br>[0130] 由于應(yīng)用了本發(fā)明實(shí)施例的具有參考電壓可調(diào)和可進(jìn)行零漂電壓補(bǔ)償?shù)闹鸫伪?近模數(shù)轉(zhuǎn)換器，圖7所示的傳感信號(hào)處理裝置可以更加準(zhǔn)確地獲得和處理傳感器檢測(cè)的物 理量。
[0131] 以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員 而言，本發(fā)明可以有各種改動(dòng)和變化。凡在本發(fā)明的精神和原理之內(nèi)所作的任何修改、等同 替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種逐次逼近模數(shù)轉(zhuǎn)換器，包括： 第一數(shù)模轉(zhuǎn)換器，根據(jù)輸入數(shù)字信號(hào)和采樣端的電壓輸出對(duì)應(yīng)的模擬輸出電壓； 歸零開(kāi)關(guān)，連接在所述第一數(shù)模轉(zhuǎn)換器的采樣端和零電壓端之間； 采樣開(kāi)關(guān)，連接在所述第一數(shù)模轉(zhuǎn)換器的采樣端和模擬信號(hào)輸入端之間； 比較器，具有與所述第一數(shù)模轉(zhuǎn)換器的輸出端連接的第一輸入端以及與零電壓端連接 的第二輸入端； 第二數(shù)模轉(zhuǎn)換器，用于輸出模擬補(bǔ)償電壓； 第一補(bǔ)償電容，連接在所述第二數(shù)模轉(zhuǎn)換器的輸出端和所述第一數(shù)模轉(zhuǎn)換器的輸出端 之間； 第二補(bǔ)償電容，連接在所述第一數(shù)模轉(zhuǎn)換器的輸出端與零電壓端之間；以及， 控制電路，與所述第一數(shù)模轉(zhuǎn)換器和比較器連接，用于根據(jù)比較器輸出信號(hào)以逐次逼 近的方式逐位確定與模擬信號(hào)輸入端的模擬輸入信號(hào)對(duì)應(yīng)的數(shù)字信號(hào)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的逐次逼近模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其中，所述控制電路用于在第一模式下 控制所述第一數(shù)模轉(zhuǎn)換器的采樣端連接到零電壓端歸零，在第二模式下控制所述第一數(shù)模 轉(zhuǎn)換器的采樣端連接到模擬信號(hào)輸入端對(duì)模擬輸入信號(hào)進(jìn)行采樣，在第三模式下控制所述 采樣開(kāi)關(guān)和歸零開(kāi)關(guān)關(guān)斷，在第四模式下根據(jù)比較器輸出信號(hào)控制以逐次逼近的方式確定 與模擬信號(hào)輸入端的模擬輸入信號(hào)對(duì)應(yīng)的數(shù)字信號(hào)； 所述第二數(shù)模轉(zhuǎn)換器用于在第一模式和第二模式下輸出未疊加零漂電壓補(bǔ)償值的模 擬補(bǔ)償電壓，在第三和第四模式下輸出疊加零漂電壓補(bǔ)償值的模擬補(bǔ)償電壓。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的逐次逼近模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其中，所述第二補(bǔ)償電容為可調(diào)電容， 用于調(diào)節(jié)參考電壓。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的逐次逼近模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其中，所述第二補(bǔ)償電容包括多個(gè)相互 并聯(lián)的電容單元，每個(gè)所述電容單元包括： 第一開(kāi)關(guān)，連接在電容單元的第一端和中間端之間； 子電容以及第二開(kāi)關(guān)，并聯(lián)連接在所述中間端和所述電容單元的第二端之間； 其中，所述第一開(kāi)關(guān)和第二開(kāi)關(guān)的控制信號(hào)相反。