模数转换电路、模数转换方法及模数转换设备技术

本申请涉及一种模数转换电路、模数转换方法及模数转换设备，所述电路包括第一电容阵列、第二电容阵列和比较器，第一电容阵列中的各第一电容与第二电容阵列中的各第二电容对应交替排列；各第一电容的输入端通过各自连接的第一采样开关连接第一输入信号、第一参考信号和第二参考信号中的一种信号，各第一电容的第一输出端通过第一电源开关连接电源信号，各第一电容的另一输出端通过第一比较开关连接比较器的正输入端；各第二电容的输入端通过各自连接的第二采样开关连接第一输入信号，各第二电容的第一输出端通过第二电源开关接地，各第二电容的另一输出端通过第二比较开关连接比较器的正输入端。该电路实现了一种高动态范围低功耗转换电路。围低功耗转换电路。围低功耗转换电路。

【技术实现步骤摘要】
模数转换电路、模数转换方法及模数转换设备


[0001]本申请涉及模数转换器电路
，特别是涉及一种模数转换电路、模数转换方法及模数转换设备。

技术介绍

[0002]模数转换器(Analog
‑
Digital，Conversion，ADC)用于将模拟信号转换为数字信号，被广泛应用于各类传感电路、信号采集电路、信号控制电路的重要组成部分。
[0003]针对传统的ADC的采样电路，一般来说，需要一个共模缓冲器产生一个预设电位作为采样相位的参考虚地点。然而，在采样精度要求很高的情况下，通常这个共模缓冲器需要消耗较大的功耗，而且采用共模缓冲器的采样电路，输入信号不能高于模数转换器的最高电源电压，限定了ADC最大可处理的信号。上述这两点极大的制约了其应用范围。
[0004]因此，如何提供一种高动态范围的低功耗ADC设计成为当下电子
亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0005]基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种具有高动态范围且低功耗的模数转换电路、模数转换方法及模数转换设备。
[0006]第一方面，本申请提供了一种模数转换电路。所述模数转换电路(1)包括：
[0007]第一电容阵列(10)、第二电容阵列(20)和比较器(00)，所述第一电容阵列(10)由多个第一电容(101)并联排列构成，所述第二电容阵列(20)由多个第二电容(201)并联排列构成；所述第一电容阵列(10)中的各第一电容(101)与所述第二电容阵列(20)中的各第二电容(201)对应交替排列；各所述第一电容(101)的一个极板通过各自连接的第一采样开关(102)连接第一输入信号、第一参考信号和第二参考信号中的一种信号，各所述第一电容(101)的另一个极板分别通过第一电源开关(103)连接第一电源信号，以及通过第一比较开关(104)连接所述比较器(00)的正输入端；
[0008]各所述第二电容(201)的一个极板通过各自连接的第二采样开关(202)连接所述第一输入信号、所述第一参考信号和所述第二参考信号中的一种信号，各所述第二电容(201)的另一个极板分别通过第二电源开关(203)连接第二电源信号，以及通过第二比较开关(204)连接所述比较器(00)的正输入端；对应的，所述比较器(00)的负输入端连接第三参考信号。
[0009]在一个实施例中，在各所述第一采样开关(102)连接所述第一输入信号、所述第一电源开关(103)闭合和所述第一比较开关(104)断开的情况下，以及同时在各所述第二采样开关(202)连接所述第一输入信号、所述第二电源开关(203)闭合和所述第二比较开关(204)断开的情况下，所述第一电容阵列(10)和所述第二电容阵列(20)进入储能状态。
[0010]在一个实施例中，在各所述第一采样开关(102)连接所述第一输入信号、所述第一电源开关(103)断开和所述第一比较开关(104)闭合的情况下，以及同时在各所述第二采样
开关(202)连接所述第一输入信号、所述第二电源开关(203)断开和所述第二比较开关(204)闭合的情况下，所述第一电容阵列(10)和所述第二电容阵列(20)进入融合状态。
[0011]在一个实施例中，在各所述第一采样开关(102)连接所述第一参考信号、所述第一电源开关(103)断开和所述第一比较开关(104)闭合的情况下，以及同时在各所述第二采样开关(202)连接所述第二参考信号、所述第二电源开关(203)断开和所述第二比较开关(204)闭合的情况下，所述第一电容阵列(10)和所述第二电容阵列(20)进行预置位。
[0012]在一个实施例中，当所述第一电容阵列(10)和所述第二电容阵列(20)进行预置位后，所述第一电容阵列(10)输出第一信号，所述第二电容阵列(20)输出第二信号；所述比较器(00)根据所述第一信号和所述第二信号的合并信号输出比较结果；所述比较结果用于控制所述第一电容阵列(10)中各第一电容(101)进行依次翻转，以及同时控制所述第二电容阵列(20)中各第二电容(201)进行依次翻转。
[0013]在一个实施例中，所述控制所述第一电容阵列(10)中各第一电容(101)进行依次翻转，以及同时控制所述第二电容阵列(20)中各第二电容(201)进行依次翻转，包括：
[0014]根据所述比较器(00)输出的比较结果控制所述第一电容阵列(10)中处于高位的第一电容(101)进行翻转，以及同时控制所述第二电容阵列(20)中处于高位的第二电容(201)进行翻转；
[0015]根据所述比较器(00)输出的新的比较结果控制所述第一电容阵列(10)中处于次高位的第一电容(101)进行翻转，以及同时控制所述第二电容阵列(20)中处于次高位的第二电容(201)进行翻转，如此循环往复，直到所有所述第一电容(101)和所有所述第二电容(201)翻转完毕。
