基于數(shù)模轉(zhuǎn)換器共享的兩路時(shí)間交織逐次逼近模數(shù)轉(zhuǎn)換器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于數(shù)模轉(zhuǎn)換器共享的兩路時(shí)間交織逐次逼近模數(shù)轉(zhuǎn)換器，包括：多個(gè)采樣保持電路，對(duì)外部輸入信號(hào)進(jìn)行采樣，并輸出采樣值；數(shù)模轉(zhuǎn)換器，產(chǎn)生基準(zhǔn)電壓；多個(gè)開關(guān)選擇網(wǎng)絡(luò)；多個(gè)比較器模塊，其第一級(jí)比較器子模塊根據(jù)采樣值和基準(zhǔn)電壓生成第一級(jí)比較器輸出數(shù)據(jù)，第二級(jí)比較器子模塊根據(jù)控制信號(hào)、基準(zhǔn)電壓和采樣值生成第二級(jí)比較器輸出數(shù)據(jù)；多個(gè)異步數(shù)字控制邏輯電路，根據(jù)第一級(jí)比較器輸出數(shù)據(jù)生成第二級(jí)比較器時(shí)鐘信號(hào)和開關(guān)選擇網(wǎng)絡(luò)的控制信號(hào)；輸出數(shù)據(jù)復(fù)用電路，對(duì)第一通道和第二通道的輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合處理，以得到總體輸出數(shù)據(jù)。本發(fā)明的模數(shù)轉(zhuǎn)換器可在提高轉(zhuǎn)換效率的同時(shí)保證精度不降低。
【專利說明】基于數(shù)模轉(zhuǎn)換器共享的兩路時(shí)間交織逐次逼近模數(shù)轉(zhuǎn)換器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及集成電路【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種基于數(shù)模轉(zhuǎn)換器共享的兩路時(shí)間交織逐次逼近模數(shù)轉(zhuǎn)換器。

【背景技術(shù)】
[0002]高速、低功耗的模數(shù)轉(zhuǎn)換器在無線傳感網(wǎng)的射頻前端接收機(jī)等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用，對(duì)于實(shí)現(xiàn)高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)，當(dāng)單路模數(shù)轉(zhuǎn)換器的速度達(dá)到極限的時(shí)候，采用時(shí)間交織技術(shù)可以使速度成倍提高，因此是近幾年學(xué)術(shù)界的研究熱點(diǎn)。目前，相關(guān)技術(shù)涉及到時(shí)間交織模數(shù)轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)方法，通過讓各子通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器并行工作，交替采樣，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換速率的成倍提高。在之后的幾十年里，時(shí)間交織的思路得到了廣泛發(fā)展和應(yīng)用。逐次逼近模數(shù)轉(zhuǎn)換器在不同結(jié)構(gòu)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器中具有低功耗的優(yōu)勢(shì)，主要由采樣保持電路、數(shù)模轉(zhuǎn)換器、比較器和數(shù)字控制邏輯組成。隨著工藝的進(jìn)步和異步逐次逼近模數(shù)轉(zhuǎn)換器的提出，單路逐次逼近模數(shù)轉(zhuǎn)換器在保持低功耗的同時(shí)實(shí)現(xiàn)了高速設(shè)計(jì)，而通過采用時(shí)間交織技術(shù)，多路交織逐次逼近模數(shù)轉(zhuǎn)換器可達(dá)到幾GHz的采樣速率。目前，多路交織逐次逼近模數(shù)轉(zhuǎn)換器的各子通道主要基于電容型數(shù)模轉(zhuǎn)換器，其缺點(diǎn)在于占用面積大、不同通道間數(shù)模轉(zhuǎn)換器會(huì)失配，并且走線復(fù)雜，交織電路性能不好。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決上述相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。
[0004]為此，本發(fā)明的目的在于提出一種基于數(shù)模轉(zhuǎn)換器共享的兩路時(shí)間交織逐次逼近模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其可在提高轉(zhuǎn)換效率的同時(shí)保證精度不受影響。
