CN110113052B - 模数转换器的前级驱动模块及模数转换装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种模数转换器的前级驱动模块及模数转换装置，模数转换器的前级驱动模块包括采样电容、第一辅助驱动电路、第二辅助驱动电路、控制器和复位模块，复位模块接收到复位控制信号时，对采样电容进行复位操作，第一辅助驱动电路接收到采样控制信号时对输入的模拟信号进行放大处理，并输出至采样电容进行采样的第一辅助驱动电路，控制器在输出采样控制信号之前先输出预采样控制信号，控制第二辅助驱动电路对输入的模拟信号进行放大处理后，输出至采样电容进行预采样，在采样电容进行预采样时的充电电压达到预设电压值时，再输出采样控制信号。从而解决现有模数转换器的前级驱动模块驱动模数转换器时功耗较大的技术问题。

Description

模数转换器的前级驱动模块及模数转换装置

技术领域

本发明涉及模数转换技术领域，特别涉及模数转换器的前级驱动模块及模数转换装置。

背景技术

对于绝大多数模数转换器(ADC，Analog-to-Digital Converter)的产品应用而言，其前端一般需要一个可编程增益放大器(PGA，Pmgrammable Gain Amplifier)/低噪声放大器(LNA，low noise amplifier)对输入的模拟信号进行预处理并驱动后级模数转换器作抗混叠滤波或者信号放大，后端则需要数字信号处理模块(DSP，Digital SignalProcessing)，三者共同组成一个完整的***。

对于非低速(>10MHz采样率)高精度模数转换器的产品领域，逐次逼近型模数转换器(SAR ADC)是最常用的一种结构，即使是超高精度模数转换器(有效位数>16bits)领域，近几年逐次逼近型模数转换器也已经逐渐取代高精度模数转换器(sigma-delta ADC)成为主流结构。基于逐次逼近型模数转换器在***中的两个特点：自身的极低功耗，以及相比于其他所有类型(管道式模数转换器(pipeline-ADC)，高精度模数转换器，闪烁型模数转换器(FLASH ADC)的模数转换器最大的采样电容导致的最高的驱动负担(采样电容越大，每次采样抽取的电荷数量越多，驱动模块重新建立平衡需要的代价更大)。由于这两个特点，逐次逼近型模数转换器对其前级驱动模块提出了2个要求：1、可编程增益放大模块/低噪声放大模块需要保持同样的低功耗否则***无法保持低功耗优势(例如***中逐次逼近型模数转换器以及其参考电压模块的总功耗是1mW，那么可编程增益放大模块/低噪声放大模块模块功耗则至少需要小于5mW并越小越好，否则逐次逼近型模数转换器的低功耗优势则无法体现)。2、可编程增益放大模块/低噪声放大模块需要足够强的驱动能力去驱动逐次逼近型模数转换器的采样电容。低功耗的同时高驱动能力给此类模数转换器的前端电路模块设计带来的极大的挑战(精度越高的情况下，逐次逼近型模数转换器需要的采样电容一定会越大，这将进一步增加可编程增益放大模块/低噪声放大模块的设计难度)，除了优化设计之外，往往只能在性能(线性度，采样时间)和功耗之间折中。

如下图3所示，是通用的前端驱动模块和模数转换器采样电路的架构，主要由4个模块构成：前端驱动模块(此时功耗可用Idriver表示，通常是整个***最大的功耗来源)、采样开关(SWITCH)、采样电容Cs以及复位模块。现有的模数转换器工作时序有四个阶段：采样、保持、量化、编码。模数转换器的工作时序如下：

首先是复位，表示逐次逼近型模数转换器中采样电容(同时也是数字模拟转换器DAC的电容)的复位，其通常只占整个转换周期的极少部分时间，然后是采样，表示逐次逼近型模数转换器的采样过程，由于逐次逼近型模数转换器的特性这一步同时完成采样和保持两个阶段，这一过程通常占用整个转换周期的较大部分时间，最后是模数转换，表示逐次逼近型模数转换器的转换过程，这一步完成转换和编码两个阶段，这一过程通常占用整个转换周期的最大部分时间。

