一種逐次逼近模數(shù)轉(zhuǎn)換器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請涉及電子技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高精度的逐次逼近模數(shù)轉(zhuǎn)換器。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的逐次逼近模數(shù)轉(zhuǎn)換器(SAR ADC)的常規(guī)結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括S/H(SamplINg/Hold，采樣保持)電路 110、D/A (Digital/Analog，數(shù)字 / 模擬)轉(zhuǎn)換器 120、SAR (Successive Approximat1n，逐次逼近)邏輯控制電路130和比較器140四部分組成。
[0003]其工作原理為:在任意一個系統(tǒng)時鐘周期，S/Η電路對輸入信號VIN進行采樣，然后將采得的信號送入比較器140的一個輸入端，D/A轉(zhuǎn)換器120獲取原始參考信號VREF，SAR邏輯控制電路130先將其數(shù)字輸出碼的最高有效位(MSB)置為1，D/A轉(zhuǎn)換器120根據(jù)原始參考信號Vref和最高有效位輸出比較參考信號VREF (數(shù)值大小為l/2Vref)至比較器140的另一輸入端。比較器140比較輸入信號VIN和l/2Vref的大小，如果VIN大，則數(shù)字輸出碼(D0UT)的最高有效位固定為1，反之則將MSB固定為0。在下一系統(tǒng)時鐘周期，SAR邏輯控制電路130將數(shù)字輸出碼的次高有效位置為1，則如果MSB也為1，那么D/A轉(zhuǎn)換器120輸出的比較參考信號VREF為3/4Vref，若MSB為0，則D/A轉(zhuǎn)換器120輸出的比較參考信號VREF為l/4Vref。比較器140將此時的比較參考信號與輸入信號VIN進行比較，如果VIN大，則數(shù)字輸出碼的次高有效位固定為1，反之固定為0。在后續(xù)的系統(tǒng)時鐘周期，數(shù)字輸出碼的后續(xù)有效位均按照這種方式確定，直到數(shù)字輸出碼的最低位(LSB)。
[0004]由此可知，現(xiàn)有技術(shù)中的方案中，數(shù)字輸出碼的每個有效位(Significant Bit)均在一個時鐘周期內(nèi)完成。但是，當(dāng)在使用內(nèi)部的參考電壓時，由于要節(jié)省成本，內(nèi)部的參考電壓沒有外接電容進行穩(wěn)壓。此時，如果SAR ADC轉(zhuǎn)換速率較高時，比較參考信號轉(zhuǎn)換時會產(chǎn)生較大的抖動，D/A轉(zhuǎn)換器采樣到的是這個抖動的信號并將其直接輸出至比較器進行比較，那么其比較器的比較結(jié)果就會發(fā)生錯誤，由此造成SAR ADC轉(zhuǎn)換精度的降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本申請的目的是提供一種逐次逼近模數(shù)轉(zhuǎn)換器，以解決現(xiàn)有技術(shù)中逐次逼近模數(shù)轉(zhuǎn)換器在轉(zhuǎn)換速率較高時轉(zhuǎn)換精度降低的問題。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本申請?zhí)峁┝艘环N逐次逼近模數(shù)轉(zhuǎn)換器，該逐次逼近模數(shù)轉(zhuǎn)換器包括D/A轉(zhuǎn)換器、SAR邏輯控制電路和比較器，所述D/A轉(zhuǎn)換器，用于獲取原始參考信號，并根據(jù)SAR邏輯控制電路的數(shù)字輸出碼采樣輸出至比較器的比較參考信號，其特征在于，所述D/A轉(zhuǎn)換器根據(jù)數(shù)字輸出碼確定比較參考信號的采樣時間。
