CN101867373A

CN101867373A - 模拟到数字转换器

Info

Publication number: CN101867373A
Application number: CN201010164491.5A
Authority: CN
Inventors: 丰村纯次; 井上美穗
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2009-04-20
Filing date: 2010-04-13
Publication date: 2010-10-20
Anticipated expiration: 2030-04-13
Also published as: CN101867373B; US20100265115A1; JP2010252206A; JP5316194B2; US8106806B2

Abstract

在此公开了一种AD转换器，包括参考电压生成器、多个放大器、多个平均电阻元件、以及其每个包括第一放大器和第一电阻元件的多个第一平均辅助电路。

Description

模拟到数字转换器

技术领域

本发明涉及AD(模拟到数字)转换器，并且更具体地涉及包括平均电阻元件的AD转换器。

背景技术

通常，闪速型AD转换器(以下简称为“AD转换器”)是广为人知的。尽管所述类型的AD转换器包括用于放大输入模拟信号和不同参考电压之间的差电压的大量放大器，但是如果试图实现更高分辨率，则放大器之间的偏移变得严重，存在限制应用范围的趋势。

因此，已知这样的AD转换器，其中在对其输入相互相邻的参考电压的那些放大器的输出之间提供平均电阻元件以减少偏移，以便解决所述问题。

例如，日本专利公开No.2005-136696公开如图7所示的这种AD转换器。参照图7，示出的AD转换器100包括在放大器组101的放大器101-1到101-n之间串联提供的多个平均电阻元件R_ave。在AD转换器100中，多个(例如九个)伪(dummy)电路102串联提供，并且终止(terminate)在最低阶放大器101-1的输出端子和最高阶放大器101-n的输出端子，使得放大器101-1和101-n之间的偏移减少。

此外，上述专利文献还公开了如图8所示的这种修改的AD转换器。参照图8，配置示出的AD转换器200，使得最低和最高阶放大器101-1和101-n的输出端子依赖于放大器的输出电阻(以下称为“输出电阻R₁”)的电阻值和平均电阻元件R_ave的电阻值之间的关系适当地终止。此外，公开了在AD转换器200中，可以实现适合的终止，其中放大器101的输出电阻R₁的电阻值在其高于平均电阻元件R_ave的电阻值时为1.5R_ave-0.5R₁。

发明内容

然而，在上面指定的专利文献中公开的AD转换器100中，必须提供多个伪电路102，并且满刻度外的过范围程度扩大，该满刻度为用于与输入模拟信号比较的电压范围，即，VRT-VRB。因此，难以应用AD转换器100以便适于在近年来的超小型CMOS设计中的较低电压下的操作。

此外，在专利文献中公开的AD转换器200中，因为当R₁＞R_ave时放大器101的阈值从理想阈值失真，所以类似于图7所示的电路中，要求多个(两个)串联连接的伪电路。因此，类似于AD转换器100，AD转换器的满刻度外的过范围程度扩大，并且变得难以应用AD转换器200以便适于在近年来的超小型CMOS设计中的较低电压下的操作。

因此，期望提供一种减少功耗和减少面积的AD转换器，其可以最小化过范围程度而不受放大器的输出电阻的电阻值和平均电阻元件的电阻值之间的关系的限制。

根据本发明的实施例，提供了一种AD转换器，包括：参考电压生成器，用来划分第一电压和第二电压之间的电压差以产生多个参考电压；多个放大器，用于放大参考电压和输入信号的电压之间的差电压；多个平均电阻元件，用来将所述放大器的输出端子相互连接；以及多个第一平均辅助电路，其每个包括第一放大器和第一电阻元件，该第一放大器用于放大高于第一电压的第三电压和输入信号的电压之间的差电压，该第一电阻元件用于连接所述放大器中的对其输入第一电压作为参考电压的那个放大器的输出端子和所述第一放大器的输出端子。

优选地，所述AD转换器还包括多个第二平均辅助电路，其每个包括第二放大器和第二电阻元件，该第二放大器用于放大低于第二电压的第四电压和输入信号的电压之间的差电压，该第二电阻元件用于连接所述放大器中的对其输入第二电压作为参考电压的那个放大器的输出端子和所述第二放大器的输出端子。

