CN101174835A - 多模模数变换器 - Google Patents
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Abstract
一种多模模数转换器，包括S/H(Sample/Hold，取样/保持)电路、多个多位流水线操作A/D变换器、数字补偿电路、多个开关，其中，所述多模模数转换器为双通道时分插入结构，每个通道均设有多个多位流水线操作A/D变换器，所述S/H电路、所述多个多位流水线操作A/D变换器、所述数字补偿电路依次通过所述开关连接，通过选择开关的不同连接完成多种模式之间的切换。本发明实现的多模A/D转换器可以根据数据传输速率和分辨率要求，用开关切换到需要的模块，实现用户需要的功能。由于各种模式下的绝大多数模块是复用的，而没有用到的模块又是无电流，所以面积和功耗可以大大节省。
Description
技术领域
本发明涉及一种模/数变换器，尤其涉及一种可进行多种模式变换的模/数变换器。
背景技术
现有的模数变换器一般分为高精度或高速模数变换器(ADC)及低精度低速率模数变换器，如果用户已经采用了高精度ADC，在需要低精度ADC时只需要高精度ADC的前几位即可，但消耗的功耗仍然是高精度的ADC。如果用户只有低精度或低速ADC时，需要另外一个高精度或高速的ADC。
由于芯片面积和功耗的原因，国际上几乎没有可进行多种模式变换的模/数变换器。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种多模模/数变换器，其可根据需要，进行多种模式的切换，从而选择需要的精度和转换速率。
为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：
一种多模模数转换器，包括S/H(Sample/Hold，取样/保持)电路、多个多位流水线操作A/D变换器、数字补偿电路、多个开关，其中，所述多模模数转换器为双通道时分插入结构，每个通道均设有多个多位流水线操作A/D变换器，所述S/H电路、所述多个多位流水线操作A/D变换器、所述数字补偿电路依次通过所述开关连接，通过选择开关的不同连接完成多种模式之间的切换。
作为本发明的一种改进，还包括一与所述开关相连的开关设置寄存器，用于通过编程输入开关设置寄存器的值，并通过该值控制开关的连接和断开。
作为本发明的一种优选方式，所述多个多位流水线操作A/D变换器包括两组依次通过开关相连接的1个4位40MHz流水线操作A/D变换器、第一3位40MHz流水线操作A/D变换器、第二3位40MHz闪烁操作A/D变换器。
作为本发明的又一优选方式，所述4位40MHz流水线操作A/D变换器由4个1.5位子A/D变换器串接而成。
作为本发明的又一优选方式，所述第一3位40MHz流水线操作A/D变换器由3个1.5位子A/D变换器串接而成。
作为本发明的再一优选方式，所述第二3位40MHz A/D变换器为一3位闪烁(flash，或叫平行操作)A/D变换器。
本发明实现的多模A/D转换器可以根据数据传输速率和分辨率要求，用开关切换到需要的模块，实现用户需要的功能。由于各种模式下的绝大多数模块是复用的，而没有用到的模块又是无电流，所以面积和功耗可以大大节省。
附图说明
图1为本发明的多模模数变换器的一个具体实施例的结构示意图。
图2是4位40MHz流水线操作A/D变换器。
图3第一3位40MHz流水线操作A/D变换器。
具体实施方式
如图1所示，一种多模模数转换器，包括S/H电路、多个多位流水线操作A/D变换器、数字补偿电路、多个开关，与所述开关相连的开关设置寄存器，所述开关设置寄存器用于通过编程输入开关设置寄存器的值，并通过该值控制开关的连接和断开。所述多模模数转换器为双通道时分插入结构，每个通道均设有多个多位流水线操作A/D变换器，所述取样/保持电路、所述多个多位流水线操作A/D变换器、所述数字补偿电路依次通过所述开关连接，通过选择开关的不同连接完成多种模式之间的切换。
其中，所述多个多位流水线操作A/D变换器包括两组依次通过开关相连接的1个4位40MHz流水线操作A/D变换器、第一3位40MHz流水线操作A/D变换器、第二3位40MHz闪烁操作A/D变换器。
如图2、图3所示，所述4位40MHz流水线操作A/D变换器和第一3位40MHz流水线操作A/D变换器分别由4个、3个1.5位子A/D变换器串接而成。所述第二3位40MHz A/D变换器为一3位闪烁A/D变换器。
作为一种优选，采用1.5位A/D转换(代替1位A/D转换)可以对前级末位和后级的首位进行数字相加，达到数字补偿的目的，从而提高了精度。所述1.5位A/D变换器可采用Abo结构(A.M.Abo和P.R.Gray于1995年5月在电子和电气工程师协会的《电晶体电路》第34卷第599至606页中提出的“A 1.5-V，10位，14.3-MS/s CMOS流水线A/D变换器”，A.M.Abo and P.R.Gray，“A 1.5-V，10-bit，14.3-MS/s CMOS pipeline analog-to-digitalconverter，”IEEE J.Solid-State Circuits，vol.34，pp.599-606，May 1999.)。其优点在于，一个似2位的A/D变换器只需要2个比较器，而每个1.5位A/D变换器有完全相同的参考电压，这样不仅减小了芯片面积，并且降低功耗。
