CN1697326A - 循环管线式模拟数字转换器 - Google Patents

Abstract

一种循环管线式模拟数字转换器，包含一取样保持模块、一子模拟数字转换模块以及一切换式数字模拟转换模块，其中取样保持模块依据一模拟输入信号与一余值信号产生一取样信号，子模拟数字转换模块依据取样信号的数字转换结果在不同时间交错地产生一第一控制信号与一第二控制信号，以及切换式数字模拟转换模块分别依据第一控制信号与第二控制信号决定是否接收一第一参考信号与一第二参考信号，并依据取样信号、第一参考信号与一第一反馈信号三者之中至少取样信号以产生一第一转移信号，且依据取样信号、第二参考信号与第一反馈信号三者之中至少取样信号以产生一第二转移信号，再依据第一转移信号与第二转移信号二者其中之一以产生第一反馈信号与余值信号。

Description

循环管线式模拟数字转换器

技术领域

本发明关于一种模拟数字转换器，特别关于一种循环管线式模拟数字转换器。

背景技术

模拟数字转换器已应用于众多的电子产品，如数字相机，数字录音笔等等数字产品之中，其中以管线式模拟数字转换器以及循环管线式模拟数字转换器，是现今较为常用的模拟数字转换器。

如图1所示，管线式模拟数字转换器(Pipeline Analog to DigitalConverter)包含一取样保持模块11、转换模块12以及一延迟数字修正模块13。取样保持模块11将输入信号111取样之后产生取样信号112，转换模块12包含9级子转换单元121～129，第一级子转换单元121依据取样信号112产生第一转移信号121T与第一输出信号121P，其余各第N级子转换单元12N依据上一级的输出信号产生此级的转移信号12NT与输出信号12NP，第9级子转换单元仅依据上一级的输出信号产生第九转移信号129T。最后，延迟数字修正模块13根据各级的转移信号结果(121T～129T)加以适当地修正以产生数字信号131。然而，管线式模拟数字转换器各级子转换单元的功能类似，故各级子转换单元可以用循环设计方式整合为单一级，也就是循环管线式模拟数字转换器。

如图2所示，现有技术的一种循环管线式模拟数字转换器2包含一取样保持模块21、一子模拟数字转换模块22、一数字模拟转换模块23以及一延迟数字修正模块24。

取样保持模块21将输入信号211取样，并依据输入信号211与一余值信号212产生取样信号213，子模拟数字转换模块22依据取样信号213产生数字转换信号221，数字模拟转换模块23先接收取样信号213，然后再依据数字转换信号221～223以决定是否分别接收参考信号251～253，最后产生更新后的余值信号212，于是取样保持模块21再依据更新后的余值信号212更新取样信号213，接着依照此循环处理直到此转换器所设计的循环次数，然后延迟数字修正模块24依据循环处理在不同时间所产生的数字转换信号221～223加以适当地修正以产生数字信号241。

如图3所示，数字模拟转换模块23包含多个开关231～236、一电容器237、一电容器238、一放大器239。开关234与开关235同时导通以分别让电容器237与电容器238接收取样信号213而充电，此时开关231～233与开关236非导通。然后开关234与开关235同时非导通以让电容器237与电容器238分别输出转移信号237A与转移信号238A至放大器239，同时开关231～233三者其中之一与开关236同时导通以让放大器239与电容器238呈一反馈电路，此时开关231～233分别依据数字转换信号221～223决定是否导通以让参考信号251～253三者其中之一输入至电容器237充电。放大器239依据转移信号237A与转移信号238A产生余值信号212。此时放大器239与电容器238的反馈信号、取样信号213以及参考信号251～253三者其中之一之间的电压关系如式1：

$V_{\mathrm{feedback}}=\left(\frac{C_{237}+C_{238}}{C_{238}}\right)V_{213}+\left(\frac{C_{237}}{C_{238}}\right)V_{25}$          (式1)

其中，V_feedback反馈信号的电压，V₂₁₃取样信号213的电压，V₂₅参考信号251～253其中之一的电压，C₂₃₇与C₂₃₈分别为电容器237与电容器238的电容值，余值信号212的电压与V_feedback反馈信号的电压相同。

