本发明专利技术公开了一种模数转换装置，包括比较器、第一、二电容模块、第一、二开关模块以及输入端开关。比较器具有第一输入端、第二输入端以及输出端。第一电容模块具有多个第一电容。第一开关模块具有多个第一开关单元，各第一开关单元依据第一控制信号使各第一电容耦接至第一、第二参考电压或接地电压。第二电容模块具有多个第二电容。第二开关模块具有多个第二开关单元，各第二开关单元依据第二控制信号使各第二电容耦接至第一或第二参考电压。输入端开关依据初始化信号，使比较器的第一、第二输入端分别与接地电压及输入电压的耦接路径连接或断开。本发明专利技术的模数转换装置可以快速的产生模数的转换结果。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种模数转换装置，且特别涉及一种连续渐进式的模数转换装置。
技术介绍
模数转换装置(Analog to Digital Converter, ADC)的架构种类繁多，如快闪式 (Flash)ADC、管线式(Pipeline)ADC、连续渐进式(Successive Approximation, SA)ADC 与双阶式(Two-Μ印)ADC。这些ADC架构具备各自适合的应用范围。快闪式ADC虽然适用于高速取样速率的应用中，但其功率消耗大。管线式ADC的特性则是介于快闪式ADC与连续渐进式ADC之间，但管线式ADC需要使用乘法数模转换器 (Multiplier Digital-to-Analog Converter，MDAC)。而 MDAC 内部包括剩余(Residue)运算比较器，其为负反馈架构。因此，剩余运算比较器将成为管线式ADC在高速取样频率应用上的瓶颈。双阶式ADC又分类为位元循环式(Bit-Cycling)ADC与次范围式(Subranging) ADC0位元循环式ADC也需要剩余比较器，故也有类似的问题。根据目前文献记载，次范围式ADC能够突破管线式ADC与采用位元循环式的双阶式ADC的瓶颈，达到高速取样频率。连续渐进式ADC则是一种可以通过较低的取样频率来进行输入电压的取样，并且连续渐进式ADC的功率消耗低且其电路复杂度都较前述几种的ADC为低。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种模数转换装置，可以快速的产生模数的转换结果。本专利技术提出一种模数转换装置，包括比较器、第一电容模块、第一开关模块、第二电容模块、第二开关模块以及输入端开关。比较器具有第一输入端、第二输入端以及输出端。第一电容模块具有多个第一电容，第一电容的一端共同耦接比较器的第一输入端。第一开关模块具有多个第一开关单元，各第一开关单元分别耦接在对应的各第一电容的另一端。各第一开关单元并依据第一控制信号使各第一电容耦接至接地电压、第一参考电压或第二参考电压。第二电容模块具有多个第二电容，第二电容的一端共同耦接比较器的第二输入端。第二开关模块具有多个第二开关单元，各第二开关单元分别耦接在对应的各第二电容的另一端，各第二开关单元并依据第二控制信号使各第二电容耦接至第一参考电压或第二参考电压。输入端开关耦接比较器的第一、二输入端，并依据初始化信号，使比较器的第一、第二输入端分别与接地电压及输入电压的耦接路径连接或断开。在本专利技术的一实施例中，上述的模数转换装置还包括控制器。控制器耦接比较器的输出端，依据比较器的输出端所产生输出信号以连续渐进(successive approximation, SAR)方式来产生第一及第二控制信号，控制器还接收并依据输出信号来产生数字转换结^ ο在本专利技术的一实施例中，上述的第一电容模块中的第i+Ι个第一电容的电容值为4第i个第一电容的电容值的两倍，其中i为正整数。在本专利技术的一实施例中，上述的第二电容模块中的第i+Ι个第二电容的电容值为第i个第二电容的电容值的两倍，其中i为正整数。在本专利技术的一实施例中，上述的各第一开关模块包括第一、第二及第三开关。第一开关的一端耦接对应的各第一电容的另一端，其另一端耦接接地电压。第二开关的一端耦接对应的各第一电容的另一端，其另一端耦接第一参考电压。第三开关的一端耦接对应的各第一电容的另一端，其另一端耦接第二参考电压。其中，第一、第二以及第三开关中的其中之一受控于第一控制信号而导通。在本专利技术的一实施例中，上述的各第一开关模块包括选择器。选择器具有输出端及多个输入端，其输出端耦接对应的各第一电容的另一端，其输入端分别接收接地电压、第一参考电压以及第二参考电压。选择器受控于第一控制信号并依据第一控制信号传送接地电压、第一参考电压或第二参考电压至对应的各第一电容。在本专利技术的一实施例中，上述的各第二开关模块包括第一开关以及第二开关。第一开关的一端耦接对应的各第二电容的另一端，其另一端耦接第一参考电压。第二开关的一端耦接对应的各第二电容的另一端，其另一端耦接第二参考电压。其中，第一以及第二开关中的其中之一受控于第二控制信号而导通。在本专利技术的一实施例中，上述的各第二开关模块包括选择器。选择器具有输出端及多个输入端，其输出端耦接对应的各第二电容的另一端，其输入端分别接收第一参考电压以及第二参考电压。选择器受控于第二控制信号并依据第二控制信号传送第一参考电压或第二参考电压至对应的各第二电容。