TWI829190B - 用於將單端輸入轉換為差動輸入的轉換電路與其電路系統 - Google Patents

用於將單端輸入轉換為差動輸入的轉換電路與其電路系統 Download PDF

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Abstract

本發明實施例提供了一種將單端輸入轉換為差動輸入的轉換電路，其具有較少的切換器數量與較少的切電容數量。此轉換電路增加了信號雜訊比，而且轉換電路直接使用不經穩壓器降壓之較高的供應電壓AVDD，其中共模電壓為AVDD/2N，且N大於1。整體來說，不僅電路面積較少，SNR較高，更減少了製造成本。另外，相較於先前技術，本發明實施例的轉換電路的操作期間僅有三個，故控制上較為簡單，且操作速度也較快。

Description

用於將單端輸入轉換為差動輸入的轉換電路與其電路系統
本發明涉及一種用於將單端輸入轉換為差動輸入的轉換電路與其電路系統，且特別是可以減少使用元件(電容及切換器)、直接使用未經穩壓器降壓之供應電壓且具有高信雜比(signal-to-noise ratio，SNR)的轉換電路與其電路系統。
類比數位轉換器(analog-to-digital converter，簡稱為ADC)的輸入端通常是單端輸入，且電壓是從高電壓(例如，用於數位電路的供應電壓VDD_L)到低電壓(例如，接地電壓GND)。為了使得ADC的操作可以比較快速，通常會進行低壓裝置的設計配置(例如，把裝置的原本5伏特的輸入電壓範圍，變成1.2伏特的輸入電壓範圍)。然而，低壓裝置的設計配置與單端輸入都會使信號雜訊比(signal-to-noise ratio，簡稱為SNR)變差，再者，為了滿足過壓需求(overstress)，先前技術的作法會額外地設置縮放電路(scaling circuit，通常是透過放大器實現)。通常來說，單端輸入的SNR大概是差動輸入的SNR的一半左右。
請參照圖1，圖1是先前技術之具有逐次逼近類比數位轉換(Successive-approximation ADC，簡稱為SAR ADC)器的電路系統的電路圖。於圖1中，電路系統1包括轉換電路10、放大器12與SAR ADC 14。轉換電路10 電性連接放大器12，以及放大器12電性連接SAR ADC 14。轉換電路10用於將單端輸入轉換為可以用於放大器12之正輸入端與負輸入端的差動輸入(即，正端輸入信號與負端輸入信號)。放大器12將正端輸入信號與負端輸入信號的差異值放大後，輸出差異值放大信號給SAR ADC 14，而SAR ADC 14根據差異值放大信號輸出數位信號的每一個位元D_0~D_N，以及產生回饋控制信號去調整轉換電路10中的電容CA的電容值。
轉換電路10包括第一轉換子電路100與第二轉換子電路102，且第一轉換子電路100與第二轉換子電路102組成與構造上近似，差異僅在於，兩者所接收的信號。第一轉換子電路100接收的正輸入信號VIN_P是單端輸入信號，以及第二轉換子電路102接收的負輸入信號VIN_N是共模低壓信號VCM_L。
第一轉換子電路100與第二轉換子電路102的每一者包括電容CA、CB、切換器SW1、SW2、SW3，其中，第一轉換子電路100與第二轉換子電路102共用切換器SW2。切換器SW3包括多個切換器單元S0~SN。電容CA與切換器SW3構成切換電容，切換電容是由多個並聯的切換電容單元構成，每一個切換電容單元由串聯的切換器單元與對應的電容單元構成，例如，電容單元C0對應切換器單元S0，電容單元C1對應切換器單元S1，其他則可依此類推。電容CA的電容值由切換器SW3中的切換器單元S0~SN的切換狀態來決定。