在该实例中，优选地所述第二电阻元件具有设为等于以下值的电阻值，该值通过从将所述平均电阻元件的电阻值乘以第二平均辅助电路的数目获得的值减去所述第二放大器的输出电阻的电阻值而获得。

所述第一电阻元件可以具有设为等于以下值的电阻值，该值通过从将所述平均电阻元件的电阻值乘以第一平均辅助电路的数目获得的值减去所述第一放大器的输出电阻的电阻值而获得。

除了参考电压生成器、多个放大器和多个平均辅助元件，上述AD转换器包括多个第一平均辅助电路。因此，可以终止AD转换器的端部。此外，每个第一平均辅助电路包括第一放大器和第一电阻元件，该第一放大器用于放大高于第一电压的第三电压和输入信号的电压之间的差电压，该第一电阻元件用于连接所述放大器中的对其输入第一电压作为参考电压的那个放大器的输出端子和所述第一放大器的输出端子。因此，通过施加第三电压到第一平均辅助电路，可以终止AD转换器的端部，并且因此，AD转换器可以以减少的电压操作，并且可以以减少的面积形成。

根据本发明的另一实施例，提供了一种AD转换器，包括：参考电压生成器，用来划分第一电压和第二电压之间的电压差以产生多个参考电压；多个放大器，用于放大参考电压和输入信号的电压之间的差电压；多个平均电阻元件，用来将所述放大器的输出端子相互连接；以及多个第二平均辅助电路，其每个包括第二放大器和第二电阻元件，该第二放大器用于放大低于第二电压的第四电压和输入信号的电压之间的差电压，该第二电阻元件用于连接所述放大器中的对其输入第二电压作为参考电压的那个放大器的输出端子和所述第二放大器的输出端子。

优选地，所述AD转换器还包括多个第一平均辅助电路，其每个包括第一放大器和第一电阻元件，该第一放大器用于放大高于第一电压的第三电压和输入信号的电压之间的差电压，该第一电阻元件用于连接所述放大器中的对其输入第一电压作为参考电压的那个放大器的输出端子和所述第一放大器的输出端子。

除了参考电压生成器、多个放大器和多个平均辅助元件，上述AD转换器包括多个第二平均辅助电路。因此，可以终止AD转换器的端部。此外，每个第二平均辅助电路包括第二放大器和第二电阻元件，该第二放大器用于放大高于第二电压的第四电压和输入信号的电压之间的差电压，该第二电阻元件用于连接所述放大器中的对其输入第二电压作为参考电压的那个放大器的输出端子和所述第二放大器的输出端子。因此，通过施加第四电压到第二平均辅助电路，可以终止AD转换器的端部，并且因此，AD转换器可以以减少的电压操作，并且可以以减少的面积形成。

附图说明

图1是示出对其应用本发明的AD转换器的一般配置的方块电路图；

图2是示出图1所示的AD转换器的放大器的电路配置的电路图；

图3是示出普通AD转换器的小信号等效电路的电路图；

图4是示出图1所示的AD转换器的小信号等效电路的电路图；

图5是示出对其应用本发明的另一AD转换器的一般配置的方块电路图；

图6是示出图5所示的AD转换器的小信号等效电路的电路图；

图7是示出普通AD转换器的配置的方块电路图；以及

图8是类似的、但示出另一普通AD转换器的配置的视图。

具体实施方式

根据本实施例的AD转换器是对其使用平均电阻元件的闪速型或并联型AD转换器，并且是减少功耗和减少面积的AD转换器，其过范围程度最小化。

根据本实施例的AD转换器包括参考电压生成器，用来划分第一电压和第二电压之间的电压差以产生多个参考电压；多个放大器，用于放大参考电压和输入信号的电压之间的差电压；以及多个平均电阻元件，用来连接所述放大器的输出端子。

