專利名稱：一種多步單斜模擬數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于集成電路技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種多步單斜模擬數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置。
背景技術(shù)：
高速CMOS圖像傳感器一般都采用列并行讀出電路，每列讀出電路都包含一個(gè)模擬數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置(ADC)，整個(gè)高速CMOS圖像傳感器芯片的面積隨著ADC面積的增加而線性增加。目前，用于高速CMOS圖像傳感器列并行讀出電路的ADC主要有單斜ADC、逐次逼近ADC等。單斜ADC結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、面積小，但其量化周期長(zhǎng)，完成一次量化需要2N個(gè)時(shí)鐘周期，其中N為ADC的位數(shù)。逐次逼近ADC速度快，完成一次量化需要N個(gè)時(shí)鐘周期，但每個(gè)逐次逼近ADC都包含一個(gè)DAC，面積大。

發(fā)明內(nèi)容
(一)要解決的技術(shù)問題為了解決單斜ADC速度慢、逐次逼近ADC面積大的問題，本發(fā)明提供了一種多步單斜模擬數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置，該裝置與傳統(tǒng)單斜ADC相比，具有速度快、對(duì)比較器指標(biāo)要求低等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)也具有傳統(tǒng)單斜ADC面積小、功耗低的優(yōu)點(diǎn)；與逐次逼近ADC相比具有面積小的優(yōu)點(diǎn)。( 二 )技術(shù)方案為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種多步單斜模擬數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置，包括采樣保持求余放大模塊1、斜坡和參考電壓產(chǎn)生模塊2、比較器3、計(jì)數(shù)器4、控制信號(hào)發(fā)生器5、 數(shù)字校正單元6和輸出模塊7，其特征在于需要量化的輸入電壓Vin被采樣保持求余放大模塊1采樣后作為比較器3的一個(gè)輸入信號(hào)Vshi，與斜坡和參考電壓模塊2產(chǎn)生的斜坡電壓 Vramp進(jìn)行比較，Vramp隨計(jì)數(shù)器4輸出值的增加而線性增加，當(dāng)Vmp大于Vsm時(shí)，比較器3輸出發(fā)生跳變，觸發(fā)數(shù)字校正單元6內(nèi)的寄存器鎖存此時(shí)計(jì)數(shù)器4的值，即該多步單斜模擬數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置ADC的第1步量化值；ADC的第1步的量化值經(jīng)控制信號(hào)發(fā)生器5譯碼后產(chǎn)生選通信號(hào)，該選通信號(hào)從斜坡和參考電壓產(chǎn)生模塊2產(chǎn)生的參考電壓中選擇與ADC的第1步的量化值相應(yīng)的參考電壓Vki，采樣保持求余放大模塊1對(duì)Vsm與Vri求余且放大A倍并采樣后，輸出采樣電壓Vsh2，Vsh2與斜坡電壓Vmp進(jìn)行比較，進(jìn)行第2步量化，其中若每步
1. 5bit，貝IjA = 21 = 2 ；若每步 2. 5bit，貝IjA = 22 = 4 ；若每步 3. 5bit，貝IjA = 23 = 8 ；......；
第2步量化過程與第1步量化過程一樣，第2步量化完成后進(jìn)行第3，...，Ns步的求余、放大、采樣及量化，第3，. . . ,Ns步的求余、放大、采樣及量化過程與第2步量化過程一樣；以上 Ns步量化得到的值，經(jīng)數(shù)字校正單元6內(nèi)的校正電路校正后得到ADC的量化值；ADC的量化值寄存在輸出模塊7內(nèi)，在控制信號(hào)發(fā)生器5的控制下移位串行或并行輸出。上述方案中，若每步量化得到的數(shù)字信號(hào)位數(shù)為η位，則滿足NSX (n-l)+l = N， 其中Ns為量化步數(shù)，N為ADC輸出數(shù)字信號(hào)的位數(shù)。上述方案中，輸入電壓Vin和地作為采樣保持求余放大模塊1的第1步量化的輸入
