模数转换器的制作方法

技术特征：
1.一种模数转换器，包括：电荷分配保持模块，用于采样待转换信号，并通过电荷分配将所述待转换信号与目标参考电压作减法处理，在第一电轨和第二电轨上分别输出正相输出电压和负相输出电压，所述正相输出电压与所述负相输出电压的差等于所述待转换信号与所述目标参考电压的差；共模电压补偿模块，与所述第一电轨和所述第二电轨连接，用于注入共模电荷以补偿所述电荷分配保持模块的分配电荷，降低所述电荷分配保持模块的输出共模电压与期望值的差距；比较器，用于根据所述正相输出电压和所述负相输出电压的比较提供逻辑信号，所述逻辑信号对应模数转换的目标数字信号。2.根据权利要求1所述的模数转换器，其中，所述待转换信号根据电源电压处理为正相输入电压和负相输入电压，所述正相输入电压和所述负相输入电压的差等于所述待转换信号，所述正相输入电压和所述负相输入电压的和等于所述电源电压，所述电荷分配保持模块包括：第一电容阵列和第二电容阵列，所述第一电容阵列和所述第二电容阵列的一端分别连接至所述第一电轨和所述第二电轨，另一端用于接入第一参考电压或第二参考电压，以根据接入的基准参考电压进行所述待转换信号与目标参考电压的减法处理，其中，所述第一电轨和所述第二电轨的一端分别接收所述正相输入电压和所述负相输入电压的输入端，另一端分别提供所述正相输出电压和所述负相输出电压。3.根据权利要求2所述的模数转换器，其中，所述共模电压补偿模块包括：第一补偿电容器和第二补偿电容器，所述第一补偿电容器和所述第二补偿电容器的第一端分别连接至所述第一电轨和所述第二电轨，第二端共同通过第一开关和第二开关分别接收第一电压和第二电压，并在第一电压和第二电压中切换，其中，在所述第一补偿电容器和所述第二补偿电容器的第二端由所述第一电压切换为所述第二电压时，所述电荷分配保持模块的输出共模电压与期望值的差距减小，所述电荷分配保持模块的输出共模电压等于所述正相输出电压和所述负相输出电压之和的一半。4.根据权利要求3所述的模数转换器，其中，所述第一开关和所述第二开关交错导通。5.根据权利要求2所述的模数转换器，其中，所述电荷分配保持模块的输出共模电压满足vcmout＝vcm0 e1，e1＝(vcmref－vcmin)
×
cdac
÷
(cdac cc) (v2－v1)
×
cc
÷
(cdac cc)，其中，vcmout为所述电荷分配保持模块的输出共模电压，vcm0为所述电荷分配保持模块的输出共模电压的期望值，vcmref为所述电荷分配保持模块的参考共模电压，vcmin为所述电荷分配保持模块的输入共模电压，cdac为所述第一电容阵列或所述第二电容阵列的电容值，cc为所述第一补偿电容器和所述第二补偿电容器的电容值，v1为所述第一电压，v2为所述第二电压，e1为电源误差，所述电荷分配保持模块的输入共模电压为电源电压的一半，所述第二电压与所述第一电压的差根据所述电源电压获得，所述第一补偿电容器和所述第二补偿电容器的电容值根据所述电源误差的有效范围、获得的所述第一电压和所述第二电压获得。
6.根据权利要求5所述的模数转换器，其中，通过使得所述电源误差逼近零，从而使所述电荷分配保持模块的输出共模电压的范围处于所述比较器的输入共模电压的有效值范围内。7.根据权利要求6所述的模数转换器，其中，所述第二电压大于所述第一电压，所述第一电压和所述第二电压根据所述电源电压或其分压、所述基准参考电压或其分压中的任意一项获得。8.根据权利要求7所述的模数转换器，其中，所述第一补偿电容器和所述第二补偿电容器的电容值根据所述第一电压和所述第二电压确认。9.根据权利要求8所述的模数转换器，其中，所述模数转换器的输出共模电压还满足vcmout＝vcm0 e1 e2，其中，e2为固定误差，所述第一补偿电容器和所述第二补偿电容器的电容值还根据所述固定误差进行调节。10.根据权利要求2所述的模数转换器，其中，所述第一补偿电容器和所述第二补偿电容器通过单位电容器的串并联获得，所述单位电容器的电容值与所述第一电容阵列和所述第二电容阵列中的最小电容值一致。11.根据权利要求5所述的模数转换器，其中，所述第一补偿电容器和所述第二补偿电容器的电容值与所述第一电容阵列或所述第二电容阵列的电容值的一半一致。12.根据权利要求5所述的模数转换器，其中，还包括：有源放大单元，用于提供所述第二电压和所述第一电压，所述第一电压和所述第二电压满足v2-v1＝vdd*cdac/(2*cc)，其中，vdd为所述电源电压，所述第一电压和所述第二电压根据所述电源电压和所述第一补偿电容的电容值获得。13.根据权利要求2所述的模数转换器，其中，还包括：逐次逼近控制逻辑模块，用于根据所述比较器提供的逻辑信号控制所述电荷分配保持模块的第一电容阵列和第二电容阵列的第一参考电压和第二参考电压的接入状态的切换，调节所述目标参考电压。14.根据权利要求13所述的模数转换器，其中，对所述电荷分配保持模块的分配电荷的补偿，在所述待转换信号与多个目标参考电压中的至少部分目标参考电压的比较中进行。

技术总结
公开了一种模数转换器，包括电荷分配保持模块、共模电压补偿模块和比较器，电荷分配保持模块采样待转换信号，并与目标参考电压作减法处理，以提供正相输出电压和负相输出电压，比较器比较该正相输出电压和负相输出电压获得逻辑信号，该逻辑信号对应目标参考电压与待转换信号的比较结果，其中，共模电压补偿模块对电荷分配保持模块的分配电荷进行补偿，以将电荷分配保持模块的输出共模电压拉向期望值。本发明的模数转换器设置的共模电压补偿模块将将电荷分配保持模块的输出共模电压拉向期望值，降低了比较器的实际输入共模电压与标准值的偏差，提高比较器的比较结果的可靠性，提高了模数转换器的转换精度和可靠性。高了模数转换器的转换精度和可靠性。高了模数转换器的转换精度和可靠性。


技术研发人员：曲光阳 来晨
受保护的技术使用者：矽力杰半导体技术（杭州）有限公司
技术研发日：2021.11.05
技术公布日：2022/3/7