CN102480297B - 逐次比较型ad转换器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种逐次比较型AD转换器，包括AD转换模块、参考电压转换模块、比较模块和逐次逼近寄存器，参考电压经参考电压转换模块转换后在比较模块中与输入电压比较，逐次逼近寄存器根据比较模块输出的比较结果调整下一位参考电压。本发明的优点在于：采用的电容数量大大减小，使电路面积大大缩小，因此特别适于在需要多路AD同时使用的系统中应用；优选地，本发明尤其适于应用在触摸芯片中，因触摸IC中需要对多路电容量进行采集，故而可同时采用数路本发明的AD转换器。
Description
技术领域
本发明涉及数字集成电路领域的一种模数转换电路，尤其涉及一种新型逐次比较型AD转换器。
背景技术
电荷转移型逐次比较器是集成电路中常用的电路。传统的电荷转移型逐次比较器的结构如图1所示，其中，对Vin首先预采样，把VIN的电荷量存入所有的电容中，通过逐次倍减电容量和Vref比较，产生0、1的数字量。但在该电路中，由于需要大量的电容阵列，而在集成电路的生产工艺中，单位电容占用较大的面积，性价比不高。并且为了获得更好地的性能，消除噪声，需要相当多的电容做对称结构，因此在小型的集成电路或者在需要多路AD的电路中不太适用。
发明内容
本发明的目的在于提出一种逐次比较型AD转换器，其采用了参考电压可变的方法，使所需电容的数量大幅降低，电路规模大大减小，从而克服了现有技术中的不足。
为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：
一种逐次比较型AD转换器，包括AD转换模块，其特征在于，所述AD转换器还包括参考电压转换模块、比较模块和逐次逼近寄存器，参考电压经参考电压转换模块转换后在比较模块中与输入电压比较，逐次逼近寄存器根据比较模块输出的比较结果调整下一位参考电压。
进一步地讲，所述参考电压转换模块包括两路信号电路，其中：
一路为数据使能和参考电压使能作为二输入与门的输入端，选通后接正向参考电压，该正向参考电压接一运放的同相端，该同相端通过一电容接地，该运放的反相端接输出，从该运放输出端读取输出电压值；
另一路为数据使能和参考电压使能作为二输入与门的输入端，选通后接负向参考电压，该负向参考电压接另一运放的同相端，该同相端通过一电容接地，该运放的反相端接输出；
该两路信号电路通过两个单刀单掷和一个单刀双掷开关连接。
所述逐次逼近寄存器包括复数个写使能和数据使能作为输入的二输入与门以及相应数量的D触发器，每一二输入与门的输出端分别接对应D触发器的时钟信号端，每一D触发器的Q端分别接一移位使能驱动电路得到一移位数据。
所述比较模块输出的比较结果为0或1。
与现有技术相比，本发明的优点在于：采用的电容数量大大减小，使电路面积大大缩小，因此特别适于在需要多路AD同时使用的系统中应用；优选地，本发明可应用在触摸芯片中，因触摸IC中需要对多路电容量进行采集，故而可同时采用数路本发明的AD转换器。
附图说明
图1为现有逐次比较型AD转化器的电路图；
图2为本发明一较佳实施例的结构示意图；
图3为图2中所示参考电压转换模块的电路图；
图4为图2中所示逐次逼近寄存器的电路图。
具体实施方式
为进一步说明本发明的上述目的、结构特点和效果，以下将结合图2-4对本发明的逐次比较型AD转换器进行详细的描述。
参阅图2，该逐次比较型AD转换器，包括AD转换模块、参考电压转换模块、比较器和逐次逼近寄存器，生成的参考电压经参考电压转换模块转换后在比较器中与输入电压vin比较，逐次逼近寄存器根据比较器输出的比较结果0或1影响下一位参考电压。
参阅图3，Lav、Aver、Init、Vref_EN和Vref_EN_等控制的都是开关，高电平表示开。Vref_EN和Vref_EN_互为反相，Vref-、Vref+分别表示AD转换器的负参考电压和正参考电压；11和12为由运算放大器接成的电压跟随器；C1和C2为相同电容值的电容；Vo为输出。为了消除噪声和减少失调，I1作为I2的对称性结构。
参阅图4，该10位AD的逐次比较寄存器(SAR)包括10个写使能和数据使能作为输入的二输入与门，10个D触发器，与门的输出端分别接10个D触发器的CLK，10个D触发器的Q端分别接10个驱动电路得到10为的数据，10个D触发器的Q端分别接10个移位使能驱动电路得到10位移位数据。AD转换开始前，各个触发器清0。其shift_data接到图3中的Vref_EN信号。Vref_EN_是Vref_EN信号的反相信号。Data0～data9为AD转换完成后读出的10位数据。WR_en为写使能信号。
以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，所作出各种变换或变型，均属于本发明的范畴。
Claims (2)
1.一种逐次比较型AD转换器，包括AD转换模块，其特征在于，所述AD转换器还包括参考电压转换模块、比较模块和逐次逼近寄存器，参考电压经参考电压转换模块转换后在比较模块中与输入电压比较，逐次逼近寄存器根据比较模块输出的比较结果调整下一位参考电压；
所述参考电压转换模块包括两路信号电路，其中：
一路为数据使能和参考电压使能作为二输入与门的输入端，选通后接正向参考电压，该正向参考电压接一运放的同相端，该同相端通过一电容接地，该运放的反相端接输出，从该运放输出端读取输出电压值；
另一路为数据使能和参考电压使能作为二输入与门的输入端，选通后接负向参考电压，该负向参考电压接另一运放的同相端，该同相端通过一电容接地，该运放的反相端接输出；
该两路信号电路通过两个单刀单掷和一个单刀双掷开关连接，该单刀双掷开关，分别打向第一运放的同相端和第二运放的同相端，第一、第二单刀单掷开关分别接第一、第二运放的同相端。
2.根据权利要求1所述的逐次比较型AD转换器，其特征在于，所述逐次逼近寄存器包括复数个写使能和数据使能作为输入的二输入与门以及相应数量的D触发器，每一二输入与门的输出端分别接对应D触发器的时钟信号端，每一D触发器的Q端分别接一移位使能驱动电路得到一移位数据。
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