模数转换的制作方法_2

文档序号:8530214阅读:来源:国知局
采样值。
[0031]在图3示出的示例实施方式中,SH电路204是无源采样保持电路。SH电路204由无源部件组成并且没有有源部件(例如放大器等)。在图3示出的示例中,SH O电路204包括电容器Csh、开关Sw_samp和开关Sw_ref。在其它示例实施方式中,SH电路204可以包括额外或替选的无源部件。在替选的实施方式中,SH电路204可以含有一个或多个有源部件。
[0032]如在图3的示意图中示出,诸如Ain0_0的模拟输入信号通过闭合到输入(比如在Ain0_0处)的输入开关并且闭合在电容器Csh的相对侧上的米样开关Sw_samp而在SH电路204的电容器Csh处被采样。采样持续时间的结束比如通过断开采样开关Sw_samp来确定。在采样Ain0_0之后,输入开关(例如在Ain0_0处)被断开。
[0033]在示例实施例中,输入开关(例如,可以将Ain0_0、Ain0_l、...、AinO_N连接到电容器Csh的开关中的任何一个)以及SH电路204经由定时控制信号TC_0被触发。
[0034]在该示例中,电容器Csh被充电到总计Ain0_0-DC Init的值。
[0035]该值对应于从SH电路204输出到MUX 206以及到ADC 102的“采样值”。在示例中,电压DC Init可以是内部初始化电压,独立于转换过程和模拟输入(AinOJ)到AinN_N)。电压DC Init的值特别可以在模拟输入(例如Ain0_0)的转换期间从过程当中抵消。
[0036]在一个示例实施方式中,分压器(未被示出)在SH电路204被采用以允许ADC 102操作在与模拟输入信号的电压电平不同的电压电平。比如,分压器可以被布置成将多个模拟输入信号中的每个除以预选择的值以缩放模拟输入信号。在这样的实施方式中,从SH电路204输出的米样值是分压器的结果。在一个不例实施方式中,电容器Csh可以与其它部件(例如电容器、电阻器等)组合以形成分压器。更具体地,在各种实施方式中,电容器Csh和Cdac (Cdac在下面被描述)可以被选择(设置大小)以实现模拟输入信号的期望的缩放。此夕卜,在各种实施方式中,电阻性分压器可以被用作分压器,其在ADC 102之前或与ADC 102的输入直接相关联。在一个实施方式中,这样的电阻性分压器可以在SH电路204之前、是在SH电路204中的特征、在MUX 206之前、或是在MUX 206中的特征。
[0037]在示例实施方式中,如在图2中和图3中示出,MUX电路206被布置成从多个SH电路204接收多个输出并且顺序地使该输出可用于通过ADC 102的转换。比如,MUX电路206可以被布置成接收包含多个SH电路204中的每个的采样值的多个采样值并且将所述多个采样值中的每个采样值顺序地输出到ADC 102。
[0038]在一个实施方式中,如在图3中示出,MUX电路206包含多路复用器开关Sw_mux。在替选的实施方式中,采样开关Sw_samp可以被定位在MUX电路206等等中。
[0039]如在图3中示出,MUX电路206将SH电路204 (和对应的采样值)经由多路复用开关Swjiiux耦合到ADC 102。在各种实施方式中,在串行ADC布置200中存在与每个SH电路204相关联的多路复用开关Sw_mux。MUX电路206允许若干SH电路204耦合到ADC 102用于SH电路204的输出的顺序转换。此外,相同的采样持续时间可以通过经由采样开关Sw_samp来控制采样持续时间(即在多个SH电路204被耦合到输入模拟信号时闭合开关Sw_samp 一段持续时间并且断开它以终止用于耦合的SH电路204中的每个的采样时间)而被应用于SH电路204中的每个。
[0040]在实施例中,定时控制信号TC_0到TC_N能够针对SH电路204中的每个单独地调整。
[0041]比如,当SH O要被耦合到ADC 102并且在SH O的输出处的采样值要被ADC 102转换时,与SH O相关联的多路复用开关Sw_mux被闭合。在实施方式中,闭合Sw_mux将电容器Csh耦合到ADC 102的高阻抗节点Cxxx,其可以被定位在ADC 102的比较器302的输入处。
[0042]在一个示例实施方式中,为了初始化采样值的转换,电容器Csh的输入侧通过闭合开关Sw_ref被親合到输入的参考地电位。该动作造成在节点Cxxx处的电压漂移。在示例中,该电压漂移开始在ADC 102内的转换过程。
[0043]在示例实施方式中,接口 202包括SH电路204和MUX电路206的部件。在其它实施方式中,参考SH电路204和MUX 206等等讨论的部件可以被不同地分布或集成。在实施方式中,接口 202的部件是无源部件。
[0044]在示例实施方式中,如在图2中和图3中示出,ADC 102被布置成将接收的每个采样值顺序地转换到各自的数字结果。换句话说,ADC 102被布置成将多个并行模拟输入顺序地转换成数字形式。在实施方式中,ADC 102输出是对应于多路复用的输入(即从SH电路204输出的采样值)的序列的数字结果的序列。
