一种ADC电路及其控制方法与流程

一种adc电路及其控制方法
技术领域
1.本发明涉及电子技术领域，尤其涉及一种adc电路及其控制方法。


背景技术：

2.在电子技术领域中，模拟数字转换器(analog-to-digital converter,adc)电路可以用于信号测量，将模拟信号转换为数字信号。
3.在某些应用场景下，需要支持连续测量不同输入通道的差分信号和单端信号。目前常规做法是，通过切换adc工作模式，利用差分模式和单端模式分别处理差分信号和单端信号。
4.但是，现有的adc不能连续运行两种工作模式，例如，需要对差分信号处理完毕后，才会重新配置adc，再对单端信号进行处理，中间会存在冗余的模式切换时间，不能连续运行。并且当对adc精度要求比较高时，需要对adc进行校准，传统方法也无法满足连续对adc差分模式和单端模式进行校准。


技术实现要素：

5.为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种adc电路及其控制方法。技术方案如下：
6.根据本发明的一方面，提供了一种adc电路，所述adc电路至少包括：输入预处理模块，模数转换模块；
7.所述输入预处理模块用于接收输入信号，被配置为当第一控制信号为第一电平时，基于所述输入信号输出第一信号；当所述第一控制信号为第二电平时，基于所述输入信号输出第二信号；
8.所述模数转换模块与所述输入预处理模块连接，被配置为在采样期间，对所述输入预处理模块输出的信号进行采样；在转换期间，当第二控制信号为与所述第一电平相匹配的第三电平时，基于采样的第一信号输出对应的第一数字信号，当所述第二控制信号为与所述第二电平相匹配的第四电平时，基于采样的第二信号输出对应的第二数字信号；
9.其中，所述第一控制信号在所述转换期间进行电平切换，所述第二控制信号在所述采样期间进行电平切换。
10.可选的，所述输入预处理模块至少包括第一开关；
11.所述第一开关，被配置为基于所述第一控制信号，切换所述输入预处理模块输出的信号。
12.可选的，当所述第一控制信号为所述第一电平时，所述第一开关的一端用于在所述输入预处理模块的负端接入负端输入电压，另一端与所述模数转换模块连接；
13.当所述第一控制信号为所述第二电平时，所述第一开关的一端用于在所述输入预处理模块的负端接入第一预设电压，另一端与所述模数转换模块连接。
14.可选的，所述模数转换模块包括数模转换模块、比较模块和逻辑模块，所述数模转
换模块用于采样保持和量化；
15.所述数模转换模块与所述输入预处理模块连接，被配置为在所述转换期间，当所述第二控制信号为所述第三电平时，执行所述第一信号对应的第一工作模式；当所述第二控制信号为所述第四电平时，执行所述第二信号对应的第二工作模式；
16.所述比较模块的输入端与所述数模转换模块连接，输出端与所述逻辑模块连接；
17.所述逻辑模块，被配置为输出所述输入信号对应的数字信号。
18.可选的，所述数模转换模块包括正端数模转换模块和负端数模转换模块，所述正端数模转换模块和第二开关相适配，所述负端数模转换模块和第三开关相适配；
19.在所述转换期间，
20.当所述第二控制信号为所述第三电平时，所述第二开关和所述第三开关适配所述第一工作模式；
21.当所述第二控制信号为所述第四电平时，所述第二开关适配所述第二工作模式，所述第三开关用于将第二预设电压接入所述负端数模转换模块。
22.可选的，所述第二预设电压与接入所述输入预处理模块的第一预设电压之间的差值不大于差值阈值。
23.可选的，所述逻辑模块，还被配置为在校准期间，对数模转换模块的误差电压进行量化，得到失配码。
24.可选的，所述adc电路还包括校准模块；
25.所述校准模块与所述模数转换模块连接，被配置为基于校准期间得到的失配码确定校准码，对所述模数转换模块进行校准码回补。
26.可选的，所述校准模块包括校准数模转换模块，校准算法模块，校准控制模块；
27.所述校准算法模块的输入端与所述模数转换模块连接，输出端与所述校准控制模块连接，被配置为当所述第二控制信号为所述第三电平时，基于所述失配码确定所述第一信号对应的第一校准码；当所述第二控制信号为所述第四电平时，基于所述失配码确定所述第二信号对应的第二校准码；
28.所述校准控制模块，被配置为在所述转换期间，将所述校准算法模块当前输出的校准码传输至所述校准数模转换模块；
29.所述校准数模转换模块，被配置为在所述转换期间，基于当前接收的校准码对所述数模转换模块进行电压回补。
30.可选的，所述校准算法模块，还被配置为存储所述失配码。
31.可选的，所述校准控制模块，还被配置为在所述采样期间，将校准码设置为预设的中间校准码，将所述中间校准码传输至所述校准数模转换模块。
32.根据本发明的另一方面，提供了一种adc电路的控制方法，所述adc电路至少包括：输入预处理模块、模数转换模块，所述方法包括：
33.接收输入信号，当第一控制信号为第一电平时，通过所述输入预处理模块，基于所述输入信号获取第一信号；当所述第一控制信号为第二电平时，通过所述输入预处理模块，基于所述输入信号获取第二信号；
34.在采样期间，对获取的信号进行采样；
35.在转换期间，当第二控制信号为与所述第一电平相匹配的第三电平时，将所述第