图1中上述多模模数转换器的四种工作模式简要描述如下：
一、高速低精度(6位80MHz双通道)：
开关连接S/H电路及2个通道中的3位40MHz流水线操作A/D变换器和3位闪烁A/D变换器。
二、低速低精度(6位40MHz单通道)：
开关连接S/H电路、1个通道中的3位40MHz流水线操作A/D变换器以及3位闪烁A/D变换器。
三、低速高精度(10位40MHz单通道)：
开关连接S/H电路、1个通道中的4位40MHz流水线操作A/D变换器、3位40MHz流水线操作A/D变换器及3位闪烁A/D转换器。
四、高速高精度(10位80MHz双通道)：
开关连接S/H电路、2个通道中的4位40MHz流水线操作A/D变换器、3位40MHz流水线操作A/D变换器及3位闪烁A/D转换器，且在两个通道之间切换，转换速率达到单个A/D转换器的二倍，最高可以达到80MHz。
通过改变开关切换速率和40MHz流水线操作A/D变换器时钟速率，可以实现转换速率从40MHz到80MHz的可编程。开关可以通过串行编程接口(SPI)输入设置寄存器值，由寄存器的值来控制开关的连接和断开。
本实施例中，实现了6位、10位流水线操作A/D变换器的硬件复用，大大缩小芯片面积。当其在一种模式工作时，其它模式工作的模块可以关闭其电源，节省了功耗。
上述具体实施例描述的是一个转换速率40MHz到80MHz可编程、精度6位、10位可选的多模A/D变换器。实际应用时，可以根据需要来选择精度和转换速率，达到最低功耗的运行。特别适合多模无线通信接收电路中应用。
Claims (6)
1.一种多模模数转换器，包括取样/保持电路、多个多位流水线操作A/D变换器、数字补偿电路，还包括多个开关；所述多模模数转换器为双通道时分插入结构，每个通道均设有多个多位流水线操作A/D变换器，所述取样/保持电路、所述多个多位流水线操作A/D变换器、所述数字补偿电路依次通过所述开关连接，通过选择开关的不同连接完成各种模式之间的切换。
2.根据权利要求1所述的多模模数转换器，其特征在于：还包括一与所述开关相连的开关设置寄存器，用于通过编程输入开关设置寄存器的值，并通过该值控制开关的连接和断开。
3.根据权利要求1或2所述的多模模数转换器，其特征在于：所述多个多位流水线操作A/D变换器包括两组依次通过开关相连接的1个4位40MHz流水线操作A/D变换器、第一3位40MHz流水线操作A/D变换器、第二3位40MHz闪烁操作A/D变换器。
4.根据权利要求3所述的多模模数转换器，其特征在于：所述4位40MHz流水线操作A/D变换器由4个1.5位子A/D变换器串接而成。
5.根据权利要求3所述的多模模数转换器，其特征在于：所述第一3位40MHz流水线操作A/D变换器由3个1.5位子A/D变换器串接而成。
6.根据权利要求3所述的多模模数转换器，其特征在于：所述第二3位40MHz A/D变换器为一3位闪烁A/D变换器。
Priority Applications (1)
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| CNA200610117844XA CN101174835A (zh) | 2006-11-01 | 2006-11-01 | 多模模数变换器 |
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| CNA200610117844XA Pending CN101174835A (zh) | 2006-11-01 | 2006-11-01 | 多模模数变换器 |
Country Status (1)
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| CN (1) | CN101174835A (zh) |
Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN104753533A (zh) * | 2013-12-26 | 2015-07-01 | 中国科学院电子学研究所 | 一种分级共享式双通道流水线型模数转换器 |
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2006
- 2006-11-01 CN CNA200610117844XA patent/CN101174835A/zh active Pending
Cited By (2)
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| CN104753533B (zh) * | 2013-12-26 | 2018-05-01 | 中国科学院电子学研究所 | 一种分级共享式双通道流水线型模数转换器 |
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