具有快速追踪机制的模拟至数字转换电路及方法与流程

本发明是关于模拟至数字转换技术，尤其是关于一种具有快速追踪机制的模拟至数字转换电路及方法。

背景技术：

1、模拟至数字转换电路是将连续的模拟信号或者物理量(通常为电压)转换成数字信号的电路。模拟至数字转换电路可由多种不同的架构实现。其中，传统的数字斜率(digital slope)模拟至数字转换电路是以线性的方式，在取样输入信号后，不论电平大小关系如何，均进行信号电平提升，再借由使电容阵列中的电容逐步切换来对输入信号进行追踪。因此，如此架构的模拟至数字转换电路具有较慢的运作速度，而使整体耗费的时间过长。

技术实现思路

1、鉴于先前技术的问题，本发明之一目的在于提供一种具有快速追踪机制的模拟至数字转换电路及方法，以改善先前技术。

2、本发明包括一种具有快速追踪机制的模拟至数字转换(analog-to-digitalconversion；adc)电路，包括：正端电容阵列、负端电容阵列、第一比较器、第二比较器以及控制电路。正端电容阵列配置以接收正端输入电压并输出正端输出电压。负端电容阵列配置以接收负端输入电压并输出负端输出电压。第一比较器配置以根据参考电压比较正端输出电压以及负端输出电压以产生第一比较结果。第二比较器配置以比较正端输出电压以及负端输出电压以产生第二比较结果。控制电路配置以接收第一比较结果以及第二比较结果。其中控制电路在初始阶段根据第一比较结果，在正端输出电压以及负端输出电压间之差值在与参考电压相关之预设范围外时，不对正端输出电压以及负端输出电压进行电平提升；控制电路在正端输出电压大于负端输出电压时设置正端电容阵列对应电压下降追踪方向并设置负端电容阵列对应电压上升追踪方向，并在负端输出电压大于正端输出电压时设置正端电容阵列对应电压上升追踪方向并设置负端电容阵列对应电压下降追踪方向，并在初始阶段后的各多个切换阶段中根据第二比较结果以一组数字码切换正端电容阵列以及负端电容阵列的电容使能组合，并在正端输出电压以及负端输出电压相等时输出对应的数字码作为数字输出信号。

3、本发明还包括一种具有快速追踪机制的模拟至数字转换方法，包括：使正端电容阵列接收正端输入电压并输出正端输出电压；使负端电容阵列接收负端输入电压并输出负端输出电压；使第一比较器根据参考电压比较正端输出电压以及负端输出电压以产生第一比较结果；使第二比较器比较正端输出电压以及负端输出电压以产生第二比较结果；使控制电路接收第一比较结果以及第二比较结果；使控制电路在初始阶段根据第一比较结果，在正端输出电压以及负端输出电压间之差值在与参考电压相关之预设范围外时，不对正端输出电压以及负端输出电压进行电平提升；使控制电路在正端输出电压大于负端输出电压时设置正端电容阵列对应电压下降追踪方向并设置负端电容阵列对应电压上升追踪方向，并在负端输出电压大于正端输出电压时设置正端电容阵列对应电压上升追踪方向并设置负端电容阵列对应电压下降追踪方向；使控制电路在初始阶段后的各多个切换阶段中根据第二比较结果以一组数字码切换正端电容阵列以及负端电容阵列的电容使能组合；以及使控制电路在正端输出电压以及负端输出电压相等时输出对应的数字码作为数字输出信号。

4、有关本申请的特征、实作与功效，兹配合图式作较佳实施例详细说明如下。

技术特征：

1.一种具有快速追踪机制的模拟至数字转换电路，包括：

2.根据权利要求1所述的模拟至数字转换电路，其中该第一比较器包括：

3.根据权利要求1所述的模拟至数字转换电路，其中各该正端电容阵列以及该负端电容阵列包括：

4.根据权利要求1所述的模拟至数字转换电路，其中各该正端电容阵列以及该负端电容阵列包括：

5.根据权利要求1所述的模拟至数字转换电路，其中该控制电路在该初始阶段根据该第一比较结果，在该正端输出电压以及该负端输出电压间之该差值在与该参考电压相关之该预设范围内时，对该正端输出电压以及该负端输出电压中一较大者进行正电平提升以及一较小者进行负电平提升；

6.根据权利要求1所述的模拟至数字转换电路，其中该控制电路在该初始阶段根据该第一比较结果，在该正端输出电压以及该负端输出电压间之该差值在与该参考电压相关之该预设范围内时，对该正端输出电压进行正电平提升以及对该负端输出电压进行负电平提升，以使该正端输出电压大于该负端输出电压；

7.一种具有快速追踪机制的模拟至数字转换方法，包括：

8.根据权利要求7所述的模拟至数字转换方法，还包括：

9.根据权利要求7所述的模拟至数字转换方法，其中各该正端电容阵列以及该负端电容阵列包括多个电容以及一电容切换电路，其中所述多个电容分别具有一第一端以及一第二端，该电容切换电路电性耦接于所述多个电容，该模拟至数字转换方法包括：

10.根据权利要求7所述的模拟至数字转换方法，其中各该正端电容阵列以及该负端电容阵列包括多个电容对以及一电容切换电路，所述多个电容对分别具有电容值相等之一第一单位电容以及一第二单位电容，该第一单位电容以及该第二单位电容分别具有一第一端以及一第二端，该电容切换电路电性耦接于所述多个电容对，该模拟至数字转换方法包括：

技术总结
本申请涉及具有快速追踪机制的模拟至数字转换电路及方法。一种具有快速追踪机制的模拟至数字转换电路。正端及负端电容阵列接收正端及负端输入电压并输出正端及负端输出电压。第一比较器根据参考电压比较正端及负端输出电压以产生第一比较结果。第二比较器比较正端及负端输出电压以产生第二比较结果。控制电路根据第一比较结果，在正端及负端输出电压间之差值在预设范围外时，不进行电平提升。控制电路设置正端及负端电容阵列的电压下降及上升追踪方向，根据各切换阶段中根据第二比较结果以一组数字码切换电容使能组合，在正端及负端输出电压相等时输出对应的数字码作为数字输出信号。

技术研发人员：洪玮谦
受保护的技术使用者：瑞昱半导体股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13