一种低功耗的逐次逼近型模数转换电路模块制造技术

本发明专利技术公开了一种低功耗的逐次逼近型模数转换电路模块，包括比较器、逻辑比较控制及输出模块、采样开关和逐次逼近电容模块；比较器的反相输入端通过采样开关接待转换电压，其同相输入端通过逐次逼近电容模块接逻辑比较控制及输出模块，其输出端接逻辑比较控制及输出模块；闭合采样开关后，对待转换模拟电压进行采样，保存在比较器的反相输入端，而后比较器将比较结果转送到逻辑比较控制及输出模块，逻辑比较控制及输出模块根据比较器的比较结果控制逐次逼近电容模块电路将不同的电压传递给比较器的同相输入端，最后不断调整电容的控制，最终实现电压编码的输出；本模数转换电路模块能降低能耗、减少模块中的电容数量、从而减小了芯片面积。

【技术实现步骤摘要】
一种低功耗的逐次逼近型模数转换电路模块
本专利技术涉及一种电路模块，特别是一种低功耗的逐次逼近型模数转换电路模块。
技术介绍
模数转换器是指一个将模拟信号转变为数字信号的电子元件，常规的逐次逼近型模数转换电路存在着能耗高、使用的电容数量较多等缺点，此类电路既不够环保、也不利于芯片的小型化设计。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术提供一种低功耗的逐次逼近型模数转换电路模块。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种低功耗的逐次逼近型模数转换电路模块，包括比较器、逻辑比较控制及输出模块、采样开关和逐次逼近电容模块；所述比较器的反相输入端通过所述采样开关接待转换电压，其同相输入端通过所述逐次逼近电容模块接所述逻辑比较控制及输出模块，其输出端接所述逻辑比较控制及输出模块；所述逐次逼近电容模块包括开关SU、开关SD、开关S0、开关S1、开关S2、开关S3开关S4、开关ST、电容CU、电容CD、电容C1、电容C2和电容C3；所述开关ST的一端接参考电压，另一端依次接所述电容CU和电容CD后接地；所述开关SU的一端接所述电容CU和电容CD的节点，另一端接所述开关ST和电容CU的节点；所述开关SD的一端接地，另一端接所述电容CU和电容CD的节点；所述电容C1的一端接所述电容CU和电容CD的节点，另一端依次通过所述电容C2、电容C3和开关S1接地；所述开关S0的一端接所述开关ST和电容CU的节点，另一端接所述电容C3和开关S1的节点；所述开关S2的一端接所述电容CU和电容CD的节点，另一端接所述电容C1和电容C2的节点；所述开关S3的一端接所述电容C2和电容C3的节点，另一端接所述电容C1和电容C2的节点；所述开关S4一端接所述电容C3和开关S1的节点，另一端接所述电容C2和电容C3的节点。优选地，所述电容CU和电容CD的电容值相等。优选地，所述电容C1的电容值是所述电容CD的电容值的一半。优选地，所述电容C2的电容值是所述电容C1的电容值的一半。优选地，所述电容C3的电容值是所述电容C2的电容值的一半。优选地，所述比较器和采样开关的节点通过滤波电容CE接地。本专利技术的有益效果是：本专利技术在闭合采样开关后，对待转换模拟电压进行采样，保存在比较器的反相输入端，而后比较器将比较结果转送到逻辑比较控制及输出模块，逻辑比较控制及输出模块根据比较器的比较结果控制逐次逼近电容模块电路将不同的电压传递给比较器的同相输入端，最后不断调整电容的控制，最终实现电压编码的输出；本模数转换电路模块能降低能耗、减少模块中的电容数量、从而减小了芯片面积。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1是本专利技术的系统原理图；图2是逐次逼近电容模块的电路原理图。具体实施方式参考图1和图2，一种低功耗的逐次逼近型模数转换电路模块，包括比较器、逻辑比较控制及输出模块、采样开关和逐次逼近电容模块；所述比较器的反相输入端通过所述采样开关接待转换电压，其同相输入端通过所述逐次逼近电容模块接所述逻辑比较控制及输出模块，其输出端接所述逻辑比较控制及输出模块；所述逐次逼近电容模块包括开关SU、开关SD、开关S0、开关S1、开关S2、开关S3开关S4、开关ST、电容CU、电容CD、电容C1、电容C2和电容C3；所述开关ST的一端接参考电压，另一端依次接所述电容CU和电容CD后接地；所述开关SU的一端接所述电容CU和电容CD的节点，另一端接所述开关ST和电容CU的节点；所述开关SD的一端接地，另一端接所述电容CU和电容CD的节点；所述电容C1的一端接所述电容CU和电容CD的节点，另一端依次通过所述电容C2、电容C3和开关S1接地；所述开关S0的一端接所述开关ST和电容CU的节点，另一端接所述电容C3和开关S1的节点；所述开关S2的一端接所述电容CU和电容CD的节点，另一端接所述电容C1和电容C2的节点；所述开关S3的一端接所述电容C2和电容C3的节点，另一端接所述电容C1和电容C2的节点；所述开关S4一端接所述电容C3和开关S1的节点，另一端接所述电容C2和电容C3的节点。所述电容CU和电容CD的电容值相等。所述电容C1的电容值是所述电容CD的电容值的一半。所述电容C2的电容值是所述电容C1的电容值的一半。所述电容C3的电容值是所述电容C2的电容值的一半。闭合采样开关后，对待转换模拟电压进行采样，保存在比较器的反相输入端，而后比较器将比较结果转送到逻辑比较控制及输出模块，逻辑比较控制及输出模块根据比较器的比较结果控制逐次逼近电容模块电路将不同的电压传递给比较器的同相输入端，最后不断调整电容的控制，最终实现电压编码的输出。所述逐次逼近电容模块的工作原理如下：工作过程主要分成如下三个步骤：步骤A，复位。断开开关ST，将其它的开关都闭合，将所有电容上的电荷全部清0。步骤B，充电。给所述电容CU和CD充电，将模拟电压Vx的电压值送入到比较器和待转换模块电压进行比较。步骤C，放电。逻辑比较控制及输出模块根据比较器的比较结果，控制各开关闭合或者断开，以此实现放电过程，之后再进入到步骤B；通过N次比较后得到最终的模数转换结果。逐次逼近电容模块从所述电容CU和电容CD的节点引出模拟电压Vx。电容开关控制关系除了与当前位的比较结果有关之外，还与之前已经得到的比较结果有关；～表示取反，bi表示当前是第i位的转换结果，该电路模块中i从1开始。i1表示转换结果的最高位，iN表示转换结果的最低位；每次充电完后放电过程的开关逻辑控制关系如下：当i＝1时：S0＝bi；S1＝～bi；S(j+2)＝(～bi^1)，j＝0；S(j+2)＝1，j∈(1，N-2)；当i≥2时：S0＝bi；S1＝～bi；S(j+2)＝(～bi^b(i-j-1))，j∈(0，i-2)；S(j+2)＝1；j∈(i-1，N-2)；为1时，该开关闭合；为0时，该开关断开。所述逐次逼近型模数转换电路模块的转换位数是任意的，再次仅以5位为例。所述比较器和采样开关的节点通过滤波电容CE接地，通过设置滤波电容CE可以过滤掉待转换电压中的交流电压。以上的实施方式不能限定本专利技术创造的保护范围，专业
的人员在不脱离本专利技术创造整体构思的情况下，所做的均等修饰与变化，均仍属于本专利技术创造涵盖的范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低功耗的逐次逼近型模数转换电路模块，包括比较器、逻辑比较控制及输出模块、采样开关和逐次逼近电容模块；所述比较器的反相输入端通过所述采样开关接待转换电压，其同相输入端通过所述逐次逼近电容模块接所述逻辑比较控制及输出模块，其输出端接所述逻辑比较控制及输出模块；其特征在于所述逐次逼近电容模块包括开关SU、开关SD、开关S0、开关S1、开关S2、开关S3开关S4、开关ST、电容CU、电容CD、电容C1、电容C2和电容C3；所述开关ST的一端接参考电压，另一端依次接所述电容CU和电容CD后接地；所述开关SU的一端接所述电容CU和电容CD的节点，另一端接所述开关ST和电容CU的节点；所述开关SD的一端接地，另一端接所述电容CU和电容CD的节点；所述电容C1的一端接所述电容CU和电容CD的节点，另一端依次通过所述电容C2、电容C3和开关S1接地；所述开关S0的一端接所述开关ST和电容CU的节点，另一端接所述电容C3和开关S1的节点；所述开关S2的一端接所述电容CU和电容CD的节点，另一端接所述电容C1和电容C2的节点；所述开关S3的一端接所述电容C2和电容C3的节点，另一端接所述电容C1和电容C2的节点；所述开关S4一端接所述电容C3和开关S1的节点，另一端接所述电容C2和电容C3的节点。/n...