该AD转换器还包括第一平均辅助电路和第二平均辅助电路。第一平均辅助电路包括第一放大器和第一电阻元件，该第一放大器用于放大高于第一电压的第三电压和输入信号的电压之间的差电压，该第一电阻元件用于连接所述放大器中的对其输入第一电压作为参考电压的那个放大器的输出端子和所述第一放大器的输出端子。同时，第二平均辅助电路包括第二放大器和第二电阻元件，该第二放大器用于放大低于第二电压的第三电压和输入信号的电压之间的差电压，该第二电阻元件用于连接所述放大器中的对其输入第二电压作为参考电压的那个放大器的输出端子和所述第二放大器的输出端子。

根据本发明的AD转换器的特征在于：其包括如上所述的多个这种第一平均辅助电路和多个这种第二平均辅助电路。换句话说，不是串联而并联提供平均辅助电路作为伪电路。

利用上述配置，可以形成AD转换器，使得其减少功耗和面积，并且能够最小化过范围程度，而不受放大器的输出电阻的电阻值和平均电阻元件的电阻值之间的关系的限制。

此外，如果第一电阻元件的电阻值设为等于以下值，该值通过从将所述平均电阻元件的电阻值乘以第一平均辅助电路的数目获得的值减去所述第一放大器的输出电阻的电阻值而获得，则可以进一步提高偏移的精度。类似地，如果第二电阻元件的电阻值设为等于以下值，该值通过从将所述平均电阻元件的电阻值乘以第二平均辅助电路的数目获得的值减去所述第二放大器的输出电阻的电阻值而获得，则可以进一步提高偏移的精度。

注意到，还可以只使用第一平均辅助电路和第二平均辅助电路之一，同时利用另一个电路执行剩余的终止。

1.AD转换器的一般配置

在下面，参照附图详细描述根据本实施例的AD转换器。

根据本实施例的AD转换器1将模拟输入信号转换为N位数字输出信号。首先参照图1，示出的AD转换器1包括参考电压生成器11、放大器组12、平均电路13、比较器组14、编码器15、第一平均辅助部分16和第二平均辅助部分17。

参考电压生成器11从串联连接的多个分压电阻器(梯形电阻器)R₀形成，并且通过分压电阻器R₀将高电势侧参考电压VRT和低电势侧参考电压VRB之间的电压划分为具有相等电压Vr的2^N-1个电压。通过分压，产生多个不同参考电压Vref1到Vref2^N-1。注意到，高电势侧参考电压VRT对应于第一电压的示例，并且低电势侧参考电压VRB对应于第二电压的示例。

放大器组12包括多个放大器A，即，放大器A₁到A_n。每个放大器A是差分放大器，并且具有如图2所示的这种配置。参考图2，放大器A包括包含NMOS(负金属氧化物半导体)晶体管Tr1和Tr2的差分对，该NMOS晶体管Tr1和Tr2每个通过输出电阻器R₁在其漏极连接到电源电势VDD。该NMOS晶体管Tr1和Tr2通过共同的恒流源ISS在其源极连接到参考电势VSS。该NMOS晶体管Tr1和Tr2的漏极用作放大器A的输出端子Vo1和Vo2，并且该NMOS晶体管Tr1和Tr2的栅极分别用作第一和第二输入端子。

回来参考图1，输入信号的电压Vin输入到每个放大器A的第一输入端子，并且来自从参考电压生成器11生成的多个参考电压Vref(即，Vref1到Vref2^N-1)的对应的参考电压Vref输入到每个放大器A的第二输入端子。然后，放大器A放大参考电压Vref和模拟输入信号的电压Vin之间的差电压，并且输出放大的差电压。

平均电路13包括多个平均电阻元件R_ave，其每个连接对其输入相互相邻的参考电压Vref的那些放大器A，以减少放大器A之间的偏移。

比较器组14包括多个锁存器电路L，对其分别地输入从放大器A₁到A_n输出的电压。编码器15基于通过锁存器电路L的比较结果执行编码，以产生和输出对应于模拟输入信号的电压Vin的N位数字信号D(0)到D(N-1)。