轉換電路10共有四個操作期間。請參照圖2，圖2是圖1的轉換電路於第一操作期間的等效電路圖。於第一操作期間，透過切換器SW1、SW2與切換器SW3的作用，電容CA的第一端接收輸入電壓VIN，電容CB的第二端電性連接到供應電壓VDD_L(供應電壓VDD_L為較高的供應電壓AVDD經過穩壓器降壓後產生的較低供應電壓)，以及電容CA的第二端與電容CB的第一 端電性連接到供應電壓VDD_L，其中輸入電壓VIN於第一轉換子電路100與第二轉換子電路102分別是正輸入信號VIN_P(單端輸入信號)與負輸入信號VIN_N(共模低壓信號VCM_L)。此時，電容CA兩端跨壓為VCA=VDD_L-VIN，電容CB兩端跨壓為VCB=0，電容CC兩端跨壓為VCC=VDD_L，以及輸入到放大器12的信號VIN_CMP的電壓為VDD_L。
接著，請參照圖3，圖3是圖1的轉換電路於第一操作期間的等效電路圖。於第一操作期間之後的第二操作期間，不同於第一操作期間，切換器SW1使電容CA的第二端與電容CB的第一端為浮接，且此時電容CA與電容CC的電荷總量為CA*(VDD_L-VIN)+CC*VDD_L。
接著，請參照圖4，圖4是圖1的轉換電路於第二操作期間的等效電路圖。於第二操作期間之後的第三操作期間，不同於第二操作期間，切換器SW2使電容CB的第二端接收接地電壓GND，因此，電荷會重新分配。因為設計成電容CA、CB、CC設計成滿足CA+CC=CB的關係式，因此，電容CA兩端跨壓為VCA=VDD_L/2-VIN，電容CB兩端跨壓為VCB=VDD_L/2，電容CC兩端跨壓為VCC=VDD_L/2，以及輸入到放大器12的信號VIN_CMP的電壓為VDD_L/2。
接著，請參照圖5，圖5是圖1的轉換電路於第三操作期間的等效電路圖。於第三操作期間之後的第四操作期間，不同於第三操作期間，切換器SW3使電容CA的第一端接收接地電壓GND，因此，電荷會重新分配。電容CA、CB、CC會滿足CA/(CA+CB+CC)=1/N的關係式(N大於1)，因此電容CA兩端跨壓為VCA=VDD_L/2-VIN/N，電容CB兩端跨壓為VCB=VDD_L/2-VIN/N，電容CC兩端跨壓為VCC=VDD_L/2-VIN/N，以及輸入到放大器12的信號VIN_CMP的電壓為VCC=VDD_L/2-VIN/N。
最後，可以知悉，放大器12的正端輸入信號與負端輸入信號為VDD_L/2-VIN_P/N與VDD_L/2-VIN_N/N，正端輸入信號與負端輸入信號之間的差異值為共模低壓信號VCM_L(VCM_L=VDD_L/2)與單端輸入信號之間的差異值。據此，轉換電路10輸出正端輸入信號與負端輸入信號的SNR仍是單端輸入的SNR。再者，上述架構需要使用到的切換器數量與電容數量皆大於6，而且使用較高的供應電壓VDD經過穩壓器降壓後產生的較低供應電壓VDD_L，故仍有改良的空間。
本發明實施例提供一種用於將單端輸入轉換為差動輸入的轉換電路，此轉換電路適用於信號轉換器，且轉換電路包括第一電容、第二電容、第三電容、第四電容、第一切換器、第二切換器、第三切換器與第四切換器。第一電容、第二電容、第三電容與第四電容的每一者具有第一端與第二端，其中第一電容的第二端電性連接第二電容的第一端，第二電容的第二端電性連接第四電容的第一端，第二電容的第二端與第四電容的第一端電性連接低電壓，第四電容的第二端電性連接第三電容的第一端，第一電容的第二端與第二電容的第一端用於輸出第一端輸入信號給信號轉換器，以及第四電容的第二端與第三電容的第一端用於輸出第二端輸入信號給信號轉換器。