【技术特征摘要】
1.一种低功耗的逐次逼近型模数转换电路模块，包括比较器、逻辑比较控制及输出模块、采样开关和逐次逼近电容模块；所述比较器的反相输入端通过所述采样开关接待转换电压，其同相输入端通过所述逐次逼近电容模块接所述逻辑比较控制及输出模块，其输出端接所述逻辑比较控制及输出模块；其特征在于所述逐次逼近电容模块包括开关SU、开关SD、开关S0、开关S1、开关S2、开关S3开关S4、开关ST、电容CU、电容CD、电容C1、电容C2和电容C3；所述开关ST的一端接参考电压，另一端依次接所述电容CU和电容CD后接地；所述开关SU的一端接所述电容CU和电容CD的节点，另一端接所述开关ST和电容CU的节点；所述开关SD的一端接地，另一端接所述电容CU和电容CD的节点；所述电容C1的一端接所述电容CU和电容CD的节点，另一端依次通过所述电容C2、电容C3和开关S1接地；所述开关S0的一端接所述开关ST和电容CU的节点，另一端接所述电容C3和开关S1...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈李胜，胡云峰，周锦鹏，李华炎，文毅，陈卉，何志红，刘亮元，周李梦男，陈东伟，
申请(专利权)人：电子科技大学中山学院，
类型：发明
国别省市：广东;44