驱动电路的线性度(linearity，用SFDR/dB量化表示)，SFDR：无杂散动态范围，通常表示***的谐波抑制能力，二次和三次谐波是SFDR的主要限制因素，对于高精度模数转换器(12bits)，SFDR往往需要大于75dB，对于超高精度模数转换器(16bits)，SFDR往往需要大于100dB，驱动电路输出级功耗(Idriver)、采样时间(SAMP)、采样电容容值(Cs)适用以下通用公式：Linearity∝20*log10(Cs*exp-(SAMP/τ)/Idriver),当可编程增益放大模块/低噪声放大模块的设计性能达到极限时，想要得到更高的线性度，需要降低Cs的大小，或者提高SAMP的时间/降低驱动模块的RC时间常数τ，或者增加Idriver的电流，一般来说Cs的大小由逐次逼近型模数转换器的其他因素确定的，降低它的代价是极大的，而SAMP/τ由于其负指数关系，只有程数量级增加时才会带来明显的线性度提升，这会严重影响模数转换器的速度，而通常的做法是增加Idriver，2倍的Idriver一般可以提升6dB的linearity，当我们需要去提高20dB的线性度时，需要付出10倍Idriver的代价，而Idriver又是整个***总功耗的最大构成，其往往远大于逐次逼近型模数转换器自身的功耗，将其提高10倍，几乎是提高了整个***的最大的功耗。模数转换器前级驱动的限制成了整个***性能的限制之一。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种模数转换器的前级驱动模块，旨在解决现有技术中模数转换器的前级驱动模块驱动模数转换器时提升检测精度时功耗较大的技术问题。

为实现上述目的，本发明提出一种模数转换器的前级驱动模块，所述模数转换器的前级驱动模块包括采样电容、用于按照预设的时序先后输出复位控制信号、预采样控制信号、采样控制信号的控制器、用于接收到所述复位控制信号时，对所述采样电容进行复位操作的复位模块、用于接收到所述采样控制信号时对输入的模拟信号进行放大处理，并输出至所述采样电容进行采样的第一辅助驱动电路以及第二辅助驱动电路，其中，所述控制器用于在输出采样控制信号之前先输出预采样控制信号，控制所述第二辅助驱动电路对输入的模拟信号进行放大处理后，输出至所述采样电容进行预采样，在所述采样电容进行预采样时的充电电压达到预设电压值时，再输出所述采样控制信号。

可选地，所述控制器包括复位控制信号输出端、预采样控制输出端和采样控制信号输出端，所述复位模块包括第一端、第二端和受控端，所述控制器的复位控制信号输出端与复位模块的受控端连接，所述控制器的预采样控制输出端与所述第二辅助驱动电路的受控端连接，所述控制器的采样控制信号输出端与所述第一辅助驱动电路的受控端连接；所述第一辅助驱动电路的输入端与所述第二辅助驱动电路的输入端连接，其连接节点为模拟信号输入端，所述第一辅助驱动电路的输出端、所述第二辅助驱动电路的输出端、所述采样电容的第一端及所述复位模块的第一端连接；所述复位模块的第二端连接所述模数转换器的输入端。

可选地，所述第一辅助驱动电路包括第一可编程增益放大器和第一电子开关，所述第一可编程增益放大器的输入脚为所述第一辅助驱动电路的输入端，所述，所述第一可编程增益放大器的输出脚与所述第一电子开关的第一端连接，所述第一可编程增益放大器的接地脚接地；所述第一电子开关的受控端为所述第一辅助驱动电路的受控端，所述第一电子开关的第二端为所述第一辅助驱动电路的输出端。

可选地，所述第二辅助驱动电路包括第二可编程增益放大器和第二电子开关，所述第二可编程增益放大器的输入脚为所述第二辅助驱动电路的输入端，所述，所述第二可编程增益放大器的输出脚与所述第二电子开关的第二端连接，所述第二可编程增益放大器的接地脚接地；所述第二电子开关的受控端为所述第二辅助驱动电路的受控端，所述第二电子开关的第二端为所述二可编程增益放大电路的输出端

可选地，所述第一可编程增益放大器及所述第二可编程增益放大器为非低速高精度逐次逼近型模数转换器。

可选地，所述第一电子开关和所述第二电子开关为MOS管。

可选地，所述复位模块包括第三电子开关，所述第三电子开关的第一端为所述复位模块的第一端，所述第三电子开关的第二端为所述复位模块的第二端，第三电子开关的受控端为所述复位模块的受控端。

可选地，所述预设电压值为输入的模拟信号的电压的90％。

为实现上述目的，本发明还提出一种模数转换装置，包括模数转换器及如上所述的模数转换器的前级驱动模块，所述模数转换器的前级驱动模块的复位模块的输出端与所述模数转换器的输入端连接。