循环管线式模拟数字转换器虽然能够快速的将模拟信号转换为数字信号，然而从式1可看出，在数字模拟转换模块中，电容器237与电容器238之间的匹配会影响余值信号212的产生，而余值信号212会影响取样信号213的产生，取样信号213又会影响子模拟数字转换模块22与数字模拟转换模块23的处理结果，接着又影响余值信号212，如此的恶性循环将使得转换器的精确度降低。

因此，提供一种循环管线式模拟数字转换器，以期能够减轻数字模拟转换模块中组件匹配问题的影响，进而使得模拟数字转换器的精确度得以提高，正是当前的重要课题之一。

发明内容

有鉴于上述课题，本发明的目的为提供一种能够减轻模拟数字转换器内组件匹配问题影响的循环管线式模拟数字转换器。

缘是，为达上述目的，依本发明的循环管线式模拟数字转换器，包含一取样保持模块、一子模拟数字转换模块以及一切换式数字模拟转换模块。其中取样保持模块依据一模拟输入信号与一余值信号产生一取样信号，子模拟数字转换模块依据取样信号的数字转换结果在不同时间交错地产生一第一控制信号与一第二控制信号，以及切换式数字模拟转换模块分别依据第一控制信号与第二控制信号决定是否接收一第一参考信号与一第二参考信号，并依据取样信号、第一参考信号与一第一反馈信号三者之中至少取样信号以产生一第一转移信号，且依据取样信号、第二参考信号与第一反馈信号三者之中至少取样信号以产生一第二转移信号，再依据第一转移信号与第二转移信号二者其中之一以产生第一反馈信号与余值信号。

承上所述，因依本发明的循环管线式模拟数字转换器中，子模拟数字转换模块在不同时间交错地产生第一控制信号与第二控制信号，故切换式数字模拟转换模块能够交错地依据第一控制信号与第二控制信号产生余值信号，进而减轻数字模拟转换模块中组件匹配问题的影响，以正确地产生模拟数字转换结果。