4信號(hào)；采樣保持求余放大模塊1在第i步量化時(shí)的輸出電壓Vsm以及斜坡和參考電壓產(chǎn)生模塊2產(chǎn)生的與ADC第i步量化值相應(yīng)的參考電壓VKi，二者共同作為采樣保持求余放大模塊1在第i+Ι步量化的輸入電壓，采樣保持求余放大模塊1對(duì)Vsm和VKi求余、放大、采樣后輸出電壓VSH(i+1)，VSH(i+1)與斜坡電壓Vramp進(jìn)行比較，進(jìn)行第i+Ι步量化，其中i = 1，2，...， Ns-I。上述方案中，對(duì)于第i步量化，采樣保持求余放大模塊1輸出電壓Vsm與斜坡電壓產(chǎn)生模塊產(chǎn)生的斜坡電壓Vmp作為比較器的輸入，當(dāng)Vramp大于Vsm時(shí)，比較器輸出發(fā)生翻轉(zhuǎn)，其中i = 1，2，…，Ns。上述方案中，對(duì)于每一步量化，比較器3的輸出和計(jì)數(shù)器4的輸出作為數(shù)字校正單元6的輸入，當(dāng)比較器3輸出跳變時(shí)，觸發(fā)數(shù)字校正單元6內(nèi)的寄存器鎖存此時(shí)計(jì)數(shù)器的值，即為ADC該步的量化值。 上述方案中，所述斜坡和參考電壓產(chǎn)生模塊2在控制信號(hào)發(fā)生器5的控制下，產(chǎn)生斜坡電壓Vmp，斜坡電壓Vmp與計(jì)數(shù)器4的輸出值D及斜坡和參考電壓產(chǎn)生模塊2的輸入基準(zhǔn)電壓Vkef成正比。上述方案中，所述ADC的第i步量化值D經(jīng)控制信號(hào)發(fā)生器5譯碼后產(chǎn)生選通信號(hào)，從斜坡和參考電壓產(chǎn)生模塊2產(chǎn)生的參考電壓中選擇與量化值D相應(yīng)的參考電壓VKi， VKi與量化值D及斜坡和參考電壓產(chǎn)生模塊2的輸入基準(zhǔn)電壓Vkef成正比，其中i = 1，2，...， Ns-I。上述方案中，所述控制信號(hào)發(fā)生器5在輸入時(shí)鐘Clock、復(fù)位信號(hào)ReSet_n和啟動(dòng)信號(hào)Mart的作用下，產(chǎn)生ADC量化過程中所需的控制信號(hào)，控制該多步單斜模擬數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置有序工作。上述方案中，所述計(jì)數(shù)器4在控制信號(hào)發(fā)生器5的控制下進(jìn)行計(jì)數(shù)，給控制信號(hào)發(fā)生器5和數(shù)字校正單元6提供計(jì)數(shù)值。上述方案中，所述數(shù)字校正單元6在比較器3的輸出和控制信號(hào)發(fā)生器5的控制下，記錄下該多步單斜模擬數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置的每步量化值，并進(jìn)行數(shù)字校正。上述方案中，該多步單斜模擬數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置的Ns步量化值經(jīng)數(shù)字校正單元6 內(nèi)的校正電路校正后得到ADC量化值，校正后得到的ADC的量化值鎖存在輸出模塊7內(nèi)的寄存器里，在控制信號(hào)發(fā)生器5的控制下移位串行或并行輸出。(三)有益效果本發(fā)明提供的多步單斜模擬數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置，與單斜ADC相比，具有速度快、對(duì)比較器指標(biāo)要求低等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)也具有單斜ADC面積小、功耗低的優(yōu)點(diǎn)；與逐次逼近ADC相比具有面積小的優(yōu)點(diǎn)。該多步單斜ADC用于高速CMOS圖像傳感器的列并行讀出電路中時(shí)， 斜坡和參考電壓產(chǎn)生模塊、計(jì)數(shù)器、控制信號(hào)發(fā)生器等可以列共享，減小列讀出電路的面積。


為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)要的介紹，顯而易見，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它附圖。