一信号转换为对应的第一数字信号；当所述第二控制信号为与所述第二电平相匹配的第四电平时，将所述第二信号转换为对应的第二数字信号；
36.其中，所述第一控制信号在所述转换期间进行电平切换，所述第二控制信号在所述采样期间进行电平切换。
37.可选的，所述输入预处理模块至少包括第一开关；
38.所述方法还包括：基于所述第一控制信号控制所述第一开关，切换所述输入预处理模块输出的信号。
39.可选的，所述基于所述第一控制信号控制所述第一开关，切换所述输入预处理模块输出的信号，包括：
40.当所述第一控制信号为所述第一电平时，控制所述第一开关将负端输入电压从所述输入预处理模块的负端接入所述模数转换模块；将正端输入电压从所述输入预处理模块的正端接入所述模数转换模块；
41.当所述第一控制信号为所述第二电平时，控制所述第一开关将第一预设电压从所述输入预处理模块的负端接入所述模数转换模块；将正端输入电压从所述输入预处理模块的正端接入所述模数转换模块。
42.可选的，所述模数转换模块包括数模转换模块、比较模块和逻辑模块，所述数模转换模块用于采样保持和量化；
43.所述对获取的信号进行采样，包括：基于所述数模转换模块对获取的信号进行采样；
44.所述将所述第一信号转换为对应的第一数字信号，包括：控制所述数模转换模块执行所述第一信号对应的第一工作模式；基于所述逻辑模块，输出所述第一信号对应的第一数字信号；
45.所述将所述第二信号转换为对应的第二数字信号，包括：控制所述数模转换模块执行所述第二信号对应的第二工作模式；基于所述逻辑模块，输出所述第二信号对应的第二数字信号。
46.可选的，所述数模转换模块包括正端数模转换模块和负端数模转换模块，所述正端数模转换模块和第二开关相适配，所述负端数模转换模块和第三开关相适配；
47.所述方法还包括：
48.当所述第二控制信号为所述第三电平时，控制所述第二开关和所述第三开关适配所述第一工作模式；
49.当所述第二控制信号为所述第四电平时，控制所述第二开关适配所述第二工作模式，控制所述第三开关将第二预设电压接入所述负端数模转换模块。
50.可选的，所述第二预设电压与接入所述输入预处理模块的第一预设电压之间的差值不大于差值阈值。
51.可选的，所述方法还包括：
52.在校准期间，复用所述逻辑模块对数模转换模块的误差电压进行量化，得到失配码。
53.可选的，所述adc电路还包括校准模块；
54.所述方法还包括：
55.在所述转换期间，通过所述校准模块，基于校准期间得到的失配码确定校准码，对所述模数转换模块进行校准码回补。
56.可选的，所述校准模块包括校准数模转换模块，校准算法模块，校准控制模块；
57.所述通过所述校准模块，基于校准期间得到的失配码确定校准码，对所述模数转换模块进行校准码回补，包括：
58.当所述第二控制信号为所述第三电平时，通过所述校准算法模块，基于所述失配码确定所述第一信号对应的第一校准码；当所述第二控制信号为所述第四电平时，通过所述校准算法模块，基于所述失配码确定所述第二信号对应的第二校准码；
59.将所述校准算法模块当前输出的校准码传输至所述校准数模转换模块；
60.基于所述校准数模转换模块，根据当前接收的校准码对所述模数转换模块进行电压回补。
61.可选的，所述方法还包括：
62.基于所述校准算法模块存储所述失配码。
63.可选的，所述方法还包括：
64.在所述采样期间，将所述校准数模转换模块的电压设置为预设的中间校准码。
65.根据本发明的另一方面，提供了一种芯片，包括上述adc电路。
66.根据本发明的另一方面，提供了一种电子设备，包括：
67.上述adc电路；
68.处理器；以及
69.存储程序的存储器，
70.其中，所述程序包括指令，所述指令在由所述处理器执行时使所述处理器执行上述adc电路的控制方法。
71.根据本发明的另一方面，提供了一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，其中，所述计算机指令用于使计算机执行上述adc电路的控制方法。
72.本发明实施例中，通过第一控制信号和第二控制信号，adc电路可以实现对两种不同的工作模式的连续转换，不需要重新启动adc电路来对不同的工作模式进行配置。
附图说明
73.在下面结合附图对于示例性实施例的描述中，本发明的更多细节、特征和优点被公开，在附图中：
74.图1示出了根据本发明示例性实施例提供的adc电路结构示意图；
75.图2示出了根据本发明示例性实施例提供的时序控制示意图；
76.图3示出了根据本发明示例性实施例提供的输入预处理模块示意图；
77.图4示出了根据本发明示例性实施例提供的adc电路结构示意图；
78.图5示出了根据本发明示例性实施例提供的sar adc电路结构示意图；
79.图6示出了根据本发明示例性实施例提供的adc电路结构示意图；
80.图7示出了根据本发明示例性实施例提供的adc电路结构示意图；
81.图8示出了根据本发明示例性实施例提供的时序控制示意图；
82.图9示出了根据本发明示例性实施例提供的sar adc电路结构示意图；
83.图10示出了根据本发明示例性实施例提供的adc电路的控制方法流程图；
84.图11示出了根据本发明示例性实施例提供的采样期间开关状态示意图；
85.图12示出了根据本发明示例性实施例提供的采样期间开关状态示意图；
