[发明专利]一种反馈式二阶噪声整形逐次逼近模数转换器

权利要求书

1.一种反馈式二阶噪声整形逐次逼近模数转换器，其特征在于，包括：采样保持及DAC电路、二阶环路滤波器、电压比较器以及逐次逼近逻辑电路四个部分；所述的采样保持及DAC电路与输入电压和二阶环路滤波器相连，并受逐次逼近逻辑的控制；所述的环路滤波器将连续两个周期的量化残差进行加权求和操作，其中采用一个放大器将量化残差进行放大，以补偿电容之间电荷共享造成的电压损失，并引入多个时序控制开关电容阵列进行电荷重分配操作，最终将输入信号与二阶环路滤波器生成的加权后的残差电压通过电容耦合到比较器输入端，在比较转换的过程中引入噪声整形技术。

2.根据权利要求1所述的反馈式二阶噪声整形逐次逼近模数转换器，其特征在于，环路滤波器采取反馈的方式引入SARADC的环路中，实现对SARADC量化噪声、DAC噪声以及比较器噪声的二阶噪声整形，分为残差的延时、残差的提取与放大、残差的加权求和三个部分；第一部分由一个残差采样电容将放大后前一周期的残差进行采样，并保持到下一个周期使用，实现残差的延时；残差的提取与放大电路将本周期SARADC转换后的量化残差电压通过动态放大器放大并保持在残差采样电容上；第三部分通过开关电容的电荷重分配操作，将前一周期的量化残差与本周期的量化残差进行加权求和，并反馈到SARADC转换主干路上的残差反馈电容上，继续参与下一周期的转换过程。

3.根据权利要求1所述的反馈式二阶噪声整形逐次逼近模数转换器，其特征在于，所述的二阶环路滤波器包含CMOS开关S1～S9、动态放大器G、残差采样电容C1、残差采样电容C2、残差采样电容C3和残差反馈电容CEF；所述的开关S1一端与共模电平相连，另一端与开关S2、开关S5、开关S9和残差采样电容C3的右极板相连；所述的开关S2一端与开关S3和残差采样电容C1的右极板相连，另一端与开关S1、开关S5、开关S9和残差采样电容C3的右极板相连；所述的开关S3一端与开关S2和残差采样电容C1的右极板相连，另一端与开关S4和动态放大器的反相输出端相连；所述的开关S4一端与开关S5和残差采样电容C2的右极板相连，另一端与开关S3和动态放大器的正相输出端相连；所述的开关S5一端与开关S4和残差采样电容C2的右极板相连，另一端与开关S1、开关S2、开关S9和残差采样电容C3的右极板相连；所述的开关S6一端与共模电平相连，另一端与开关S8、CDAC电容阵列的顶板和残差反馈电容CEF的左极板相连；所述的开关S7一端与共模电平相连，另一端与开关S9、残差反馈电容CEF的右极板和比较器的输入端相连；所述的开关S8一端与共模电平和残差采样电容C3的左极板相连，另一端与开关S6、CDAC电容阵列的顶板和残差反馈电容CEF的左极板相连；所述的开关S9一端与开关S1、开关S2、开关S5和残差采样电容C3右极板相连，另一端与开关S7、残差反馈电容CEF的右极板和比较器的输入端相连；所述的动态放大器G的输入端与残差反馈电容CEF的右极板相连，输出端与差分电路一边的开关S3和差分电路另一边的开关S4相连；所述的残差反馈电容CEF左极板与开关S6、开关S8和CDAC电容阵列的顶板相连，右极板与开关S7、开关S9和比较器的输入端相连；所述的残差采样电容C1的左极板与共模电平相连，右极板与开关S2和开关S3相连；所述的残差采样电容C2的左极板与共模电平相连，右极板与开关S4和开关S5相连；所述的残差采样电容C3的左极板与共模电平和开关S8相连，右极板与开关S1、开关S2、开关S5和开关S9相连。