圖1為本發(fā)明提供的多步單斜模擬數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置的結(jié)構(gòu)框圖；圖2為依照本發(fā)明實(shí)施例的多步單斜模擬數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置中采樣保持求余放大模塊的電路圖；圖3為依照本發(fā)明實(shí)施例的多步單斜模擬數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置中采樣保持求余放大模塊的工作時(shí)序圖；圖4為依照本發(fā)明實(shí)施例的多步單斜模擬數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置中斜坡和參考電壓產(chǎn)生模塊的電路圖；圖5為依照本發(fā)明實(shí)施例的多步單斜模擬數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置的傳輸曲線；圖6為依照本發(fā)明實(shí)施例的多步單斜模擬數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置中數(shù)字校正單元的電路圖；圖7為依照本發(fā)明實(shí)施例的多步單斜模擬數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置中比較器的電路圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。圖1為本發(fā)明提供的多步單斜模擬數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置的結(jié)構(gòu)框圖，該裝置包括采樣保持求余放大模塊1、斜坡和參考電壓產(chǎn)生模塊2、比較器3、計(jì)數(shù)器4、控制信號(hào)發(fā)生器5、 數(shù)字校正單元6及輸出模塊7。其中，需要量化的輸入電壓Vin被采樣保持求余放大模塊1 采樣后作為比較器3的一個(gè)輸入信號(hào)VSH1。Vshi與斜坡和參考電壓模塊2產(chǎn)生的斜坡電壓 Vramp進(jìn)行比較，當(dāng)Vramp大于Vshi時(shí)，比較器3的輸出發(fā)生跳變，比較器3輸出發(fā)生跳變觸發(fā)數(shù)字校正單元6內(nèi)的寄存器鎖存此時(shí)計(jì)數(shù)器4的值，即ADC的第1步量化值；ADC的第1步的量化值經(jīng)控制信號(hào)發(fā)生器5譯碼后產(chǎn)生選通信號(hào)，該選通信號(hào)從斜坡和參考電壓產(chǎn)生模塊2產(chǎn)生的參考電壓中選擇與ADC的第1步量化值相應(yīng)的參考電壓Vki。采樣保持求余放大模塊1對(duì)Vshi與Vei求余且放大A (若每步1. 5bit，則A = 21 = 2 ；若每步2. 5bit，則A = 22 =4;若每步33bit，則A = 23 = 8;……)倍并采樣后，輸出采樣電壓VSH2。Vsh2與斜坡電壓Vramp進(jìn)行比較，進(jìn)行第2步量化，其過程和第1步一樣。第2步量化完成后進(jìn)行第3，...， Ns步的求余、放大、采樣及量化，第3，. . .，NS步的求余、放大、采樣及量化的過程和第2步的一樣。以上Ns步量化得到的值，在數(shù)字校正單元6內(nèi)經(jīng)校正電路校正后得到ADC的量化值。 ADC的量化值寄存在輸出模塊7的寄存器內(nèi)，并在控制信號(hào)發(fā)生器5的控制下移位串行或并行輸出。在控制信號(hào)發(fā)生器5的控制下，該多步單斜模擬數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置按設(shè)計(jì)的步驟將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)并輸出。本發(fā)明提供的多步單斜模擬數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置，每步轉(zhuǎn)換的位數(shù)及ADC的位數(shù)不同，其結(jié)構(gòu)也相應(yīng)的不同，本實(shí)施例以每步2. 5位，5步11位ADC為例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。圖2為依照本發(fā)明實(shí)施例的多步單斜模擬數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置中采樣保持求余放大模塊的電路圖，該采樣保持求余放大模塊由運(yùn)放、電容和開關(guān)構(gòu)成。該電路圖的工作時(shí)序如圖3所示，第1步量化分為采樣Vin和采樣量化Vshi兩相；第i步量化分為求余放大和采樣量化VSHi兩相；第i-1步采樣Vsh(M)得到的信號(hào)，作為第i步求余放大相的采樣保持求余放大模塊1的一個(gè)輸入，其中i = 2，. . .，5。