一种可控开关电容式数模转换系统及方法与流程

技术特征：

1.一种可控开关电容式数模转换系统，该系统包括至少一个可控数模转换模块以及共模电平，其特征在于：

所述可控数模转换模块包括用于输入数字信号的输入电压源及可配置电容，用于通过控制信号控制输入电压源及可配置并联电容；

所述共模电平与多个可控数模转换模块连接，包括运算放大器和对应并联的共模电容，用于接收、转换及发送数字信号，每个可控数模转换模块通过一组对应的开关与共模电平连接。

2.根据权利要求1所述的可控开关电容式数模转换系统，所述可控数模转换模块包括第一输入电压源、第二输入电压源及可配置并联电容，其特征在于：

第一输入电压源与第二输入电压源分别并联得处于可配置电容的两端，第一输入电压源和第二输入电压源均通过一组对应的开关控制控制数字信号的产生；

可配置电容包括第一并联电容及第二并联电容，每个电容在均设有一组对应的开关。

3.根据权利要求2所述的可控开关电容式数模转换系统，其特征在于，所述控制信号包括：第一控制信号及第二控制信号，其中第一控制信号与第二控制信号的波形为非重叠时钟。

4.根据权利要求2所述的可控开关电容式数模转换系统，其特征在于，所述电压源包括：

第一输入电压源与第二输入电压源对应的一组开关分别包括用于产生低电平数字信号的低电平开关及用于产生高电平数字信号的高电平开关。

5.根据权利要求2所述的可控开关电容式数模转换系统，其特征在于：所述可配置电容为可配置的电容阵列或可变电容，通过数字编程方式或者模拟信号控制的方式来改变电容阵列或可变电容实际值。

6.根据权利要求1至5任意系统所述的一种可控开关电容式数模转换方法，其特征在于，该方法包括：

S61，当第一控制信号为高电平时，第一并联电容两端被充电至+VDD或-VDD，将数字信号转换成为了第一并联电容上的电压差或者电荷量；

S62，同时，控制第二并联电容开关组闭合，将第一并联电容上的电荷泄放干净，此时第一并联电容上电荷量为0，电压差为0；

S63，当第一控制信号从高电平变成低电平后，第二控制信号变成高电平，这时第一并联电容、第二并联电容及三个电容一起分享各自携带的电荷，电荷分享的结果通过输出端进行输出，即完成增益控制。

7.根据权利要求2所述的可控开关电容式数模转换方法，其特征在于，所述步骤S61还包括：

当数字信号为高电平且第一控制信号为高电平时，输入电压源中的高电平开关闭合，低电平开关开关断开，这时第一并联电容被充电到+VDD压差；

当数据信号为低电平且第一控制信号为高电平时，输入电压源中的低电平开关闭合，高电平开关断开，这时第一并联电容被充电到-VDD压差。

8.根据权利要求6所述的可控开关电容式数模转换方法，其特征在于，该方法还包括：

根据第一并联电容、第二并联电容及共模电容上的电荷守恒定律，其具有以下的离散时间系统关系式，

C1A·Vin[n-1]+C2·Vo[n-1]＝(C1A+C1B+C2)·Vo[n]

对关系式左右同时进行z变换可以得到，

C1A·Vin(z)·z^-1+C2·Vo(z)·z^-1＝(C1A+C1B+C2)·Vo(z)

进一步对z变换得到的公式整理后得到传递函数，

在低频信号激励下，z≈1，将公式简化成为其中Vin、Vo分别为输入电压源及输出结果，其中C1A、C1B、C2为第一并联电容、第二并联电容及共模电容，通过控制并联电容C1A及C1B的大小控制增益输出。