A programmable input voltage range analog-to-digital converter in which a
split gate oxide process allows the use of high voltage (.+-.15 volt)
switches on the same silicon substrate as standard sub-micron 5 volt CMOS
devices. With this process, the analog input voltage can be sampled
directly onto one or more sampling capacitors without the need for prior
attenuation circuits. By only sampling on a given ratio of the sampling
capacitors, the analog input can be scaled or attenuated to suit the
dynamic range of the SAR (successive approximation register) ADC itself.
In the system of the present invention, the sampling capacitor can be the
actual capacitive redistribution digital-to-analog converter (CapDAC) used
in the SAR ADC itself, or a separate capacitor array. By selecting which
bits of the CapDAC or separate sampling array to sample on, one can
program the input range. Once the analog input signal has been attenuated
to match the allowed dynamic range of the SAR converter, traditional SAR
techniques can be used to convert the input signal to a digital word.
Ένας προγραμματίσημος αναλογικός σε ψηφιακό μετατροπέας σειράς τάσης εισαγωγής στον οποίο μια διασπασμένη διαδικασία οξειδίων πυλών επιτρέπει τη χρήση της υψηλής τάσης (+-.15 βολτ) ανάβει το ίδιο υπόστρωμα πυριτίου με τυποποιημένο sub-micron συσκευές 5 βολτ CMOS. Με αυτήν την διαδικασία, η αναλογική τάση εισαγωγής μπορεί να επιλεχτεί άμεσα επάνω σε έναν ή περισσότερους πυκνωτές δειγματοληψίας χωρίς την ανάγκη για τα προγενέστερα κυκλώματα μείωσης. Με μόνο σε μια δεδομένη αναλογία των πυκνωτών δειγματοληψίας, η αναλογική εισαγωγή μπορεί να ξελεπιαστεί ή να μειωθεί για να ταιριάξει τη δυναμική περιοχή του SAR (διαδοχικός κατάλογος προσέγγισης) η ίδια ΠΑΧ. Στο σύστημα της παρούσας εφεύρεσης, ο πυκνωτής δειγματοληψίας μπορεί να είναι ο πραγματικός χωρητικός digital-to-analog μετατροπέας ανακατανομής (CapDAC) που χρησιμοποιείται στο SAR η ίδια ΠΑΧ, ή μια χωριστή σειρά πυκνωτών. Με την επιλογή που τα κομμάτια του CapDAC ή της χωριστής σειράς δειγματοληψίας στο δείγμα επάνω, ένα μπορούν να προγραμματίσουν τη σειρά εισαγωγής. Μόλις μειωθεί το αναλογικό σήμα εισαγωγής για να ταιριάξει με τη δυναμική περιοχή του μετατροπέα SAR, οι παραδοσιακές τεχνικές SAR μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να μετατρέψουν το σήμα εισαγωγής σε μια ψηφιακή λέξη.