第一切換器電性連接第一電容的第二端與第二電容的第一端，第二切換器電性連接第一電容的第一端，第三切換器電性連接第四電容的第二端與第三電容的第一端，以及第四切換器電性連接第三電容的第二端。第一切換器根據第一切換控制信號選擇性地讓第一電容的第二端與第二電容的第一端接收低電壓或為浮接，第三切換器根據第一切換控制信號選擇性地讓第四電容的第二端與第三電容的第一端接收低電壓或為浮接，第二切換器根據第二切換控制信號選擇性地讓第一電容的第一端接收低電 壓或輸入電壓，以及第四切換器根據第二切換控制信號選擇性地讓第三電容的第二端接收輸入電壓或第一供應電壓。
本發明實施例提供另一種用於將單端輸入轉換為差動輸入的轉換電路，此轉換電路適用於信號轉換器，且轉換電路包括第一轉換子電路與第二轉換子電路。第一轉換子電路由多個切換器與多個電容組成，選擇性地接收低電壓或輸入電壓，並用於輸出第一端輸入信號給信號轉換器。第二轉換子電路由多個切換器與多個電容組成，透過低電壓電性連接第一轉換子電路，選擇性地接收輸入電壓或第一供應電壓，並用於輸出第二端輸入信號給信號轉換器。於第一操作期間，透過對第一轉換子電路與第二轉換子電路的多個切換器的控制，使第一端輸入信號與第二端輸入信號為低電壓。於第一操作期間之後的第二操作期間，透過對第一轉換子電路與第二轉換子電路的多個切換器的控制，使第一轉換子電路的多個電容的電荷總量為0，以及使第二轉換子電路的多個電容的電荷總量為輸入電壓與第二轉換子電路的其中一個電容的電容值的乘積。於第二操作期間之後的第三操作期間，透過對第一轉換子電路與第二轉換子電路的多個切換器的控制，使第一轉換子電路的多個電容的電荷量重新分配，以讓第一端輸入信號為輸入信號的(1/N)倍，以及使第二轉換子電路的多個電容的電荷量重新分配，以讓第二端輸入信號為第一供應電壓減去輸入電壓後的差值的(1/N)倍。
本發明實施例提供一種電路系統，此電路系統包括上述轉換電路、上述信號轉換器與功能電路，其中信號轉換器電性連接轉換電路，以及功能電路電性連接信號轉換器。
綜上所述，相較於先前技術，本發明實施例提供之轉換電路具有較少的切換器數量、較少的電容數量、較高的SNR、直接使用不經穩壓器降壓之較高的供應電壓AVDD與較快的操作速度等優點。
為了進一步理解本發明的技術、手段和效果，可以參考以下詳細描述和附圖，從而可以徹底和具體地理解本發明的目的、特徵和概念。然而，以下詳細描述和附圖僅用於參考和說明本發明的實現方式，其並非用於限制本發明。
1、2:電路系統
10、20:轉換電路
100、200:第一轉換子電路
102、202:第二轉換子電路
12:放大器
22:信號轉換器
14:SAR ADC
24:控制邏輯電路
D_0~D_N:位元
SW1~SW3:切換器
AVDD、VDD_L、VDD:供應電壓
CA、CB、CC:電容
GND:接地電壓
VIN:輸入電壓
VIN_P:正輸入信號
VIN_N:負輸入信號
C0~CN:電容單元
S0~SN:切換器單元
VCA、VCB、VCC:跨壓
CLK1:第一切換控制信號
CLK2:第二切換控制信號
VINP_CMP:第一端輸入信號
VINN_CMP:第二端輸入信號
P1:第一操作期間
P2:第二操作期間
P3:第三操作期間
提供的附圖用以使本發明所屬技術領域具有通常知識者可以進一步理解本發明，並且被併入與構成本發明之說明書的一部分。附圖示出了本發明的示範實施例，並且用以與本發明之說明書一起用於解釋本發明的原理。
圖1是先前技術之具有逐次逼近類比數位轉換器的電路系統的電路圖。
