专利名称：多模模数变换器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种模/数变换器，尤其涉及一种可进行多种模式变换的模/数变换器。
背景技术：
现有的模数变换器一般分为高精度或高速模数变换器(ADC)及低精度低速率模数变换器， 如果用户己经采用了高精度ADC，在需要低精度ADC时只需要高精度ADC的前几位即可，但消 耗的功耗仍然是高精度的ADC。如果用户只有低精度或低速ADC时，需要另外一个高精度或高 速的ADC。
由于芯片面积和功耗的原因，国际上几乎没有可进行多种模式变换的模/数变换器。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种多模模/数变换器，其可根据需要，进行多种模式的切换， 从而选择需要的精度和转换速率。
为解决上述问题，本发明采用如下技术方案
一种多模模数转换器，包括S/H (Sample/Hold，取样/保持)电路、多个多位流水线操作 A/D变换器、数字补偿电路、多个开关，其中，所述多模模数转换器为双通道时分插入结构， 每个通道均设有多个多位流水线操作A/D变换器，所述S/H电路、所述多个多位流水线操作 A/D变换器、所述数字补偿电路依次通过所述开关连接，通过选择开关的不同连接完成多种模 式之间的切换。
作为本发明的一种改进，还包括一与所述开关相连的开关设置寄存器，用于通过编程输 入开关设置寄存器的值，并通过该值控制开关的连接和断开。
作为本发明的一种优选方式，所述多个多位流水线操作A/D变换器包括两组依次通过开 关相连接的1个4位40MHz流水线操作A/D变换器、第一 3位40MH'z流水线操作A/D变换器、 第二 3位40MHz闪烁操作A/D变换器。
作为本发明的又一优选方式，所述4位40MHz流水线操作A/D变换器由4个1. 5位子A/D
变换器串接而成。
作为本发明的又一优选方式，所述第一 3位40MHz流水线操作A/D变换器由3个1. 5位 子A/D变换器串接而成。
作为本发明的再一优选方式，所述第二 3位40MHz A/D变换器为一 3位闪烁(flash.或 叫平行操作)A/D变换器。
本发明实现的多模A/D转换器可以根据数据传输速率和分辨率要求，用开关切换到需要 的模块，实现用户需要的功能。由于各种模式下的绝大多数模块是复用的，而没有用到的模 块又是无电流，所以面积和功耗可以大大节省。
图1为本发明的多模模数变换器的一个具体实施例的结构示意图。 图2是4位40MHz流水线操作A/D变换器。 图3第一 3位40MHz流水线操作A/D变换器。
具体实施例方式
如图1所示， 一种多模模数转换器，包括S/H电路、多个多位流水线操作A/D变换器、 数字补偿电路、多个开关，与所述开关相连的开关设置寄存器，所述开关设置寄存器用于通 过编程输入开关设置寄存器的值，并通过该值控制开关的连接和断开。所述多模模数转换器 为双通道时分插入结构，每个通道均设有多个多位流水线操作A/D变换器，所述取样/保持电 路、所述多个多位流水线操作A/D变换器、所述数字补偿电路依次通过所述开关连接，通过 选择开关的不同连接完成多种模式之间的切换。
其中，所述多个多位流水线操作A/D变换器包括两组依次通过开关相连接的1个4位40MHz 流水线操作A/D变换器、第一 3位40MHz流水线操作A/D变换器、第二 3位40MHz闪烁操作 A/D变换器。
如图2、图3所示，所述4位40MHz流水线操作A/1)变换器和第一 3位4()M化流水线操作 A/D变换器分别由4个、3个1. 5位子A/D变换器串接而成。所述第二 3位40Mll'z A/I)变换器 为一3位闪烁A/D变换器。
作为一种优选，采用1. 5位A/D转换(代替1位A/D转换)可以对前级末位和后级的首 位进行数字相加，达到数字补偿的目的，从而提高了精度。所述1.5位A/D变换器可采用Abo 结构(A. M. Abo和P. R. Gray于1995年5月在电子和电气工程师协会的《电晶体电路》第 34巻第599至606页中提出的"A 1. 5-V, 10位，14. 3-MS/s CMOS流水线A/D变换器"，A. M. Abo and P. R. Gray, "A 1.5-V, 10-bit, 14. 3-MS/s CMOS pipeline analog-to-digital