[0016]在一个实施例中，所述第一电容阵列(10)中的第一电容(101)按照从高位到低位的顺序依次排列，对应的第一电容(101)的电容值按照从大到小的顺序依次排列；所述第二电容阵列(20)中的第二电容(201)按照从高位到低位的顺序依次排列，对应的第二电容(201)的电容值按照从大到小的顺序依次排列。
[0017]在一个实施例中，各所述第一电容(101)和对应的各所述第二电容(201)的电容值相同。
[0018]在一个实施例中，所述第三参考信号为地信号、其他参考信号和参考电路(50)输出的参考信号中的一种。
[0019]在一个实施例中，所述参考电路(50)包括：第三电容阵列(30)和第四电容阵列(40)，所述第三电容阵列(30)由多个第三电容(301)并联排列构成，所述第四电容阵列(40)由多个第四电容(401)并联排列构成；所述第三电容阵列(30)中的各第三电容(301)和所述第四电容阵列(40)中的各第四电容(401)对应交替排列；
[0020]各所述第三电容(301)的一个极板通过各自连接的第三采样开关(302)连接第二输入信号、第三参考信号和第四参考信号中的一种信号，各所述第三电容(301)的另一个极板分别通过第三电源开关(303)连接第三电源信号，以及通过第三比较开关(304)连接所述比较器(00)的负输入端；
[0021]各所述第四电容(401)的一个极板通过各自连接的第四采样开关(402)连接所述第二输入信号、所述第三参考信号和所述第四参考信号中的一种信号，各所述第四电容(401)的另一个极板分别通过第四电源开关(403)连接第四电源信号，以及通过第四比较开
关(404)连接所述比较器(00)的负输入端。
[0022]第二方面，本申请提供了一种模数转换方法。所述模数转换方法包括：
[0023]控制各所述第一采样开关(102)连接所述第一输入信号、所述第一电源开关(103)闭合和所述第一比较开关(104)断开，以及控制各所述第二采样开关(202)连接所述第一输入信号、所述第二电源开关(2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种模数转换电路，其特征在于，所述模数转换电路(1)包括：第一电容阵列(10)、第二电容阵列(20)和比较器(00)，所述第一电容阵列(10)由多个第一电容(101)并联排列构成，所述第二电容阵列(20)由多个第二电容(201)并联排列构成；所述第一电容阵列(10)中的各第一电容(101)与所述第二电容阵列(20)中的各第二电容(201)对应交替排列；各所述第一电容(101)的一个极板通过各自连接的第一采样开关(102)连接第一输入信号、第一参考信号和第二参考信号中的一种信号，各所述第一电容(101)的另一个极板分别通过第一电源开关(103)连接第一电源信号，以及通过第一比较开关(104)连接所述比较器(00)的正输入端；各所述第二电容(201)的一个极板通过各自连接的第二采样开关(202)连接所述第一输入信号、所述第一参考信号和所述第二参考信号中的一种信号，各所述第二电容(201)的另一个极板分别通过第二电源开关(203)连接第二电源信号，以及通过第二比较开关(204)连接所述比较器(00)的正输入端；对应的，所述比较器(00)的负输入端连接第三参考信号。2.根据权利要求1所述的模数转换电路，其特征在于，在各所述第一采样开关(102)连接所述第一输入信号、所述第一电源开关(103)闭合和所述第一比较开关(104)断开的情况下，以及同时在各所述第二采样开关(202)连接所述第一输入信号、所述第二电源开关(203)闭合和所述第二比较开关(204)断开的情况下，所述第一电容阵列(10)和所述第二电容阵列(20)进入储能状态。3.根据权利要求2所述的模数转换电路，其特征在于，在各所述第一采样开关(102)连接所述第一输入信号、所述第一电源开关(103)断开和所述第一比较开关(104)闭合的情况下，以及同时在各所述第二采样开关(202)连接所述第一输入信号、所述第二电源开关(203)断开和所述第二比较开关(204)闭合的情况下，所述第一电容阵列(10)和所述第二电容阵列(20)进入融合状态。4.根据权利要求3所述的模数转换电路，其特征在于在各所述第一采样开关(102)连接所述第一参考信号、所述第一电源开关(103)断开和所述第一比较开关(104)闭合的情况下，以及同时在各所述第二采样开关(202)连接所述第二参考信号、所述第二电源开关(203)断开和所述第二比较开关(204)闭合的情况下，所述第一电容阵列(10)和所述第二电容阵列(20)进行预置位。5.根据权利要求4所述的模数转换电路，其特征在于，当所述第一电容阵列(10)和所述第二电容阵列(20)进行预置位后，所述第一电容阵列(10)输出第一信号，所述第二电容阵列(20)输出第二信号；所述比较器(00)根据所述第一信号和所述第二信号的合并信号输出比较结果；所述比较结果用于控制所述第一电容阵列(10)中各第一电容(101)进行依次翻转，以及同时控制所述第二电容阵列(20)中各第二电容(201)进行依次翻转。6.根据权利要求5所述的模数转换电路，其特征在于，所述控制所述第一电容阵列(10)中各第一电容(101)进行依次翻转，以及同时控制所述第二电容阵列(20)中各第二电容(201)进行依次翻转，包括：根据所述比较器(00)输出的比较结果控制所述第一电容阵列(10)中处于高位的第一电容(101)进行翻转，以及同时控制所述第二电容阵列(20)中处于高位的第二电容(201)进
...

【专利技术属性】
技术研发人员：邬蓉，
申请(专利权)人：上海联影微电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：