86.图13示出了根据本发明示例性实施例提供的转换期间开关状态示意图；
87.图14示出了根据本发明示例性实施例提供的转换期间开关状态示意图；
88.图15示出了根据本发明示例性实施例提供的adc电路的校准控制方法流程图；
89.图16示出了能够用于实现本发明的实施例的示例性电子设备的结构框图。
具体实施方式
90.下面将参照附图更详细地描述本发明的实施例。虽然附图中显示了本发明的某些实施例，然而应当理解的是，本发明可以通过各种形式来实现，而且不应该被解释为限于这里阐述的实施例，相反提供这些实施例是为了更加透彻和完整地理解本发明。应当理解的是，本发明的附图及实施例仅用于示例性作用，并非用于限制本发明的保护范围。
91.应当理解，本发明的方法实施方式中记载的各个步骤可以按照不同的顺序执行，和/或并行执行。此外，方法实施方式可以包括附加的步骤和/或省略执行示出的步骤。本发明的范围在此方面不受限制。
92.本文使用的术语“包括”及其变形是开放性包括，即“包括但不限于”。术语“基于”是“至少部分地基于”。术语“一个实施例”表示“至少一个实施例”；术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”；术语“一些实施例”表示“至少一些实施例”。其他术语的相关定义将在下文描述中给出。需要注意，本发明中提及的“第一”、“第二”等概念仅用于对不同的装置、模块或单元进行区分，并非用于限定这些装置、模块或单元所执行的功能的顺序或者相互依存关系。
93.需要注意，本发明中提及的“一个”、“多个”的修饰是示意性而非限制性的，本领域技术人员应当理解，除非在上下文另有明确指出，否则应该理解为“一个或多个”。
94.本发明实施方式中的多个装置之间所交互的消息或者信息的名称仅用于说明性的目的，而并不是用于对这些消息或信息的范围进行限制。
95.本发明实施例提供了一种adc电路，如图1所示，该adc电路至少包括：输入预处理模块，模数转换模块。该电路可以由如图2所示的时序进行控制，其中，sar_clk是指时钟控制信号，sar_sample是指采样控制信号，diff_en1是指第一控制信号，diff_en2是指第二控制信号。
96.输入预处理模块用于接收输入信号，被配置为当第一控制信号为第一电平时，基于输入信号输出第一信号；当第一控制信号为第二电平时，基于输入信号输出第二信号；
97.模数转换模块与输入预处理模块连接，被配置为在采样期间，对输入预处理模块输出的信号进行采样；在转换期间，当第二控制信号为与第一电平相匹配的第三电平时，基于采样的第一信号输出对应的第一数字信号，当第二控制信号为与第二电平相匹配的第四电平时，基于采样的第二信号输出对应的第二数字信号；
98.其中，第一控制信号在转换期间进行电平切换，第二控制信号在所述采样期间进行电平切换。
99.在一种可能的实施方式中，上述第一信号的输入信号可以是差分信号，第一信号
可以是对应的差分信号；上述第二信号的输入信号可以是单端信号，第二信号可以是对应的伪差分信号。
100.可选的，输入预处理模块至少可以包括第一开关；
101.第一开关，被配置为基于第一控制信号，切换输入预处理模块输出的信号。
102.如图3所示的输入预处理模块示意图，第一开关可以设置于输入预处理模块的负端。
103.在一种可能的实施方式中，输入预处理模块的正端也可以设置有与第一开关相同的开关，用以减少输入预处理模块正负两端输出电压失调，提高模数转换的准确性。
104.在另一种可能的实施方式中，输入预处理模块的正端也可以不设置开关，将正端输入电压接入模数转换模块。本实施例对输入预处理模块的正端是否设置开关不作限定。
105.可选的，当第一控制信号为第一电平时，第一开关的一端用于在输入预处理模块的负端接入负端输入电压，另一端与模数转换模块连接；
106.当第一控制信号为第二电平时，第一开关的一端用于在输入预处理模块的负端接入第一预设电压，另一端与模数转换模块连接。
107.可选的，如图4所示的adc电路，其中，模数转换模块可以包括数模转换模块、比较模块和逻辑模块，数模转换模块可以用于采样保持和量化。该量化可以采用逐次逼近的方式，也可以采用其他方式，本实施例对此不作限定。
108.数模转换模块与输入预处理模块连接，被配置为在转换期间，当第二控制信号为第三电平时，执行第一信号对应的第一工作模式；当第二控制信号为第四电平时，执行第二信号对应的第二工作模式；
109.比较模块的输入端与数模转换模块连接，输出端与逻辑模块连接；
110.逻辑模块，被配置为输出输入信号对应的数字信号。
111.在一种可能的实施方式中，如图5所示的sar adc(successive approximation register analog-to-digital converter，逐次逼近式模拟数字转换器)电路，上述数模转换模块可以是数字模拟转换差分电容阵列(dac)，上述比较模块可以是比较器(comp)，逻辑模块可以是sar逻辑模块。
112.可选的，数模转换模块包括正端数模转换模块和负端数模转换模块，正端数模转换模块和第二开关相适配，负端数模转换模块和第三开关相适配；
113.在转换期间，
114.当第二控制信号为第三电平时，第二开关和第三开关适配第一工作模式；