附图说明

图1为一区块图，显示现有技术的管线式模拟数字转换器；

图2为一区块图，显示现有技术的循环管线式模拟数字转换器；

图3为一电路图，显示现有技术的循环管线式模拟数字转换器之数字模拟转换模块；

图4为一区块图，显示依本发明较佳实施例的循环管线式模拟数字转换器；

图5为一电路图，显示依本发明较佳实施例的循环管线式模拟数字转换器的切换式数字模拟转换模块；

图6为一时钟脉冲图，显示依本发明较佳实施例的循环管线式模拟数字转换器；

图7为一区块图，显示依本发明较佳实施例的循环管线式模拟数字转换器及其时钟脉冲产生模块；以及

图8为一电路图，显示依本发明较佳实施例的循环管线式模拟数字转换器，其中放大单元包含差动放大器。

组件符号说明：

11：取样保持模块

111：输入信号

112：取样信号

12：转换模块

121：第一级子转换单元

121T：第一转移信号

121P：第一输出信号

122：第二级子转换单元

122T：第二转移信号

122P：第二输出信号

12N：第N级子转换单元

12NT：第N转移信号

12NP：第N输出信号

129：第九级子转换单元

129T：第九转移信号

13：延迟数字修正模块

131：数字信号

2：循环管线式模拟数字转换器

21：取样保持模块

211：输入信号

212：余值信号

213：取样信号

22：子模拟数字转换模块

221～223：数字转换信号

23：数字模拟转换模块

231～236：开关

237～238：电容器

237A～238A：转移信号

239：放大器

24：延迟数字修正模块

251～253：参考信号

3：循环管线式模拟数字转换器

31：取样保持模块

32：子模拟数字转换模块

33：时钟脉冲产生模块

34：延迟数字修正模块

4：切换式数字模拟转换模块

41：第一转换单元

411：电容器

412：取样开关413：反馈开关。

414～416：电容开关

42：第二转换单元

421：电容器

422：取样开关

423：反馈开关。

424～426：电容开关

43：放大单元

431：放大器

432：接地开关

433：差动放大器

434：晶体管开关

44：第三转换单元

441：电容器

442：取样开关

443：反馈开关。

444～446：电容开关

45：第四转换单元

451：电容器

452：取样开关

453：反馈开关。

454～456：电容开关

Clk_ground：接地时钟脉冲信号

Clk_in：输入时钟脉冲信号

Clk₁：第一时钟脉冲信号

Clk₂：第二时钟脉冲信号

S_c11：第一控制信号

S_c12：第一控制信号

S_c13：第一控制信号

S_c21：第二控制信号

S_c22：第二控制信号

S_c23：第二控制信号

S_t1：第一转移信号

S_t2：第二转移信号

S_t3：第三转移信号

S_t4：第四转移信号

S_fb1：第一反馈信号

S_fb2：第二反馈信号

V_in：模拟输入信号

V_in+：模拟输入信号

V_in-：模拟输入信号

V_sh：取样信号

V_sh+：取样信号

V_sh-：取样信号

V_residue：余值信号

V_residue+：余值信号

V_residue-：余值信号

V_ref11：第一参考信号

V_ref12：第一参考信号

V_ref13：第一参考信号

V_ref1+：第一参考信号

V_ref1-：第一参考信号

V_ref21：第二参考信号

V_ref22：第二参考信号

V_ref23：第二参考信号

V_ref2+：第二参考信号

V_ref2-：第二参考信号

V_ref3+：第三参考信号

V_ref3-：第三参考信号

V_ref4+：第四参考信号

V_ref4-：第四参考信号

V_out：数字信号

V_dt：数字转换信号

V_dt1：数字转换信号

V_dt2：数字转换信号

V_dt3：数字转换信号

具体实施方式

以下将参照相关图式，说明依本发明较佳实施例的循环管线式模拟数字转换器。

依本发明的循环管线式模拟数字转换器包含一取样保持模块、一子模拟数字转换模块以及一切换式数字模拟转换模块。其中，取样保持模块依据一模拟输入信号与一余值信号产生一取样信号；子模拟数字转换模块依据取样信号的数字转换结果在不同时间交错地产生一第一控制信号与一第二控制信号；切换式数字模拟转换模块分别依据第一控制信号与第二控制信号决定是否接收一第一参考信号与一第二参考信号，并依据取样信号、第一参考信号与一第一反馈信号三者之中至少取样信号以产生一第一转移信号，且依据取样信号、第二参考信号与第一反馈信号三者之中至少取样信号以产生一第二转移信号，再依据第一转移信号与第二转移信号二者其中之一以产生第一反馈信号与余值信号。

如图4所示，依本发明较佳实施例的循环管线式模拟数字转换器3，包含一取样保持模块31、一子模拟数字转换模块32以及一切换式数字模拟转换模块4。

在本实施例中，取样保持模块31依据一模拟输入信号V_in与一余值信号V_residue产生一取样信号V_sh，子模拟数字转换模块32依据取样信号V_sh的数字转换结果在不同时间交错地产生第一控制信号S_c11～S_c13与第二控制信号S_c21～S_c23。

切换式数字模拟转换模块4分别依据第一控制信号S_c11～S_c13与第二控制信号S_c21～S_c23决定是否分别接收第一参考信号V_ref11～V_ref13与第二参考信号V_ref21～V_ref23，并依据取样信号V_sh、第一参考信号V_ref11～V_ref13与一第一反馈信号S_fb1五者之中至少取样信号V_sh以产生一第一转移信号S_t1，且依据取样信号V_sh、第二参考信号V_ref21～V_ref23与第一反馈信号S_fb1五者之中至少取样信号V_sh以产生一第二转移信号S_t2，再依据第一转移信号S_t1与第二转移信号S_t2二者其中之一以产生第一反馈信号S_fb1与余值信号V_residue。