converter," IEI幻.Solid-State 〔:ircui ts, vol.. 34, pp. 599 - 606， May 1999.)。其优 点在于， 一个似2位的A/D变换器只需要2个比较器，而每个1. 5位A/D变换器有完全相同 的参考电压，这样不仅减小了芯片面积，并且降低功耗。
图1中上述多模模数转换器的四种工作模式简要描述如下
一、 高速低精度(6位80MHz双通道)
开关连接S/H电路及2个通道中的3位40MHz流水线操作A/D变换器和3位闪烁A/1)变 换器。
二、 低速低精度(6位40MHz单通道)
开关连接S/H电路、1个通道中的3位40MHz流水线操作A/D变换器以及3位闪烁A/I)变 换器。
三、 低速高精度(10位40MHz单通道)
开关连接S/H电路、1个通道中的4位40MHz流水线操作A/D变换器、3位40MHz流水线 操作A/D变换器及3位闪烁A/D转换器。
四、 高速高精度(10位80MHz双通道)
开关连接S/H电路、2个通道中的4位40MHz流水线操作A/D变换器、3位40MHz流水线 操作A/D变换器及3位闪烁A/D转换器，且在两个通道之间切换，转换速率达到单个A/1)转 换器的二倍，最高可以达到80MHz。
通过改变开关切换速率和40MHz流水线操作A/D变换器时钟速率，可以实现转换速率从 40MHz到80MHz的可编程。开关可以通过串行编程接口 (SPI)输入设置寄存器值，由寄存器 的值来控制开关的连接和断开。
本实施例中，实现了6位、10位流水线操作A/D变换器的硬件复用，大大縮小芯片面积。 当其在一种模式工作时，其它模式工作的模块可以关闭其电源，节省了功耗。
上述具体实施例描述的是一个转换速率40MHz到80MHz可编程、精度6位、10位可选的 多模A/D变换器。实际应用时，可以根据需要来选择精度和转换速率，达到最低功耗的运行。 特别适合多模无线通信接收电路中应用。
权利要求
1、一种多模模数转换器，包括取样/保持电路、多个多位流水线操作A/D变换器、数字补偿电路，还包括多个开关；所述多模模数转换器为双通道时分插入结构，每个通道均设有多个多位流水线操作A/D变换器，所述取样/保持电路、所述多个多位流水线操作A/D变换器、所述数字补偿电路依次通过所述开关连接，通过选择开关的不同连接完成各种模式之间的切换。
2、 根据权利要求1所述的多模模数转换器，其特征在于还包括一与所述开关相连的开关设置寄存器，用于通过编程输入开关设置寄存器的值，并通过该值控制开关的连接和断开。
3、 根据权利要求1或2所述的多模模数转换器，其特征在于所述多个多位流水线操作A/D 变换器包括两组依次通过开关相连接的1个4位40MHz流水线操作A/D变换器、第一3位 40MHz流水线操作A/D变换器、第二3位40MHz闪烁操作A/D变换器。
4、 根据权利要求3所述的多模模数转换器，其特征在于所述4位40MHz流水线操作A/D变换器由4个1. 5位子A/D变换器串接而成。
5、 根据权利要求3所述的多模模数转换器，其特征在于所述第一3位40MHz流水线操作A/D 变换器由3个1. 5位子A/D变换器串接而成。
6、 根据权利要求3所述的多模模数转换器，其特征在于所述第二3位40MHz A/D变换器为一3位闪烁A/D变换器。
全文摘要
一种多模模数转换器，包括S/H(Sample/Hold，取样/保持)电路、多个多位流水线操作A/D变换器、数字补偿电路、多个开关，其中，所述多模模数转换器为双通道时分插入结构，每个通道均设有多个多位流水线操作A/D变换器，所述S/H电路、所述多个多位流水线操作A/D变换器、所述数字补偿电路依次通过所述开关连接，通过选择开关的不同连接完成多种模式之间的切换。本发明实现的多模A/D转换器可以根据数据传输速率和分辨率要求，用开关切换到需要的模块，实现用户需要的功能。由于各种模式下的绝大多数模块是复用的，而没有用到的模块又是无电流，所以面积和功耗可以大大节省。
文档编号H03M1/12GK101174835SQ20061011784
公开日2008年5月7日 申请日期2006年11月1日 优先权日2006年11月1日
发明者叶菁华, 洪志良, 钱大宏 申请人:捷顶微电子(上海)有限公司