用于多信道取样saradc的系统及方法_3

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排为是从时间t7到时间t s且复位脉冲526被安排为从时间t i。开始。
[0083]第一信道转换功能506包含被安排为是从时间t2到时间13的转换脉冲528。第二信道转换功能508包含被安排为是从时间t4到时间15的转换脉冲530。第三信道转换功能510包含被安排为是从时间t6到时间17的转换脉冲532。第四信道转换功能512包含被安排为是从时间ts到时间19的转换脉冲534。
[0084]在操作中,并行对模拟电压进行取样,且使DAC 408复位。图5中对此进行描述,其中在时间ti,取样功能502的取样脉冲514启动且复位功能504的复位脉冲518启动。将参考图6对此进行进一步描述。
[0085]图6图解说明在并行取样状态中的多信道ADC 400。
[0086]如图中所展示,在无源S/Η组件406中,将取样开关436及取样开关440闭合。特定来说,控制器401将S/Η控制信号输出到S/Η组件406以便将取样开关436及取样开关440闭合且以便将转换开关442及转换开关444断开。因此,输入线416上的Vinl将电容器438充电。
[0087]类似地,将取样开关446及取样开关450闭合,因此输入线418上的Vin2将电容器448充电;将取样开关456及取样开关460闭合,因此输入线420上的Vin3将电容器458充电;且将取样开关466及取样开关470闭合,因此输入线422上的Vin4将电容器468充电。特定来说,S/Η控制信号将取样开关446、450、456、460、466及470闭合且将转换开关452、454、462、464、472 及 474 断开。
[0088]此外,在复位开关组件414中,将复位开关488、复位开关490及复位开关492闭合,因此将DAC 408的电容器482、484及486放电到接地。特定来说,控制器401将复位控制信号输出到复位开关组件414以便将复位开关488、复位开关490及复位开关492闭合。
[0089]仍进一步,在DAC 408中,将输入部分476、478及480中的每一者中的开关中的一者闭合。以此方式,可经由转换线424、复位开关492及复位开关488将存储于电容器482、484及486中的任何电荷放电到接地。
[0090]在此时,已使DAC 408复位,且已并行对所有模拟电压进行了取样。
[0091]因为已并行对模拟电压进行了取样且已使DAC 408复位,第一经取样与保持模拟电压被转换为数字表示。图5中对此进行描述,其中在时间t2,第一信道转换功能506的转换脉冲528启动。将参考图7对此进行进一步描述。
[0092]图7图解说明在于第一信道中取样的模拟电压的转换状态中的多信道ADC400。
[0093]如图中所展示,在无源S/Η组件406中,已将取样开关436、取样开关440、取样开关446、取样开关450、取样开关456、取样开关460、取样开关466及取样开关470断开,而将转换开关442及转换开关444闭合。特定来说,控制器401将S/Η控制信号输出到S/H组件406以便将转换开关442及转换开关444闭合且以便将S/Η组件406中的其余开关断开。
[0094]因此,经由转换线424将先前已取样并保持于电容器438上的Vinl输出到DAC 408及比较器410。另一方面,Vin2仍保持于电容器448上,V ιη3仍保持于电容器458上且V ιη4仍保持于电容器468上。
[0095]此外,控制器401将新复位控制信号输出到复位开关组件414以便将复位开关488、复位开关490及复位开关492断开以防止DAC 408的电容器482、484及486放电到接地。
[0096]在此状态期间,控制器401输出新DAC控制信号及SAR控制信号,使得与Vinl相关联的经取样与保持模拟电压将经由DAC 408、比较器410及SAR 412转换为数字表示。在转换结束时,Vinl的数字表示将作为数字值在指令线426、428及430上输出。
[0097]本发明的一重要方面涉及在S/Η组件与DAC之间(经取样信号的)电荷的共享。此处,存储于电容器438中的电荷与DAC 408的电容器482、484及486共享。
[0098]存储于具有电容C的电容器中的电荷Q与施加到所述电容器的电压V相关,如下:
[0099]Q = CV。 (1)
[0100]当电容器是并联布置时,将其电容相加。出于论述的目的,令电容器482、484及486中的每一者的电容相等。当电容器482、484及486相对于转换线424及比较器410并联布置时,DAC 408的电容CDAe将为电容器482、484及486的电容的和。当电容器438相对于转换线424及比较器410与电容器482、484及486并联布置时,总电容CT将为CDAe与电容器438的电容C43S的和。
[0101]现在,令C43S等于C.。重写方程式(1),得出:
[0102]Q = 2C43SV。 (2)
