差分RDAC电路的控制方法、电路以及转换器与流程

本技术涉及电子，尤其涉及一种差分rdac电路的控制方法、电路以及转换器。

背景技术：

1、saradc(successive approximation register adc，逐次逼近型模数转换器)是一种高精度的模数转换器，它能将模拟信号转换为数字信号。saradc的工作原理是基于二进制检索法，通过采样得到的输入信号值与dac(digital to analog converter,数字模拟转换器)产生的参考电压值进行比较，逐次产生最高位至最低位的逻辑输出值。而为了抑制共模信号对adc(analog-to-digital converter，模数转换器)精度的影响，dac往往做成差分结构。其中，dac可分为电容式、电阻式和电阻电容混合式。对于有效位数较高的saradc来说，dac一般采样电容式或者电阻电容混合式。

2、电阻电容混合式差分dac由高m位cdac(capacitance dac，电容型数模转换器)和低(n-m)位rdac(resistance dac，电阻型数模转换器)组成。在逐次逼近比较阶段，基于cdac产生逻辑输出的最高m位。基于rdac产生低(n-m)位逻辑输出。

3、目前，n位rdac需要2n个单位电阻，每增加一位，耗费的成本呈指数倍上升，并且当有效位数n较高时，布线走线的难度较大，耗费的资源较大。因此，目前的n位rdac电路需要进一步优化。

技术实现思路

1、本技术提供一种差分rdac电路的控制方法、电路以及转换器，用以解决目前n位rdac布线走线的难度较大，耗费的资源较大的问题。

2、本技术第一方面提供一种差分rdac电路的控制方法，电阻型数模转换器rdac电路包括：第一开关组、第二开关组和串联电阻网络，其中，串联电阻网络由2n个电阻串联组成，第二开关组包括2n个开关，所述第一开关组包括(2n+1)个开关，其中，第1开关到第2n开关的一端分别与串联电阻网络中各电阻的首端一一对应连接，第(2n+1)开关的一端与第2n个电阻的末端对应连接；第1开关到第2n+1开关的另一端分别与差分rdac电路的输出电压正端连接，所述方法应用于逻辑电路，所述方法包括：

3、在rdac电路对应的比较阶段时，对于前n次比较，按照逐次逼近型模数转换器saradc的二分法比较方式控制第一开关组和第二开关组进行对应闭合或断开；其中，每次比较时，第一开关组仅闭合其中一个开关，第二开关组仅闭合其中一个开关；

4、针对第(n+1)次比较，控制第一开关组或第二开关组维持第n次比较时的开关状态，按照所述二分法比较方式控制另一开关组的开关闭合或断开，以接收与所述rdac电路连接的比较器生成的第(n+1)次比较结果，并基于所述第(n+1)次比较结果生成对应第(n+1)位逻辑输出值。

5、进一步地，如上所述的方法，所述按照逐次逼近型模数转换器saradc的二分法比较方式控制第一开关组和第二开关组进行对应闭合或断开，包括：

6、控制第一开关组和第二开关组同时变化，使差分rdac电路的正端输出电压和负端输出电压满足：

7、voutp+voutn＝vrefp-vrefn

8、其中，voutp为差分rdac电路的正端输出电压，voutn为差分rdac电路的负端输出电压，vrefp为标准电压正极的输出电压，vrefn为标准电压负极的输出电压。

9、进一步地，如上所述的方法，所述第二开关组的开关为第(2n+2)开关到第(2n+1+1)开关；其中，第(2n+2)开关到第(2n+1+1)开关的一端分别与串联电阻网络中各电阻的末端一一对应连接，第(2n+2)开关到第(2n+1+1)开关的另一端分别与差分rdac电路的输出电压负端连接；

10、所述控制第一开关组和第二开关组同时变化，包括：

11、循环进行如下流程直至rdac电路对应的比较阶段中当前比较次数为第n次：

12、接收比较器发送的当前比较次数对应的比较结果；

13、根据所述当前比较结果确定第一开关组对应的下一闭合开关和第二开关组对应的下一闭合开关；

14、控制第一开关组断开第一当前闭合开关，并闭合对应的下一闭合开关；其中，第一当前闭合开关为当前比较结果对应的第一开关组中当前处于闭合状态的开关；

15、控制第二开关组断开第二当前闭合开关，并闭合对应的下一闭合开关；其中，第二当前闭合开关为当前比较结果对应的第二开关组中当前处于闭合状态的开关。

16、进一步地，如上所述的方法，所述根据所述当前比较结果确定第一开关组对应的下一闭合开关和第二开关组对应的下一闭合开关，包括：

17、若当前比较结果为第一预设数值，则根据第一当前闭合开关与第(2n+1)开关确定第一开关组对应的下一闭合开关，以及根据第二当前闭合开关和第(2n+1+1)开关确定第二开关组对应的下一闭合开关；

18、若当前比较结果为第二预设数值，则根据第一当前闭合开关与第1开关确定第一开关组对应的下一闭合开关，以及根据第二当前闭合开关和第(2n+2)开关确定第二开关组对应的下一闭合开关。

19、进一步地，如上所述的方法，所述根据第一当前闭合开关与第(2n+1)开关确定第一开关组对应的下一闭合开关，以及根据第二当前闭合开关和第(2n+1+1)开关确定第二开关组对应的下一闭合开关，包括：

