一种应用于模拟存内计算的逐次逼近型模数转换器电路

技术特征：
1.一种应用于模拟存内计算的逐次逼近型模数转换器电路，其特征在于，该电路包括以下模块：8位电荷再分配型数模转换器电路、带启动电路的电流偏置电路、运放控制的电压模基准电路、高速锁存比较器电路和一个实现二进制搜索算法的逐次逼近逻辑控制模块；所述电流偏置电路连接电压模基准电路，电压模基准电路后附加的缓冲电路以及高速锁存比较器电路，提供电流或电压偏置；所述数模转换器电路由逐次逼近逻辑控制模块控制数字输入，并利用高速锁存比较器电路对模拟输入和基准电压进行比较，根本比较结果反馈到数模转换器电路的数字输入进行调整，最终以二进制搜索算法的形式实现逐次逼近的模数转换功能。2.根据权利要求1所述的一种应用于模拟存内计算的逐次逼近型模数转换器电路，其特征在于，所述8位电荷再分配型数模转换器电路，由电容阵列c0～c8，桥接电容cc，以及互补cmos开关s0～s8构成；电容c1～c8分别对应8位数模转换的最低位到最高位码字，电容c0为补足电容，电容量和最低有效位lsb的电容c1相同；为减小电容阵列面积，利用桥接电容cc串联在高4位电容与低4位电容之间，所述电容c0～c8以及cc的电容量比值为1:1:2:4:8:2:4:8:16:16/7；所述电容阵列c0～c8的下极板分别接开关s0～s8，电容阵列的上极板，作为整个8位电荷再分配型数模转换器电路的输出端，连接锁存比较器的输入正端；开关s0～s8由逐次逼近逻辑控制电路的输出信号sample、b[7:0]进行控制，控制信号sample同时调控整个模数转换器的模拟输入与基准电压之间的切换，以及电容阵列上极板和锁存比较器中共模电平的重置。3.根据权利要求1所述的一种应用于模拟存内计算的逐次逼近型模数转换器电路，其特征在于，所述带启动电路的电流偏置电路由两对构成环路的电流镜和一个电阻构成经典的单调型
△vgs
/r型自偏置电路，其中pmos管电流镜和nmos管电流镜分别为模数转换器中的基准电路和基准电路后的缓冲电路提供电流偏置，再利用一个nmos管和一个pmos管将电流复制到pmos管上的栅极电压，为模数转换器中的高速比较器提供电压偏置的同时隔离后级的影响；在此基础之上，所述自偏置电路带有一套稳健的启动电路，并在使能为零时具有较低的漏电。4.根据权利要求1所述的一种应用于模拟存内计算的逐次逼近型模数转换器电路，其特征在于，所述运放控制的电压模基准电路，使用两对pmos管和一个电阻构成共源共栅结构，并再增加一对pmos管对基准源进行使能控制，所述的基准源中使用的两级运放，也增加一个nmos管和一个pmos管对运放的两级分别进行使能控制。5.根据权利要求1所述的一种应用于模拟存内计算的逐次逼近型模数转换器电路，其特征在于，所述高速锁存比较器电路，由三级锁存比较级和一级输出缓冲级构成，三级锁存比较级为结构相同的静态锁存电路，其作用为将输入比较器正端的模拟电压与负端的共模电平比较判定，然后输出逻辑电平；输出缓冲级电路为一个简单的差分运放，为高速锁存比较器电路提供足够的增益和输出稳定的逻辑电平；所述高速锁存比较器的四级电路之间，应用输出失调存储oos技术，开关s1～s4均由两对互补cmos开关构成，开关s1～s4的一端都连接共模电平vcom，开关s1～s4另一端分别连接比较器四级电路的正负输入端；所述高速锁存比较器的第一锁存比较级的负输出端与第二锁存比较级的正输入端以电容c1耦合，第一锁存比较级的正输出端与第二锁存比较级的
负输入端以电容c2耦合，第二锁存比较级的负输出端与第三锁存比较级的正输入端以电容c3耦合，第二锁存比较级的正输出端与第三锁存比较级的负输入端以电容c4耦合，第三锁存比较级的负输出端与输出缓冲级的负输入端以电容c5耦合，第三锁存比较级的正输出端与输出缓冲级的正输入端以电容c6耦合。

技术总结
本发明公开一种应用于模拟存内计算的逐次逼近型模数转换器电路，包括：8位电荷再分配型数模转换器电路、带启动电路的电流偏置电路、运放控制的电压模基准电路、高速锁存比较器电路和实现二进制搜索算法的逐次逼近逻辑控制模块。电流偏置电路连连接基准电路、基准电路后附加的缓冲电路以及比较器电路；数模转换器电路由数字逻辑控制模块控制数字输入，利用高速锁存比较器对模拟输入和基准电压进行比较，根本比较结果反馈到数模转换器的数字输入进行调整。本发明对逐次逼近型模数转换器电路中的电流偏置模块、带隙基准模块进行了有效的漏电控制，降低了静态功耗，对比较器模块应用输出失调存储技术，提高了模数转换器的线性度。度。度。


技术研发人员：蔡浩 周铭杨
受保护的技术使用者：东南大学
技术研发日：2022.01.28
技术公布日：2022/7/14