也就是说，切换式数字模拟转换模块4可在一第一时间同时依据取样信号V_sb产生第一转移信号S_t1，并依据第二控制信号S_c21～S_c23分别接收第二参考信号V_ref21～V_ref23，且依据第二参考信号V_ref21～V_ref23三者其中之一与取样信号V_sh产生第二转移信号S_t2，再依据第一转移信号S_t1与第二转移信号S_t2以产生第一反馈信号S_fb1与余值信号V_residue，且此时更依据第一反馈信号S_fb1产生第一转移信号S_t1。

在一第二时间，切换式数字模拟转换模块4同时依据取样信号V_sh产生第二转移信号S_t2，并依据第一控制信号S_c11～S_c13分别接收第一参考信号V_ref11～V_ref13，且依据第一参考信号V_ref11～V_ref13三者其中之一与取样信号V_sh产生第一转移信号S_t1，再依据第一转移信号S_t1与第二转移信号S_t2以产生第一反馈信号S_fb1与余值信号V_residue，且此时更依据第一反馈信号S_fb1产生第二转移信号S_t2。

在本实施例中，切换式数字模拟转换模块4包含一第一转换单元41、一第二转换单元42以及一放大单元43。第一参考信号V_ref11可与第二参考信号V_ref21连接相同的正电源，第一参考信号V_ref12可与第二参考信号V_ref22连接相同的负电源，第一参考信号V_ref13可与第二参考信号V_ref23连接相同的接地电源。

第一转换单元41依据第一控制信号S_c11～S_c13决定是否分别接收第一参考信号V_ref11～V_ref13，并依据取样信号V_sh、第一参考信号V_ref11～V_ref13与第一反馈信号S_fb1五者之中至少取样信号V_sh以产生第一转移信号S_t1。

另外，第二转换单元42依据第二控制信号S_c21～S_c23决定是否分别接收第二参考信号V_ref21～V_ref23，并依据取样信号V_sh、第二参考信号V_ref21～V_ref23与第一反馈信号S_fb1五者之中至少取样信号V_sh以产生第二转移信号S_t2。

再者，放大单元43依据第一转移信号S_t1与第二转移信号S_t2二者其中之一以产生第一反馈信号S_fb1与余值信号V_residue，其中第一反馈信号S_fb1输入第一转换单元41与第二转换单元42二者其中之一。

如图5所示，在本实施例中，第一转换单元41包含一电容器411、一取样开关412、一反馈开关413与多个电容开关414～416。其中，取样开关412控制电容器411是否接收取样信号V_sh，电容开关414～416分别依据第一控制信号S_c11～S_c13以决定电容器411是否接收第一参考信号V_ref11～V_ref13，反馈开关413控制电容器411是否接收反馈信号S_fb1。电容器411依据取样信号V_sh、第一参考信号V_ref11～V_ref13与第一反馈信号S_fb1五者之中至少取样信号V_sh以产生第一转移信号S_t1，电容器411连接至放大单元43，并输出第一转移信号S_t1至放大单元43。

在本实施例中，第二转换单元42可包含一电容器421、一取样开关422、一反馈开关423与多个电容开关424～426。其中，第二取样开关422控制第二电容器421是否接收取样信号V_sh，电容开关424～426分别依据第二控制信号S_c21～S_c23以决定电容器421是否接收第二参考信号V_ref21～V_ref23，反馈开关423控制电容器421是否接收第一反馈信号S_fb1。电容器421依据取样信号V_sh、第二参考信号V_ref21～V_ref23与第一反馈信号S_fb1五者之中至少取样信号S_fb1以产生第二转移信号S_t2，电容器421电连接至放大单元43，并输出第二转移信号S_t2至放大单元43。

在本实施例中，放大单元43可包含一放大器431与一接地开关432，放大器431依据第一转移信号S_t1与第二转移信号S_t2二者其中一以产生第一反馈信号S_fb1与余值信号V_residue，接地开关432决定是否将电容器411与电容器421接地。

请再参照图4与图5所示，在本实施例中，循环管线式模拟数字转换器3更包含一时钟脉冲产生模块33与一延迟数字修正模块34。

时钟脉冲产生模块33产生一输入时钟脉冲信号Clk_in、一接地时钟脉冲信号Clk_ground、一第一时钟脉冲信号Clk₁与一第二时钟脉冲信号Clk₂，其中第一时钟脉冲信号Clk₁与第二时钟脉冲信号Clk₂在不同时间致能。

