模数转换器、芯片及电子设备的制作方法

本申请涉及集成电路，具体涉及一种模数转换器、芯片及电子设备。

背景技术：

1、目前，模数转换器主要包括逐次逼近型模数转换器(successiveapproximationadc，缩写saradc)以及δ-∑模数转换器(sigma-deltaadc，缩写sdadc)，其中，逐次逼近型模数转换器的原理在于通过模拟多种大小不同的模拟电压，将该模拟电压与待测量电压比较，在多次比较后则可以确定待测量电压信号的范围并转换为对应的数字信号；δ-∑模数转换器的原理在于对待测量电压以及参考电压进行多次循环电荷积分，每次循环过程的积分结果决定下一循环过程参考电压的正负，最终根据反馈参考电压正负次数之差以及参考电压的大小量化待测量电压的大小。

2、由于逐次逼近型模数转换器对模拟电压与待测量电压的比较次数通常较少，并且确定的是待测量电压信号的范围值，因此逐次逼近型模数转换器具有速度快但精度低的特性，可以适用于响应速度快但对测量精度要求较低的场景中；而δ-∑模数转换器需要对待测量电压进行过采样并进行多次循环电荷积分，循环次数较多但可以较为精确地确定待测量电压的大小，因此δ-∑模数转换器具有高精度但速度慢的特性，可以适用于响应速度慢但对测量精度要求较高的场景中。

3、当同时存在响应速度快但对测量精度要求较低的场景、响应速度慢但对测量精度要求较高的场景时，则需要同时设置逐次逼近型模数转换器以及δ-∑模数转换器，因此目前急需提供一种具有逐次逼近型模数转换器功能以及δ-∑模数转换器功能的混合型模数转换器，以降低电子设备/芯片的制造成本。然而，由于逐次逼近型模数转换器与δ-∑模数转换器的电路模块架构并不相同，导致难以实现逐次逼近型模数转换器与δ-∑模数转换器的电路混合复用设计。

技术实现思路

1、鉴于以上问题，本申请实施例提供一种模数转换器、芯片及电子设备，以解决上述技术问题。

2、第一方面，本申请实施例提供一种模数转换器包括：输入模块，输入模块用于在采样阶段根据待测量电压积累电荷，并在积分阶段输出测量电荷信号；开关电容模块，开关电容模块包括第一电容网络以及第一开关网络，第一电容网络的第一侧极板与输入模块连接，第一开关网络与第一电容网络的第二侧极板连接；运算放大模块，运算放大模块的输入端与第一电容网络的第一侧极板连接；其中，第一电容网络的第一侧极板在积分阶段接收测量电荷信号，且第一开关网络具有数模转换工作模式；当第一开关网络处于数模转换工作模式时，第一开关网络控制第一电容网络的每个第二侧极板接入第一参考电压或者第二参考电压，以逐次逼近地改变第一电容网络的第一侧极板的电压，并将运算放大模块用作比较器从而确定待测量电压的范围值。

3、第二方面，本申请提供一种芯片，包括如第一方面所述的模数转换器。

4、第三方面，本申请提供一种电子设备，包括如第二方面所述的芯片。

5、本申请实施例通过输入模块向第一电容网络的第一侧极板输出测量电荷信号，在第一电容网络的第一侧极板接收测量电荷信号后，第一开关网络可以处于数模转换工作模式时，使得第一开关网络可以控制第一电容网络的每个第二侧极板接入第一参考电压或者第二参考电压，从而逐次逼近地改变第一电容网络的第一侧极板的电压，并将运算放大模块用作比较器从而确定待测量电压的范围值，最终实现逐次逼近型模数转换器的模数转换功能。相对于传统的逐次比较模数转换器，本申请将现逐次逼近型模数转换器的模块架构修改近似为δ-∑模数转换器的模块架构，从而为实现逐次逼近型模数转换器与δ-∑模数转换器的电路混合复用设计提供了基础。

6、本申请的这些方面或其他方面在以下实施例的描述中会更加简明易懂。

技术特征：

1.一种模数转换器，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的模数转换器，其特征在于，所述第一电容网络包括第一部分电容以及第二部分电容，所述第一开关网络还具有反馈积分工作模式；

3.如权利要求1所述的模数转换器，其特征在于，所述第一电容网络包括多个第一电容；

4.如权利要求3所述的模数转换器，其特征在于，所述第一开关网络还具有反馈积分工作模式，当所述第一开关网络处于所述数模转换工作模式时，每个所述第一电容的第二侧极板接入所述第一参考电压或者所述第二参考电压；

5.如权利要求4所述的模数转换器，其特征在于，所述第一开关网络包括多个第一开关、多个第二开关以及多个第三开关；

6.如权利要求5所述的模数转换器，其特征在于，当所述第一开关网络在所述第一电容网络的第一侧极板接收所述测量电荷信号之后处于所述数模转换工作模式时，至少一个所述第一开关处于闭合状态，至少一个所述第二开关处于闭合状态，且多个所述第三开关均处于断开状态；

7.如权利要求5所述的模数转换器，其特征在于，所述开关电容模块还包括第一复位开关；

8.如权利要求2所述的模数转换器，其特征在于，所述开关电容模块还包括第二电容网络以及第二开关网络；

9.如权利要求2所述的模数转换器，其特征在于，所述模数转换器还包括第一寄存器，所述第一寄存器的输入端与所述运算放大模块的输出端连接；

10.如权利要求1所述的模数转换器，其特征在于，所述输入模块包括第一采样电容、第一采样开关、第二采样开关、第三采样开关以及第四采样开关；

11.一种芯片，其特征在于，包括如权利要求1至10任一项所述的模数转换器。

12.一种电子设备，其特征在于，包括设备主体以及设于所述设备主体的如上述权利要求11所述的芯片。

技术总结本申请实施例提供一种模数转换器、芯片及电子设备，模数转换器包括：输入模块，输入模块用于根据待测量电压输出测量电荷信号；开关电容模块，开关电容模块包括第一电容网络以及第一开关网络，第一电容网络的第一侧极板用于接收测量电荷信号，第一开关网络与第一电容网络的第二侧极板连接；运算放大模块，运算放大模块的输入端与第一电容网络的第一侧极板连接。本申请将逐次逼近型模数转换器的模块架构修改近似为Δ‑∑模数转换器的模块架构，从而为实现逐次逼近型模数转换器与Δ‑∑模数转换器的电路混合复用设计提供了基础。技术研发人员：陈敏,钱旭东受保护的技术使用者：芯海科技（深圳）股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/18