[0007]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請的技術(shù)方案根據(jù)數(shù)字輸出碼確定比較參考信號的采樣時間，在當(dāng)前的數(shù)字輸出碼的有效位是前面幾位時，延長轉(zhuǎn)換過程中對比較參考信號的采樣時間，由此避免比較參考信號在轉(zhuǎn)換時發(fā)生抖動所帶來的影響。比如可以將采樣最高有效位的時間變?yōu)棣瑐€CLK(系統(tǒng)時鐘周期)，等到比較參考信號穩(wěn)定后再將采樣的比較參考信號輸出至比較器進行比較，在進行次高位的轉(zhuǎn)換時也可以進行類似的操作，將采樣次高有效位的時間變?yōu)棣?Μ-1)個CLK。如此類似的進行下去，直到某個有效位開始比較參考信號的轉(zhuǎn)換不會引起較大抖動時，可以將采樣時間重新確定為一個CLK，從而保證后續(xù)SARADC的轉(zhuǎn)換速率。
【附圖說明】
[0008]通過閱讀參照以下附圖所作的對非限制性實施例所作的詳細描述，本申請的其它特征、目的和優(yōu)點將會變得更明顯:
[0009]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中SAR ADC的電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0010]圖2為現(xiàn)有技術(shù)中Ν位SAR ADC的工作時序圖；
[0011]圖3為現(xiàn)有技術(shù)中Ν位SAR ADC數(shù)字實現(xiàn)的狀態(tài)機的示意圖；
[0012]圖4為本申請實施例提供的一種Ν位SAR ADC數(shù)字實現(xiàn)的狀態(tài)機的示意圖；
[0013]圖5為本申請實施例提供的一種12位SAR ADC工作在4Mhz系統(tǒng)時鐘頻率下時的工作時序圖；
[0014]圖6為本申請實施例提供的一種12位SAR ADC工作在4Mhz系統(tǒng)時鐘頻率下時數(shù)字實現(xiàn)的狀態(tài)機的示意圖；
[0015]圖7為本申請實施例提供的一種12位SAR ADC工作在2Mhz系統(tǒng)時鐘頻率下時的工作時序圖；
[0016]圖8為本申請實施例提供的一種12位SAR ADC工作在2Mhz系統(tǒng)時鐘頻率下時數(shù)字實現(xiàn)的狀態(tài)機的示意圖。
[0017]附圖中相同或相似的附圖標(biāo)記代表相同或相似的部件。
【具體實施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖對本申請作進一步詳細描述。
[0019]本申請實施例中提供的一種逐次逼近模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其電路的實現(xiàn)與技術(shù)類似，可參考圖1，其D/A轉(zhuǎn)換器120同樣用于獲取原始參考信號，并根據(jù)SAR邏輯控制電路的數(shù)字輸出碼采樣輸出至比較器的比較參考信號。該逐次逼近模數(shù)轉(zhuǎn)換器的特征在于，所述D/A轉(zhuǎn)換器根據(jù)數(shù)字輸出碼確定比較參考信號的采樣時間。在當(dāng)前的數(shù)字輸出碼的有效位是前面幾位時，延長轉(zhuǎn)換過程中對比較參考信號的采樣時間，由此避免比較參考信號在轉(zhuǎn)換時發(fā)生抖動所帶來的影響。比如，將采樣最高有效位的時間變?yōu)棣瑐€CLK(系統(tǒng)時鐘周期)，等到比較參考信號穩(wěn)定后，再將采樣的比較參考信號輸出至比較器進行比較，在進行次高位的轉(zhuǎn)換時也可以進行類似的操作，將采樣次高有效位的時間變?yōu)棣?Μ-1)個CLK。如此類似的進行下去，直到某個有效位開始比較參考信號的轉(zhuǎn)換不會引起較大抖動時，可以將采樣時間重新確定為一個CLK，以從而保證后續(xù)SAR ADC的轉(zhuǎn)換速率。
[0020]在一般情況下，現(xiàn)有技術(shù)中的Ν位SAR ADC的工作時序如圖2所示，其中，CLK表示工作時鐘，S0C表示起始轉(zhuǎn)換脈沖信號，VREF表示比較參考信號，E0C表示終止轉(zhuǎn)換脈沖信號，D0UT[(N-1):0