[0005]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的實(shí)施例提出了一種基于數(shù)模轉(zhuǎn)換器共享的兩路時(shí)間交織逐次逼近模數(shù)轉(zhuǎn)換器，包括:多個(gè)采樣保持電路，所述多個(gè)采樣保持電路用于對(duì)外部輸入信號(hào)進(jìn)行采樣，并輸出所述外部輸入信號(hào)的采樣值；數(shù)模轉(zhuǎn)換器，所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器用于產(chǎn)生基準(zhǔn)電壓，所述基準(zhǔn)電壓分別一一對(duì)應(yīng)地提供給所述多個(gè)比較器模塊；多個(gè)開關(guān)選擇網(wǎng)絡(luò)，所述多個(gè)開關(guān)選擇網(wǎng)絡(luò)均與所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器相連；多個(gè)比較器模塊，所述多個(gè)比較器模塊分別與所述多個(gè)開關(guān)選擇網(wǎng)絡(luò)和所述多個(gè)采樣保持電路一一對(duì)應(yīng)地相連，其中，每個(gè)比較器模塊均包括第一級(jí)比較器子模塊和第二級(jí)比較器子模塊，所述第一級(jí)比較器子模塊用于根據(jù)對(duì)應(yīng)的采樣保持電路輸出的采樣值和對(duì)應(yīng)的基準(zhǔn)電壓生成第一級(jí)比較器輸出數(shù)據(jù)，所述第二級(jí)比較器子模塊用于根據(jù)控制信號(hào)、對(duì)應(yīng)的采樣保持電路輸出的采樣值和所述基準(zhǔn)電壓生成第二級(jí)比較器輸出數(shù)據(jù)；以及多個(gè)異步數(shù)字控制邏輯電路，所述多個(gè)異步數(shù)字控制邏輯電路一一對(duì)應(yīng)地設(shè)置在所述多個(gè)比較器模塊的第一級(jí)比較器子模塊和第二級(jí)比較器子模塊之間，所述異步數(shù)字控制邏輯電路用于根據(jù)對(duì)應(yīng)地第一級(jí)比較器子模塊輸出的第一級(jí)比較器輸出數(shù)據(jù)生成所述第二級(jí)比較器時(shí)鐘信號(hào)和開關(guān)選擇網(wǎng)絡(luò)的控制信號(hào)；輸出數(shù)據(jù)復(fù)用電路，所述輸出數(shù)據(jù)復(fù)用電路用于對(duì)第一通道和第二通道的輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合處理，以得到總體輸出數(shù)據(jù)。
[0006]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例提出的基于數(shù)模轉(zhuǎn)換器共享的兩路時(shí)間交織逐次逼近模數(shù)轉(zhuǎn)換器，將交織的模數(shù)轉(zhuǎn)換器共享一個(gè)數(shù)模轉(zhuǎn)換器，既節(jié)省了面積、消除了通道間模數(shù)轉(zhuǎn)換器不匹配的影響，又減小了交織電路中外部輸入信號(hào)走線復(fù)雜、不匹配引起的時(shí)間失配，從而，在提高轉(zhuǎn)換效率的同時(shí)，保證精度不會(huì)惡化。
[0007]另外，根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例的基于數(shù)模轉(zhuǎn)換器共享的兩路時(shí)間交織逐次逼近模數(shù)轉(zhuǎn)換器還可以具有如下附加的技術(shù)特征:
[0008]進(jìn)一步地,在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，還包括:多個(gè)輸出模塊，所述多個(gè)輸出模塊分別與所述多個(gè)比較器模塊和多個(gè)異步數(shù)字控制邏輯電路一一對(duì)應(yīng)地相連，所述輸出模塊包括第一輸出模塊和第二輸出模塊，所述第一輸出模塊設(shè)置在對(duì)應(yīng)的異步數(shù)字控制邏輯電路和第一級(jí)比較器子模塊的輸出端之間，所述第二輸出模塊與對(duì)應(yīng)地第二級(jí)比較器子模塊的輸出端相連。
[0009]進(jìn)一步地，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述第一級(jí)比較器子模塊和第二級(jí)比較器子模塊均可以包括7個(gè)比較器。
[0010]進(jìn)一步地，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述比較器可以為四端動(dòng)態(tài)比較器。
[0011]進(jìn)一步地，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器可以為電阻型數(shù)模轉(zhuǎn)換器。
[0012]進(jìn)一步地，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述第一級(jí)比較器子模塊由第一級(jí)時(shí)鐘信號(hào)觸發(fā)，所述第二級(jí)比較器子模塊由第二級(jí)時(shí)鐘信號(hào)觸發(fā)。
[0013]進(jìn)一步地，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述第一級(jí)時(shí)鐘信號(hào)優(yōu)先于所述第二級(jí)時(shí)鐘信號(hào)。