[0103]现在,在复位之后,DAC 408具有零电压。如此,通过在DAC 408与电容器438之间共享电荷,电容器438中的新电压将为:
[0104]Q/(2C438) =V/2o (3)
[0105]换句话说,由于电荷共享,到比较器410的线424上的电压减小。减小的量和DAC408的总电容与电容器438的电容之间的比例关系相关。在其中C43S等于C.的实例中,到比较器410的线424上的电压为V/2。
[0106]如上文所提及,在用于转换的参考图1A到C及3的常规系统中,将存储于取样电容器中的全部电荷转移到比较器。由于转移全部电荷,因此必须使用例如放大器的有源装置来将电荷从取样电容器转移到比较器。相反,根据本发明的各方面,存储于取样电容器中的电荷与DAC共享。由于电荷共享,在取样电容器与比较器之间不需要有源装置。
[0107]因为Vinl的转换完成,使DAC408复位。图5中对此进行描述,其中在时间13,复位功能504的复位脉冲520启动。将参考图8对此进行进一步描述。
[0108]图8图解说明在复位状态中的多信道ADC 400。
[0109]控制器401将新复位控制信号输出到复位开关组件414,使得复位开关488、复位开关490及复位开关492被闭合以通过将电容器482、484及486放电到接地而使DAC408复位。此外,控制器401将新S/Η控制信号输出到无源S/Η组件406使得转换开关442及转换开关444被再断开,以便在复位开关488、复位开关490及复位开关492被闭合时不连接到接地。
[0110]仍进一步,在DAC 408中,将输入部分476、478及480中的每一者中的开关中的一者闭合。以此方式,可经由转换线424、复位开关492及复位开关488将存储于电容器482、484及486中的任何电荷放电到接地。在此时,已使DAC 408复位。
[0111]因为已再次使DAC408复位,将第二经取样与保持模拟电压转换为数字表示。图5中对此进行描述,其中在时间t4,第二信道转换功能508的转换脉冲530启动。将参考图9对此进行进一步描述。
[0112]图9图解说明在于第二信道中取样的模拟电压的转换状态中的多信道ADC400。
[0113]控制器401将新S/Η控制信号输出到无源S/Η组件406以便将转换开关452及转换开关454闭合。因此,经由转换线424将先前已取样并保持于电容器448上的Vin2输出到DAC 408及比较器410。另一方面,Vin3仍保持于电容器458上且V ιη4仍保持于电容器468上。
[0114]此外,控制器401将新复位控制信号输出到复位开关组件414以将复位开关488、复位开关490及复位开关492断开以防止DAC 408的电容器482、484及486放电到接地。
[0115]在此状态期间,控制器401另外输出新DAC控制信号及SAR控制信号使得与Vin2相关联的经取样与保持模拟电压将经由DAC 408、比较器410及SAR 412转换为数字表示。在转换结束时,Vin2的数字表示将作为数字值在指令线426、428及430上输出。
[0116]因为Vin2的转换完成,再次使DAC408复位。图5中对此进行描述,其中在时间15,复位功能504的复位脉冲522启动。此复位状态与上文参考图8所描述的复位状态相同。
[0117]因为已再次使DAC408复位,将第三经取样与保持模拟电压转换为数字表示。图5中对此进行描述,其中在时间t6,第三信道转换功能510的转换脉冲532启动。将参考图10对此进行进一步描述。
[0118]图10图解说明在于第三信道中取样的模拟电压的转换状态中的多信道ADC400。
[0119]控制器401将新S/Η控制信号输出到无源S/Η组件406以将转换开关462及转换开关464闭合。因此,经由转换线424将先前已取样并保持于电容器458上的Vin3输出到DAC 408及比较器410。另一方面,Vin4仍保持于电容器468上。
[0120]此外,控制器401将新复位控制信号输出到复位开关组件414以将复位开关488、复位开关490及复位开关492断开以防止DAC 408的电容器482、484及486放电到接地。
[0121]在此状态期间,控制器401另外输出新DAC控制信号及SAR控制信号使得与Vin3相关联的经取样与保持模拟电压将经由DAC 408、比较器410及SAR 412转换为数字表示。在转换结束时,Vin3的数字表示将作为数字值在指令线426、428及430上输出。
[0122]因为Vin3的转换完成,再次使DAC408复位。图5中对此进行描述,其中在时间17,复位功能504的复位脉冲524启动。此复位状态与上文参考图8所描述的复位状态相同。
[0123]因为已再次使DAC408复位,将第四经取样与保持模拟电压转换为数字表示。图5中对此进行描述,其中在时间ts,第四信道转换功能512的转换脉冲534启动。将参考图
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