子模拟数字转换模块32依据取样信号V_sh产生数字转换结果(数字转换信号V_dt)，再依据第一时钟脉冲信号Clk₁与数字转换信号V_dt产生第一控制信号S_c11～S_c13，或依据第二时钟脉冲信号Clk₂与数字转换信号V_dt产生第二控制信号S_c21～S_c23。

延迟数字修正模块34依据循环处理在不同时间所产生的数字转换信号V_dt加以适当地修正以产生数字信号V_out。

如图5与图6所示，当接地时钟脉冲信号Clk_ground致能时，切换式数字模拟转换模块4中的接地开关432导通使得电容器411与电容器421接地。

当输入时钟脉冲信号Clk_in致能时，切换式数字模拟转换模块3中的取样开关412与取样开关422让电容器411与电容器421接收取样信号V_sh而充电，反之，当输入时钟脉冲信号Clk_in没有致能时，电容器411与电容器421所分别产生的第一转移信号S_t1与第二转移信号S_t2对放大器431放电。

然而在此时，第一时钟脉冲信号Clk₁或第二时钟脉冲信号Clk₂二者其中之一会致能，若为第一时钟脉冲信号Clk₁致能的情况下，反馈开关423导通以让电容器421接收第一反馈信号S_fb1，且在同时间，第一控制信号S_c11～S_c13三者其中之一因第一时钟脉冲信号Clk₁而致能，故电容开关414～416三者其中之一导通以让电容器411接收第一参考信号V_ref11～V_ref13三者其中之一，此时第一反馈信号S_fb1、第一参考信号V_ref11～V_ref13三者其中之一与取样信号V_sh之间的电压关系如式2：

$V_{\mathrm{sfb}1}=\left(\frac{C_{411}+C_{421}}{C_{421}}\right)V_{\mathrm{vsh}}+\left(\frac{C_{411}}{C_{421}}\right)V_{\mathrm{vref}1}$          (式2)

其中，V_sfb1反馈信号S_fb1的电压，V_vsh取样信号V_sh的电压，V_vref1参考信号V_ref11～V_ref13三者其中之一的电压，C₄₁₁与C₄₂₁分别为电容器411与电容器421的电容值，余值信号V_residue的电压与反馈信号S_fb1的电压V_sfb1相同。

另一方面，如果是第二时钟脉冲信号Clk₂致能的话，反馈开关414导通以让电容器411接收第一反馈信号S_fb1，且在同时间，第二控制信号S_c21～S_c23三者其中之一因第二时钟脉冲信号Clk₂而致能，故电容开关424～416三者其中之一导通以让电容器421接收第二参考信号V_ref21～V_ref23三者其中之一，此时第一反馈信号S_fb1、第二参考信号V_ref21～V_ref23三者其中之一与取样信号V_sh之间的电压关系如式3：

$V_{\mathrm{sfb}1}=\left(\frac{C_{411}+C_{421}}{C_{411}}\right)V_{\mathrm{vsh}}+\left(\frac{C_{421}}{C_{411}}\right)V_{\mathrm{vref}2}$       (式3)

其中，V_sfb1反馈信号S_fb1的电压，V_vsh取样信号V_sh的电压，V_vref2参考信号V_ref21～V_ref23三者其中之一的电压，C₄₁₁与C₄₂₁分别为电容器411与电容器421的电容值，余值信号V_residue的电压与反馈信号S_fb1的电压V_sfb1相同。

因此，藉由比较式1、式2与式3可得知，本实施例的切换式数字模拟转换模块3让第一反馈信号S_fb1交错地反馈至第一转换单元41与第二转换单元42二者其中之一(也就是交错地反馈至电容器411与电容器421)，并依据第一控制信号S_c11～S_c13或第二控制信号S_c21～8_c23以让第一参考信号V_ref11～V_ref13三者其中之一或第二参考信号V_ref21～V_ref23三者其中之一分别在不同时间输入至电容器411与电容器421，使得余值信号V_residue的电压在不同时间依据不同的第一参考信号V_ref11～V_ref13、第二参考信号V_ref21～V_ref23以及不同的电容器匹配而产生，以减轻电容器411与电容器421匹配的问题。

