模数转换器制造技术

本申请的实施例提供了模数转换器，涉及集成电路技术领域，可以提高模数转换器的模数转换速度。该模数转换器中，采样保持电路耦合比较器正相输入端，控制器耦合比较器以及数模转换器，数模转换器耦合比较器反相输入端。采样保持电路接收模拟信号，在第一采样时间段对模拟信号进行采样生成第一模拟采样信号；控制器获取第一数字信号，第一数字信号为第二模拟采样信号对应的数字信号，第二模拟采样信号为采样保持电路在第一采样时间段的前一采样时间段采样的；数模转换器将第一数字信号转换为第一模拟参考信号；比较器比较第一模拟采样信号以及第一模拟参考信号，生成第一比较结果；控制器根据第一比较结果以及第一数字信号生成第二数字信号。第二数字信号。第二数字信号。

【技术实现步骤摘要】
模数转换器


[0001]本申请涉及集成电路
，尤其涉及一种模数转换器。

技术介绍

[0002]随着集成电路产业的迅速发展，模数转换器逐渐向高速度以及低功耗的方向发展。其中，逐次逼近型模数转换器(successive approximation register analog
‑
to
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digital converter，SAR ADC)凭借其制作成本低、延迟小以及精度适中的特点，被广泛地应用于各个集成电路系统中。
[0003]而如何提高SAR ADC的模数转换速度成为研究的关键点。