顺带提及，参考图2，如果具有等于高电势侧参考电压VRT的幅度的幅度的模拟输入信号的电压Vin输入到放大器A，则NMOS晶体管Tr2的栅极电压Vg升高，并且源极电压Vs升高，并且电流流过NMOS晶体管Tr2和输出电阻器R₁，并且在输出端子Vo2的电压下降。因此，利用AD转换器扩大了过范围，即伪范围(dummy range)，并且作为输入NMOS元件的NMOS晶体管Tr1和Tr2的特性变为可能受损。因此，出现使放大器A不能操作为线性放大器的问题。

因此，在根据本实施例的AD转换器1中，提供平均辅助部分(即，第一平均辅助部分16和第二平均辅助部分17)来最小化过范围或伪范围，以抑制使放大器A不能操作为线性放大器。

回来参考图1，每个平均辅助部分包括多个平均辅助电路，其每个由放大器B和连接到放大器B的输出端子的电阻元件R_T形成。

具体地，第一平均辅助部分16终止放大器组12和平均电路13的高电势侧，并且包括多个第一平均辅助电路16a，其每个由第一放大器B_a和连接到第一放大器B_a的输出端子的第一电阻元件R_Ta形成。在图1所示的AD转换器1中，第一平均辅助部分16包括由第一放大器B_a1和第一电阻元件R_Ta1形成的第一平均辅助电路16_a1、和由第一放大器B_a2和第一电阻元件R_Ta2形成的另一个第一平均辅助电路16_a2，并且两个第一平均辅助电路16_a1和16_a2连接到在高电势侧的放大器A_n的输出端子。

第一放大器B_a1和B_a2在其第一输入端子接收模拟输入信号的电压，并且在其第二输入端子接收高电势侧伪电压VRDU。第一电阻元件R_Ta1和R_Ta2在其一端连接到第一放大器B_a1和B_a2的输出端子，并且在其另一端连接到放大器A_n的输出端子。注意到，高电势侧伪电压VRDU对应于第三电压的示例。高电势侧伪电压VRDU比高电势侧参考电压VRT高电压Vr。

第二平均辅助部分17终止放大器组12和平均电路13的低电势侧，并且包括多个第二平均辅助电路17_a，其每个由第二放大器B_b和连接到第二放大器B_b的输出端子的第二电阻元件R_Tb形成。本实施例中的第二平均辅助部分17包括由第二放大器B_b1和第二电阻元件R_Tb1形成的第二平均辅助电路17_al、和由第二放大器B_b2和第二电阻元件R_Tb2形成的另一个第二平均辅助电路17_a2。两个第二平均辅助电路17_a1和17_a2连接到在低电势侧的放大器A₁的输出端子。

第二放大器B_b1和B_b2接收输入到其第一输入端子的模拟输入信号的电压，并且接收输入到其第二输入端子的低电势侧伪电压VRDL。第二电阻元件R_Tb1和R_Tb2在其一端连接到第二放大器B_b1和B_b2的输出端子，并且在其另一端连接到低电势侧的放大器A₁的输出端子。注意到，低电势侧伪电压VRDL对应于本发明的第四电压的实施例。低电势侧伪电压VRDL比低电势侧参考电压VRB低电压Vr。

以此方式，输入到第一放大器B_a1和B_a2的电压是比高电势侧参考电压VRT高电压Vr的高电势侧伪电压VRDU，而输入到第二放大器B_b1和B_b2的电压是比低电势侧参考电压VRB低电压Vr的低电势侧伪电压VRDL。因此，可以将过范围抑制到其最小值。

这里，放大器B(即，放大器B_a1、B_a2、B_b1和B_b2)优选以与放大器A的配置相同的配置形成。具体地，如果放大器B的输出电阻器的电阻值和放大器A的输出电阻器的电阻值设为相互相等，并且电阻元件R_Ta1、R_Ta2和R_Tb1、R_Tb2的电阻值设为相互相等，则便利放大器A的偏移的调整。

具体地，放大器B和放大器A的输出电阻器的电阻值设为相互相等，并且第一和第二电阻元件R_Ta和R_Tb的电阻值可以设置为以下值，该值通过将平均电阻元件R_ave的电阻值乘以2、并且从得到的电阻值减去放大器A的输出电阻器R₁的电阻值获得，即，R_T＝2·R_ave-R₁。