[0014]本發(fā)明附加的方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實(shí)踐了解到。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0016]圖1為現(xiàn)有的時(shí)間交織模數(shù)轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)框圖及時(shí)序關(guān)系圖；
[0017]圖2為現(xiàn)有的基于電容性數(shù)模轉(zhuǎn)換器的逐次逼近模數(shù)轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖3為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的基于數(shù)模轉(zhuǎn)換器共享的兩路時(shí)間交織逐次逼近模數(shù)轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)框圖；以及
[0019]圖4為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的基于數(shù)模轉(zhuǎn)換器共享的兩路時(shí)間交織逐次逼近模數(shù)轉(zhuǎn)換器的時(shí)序關(guān)系圖。

【具體實(shí)施方式】
[0020]下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
[0021]此外，術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個(gè)或者更多個(gè)該特征。在本發(fā)明的描述中，“多個(gè)”的含義是兩個(gè)或兩個(gè)以上，除非另有明確具體的限定。
[0022]在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術(shù)語應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。
[0023]在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接觸，也可以包括第一和第二特征不是直接接觸而是通過它們之間的另外的特征接觸。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或僅僅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”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0024]下面在描述根據(jù)發(fā)明實(shí)施例提出的基于數(shù)模轉(zhuǎn)換器共享的兩路時(shí)間交織逐次逼近模數(shù)轉(zhuǎn)換器之前，先來簡(jiǎn)單描述一下相關(guān)技術(shù)中的逐次逼近模數(shù)轉(zhuǎn)換器技術(shù)。
[0025]在相關(guān)技術(shù)中，參照?qǐng)D1所示，為m路時(shí)間交織模數(shù)轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)圖及時(shí)序關(guān)系圖。其中，包括m個(gè)子通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器(SUB-ADC)、每個(gè)子通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器各自的采樣保持電路(S/Η)以及輸出數(shù)據(jù)復(fù)用模塊(MUX)。不同子通道的模數(shù)轉(zhuǎn)換器之間并行工作，在采樣時(shí)間均勻交錯(cuò)的時(shí)鐘CLKm控制下，依次對(duì)輸入信號(hào)x(t)進(jìn)行采樣、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換并最終進(jìn)行輸出數(shù)據(jù)譯碼。對(duì)于m路時(shí)間交織模數(shù)轉(zhuǎn)換器，子通道采樣速率是fs，經(jīng)過m路時(shí)間交織后，采樣速率提高m倍，為m.fs。
[0026]參照?qǐng)D2所示，為基于電容型數(shù)模轉(zhuǎn)換器的逐次逼近模數(shù)轉(zhuǎn)換器的示意圖(圖中為六位精度示例)。其中，主要包括:采樣保持電路、電容型數(shù)模轉(zhuǎn)換器、比較器和數(shù)字控制模塊。Vin是外部輸入信號(hào)，Veefp和Vkefn是基準(zhǔn)電壓，Vcm是輸入信號(hào)共模電平，DO到D5是輸出數(shù)據(jù)。在采樣階段，開關(guān)SI和S2閉合，電容上極板接到共模電平V,電容下極板接到Vino采樣結(jié)束后，開關(guān)SI和S2斷開。在保持階段，電容下極板接到VKEFN。在電荷重分配階段，電容下極板電平由數(shù)字控制模塊決定，根據(jù)二進(jìn)制搜索算法依次得到模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出數(shù)據(jù)。對(duì)該圖中的模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行時(shí)間交織，在采樣階段，外部輸入信號(hào)Vin要連接到各子通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器的電容型數(shù)模轉(zhuǎn)換器電容下極板。從版圖設(shè)計(jì)角度，這樣的走線長(zhǎng)且復(fù)雜，由于工藝失配導(dǎo)致的通道間版圖不匹配將會(huì)更明顯，因此會(huì)惡化交織模數(shù)轉(zhuǎn)換器的精度。