下面具體分析采樣保持求余放大模塊1每步各相的工作過程1)、第1步采樣Vin相首先，開關(guān)Si、S4、S5閉合，開關(guān)SO、S2、S3、S6斷開，電容 Cl對(duì)Vin采樣，電容C2放電至零；之后開關(guān)Si、S2、S4、S5、S6斷開，開關(guān)SO、S3閉合，電荷從電容Cl轉(zhuǎn)移到C2，由電荷守恒可求出電荷轉(zhuǎn)移后Vshi的值為(C1/C2) XVin，其中Cl大小為4C，C2是由開關(guān)和單位電容C組成的可變電容，通過信號(hào)P[3:0]控制C2的大小。采樣Vin時(shí)，可以改變C2的大小，使Vshi等于A*Vin。其中，A等于C1/C2，可取1，2，4。2)、第1步采樣量化Vshi相開關(guān)S4、S6閉合，開關(guān)SO、Si、S2、S3、S5斷開，Vsm保持在電容C2上，并通過Cl采樣。在該相內(nèi)，Vshi與斜坡和參考電壓參數(shù)模塊2產(chǎn)生的斜坡電壓Vmp進(jìn)行比較，求得ADC的第1步的量化值。3)、第i步求余放大相首先，開關(guān)S5閉合，開關(guān)SO、Si、S2、S3、S4、S6斷開，電容C2放電至零；之后開關(guān)SO、Si、S4、S5、S6斷開，開關(guān)S2、S3閉合，電荷從電容Cl轉(zhuǎn)移到C2，根據(jù)電荷守恒可求出電荷轉(zhuǎn)移后采樣保持求余放大模塊1輸出電壓Vsm值為(Cl/ C2) X (ysm-i-\a-i))。由圖4本發(fā)明實(shí)施例ADC的傳輸曲線可知，應(yīng)取C1/C2的值為4，即
通過信號(hào)P [3:0]控制C2等于C。其中，i等于2.....5 ；Ve^1,是ADC的第i_l步的量化值
相應(yīng)的模擬電壓值。ADC的第i-Ι步的量化值經(jīng)控制信號(hào)發(fā)生器5譯碼后產(chǎn)生選通信號(hào)，選通信號(hào)從斜坡和參考電壓參數(shù)模塊2產(chǎn)生的參考電壓中選擇與ADC的第i-Ι步的量化值相應(yīng)的模擬電壓值Vk(H)154)、第i步采樣量化Vsai相，開關(guān)S4、S6閉合，開關(guān)S0、Si、S2、S3、S5斷開，Vsm保持在電容C2上，并通過Cl采樣。在該相內(nèi)，采樣保持求余放大模塊1的輸出電壓VSHi與斜坡和參考電壓參數(shù)模塊2產(chǎn)生的斜坡電壓Vmp進(jìn)行比較，求得ADC第i步的量化值。其中， χ -rj- J 2，··· j 5 ο圖4為依照本發(fā)明實(shí)施例的多步單斜模擬數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置中斜坡和參考電壓
產(chǎn)生模塊的電路圖，該斜坡和參考電壓產(chǎn)生模塊由16個(gè)阻值為R的電阻RpIi2.....R16,13
個(gè)開關(guān)SWpSW2.....Sff13和一個(gè)緩沖器Buffer組成。斜坡和參考電壓產(chǎn)生模塊2在采樣保
持求余放大模塊1采樣量化VSHi相和求余放大相時(shí)分別輸出斜坡電壓Vramp和參考電壓Vsi, 其中i等于1 j 2 j · · · j 5 ο當(dāng)斜坡和參考電壓產(chǎn)生模塊2工作于采樣量化VSHi相，計(jì)數(shù)器4的值經(jīng)過控制信號(hào)發(fā)生器5譯碼后，選通相應(yīng)的開關(guān)，輸出斜坡電壓Vramp。當(dāng)斜坡和參考電壓產(chǎn)生模塊2工作于求余放大相時(shí)，ADC的第i-Ι步的量化值經(jīng)控制信號(hào)發(fā)生器5譯碼后產(chǎn)生選通信號(hào)，選通信號(hào)從斜坡和參考電壓參數(shù)模塊2產(chǎn)生的參考電壓中選擇與ADC的第i-Ι步的量化值相應(yīng)的模擬電壓值Vk(H),其中i等于2，. . .，5。斜坡電壓和參考電壓是控制信號(hào)發(fā)生器根據(jù)本發(fā)明具體實(shí)施例ADC的傳輸曲線和傳輸函數(shù)，控制斜坡和參考電壓產(chǎn)生模塊內(nèi)開關(guān)切換得到的。本發(fā)明具體實(shí)施例ADC的傳輸曲線如圖5所示；傳輸函數(shù)為
權(quán)利要求
1.一種多步單斜模擬數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置，包括采樣保持求余放大模塊(1)、斜坡和參考電壓產(chǎn)生模塊O)、比較器(3)、計(jì)數(shù)器G)、控制信號(hào)發(fā)生器(5)、數(shù)字校正單元(6)和輸出模塊(7)，其特征在于需要量化的輸入電壓Vin被采樣保持求余放大模塊(1)采樣后作為比較器(3)的一個(gè)輸入信號(hào)Vsm，與斜坡和參考電壓模塊⑵產(chǎn)生的斜坡電壓Vmp進(jìn)行比較，1_隨計(jì)數(shù)器輸出值的增加而線性增加，當(dāng)Vramp大于Vsm時(shí)，比較器(3)輸出發(fā)生跳變，觸發(fā)數(shù)字校正單元(6)內(nèi)的寄存器鎖存此時(shí)計(jì)數(shù)器的值，即該多步單斜模擬數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置ADC的第1步量化值；ADC的第1步的量化值經(jīng)控制信號(hào)發(fā)生器( 