如图7所示，在本实施例中，取样保持模块31依据模拟输入信号V_in+、模拟输入信号V_in-、余值信号V_residue+与余值信号V_residue-产生取样信号V_sh+与取样信号V_sh-。

子模拟数字转换模块32依据取样信号V_sh+与取样信号V_sh-所产生数字转换结果(数字转换信号V_dt1～V_dt3)，再依据第一时钟脉冲信号Clk₁与数字转换信号V_dt1～V_dt3分别产生多个第一控制信号S_c11～S_c13，并依据第二时钟脉冲信号Clk₂与数字转换信号V_dt1～V_dt3分别产生多个第二控制信号S_c21～S_c23。

延迟数字修正模块34依此转换器3在不同时间所循环处理产生的数字转换信号V_dt1～V_dt3加以适当地修正以产生数字信号V_out。

为详加说明本实施例的切换式数字模拟转换模块4，如图8所示，切换式数字模拟转换模块4包含一第一转换单元41、一第二转换单元42、一放大单元43、一第三转换单元44与一第四转换单元45。

第一转换单元41分别依据第一控制信号S_c11与第一控制信号S_c12决定是否分别接收一第一参考信号V_ref1+与一第一参考信号V_ref1-，且第一转换单元41依据取样信号V_sh+、第一参考信号V_ref1+、第一参考信号V_ref1-与一第一反馈信号S_fb1四者之中至少取样信号V_sh+以产生第一转移信号S_t1。

第二转换单元42分别依据第二控制信号S_c21与第二控制信号S_c22决定是否分别接收一第二参考信号V_ref2+与一第二参考信号V_ref2-，且第二转换单元42依据取样信号V_sh+、第二参考信号V_ref2+、第二参考信号V_ref2-与第一反馈信号S_fb1四者之中至少取样信号V_sh+以产生第二转移信号S_t2。

第三转换单元44分别依据第一控制信号S_c11与第一控制信号S_c12决定是否分别接收一第三参考信号V_ref3-与一第三参考信号V_ref3+，且第三转换单元44依据取样信号V_sh-、第三参考信号V_ref3+、第三参考信号V_ref3-与一第二反馈信号S_fb2四者之中至少取样信号V_sh-以产生第三转移信号S_t3。

第四转换单元45分别依据第二控制信号S_c21与第二控制信号S_c22决定是否分别接收一第四参考信号V_ref4-与一第四参考信号V_ref4+，且第四转换单元45依据取样信号V_sh-、第四参考信号V_ref4+、第四参考信号V_ref4-与第二反馈信号S_fb2四者之中至少取样信号V_sh-以产生第四转移信号S_t4。

放大单元43依据第三转移信号S_t3与第四转移信号S_t4二者其中之一以产生第二反馈信号S_fb2，并依据第一反馈信号S_fb1与第二反馈信号S_fb2以分别产生余值信号V_residue+与余值信号V_residue-，其中第二反馈信号S_fb2输入第三转换单元44与第四转换单元45二者其中之一。

另外，在本实施例中，第一转换单元41可包含一电容器411、一取样开关412、一反馈开关413与多个电容开关415～416；第二转换单元42可包含一电容器421、一取样开关422、一反馈开关424与多个电容开关425～426；第三转换单元44可包含一电容器441、一取样开关442、一反馈开关443与多个电容开关444～446；第四转换单元45可包含一电容器451、一取样开关452、一反馈开关453与多个电容开关454～446。

放大单元43可包含一差动放大器433与一晶体管开关434。差动放大器433依据第三转移信号S_t3与第四转移信号S_t4二者其中之一以产生第二反馈信号S_fb2，并依据第一反馈信号S_fb1与第二反馈信号S_fb2以分别产生余值信号V_residue+与余值信号V_residue-，其中第二反馈信号S_fb2输入第三转换单元44与第四转换单元45二者其中之一。