[0045]在一个示例实施方式中,ADC 102包括逐次近似ADC (SA-ADC)。在另一个示例实施方式中,如在图3中示出,ADC 102包括开关电容器类型SA-ADC。比如,ADC 102包括数模转换(DAC)电路305、比较器302、和逐次近似寄存器(SAR) 304,所述数模转换(DAC)电路305包括开关电容器Cdac。
[0046]开关Sw_ref和Sw_mux可以经由SAR 304被控制。
[0047]如之前描述,为了初始化通过ADC 102的采样值的转换,电容器Csh的输入侧通过闭合开关Sw_ref被親合到输入(例如Ain0_0)的参考地电位。该动作造成在节点Cxxx处的电压漂移,所述节点Cxxx是ADC 102和比较器302的高阻抗输入节点。该电压漂移通过涉及比较器302和SAR 304的搜索算法来补偿。电容器Cdac使如下面描述的搜索能够实现。在实施方式中,如在图3中示出,值DC Init可以被加到比较器302的输入,从而抵消将值DC Init加到充电到电容器Csh的采样值,如以上描述的。
[0048]在示例实施方式中,ADC 102使用逐次近似(SA)算法以经由两重搜索将采样值转换到数字结果。该两重搜索经过一些或所有可能的量化级来进行,并且可以最终收敛在用于转换的数字结果上。比如,参考图3,SAR 304被初始化从而最高有效位(MSB)等于数字I。该数字代码被输出到DAC电路(例如开关电容器Cdac和多个并行开关使能VrefO和Vrefl ),其将数字代码近似到模拟值。在一个示例中,在这个点处的该模拟值近似等于VrefO或Vrefl中的一个除以2。
[0049]来自DAC电路的模拟近似被比较器302接收以与采样值比较。如果模拟近似大于采样值,则比较器302造成SAR 304清除MSB到零,否则该位保持为I。
[0050]在SAR 304中的下一个位(例如下一个最高有效位)被设置到1,并且执行相同的测试,其中DAC电路将新产生的代码的模拟近似馈送到比较器302。如果模拟近似大于采样值,则比较器302造成SAR 304清除该位到零,否则该位保持为I。该两重搜索持续直到在SAR 302中的每位已被使用。在实施方式中,在SAR 304中产生的代码是数字结果(即采样值的数字转换)。该数字结果经由SAR 304被ADC 102输出。
[0051]在示例实施例中,比较器302将在节点Cxxx处的电压与在该节点Cxxx处来自之前测试的电压比较。
[0052]ADC 102的分辨率可以基于为造成在输出代码中的变化(例如,在SAR 304中位从I到O的清除)所要求的最小电压电平来限定。比如,造成在数字代码中的变化的最小电压是ADC 102的最低有效位(LSB)。ADC 102的分辨率是LSB电压。在替选的实施方式中,其它算法可以被使用或描述的(一个或多个)算法的变动可以被用来确定数字结果。
[0053]在一个示例实施方式中,ADC 102的核心部件操作在低电压域中。比如,比较器302和SAR 304可以被布置成操作在5伏、3伏、1.5伏等等。ADC 102的核心部件在更低电压的操作可以在一些实施方式中如以上讨论的那样与划分输入模拟信号的电压组合。核心部件在更低电压和/或输入模拟信号的分压的操作可以促成串行ADC布置200的功率节省。
[0054]在一个示例实施方式中,如在图2中示出,解复用器(DE-MUX) 208被包含在串行ADC布置200中。在实施方式中,DE_MUX 208被布置成将从ADC 102输出的每个数字结果导向从N个并行结果通道当中的至少一个。比如,如以上描述,DE_MUX 208将来自ADC 102的共同结果解复用,并且将数字输出恢复到各自的结果通道。换句话说,数字输出被导向与SH电路204相关联的结果通道(例如,数字结果通道结果O被导向与SH电路SH O相关联的结果通道),所述数字输出是来自SH电路204中的一个的模拟输入的结果。因此,利用DE-MUX 208,串行ADC布置200接收多个并行输入并且输出多个并行结果。
[0055]在各种实施方式中,额外或替选的部件可以被用来实现公开的技术和布置。
[0056]示范件讨稈
图4是依据实施方式图解用于提供多个并行模拟输入的模数转换的示例过程或方法400的流程图。方法400描述将输入接口耦合到单个模数转换器(ADC)(诸如ADC 102)。比如,接口可以包括多个并行采样保持(SH)电路(诸如SH电路204)。ADC可以被布置成将从接口(例如,多个并行SH电路)输出的采样值顺序地转换到数字结果。在一个示例中,多个并行SH电路经由多路复用器电路(诸如MUX电路206)被耦合到ADC,所述多路复用器电路被布置成将采样值组织成顺序的形式。方法400参考图1到3被描述,然而意识到的是其它布置和以上布置的变动能够与方法400 —起使用。
[0057]在其中方法/过程被描述的次序不意图于被理解为限
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