技术实现思路

[0004]本申请的实施例提供一种模数转换器，能够提高模数转换器的模数转换速度。
[0005]为达到上述目的，本申请采用如下技术方案：
[0006]第一方面，提供了一种模数转换器，其特征在于，包括：采样保持电路、比较器、控制器以及数模转换器；采样保持电路耦合比较器的正相输入端，控制器耦合比较器的输出端以及数模转换器的输入端，数模转换器的输出端耦合比较器的反相输入端；采样保持电路，被配置为接收模拟信号，在第一采样时间段对模拟信号进行采样生成第一模拟采样信号，将第一模拟采样信号传输至比较器的正相输入端；控制器，被配置为获取第一数字信号，将第一数字信号传输至数模转换器的输入端；其中，第一数字信号为第二模拟采样信号对应的数字信号，第二模拟采样信号为采样保持电路在第一采样时间段的前一采样时间段采样生成的模拟采样信号；数模转换器，被配置为将第一数字信号转换为第一模拟参考信号，将第一模拟参考信号传输至比较器的反相输入端；比较器，被配置为比较第一模拟采样信号以及第一模拟参考信号，生成第一比较结果，将第一比较结果传输至控制器；控制器，还被配置为根据第一比较结果以及第一数字信号生成第二数字信号。上述的模数转换器，采样保持电路接收模拟信号，并且采样保持电路在第一采样时间段对模拟信号进行采样生成第一模拟采样信号，将第一模拟采样信号输入至比较器的正相输入端。其中，控制器被配置为获取第一数字信号，该第一数字信号是第二模拟采样信号对应的数字信号，第二模拟采样信号为采样保持电路在第一采样时间段的前一采样时间段采样生成的模拟采样信号。数模转换器，将第一数字信号转换成第一模拟参考信号，将第一模拟参考信号传输至比较器的反相输入端，也就表示，比较器比较的是第一模拟采样信号与第二模拟采样信号，并且根据第二模拟采样信号与第一模拟采样信号的大小，以及第二模拟采样信号对应的第一数字信号生成下一个用于比较的数字信号。在模拟信号中，第一模拟采样信号与第二模拟采样信号相邻，因此第一模拟采样信号往往比第二模拟采样信号大一个小量或者小一个小量，那么通过用第二模拟采样信号和第一模拟采样信号的比较方式，并且已知第二模拟采样信号对应的数字信号的前提下，确定第一模拟采样信号所转换的数字信号时，往往只需要进行较少的比较次数，即可生成第一模拟采样信号转换成的数字信号，以此提高模数转
换器的模数转换速度，同时降低模数转换器的功耗。
[0007]可选的，控制器，具体被配置为根据第一比较结果确定第一模拟采样信号大于第一模拟参考信号时，对第一数字信号加上预定步长生成第二数字信号；或者，控制器，具体被配置为根据第一比较结果确定第一模拟采样信号小于第一模拟参考信号时，对第一数字信号减去预定步长生成第二数字信号。其中，该控制器将第二数字信号传输至数模转换器的输入端。在该可选方案中，如果第一模拟采样信号大于第一模拟参考信号，则表示第一数字信号小，因此需要将第一数字信号加上预定步长；或者，如果第一模拟采样信号小于第一模拟参考信号，则表示第一数字信号大，因此需要将第一数字信号减去预定步长。
[0008]可选的，控制器，还被配置为当确定对第一数字信号连续加上N个预定步长时，触发将第三数字信号传输至数模转换器的输入端，其中第三数字信号的最高有效位置为1，其他有效位置为0，N为大于等于2的正整数；数模转换器，被配置为将第三数字信号转换为第二模拟参考信号，将第二模拟参考信号传输至比较器的反相输入端；比较器，被配置为根据第一模拟采样信号和第二模拟参考信号生成第二比较结果，将第二比较结果传输至控制器；控制器，被配置为根据第二比较结果，确定第一模拟采样信号大于第二模拟参考信号时，将第三数字信号的次高有效位置为1；或者，控制器，被配置为根据第二比较结果，确定第一模拟采样信号小于第二模拟参考信号时，将第三数字信号的最高有效位置为0，将第三数字信号的次高有效位置为1；控制器，被配置为在确定将第三数字信号的最低有效位置为0时，或者，在确定将第三数字信号的最低有效位置为1时，确定第一模拟采样信号对应第三数字信号。在该可选方案中，如果对第一数字信号连续加上N个预定步长以后，还不能确定第一模拟采样信号对应转换成的数字信号时，则表示第一模拟采样信号相较于第二模拟采样信号有较大的变化，例如发生信号突变，这时可以选用传统的SAR ADC的将模拟采样信号转换成数字信号的方式，这样使得该模数转换器可以使用两种不同的方式将模拟采样信号转换成数字信号。
[0009]可选的，控制器，还被配置为当确定对第一数字信号连续减去N个预定步长时，触发将第三数字信号传输至数模转换器的输入端，其中第三数字信号的最高有效位置为1，其他有效位置为0，N为大于等于2的正整数；数模转换器，被配置为将第三数字信号转换为第二模拟参考信号，将第二模拟参考信号传输至比较器的反相输入端；比较器，被配置为根据第一模拟采样信号和第二模拟参考信号生成第二比较结果，将第二比较结果传输至控制器；控制器，被配置为根据第二比较结果，确定第一模拟采样信号大于第二模拟参考信号时，将第三数字信号的次高有效位置为1；或者，控制器，被配置为根据第二比较结果，确定第一模拟采样信号小于第二模拟参考信号时，将第三数字信号的最高有效位置为0，将第三数字信号的次高有效位置为1；控制器，被配置为在确定将第三数字信号的最低有效位置为0时，或者，在确定将第三数字信号的最低有效位置为1时，确定第一模拟采样信号对应第三数字信号。