请再参照图6与图8所示，当接地时钟脉冲信号Clk_ground致能时，切换式数字模拟转换模块4中的晶体管开关432使得电容器411、电容器421、电容器441与电容器451接地。

当输入时钟脉冲信号Clk_in致能时，切换式数字模拟转换模块3中的取样开关412与取样开关422导通以让电容器411与电容器421接收取样信号V_sh+，且取样开关442与取样开关452导通以让电容器441与电容器451接收取样信号V_sh-。

当输入时钟脉冲信号Clk_in没有致能时，取样开关412、取样开关422、取样开关442与取样开关452非导通。然而在此时，第一时钟脉冲信号Clk₁或第二时钟脉冲信号Clk₂二者其中之一会致能。

若为第一时钟脉冲信号Clk₁致能的情况下，反馈开关423导通以让电容器421接收第一反馈信号S_fb1，反馈开关453导通以让电容器451接收第二反馈信号S_fb2，且在同时间，若第一控制信号S_c11致能，则电容开关415与电容开关445导通以让电容器411与电容器441分别接收第一参考信号V_ref1+与第三参考信号V_ref3-，另外，如果第一控制信号S_c12致能，则电容开关416与电容开关446导通以让电容器411与电容器441分别接收第一参考信号V_ref1-与第三参考信号V_ref3+，再者，如果第一控制信号S_c13致能，则电容器411与电容器441直接电连接。

另一方面，若为第二时钟脉冲信号Clk₂致能的情况下，反馈开关413导通以让电容器411接收第一反馈信号S_fb1，反馈开关443导通以让电容器441接收第二反馈信号S_fb2，且在同时间，若第二控制信号S_c21致能，则电容开关425与电容开关455导通以让电容器421与电容器451分别接收第二参考信号V_ref2+与第四参考信号V_ref4-，另外，如果第二控制信号S_c22致能，则电容开关426与电容开关456导通以让电容器421与电容器451分别接收第二参考信号V_ref2-与第四参考信号V_ref4+，再者，如果第二控制信号S_c23致能，则电容器421与电容器451直接电连接。

另外，第一参考信号V_ref1+、第二参考信号V_ref2+、第三参考信号V_ref3+与第四参考信号V_ref4+可由同一参考信号产生，或是由同一信号分接至各转换单元之中；同样地，第一参考信号V_ref1-、第二参考信号V_ref2-、第三参考信号V_ref3-与第四参考信号V_ref4-可由同一参考信号产生，或是由同一信号分接至各转换单元之中。

在本实施例中，第一转换单元41与第三转换单元42对称的电路，第二转换单元42与第四转换单元45对称的电路，第一转换单元41与第二转换单元42，以及第三转换单元44与第四转换单元45分别电连接至差动放大器433，因此切换式数字模拟转换模块4可减轻共模噪声的影响。

综上所述，因依本发明的循环管线式模拟数字转换器中，子模拟数字转换模块在不同时间交错地产生第一控制信号与第二控制信号，故切换式数字模拟转换模块能够交错地依据第一控制信号与第二控制信号产生余值信号，进而减轻数字模拟转换模块中组件匹配问题的影响，以正确地产生模拟数字转换结果。

以上所述仅为举例性，而非为限制性者。任何未脱离本发明的精神与范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应包含于所附的权利要求书中。

Claims (11)

1、一种循环管线式模拟数字转换器，其特征在于，包含：

一取样保持模块，其依据一模拟输入信号与一余值信号产生一取样信号；

一子模拟数字转换模块，其依据该取样信号的数字转换结果在不同时间交错地产生一第一控制信号与一第二控制信号；以及

一切换式数字模拟转换模块，其分别依据该第一控制信号与该第二控制信号决定是否接收一第一参考信号与一第二参考信号，并依据该取样信号、该第一参考信号与一第一反馈信号三者之中至少该取样信号以产生一第一转移信号，且依据该取样信号、该第二参考信号与该第一反馈信号三者之中至少该取样信号以产生一第二转移信号，再依据该第一转移信号与该第二转移信号二者其中之一以产生该第一反馈信号与该余值信号。