[0027]由此可知，相關(guān)技術(shù)中的逐次逼近模數(shù)轉(zhuǎn)換器在結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化程度和轉(zhuǎn)換精度等方面還不能很好地滿足用戶的使用要求，有待改進(jìn)。
[0028]本發(fā)明正是基于上述問題，而提出了一種基于數(shù)模轉(zhuǎn)換器共享的兩路時(shí)間交織逐次逼近模數(shù)轉(zhuǎn)換器。
[0029]下面參照附圖描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例提出的基于數(shù)模轉(zhuǎn)換器共享的兩路時(shí)間交織逐次逼近模數(shù)轉(zhuǎn)換器。參照?qǐng)D3所示，該基于數(shù)模轉(zhuǎn)換器共享的兩路時(shí)間交織逐次逼近模數(shù)轉(zhuǎn)換器包括:多個(gè)采樣保持電路100、數(shù)模轉(zhuǎn)換器200、多個(gè)開關(guān)選擇網(wǎng)絡(luò)300、多個(gè)比較器模塊400、多個(gè)異步數(shù)字控制邏輯電路500和輸出數(shù)據(jù)復(fù)用電路600。
[0030]其中，多個(gè)米樣保持電路100用于對(duì)外部輸入信號(hào)進(jìn)行米樣,并輸出外部輸入信號(hào)的采樣值。數(shù)模轉(zhuǎn)換器200用于產(chǎn)生基準(zhǔn)電壓，并且基準(zhǔn)電壓分別一一對(duì)應(yīng)地提供給多個(gè)比較器模塊400。多個(gè)開關(guān)選擇網(wǎng)絡(luò)300均與數(shù)模轉(zhuǎn)換器200相連。多個(gè)比較器模塊400分別與多個(gè)開關(guān)選擇網(wǎng)絡(luò)300和多個(gè)采樣保持電路100 —一對(duì)應(yīng)地相連，其中，每個(gè)比較器模塊400均包括第一級(jí)比較器子模塊410和第二級(jí)比較器子模塊420，第一級(jí)比較器子410用于根據(jù)對(duì)應(yīng)的采樣保持電路輸出的采樣值和對(duì)應(yīng)的基準(zhǔn)電壓生成第一級(jí)比較器輸出數(shù)據(jù)，第二級(jí)比較器子模塊420用于根據(jù)控制信號(hào)、對(duì)應(yīng)的采樣保持電路輸出的采樣值和基準(zhǔn)電壓生成第二級(jí)比較器輸出數(shù)據(jù)。多個(gè)異步數(shù)字控制邏輯電路500—一對(duì)應(yīng)地設(shè)置在多個(gè)比較器模塊400的第一級(jí)比較器子模塊410和第二級(jí)比較器子模塊420之間，異步數(shù)字控制邏輯電路500用于根據(jù)對(duì)應(yīng)地第一級(jí)比較器子模塊410輸出的第一級(jí)比較器輸出數(shù)據(jù)生成第二級(jí)比較器時(shí)鐘信號(hào)和開關(guān)選擇網(wǎng)絡(luò)的控制信號(hào)。輸出數(shù)據(jù)復(fù)用電路600用于對(duì)第一通道和第二通道的輸出數(shù)據(jù)(即如圖3中所示的第一級(jí)輸出數(shù)據(jù)和第二級(jí)輸出數(shù)據(jù))進(jìn)行綜合處理，以得到總體輸出數(shù)據(jù)。本發(fā)明實(shí)施例的基于數(shù)模轉(zhuǎn)換器共享的兩路時(shí)間交織逐次逼近模數(shù)轉(zhuǎn)換器，將交織的模數(shù)轉(zhuǎn)換器共享一個(gè)數(shù)模轉(zhuǎn)換器，既節(jié)省了面積、消除通道間數(shù)模轉(zhuǎn)換器不匹配的影響，又減小了交織電路中外部輸入信號(hào)走線復(fù)雜、不匹配引起的時(shí)間失配。
[0031]進(jìn)一步地，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，參照?qǐng)D3所示，第一級(jí)比較器子模塊410由第一級(jí)時(shí)鐘信號(hào)觸發(fā)，第二級(jí)比較器子模塊420由第二級(jí)時(shí)鐘信號(hào)觸發(fā)。其中，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，第一級(jí)時(shí)鐘信號(hào)優(yōu)先于第二級(jí)時(shí)鐘信號(hào)。