圖2是圖1的轉換電路於第一操作期間的等效電路圖。
圖3是圖1的轉換電路於第二操作期間的等效電路圖。
圖4是圖1的轉換電路於第三操作期間的等效電路圖。
圖5是圖1的轉換電路於第四操作期間的等效電路圖。
圖6是本發明實施例的具有用於將單端輸入轉換為差動輸入的轉換電路的電路系統的電路圖。
圖7是圖6的轉換電路於第一操作期間的等效電路圖。
圖8是圖6的轉換電路於第二操作期間的等效電路圖。
圖9是圖6的轉換電路於第三操作期間的等效電路圖。
現在將詳細參考本發明的示範實施例，其示範實施例會在附圖中被繪示出。在可能的情況下，在附圖和說明書中使用相同的元件符號來指代相同 或相似的部件。另外，示範實施例的做法僅是本發明之設計概念的實現方式之一，下述的該等示範皆非用於限定本發明。
相較於先前技術，本發明實施例提供了一種切換器數量與電容數量較少的轉換電路。此轉換電路增加了SNR，而且轉換電路直接使用不經穩壓器降壓之較高的供應電壓AVDD，其中共模電壓為AVDD/2N，且N大於1。整體來說，不僅電路面積較少，SNR較高，更減少了製造成本。另外，相較於先前技術，本發明實施例的轉換電路的操作期間僅有三個，故控制上較為簡單，且操作速度也較快。
進一步地，轉換電路有第一轉換子電路與第二轉換子電路。第一轉換子電路用於輸出第一端輸入信號給信號轉換器(例如但不限定是放大器或比較器，任何根據第一端輸入信號與第二端輸入信號產生輸出信號的電路皆可適用於本發明)，且由多個切換器與多個電容組成，舉例來說，可以僅有兩個電容與兩個切換器。第一轉換子電路可用於選擇性地接收低電壓(例如接地電壓)或輸入電壓。第二轉換子電路用於輸出第二端輸入信號給信號轉換器，且由多個切換器與多個電容組成，舉例來說，可以僅有兩個電容與兩個切換器。第一轉換子電路與第二轉換子電路透過低電壓彼此電性連接。第二轉換子電路可用於選擇性地接收輸入電壓或未經降壓的供應電壓。第二轉換子電路的兩個電容的電容值分別相同於第一轉換子電路的兩個電容的電容值，且在第一轉換子電路中，其中一個電容的電容值相較於兩個電容的電容值總和的比率為(1/N)。
轉換電路於第一操作期間，透過對第一轉換子電路與第二轉換子電路的多個切換器的控制，使第二端輸入信號與第一端輸入信號為低電壓。轉換電路於第一操作期間之後的第二操作期間，透過對第一轉換子電路與第二轉換子電路的多個切換器的控制，使第一轉換子電路的多個電容的電荷總量為0，以及使第二轉換子電路的多個電容的電荷總量為輸入電壓與其中一個電容的電容 值的乘積。轉換電路於第二操作期間之後的第三操作期間，透過對第一轉換子電路與第二轉換子電路的多個切換器的控制，使第一轉換子電路的多個電容的電荷量重新分配，以讓第一端輸入信號為輸入信號的(1/N)倍，以及使第二轉換子電路的多個電容的電荷量重新分配，以讓第二端輸入信號為未經降壓的供應電壓減去輸入電壓後的差值的(1/N)倍。
為了實現上述轉換電路，接著，進一步地介紹本發明轉換電路的其中一種細節設計。請參照圖6，圖6是本發明實施例的具有用於將單端輸入轉換為差動輸入的轉換電路的電路系統的電路圖。電路系統2包括轉換電路20、信號轉換器22(於此實施例中，可以是放大器或比較器)與控制邏輯電路24。轉換電路20電性連接信號轉換器22，以及信號轉換器22電性連接控制邏輯電路24。轉換電路20用於將單端輸入轉換為可以用於信號轉換器22之第一輸入端與第二輸入端的差動輸入(即，第一端輸入信號與第二端輸入信號)。信號轉換器22將第一端輸入信號與第二端輸入信號的差異值放大後，輸出差異值放大信號給控制邏輯電路24。控制邏輯電路24根據差異值放大信號產生相應的控制信號或邏輯信號。