2、如权利要求1所述的循环管线式模拟数字转换器，其特征在于，还包含：

一时钟脉冲产生模块，其产生一第一时钟脉冲信号与一第二时钟脉冲信号，其中该第一时钟脉冲信号与该第二时钟脉冲信号在不同时间致能。

3、如权利要求2所述的循环管线式模拟数字转换器，其特征在于，该子模拟数字转换模块依据该第一时钟脉冲信号与该数字转换结果以产生该第一控制信号，并依据该第二时钟脉冲信号与该数字转换结果以产生该第二控制信号。

4、如权利要求1所述的循环管线式模拟数字转换器，其特征在于，该切换式数字模拟转换模块包含：

一第一转换单元，其依据该第一控制信号决定是否接收该第一参考信号，并依据该取样信号、该第一参考信号与该第一反馈信号三者之中至少该取样信号以产生该第一转移信号；

一第二转换单元，其依据该第二控制信号决定是否接收该第二参考信号，并依据该取样信号、该第一参考信号与该第一反馈信号三者之中至少该取样信号以产生该第二转移信号；以及

一放大单元，其依据该第一转移信号与该第二转移信号二者其中之一以产生该第一反馈信号与该余值信号，其中该第一反馈信号输入该第一转换单元与该第二转换单元二者其中之一。

5、如权利要求4所述的循环管线式模拟数字转换器，其特增在于，还包含：

一时钟脉冲产生模块，其产生一第一时钟脉冲信号与一第二时钟脉冲信号，其中该第一时钟脉冲信号与该第二时钟脉冲信号在不同时间致能，其中该第一转换单元依据该第二时钟脉冲信号决定是否接收该第一反馈信号，该第二转换单元依据该第一时钟脉冲信号决定是否接收该第一反馈信号。

6、如权利要求4所述的循环管线式模拟数字转换器，其特征在于，该第一转换单元包含：

一第一电容器，其电连接至该放大单元，并接收该取样信号、该第一参考信号与该第一反馈信号三者之中至少该取样信号以产生该第一转移信号；

一第一反馈开关，其控制该第一电容器是否接收该第一反馈信号；以及

一第一电容开关，其依据该第一控制信号以决定该第一电容器是否接收该第一参考信号。

7、如权利要求4所述的循环管线式模拟数字转换器，其特征在于，该第二转换单元包含：

一第二电容器，其电连接至该放大单元，并接收该取样信号、该第二参考信号与该第一反馈信号三者之中至少该取样信号以产生该第二转移信号；

一第二反馈开关，其控制该第二电容器是否接收该第一反馈信号；以及

一第二电容开关，其依据该第二控制信号以决定该第二电容器是否接收该第一参考信号。

8、如权利要求4所述的循环管线式模拟数字转换器，其特征在于，该放大单元包含：

一放大器，其依据该第一转移信号与该第二转移信号二者其中之一以产生该第一反馈信号与该余值信号。

9、如权利要求4所述的循环管线式模拟数字转换器，其特征在于，该放大单元包含：

一接地开关，其依据该输入时钟脉冲信号决定是否将该第一电容器与该第二电容器接地。

10、如权利要求4所述的循环管线式模拟数字转换器，其特征在于，该切换式数字模拟转换模块还包含：

一第三转换单元，其依据该第一控制信号决定是否接收一第三参考信号，且该第三转换单元依据该取样信号、该第三参考信号与该第二反馈信号三者之中至少该取样信号以产生该第三转移信号；以及

一第四转换单元，其依据该第二控制信号决定是否接收该第四参考信号，且该第四转换单元依据该取样信号、该第四参考信号与该第二反馈信号三者之中至少该取样信号以产生该第四转移信号。

11、如权利要求10所述的循环管线式模拟数字转换器，其特征在于，该放大单元依据该第三转移信号与该第四转移信号二者其中之一以产生该第二反馈信号，并依据该第一反馈信号与该第二反馈信号以产生该余值信号，其中该第二反馈信号输入该第三转换单元与该第四转换单元二者其中之一。

Images