[0010]可选的，数模转换器，被配置为将第二数字信号转换为第三模拟参考信号，将第三模拟参考信号传输至比较器的反相输入端；比较器，被配置为根据第一模拟采样信号和第三模拟参考信号生成第三比较结果，将第三比较结果传输至控制器；控制器，被配置为根据第三比较结果和第一比较结果，确定第一模拟采样信号小于第一模拟参考信号并且第一模拟采样信号大于第三模拟参考信号时，确定第一模拟采样信号对应第二数字信号；或者，所
述控制器，被配置为根据第三比较结果和第一比较结果，确定第一模拟采样信号大于第一模拟参考信号并且第一模拟采样信号小于第三模拟参考信号时，确定第一模拟采样信号对应第二数字信号。在该可选方式中，由于在第一模拟采样信号小于第一模拟参考信号并且第一模拟采样信号大于第三模拟参考信号时，将第一模拟采样信号转换成第二数字信号；在第一模拟采样信号大于第一模拟参考信号并且第一模拟采样信号小于第三模拟参考信号时，将第一模拟采样信号转本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种模数转换器，其特征在于，包括：采样保持电路、比较器、控制器以及数模转换器；所述采样保持电路耦合所述比较器的正相输入端，所述控制器耦合所述比较器的输出端以及所述数模转换器的输入端，所述数模转换器的输出端耦合所述比较器的反相输入端；所述采样保持电路，被配置为接收模拟信号，在第一采样时间段对所述模拟信号进行采样生成第一模拟采样信号，将所述第一模拟采样信号传输至所述比较器的正相输入端；所述控制器，被配置为获取第一数字信号，将所述第一数字信号传输至所述数模转换器的输入端；其中，所述第一数字信号为第二模拟采样信号对应的数字信号，所述第二模拟采样信号为所述采样保持电路在第一采样时间段的前一采样时间段采样生成的模拟采样信号；所述数模转换器，被配置为将所述第一数字信号转换为第一模拟参考信号，将所述第一模拟参考信号传输至所述比较器的反相输入端；所述比较器，被配置为比较所述第一模拟采样信号以及所述第一模拟参考信号，生成第一比较结果，将所述第一比较结果传输至所述控制器；所述控制器，还被配置为根据所述第一比较结果以及所述第一数字信号生成第二数字信号。2.根据权利要求1所述的模数转换器，其特征在于，所述控制器，具体被配置为根据所述第一比较结果确定所述第一模拟采样信号大于所述第一模拟参考信号时，对所述第一数字信号加上预定步长生成所述第二数字信号；或者，所述控制器，具体被配置为根据所述第一比较结果确定所述第一模拟采样信号小于所述第一模拟参考信号时，对所述第一数字信号减去预定步长生成所述第二数字信号。3.根据权利要求2所述的模数转换器，其特征在于，所述控制器，还被配置为当确定对所述第一数字信号连续加上N个所述预定步长时，触发将第三数字信号传输至所述数模转换器的输入端，其中所述第三数字信号的最高有效位置为1，其他有效位置为0，N为大于等于2的正整数；所述数模转换器，被配置为将所述第三数字信号转换为第二模拟参考信号，将所述第二模拟参考信号传输至所述比较器的反相输入端；所述比较器，被配置为根据所述第一模拟采样信号和所述第二模拟参考信号生成第二比较结果，将所述第二比较结果传输至所述控制器；所述控制器，被配置为根据所述第二比较结果，确定所述第一模拟采样信号大于所述第二模拟参考信号时，将所述第三数字信号的次高有效位置为1；或者，所述控制器，被配置为根据所述第二比较结果，确定所述第一模拟采样信号小于所述第二模拟参考信号时，将所述第三数字信号的最高有效位置为0，将所述第三数字信号的次高有效位置为1；所述控制器，被配置为在确定将所述第三数字信号的最低有效位置为0时，或者，在确定将所述第三数字信号的最低有效位置为1时，确定所述第一模拟采样信号对应所述第三数字信号。4.根据权利要求2所述的模数转换器，其特征在于，
所述控制器，还被配置为当确定对所述第一数字信号连续减去N个所述预定步长时，触发将第三数字信号传输至所述数模转换器的输入端，其中所述第三数字信号的最高有效位置为1，其他有效位置为0，N为大于等于2的正整数；所述数模转换器，被配置为将所述第三数字信号转换为第二模拟参考信号，将所述第二模拟参考信号传输至所述比较器的反相输入端；所述比较器，被配置为根据所述第一模拟采样信号和所述第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：王桂玲，胡学满，
申请(专利权)人：杭州海康威视数字技术股份有限公司，
类型：新型
国别省市：