115.当第二控制信号为第四电平时，第二开关适配第二工作模式，第三开关用于将第二预设电压接入负端数模转换模块。
116.在采样期间，上述第二开关用于将输入预处理模块的正端输出电压接入正端数模转换模块，上述第三开关用于将输入预处理模块的负端输出电压接入负端数模转换模块。
117.上述adc电路可以在第一控制信号和第二控制信号的控制之下实现差分信号和单端信号的连续转换。
118.可选的，上述逻辑模块，还被配置为在校准期间，对数模转换模块的误差电压进行量化，得到失配码。也即是说，在校准期间，可以复用模数转换模块中已有的逻辑模块来计算失配码，无需在后续的校准模块中额外增加逻辑模块，优化了校准模块逻辑复杂度，并减
小了adc电路的面积。
119.进一步的，为了提高adc电路的精度，如图6所示，该adc电路还可以包括校准模块。
120.校准模块与模数转换模块连接，被配置为基于校准期间得到的失配码确定校准码，对模数转换模块进行校准码回补。
121.可选的，如图7所示的adc电路，其中，校准模块可以包括校准数模转换模块，校准算法模块，校准控制模块。该adc电路可以由如图8所示的时序进行控制，其中，calcode_i《m:1》是指校准算法模块输出的校准码，calcode_p/n《m:1》是指校准控制模块输出的校准码，m位数由校准数模转换模块的位数决定。
122.校准算法模块的输入端与模数转换模块连接，输出端与校准控制模块连接，被配置为当第二控制信号为第三电平时，基于失配码确定第一信号对应的第一校准码；当第二控制信号为第四电平时，基于失配码确定第二信号对应的第二校准码；
123.校准控制模块，被配置为在转换期间，将校准算法模块当前输出的校准码传输至校准数模转换模块；
124.校准数模转换模块，被配置为在转换期间，基于当前接收的校准码对数模转换模块进行电压回补。
125.在一种可能的实施方式中，当adc电路为如图5所示的sar adc电路时，相对应的增加校准模块后的电路如图9所示。校准算法模块的输入端与逐次逼近搜索逻辑模块连接。校准数模转换模块可以是校准差分电容阵列(caldacp/caldacn)，与对比较器的输入端连接，可以被配置为在转换期间，基于当前接收的校准码对比较器输入端的电压进行回补。校准数模转换模块还可以采用其他的电路结构，例如电容电阻阵列，本实施例对校准数模转换模块的具体电路结构不作限定。
126.可选的，校准算法模块，还被配置为存储失配码。
127.可选的，校准控制模块，还被配置为在采样期间，将校准码设置为预设的中间校准码，将中间校准码传输至校准数模转换模块。
128.上述adc电路在实现差分信号和单端信号的连续转换的基础上，还可以实现对差分信号和单端信号的连续校准。其中，由于复用了逻辑模块，无需额外增加另一逻辑模块，优化了校准模块逻辑复杂度，并减小了adc电路的面积。
129.本发明实施例提供了一种adc电路的控制方法，该方法可以用于控制上述adc电路。下面将参照图10所示的adc电路的控制方法流程图，对控制方法进行介绍。
130.首先对图2、8中示出的时序控制关系进行介绍。
131.在电子设备中可以预先对adc电路设置时钟控制信号sar_clk、采样控制信号sar_sample、第一控制信号diff_en1、第二控制信号diff_en2。
132.当采样控制信号为高电平时，adc电路处于采样期间，执行采样相关的处理；当采样控制信号为低电平时，adc电路处于转换期间，执行转换相关的处理。如图2、8所示，sar_sample初始可以为低电平，在sar_clk的第2个上升沿从低电平切换为高电平，在第4个上升沿从高电平切换为低电平，采样周期为2个时钟周期；在sar_clk的第4个上升沿从高电平切换为低电平，在第16个上升沿从低电平切换为高电平，转换周期为12个时钟周期。本实施例对采样控制信号的初始电平、具体切换电平的位置以及采样周期、转换周期不作限定。
133.在本实施例中，第一控制信号可以用于控制输入预处理模块的输出电压模式，为
了保证adc电路采样之前可以提前处理好外部输入信号，第一控制信号可以在采样控制信号切换为高电平之前进行切换，也即是第一控制信号可以在转换期间进行电平切换。
134.在一种优选的实施方式中，第一控制信号可以比采样控制信号提前1个时钟周期或者多个时钟周期切换电平，避免对采样造成影响。如图2、8所示，diff_en1可以在转换期间，比sar_sample提前1个时钟周期或者多个时钟周期切换，比如在sar_clk的第1个上升沿，diff_en1从低电平切换到高电平；在adc电路的转换期间，diff_en1可以在sar_clk的第5个上升沿从高电平切换到低电平，也可以在第15个上升沿从高电平切换到低电平。本实施例对第一控制信号具体切换电平的位置不作限定。
135.在本实施例中，第二控制信号可以用于控制adc电路在转换期间的工作模式，具体可以是控制模数转换模块中的数模转换模块(dac)在转换期间的工作模式，以及在adc电路包括校准模块时，控制校准模块的工作模式。与第一控制信号同理，为了保证adc电路在转换之前可以提前配置好相应的工作模式，第二控制信号可以在采样控制信号切换为低电平之前进行切换，也即是第二控制信号可以在采样期间进行电平切换，第二控制信号的切换不影响数模转换模块的采样功能。
