一种ADC的采样方法、模数转换器及电子设备与流程

本发明涉及模拟数字转换器，尤其涉及一种adc的采样方法、模数转换器及电子设备。

背景技术：

1、模拟数字转换器（analog-to-digital converter，adc）是一种将模拟信号转换为数字信号的电子设备，旨在实现模拟信号到数字信号的转换。adc工作过程是，通过采样模拟信号，对采样后的模拟信号进行量化和编码，得到对应的数字信号。adc广泛应用于数控系统、自动测量及调试系统、工业控制系统、医疗仪器和音频处理等领域。由于adc的作用是将模拟信号转换成数字信号，转换成的数字信号可以更好地被储存和处理，进一步实现信号的分析与处理，提高信息的精度和可靠性。随着数字技术的发展与各种智能设备和物联网的普及，adc凭着灵活性、可扩展性和成本低等优势，已成为数字化时代不可或缺的重要设备之一。

2、adc有着相当高的技术壁垒，尤其是国外adc有着更高的技术壁垒。为了满足替代国外adc的需求，国内adc的发展日益重要。adc的工作过程主要分为四个步骤，分别是采样、保持、量化和编码。通过该工作过程，adc把经过与标准量比较处理后的模拟量转化为二进制数值表示的离散信号。所以，任何一个模数转化器都需要一个参考模拟量（即参考电压）作为转换的标准。

3、在adc中，通常会在片上设计参考电压驱动电路，参考电压驱动电路在驱动负载的过程中，需要较强的驱动能力驱动负载，导致参考电压驱动电路功耗很大，进而使得adc的功耗也很大。

技术实现思路

1、本技术实施例通过提供一种adc的采样方法、模数转换器及电子设备，至少可以解决上述技术问题。

2、第一方面，本发明实施例提供一种adc参考电压的驱动方法，所述adc包括：用于提供参考电压的驱动电路、用于将所述驱动电路输出的驱动电压分为m个参考电压的分压电路、m个采样通道、及用于控制所述m个采样通道的采样过程的控制模块，所述m个参考电压用于给所述m个采样通道提供参考电压，所述m个采样通道分成i个采样通道组，m≥i≥1，每个采样通道组均包括至少一个采样通道，每个采样通道均包括：比较器、与所述比较器的正向输入端连接的用于采样的第一采样电容、及与所述比较器的反向输入端连接的用于采样的第二采样电容，所述采样方法包括：

3、采样参考电压：控制第i个采样通道组中的每个采样通道里的第一采样电容的上极板及第二采样电容的上极板分别与所述m个参考电压中的一个参考电压电连接，且控制该第i个采样通道组中的每个采样通道里的第一采样电容的下极板及第二采样电容的下极板均与共模电压电连接，以采样两个参考电压至该第i个采样通道组所在的比较器；

4、采样输入电压：控制第i个采样通道组中的每个采样通道里的第一采样电容的上极板及第二采样电容的上极板分别与正向输入电压及反向输入电压电连接，且控制第i个采样通道组中的每个采样通道里的第一采样电容的下极板及第二采样电容的下极板均与共模电压断开电连接，以采样所述正向输入电压和所述反向输入电压至该第i个采样通道组所在的比较器；

5、遍历所述i，直至所述m个采样通道均完成采样。

6、优选的，在所述adc的采样过程中，还包括：

7、在刷新周期的采样阶段，控制所述第i个采样通道组采样两个参考电压至所述第i个采样通道组所在的比较器，其中，一个刷新周期包括顺序执行的一个采样阶段和一个保持阶段；

8、在所述刷新周期的保持阶段，控制所述第i个采样通道组采样所述正向输入电压和所述反向输入电压至所述第i个采样通道组所在的比较器；

9、在所述刷新周期的下一个刷新周期中，先控制所述第i个采样通道组的下一个采样通道组采样两个参考电压至所述第i个采样通道组的下一个采样通道组所在的比较器，再控制所述第i个采样通道组的下一个采样通道组采样所述正向输入电压和所述反向输入电压至所述第i个采样通道组的下一个采样通道组所在的比较器，直到所述adc停止采样。

10、优选的，所述采样方法还包括：

11、在指定的相邻刷新周期之间还包括至少一个转换周期，所述转换周期与所述刷新周期一致；

12、在所述转换周期的采样阶段，控制所述m个采样通道中的每个采样通道里的第一采样电容的上极板及第二采样电容的上极板分别与所述m个参考电压中的一个参考电压断开电连接，且控制所述m个采样通道中的的每个采样通道里的第一采样电容的下极板及第二采样电容的下极板均与所述共模电压断开电连接；