譯碼后產(chǎn)生選通信號(hào)，該選通信號(hào)從斜坡和參考電壓產(chǎn)生模塊(2)產(chǎn)生的參考電壓中選擇與ADC的第1步的量化值相應(yīng)的參考電壓 Vki，采樣保持求余放大模塊(1)對(duì)Vsm與Vki求余且放大A倍并采樣后，輸出采樣電壓Vsh2， Vsh2與斜坡電壓Vmip進(jìn)行比較，進(jìn)行第2步量化，其中若每步1. ^3it，則A = 21 = 2 ；若每步 2. 5bit,則 A = 22 = 4 ；若每步 3. 5bit,則 A = 23 = 8 ；......；第2步量化過程與第1步量化過程一樣，第2步量化完成后進(jìn)行第3，...，Ns步的求余、 放大、采樣及量化，第3，...，Ns步的求余、放大、采樣及量化過程與第2步量化過程一樣；以上Ns步量化得到的值，經(jīng)數(shù)字校正單元(6)內(nèi)的校正電路校正后得到ADC的量化值； ADC的量化值寄存在輸出模塊(7)內(nèi)，在控制信號(hào)發(fā)生器(5)的控制下移位串行或并行輸出ο
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多步單斜模擬數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置，其特征是若每步量化得到的數(shù)字信號(hào)位數(shù)為η位，則滿足NSX (n-l)+l = N，其中Ns為量化步數(shù)，N為ADC輸出數(shù)字信號(hào)的位數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多步單斜模擬數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置，其特征是輸入電壓Vin和地作為采樣保持求余放大模塊(1)的第1步量化的輸入信號(hào)；采樣保持求余放大模塊(1) 在第i步量化時(shí)的輸出電壓VSHi以及斜坡和參考電壓產(chǎn)生模塊(2)產(chǎn)生的與ADC第i步量化值相應(yīng)的參考電壓VKi，二者共同作為采樣保持求余放大模塊(1)在第i+Ι步量化的輸入電壓，采樣保持求余放大模塊⑴對(duì)VSHi和VKi求余、放大、采樣后輸出電壓VSH(i+1)，VSH(i+1)與斜坡電壓Vmp進(jìn)行比較，進(jìn)行第i+Ι步量化，其中i = 1，2，. . .，Ns-1。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多步單斜模擬數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置，其特征是對(duì)于第i步量化，采樣保持求余放大模塊(1)輸出電壓Vsm與斜坡電壓產(chǎn)生模塊產(chǎn)生的斜坡電壓Vramp作為比較器的輸入，當(dāng)Vramp大于VSHi時(shí)，比較器輸出發(fā)生翻轉(zhuǎn)，其中i = 1，2，. . .，Ns。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多步單斜模擬數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置，其特征是對(duì)于每一步量化，比較器⑶的輸出和計(jì)數(shù)器⑷的輸出作為數(shù)字校正單元(6)的輸入，當(dāng)比較器(3)輸出跳變時(shí)，觸發(fā)數(shù)字校正單元(6)內(nèi)的寄存器鎖存此時(shí)計(jì)數(shù)器的值，即為ADC該步的量化值。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多步單斜模擬數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置，其特征是所述斜坡和參考電壓產(chǎn)生模塊⑵在控制信號(hào)發(fā)生器(5)的控制下，產(chǎn)生斜坡電壓Vramp，斜坡電壓Vramp與計(jì)數(shù)器⑷的輸出值D及斜坡和參考電壓產(chǎn)生模塊⑵的輸入基準(zhǔn)電壓Vkef成正比。