136.在一种优选的实施方式中，第二控制信号可以比采样控制信号提前切换电平，避免对转换造成影响。如图2、8所示，diff_en2可以在采样期间，比sar_sample提前切换，比如在sar_clk的第3个上升沿，diff_en2从低电平切换到高电平，也可以在第2个或第3个下降沿从低电平切换到高电平。本实施例对第二控制信号具体切换电平的位置不作限定。
137.其次对图10中示出的adc电路的控制方法进行介绍。
138.步骤1001，接收输入信号，当第一控制信号为第一电平时，通过输入预处理模块，基于输入信号获取第一信号；当第一控制信号为第二电平时，通过输入预处理模块，基于输入信号获取第二信号。
139.在一种可能的实施方式中，adc电路可以对电路外部多个通道的信号进行采集，其中采集的信号可以至少包括差分信号和单端信号。对于差分信号，可以具有两个通道的输入，例如通道x和通道x-1，通道x的信号可以作为输入预处理模块的正端输入信号vinp，通道x-1的信号为输入预处理模块的负端输入信号vinn。对于单端信号，可以具有一个通道的输入，例如通道x-2，通道x-2的信号可以作为输入预处理模块的正端输入信号vinp。
140.第一控制信号可以控制输入预处理模块的输出电压模式，使得输入预处理模块可以输出差分信号对应的第一信号，或者单端信号对应的第二信号。
141.当第一控制信号为第一电平时，输入预处理模块的输出电压模式可以为差分模式，此时，输入预处理模块的正端输出信号vin 可以为通道x的信号vinp，负端输出信号vin-可以为通道x-1的信号vinn。其中，第一电平可以是高电平，也可以是低电平，本实施例对此不作限定。
142.当第一控制信号为第二电平时，输入预处理模块的输出电压模式可以为单端模式，此时，输入预处理模块的正端输出信号vin 可以为通道x-2的信号vinp，负端输出信号vin-可以为第一预设电压。其中，第二电平与上述第一电平相反，当第一电平为高电平时，第二电平为低电平；当第一电平为低电平时，第二电平为高电平。第一预设电压可以是内置的正端参考电压vrefn、负端参考电压vrefp或者其它固定电压值，后文的第二预设电压同理，第一预设电压和第二预设电压可以相同也可以不同，本实施例对此不作限定。
143.可选的，输入预处理模块至少包括第一开关；
144.该方法还包括：基于第一控制信号控制第一开关，切换输入预处理模块输出的信号。相应的处理可以如下：
145.当第一控制信号为第一电平时，控制第一开关将负端输入电压从输入预处理模块的负端接入模数转换模块；将正端输入电压从输入预处理模块的正端接入模数转换模块；
146.当第一控制信号为第二电平时，控制第一开关将第一预设电压从输入预处理模块的负端接入模数转换模块；将正端输入电压从输入预处理模块的正端接入模数转换模块。
147.具体的，如图11、12所示的采样期间开关状态，以输入预处理模块的正负端均包括开关为例，其中，正端的开关用于将正端输入电压接入模数转换模块；负端的开关用于将负端输入电压或第一预设电压接入模数转换模块。负端的开关与上述第一开关相对应。
148.第一控制信号控制输入预处理模块的输出电压模式的一种具体实施方式如下：
149.当第一控制信号为第一电平时，可以将正端的开关的一端用于接收正端输入电压，另一端与模数转换模块连接；将负端的开关的一端用于接收负端输入电压，另一端与模数转换模块连接。此时，输出电压模式为差分模式，vin ＝vinp，vin-＝vinn，输入预处理模块输出差分信号对应的第一信号，并将vinp输入数模转换模块的正端，将vinn输入数模转换模块的负端。
150.当第一控制信号为第二电平时，可以将正端的开关的一端用于接收正端输入电压，另一端与模数转换模块连接；将负端的开关的一端用于接收第一预设电压，另一端与模数转换模块连接。此时，输出电压模式为单端模式，vin ＝vinp，vin-＝第一预设电压，输入预处理模块输出单端信号对应的第二信号，并将vinp输入数模转换模块的正端，将第一预设电压输入数模转换模块的负端。
151.步骤1002，在采样期间，对上述获取的信号进行采样。
152.在一种可能的实施方式中，采样期间，不管是差分模式还是单端模式，数模转换模块都可以对输入预处理模块输出的信号进行采样，不需要修改数模转换模块的电路结构。
153.可选的，当adc电路如图4所示时，可以基于数模转换模块对获取的信号进行采样。
154.可选的，数模转换模块可以包括正端数模转换模块和负端数模转换模块，正端数模转换模块和第二开关相适配，负端数模转换模块和第三开关相适配。在采样期间，上述第二开关用于将输入预处理模块的正端输出电压接入正端数模转换模块，上述第三开关用于将输入预处理模块的负端输出电压接入负端数模转换模块。
155.在一种可能的实施方式中，如图11、12所示的采样期间开关状态，数字模拟转换差分电容阵列可以包括多个开关(sp/sn)，每个开关与一个电容(cp/cn)相适配。
156.在采样期间，可以将数字模拟转换差分电容阵列的正端电容阵列的每个开关，一端与输入预处理模块的正端连接，另一端与正端电容连接；将数字模拟转换差分电容阵列的负端电容阵列的每个开关，一端与输入预处理模块的负端连接，另一端与负端电容连接。使得输入预处理模块输出的信号可以输入数字模拟转换差分电容阵列。