13、在所述转换周期的保持阶段，控制所述m个采样通道中的每个采样通道里的第一采样电容的上极板及第二采样电容的上极板分别与所述正向输入电压及所述反向输入电压电连接，且控制所述m个采样通道中的每个采样通道里的第一采样电容的下极板及第二采样电容的下极板均与所述共模电压断开电连接，以采样所述正向输入电压和所述反向输入电压至所述每个采样通道组所在的比较器。

14、优选的，所述采样方法还包括：

15、若检测到所述m个采样通道中某个采样通道的第一采样电容或第二采样电容的泄露电荷量大于泄露电荷量阈值，则控制该采样通道对应的采样通道组中的每个采样通道里的第一采样电容的上极板及第二采样电容的上极板分别与所述m个参考电压中的一个参考电压电连接，且控制该采样通道对应的采样通道组中的每个采样通道里的第一采样电容的下极板及第二采样电容的下极板均与共模电压电连接。

16、优选的，所述采样参考电压，还包括：在采样两个参考电压至该第i个采样通道所在的比较器的过程中，通过第一控制信号，控制所述第i个采样通道组中的每个采样通道里的第一采样电容的上极板及第二采样电容的上极板分别与所述正向输入电压及所述反向输入电压之间的第一开关处于断开状态，同时通过第二控制信号，控制所述第i个采样通道组中的每个采样通道里的第一采样电容的上极板及第二采样电容的上极板与所述m个参考电压中的一个参考电压之间的第二开关处于闭合状态，且控制所述第i个采样通道组中的每个采样通道里的第一采样电容的下极板及第二采样电容的下极板均与共模电压之间的第二开关闭合状态。

17、优选的，在所述m个采样通道均完成采样之后，还包括：

18、循环遍历所述i，直到所述adc停止采样。

19、优选的，所述每个采样通道采样的两个参考电压，及所述每个采样通道组采样的参考电压均是相同的。

20、基于同一发明构思，第二方面，本发明还提供一种模数转换器，包括：用于提供参考电压的驱动电路、用于将所述驱动电路输出的驱动电压分为m个参考电压的分压电路、m个采样通道、及用于控制所述m个采样通道的采样过程的控制模块，所述m个参考电压用于给所述m个采样通道提供参考电压，所述m个采样通道分成i个采样通道组，m≥i≥1，每个采样通道组均包括至少一个采样通道，每个采样通道均包括：比较器、与所述比较器的正向输入端连接的用于采样的第一采样电容、及与所述比较器的反向输入端连接的用于采样的第二采样电容；

21、所述控制模块用于执行第一方面所述的adc的采样方法。

22、优选的，每个所述采样通道均包括开关采样电容阵列，所述开关采样电容阵列包括多个第一开关和多个第二开关；

23、在所述每个采样通道组中的每个采样通道里的第一采样电容的上极板及第二采样电容的上极板分别与所述正向输入电压及所述反向输入电压之间设置所述第一开关，在所述每个采样通道组中的每个采样通道里的第一采样电容的上极板及第二采样电容的上极板与所述m个参考电压中的一个参考电压之间设置所述第二开关，且在所述每个采样通道组中的每个采样通道里的第一采样电容的下极板及第二采样电容的下极板均与共模电压之间设置所述第二开关。

24、基于同一发明构思，第三方面，本发明提供一种电子设备，包括上述的模数转换器。

25、本发明实施例中的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

26、在本发明实施例中，控制第i个采样通道组中的每个采样通道里的第一采样电容的上极板及第二采样电容的上极板分别与m个参考电压中的一个参考电压电连接，且控制该第i个采样通道组中的每个采样通道里的第一采样电容的下极板及第二采样电容的下极板均与共模电压电连接，以采样两个参考电压至该第i个采样通道组所在的比较器。控制第i个采样通道组中的每个采样通道里的第一采样电容的上极板及第二采样电容的上极板分别与正向输入电压及反向输入电压电连接，且控制第i个采样通道组中的每个采样通道里的第一采样电容的下极板及第二采样电容的下极板均与共模电压断开电连接，以采样正向输入电压和反向输入电压至该第i个采样通道组所在的比较器。遍历i，直至m个采样通道均完成采样。

27、在adc的每次采样过程中，adc仅控制一个采样通道组采样参考电压，表示每次仅一个采样通道组接入驱动电路中，则每次控制的一个采样通道组的采样电容为驱动电路的负载。因此，驱动电路仅驱动所有采样通道组中的一个采样通道组，驱动电路每次驱动的负载大大减少，从而通过驱动电路的驱动电流能实现驱动一个采样通道组的驱动能力即可，驱动电路的驱动电流也大大减小，进而降低了驱动电路的功耗。这样能避免adc的所有采样通道同时采样参考电压的情况发生，即避免所有采样通道的采样电容成为驱动电路的负载。还保障所有采样通道正常采样参考电压和输入电压，保证adc的正常采样运行，在保障模数转换器实现模数转换功能的同时还能降低adc的功耗。