CN111865316A - 高速高精度的模数转换电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高速高精度的模数转换电路,其包括时钟脉冲信号发生器、逐次逼近寄存器、数模转换器、电压比较器以及模拟信号延时器，模拟信号延时器的输入端与数模转换器的输出端相电连接，其输出端与电压比较器的另一个输入端相电连接，数模转换器的输出端同一时间输出的模拟信号分为两路，一路模拟信号直接进入电压比较器并与输入模拟电压进行比较，另一路模拟信号经过模拟信号延时器后进入电压比较器并使电压比较器复位。在数模转换器输出信号时便形成延时发出的复位信号，当电压比较器完成比较后，复位信号立即使电压比较器复位，不仅省去了传统转换电路中等待复位的时间，而且保证比较前，电压比较器保持稳定状态，确保了比较的准确性。

Description

高速高精度的模数转换电路

技术领域

本发明涉及一种高速高精度的模数转换电路。

背景技术

现今的模数转换电路多以半导体集成电路的形式实现。主流的半导体模数转换电路的结构有快闪型、逐次逼近型、流水线型和Sigma-Delta型等，其中逐次逼近型模数转换电路适用于诸如可穿戴设备和可植入式医疗设备等低功耗场合。

逐次逼近型模数转换器一般又时钟脉冲发生器、逐次逼近寄存器、数模转换器和电压比较器等几部分组成，传统的逐次逼近型模数转换电路中的比较器和逐次逼近逻辑电路均只由时钟信号驱动，故传统的逐次逼近型模数转换电路中的所有步骤例如比较器复位、数模转换器更新输出和比较器比较等都只能从时钟信号的上升沿或下降沿开始发生，且每次比较完成后，比较器都需要复位，由于比较器开始比较时数模转换器的输出尚未稳定，数模转换器的输出的波动将引起比较器中前置放大器输出的波动，导致比较结果有误。

发明内容

本发明的目的是提供一种高速高精度的模数转换电路。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种高速高精度的模数转换电路,其包括时钟脉冲信号发生器、逐次逼近寄存器、数模转换器以及电压比较器，所述时钟脉冲信号发生器的输出端与所述逐次逼近寄存器的其中一个输入端相电连接，所述逐次逼近寄存器的输出端与所述数模转换器的其中一个输入端相电连接，所述数模转换器的其中一个输出端与所述电压比较器的其中一个输入端相电连接，所述输入模拟电压与所述电压比较器的输入端相电连接，所述电路还包括模拟信号延时器，所述模拟信号延时器的输入端与所述数模转换器的输出端相电连接，其输出端与所述电压比较器的另一个输入端相电连接，所述数模转换器的输出端同一时间输出的模拟信号分为两路，一路模拟信号直接进入所述电压比较器并与所述输入模拟电压进行比较，另一路模拟信号经过模拟信号延时器后进入所述电压比较器并使所述电压比较器复位。

优化的，两路模拟信号从所述数模转换器输出时的时间为T₀，所述一路模拟信号从所述电压比较器输出时的时间为T₁，所述另一路模拟信号进入所述电压比较器的时间为T₂，所述数模转换器前后两次输出两路模拟信号所间隔的时间为T₃，T₃ -T₀＞T₂ -T₀＞T₁ -T₀。

优化的，所述模拟信号延时器为延迟线，所述延迟线为电容型延迟线或电感型延迟线。

本发明的有益效果在于：在数模转换器输出信号时便形成延时发出的复位信号，当电压比较器完成比较后，复位信号立即使电压比较器复位，不仅省去了传统转换电路中等待复位的时间，而且保证比较前，电压比较器保持稳定状态，确保了比较的准确性。

附图说明

附图1为本发明的电路原理图。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

如图1所示，高速高精度的模数转换电路包括时钟脉冲信号发生器、逐次逼近寄存器、数模转换器以及电压比较器，时钟脉冲信号发生器的输出端与逐次逼近寄存器的其中一个输入端相电连接，逐次逼近寄存器的输出端与数模转换器的其中一个输入端相电连接，数模转换器的其中一个输出端与电压比较器的其中一个输入端相电连接，输入模拟电压与电压比较器的输入端相电连接，电路还包括模拟信号延时器，模拟信号延时器的输入端与数模转换器的输出端相电连接，其输出端与电压比较器的另一个输入端相电连接，数模转换器的输出端同一时间输出的模拟信号分为两路，一路模拟信号直接进入电压比较器并与输入模拟电压进行比较，另一路模拟信号经过模拟信号延时器后进入电压比较器并使电压比较器复位。两路模拟信号从数模转换器输出时的时间为T₀，一路模拟信号从电压比较器输出时的时间为T₁，另一路模拟信号进入电压比较器的时间为T₂，数模转换器前后两次输出两路模拟信号所间隔的时间为T₃，T₃ -T₀＞T₂ -T₀＞T₁ -T₀。模拟信号延时器为延迟线，延迟线为电容型延迟线或电感型延迟线。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种高速高精度的模数转换电路,其包括时钟脉冲信号发生器、逐次逼近寄存器、数模转换器以及电压比较器，所述时钟脉冲信号发生器的输出端与所述逐次逼近寄存器的其中一个输入端相电连接，所述逐次逼近寄存器的输出端与所述数模转换器的其中一个输入端相电连接，所述数模转换器的其中一个输出端与所述电压比较器的其中一个输入端相电连接，所述输入模拟电压与所述电压比较器的输入端相电连接，其特征在于：所述电路还包括模拟信号延时器，所述模拟信号延时器的输入端与所述数模转换器的输出端相电连接，其输出端与所述电压比较器的另一个输入端相电连接，所述数模转换器的输出端同一时间输出的模拟信号分为两路，一路模拟信号直接进入所述电压比较器并与所述输入模拟电压进行比较，另一路模拟信号经过模拟信号延时器后进入所述电压比较器并使所述电压比较器复位。

2.根据权利要求1所述的高速高精度的模数转换电路,其特征在于：两路模拟信号从所述数模转换器输出时的时间为T₀，所述一路模拟信号从所述电压比较器输出时的时间为T₁，所述另一路模拟信号进入所述电压比较器的时间为T₂，所述数模转换器前后两次输出两路模拟信号所间隔的时间为T₃，T₃ -T₀＞T₂ -T₀＞T₁ -T₀。

3.根据权利要求1所述的高速高精度的模数转换电路,其特征在于：所述模拟信号延时器为延迟线，所述延迟线为电容型延迟线或电感型延迟线。

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