控制邏輯電路24可以使用其他類型的功能電路替代，例如，SAR ADC或積分電路，且本發明不以此為限制。當功能電路選用SAR ADC時，圖6中的電容CA與切換器SW2可以構成切換電容，且切換電容包括多個並聯的切換電容單元，且每一個切換電容單元由切換器單元與電容單元串聯而成，其中多個切換電容單元的多個電容單元的多個電容值彼此全部相同、全部不同或部分不同。切換電容的實現方式可以參照圖1的電容CA與切換器SW3，其分別由多個電容單元C0~CN與多個切換器單元S0~SN構成，故不贅述。
轉換電路20包括第一轉換子電路200與第二轉換子電路202，第一轉換子電路200與第二轉換子電路202透過接地電壓GND彼此電性連接。 第一轉換子電路200與第二轉換子電路202的每一者包括電容CA、CB與切換器SW1與SW2。
第一轉換子電路200的電容CA的第二端電性連接第一轉換子電路200的電容CB的第一端，第一轉換子電路200的電容CB的第二端電性連接第二轉換子電路202的電容CB的第一端，第一轉換子電路200的電容CB的第二端與第二轉換子電路202的電容CB的第一端電性連接接地電壓GND，第二轉換子電路202的電容CB的第二端電性連接第二轉換子電路202的電容CA的第一端，第一轉換子電路200的電容CA的第二端與第一轉換子電路200的電容CB的第一端用於輸出第一端輸入信號給信號轉換器22，以及第二轉換子電路202的電容CB的第二端與接第二轉換子電路202的電容CA的第一端用於輸出第二端輸入信號給信號轉換器22。
第一轉換子電路200的切換器SW1電性連接第一轉換子電路200的電容CA的第二端與第一轉換子電路200的電容CB的第一端，第一轉換子電路200的切換器SW2電性連接第一轉換子電路200的電容CA的第一端，第二轉換子電路202的切換器SW1電性連接第二轉換子電路202的電容CB的第二端與第二轉換子電路202的電容CA的第一端，以及第二轉換子電路202的切換器SW2電性連接第二轉換子電路202的電容CA的第二端。
第一轉換子電路200的切換器SW1根據第一切換控制信號CLK1(如圖7至圖9)選擇性地讓第一轉換子電路200的電容CA的第二端與第一轉換子電路200的電容CB的第一端接收接地電壓GND或為浮接。第二轉換子電路202的切換器SW1根據第一切換控制信號CLK1(如圖7至圖9)選擇性地讓第二轉換子電路202的電容CB的第二端與第二轉換子電路202的電容CA的第一端接收接地電壓GND或為浮接。第一轉換子電路200的切換器SW2根據第二切換控制信號CLK2(如圖7至圖9)選擇性地讓第一轉換子電路200的電容CA的第一端 接收地電壓GND或輸入電壓VIN。第二轉換子電路202的切換器SW2根據第二切換控制信號CLK2(如圖7至圖9)選擇性地讓第二轉換子電路202的電容CA的第二端接收輸入電壓VIN或未經降壓的供應電壓AVDD，輸入電壓VIN小於等於未經降壓的供應電壓AVDD，信號轉換器22接收經降壓的供應電壓VDD_L作為電源，且經降壓的供應電壓VDD_L小於未經降壓的供應電壓AVDD。
請參照圖7，圖7是圖6的轉換電路於第一操作期間的等效電路圖。於第一操作期間P1，第一轉換子電路200切換器SW1根據第一切換控制信號CLK1讓第一轉換子電路200的電容CA的第二端與第一轉換子電路200的電容CB的第一端接收接地電壓GND，第二轉換子電路202的切換器SW1根據第一切換控制信號CLK1讓第二轉換子電路202的電容CB的第二端與第二轉換子電路202的電容CA的第一端接收接地電壓GND，第一轉換子電路200切換器SW2根據第二切換控制信號CLK2讓第一轉換子電路200的電容CA的第一端接收接地電壓GND，以及第二轉換子電路202的切換器SW2根據第二切換控制信號CLK2讓第二轉換子電路202的電容CA的第二端接收輸入電壓VIN。