[0032]進(jìn)一步地，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，參照?qǐng)D3所示，本發(fā)明實(shí)施例的模數(shù)轉(zhuǎn)換器還包括:多個(gè)輸出模塊700。其中，多個(gè)輸出模塊700分別與多個(gè)比較器模塊400和多個(gè)異步數(shù)字控制邏輯電路500 —一對(duì)應(yīng)地相連。并且，每個(gè)輸出模塊700包括第一輸出模塊710和第二輸出模塊720。具體地，第一輸出模塊710設(shè)置在對(duì)應(yīng)地異步數(shù)字控制邏輯電路500和第一級(jí)比較器子模塊410的輸出端之間，第二輸出模塊720與對(duì)應(yīng)地第二級(jí)比較器子模塊420的輸出端相連。更為具體地，輸出模塊700的第一輸出模塊710和第二輸出模塊720分別用于輸出與之對(duì)應(yīng)地第一級(jí)三位輸出數(shù)據(jù)和第二級(jí)三位輸出數(shù)據(jù)。
[0033]其中，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，參照?qǐng)D3所示，第一級(jí)比較器子模塊410和第二級(jí)比較器子模塊420均可以包括7個(gè)比較器，每級(jí)輸出三位數(shù)據(jù)。需要說明的是，每級(jí)輸出數(shù)據(jù)位數(shù)并不限定于此數(shù)值的情況，每級(jí)輸出數(shù)據(jù)位數(shù)的具體個(gè)數(shù)可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況進(jìn)行調(diào)整。
[0034]優(yōu)選地，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，比較器可以為四端動(dòng)態(tài)比較器。其中，在本發(fā)明的實(shí)施例中，本發(fā)明實(shí)施例通過每級(jí)輸出三位數(shù)據(jù)和四端動(dòng)態(tài)比較器的使用，實(shí)現(xiàn)高速、低功耗的設(shè)計(jì)。
[0035]優(yōu)選地，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，數(shù)模轉(zhuǎn)換器200可以為電阻型數(shù)模轉(zhuǎn)換器。在本發(fā)明的實(shí)施例中，本發(fā)明實(shí)施例通過使用電阻型數(shù)模轉(zhuǎn)換器，節(jié)省了電容型數(shù)模轉(zhuǎn)換器電荷重分配的時(shí)間，進(jìn)而減小了整體的轉(zhuǎn)換時(shí)間，提高轉(zhuǎn)換速度。
[0036]作為具體地示例，參照?qǐng)D3和圖4所示，以六位精度、兩路交織為例來說明本發(fā)明實(shí)施例的基于數(shù)模轉(zhuǎn)換器共享的兩路時(shí)間交織逐次逼近模數(shù)轉(zhuǎn)換器的工作原理。
[0037]具體而言，結(jié)合圖3和圖4所示，子通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器為基于電阻型數(shù)模轉(zhuǎn)換器的異步逐次逼近模數(shù)轉(zhuǎn)換器，主要包括:電阻型數(shù)模轉(zhuǎn)換器、采樣保持電路、比較器、異步數(shù)字控制邏輯、開關(guān)選擇網(wǎng)絡(luò)、輸出數(shù)據(jù)復(fù)用電路以及輸出數(shù)據(jù)譯碼電路。子通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器分為兩級(jí)，每級(jí)使用七個(gè)比較器，輸出三位數(shù)據(jù)。Vsig是外部輸入信號(hào)，Vini和Vin2是通道I和通道2對(duì)Vsig的采樣值，Vcm是采樣保持電容的共模電平。CLKSl和CLKS2分別是通道I和通道2采樣保持電路時(shí)鐘，在下降沿采樣；CLK11和CLK12是通道I兩級(jí)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的時(shí)鐘信號(hào)，在上升沿第一通道(即圖3所示的通道I)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換；CLK21和CLK22是通道2兩級(jí)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的時(shí)鐘信號(hào)，在上升沿第二通道(即圖3所示的通道2)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。DlO到D15和D20到D25分別是通道I和通道2的輸出數(shù)據(jù)，DO到D5是兩路交織總體數(shù)據(jù)輸出。假定子通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器時(shí)鐘周期為T，采樣速率是fs，則通道I和通道2的采樣保持電路時(shí)鐘相差T/2，交織后采樣速率是2.fs，速度提高一倍。兩個(gè)子通道在各自時(shí)鐘控制下進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，輸出數(shù)據(jù)通過復(fù)用電路處理，得到交織后模數(shù)轉(zhuǎn)換器的總體輸出數(shù)據(jù)DO到D5。