157.步骤1003，在转换期间，当第二控制信号为与第一电平相匹配的第三电平时，将第一信号转换为对应的第一数字信号；当第二控制信号为与第二电平相匹配的第四电平时，将第二信号转换为对应的第二数字信号。
158.在一种可能的实施方式中，第二控制信号可以控制adc电路的工作模式，使得adc
电路可以执行差分信号对应的第一工作模式或者单端信号对应的第二工作模式，输出差分信号或单端信号对应的数字信号。其中，第三电平可以是高电平，也可以是低电平，本实施例对此不作限定。第四电平与第三电平相反，当第三电平为高电平时，第四电平为低电平；当第三电平为低电平时，第四电平为高电平。
159.可选的，当adc电路如图4所示时，当第二控制信号为第三电平时，可以控制数模转换模块执行上述第一工作模式，进而基于逻辑模块，输出第一信号对应的第一数字信号。当第二控制信号为第四电平时，可以控制数模转换模块执行上述第二工作模式，进而基于逻辑模块，输出第二信号对应的第二数字信号。
160.可选的，对应于上述数模转换模块包括第二开关和第三开关的情况，可以具有如下处理：当第二控制信号为第三电平时，控制第二开关和第三开关适配第一工作模式；当第二控制信号为第四电平时，控制第二开关适配第二工作模式，控制第三开关将第二预设电压接入负端数模转换模块。
161.在一种可能的实施方式中，如图13、14所示的转换期间开关状态，当第二控制信号为第三电平时，可以基于逐次逼近搜索逻辑模块，分别控制数字模拟转换差分电容阵列的每个开关。此时，数字模拟转换差分电容阵列的正负端电容阵列同时受逐次逼近搜索逻辑模块控制。
162.当第二控制信号为第四电平时，基于逐次逼近搜索逻辑模块，控制数字模拟转换差分电容阵列的正端电容阵列的每个开关；将数字模拟转换差分电容阵列的负端电容阵列的每个开关，一端用于接收第二预设电压，另一端与负端电容连接。此时，只有数字模拟转换差分电容阵列的正端电容阵列受逐次逼近搜索逻辑模块控制，负端电容阵列固定接入上述第二预设电压，也即是正端参考电压vrefn、负端参考电压vrefp或者其它固定电压值。
163.可选的，第二预设电压可以与接入输入预处理模块的第一预设电压之间的差值不大于差值阈值。其中，差值阈值可以等于(vrefn vrefp)/2。在一种优选的实施方式中，第二预设电压与第一预设电压相等。
164.在另一种可能的实施方式中，当第二预设电压与第一预设电压不相等时，可以基于电压差值对adc电路输出的数字信号进行处理。具体的，可以是将第二预设电压与第一预设电压相减，得到电压差值；基于adc电路中模数转换的原理，将电压差值转换成差异码值；将adc电路输出的数字信号码值与差异码值相减，得到最终的数字信号码值。
165.示例性的，当adc电路处理单端信号时，若第一预设电压为0v，第二预设电压为1/2*vrefp，则电压差值可以采用如下公式得到：电压差值＝第二预设电压-第一预设电压＝1/2*vrefp。对电压差值采用如下公式转换为差异码值：差异码值＝电压差值/vrefp*2^n＝2^(n-1)。对数字信号码值采用如下公式，计算最终的数字信号码值：最终的数字信号码值＝数字信号码值-差异码值。
166.当adc电路处理差分信号时，若第一预设电压为0v，第二预设电压为1/2*vrefp，则电压差值可以采用如下公式得到：电压差值＝第二预设电压-第一预设电压＝1/2*vrefp。对电压差值采用如下公式转换为差异码值：差异码值＝电压差值/vrefp*2^(n-1)＝2^(n-2)。对数字信号码值采用如下公式，计算最终的数字信号码值：最终的数字信号码值＝数字信号码值-差异码值。
167.其中，n为adc电路的位数，差异码值可正可负。此外，上述转换差异码值的处理可
以在电路中处理，也可以在使用过程中通过软件处理，本实施例对此不作限定。
168.进一步的，为了提高adc电路的精度，还可以基于校准模块对信号进行校准。也即是通过校准模块，基于校准期间得到的失配码确定校准码，对模数转换模块进行校准码回补。
169.下面将参照如图7所示的adc电路，对图15所示的adc电路的校准控制方法进行介绍。
170.步骤1501，当第二控制信号为第三电平时，通过校准算法模块，基于失配码确定第一信号对应的第一校准码；当第二控制信号为第四电平时，通过校准算法模块，基于失配码确定第二信号对应的第二校准码。
171.在一种可能的实施方式中，第二控制信号可以控制校准算法模块的工作模式，使得校准算法模块计算并输出差分信号对应的第一校准码或者单端信号对应的第二校准码。校准算法模块的工作模式与上述转换期间adc电路的工作模式相对应。
172.当第二控制信号为第三电平时，工作模式为差分信号对应的第一工作模式，在转换期间，校准算法模块可以基于数字模拟转换差分电容阵列的失调和电容失配的误差电压，计算差分信号的第一校准码，并将该第一校准码存储在校准算法模块中。
173.当第二控制信号为第四电平时，工作模式为单端信号对应的第二工作模式，在转换期间，校准算法模块可以基于数字模拟转换差分电容阵列的失调和电容失配的误差电压，计算单端信号的第二校准码，并将该第二校准码存储在校准算法模块中。