在本专利技术的一实施例中，模数转换装置还包括第一参考电容、第二参考电容以及参考开关。第一参考电容串接在比较器的第一输入端与接地电压间。第二参考电容的一端耦接比较器的第二输入端。参考开关串接在第二参考电容的另一端与第一参考电压间，并受控于第三控制信号。在本专利技术的一实施例中，上述的第一参考电压与该第二参考电压的关系为Vref2 =(l_l/2m) Vrefl，其中，Vref2为第二参考电压的电压值，Vref 1为第一参考电压的电压值， m为第一电容模块中的第一电容的总数。本专利技术的有益效果在于，基于上述，本专利技术利用将两组电容模块分开连接在比较器的第一及第二输入端上，来使数字转换结果的产生可以更为快速。并且，模数转换装置的转换误差仅与电容模块内部的电容值匹配状况有关，与电容模块间的电容值匹配状况无关，可以更有效的降低转换误差。为让本专利技术的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图作详细说明如下。附图说明图1为本专利技术的一实施例的模数转换装置的示意图。图2A 图2B为本专利技术实施例的开关模块中的开关单元的实施方式示意图。图3A 图;3B为本专利技术另一实施例的开关模块中的开关单元的实施方式的示意图。图4A 图4H分别为模数转换装置的工作流程的等效电路图。图5为本专利技术实施例的N位元模数转换装置的工作流程图。其中，附图标记说明如下100 模数转换装置120、140:电容模块110、130:开关模块150 输入端开关170 控制器160 比较器210、310:选择器111 11m、131 13(n_m)开关单元SW51、SW52、SffAU Sffl SW5 开关Vrefl、Vref 2 参考电压IN1、IN2:输入端OUl 输出端Cl Cn、CAl、CA2 电容GND 接地电压CTRLl、CTRL2 控制信号INI 初始化信号ADR:数字转换结果Vi 输入电压INA、INJ 端点具体实施例方式首先请参照图1，图1为本专利技术的一实施例的模数转换装置100的示意图。模数转换装置100包括比较器160、电容模块120、140、开关模块110、130、输入端开关150以及控制器170。比较器160具有输入端INI、ΙΝ2以及输出端OUi。电容模块120具有多个电容Cl Cm(在本实施例中，电容模块120具有m个电容，m为正整数)，电容Cl Cm的一端共同耦接至比较器160的输入端IN1，而电容模块120中的电容Cl Cm的另一端则耦接至开关模块110。开关模块110同样具有m个开关单元111 1 lm，开关单元111 1 Im 的一端分别耦接至其所对应的电容Cl Cm另一个未与比较器160的输入端mi耦接的端点。举例来说，也就是电容C3串接在开关单元113与比较器16本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种模数转换装置，包括一比较器，具有第一输入端、第二输入端以及输出端；一第一电容模块，具有多个第一电容，所述多个第一电容的一端共同耦接该比较器的第一输入端；一第一开关模块，具有多个第一开关单元，各该第一开关单元分别耦接在对应的各该第一电容的另一端，各该第一开关单元并依据一第一控制信号使各该第一电容耦接至一接地电压、一第一参考电压或一第二参考电压；一第二电容模块，具有多个第二电容，所述多个第二电容的一端共同耦接该比较器的第二输入端；一第二开关模块，具有多个第二开关单元，各该第二开关单元分别耦接在对应的各该第二电容的另一端，各该第二开关单元并依据一第二控制信号使各该第二电容耦接至该第一参考电压或该第二参考电压；以及一输入端开关，耦接该比较器的第一、二输入端，依据一初始化信号，使该比较器的第一、第二输入端分别与该接地电压及一输入电压的耦接路径连接或断开。2.如权利要求1所述的模数转换装置，其特征在于，该模数转换装置还包括一控制器，耦接该比较器的输出端，依据该比较器的输出端所产生一输出信号以一连续渐进方式来产生该第一及该第二控制信号，该控制器还接收并依据该输出信号来产生一数字转换结果。3.如权利要求1所述的模数转换装置，其特征在于，该第一电容模块中的第i+Ι个第一电容的电容值为第i个第一电容的电容值的两倍，其中i为正整数。4.如权利要求1所述的模数转换装置，其特征在于，该第二电容模块中的第i+Ι个第二电容的电容值为第i个第二电容的电容值的两倍，其中i为正整数。5.如权利要求1所述的模数转换装置，其特征在于，各该第一开关单元包括一第一开关，其一端耦接对应的各该第一电容的另一端，其另一端耦接该接地电压； 一第二开关，其一端耦接对应的各该第一电容的另一端，其另一端耦接该第一参考电压；以及一第三开关，其一端耦接对应的各该...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈弘昌，
申请(专利权)人：盛群半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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