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专利号: 2022104811062
申请人: 合肥工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-12-30
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种高能效相位量化的ADC系统,其特征在于,包括:时钟模块、采样保持电路模块、比较器模块、数字控制模块、寄存器模块以及参考电平生成模块;

所述时钟模块接收外部的时钟信号CLK并输出采样时钟SAM、时钟信号CLK1‑ CLK5、时钟信号CLKQ和时钟信号CLKI;

所述参考电平生成模块输出参考电平VREF1‑ VREF8给数字控制模块;

所述采样保持电路模块接收外部输入的信号Q和信号I,并在所述采样时钟SAM的控制下,输出信号QS/H和信号IS/H;

在时钟信号CLK1的控制下,所述比较器模块对所述信号QS/H的电压值与“0”电压值进行比较,得到的第一比较结果传输给所述寄存器模块,并由寄存器模块输出信号B1;

在时钟信号CLK1的控制下,所述比较器模块对所述信号IS/H的电压值与“0”电压值进行比较,得到的第二比较结果传输给所述寄存器模块,并由寄存器模块输出信号B2;

在时钟信号CLK2的控制下,所述比较器模块对所述信号QS/H的电压值与参考电平VREF8的电压值进行比较,得到的第三比较结果传输给所述寄存器模块,并由寄存器模块输出信号B3;

在时钟信号CLK3的控制下,所述数字控制模块根据所述信号B3对所述比较器模块的输入进行选择操作,若信号B3为1,则所述数字控制模块选择所述信号IS/H的电压值并传输给所述比较器模块,使得所述比较器模块对所述信号IS/H的电压值与参考电平VREF4的电压值进行比较,得到的第四比较结果传输给所述寄存器模块,并由寄存器模块输出信号B4;若信号B3为0,则所述数字控制模块选择信号QS/H的电压值并传输给所述比较器模块,使得所述比较器模块对所述信号QS/H的电压值与参考电平VREF4的电压值进行比较,得到的第四比较结果传输给所述寄存器模块,并由寄存器模块输出信号B4;

在时钟信号CLK4的控制下,所述数字控制模块根据所述信号B3和信号B4对所述比较器模块的输入进行选择操作,若信号B3为1且信号B4为1,则所述数字控制模块选择信号IS/H的电压值并传输给所述比较器模块,使得所述比较器模块对所述信号IS/H的电压值与参考电平VREF6的电压值进行比较,得到的第五比较结果传输给所述寄存器模块,并由寄存器模块输出信号B5;若信号B3为1且信号B4为0,则所述数字控制模块选择信号IS/H的电压值并传输给所述比较器模块,使得所述比较器模块对所述信号IS/H的电压值与参考电平VREF2的电压值进行比较,得到的第五比较结果传输给所述寄存器模块,并由寄存器模块输出信号B5;若信号B3为0且信号B4为1,则所述数字控制模块选择信号QS/H的电压值并传输给所述比较器模块,使得所述比较器模块对所述信号QS/H的电压值与参考电平VREF6的电压值进行比较,得到的第五比较结果传输给所述寄存器模块,并由寄存器模块输出信号B5;若信号B3为0且信号B4为0,则所述数字控制模块选择信号QS/H的电压值并传输给所述比较器模块,使得所述比较器模块对所述信号QS/H的电压值与参考电平VREF2的电压值进行比较,得到的第五比较结果传输给所述寄存器模块,并由寄存器模块输出信号B5;

在时钟信号CLK5的控制下,所述数字控制模块根据所述信号B3、信号B4和信号B5对所述比较器模块的输入进行选择操作,若信号B3为1且信号B4为1且信号B5为1,则所述数字控制模块选择信号IS/H的电压值并传输给所述比较器模块,使得所述比较器模块对所述信号IS/H的电压值与参考电平VREF7的电压值进行比较,得到的第六比较结果传输给所述寄存器模块,并由寄存器模块输出信号B6;若信号B3为1且信号B4为1且信号B5为0,则所述数字控制模块选择信号IS/H的电压值并传输给所述比较器模块,使得所述比较器模块对所述信号IS/H的电压值与参考电平VREF5的电压值进行比较,得到的第六比较结果传输给所述寄存器模块,并由寄存器模块输出信号B6;若信号B3为1且信号B4为0且信号B5为1,则所述数字控制模块选择信号IS/H的电压值并传输给所述比较器模块,使得所述比较器模块对所述信号IS/H的电压值与参考电平VREF3的电压值进行比较,得到的第六比较结果传输给所述寄存器模块,并由寄存器模块输出信号B6;若信号B3为1且信号B4为0且信号B5为0,则所述数字控制模块选择信号IS/H的电压值并传输给所述比较器模块,使得所述比较器模块对所述信号IS/H的电压值与参考电平VREF1的电压值进行比较,得到的第六比较结果传输给所述寄存器模块,并由寄存器模块输出信号B6;若信号B3为0且信号B4为1且信号B5为1,则所述数字控制模块选择信号QS/H的电压值并传输给所述比较器模块,使得所述比较器模块对所述信号QS/H的电压值与参考电平VREF7的电压值进行比较,得到的第六比较结果传输给所述寄存器模块,并由寄存器模块输出信号B6;若信号B3为0且信号B4为1且信号B5为0,则所述数字控制模块选择信号QS/H的电压值并传输给所述比较器模块,使得所述比较器模块对所述信号QS/H的电压值与参考电平VREF5的电压值进行比较,得到的第六比较结果传输给所述寄存器模块,并由寄存器模块输出信号B6;若信号B3为0且信号B4为0且信号B5为1,则所述数字控制模块选择信号QS/H的电压值并传输给所述比较器模块,使得所述比较器模块对所述信号QS/H的电压值与参考电平VREF3的电压值进行比较,得到的第六比较结果传输给所述寄存器模块,并由寄存器模块输出信号B6;若信号B3为0且信号B4为0且信号B5为0,则所述数字控制模块选择信号QS/H的电压值并传输给所述比较器模块,使得所述比较器模块对所述信号QS/H的电压值与参考电平VREF1的电压值进行比较,得到的第六比较结果传输给所述寄存器模块,并由寄存器模块输出信号B6。