於第一操作期間P1，第一轉換子電路200的電容CB的跨壓VCB與第二轉換子電路202的電容CB的跨壓VCB都為0(VCB=0)，且沒有儲存任何電荷，由於第一端輸入信號VINP_CMP與第二端輸入信號VINN_CMP都透過切換器SW1電性連接接地電壓GND，因此，第一端輸入信號VINP_CMP與第二端輸入信號VINN_CMP為接地電壓。於第一操作期間P1，第一轉換子電路200的電容CA的第一端與第二端都是電性連接接地電壓GND，所以第一轉換子電路200的電容CA的跨壓VCA為0，但第二轉換子電路202的電容CA的第一端與第二端分別電性連接接地電壓GND與輸入電壓VIN，故第二轉換子電路202的電容CA的跨壓VCA為輸入電壓VIN。
請參照圖8，圖8是圖6的轉換電路於第二操作期間的等效電路圖。於第一操作期間P1之後的第二操作期間P2，第一轉換子電路200的切換器SW1根據第一切換控制信號CLK1讓第一轉換子電路200的電容CA的第二端與第一轉換子電路200的電容CB的第一端為浮接，第二轉換子電路202的切換器SW1根據第一切換控制信號CLK1讓第二轉換子電路202的電容CB的第二端與第二轉換子電路202的電容CA的第一端為浮接，第一轉換子電路200的切換器SW1根據第二切換控制信號CLK2讓第一轉換子電路200的電容CA的第一端接收接地電壓GND，以及第二轉換子電路202的切換器SW2根據第二切換控制信號CLK2讓第二轉換子電路202的電容CA的第二端接收輸入電壓VIN。
於第二操作期間P2，第一轉換子電路200的電容CA的電荷量與電容CB的電荷量皆為0，故第一轉換子電路200的電荷總量為0，以及第二轉換子電路202的電容CA的電荷量與電容CB的電荷量分別為VIN*CA與0，第二轉換子電路202的電荷總量為VIN*CA。第一端輸入信號VINP_CMP與第二端輸入信號VINN_CMP則仍分別為接地電壓GND。
請參照圖9，圖9是圖6的轉換電路於第三操作期間的等效電路圖。於第二操作期間P2之後的第三操作期間P3，第一轉換子電路200的切換器SW1根據第一切換控制信號CLK1讓第一轉換子電路200的電容CA的第二端與第一轉換子電路200的電容CB的第一端為浮接，第二轉換子電路202的切換器SW1根據第一切換控制信號CLK1讓第二轉換子電路202的電容CB的第二端與第二轉換子電路202的電容CA的第一端接收為浮接，第一轉換子電路200的切換器SW2根據第二切換控制信號CLK2讓第一轉換子電路200的電容CA的第一端接收輸入電壓VIN，以及第二轉換子電路202的切換器SW2根據第二切換控制信號CLK2讓第二轉換子電路202的電容CA的第二端接收未經降壓的供應電壓AVDD。
於第三操作期間P3，第一轉換子電路200的多個電容CA、CB的電荷量重新分配，但仍維持電荷總量為0，以及第二轉換子電路202的多個電容CA、CB的電荷量重新分配，但仍維持電荷總量為CA*VIN。第一轉換子電路200的電容CA的電容值設計成相同第二轉換子電路202的電容CA的電容值，且第一轉換子電路200的電容CB的電容值設計成相同第二轉換子電路202的電容CB的電容值，因此，電容CA、CB滿足CA/(CA+CB)=(1/N)，其中N大於1，也就是說，電容CA的電容值與電容CB的電容值的總和為N倍的電容CA的電容值。透過上述設計，第一端輸入信號VINP_CMP與第二端輸入信號VINN_CMP則分別為輸入電壓的(1/N)倍與未經降壓的供應電壓AVDD減去輸入電壓VIN後的差值的(1/N)倍，即VINP_CMP=(1/N)*VIN與VINN_CMP=(1/N)*(AVDD-VIN)。因此，SNR表現為差動輸入的表現，而且共模電壓為AVDD/2N。
