较时使用。请注意，产生第一电压Vl的初始值后，本实施例的转换器100便可依现有比较方式来依次产生比较结果Comp并据以产生数字输出信号Dout ;然而，本实施例的控制电路140除了可依据前述取样设定经由第一开关电路130从第一电容Cl中选择至少其中之一作为第一指定电容112外，也可进一步分析在先的数字输出信号Dout (或说先前比较的结果)，并在分析结果指出输出信号失真或其它问题时，通过第一开关电路130选择其它单一或多个第一电容Cl来作为第一指定电容112，藉此得到改善。
[0038]请再参阅图1a,第一开关电路130包含一第一输入开关132与一第一取样控制开关134，在取样模式下，第一控制信号Ctrl_l经由第一输入开关132将第一指定电容112的第一上电极端与第一输入信号SI耦接在一起；并经由第一取样控制开关134将第一指定电容112的第一下电极端与第一输入信号SI稱接在一起,藉此避免第一指定电容112取样第一输入信号SI。另外，同样在取样模式下，第一控制信号Ctrl_l经由第一开关电路130将第一取样电容114耦接在第一输入信号SI与一第一参考信号Refl之间，藉此使第一取样电容114取样第一输入信号SI。再者,请参阅图1b,在比较模式下,第一控制信号Ctrl_l经由第一输入开关132将第一指定电容112的第一上电极端与第一输入信号SI断开；并经由第一取样控制开关134将第一指定电容112的第一下电极端与第一参考信号Refl耦接在一起；以及经由第一指定电容112与第一取样电容114的第一上电极端的连接来实现电荷共享，藉此决定第一电容阵列110的有效输出电压(亦即第一电压VI),也就是决定第一输入信号SI的有效取样值。
[0039]综上所述，举例来说，假定本实施例的模数转换器100为一三位转换器，第一电容阵列110包含四个第一电容Cl，该多个第一电容Cl的电容值按大小依次为4C、2C、C、C，其中第一指定电容112的电容值为4C，其余电容均为第一取样电容114，另外，第一输入信号SI以共模电压Vcm与振幅Vin/2的和(Vcm+Vin/2)来表不,第一参考信号Refl以共模电压Vcm与参考电压Vr的和(Vcm+Vr)来表示，则在取样模式结束时，第一电容阵列110所存储的总电荷Qt为:
[0040]Qt = 4CX (Sl-Sl)+ (2C+C+C) X (Sl-Refl)
[0041]= 4CX [ (Vcm+Vin/2) - (Vcm+Vr)]
[0042]= 4CX [(Vin/2)-Vr]
[0043]= 2CXVin-4CXVr (公式一)
[0044]接着，在比较模式下，完成首次的电荷共享(或说电荷重分配)后，第一电容阵列110所存储的总电荷Qt为:
[0045]Qt = 4CX (Vl-Refl)+ (2C+C+C) X (Vl-Refl)
[0046]= 8CX [ (V1-(Vcm+Vr)]
[0047]= 8CXVl-8CXVcm-8CXVr (公式二)
[0048]由于电荷共享前后的总电荷量应守恒,故从公式一与公式二可求出第一电压Vl的初始值为:
[0049]2C X Vin-4C XVr = 8CXV1-8CX Vcm_8C X Vr
[0050]8CXV1 = 2C X Vin+4C X Vr+8C X Vcm
[0051]Vl = Vin/4+Vr/2+Vcm (公式三)
[0052]因此，与先前技术利用所有电容进行取样而得到第一电压Vl的初始值为(Vin/2+Vcm)相比，本实施例可将第一电压Vl的初始值(也为极值)调整为(Vin/4+Vr/2+Vcm)，藉此避免第一输入信号SI的峰值(Vin/2)过大而导致的失真问题。请注意，上述范例虽以第一指定电容112是第一电容阵列110中的最大电容(电容值4C)为例，然而并非本发明的实施限制，实际操作中，第一指定电容112也可以是其它电容，例如是电容值为2C或C的电容，或是电容值为(2C+C) = 3C等等可得到的电容组合，原则上，第一指定电容112的总电容值愈大，第一电压Vl的初始值的降幅愈多，亦即输入信号SI的取样值缩小得愈多。其中该输入信号SI的取样值缩小的比例取决于第一电容阵列110的总电容值与第一指定电容112的比例。
