，在专利(202010399223.5)中提出了一种量化多组输入的模拟数字转换器，在该转换器中内嵌有数模转换器阵列(DAC)，在对多组输入信号进行采样量化时，先采用数模转换器阵列同时采样多组信号，然后轮流转换，这相当于多组信号被同时采样转换；但是，这种采样量化的方式存在精度不高问题，其原因是：结合图1-图2所示的结构原理图可知，在第一组输入信号量化开始时，比较器输入端电压初始值是共模电压，而在量化过程中，比较器输入端电压一直发生变化；当第一组输入信号量化完成后，根据逐次逼近型模数转换器的特点，比较器输入端存在剩余电压，且剩余电压值的范围为1个最小权重电压(LSB)；上述剩余电压导致比较器输入端电压无法恢复到初始值共模电压，由此在第二组输入信号进行量化时，影响该组输入信号的准确度，依次类推，则会影响该组模拟数字转换器最终量化结果的精度。综上可知，对于多输入的模拟数字转换器而言，如何有效消除多组输入信号依次量化过程中的剩余电压是一个亟待解决的问题。
技术实现思路
鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种可再采样的多输入模拟数字转换器，以有效解决上述
技术介绍
中提出的问题，从而达到消除剩余电压、提高转换精度的目的。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种可再采样的多输入模拟数字转换器，包括数字模拟转换器、选择开关阵列、比较器和数字控制电路，还包括一组与比较器正、负端连接的再采样开关，其中：所述数字模拟转换器采用电容型数字模拟转换器，共设有N组，且每组所述数字模拟转换器的输出端均通过选择开关阵列与比较器的正、负端连接，N组所述数字模拟转换器包括N个正端数字模拟转换器和N个负端数字模拟转换器，且每个数字模拟转换器的输入端均连接有采样开关，用于同时采样N路正端输入信号和N路负端输入信号，一组所述数字模拟转换器所采样的一路正端输入信号和一路负端输入信号组成为一组输入信号；所述比较器用于依次比较量化N组输入信号的量化差值；所述数字控制电路连接于比较器的输出端，并通过控制再采样开关的闭合执行所述比较器的再采样复位，且所述比较器的再采样复位在相邻两组输入信号的量化周期之间进行。优选的，每个电容型所述数字模拟转换器中均包括电容阵列，且每个所述电容阵列中的电容位数均相同，所述数字模拟转换器采样时，闭合采样开关，其内对应的电容阵列的上级板采入共模电压，下级板采入正端输入信号或负端输入信号。优选的，所述比较器在执行一组输入信号的比较时，基于电容阵列中的电容位数依次执行多次比较，并取多次比较结果为量化结果；且在执行多次比较中，所述数字控制电路根据比较器的每次比较结果执行对应电容置位；基于电容比较顺序，执行置位的电容为已完成比较的一组电容，且已完成比较的一组电容置位后，比较器依据置位后的电容状态进行下一组电容的比较。优选的，所述比较器的每次比较结果均为高电平或低电平，且比较结果为高电平时，待比较的一组电容中与比较器负端连接的电容置位；比较结果为低电平时，待比较的一组电容中与比较器正端连接的电容置位。优选的，所述电容置位的方式为：电容下极板置位于与参考高电压或参考低电压连接的状态。优选的，所述选择开关阵列由2N个选择开关组合而成，且一个选择开关对应于一个数字模拟转换器；在执行一组输入信号的量化时，闭合与该组输入信号相对应的选择开关。优选的，所述数字模拟转换器执行采样时，至少闭合一组选择开关，用于调整比较器正、负端的初始电压。优选的，所述比较器正、负端的初始电压均为共模电压，且所述再采样开关闭合后，所述比较器的正、负端均再采样复位至共模电压。优选的，所述比较器依次比较量化N组输入信号的量化差值时，每完成一组输入信号的量化后，断开该组输入信号所对应的选择开关，并闭合再采样开关，所述比较器的正、负端均再采样复位至共模电压；断开再采样开关，并闭合另一组未量化的输入信号所对应的选择开关，且一组输入信号所对应的选择开关从闭合至断开的过程为该组输入信号的量化周期。本专利技术与现有技术相比，具有以下有益效果：本专利技术在通过内嵌数模转换器阵列达到多输入信号同时量化的基础上增设了再采样开关，具体：在量化两个输入信号的周期之间基于再采样开关的闭合完成比较器的再采样复位，由此使得比较器在每次执行比较之前其正、负端的电压均可复位至共模电压状态，从而有效消除了多次比较过程中所产生的剩余电压，进而提高了整体模拟数字转换器的量化精度。另外，相比于现有的多路量化模拟数字转换器而言，其结构上仅增加了一组再采样开关，有效保证了现有结构的完整性，同时还具有结构简单、成本低的优点。附图说明图1为现有量化多组输入的模拟数字转换器的结构示意图；图2为现有量化多组输入的模拟数字转换器的量化周期时序图；图3为本专利技术所提供的可再采样的多输入模拟数字转换器的电路结构图；图4为本专利技术所提供的可再采样的多输入模拟数字转换器的量化流程图；图5为使用本专利技术所提供的可再采样的多输入模拟数字转换器时的量化周期时序图；图6为本专利技术所提供的可再采样的多输入模拟数字转换器中再采样开关的连接示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术中，提供了一种可再采样的多输入模拟数字转换器，该模拟数字转换器与专利(202010399223.5)中所提出了一种量化多组输入的模拟数字转换器相比，增设了一组与比较器正、负端连接的再采样开关以及与再采样开关相应的数字控制电路部分，由此可知，在本专利技术中所提供的可再采样的多输入模拟数字转换器具体包括如下结构：数字模拟转换器、选择开关阵列、比较器、数字控制电路和一组与比较器正、负端连接的再采样开关；其中：数字模拟转换器采用电容型数字模拟转换器，共设有N组，且每组数字模拟转换器的输出端均通过选择开关阵列与比较器的正、负端连接，N组数字模拟转换器包括N个正端数字模拟转换器和N个负端数字模拟转换器，且每个数字模拟转换器的输入端均连接有采样开关，用于同时采样N路正端输入信号和N路负端输入信号，一组数字模拟转换器所采样的一路正端输入信号和一路负端输入信号组成为一组输入信号；比本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可再采样的多输入模拟数字转换器，包括数字模拟转换器、选择开关阵列、比较器和数字控制电路，其特征在于，还包括一组与比较器正、负端连接的再采样开关，其中：/n所述数字模拟转换器采用电容型数字模拟转换器，共设有N组，且每组所述数字模拟转换器的输出端均通过选择开关阵列与比较器的正、负端连接，N组所述数字模拟转换器包括N个正端数字模拟转换器和N个负端数字模拟转换器，且每个数字模拟转换器的输入端均连接有采样开关，用于同时采样N路正端输入信号和N路负端输入信号，一组所述数字模拟转换器所采样的一路正端输入信号和一路负端输入信号组成为一组输入信号；/n所述比较器用于依次比较量化N组输入信号的量化差值；/n所述数字控制电路连接于比较器的输出端，并通过控制再采样开关的闭合执行所述比较器的再采样复位，且所述比较器的再采样复位在相邻两组输入信号的量化周期之间进行。/n

