【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于高速模数转换器，具体涉及一种高速流水线时间量化模数转换器。
技术介绍
1、高速adc(analog to digital converter，模数转换器)，正处于先进科技应用的核心地位，驱动着包括下一代通信系统，如5g及以上、精密雷达技术、航空航天仪器、尖端医疗成像设备、高速数据处理中心以及前沿科学研究在内的多个领域的创新发展。在这些应用中，高速adc不仅满足了对快速移动目标的高精度追踪、宽带信号的高效处理、复杂环境下的实时数据分析，还促进了高分辨率图像获取、高频现象的精准测量以及大数据时代的信息高速传输与处理。
2、目前的高速adc的主流技术为电压域流水线技术和时域交织技术。时域交织技术的adc通过使多个子通道adc，如sar adc(successive-approximation register analogto digital converter，逐次逼近型模数转换器)或者flash adc(flash analog todigital converter，闪存型模数转换器)并行工作的方案，使其依次对输入进行采样、量化、输出，整体采样率可以达到子adc的数倍并具有子adc的精度和特点，但是时域交织技术的adc精度受到通道间采样失配的严重影响。随着工艺演进，本征增益和电源电压的降低使流水线技术所需的电压放大器设计难度增大，而且流水线技术的adc将余量放大和量化串行进行，限制了量化速度。传统异步流水线sar tdc(successive-approximation registertime to
技术实现思路
1、为了解决现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供了一种高速流水线时间量化模数转换器。本专利技术要解决的技术问题通过以下技术方案实现：
2、本专利技术提供了一种高速流水线时间量化模数转换器，包括：初始时间量化模块、n通道多级时间量化模块和数据输出模块，其中，
3、所述初始时间量化模块用于对输入的模拟信号进行采样、转换和初步量化，得到第一位数字码和初始时间余量信号；
4、所述n通道多级时间量化模块与所述初始时间量化模块连接，所述n通道多级时间量化模块包括并行的多个子通道多级时间量化器，所述多个子通道多级时间量化器交替接收所述初始时间余量信号，每个子通道多级时间量化器对接收的所述初始时间余量信号进行多级量化，得到对应的多级数字码；
5、所述数据输出模块与所述初始时间量化模块和所述n通道多级时间量化模块连接，用于整合并输出所述第一位数字码和所述多级数字码。
6、在本专利技术的一个实施例中，所述初始时间量化模块包括依次连接的采样保持电路、电压时间转换器和逐次逼近型时间数字转换器，其中，
7、所述采样保持电路用于对输入的所述模拟信号进行采样，得到采样信号；
8、所述电压时间转换器用于将所述采样信号映射到时间域，得到时间域信号；
9、所述逐次逼近型时间数字转换器用于对所述时间域信号进行初步量化，得到所述第一位数字码和所述初始时间余量信号。
10、在本专利技术的一个实施例中，所述n通道多级时间量化模块还包括多路选择器，其中，
11、所述多路选择器的输入端连接所述初始时间量化模块，输出端分别连接所述多个子通道多级时间量化器；
12、所述多路选择器根据时钟信号，将所述初始时间余量信号交替传输至所述子通道多级时间量化器中。
13、在本专利技术的一个实施例中，所述多路选择器包括时钟产生器和并联的多个cmos传输门，其中，
14、所述时钟产生器用于产生多个时钟信号，每个时钟信号输入对应的cmos传输门以控制所述cmos传输门的导通和关闭；
15、每个cmos传输门的信号输入端接收所述初始时间余量信号，时钟信号端接收所述时钟信号。
16、在本专利技术的一个实施例中，所述cmos传输门的数量与所述子通道多级时间量化器的数量一致，所述cmos传输门的信号输出端与所述子通道多级时间量化器逐一对应连接。
17、在本专利技术的一个实施例中，所述子通道多级时间量化器包括交替连接的多个时间放大器和多个逐次逼近型时间数字转换器；
18、其中，所述时间放大器和所述逐次逼近型时间数字转换器组成一个时间量化单元，前一个时间量化单元的逐次逼近型时间数字转换器与后一个时间量化单元的时间放大器连接，第一个时间量化单元的时间放大器与所述初始时间量化模块连接，最后一个时间量化单元的逐次逼近型时间数字转换器与所述数据输出模块连接。
19、在本专利技术的一个实施例中，在所述时间量化单元中，所述时间放大器对接收的时间余量信号进行放大，所述逐次逼近型时间数字转换器对放大后的时间余量信号进行量化，得到当前级的数字码和时间余量信号。
20、在本专利技术的一个实施例中，所述时间放大器和所述逐次逼近型时间数字转换器分别作为单独的流水线级进行工作，以实现所述时间放大器和所述逐次逼近型时间数字转换器的并行工作模式。
21、与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
22、本专利技术的高速流水线时间量化模数转换器，采用时间域部分时域交织结构，利用n通道多级时间量化模块依次交替接收对输入的模拟信号进行初步量化后的初始时间余量信号，消除了传统时域交织结构的采样失配。利用n通道多级时间量化模块实现了时间余量信号的放大和量化并行的工作模式，提高了工作速度。
23、上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本专利技术的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
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1.一种高速流水线时间量化模数转换器，其特征在于，包括：初始时间量化模块、N通道多级时间量化模块和数据输出模块，其中，
2.根据权利要求1所述的高速流水线时间量化模数转换器，其特征在于，所述初始时间量化模块包括依次连接的采样保持电路、电压时间转换器和逐次逼近型时间数字转换器，其中，
3.根据权利要求1所述的高速流水线时间量化模数转换器，其特征在于，所述N通道多级时间量化模块还包括多路选择器，其中，
4.根据权利要求3所述的高速流水线时间量化模数转换器，其特征在于，所述多路选择器包括时钟产生器和并联的多个CMOS传输门，其中，
5.根据权利要求4所述的高速流水线时间量化模数转换器，其特征在于，所述CMOS传输门的数量与所述子通道多级时间量化器的数量一致，所述CMOS传输门的信号输出端与所述子通道多级时间量化器逐一对应连接。
6.根据权利要求1所述的高速流水线时间量化模数转换器，其特征在于，所述子通道多级时间量化器包括交替连接的多个时间放大器和多个逐次逼近型时间数字转换器；
7.根据权利要求6所述的高速流水线时间
8.根据权利要求6所述的高速流水线时间量化模数转换器，其特征在于，所述时间放大器和所述逐次逼近型时间数字转换器分别作为单独的流水线级进行工作，以实现所述时间放大器和所述逐次逼近型时间数字转换器的并行工作模式。
...【技术特征摘要】
1.一种高速流水线时间量化模数转换器，其特征在于，包括：初始时间量化模块、n通道多级时间量化模块和数据输出模块，其中，
2.根据权利要求1所述的高速流水线时间量化模数转换器，其特征在于，所述初始时间量化模块包括依次连接的采样保持电路、电压时间转换器和逐次逼近型时间数字转换器，其中，
3.根据权利要求1所述的高速流水线时间量化模数转换器，其特征在于，所述n通道多级时间量化模块还包括多路选择器，其中，
4.根据权利要求3所述的高速流水线时间量化模数转换器，其特征在于，所述多路选择器包括时钟产生器和并联的多个cmos传输门，其中，
5.根据权利要求4所述的高速流水线时间量化模数转换器，其特征在于，所述cmos传输门的数量与所述子通道多级时间量化器的数量...
【专利技术属性】
技术研发人员：李登全，王飞达，赵鑫，朱樟明，丁瑞雪，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：
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