綜合以上所述，相較於先前技術，本發明實施例提供之轉換電路具有較少的切換器數量、較少的電容數量、較高的SNR、直接使用不經穩壓器降壓之較高的供應電壓AVDD與較快的操作速度等優點。因此，本發明實施例提供之轉換電路除了製造成本低之外，更具有較高的效能表現，故極具有商業價值。
應當理解，本文描述的示例和實施例僅用於說明目的，並且鑑於其的各種修改或改變將被建議給本領域技術人員，並且將被包括在本申請的精神和範圍以及所附權利要求的範圍之內。
2:電路系統
20:轉換電路
200:第一轉換子電路
202:第二轉換子電路
22:信號轉換器
24:控制邏輯電路
SW1、SW2:切換器
AVDD:供應電壓
CA、CB:電容
GND:接地電壓
VIN:輸入電壓

Claims (11)

  1. 一種用於將單端輸入轉換為差動輸入的轉換電路，適用於信號轉換器，所述轉換電路包括：第一電容、第二電容、第三電容與第四電容，其每一者具有第一端與第二端，其中所述第一電容的所述第二端電性連接所述第二電容的所述第一端，所述第二電容的所述第二端電性連接所述第四電容的所述第一端，所述第二電容的所述第二端與所述第四電容的所述第一端電性連接低電壓，所述第四電容的所述第二端電性連接所述第三電容的所述第一端，所述第一電容的所述第二端與所述第二電容的所述第一端用於輸出第一端輸入信號給所述信號轉換器，以及所述第四電容的所述第二端與所述第三電容的所述第一端用於輸出第二端輸入信號給所述信號轉換器；以及第一切換器、第二切換器、第三切換器與第四切換器，其中所述第一切換器電性連接所述第一電容的所述第二端與所述第二電容的所述第一端，所述第二切換器電性連接所述第一電容的所述第一端，所述第三切換器電性連接所述第四電容的所述第二端與所述第三電容的所述第一端，以及所述第四切換器電性連接所述第三電容的所述第二端；其中所述第一切換器根據第一切換控制信號選擇性地讓所述第一電容的所述第二端與所述第二電容的所述第一端接收所述低電壓或為浮接，所述第三切換器根據所述第一切換控制信號選擇性地讓所述第四電容的所述第二端與所述第三電容的所述第一端接收所述低電壓或為浮接，所述第二切換器根據第二切換控制信號選擇性地讓所述第一電容的所述第一端接收所述低電 壓或輸入電壓，以及所述第四切換器根據所述第二切換控制信號選擇性地讓所述第三電容的所述第二端接收所述輸入電壓或第一供應電壓。
  2. 如請求項1所述之轉換電路，其中所述輸入電壓小於等於所述第一供應電壓，所述信號轉換器接收第二供應電壓作為電源，且所述第二供應電壓小於所述第一供應電壓。
  3. 如請求項1所述之轉換電路，其中於第一操作期間，所述第一切換器根據所述第一切換控制信號讓所述第一電容的所述第二端與所述第二電容的所述第一端接收所述低電壓，所述第三切換器根據所述第一切換控制信號讓所述第四電容的所述第二端與所述第三電容的所述第一端接收所述低電壓，所述第二切換器根據所述第二切換控制信號讓所述第一電容的所述第一端接收所述低電壓，以及所述第四切換器根據所述第二切換控制信號讓所述第三電容的所述第二端接收所述輸入電壓。