174.在一种优选的实施方式中，上述失配码可以由模数转换模块中的逻辑模块计算得到，具体处理如下：在校准期间，复用逻辑模块对数模转换模块的误差电压进行量化，得到失配码。如图5所示的sar adc电路，在校准误差阶段，可以复用模数转换模块中已有的逐次逼近搜索逻辑模块，sar逻辑控制信号通过控制校准控制模块，来控制校准差分电容阵列，进行量化数字模拟转换差分电容阵列的失调和电容失配的误差电压大小，并将得到的失配码传输至校准算法模块，并由校准算法模块存储失配码。
175.步骤1502，将校准算法模块当前输出的校准码传输至校准差分电容阵列。
176.在一种可能的实施方式，sar逻辑控制信号可以通过控制校准控制模块，来控制校准差分电容阵列，校准控制模块的输出由校准算法模块的输出决定。如图9所示的sar adc电路，在转换期间，当第二控制信号为第三电平时，校准算法模块输出的校准码calcode_i《m:1》为差分校准码(即第一校准码)，此时，校准控制模块可以分别输出正端校准码calcode_p《m:1》和负端校准码calcode_n《m:1》，传输至校准差分电容阵列。其中，正端校准码calcode_p《m:1》可以输入校准差分电容阵列的正端电容阵列，负端校准码calcode_n《m:1》可以输入校准差分电容阵列的负端电容阵列。
177.当第二控制信号为第四电平时，校准算法模块输出的校准码calcode_i《m:1》为单端校准码(即第二校准码)，后续校准控制模块的处理与上述同理，此处不再赘述。
178.步骤1503，基于校准数模转换模块，根据当前接收的校准码对模数转换模块进行电压回补。
179.在一种可能的实施方式中，如图9所示的sar adc电路，在转换期间，当第二控制信号为第三电平时，校准差分电容阵列的正端电容阵列可以接收到差分校准码calcode_p《m:1》，将校准码值calcode_p《m:1》回补至比较器正输入端的电压；校准差分电容阵列的负端
电容阵列可以接收到差分校准码calcode_n《m:1》，将校准码值calcode_n《m:1》回补至比较器负输入端的电压。
180.当第二控制信号为第四电平时，校准差分电容阵列可以接收到单端校准码，对比较器输入端的电压进行回补，具体处理与上述同理，此处不再赘述。
181.在上述步骤1503之前的采样期间，还可以进行回补复位，将校准数模转换模块的电压设置为预设的中间校准码。如图8所示的calcode_p/n《m:1》，在采样期间，校准控制模块根据采样控制信号输出预置的中间校准码，并将中间校准码传输至校准差分电容阵列，将校准差分电容阵列设置为中间校准码值，为正常转换期间补偿可正可负的误差电压做好准备。
182.可选的，adc电路还可以包括复位开关，复位开关可以用于将偏置电压接入数模转换模块。
183.在一种可能的实施方式中，如图11、12所示，在采样期间，可以将复位开关swcm1/2闭合，使得数字模拟转换差分电容阵列中电容的一个极板复位至偏置电压vcm。此外，如图13、14所示，在转换期间，可以将复位开关swcm1/2断开。
184.本发明实施例可以获得如下有益效果：
185.(1)通过本发明提供的第一控制信号和第二控制信号，adc电路可以实现对差分信号和单端信号的连续转换，不需要重新启动adc电路来对不同的工作模式进行配置。
186.(2)通过本发明提供的adc电路以及相应的时序控制，在实现对差分信号和单端信号的连续转换的基础上，还可以实现连续校准。
187.(3)在校准误差阶段，通过复用逻辑模块实现量化误差电压，不需要额外添加另一逻辑模块，优化了校准模块的逻辑复杂度，并且可以减小adc电路的面积。
188.本发明示例性实施例还提供一种芯片，包括本发明实施例提供的adc电路。
189.本发明示例性实施例还提供一种电子设备，包括：本发明实施例提供的adc电路；至少一个处理器；以及与至少一个处理器通信连接的存储器。存储器存储有能够被至少一个处理器执行的计算机程序，计算机程序在被至少一个处理器执行时用于使电子设备执行根据本发明实施例的方法。
190.本发明示例性实施例还提供一种存储有计算机程序的非瞬时计算机可读存储介质，其中，计算机程序在被计算机的处理器执行时用于使计算机执行根据本发明实施例的方法。
191.参考图16，现将描述可以作为本发明的电子设备1600的结构框图，其是可以应用于本发明的各方面的硬件设备的示例。电子设备旨在表示各种形式的数字电子的计算机设备，诸如，数据中心服务器、笔记本电脑、瘦客户机、膝上型计算机、台式计算机、工作站、个人数字助理、刀片式服务器、大型计算机、和其它适合的计算机。电子设备还可以表示各种形式的移动装置，诸如，个人数字处理、蜂窝电话、智能电话、可穿戴设备和其它类似的计算装置。本文所示的部件、它们的连接和关系、以及它们的功能仅仅作为示例，并且不意在限制本文中描述的和/或者要求的本发明的实现。
192.如图16所示，电子设备1600包括计算单元1601，其可以根据存储在只读存储器(rom)1602中的计算机程序或者从存储单元1608加载到随机访问存储器(ram)1603中的计算机程序，来执行各种适当的动作和处理。在ram 1603中，还可存储设备1600操作所需的各
种程序和数据。计算单元1601、rom 1602以及ram 1603通过总线1604彼此相连。输入/输出(i/o)接口1605也连接至总线1604。