2.根据权利要求1所述的一种高能效相位量化的ADC系统,其特征在于:

所述时钟模块由十个D触发器构成;

由第一至第五D触发器构成计数器,其输入信号为外部的时钟信号CLK,输出信号为采样时钟SAM,其中,所述计数器的计数数字为五;

由第六至第十D触发器构成延迟链,外部的时钟信号CLK经过所述延迟链后分别延迟1‑

5个时钟信号CLK并相应输出时钟信号CLK1‑CLK5。

3.根据权利要求1所述的一种高能效相位量化的ADC系统,其特征在于:

所述采样保持电路模块由采样保持QS/H模块和采样保持IS/H模块组成;

所述采样保持QS/H模块的输入信号为信号Q,并在采样时钟SAM的下降沿触发下,输出信号为信号QS/H;

所述采样保持IS/H模块的输入信号为信号I,并在采样时钟SAM的下降沿触发下,输出信号为信号IS/H。

4.根据权利要求1所述的一种高能效相位量化的ADC系统,其特征在于:

所述比较器模块由MUXQ模块、MUXI模块、COMQ模块和COMI模块组成;

所述MUXQ模块由第一绝对值模块、第一或模块和第一选择器模块组成;

所述第一绝对值模块的输入为信号QS/H,输出为信号|QS/H|;

所述第一或模块的输入信号为时钟信号CLK1和信号B1,输出信号为信号EN1;

所述第一选择器模块的输入信号为信号QS/H、信号|QS/H|和信号EN1,输出信号为信号COMQP;

所述MUXI模块由第二绝对值模块、第二或模块和第二选择器模块组成;

所述第二绝对值模块的输入信号为信号IS/H,输出信号为信号|IS/H|;

所述第二或模块的输入信号为时钟信号CLK1和信号B2,输出信号为信号EN2;

所述第二选择器模块的输入为信号IS/H、信号|IS/H|和信号EN2,输出信号为信号COMIP;

所述COMQ模块的输入信号为信号COMQP、信号COMN和信号CLKQ,输出信号为信号COM1;

所述COMI模块的输入信号为信号COMIP、信号COMN和信号CLKI,输出信号为信号COM2。

5.根据权利要求1所述的一种高能效相位量化的ADC系统,其特征在于:

所述数字控制模块由十个数据选择器构成;

其中,第三选择器模块的输入信号为信号VREF7、信号VREF5和信号B5,输出信号为信号EN3;

第四选择器模块的输入信号为信号VREF3、信号VREF1和信号B5,输出信号为信号EN4;

第五选择器模块的输入信号为信号EN3、信号EN4和信号B4,输出信号为信号EN5;

第六选择器模块的输入信号为信号VREF6、信号VREF2和信号B4,输出信号为信号EN6;

第七选择器模块的输入信号为信号EN5、信号“0”和时钟信号CLK5,输出信号为信号EN7;

第八选择器模块的输入信号为信号EN6、信号EN7和时钟信号CLK4,输出信号为信号EN8;

第九选择器模块的输入信号为信号VREF4、信号EN8和时钟信号CLK3,输出信号为信号EN9;

第十选择器模块的输入信号为信号VREF8、信号EN9和时钟信号CLK2,输出信号为信号EN10;

第十一选择器模块的输入信号为信号EN10、信号“0”和时钟信号CLK1,输出信号为信号COMN;

第十二选择器模块的输入信号为信号COM1、信号COM2和信号B3,输出信号为信号COM。

6.根据权利要求1所述的一种高能效相位量化的ADC系统,其特征在于:

所述寄存器模块由六个D触发器构成;

其中,第十一D触发器输入为信号COM1和时钟信号CLK1,输出信号为信号B1;

第十二D触发器的输入信号为信号COM2和时钟信号CLK1,输出信号为信号B2;

第十三D触发器的输入信号为信号COM1和时钟信号CLK2,输出信号为信号B3;

第十四D触发器的输入信号为信号COM和时钟信号CLK3,输出信号为信号B4;

第十五D触发器的输入信号为信号COM和时钟信号CLK4,输出信号为信号B5;

第十五D触发器的输入信号为信号COM和时钟信号CLK5,输出信号为信号B6。