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专利号: 202311380948X
申请人: 电子科技大学中山学院
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:

1.一种逐次逼近型模数转换器,其特征在于,包括移位寄存器、比较器、电容阵列和控制模块:其中,输入电压通过所述电容阵列与所述比较器相连,所述比较器与所述移位寄存器相连;

所述电容阵列包括高阵列、低阵列和单位阵列,所述高阵列包括第一高阵列和第二高阵列,所述低阵列包括第一低阵列和第二低阵列,所述单位阵列包括第一单位阵列和第二单位阵列;

所述第一低阵列、所述第一高阵列、所述第一单位阵列依次相连后与所述比较器的正相输入端相连;所述第二高阵列、所述第二低阵列、所述第二单位阵列依次相连后与所述比较器的反相输入端相连;

所述第一低阵列、所述第一高阵列、所述第二低阵列和所述第二高阵列的结构相同,所述第一高阵列包括若干电容,所述若干电容的电容量按照排列位置呈指数变化;所述若干电容的每个电容的顶板与所述比较器相连,所述每个电容的底板通过第一转换开关连接参考电压或参考地,所述第一转换开关与所述控制模块相连;所述第一单位阵列和所述第二单位阵列的结构相同,所述第一单位阵列包括若干单位电容;所述若干单位电容的每个单位电容的顶板与所述比较器相连,所述每个单位电容的底板通过第二转换开关连接参考电压、共模电压或参考地中的一种,所述第二转换开关与所述控制模块相连;

所述移位寄存器用于根据所述比较器的输出结果确定数字信号,所述控制模块用于根据所述比较器的输出结果确定所述第一转换开关或所述第二转换开关的状态。

2.根据权利要求1所述的逐次逼近型模数转换器,其特征在于,所述模数转换器还包括第一采样开关和第二采样开关,正相输入信号通过所述第一采样开关与所述比较器的正相输入端相连,反相输入信号通过所述第二采样开关与所述比较器的反相输入端相连;

在所述模数转换器工作的第一阶段,所述控制模块用于将所述高阵列中电容的底板与所述参考电压相连;所述控制模块用于将所述低阵列中电容的底板与所述参考地相连;所述控制模块用于将所述单位阵列中单位电容的底板与所述共模电压相连。

3.根据权利要求2所述的逐次逼近型模数转换器,其特征在于,所述控制模块用于根据所述比较器的输出结果确定所述第一转换开关或所述第二转换开关的状态,包括:在所述模数转换器工作的第二阶段,所述控制模块用于根据比较器上一次的输出结果,确定所述比较器中高电压输入端对应的高阵列中电容的底板与所述参考地相连,并确定所述比较器中低电压输入端对应的低阵列中电容的底板与所述参考电压相连;其中,高电压输入端的电势大于低电压输入端的电势。

4.根据权利要求2所述的逐次逼近型模数转换器,其特征在于,所述控制模块用于根据所述比较器的输出结果确定所述第一转换开关或所述第二转换开关的状态,包括:在所述模数转换器工作的第三阶段,所述控制模块用于根据比较器上一次的输出结果,确定所述比较器中高电压输入端对应的单位阵列中第一单位电容的底板与所述参考地相连,并确定所述比较器中低电压输入端对应的单位阵列中第一单位电容的底板与所述参考电压相连;其中,所述高电压输入端的电势大于所述低电压输入端的电势,所述第一单位电容用于表征所述单位阵列中远离所述比较器位置的第一位电容。

5.根据权利要求1所述的逐次逼近型模数转换器,其特征在于,所述控制模块用于根据所述比较器的输出结果确定所述第一转换开关或所述第二转换开关的状态,包括:在所述模数转换器工作的第四阶段,所述控制模块用于根据比较器上一次的输出结果,确定所述比较器中高电压输入端对应的单位阵列中第二单位电容的底板与参考地相连;其中,所述比较器包括高电压输入端和低电压输入端,所述高电压输入端的电势大于所述低电压输入端的电势,所述第二单位电容用于表征所述单位阵列中远离所述比较器位置的第二位电容。

6.一种逐次逼近型模数转换器的转换方法,其特征在于,应用于如权利要求2所述的逐次逼近型模数转换器,所述转换方法包括:通过闭合第一采样开关和第二采样开关,接收模拟输入信号;

通过调节第一转换开关,确定将高阵列中电容的底板与参考电压相连,确定将低阵列中电容的底板与参考地相连;通过调节第二转换开关,确定将单位阵列中单位电容的底板与共模电压相连;

根据所述比较器的输出结果,输出数字信号;

根据比较器的输出结果,确定所述第一转换开关或所述第二转换开关的状态;并返回至所述根据所述比较器的输出结果,输出数字信号这一步骤。

7.根据权利要求6所述的逐次逼近型模数转换器的转换方法,其特征在于,所述根据比较器的输出结果,确定所述第一转换开关或所述第二转换开关的状态,包括:在所述模数转换器工作的第二阶段,根据比较器上一次的输出结果,确定所述第一转换开关的状态,以使所述比较器中高电压输入端对应的高阵列中电容的底板与所述参考地相连,所述比较器中低电压输入端对应的低阵列中电容的底板与所述参考电压相连;其中,所述高电压输入端的电势大于所述低电压输入端的电势;

或者,

在所述模数转换器工作的第三阶段,根据比较器上一次的输出结果,确定所述第二转换开关的状态,以使所述比较器中高电压输入端对应的单位阵列中第一单位电容的底板与参考地相连,所述比较器中低电压输入端对应的单位阵列中第一单位电容的底板与参考电压相连;其中,所述高电压输入端的电势大于所述低电压输入端的电势,所述第一单位电容用于表征所述单位阵列中远离所述比较器位置的第一位电容;

或者,

在所述模数转换器工作的第四阶段,根据比较器上一次的输出结果,确定所述第一转换开关的状态,以使所述比较器中高电压输入端对应的单位阵列中第二单位电容的底板与参考地相连;其中,所述比较器包括高电压输入端和低电压输入端,所述高电压输入端的电势大于所述低电压输入端的电势,所述第二单位电容用于表征所述单位阵列中远离所述比较器位置的第二位电容。

8.根据权利要求6所述的逐次逼近型模数转换器的转换方法,其特征在于,所述方法还包括:

在所述模数转换器工作的第二阶段,依次根据比较器上一次的输出结果,按第一顺序调节高阵列中每个第一转换开关的状态,并根据当前比较器的输出结果,按第二顺序输出数字信号;所述第一顺序用于表征对所述电容按照电容量从大到小或从小到大的顺序排列,所述第二顺序用于表征从左到右或从右到左的顺序。

9.一种逐次逼近型模数转换器的转换装置,其特征在于,包括:

至少一个处理器;

至少一个存储器,用于存储至少一个程序;

当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行,使得所述至少一个处理器实现如权利要求6至8中任一项所述的逐次逼近型模数转换器的转换方法。

10.一种计算机可读存储介质,其中存储有处理器可执行的程序,其特征在于,所述处理器可执行的程序在由处理器执行时用于实现如权利要求6至8中任一项所述的逐次逼近型模数转换器的转换方法。