下面参照图5和6描述为什么通过实现如上所述这种终止可以减少放大器A的偏移的原因。可以使用基尔霍夫法则(Kirchhoff’s law)确定终止条件。

首先，参照图3描述图8所示的目前已知的电路的终止条件。图3是图8所示的电路的小信号等效电路，并且示出了电路配置的部分(即，仅仅放大器101-n-1、101-n和102-2和相关联的元件)以便便利说明和描述。

如果关于图3所示的V_n和V_n+1建立基尔霍夫等式，则获得下面的等式：

V_n＝R₁(I_n-I_n-1)+R_ave×I_n+R₁(I_n-I_n+1)

＝R₁(2I_n-I_n-1-I_n+1)+R_ave×I_n

V_n+1＝R₁(I_n+1-I_n)+R_T×I_n+1+R₁×I_n+1

＝R₁(2I_n+1-I_n)+R_T×I_n+1

从上面的等式，获得下面的等式：

R₁(2I_n-I_n-1-I_n+1)+R_ave×I_n＝R₁(2I_n+1-I_n)+R_T×I_n

这里，如果假设I_n-1＝I_n+I_n+1，则获得

R_T＝R_ave-R₁＞0。

换句话说，获得R_ave＞R₁。因此，获得其终止的终止条件，其中平均电阻元件R_ave高于输出电阻器R₁。

现在，参照图4描述根据本实施例的AD转换器1的终止条件。图4是示出图1所示的具有两个平均辅助电路的AD转换器的小信号等效电路的电路图，并且只示出了AD转换器的电路配置的一部分(即，放大器A_n和A_n-1、第一平均辅助电路16和相关元件)以便便利描述和说明。尽管这里描述了高电势侧的终止，但是这也类似地应用于低电势侧。要注意，放大器B(即，B_a1、B_a2和B_b1、B_b2)的输出电阻器的电阻值和放大器A的输出电阻器的电阻值设为相互相等，并且电阻元件R_Ta1、R_Ta2和R_Tb1、R_Tb2的电阻值设为相等值R_T。

如果关于图4所示的V_n+1建立基尔霍夫等式，则

V_n+1＝R₁(I_n+1-I_n)+R_T·I_n+1/2+R₁×I_n+1/2

这里，如果假设I_n+1＝I_n，并且V_n+1＝R_ave×I_n+1，则获得

2R_ave＝R₁+R_T。

如果关于电阻元件R_T解该等式，则获得

R_T＝2·R_ave-R₁。

因此，实解变为R_ave＞1/2×R₁。因此，平均电阻元件R_ave的电阻值可以减少到目前已知的AD转换器的电阻值的一半。

在图1所示的AD转换器1中，尽管提供了两个第一平均辅助电路和两个第二平均辅助电路，但是如果如图5所示提供k(k≥3)或更多第一和第二平均辅助电路，则可以进一步减少平均电阻元件R_ave的电阻值。

图6是示出图5所示的具有k个平均辅助电路的AD转换器的小信号等效电路的电路图，并且类似于图4只示出了AD转换器的电路配置的一部分以便便利描述和说明。尽管这里描述了高电势侧的终止，但是这也类似地应用于低电势侧。要注意，放大器B(即，B_a1到B_ak和B_b1到B_bk)的输出电阻器的电阻值和放大器A的输出电阻器的电阻值设为相互相等，并且电阻元件R_Ta1到R_Tak和R_Tb1到R_Tbk的电阻值设为相等值R_T。

如果关于图4所示的V_n+1建立基尔霍夫等式，则

V_n+1＝R₁(I_n+1-I_n)+(R_T·I_n+1/k)+R₁×I_n+1/k)