可选地，所述模数转换装置还包括数字信号处理器，所述数字信号处理器的输入端与所述模数转换器的输出端连接。

本发明提出一种模数转换器的前级驱动模块，所述模数转换器的前级驱动模块包括采样电容、控制器、复位模块、第一辅助驱动电路和第二辅助驱动电路，控制器按照预设的时序先后输出复位控制信号、预采样控制信号、采样控制信号，复位模块接收到所述复位控制信号时，对所述采样电容进行复位操作，第一辅助驱动电路接收到所述采样控制信号时对输入的模拟信号进行放大处理，并输出至所述采样电容进行采样。其中，控制器在输出采样控制信号之前先输出预采样控制信号，控制所述第二辅助驱动电路对输入的模拟信号进行放大处理后，输出至所述采样电容进行预采样，在所述采样电容进行预采样时的充电电压达到预设电压值时，再输出所述采样控制信号。由于在原本的***中增加了第二辅助驱动电路，使得采样电容在正式采样之前对输入***的模拟信号进行了预采样，使得正式采样时，采样电容不必抽取***中的太多电荷，从而降低了模数转换器的功耗，此时，即使是再增加模数转换器的检测精度，即增加采样电容的容量，也不必以增加倍数于精度的功耗为代价，在增加第二辅助驱动电路的基础上进行预采样，即可实现目的，此时的功耗仅增加了15％-25％，因此，极大地降低了模数转换器及模数转换器的前级驱动模块的功耗。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明模数转换器的前级驱动模块的电路示意图；

图2为本发明模数转换装置的模块示意图；

图3为本发明现有技术中模数转换器的前级驱动模块的电路示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种模数转换器的前级驱动模块，用于解决现有技术中模数转换器的前级驱动模块驱动模数转换器时功耗较大的技术问题。

示例性技术中，模数转换器的采样过程影响驱动电路线性度的机制在于采样时的瞬时电荷抽取或注入(方面描述下面全部用抽取)，下面我们详细描述。首先我们忽略所有开关导致的非线性效应、电荷注入效应而将其视为理想的开关(事实上开关的影响可以通过良好的设计主要是全差分***设计、电压自举技术减小到不影响整体性能)，并采用简化模型(可编程增益放大模块/低噪声放大模块的增益gain＝1，offset＝0，相位延时＝0)描述整个采样过程。如下图2第一部分所示，当采样电容Cs复位完成后，采样电容Cs储存的电荷为Vcm*Q，Vcm为差分共模电压，Q表示采样电容Cs的容值，当采样开始直到采样结束时，采样电容Cs存储的电荷为(Vin-E)*Q，E代表采样误差即驱动模块输出误差，对于N位模数转换器ADC***其需要小于1/2N(除开共模误差，增益误差即一次线性误差外剩余的有效误差)，因此采样电容Cs对可编程增益放大模块/低噪声放大模块抽取的电荷为[Vcm-(Vin-E)]*Q＝(Vcm-Vin)*Q,高精度模数转换器一定是良好的全差分***，那么Vcm作为一个固定的共模量可以被忽略，最后采样抽取了Vin*Q的电荷，那么这个过程对前端驱动模块的影响可以描述为：在SAMP的时间内，可编程增益放大模块/低噪声放大模块被抽取X＝Vin*Q的电荷从而导致了E的输出误差，在保持Cs、SAMP/τ、Idriver不变的情况下，从逻辑上理解E∝|X|(当有与信号的绝对值相关的误差产生时，这个误差将会导致二次谐波的出现，甚至是三次、四次、五次谐波的出现，所有类似的***有相同的特点：在接近满量程输入时，输入信号幅值越大，谐波能量主要是二次和三次谐波的能量更大，谐波抑制能力反而变差。

在本发明的一实施例中，如图1所示，一种模数转换器的前级驱动模块，所述模数转换器的前级驱动模块包括采样电容Cs、控制器U1、复位模块300、第一辅助驱动电路100和第二辅助驱动电路200，控制器U1按照预设的时序先后输出复位控制信号、预采样控制信号、采样控制信号，复位模块300接收到所述复位控制信号时，对所述采样电容Cs进行复位操作，第一辅助驱动电路100接收到所述采样控制信号时对输入的模拟信号进行放大处理，并输出至所述采样电容Cs进行采样。