[0038]綜上所述，由于本發(fā)明實(shí)施例中使用電阻型數(shù)模轉(zhuǎn)換器直接提供基準(zhǔn)電壓，沒有電容型數(shù)模轉(zhuǎn)換器電荷重分配的過程，所以兩路交織模數(shù)轉(zhuǎn)換器可以共享一個(gè)電阻型數(shù)模轉(zhuǎn)換器。這樣有以下優(yōu)點(diǎn):首先，通過共享數(shù)模轉(zhuǎn)換器可以節(jié)省面積；其次，交織通道使用同一個(gè)數(shù)模轉(zhuǎn)換器消除了數(shù)模轉(zhuǎn)換器在不同通道間失配的影響；此外，在本發(fā)明結(jié)構(gòu)中，輸入信號(hào)連接到獨(dú)立的子通道采樣保持電路中，走線短且簡(jiǎn)單；而在基于電容型數(shù)模轉(zhuǎn)換器的交織逐次逼近模數(shù)轉(zhuǎn)換器中，輸入信號(hào)的走線要連接到各子通道的電容型數(shù)模轉(zhuǎn)換器電容極板，走線長(zhǎng)且復(fù)雜。從版圖設(shè)計(jì)角度，走線越簡(jiǎn)單，版圖不匹配的影響就越小，而對(duì)于交織模數(shù)轉(zhuǎn)換器，輸入信號(hào)走線不匹配會(huì)對(duì)精度有很大影響，所以本發(fā)明中的結(jié)構(gòu)更適用于交織電路設(shè)計(jì)。
[0039]需要說明的是，本發(fā)明的上述實(shí)施例是以基于數(shù)模轉(zhuǎn)換器共享的兩路時(shí)間交織逐次逼近模數(shù)轉(zhuǎn)換器為例進(jìn)行分析，但是本發(fā)明的設(shè)計(jì)方法并不局限于兩路時(shí)間交織設(shè)計(jì)，對(duì)于兩路以上時(shí)間交織，可根據(jù)具體通道數(shù)和版圖布局實(shí)現(xiàn)電阻型數(shù)模轉(zhuǎn)換器的共享，此處不再贅述。
[0040]綜上所述，本發(fā)明上述實(shí)施例的六位異步逐次逼近模數(shù)轉(zhuǎn)換器，電路共分為兩級(jí)，每級(jí)采用七個(gè)比較器，每級(jí)輸出三位數(shù)據(jù)。首先，對(duì)各級(jí)比較器進(jìn)行失調(diào)校正，校正結(jié)束后，模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)入正常的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換階段。在提高轉(zhuǎn)換速度的同時(shí)，消除同級(jí)比較器間失調(diào)對(duì)精度的影響，保證電路性能。本發(fā)明中以帶比較器失調(diào)校正的六位異步逐次逼近模數(shù)轉(zhuǎn)換器為基礎(chǔ)，分析設(shè)計(jì)的優(yōu)越性。但需要理解的是，本發(fā)明的實(shí)施例并不局限于六位設(shè)計(jì)精度，對(duì)于不同精度的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，可根據(jù)精度合理分配每級(jí)輸出數(shù)據(jù)位數(shù)，并對(duì)各級(jí)比較器進(jìn)行失調(diào)校正，實(shí)現(xiàn)速度和性能的最優(yōu)。
[0041]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例提出的基于數(shù)模轉(zhuǎn)換器共享的兩路時(shí)間交織逐次逼近模數(shù)轉(zhuǎn)換器，將交織的模數(shù)轉(zhuǎn)換器共享一個(gè)數(shù)模轉(zhuǎn)換器，既節(jié)省了面積、消除了通道間模數(shù)轉(zhuǎn)換器不匹配的影響，又減小了交織電路中外部輸入信號(hào)走線復(fù)雜、不匹配引起的時(shí)間失配，從而，在提高轉(zhuǎn)換效率的同時(shí)，保證精度不會(huì)惡化。
[0042]流程圖中或在此以其他方式描述的任何過程或方法描述可以被理解為，表示包括一個(gè)或更多個(gè)用于實(shí)現(xiàn)特定邏輯功能或過程的步驟的可執(zhí)行指令的代碼的模塊、片段或部分，并且本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式的范圍包括另外的實(shí)現(xiàn)，其中可以不按所示出或討論的順序，包括根據(jù)所涉及的功能按基本同時(shí)的方式或按相反的順序，來執(zhí)行功能，這應(yīng)被本發(fā)明的實(shí)施例所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員所理解。
[0043]在流程圖中表示或在此以其他方式描述的邏輯和/或步驟，例如，可以被認(rèn)為是用于實(shí)現(xiàn)邏輯功能的可執(zhí)行指令的定序列表，可以具體實(shí)現(xiàn)在任何計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中，以供指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設(shè)備(如基于計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)、包括處理器的系統(tǒng)或其他可以從指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設(shè)備取指令并執(zhí)行指令的系統(tǒng))使用，或結(jié)合這些指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設(shè)備而使用。