【技术特征摘要】
1.一种可再采样的多输入模拟数字转换器，包括数字模拟转换器、选择开关阵列、比较器和数字控制电路，其特征在于，还包括一组与比较器正、负端连接的再采样开关，其中：
所述数字模拟转换器采用电容型数字模拟转换器，共设有N组，且每组所述数字模拟转换器的输出端均通过选择开关阵列与比较器的正、负端连接，N组所述数字模拟转换器包括N个正端数字模拟转换器和N个负端数字模拟转换器，且每个数字模拟转换器的输入端均连接有采样开关，用于同时采样N路正端输入信号和N路负端输入信号，一组所述数字模拟转换器所采样的一路正端输入信号和一路负端输入信号组成为一组输入信号；
所述比较器用于依次比较量化N组输入信号的量化差值；
所述数字控制电路连接于比较器的输出端，并通过控制再采样开关的闭合执行所述比较器的再采样复位，且所述比较器的再采样复位在相邻两组输入信号的量化周期之间进行。


2.根据权利要求1所述的一种可再采样的多输入模拟数字转换器，其特征在于：每个电容型所述数字模拟转换器中均包括电容阵列，且每个所述电容阵列中的电容位数均相同，所述数字模拟转换器采样时，闭合采样开关，其内对应的电容阵列的上级板采入共模电压，下级板采入正端输入信号或负端输入信号。


3.根据权利要求2所述的一种可再采样的多输入模拟数字转换器，其特征在于：所述比较器在执行一组输入信号的比较时，基于电容阵列中的电容位数依次执行多次比较，并取多次比较结果为量化结果；且在执行多次比较中，所述数字控制电路根据比较器的每次比较结果执行对应电容置位；基于电容比较顺序，执行置位的电容为已完成比较的一组电容，且已完成比较的一组电容置位后，比较器依据置位后的电容状态进行下一组电容的比较。

【专利技术属性】
技术研发人员：胡伟波，薛明艺，肖知明，国千崧，燕翔，冯景斌，
申请(专利权)人：南开大学，南开大学深圳研究院，
类型：发明
国别省市：天津;12