其中，控制器U1在输出采样控制信号之前先输出预采样控制信号，控制所述第二辅助驱动电路200对输入的模拟信号进行放大处理后，输出至所述采样电容Cs进行预采样，在所述采样电容Cs进行预采样时的充电电压达到预设电压值时，再输出所述采样控制信号。由于在原本的***中增加了第二辅助驱动电路200，控制采样电容Cs在正式采样之前对输入***的模拟信号进行了预采样，使得正式采样时，采样电容Cs不必抽取***中的太多电荷，从而降低了模数转换器的功耗，此时，即使是再增加模数转换器的检测精度，即增加采样电容Cs的容量，也不必以增加倍数于精度的功耗为代价，在增加第二辅助驱动电路200的基础上进行预采样，即可实现目的，此时的功耗仅增加了15％-25％，因此，极大地降低了模数转换器及模数转换器的前级驱动模块的功耗。

为了实现上述方案，本实施例中，提出一种具体的电路，具体如下：所述控制器U1包括复位控制信号输出端P3、预采样控制输出端P2和采样控制信号输出端P1，所述复位模块300包括第一端、第二端和受控端，所述控制器U1的复位控制信号输出端P3与复位模块300的受控端连接，所述控制器U1的预采样控制输出端P2与所述第二辅助驱动电路200的受控端连接，所述控制器U1的采样控制信号输出端P1与所述第一辅助驱动电路100的受控端连接；所述第一辅助驱动电路100的输入端与所述第二辅助驱动电路200的输入端连接，其连接节点为模拟信号输入端，所述第一辅助驱动电路100的输出端、所述第二辅助驱动电路200的输出端、所述采样电容Cs的第一端及所述复位模块300的第一端连接，所述复位模块300的第二端连接所述模数转换器的输入端。

可选地，所述第一辅助驱动电路100包括第一可编程增益放大器PGA和第一电子开关SWITCH，所述第一可编程增益放大器PGA的输入脚为所述第一辅助驱动电路100的输入端，所述，所述第一可编程增益放大器PGA的输出脚与所述第一电子开关SWITCH的第一端连接，所述第一可编程增益放大器PGA的接地脚接地。所述第一电子开关SWITCH的受控端为所述第一辅助驱动电路100的受控端，所述第一电子开关SWITCH的第二端为所述第一辅助驱动电路100的输出端。

其中，第一电子开关SWITCH在采样控制信号的作用下导通，第一可编程增益放大器PGA在第一电子开关SWITCH导通时工作，从而方便了相应的控制导通过程，可以及时的控制开启和关闭，另外第一电子开关SWITCH的成本较小，体积较小，方便集成。

可选地，所述第二辅助驱动电路200包括第二可编程增益放大器PGA1和第二电子开关SWITCH1，所述第二可编程增益放大器PGA1的输入脚为所述第二辅助驱动电路200的输入端，所述，所述第二可编程增益放大器PGA1的输出脚与所述第二电子开关SWITCH1的第二端连接，所述第二可编程增益放大器PGA1的接地脚接地。所述第二电子开关SWITCH1的受控端为所述第二辅助驱动电路200的受控端，所述第二电子开关SWITCH1的第二端为所述第二辅助驱动电路200的输出端。

其中，第二电子开关SWITCH1在预采样控制信号的作用下导通，第二可编程增益放大器PGA1在第二电子开关SWITCH1导通时工作，从而方便了相应的控制导通过程，可以及时的控制开启和关闭，使得预采样的时间可以精准控制，另外第二电子开关SWITCH1的成本较小，体积较小，方便集成，相比直接提升可编程增益放大器的功耗来说，所需的成本较小，效果较好，而且，由于降低的功耗，也能避免直接提高功耗引发的散热问题，进一步降低了成本。

可选地，所述第一可编程增益放大器PGA及所述第二可编程增益放大器PGA1为非低速高精度逐次逼近型模数转换器。

其中，由于含有非低速高精度逐次逼近型模数转换器的前级驱动模块中采样电容Cs为最大功耗的存在，因此，降低功耗的效果更加明显。

可选地，所述第一电子开关SWITCH和所述第二电子开关SWITCH1为MOS管，所述第一电子开关SWITCH的受控端及第二电子开关SWITCH1的受控端为所述MOS管的栅极，所述第一电子开关SWITCH的第一端及第二电子开关SWITCH的第一端为所述MOS管的漏极，所述第一电子开关SWITCH的第二端及第二电子开关SWITCH的第二端为MOS管的源极。