就本說明書而言，"計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)"可以是任何可以包含、存儲(chǔ)、通信、傳播或傳輸程序以供指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設(shè)備或結(jié)合這些指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設(shè)備而使用的裝置。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的更具體的示例(非窮盡性列表)包括以下:具有一個(gè)或多個(gè)布線的電連接部(電子裝置)，便攜式計(jì)算機(jī)盤盒(磁裝置)，隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)，只讀存儲(chǔ)器(ROM)，可擦除可編輯只讀存儲(chǔ)器(EPR0M或閃速存儲(chǔ)器)，光纖裝置，以及便攜式光盤只讀存儲(chǔ)器(⑶ROM)。另外，計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)甚至可以是可在其上打印所述程序的紙或其他合適的介質(zhì)，因?yàn)榭梢岳缤ㄟ^對(duì)紙或其他介質(zhì)進(jìn)行光學(xué)掃描，接著進(jìn)行編輯、解譯或必要時(shí)以其他合適方式進(jìn)行處理來以電子方式獲得所述程序，然后將其存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器中。
[0044]應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的各部分可以用硬件、軟件、固件或它們的組合來實(shí)現(xiàn)。在上述實(shí)施方式中，多個(gè)步驟或方法可以用存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中且由合適的指令執(zhí)行系統(tǒng)執(zhí)行的軟件或固件來實(shí)現(xiàn)。例如，如果用硬件來實(shí)現(xiàn)，和在另一實(shí)施方式中一樣，可用本領(lǐng)域公知的下列技術(shù)中的任一項(xiàng)或他們的組合來實(shí)現(xiàn):具有用于對(duì)數(shù)據(jù)信號(hào)實(shí)現(xiàn)邏輯功能的邏輯門電路的離散邏輯電路，具有合適的組合邏輯門電路的專用集成電路，可編程門陣列(PGA)，現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)等。
[0045]本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員可以理解實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例方法攜帶的全部或部分步驟是可以通過程序來指令相關(guān)的硬件完成，所述的程序可以存儲(chǔ)于一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中，該程序在執(zhí)行時(shí)，包括方法實(shí)施例的步驟之一或其組合。
[0046]此外，在本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例中的各功能單元可以集成在一個(gè)處理模塊中，也可以是各個(gè)單元單獨(dú)物理存在，也可以兩個(gè)或兩個(gè)以上單元集成在一個(gè)模塊中。上述集成的模塊既可以采用硬件的形式實(shí)現(xiàn)，也可以采用軟件功能模塊的形式實(shí)現(xiàn)。所述集成的模塊如果以軟件功能模塊的形式實(shí)現(xiàn)并作為獨(dú)立的產(chǎn)品銷售或使用時(shí)，也可以存儲(chǔ)在一個(gè)計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)中。
[0047]上述提到的存儲(chǔ)介質(zhì)可以是只讀存儲(chǔ)器，磁盤或光盤等。
[0048]在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說明書中，對(duì)上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任何的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。
[0049]盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，可以理解的是，上述實(shí)施例是示例性的，不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型。
【權(quán)利要求】
