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申请/专利权人：电子科技大学中山学院

摘要：本申请公开了一种电容分段高能效逐次逼近型模数转换器及其控制方法，模数转换器包括电容阵列、比较器以及移位寄存器；电容阵列包含由正相、反相两个电容阵列；正相阵列和反相阵列分别由主阵列和子阵列构成，且主阵列与子阵列之间由一个开关连接；主阵列包括一个电容组和一个连接电容，电容组包括多个电容，且各个电容的容量值按照排列顺序呈指数变化；子阵列包括多个电容，且每个电容的容量值与电容组中排列最前的一个电容的容量值相同；该模数转换器执行第一次和第二次电压比较时，比较器不消耗任何开关能耗；在第三次电压比较时闭合开关，有效地降低消耗的能量。本申请实现了降低电路功耗，可广泛应用于电子电路技术领域。

主权项：1.一种电容分段高能效逐次逼近型模数转换器，其特征在于，包括：电容阵列、比较器以及移位寄存器；其中，所述电容阵列包括正相阵列和反相阵列；所述正相阵列包括正相主阵列和正相子阵列，所述正相主阵列与所述正相子阵列通过第一连接开关相连；所述反相阵列包括反相主阵列和反相子阵列，所述反相主阵列与所述反相子阵列通过第二连接开关相连；第一输入电压依次经过第一采样开关、所述正相子阵列和所述正相主阵列后再与所述比较器的正相输入端相连；第二输入电压依次经过第二采样开关、所述反相子阵列和所述反相主阵列后再与所述比较器的反相输入端相连；所述比较器的输出端与所述移位寄存器相连；所述移位寄存器用于根据所述比较器的输出结果确定数字信号；所述正相主阵列的结构和所述反相主阵列的结构相同，所述正相子阵列的结构和所述反相子阵列的结构相同；所述正相主阵列包括一个电容组和一个连接电容，所述电容组包括多个电容，且各个电容的容量值按照排列顺序呈指数变化，所述电容组中排列最后的一个电容的容量值与所述连接电容的容量值相同；其中，所述电容组的排列顺序为与所述正相子阵列连接的一侧为排序开始，与所述比较器连接的一侧为排序结束；所述正相子阵列包括多个电容，且每个电容的容量值与所述电容组中排列最前的一个电容的容量值相同；所述正相阵列中每个电容的顶板与所述比较器的正相输入端连接，且与所述第一输入电压连接；所述正相子阵列中每个电容的底板和所述电容组中每个电容的底板分别通过一个对应的切换开关与第一参考电压或地相连；所述连接电容的底板通过一个切换开关与所述第一参考电压或第二参考电压相连；所述反相阵列中每个电容的顶板与所述比较器的反相输入端连接，且与所述第二输入电压连接；所述反相子阵列中每个电容的底板和所述反相主阵列的电容组中每个电容的底板分别通过一个对应的切换开关与所述第一参考电压或地相连；所述反相主阵列的连接电容的底板通过一个切换开关与所述第一参考电压或第二参考电压相连；所述第二参考电压的电压值为所述第一参考电压的电压值的一半；所述正相主阵列中电容组的各个电容的电容值按照排列顺序呈指数变化且从前到后依次降低；所述反相主阵列中电容组的各个电容的电容值按照排列顺序呈指数变化且从前到后依次降低；所述正相主阵列中电容组的各个电容的电容值按照排列顺序从前到后依次为2M-4C，...，2C，C；所述反相主阵列中电容组的各个电容的电容值按照排列顺序从前到后依次为2M-4C，...，2C，C；M为大于4的正整数，M为所述逐次逼近型模数转换器的实际使用位数；所述正相子阵列包括两个电容，且每个电容的容量值与所述正相主阵列的电容组中排列最前的一个电容的容量值相同；所述反相子阵列包括两个电容，且每个电容的容量值与所述反相主阵列的电容组中排列最前的一个电容的容量值相同。

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