[0053]请再次参阅图la、lb，若本实施例的转换器100为一单端输入的转换器，则第二电压V2可以是一预定参考信号(例如一接地电压或一直流电压);但若转换器100为一差分输入的转换器，则第二电压V2可以是另一电容阵列的输出电压。如图2a与图2b所示，当转换器100的输入为差分输入时,转换器100进一步包含:一第二电容阵列150,包含多个第二电容C2,用来在取样模式下取样一第二输入信号S2 (如图2a所不)，其中第二输入信号S2为第一输入信号SI的反相信号，第二电容C2包含至少一第二指定电容152与至少一第二取样电容154,每个第二电容C2包含一第二上电极端与一第二下电极端,且比较器120在比较模式下接收第二电容阵列150所输出的第二电压V2并将其与第一电压Vl进行比较(如图2b所示);以及一第二开关电路160，耦接第二电容阵列150，用来在取样模式下依据一第二控制信号Ctrl_2决定第二电容阵列150所存储的电荷量(如图2a所示)，并在比较模式下依据第二控制信号Ctr 1_2决定第二电容阵列150的输出电压(即第二电压V2)(如图2b所示)，其中前述控制电路140在取样模式下依据前述取样设定产生第二控制信号Ctrl_2，另在比较模式下依据比较结果Comp产生第二控制信号Ctrl_2。所述第二控制信号Ctrl_2在取样模式下经由第二开关电路160使第二指定电容152不取样该第二输入信号S2,同时使其它第二电容C2中的至少一第二取样电容154取样该第二输入信号S2 ;以及在比较模式下经由第二开关电路160使第二电容阵列150停止取样，并使第二指定电容152与第二取样电容154共享电荷。
[0054]类似于第一开关电路130的操作,第二开关电路160包含一第二输入开关162与一第二取样控制开关164,在取样模式下，第二控制信号Ctrl_2经由该第二输入开关162将第二指定电容152的上电极端耦接至第二输入信号S2，经由第二取样控制开关164将第一指定电容152的下电极端耦接至第二输入信号S2，以及经由第二开关电路160将第二取样电容154耦接在第二输入信号S2与一第二参考信号Ref2之间；在比较模式下，第二控制信号Ctrl_2经由该第二输入开关162将第二指定电容152的第二上电极端与第二输入信号S2断开，经由第二取样控制开关164将第二指定电容152的第二下电极端耦接至第二参考信号Ref2，以及经由第二指定电容152与第二取样电容154的第二上电极端的连接来完成电荷共享。
[0055]本实施例中，第一与第二电容阵列110、150的结构与操作均相互对应，其中第一与第二指定电容112、152的电容值相等，第一与第二取样电容114、154的电容值相等，且第一与第二参考信号Refl、Ref2相等。另外，当比较器120完成第一次的比较后,若第一电压Vl大于第二电压V2 (亦即最高有效位为1)，则控制电路140会依据此比较结果Comp将第一电容阵列110的最大电容的下电极板由第一参考信号Refl稱接至一第三参考信号Ref3(本例中第三参考信号Ref3小于第一参考信号Refl)，接着比较器120会再进行第二次比较，倘此次比较结果Comp显示第一电压Vl小于第二电压V2 (亦即次高有效位为0)，则控制电路140会将第二电容阵列150的次大电容的下电极板由第二参考信号Ref2耦接至一第四参考信号Ref4 (本例中第四参考信号等于第三参考信号Ref3)，以便再依类似方式进行后续比较，由于上述比较方式属于现有技术，且在实施为可能的前提下可以被其它比较方式所取代，因此在不影响本发明所披露的与可实施性的情形下，冗余的说明在此予以省略。再者，前面所披露的实施例中虽然指定电容的上板与取样电容的上板保持连接，然而本领域人员可依本发明的披露通过开关电路的设置将指定电容与取样电容在取样时隔离操作，以达到避免指定电容取样以及使取样电容取样的目的，换言之，指定电容与取样电容的连接关系并不限于前述实施例的内容，而是本领域人员可依本发明的公开及实际操作需求加以调整变化的。
[0056]除前面所披露的装置发明外，本发明相对应地披露了一种逐渐趋近式模数转换方法，是由本发明的逐渐趋近式模数转换器或其等效装置来执行。如图3a所示，本方法的一实施例包含下列步骤:
[0057]步骤S310:在一取样模式下，利用一第一电容阵列取样一第一输入信号，其中第一电容阵列包含至少一第一指定电容与至少一第一取样电容。本步骤的第一电容阵列例如是图1a至图2b的第一电容阵列110。
[0058]步骤S320:在一比较模式下，比较来自第一电容阵列的一第一电压与一第二电压，藉此产生一比较结果，其中第二电压与一第二输入信号相关，且第二输入信号是第一输入信号的反相信号或一预定参考信号。本步骤可通过图1a至图2b的比较器120来执行。
[0059]步骤S330:在前述取样模式下经由一第一控制信号控制一第一开关电路使第一指定电容不取样第一输入信号，同时使第一取样电容取样第一输入信号，藉此决定第一电容阵列所存储的电荷量。本步骤的第一开关电路例如是图1a至图2b的第一开关电路130。
[0060]步骤S340:在前述比较模式下经由第一控制信号控制第一开关电路使第一电容阵列停止取样，并使第一指定电容与第一取样电容共享电荷，藉此决定第一电容阵列所输出的第一电压。本步骤可通过图1a至图2b的控制电路140来执行