这里，如果假设I_n+1＝I_n，并且V_n+1＝R_ave×I_n+1，则获得

k·R_ave＝R₁+R_T。

如果关于电阻元件R_T解该等式，则获得

R_T＝k·R_ave-R₁。

因此，实解变为R_ave＞1/k×R₁。因此，平均电阻元件R_ave的电阻值可以减少到目前已知的AD转换器的电阻值的k分之一。

简而言之，如果发现平均电阻元件R_ave的电阻值和输出电阻器R₁的电阻值之间的比率：

R_ave∶R₁＝K∶1(K≤1)

则在满刻度外的一个范围(相等电压Vr)的过范围中可以通过任意数目的平均辅助电路实现终止。

如上所述，根据本实施例的AD转换器1包括：参考电压生成器11，用于划分高电势侧参考电压VRT和低电势侧参考电压VRB之间的电压差以产生多个参考电压Vref(Vreft1到Vref2^N-1)；多个放大器A(A₁到A_n)，用于放大参考电压和输入信号的电压Vin之间的电势差；以及多个平均电阻元件R_ave，用于将放大器A的输出端子相互连接。AD转换器1还包括多个第一平均辅助电路16_a，其具有：第一放大器B_a(B_a1，B_a2，...，B_ak)，用于放大高于高电势侧参考电压VRT的高电势侧伪电压VRDU和输入信号的电压Vin之间的差电压；以及第一电阻元件R_Ta，用于将多个放大器A当中的对其输入高电势侧参考电压VRT作为参考电压的放大器A_n的输出端子和第一放大器B_a的输出端子相互连接。

利用具有上述配置的AD转换器1，因为它包括将多个放大器A的输出端子相互连接的多个平均电阻元件R_ave，所以可以减少放大器A之间的偏移。此外，因为AD转换器1包括第一放大器B_a，并且放大器A_n的输出端子和第一放大器B_a的输出端子通过第一电阻元件R_Ta相互连接，所以可以适当地终止放大器A_n的输出端子。

具体地，因为提供多个第一平均辅助电路16_a，也就是说，因为在放大器A_n的输入端子和输出端子之间相互并联地形成多个第一平均辅助电路16_a，所以可以最小化过范围而没有任何增加。因此，可以适当地终止放大器A_n的输出端子，并且可以抑制高电势侧伪电压VRDU变高。因此，可以形成AD转换器1以便以减少的电压操作。此外，可以进一步减少AD转换器1的面积。

AD转换器1还包括多个第二平均辅助电路17_a(17_a1，17_a2，...，17_ak)，其每个具有：第二放大器B_b(B_b1，B_b2，...，B_bk)，用于放大低于低电势侧参考电压VRB的低电势侧伪电压VRDL和输入信号的电压Vin之间的电势差；以及第二电阻元件R_Tb(R_Tb1，R_Tb2，...，R_Tbk)，用于将多个放大器A当中的对其输入低电势侧参考电压VRB作为参考电压的放大器A₁的输出端子和第二放大器B_b的输出端子相互连接。

以此方式，因为AD转换器1包括第二放大器B_b，并且放大器A₁的输出端子和第二放大器B_b的输出端子通过第二电阻元件R_Tb相互连接，所以可以适当地终止放大器A₁的输出端子。

具体地，因为类似于上述第一平均辅助电路16_a提供多个第二平均辅助电路17_a，也就是说，因为在放大器A₁的输入端子和输出端子之间相互并联地形成多个第二平均辅助电路17_a，所以可以最小化过范围而没有任何增加。因此，可以适当地终止放大器A₁的输出端子，并且可以抑制低电势侧伪电压VRDL变得更低。因此，可以抑制高电势侧伪电压VRDU和低电势侧伪电压VRDL之间的差电压变小。因此，可以形成AD转换器1以便以更低的电压操作，并且可以进一步减少AD转换器1的面积。

此外，在第一放大器B_a和第二放大器B_b的输出电阻器的电阻值以及放大器A的输出电阻器的电阻值设为相等值、并且电阻元件R_Ta1、R_Ta2和R_Tb1、R_Tb2的电阻值设为相等值的情况下，可以容易地执行放大器A的偏移的调整。