20、若当前比较结果为第一预设数值，则将第一开关组中处于第一当前闭合开关至第(2n+1)开关的中间位置开关确定为第一开关组对应的下一闭合开关；

21、将第二开关组中处于第二当前闭合开关至第(2n+1+1)开关的中间位置开关确定为第二开关组对应的下一闭合开关。

22、进一步地，如上所述的方法，所述根据第一当前闭合开关与第1开关确定第一开关组对应的下一闭合开关，以及根据第二当前闭合开关和第(2n+2)开关确定第二开关组对应的下一闭合开关，包括：

23、若当前比较结果为第二预设数值，则将第一开关组中处于第一当前闭合开关至第1开关的中间位置开关确定为第一开关组对应的下一闭合开关；

24、将第二开关组中处于第二当前闭合开关至第(2n+2)开关的中间位置开关确定为第二开关组对应的下一闭合开关。

25、进一步地，如上所述的方法，所述控制第一开关组或第二开关组维持第n次比较时的开关状态，按照所述二分法比较方式控制另一个开关组的开关闭合或断开，包括：

26、控制第一开关组或第二开关组维持第n次比较时的开关状态，且控制另一个开关组的开关闭合或断开，使差分rdac电路的正端输出电压和负端输出电压满足：

27、voutp+voutn＝(1+2n)·(vrefp-vrefn)

28、其中，voutp为差分rdac电路的正端输出电压，voutn为差分rdac电路的负端输出电压，vrefp为标准电压正极的输出电压，vrefn为标准电压负极的输出电压。

29、进一步地，如上所述的方法，所述方法还包括：

30、在采样阶段和电容型数模转换器cdac比较阶段，控制第1开关和第(2n+2)开关闭合。

31、本技术第二方面提供一种差分rdac电路，包括：第一开关组、第二开关组和串联电阻网络；

32、所述串联电阻网络包括串联连接的第1电阻到第2n电阻；其中，电阻的数量为2n个；n为大于零的自然数；

33、所述第1电阻的首端与参考负电压端连接；所述第2n电阻的末端与参考正电压端连接；

34、所述第一开关组包括2n+1数量的开关，为第1开关到第2n+1开关；其中，第1开关到第2n开关的一端分别与串联电阻网络中各电阻的首端一一对应连接，第2n+1开关的一端与第2n个电阻的末端对应连接；

35、第1开关到第2n+1开关的另一端分别与差分rdac电路的输出电压正端连接；

36、所述第二开关组包括2n数量的开关；所述第二开关组中各开关的一端分别与串联电阻网络中各电阻的末端一一对应连接，所述第二开关组中各开关的另一端与差分rdac电路的输出电压负端连接。

37、本技术第三方面提供一种逻辑电路，所述逻辑电路与如第二方面所述的差分rdac电路连接，所述逻辑电路包括：存储器和处理器；

38、所述存储器存储计算机执行指令；

39、所述处理器执行所述存储器存储的计算机执行指令，以实现如第一方面任一项所述的差分rdac电路的控制方法。

40、本技术第四方面提供一种逐次逼近型模数转换器，包括：逻辑电路、电容型数模转换器cdac电路、比较器和如第二方面所述的电阻型数模转换器rdac电路；

41、所述rdac电路的输入端分别与标准电压正极以及标准电压负极连接；

42、所述rdac电路的输出电压正端以及输出电压负端分别与所述cdac电路的输入端连接；

43、所述cdac电路的输入端分别与标准电压正极以及标准电压负极连接；

44、所述cdac电路的输入端分别与采样正端以及采样负端连接；

45、所述cdac电路的输出电压正端与比较器的输入正端连接，所述cdac电路的输出电压负端与比较器的输入负端连接；

46、所述比较器的输出端与所述逻辑电路连接；

47、所述逻辑电路用于执行如第一方面任一项所述的差分rdac电路的控制方法。

48、本技术第五方面提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，所述计算机执行指令被处理器执行时用于实现第一方面任一项所述的差分rdac电路的控制方法。

49、本技术第六方面提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现第一方面任一项所述的差分rdac电路的控制方法。

50、本技术提供的一种差分rdac电路的控制方法、电路以及转换器，电阻型数模转换器rdac电路包括：第一开关组、第二开关组和串联电阻网络，其中，串联电阻网络由2n个电阻串联组成，第二开关组包括2n个开关，所述第一开关组包括(2n+1)个开关，其中，第1开关到第2n开关的一端分别与串联电阻网络中各电阻的首端一一对应连接，第(2n+1)开关的一端与第2n个电阻的末端对应连接；第1开关到第2n+1开关的另一端分别与差分rdac电路的输出电压正端连接，该方法包括：在rdac电路对应的比较阶段时，对于前n次比较，按照逐次逼近型模数转换器saradc的二分法比较方式控制第一开关组和第二开关组进行对应闭合或断开；其中，每次比较时，第一开关组仅闭合其中一个开关，第二开关组仅闭合其中一个开关；针对第(n+1)次比较，控制第一开关组或第二开关组维持第n次比较时的开关状态，按照所述二分法比较方式控制另一开关组的开关闭合或断开，以使与所述rdac电路连接的比较器生成第(n+1)次比较结果。本技术的差分rdac电路的控制方法，通过设置第一开关组的数量为(2n+1)个，使rdac电路可以提供的差分电压值相比设置2n数量开关增加了2n个，从而在第(n+1)次比较时，可以通过控制第一开关组或第二开关组维持第n次比较时的开关状态，按照所述二分法比较方式控制另一开关组的开关闭合或断开的方式，使比较器生成第(n+1)次比较结果。从而增加了逐次逼近型模数转换器saradc的一位有效位数，降低相同位数情况下rdac的布线走线难度和耗费的资源。