1.一種基于數(shù)模轉(zhuǎn)換器共享的兩路時(shí)間交織逐次逼近模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其特征在于，包括: 多個(gè)采樣保持電路，所述多個(gè)采樣保持電路用于對(duì)外部輸入信號(hào)進(jìn)行采樣，并輸出所述外部輸入信號(hào)的采樣值； 數(shù)模轉(zhuǎn)換器，所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器用于產(chǎn)生基準(zhǔn)電壓，所述基準(zhǔn)電壓分別一一對(duì)應(yīng)地提供給多個(gè)比較器模塊； 多個(gè)開關(guān)選擇網(wǎng)絡(luò)，所述多個(gè)開關(guān)選擇網(wǎng)絡(luò)均與所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器相連； 多個(gè)比較器模塊，所述多個(gè)比較器模塊分別與所述多個(gè)開關(guān)選擇網(wǎng)絡(luò)和所述多個(gè)采樣保持電路一一對(duì)應(yīng)地相連，其中，每個(gè)比較器模塊均包括第一級(jí)比較器子模塊和第二級(jí)比較器子模塊，所述第一級(jí)比較器子模塊用于根據(jù)對(duì)應(yīng)的采樣保持電路輸出的采樣值和對(duì)應(yīng)的基準(zhǔn)電壓生成第一級(jí)比較器輸出數(shù)據(jù)，所述第二級(jí)比較器子模塊用于根據(jù)控制信號(hào)、對(duì)應(yīng)的采樣保持電路輸出的采樣值和所述基準(zhǔn)電壓生成第二級(jí)比較器輸出數(shù)據(jù)； 多個(gè)異步數(shù)字控制邏輯電路，所述多個(gè)異步數(shù)字控制邏輯電路一一對(duì)應(yīng)地設(shè)置在所述多個(gè)比較器模塊的第一級(jí)比較器子模塊和第二級(jí)比較器子模塊之間，所述異步數(shù)字控制邏輯電路用于根據(jù)對(duì)應(yīng)地第一級(jí)比較器子模塊輸出的第一級(jí)比較器輸出數(shù)據(jù)生成所述第二級(jí)比較器時(shí)鐘信號(hào)和開關(guān)選擇網(wǎng)絡(luò)的控制信號(hào)；以及 輸出數(shù)據(jù)復(fù)用電路，所述輸出數(shù)據(jù)復(fù)用電路用于對(duì)第一通道和第二通道的輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合處理，以得到總體輸出數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于數(shù)模轉(zhuǎn)換器共享的兩路時(shí)間交織逐次逼近模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其特征在于，還包括: 多個(gè)輸出模塊，所述多個(gè)輸出模塊分別與所述多個(gè)比較器模塊和多個(gè)異步數(shù)字控制邏輯電路 對(duì)應(yīng)地相連，所述輸出模塊包括第一輸出模塊和第二輸出模塊，所述第一輸出模塊設(shè)置在對(duì)應(yīng)地異步數(shù)字控制邏輯電路和第一級(jí)比較器子模塊的輸出端之間，所述第二輸出模塊與對(duì)應(yīng)地第二級(jí)比較器子模塊的輸出端相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的六位異步逐次逼近模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述第一級(jí)比較器子模塊和第二級(jí)比較器子模塊均包括7個(gè)比較器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的六位異步逐次逼近模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述比較器為四端動(dòng)態(tài)比較器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的六位異步逐次逼近模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器為電阻型數(shù)模轉(zhuǎn)換器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的六位異步逐次逼近模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述第一級(jí)比較器子模塊由第一級(jí)時(shí)鐘信號(hào)觸發(fā)，所述第二級(jí)比較器子模塊由第二級(jí)時(shí)鐘信號(hào)觸發(fā)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的六位異步逐次逼近模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述第一級(jí)時(shí)鐘信號(hào)優(yōu)先于所述第二級(jí)時(shí)鐘信號(hào)。
【文檔編號(hào)】H03M1/38GK104242941SQ201410515541
【公開日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2014年9月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月29日
【發(fā)明者】韓雪, 魏琦, 楊華中, 汪蕙 申請(qǐng)人:清華大學(xué)