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的逐次逼近模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其中，所述第一數(shù)模轉(zhuǎn)換器包括： N+1個(gè)采樣電容，每個(gè)采樣電容的第一端與公共端連接，其中，第N+1個(gè)采樣電容的第二 端與零電壓端連接； N個(gè)控制開(kāi)關(guān)，分別與第1至第N個(gè)采樣電容的第二端連接，用于將對(duì)應(yīng)的采樣電容的第 二端連接至參考電壓端或零電壓端，所述N個(gè)控制開(kāi)關(guān)的控制端與第一數(shù)模轉(zhuǎn)換器的輸入 端連接； 其中，所述公共端與所述第一數(shù)模轉(zhuǎn)換器的采樣端和輸出端連接，第i個(gè)采樣電容的電 容值為第1個(gè)采樣電容的電容值的2H倍，1 = 1，2，一，1第奸1個(gè)電容的電容值等于第一個(gè) 采樣電容的電容值。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的逐次逼近模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其中，所述第一數(shù)模轉(zhuǎn)換器包括： N+2個(gè)采樣電容，第1至第Μ個(gè)采樣電容的第一端與第一公共端連接，第M+1至第N個(gè)采樣 電容的第一端與第二公共端連接，第Ν+1個(gè)采樣電容連接在第一公共端和零電壓端之間，第 Ν+2個(gè)采樣電容連接在第一公共端和第二公共端之間，其中Μ為大于1小于Ν的整數(shù)； N個(gè)控制開(kāi)關(guān)，分別與第1至第N個(gè)采樣電容的第二端連接，用于將對(duì)應(yīng)的采樣電容的第 二端連接至參考電壓端或零電壓端，所述N個(gè)控制開(kāi)關(guān)的控制端與第一數(shù)模轉(zhuǎn)換器的輸入 端連接； 其中，所述第一公共端與所述第一數(shù)模轉(zhuǎn)換器的采樣端連接，第二公共端與所述第一 數(shù)模轉(zhuǎn)換器的輸出端連接，第i個(gè)采樣電容的電容值為第1個(gè)采樣電容的電容值的21^1倍，i =1，2，~，;第」個(gè)采樣電容的電容值為第1個(gè)采樣電容的電容值的2>^ 1倍，」=1+1，~』-1，N;第N+1個(gè)及N+2個(gè)采樣電容的電容值等于第1個(gè)采樣電容的電容值。7. 根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的逐次逼近模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其中，所述控制電路用于在第一模 式下控制歸零開(kāi)關(guān)導(dǎo)通、采樣開(kāi)關(guān)關(guān)斷，同時(shí)控制所述第一數(shù)模轉(zhuǎn)換器的輸入數(shù)字信號(hào)第N 位為0,第1至N-1位為1，在第二模式下控制所述采樣開(kāi)關(guān)導(dǎo)通、歸零開(kāi)關(guān)關(guān)斷，同時(shí)保持第 一數(shù)模轉(zhuǎn)換器的輸入數(shù)字信號(hào)不變，在第三模式下控制采樣開(kāi)關(guān)和歸零開(kāi)關(guān)均關(guān)斷，同時(shí) 保持第一數(shù)模轉(zhuǎn)換器的輸入數(shù)字信號(hào)不變，在第四模式下保持采樣開(kāi)關(guān)和歸零開(kāi)關(guān)關(guān)斷， 從輸入數(shù)字信號(hào)的第N位向第1位逐位遍歷，對(duì)于每個(gè)當(dāng)前位，將當(dāng)前位設(shè)置為0,在所述比 較器的輸出信號(hào)表征第一輸入端的電壓大于第二輸入端的電壓時(shí)，將當(dāng)前位改變?yōu)?，否則 將輸入數(shù)字信號(hào)的當(dāng)前位確定為〇,直至輸入數(shù)字信號(hào)的所有位均被確定； 所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器用于在第一模式和第二模式下輸出未疊加零漂電壓補(bǔ)償值的模擬補(bǔ) 償電壓，在第三和第四模式下輸出疊加有零漂電壓補(bǔ)償值的模擬補(bǔ)償電壓。8. 根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的逐次逼近模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其中，所述第一補(bǔ)償電容、第二補(bǔ)償 電容以及零漂電壓補(bǔ)償值與零漂電壓滿足如下關(guān)系：其中，Vz為零漂電壓，為第一補(bǔ)償電容的電容值，α為第二補(bǔ)償電容的電容值，Co為第 N+1個(gè)采樣電容的電容值。