具体地，在AD转换器1中，可以使得第一电阻元件R_Ta的电阻值为以下值，该值通过从将平均电阻元件R_ave的电阻值乘以第一平均辅助电路16_a的数目获得的值减去第一放大器B_a的输出电阻器R₁的电阻值而获得。因此，可以响应于第一平均辅助电路16_a的数目减少平均电阻元件R_ave的电阻值。

此外，在AD转换器1中，第二电阻元件R_Tb的电阻值可以等于以下值，该值通过从将平均电阻元件R_ave的电阻值乘以第二平均辅助电路17_a的数目获得的值减去第二放大器B_b的输出电阻器的电阻值而获得。因此，可以响应于第二平均辅助电路17_a的数目减少平均电阻元件R_ave的电阻值。

尽管已经参照附图详细描述了本发明的若干优选实施例，但是它们是说明性的，并且可以基于本领域技术人员的知识以各种更改或修改的形式执行本发明。

此外，尽管在上述实施例中使用差分放大器A，但是放大器不限于此，而是可替代地使用单端放大器。

本申请包含涉及于2009年4月20日向日本专利局提交的日本优先权专利申请JP2009-101548中公开的主题，在此通过引用并入其全部内容。

本领域技术人员应当理解，依赖于设计需求和其他因素可以出现各种修改、组合、子组合和更改，只要它们在权利要求或其等效物的范围内。

Claims

1.一种模拟到数字转换器，包括：

参考电压生成器，用来划分第一电压和第二电压之间的电压差以产生多个参考电压；

多个放大器，用于放大参考电压和输入信号的电压之间的差电压；

多个平均电阻元件，用来将所述放大器的输出端子相互连接；以及

多个第一平均辅助电路，其每个包括第一放大器和第一电阻元件，该第一放大器用于放大高于第一电压的第三电压和输入信号的电压之间的差电压，该第一电阻元件用于连接所述放大器中的对其输入第一电压作为参考电压的那个放大器的输出端子和所述第一放大器的输出端子。

2.如权利要求1所述的模拟到数字转换器，还包括多个第二平均辅助电路，其每个包括第二放大器和第二电阻元件，该第二放大器用于放大低于第二电压的第四电压和输入信号的电压之间的差电压，该第二电阻元件用于连接所述放大器中的对其输入第二电压作为参考电压的那个放大器的输出端子和所述第二放大器的输出端子。

3.如权利要求2所述的模拟到数字转换器，其中所述第二电阻元件具有设为等于以下值的电阻值，该值通过从将所述平均电阻元件的电阻值乘以第二平均辅助电路的数目获得的值减去所述第二放大器的输出电阻的电阻值而获得。

4.如权利要求1所述的模拟到数字转换器，其中所述第一电阻元件具有设为等于以下值的电阻值，该值通过从将所述平均电阻元件的电阻值乘以第一平均辅助电路的数目获得的值减去所述第一放大器的输出电阻的电阻值而获得。

5.一种模拟到数字转换器，包括：

多个第二平均辅助电路，其每个包括第二放大器和第二电阻元件，该第二放大器用于放大低于第二电压的第四电压和输入信号的电压之间的差电压，该第二电阻元件用于连接所述放大器中的对其输入第二电压作为参考电压的那个放大器的输出端子和所述第二放大器的输出端子。

6.如权利要求5所述的模拟到数字转换器，还包括多个第一平均辅助电路，其每个包括第一放大器和第一电阻元件，该第一放大器用于放大高于第一电压的第三电压和输入信号的电压之间的差电压，该第一电阻元件用于连接所述放大器中的对其输入第一电压作为参考电压的那个放大器的输出端子和所述第一放大器的输出端子。

7.如权利要求6所述的模拟到数字转换器，其中所述第一电阻元件具有设为等于以下值的电阻值，该值通过从将所述平均电阻元件的电阻值乘以第一平均辅助电路的数目获得的值减去所述第一放大器的输出电阻的电阻值而获得。

8.如权利要求5所述的模拟到数字转换器，其中所述第二电阻元件具有设为等于以下值的电阻值，该值通过从将所述平均电阻元件的电阻值乘以第二平均辅助电路的数目获得的值减去所述第二放大器的输出电阻的电阻值而获得。