193.电子设备1600中的多个部件连接至i/o接口1605，包括：输入单元1606、输出单元1607、存储单元1608以及通信单元1609。输入单元1606可以是能向电子设备1600输入信息的任何类型的设备，输入单元1606可以接收输入的数字或字符信息，以及产生与电子设备的用户设置和/或功能控制有关的键信号输入。输出单元1607可以是能呈现信息的任何类型的设备，并且可以包括但不限于显示器、扬声器、视频/音频输出终端、振动器和/或打印机。存储单元1604可以包括但不限于磁盘、光盘。通信单元1609允许电子设备1600通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据，并且可以包括但不限于调制解调器、网卡、红外通信设备、无线通信收发机和/或芯片组，例如蓝牙设备、wifi设备、wimax设备、蜂窝通信设备和/或类似物。
194.计算单元1601可以是各种具有处理和计算能力的通用和/或专用处理组件。计算单元1601的一些示例包括但不限于中央处理单元(cpu)、图形处理单元(gpu)、各种专用的人工智能(ai)计算芯片、各种运行机器学习模型算法的计算单元、数字信号处理器(dsp)、以及任何适当的处理器、控制器、微控制器等。计算单元1601执行上文所描述的各个方法和处理。例如，在一些实施例中，adc电路的控制方法可被实现为计算机软件程序，其被有形地包含于机器可读介质，例如存储单元1608。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由rom 1602和/或通信单元1609而被载入和/或安装到电子设备1600上。在一些实施例中，计算单元1601可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行adc电路的控制方法。
195.用于实施本发明的方法的程序代码可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些程序代码可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器或控制器，使得程序代码当由处理器或控制器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。程序代码可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。
196.在本发明的上下文中，机器可读介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的程序。机器可读介质可以是机器可读信号介质或机器可读储存介质。机器可读介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦除可编程只读存储器(eprom或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(cd-rom)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。
197.如本发明使用的，术语“机器可读介质”和“计算机可读介质”指的是用于将机器指令和/或数据提供给可编程处理器的任何计算机程序产品、设备、和/或装置(例如，磁盘、光盘、存储器、可编程逻辑装置(pld))，包括，接收作为机器可读信号的机器指令的机器可读介质。术语“机器可读信号”指的是用于将机器指令和/或数据提供给可编程处理器的任何信号。
198.为了提供与用户的交互，可以在计算机上实施此处描述的系统和技术，该计算机
具有：用于向用户显示信息的显示装置(例如，crt(阴极射线管)或者lcd(液晶显示器)监视器)；以及键盘和指向装置(例如，鼠标或者轨迹球)，用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给计算机。其它种类的装置还可以用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈(例如，视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈)；并且可以用任何形式(包括声输入、语音输入或者、触觉输入)来接收来自用户的输入。
199.可以将此处描述的系统和技术实施在包括后台部件的计算系统(例如，作为数据服务器)、或者包括中间件部件的计算系统(例如，应用服务器)、或者包括前端部件的计算系统(例如，具有图形用户界面或者网络浏览器的用户计算机，用户可以通过该图形用户界面或者该网络浏览器来与此处描述的系统和技术的实施方式交互)、或者包括这种后台部件、中间件部件、或者前端部件的任何组合的计算系统中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信(例如，通信网络)来将系统的部件相互连接。通信网络的示例包括：局域网(lan)、广域网(wan)和互联网。
200.计算机系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般远离彼此并且通常通过通信网络进行交互。通过在相应的计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生客户端和服务器的关系。