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多步單斜模擬數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置，其特征是所述ADC的第 i步量化值D經(jīng)控制信號(hào)發(fā)生器(5)譯碼后產(chǎn)生選通信號(hào)，從斜坡和參考電壓產(chǎn)生模塊O)產(chǎn)生的參考電壓中選擇與量化值D相應(yīng)的參考電壓VKi，VEi與量化值D及斜坡和參考電壓產(chǎn)生模塊O)的輸入基準(zhǔn)電壓Vkef成正比，其中i = 1，2，. . .，Ns-1。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多步單斜模擬數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置，其特征是所述控制信號(hào)發(fā)生器(5)在輸入時(shí)鐘Clock、復(fù)位信號(hào)ReSet_n和啟動(dòng)信號(hào)Mart的作用下，產(chǎn)生ADC量化過程中所需的控制信號(hào)，控制該多步單斜模擬數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置有序工作。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多步單斜模擬數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置，其特征是所述計(jì)數(shù)器在控制信號(hào)發(fā)生器(5)的控制下進(jìn)行計(jì)數(shù)，給控制信號(hào)發(fā)生器( 和數(shù)字校正單元(6)提供計(jì)數(shù)值。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多步單斜模擬數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置，其特征是所述數(shù)字校正單元(6)在比較器(3)的輸出和控制信號(hào)發(fā)生器(5)的控制下，記錄下該多步單斜模擬數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置的每步量化值，并進(jìn)行數(shù)字校正。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多步單斜模擬數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置，其特征是該多步單斜模擬數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置的Ns步量化值經(jīng)數(shù)字校正單元(6)內(nèi)的校正電路校正后得到ADC量化值，校正后得到的ADC的量化值鎖存在輸出模塊(7)內(nèi)的寄存器里，在控制信號(hào)發(fā)生器(5) 的控制下移位串行或并行輸出。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種多步單斜模擬數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置，包括采樣保持求余放大模塊、斜坡和參考電壓產(chǎn)生模塊、比較器、計(jì)數(shù)器、控制信號(hào)發(fā)生器、數(shù)字校正單元和輸出模塊，輸入電壓Vin被采樣保持求余放大模塊采樣后作為比較器的一個(gè)輸入信號(hào)VSH1，與斜坡電壓Vramp進(jìn)行比較，Vramp隨計(jì)數(shù)器輸出值的增加而線性增加，當(dāng)Vramp大于VSH1時(shí)，比較器輸出發(fā)生跳變，觸發(fā)數(shù)字校正單元內(nèi)的寄存器鎖存此時(shí)計(jì)數(shù)器的值，即ADC的第1步量化值；第2，...，NS步量化過程與第1步量化過程一樣；以上NS步量化得到的值，經(jīng)數(shù)字校正單元內(nèi)的校正電路校正后寄存在輸出模塊內(nèi)，在控制信號(hào)發(fā)生器的控制下移位串行或并行輸出。本發(fā)明與傳統(tǒng)的單斜ADC相比，具有速度快、對(duì)比較器指標(biāo)要求低等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H03M1/56GK102545902SQ20121001532
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2012年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月17日
發(fā)明者吳南健, 李全良, 石匆, 韓燁 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所