9. 根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的逐次逼近模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其中，所述逐次逼近模數(shù)轉(zhuǎn)換器的 參考電壓和參考電壓端的電壓的關(guān)系滿足如下關(guān)系：其中，VR'為所述逐次逼近模數(shù)轉(zhuǎn)換器的參考電壓，VR為所述參考電壓端的電壓，(：。 8為第 一補(bǔ)償電容的電容值，α為第二補(bǔ)償電容的電容值，Co為第1個(gè)采樣電容的電容值。 ?ο.-種逐次逼近模數(shù)轉(zhuǎn)換方法，應(yīng)用于逐次逼近型數(shù)模轉(zhuǎn)換器，所述逐次逼近型數(shù)模 轉(zhuǎn)換器包括第一數(shù)模轉(zhuǎn)換器，根據(jù)輸入數(shù)字信號(hào)和采樣端的模擬信號(hào)輸出對(duì)應(yīng)的輸出模擬 電壓；歸零開(kāi)關(guān)，連接在所述第一數(shù)模轉(zhuǎn)換器的采樣端和零電壓端之間；采樣開(kāi)關(guān)，連接在 所述第一數(shù)模轉(zhuǎn)換器的采樣端和模擬信號(hào)輸入端之間；比較器，具有與所述第一數(shù)模轉(zhuǎn)換 器的輸出端連接的第一輸入端以及與零電壓端連接的第二輸入端;第二數(shù)模轉(zhuǎn)換器，用于 輸出模擬補(bǔ)償電壓;第一補(bǔ)償電容，連接在所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器的輸出端和所述電容開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò) 的輸出端之間；第二補(bǔ)償電容，連接在第一數(shù)模轉(zhuǎn)換器的輸出端與零電壓端之間；以及控制 電路，用于根據(jù)比較器輸出信號(hào)以逐次逼近的方式逐位確定與模擬信號(hào)輸入端的模擬輸入 信號(hào)對(duì)應(yīng)的數(shù)字信號(hào)； 所述方法包括： 在第一模式下控制所述第一數(shù)模轉(zhuǎn)換器的采樣端連接到零電壓端進(jìn)行歸零，控制第二 數(shù)模轉(zhuǎn)換器向第一補(bǔ)償電容施加未疊加零漂電壓補(bǔ)償值的模擬補(bǔ)償電壓； 在第二模式下控制所述第一數(shù)模轉(zhuǎn)換器的采樣端連接到模擬信號(hào)輸入端對(duì)模擬輸入 信號(hào)進(jìn)行采樣，控制第二數(shù)模轉(zhuǎn)換器向第一補(bǔ)償電容施加未疊加零漂電壓補(bǔ)償值的模擬補(bǔ) 償電壓； 在第三模式下控制所述采樣開(kāi)關(guān)和歸零開(kāi)關(guān)關(guān)斷，并控制所述第二數(shù)模轉(zhuǎn)換器向第一 補(bǔ)償電容施加疊加有零漂電壓補(bǔ)償值的模擬補(bǔ)償電壓； 在第四模式下，控制第二數(shù)模轉(zhuǎn)換器保持向第一補(bǔ)償電容施加疊加有零漂電壓補(bǔ)償值 的模擬補(bǔ)償電壓，根據(jù)比較器輸出信號(hào)調(diào)整對(duì)第一數(shù)模轉(zhuǎn)換器的輸入數(shù)字信號(hào)，以逐次逼 近的方式確定與模擬信號(hào)輸入端的模擬輸入信號(hào)對(duì)應(yīng)的數(shù)字信號(hào)。11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的逐次逼近模數(shù)轉(zhuǎn)換方法，其中，根據(jù)比較器輸出信號(hào)調(diào)整對(duì) 第一數(shù)模轉(zhuǎn)換器的輸入數(shù)字信號(hào)，以逐次逼近的方式確定與模擬信號(hào)輸入端的模擬輸入信 號(hào)對(duì)應(yīng)的數(shù)字信號(hào)包括： 保持采樣開(kāi)關(guān)和歸零開(kāi)關(guān)關(guān)斷，控制對(duì)第一數(shù)模轉(zhuǎn)換器的輸入數(shù)字信號(hào)從最高位向最 低位遍歷，對(duì)于每個(gè)當(dāng)前位，將當(dāng)前位設(shè)置為0,在所述比較器的輸出信號(hào)表征第一輸入端 的電壓大于第二輸入端的電壓時(shí)，將當(dāng)前位改變?yōu)?