  4. 如請求項3所述之轉換電路，其中於所述第一操作期間之後的第二操作期間，所述第一切換器根據所述第一切換控制信號讓所述第一電容的所述第二端與所述第二電容的所述第一端為浮接，所述第三切換器根據所述第一切換控制信號讓所述第四電容的所述第二端與所述第三電容的所述第一端為浮接，所述第二切換器根據所述第二切換控制信號讓所述第一電容的所述第一端接收所述低電壓，以及所述第四切換器根據所述第二切換控制信號讓所述第三電容的所述第二端接收所述輸入電壓。
  5. 如請求項4所述之轉換電路，其中於所述第二操作期間之後的第三操作期間，所述第一切換器根據所述第一切換控制信號讓所述第一電容的所述第二端與所述第二電容的所述第一端為浮接，所述第三切換器根據所述第一 切換控制信號讓所述第四電容的所述第二端與所述第三電容的所述第一端為浮接，所述第二切換器根據所述第二切換控制信號讓所述第一電容的所述第一端接收所述輸入電壓，以及所述第四切換器根據所述第二切換控制信號讓所述第三電容的所述第二端接收所述第一供應電壓。
  6. 如請求項1所述之轉換電路，其中所述第一電容的電容值與所述第三電容的電容值相同，所述第二電容的電容值所述第四電容的電容值相同，且所述第一電容的所述電容值與所述第二電容的所述電容值的總和為N倍的所述第一電容的所述電容值，其中N大於1。
  7. 如請求項6所述之轉換電路，其中所述第一端輸入信號為所述輸入電壓的(1/N)倍，以及所述第二端輸入信號為所述第一供應電壓減去所述輸入電壓後的差值的(1/N)倍。
  8. 如請求項1所述之轉換電路，其中所述第一電容與所述第二電容的每一者為切換電容，所述切換電容包括多個並聯的切換電容單元，且所述每一個切換電容單元由所述第三切換器與第五電容串聯而成，其中所述每一個第五電容的電容值彼此全部相同、全部不同或部分不同。
  9. 一種用於將單端輸入轉換為差動輸入的轉換電路，適用於信號轉換器，所述轉換電路包括：第一轉換子電路，由多個切換器與多個電容組成，選擇性地接收低電壓或輸入電壓，並用於輸出第一端輸入信號給所述信號轉換器；以及第二轉換子電路，由多個切換器與多個電容組成，透過所述低電壓電性連接所述第一轉換子電路，選擇性地接收所述輸入電壓或第一供應電壓，並用於輸出第二端輸入信號給所述信號轉換器； 其中於第一操作期間，透過對所述第一轉換子電路與所述第二轉換子電路的所述多個切換器的控制，使所述第一端輸入信號與所述第二端輸入信號為所述低電壓；於所述第一操作期間之後的第二操作期間，透過對所述第一轉換子電路與所述第二轉換子電路的所述多個切換器的控制，使所述第一轉換子電路的所述多個電容的電荷總量為0，以及使所述第二轉換子電路的所述多個電容的電荷總量為所述輸入電壓與所述第二轉換子電路的所述其中一個電容的電容值的乘積；以及於所述第二操作期間之後的第三操作期間，透過對所述第一轉換子電路與所述第二轉換子電路的所述多個切換器的控制，使所述第一轉換子電路的所述多個電容的電荷量重新分配，以讓所述第一端輸入信號為輸入信號的(1/N)倍，以及使所述第二轉換子電路的所述多個電容的電荷量重新分配，以讓所述第二端輸入信號為所述第一供應電壓減去所述輸入電壓後的差值的(1/N)倍，其中N大於1。
  10. 一種電路系統，包括：如請求項1至9其中一項的轉換電路；所述信號轉換器，電性連接所述轉換電路；以及功能電路，電性連接所述信號轉換器。
  11. 如請求項10的電路系統，其中所述功能電路為控制邏輯電路、連續逼近暫存器類比數位轉換器或積分電路。
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