，否則將輸入數(shù)字信號(hào)的當(dāng)前位確定為 0，直至輸入數(shù)字信號(hào)的所有位均被確定。12. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的逐次逼近模數(shù)轉(zhuǎn)換方法，其中，所述第一補(bǔ)償電容、第二補(bǔ) 償電容以及零漂電壓補(bǔ)償值與零漂電壓滿足如下關(guān)系：其中，vz為零漂電壓，為第一補(bǔ)償電容的電容值，α為第二補(bǔ)償電容的電容值，Co為第 一數(shù)模轉(zhuǎn)換器的采樣電容的最小電容值。13. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的逐次逼近型模數(shù)轉(zhuǎn)換方法，其中，所述逐次逼近模數(shù)轉(zhuǎn)換器 的參考電壓和參考電壓端的電壓的關(guān)系滿足如下關(guān)系：其中，VR'為所述逐次逼近模數(shù)轉(zhuǎn)換器的參考電壓，VR為所述參考電壓端的電壓，(：。8為第 一補(bǔ)償電容的電容值，α為第二補(bǔ)償電容的電容值，Co為第1個(gè)采樣電容的電容值。14. 一種傳感信號(hào)處理裝置，包括： 傳感器，用于感應(yīng)物理量輸出模擬檢測(cè)信號(hào)； 放大電路，用于放大所述模擬檢測(cè)信號(hào)； 模數(shù)轉(zhuǎn)換器，用于將放大后的模擬檢測(cè)信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字檢測(cè)信號(hào)；以及 數(shù)字信號(hào)處理器，用于處理所述數(shù)字檢測(cè)信號(hào)； 其中，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器為如權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)所述的逐次逼近模數(shù)轉(zhuǎn)換器。15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的傳感信號(hào)處理裝置，其特征在于，所述傳感器為磁力計(jì)、加 速度傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器中的至少一種。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種逐次逼近模數(shù)轉(zhuǎn)換器、逐次逼近模數(shù)轉(zhuǎn)換方法及傳感信號(hào)處理裝置。通過(guò)在第一數(shù)模轉(zhuǎn)換器的輸出端上增加第一補(bǔ)償電容，并通過(guò)第二數(shù)模轉(zhuǎn)換器向第一補(bǔ)償電容施加對(duì)零漂電壓的補(bǔ)償電壓，同時(shí)，在現(xiàn)有的逐次逼近型的第一數(shù)模轉(zhuǎn)換器的輸出端與零電壓端之間連接可調(diào)的第二補(bǔ)償電容，通過(guò)調(diào)節(jié)第二補(bǔ)償電容可以對(duì)實(shí)際進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換的參考電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)。由此，可以實(shí)現(xiàn)在模數(shù)轉(zhuǎn)換器中對(duì)零漂電壓進(jìn)行補(bǔ)償并可以根據(jù)需要調(diào)節(jié)模數(shù)轉(zhuǎn)換器的參考電壓。進(jìn)而可以調(diào)節(jié)放大電路殘留的零漂電壓以及模數(shù)轉(zhuǎn)換器自身器件的零漂電壓，還可以通過(guò)調(diào)節(jié)模數(shù)轉(zhuǎn)換器參考電壓使不同靈敏度的傳感器在相同傳感輸入量的情況下得到相同的輸出值，正確地反映傳感器的傳感量輸入。
【IPC分類】H03M1/06, H03M1/38
【公開(kāi)號(hào)】CN105680864
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201511032799
【發(fā)明人】周小爽, 胡鐵剛, 葛康康
【申請(qǐng)人】杭州士蘭微電子股份有限公司
【公開(kāi)日】2016年6月15日
【申請(qǐng)日】2015年12月31日