其中，MOS管的源极和漏极可以互相置换，即所述第一电子开关SWITCH的第一端及第二电子开关SWITCH的第一端还可以为所述MOS管的源极，所述第一电子开关SWITCH的第二端及第二电子开关SWITCH的第二端也可以为MOS管的漏极。当第一电子开关SWITCH和所述第二电子开关SWITCH1为MOS管，可以通过高低电平即可控制导通和关断，而且，MOS管的响应速度比三极管的要快，因此可以更为精准的控制预采样的时间。此时的预采样时间由采样电容Cs的容量以及预采样所需采样的电荷量来决定，一般采样所需达到的电压值为模拟信号电压的70％-90％，可以上下浮动，此时预采样时间为采样时间的15％-25％左右，此时的采样时间为未经预采样的采样电容Cs采样所需花费的时间。

可选地，所述复位模块300包括第三电子开关SWITCH2，所述第三电子开关SWITCH2的第一端为所述复位模块300的第一端，所述第三电子开关SWITCH2的第二端为所述复位模块300的第二端，第三电子开关SWITCH2的受控端为所述复位模块300的受控端。

其中，第三电子开关SWITCH2由复位控制信号控制导通和关闭，在每一次预采样之间进行复位，以使得采样结果更为精准。

可选地，所述预设电压值为输入的模拟信号电压Vin的70％-90％。

其中，当预设电压值为模拟信号电压Vin的70％-90％时，预采样时间约为15％-25％的采样时间，此时的功耗在增加同等检测精度时，功耗仅增加原来功耗的15％-25％左右，而不是增加原来功耗几倍，从而提升模数转换器的检测精度，并且降低了功耗，避免了整个辅助驱动架构受功耗过大产生的过热等影响。

以下结合图1、2对本发明的技术原理进行说明：

本申请中，第二辅助驱动电路200为第一辅助驱动电路100的镜像，由于可编程增益放大模块/低噪声放大模块一般是多级放大(通常是两级，少数情况是三级)，第二辅助驱动电路200仅为最后一级也就是驱动级(输出级)的镜像，而并非整个可编程增益放大模块/低噪声放大模块的镜像，这样保证第二辅助驱动电路200的输出和第一辅助驱动电路100的输出是相同相位相同摆幅即Vin1(t)≈Vin(t)(由失配产生的3％左右误差是可以接受也是容易实现的)同时也最大化的降低了第二辅助驱动电路200的功耗和面积。

因此与传统结构相比，我们在复位时序和采样时序之间***一个预采样时序，它的时间约占采样时序的15％-25％，同时增加一级辅助驱动级第一辅助驱动电路100和对应的第二电子开关SWITCH1开关，第二辅助驱动电路200的尺寸约为第一辅助驱动电路100的15％-25％，因此第二辅助驱动电路200的功耗Idriver1也约为第一辅助驱动电路100的功耗Idriver的15％-25％，作为强调说明，辅助驱动级的目的并非帮助采样电容Cs建立而是吸收主要部分电荷抽取或注入，因为第二辅助驱动电路200输出的线性度并不直接影响到采样信号的线性度(这也是放宽Idriver1的原因)，而第一辅助驱动电路100由于只承担了少部分的电荷抽取或注入，因此在采样结束的那一刻(采样信号Von＝Vin(sampling endtime)-E)能以较小代价保持超过75dB SFDR(12bitsADC)或者100dB SFDR(16bitsADC)的驱动级输出精度即采样精度。作为补充说明，第一辅助驱动电路100的输出误差E与时间约程负指数关系，也就是说从100％->10％比从10％->0.001％需要的时间和代价要小得多得多，因此20％左右的Idriver和20％左右的SAMP对于辅助驱动模块一般也是足够的，而在下一次采样开始前，第二辅助驱动电路200已经有足够长的时间(SAMP+SAR OPERATION>>SAMP1)重新恢复到平衡。

将可编程增益放大模块/低噪声放大模块的输出级镜像一级出来(大约需要15％-25％的额外面积和15％-25％的额外功耗)，作为额外的一级辅助驱动模块(图示PGA1)，而采样电容Cs则需要一次额外的预采样，即预先将采样电容CsCs从Vcm建立到约70％-90％Vin，因此在完整采样开始时，采样电容Cs只需要从约70％-90％Vin开始采样，这样可以将对主驱动电路第一辅助驱动电路100电荷抽取减小一个数量级，从而将采样误差E降低一个数量级，得到接近20dB SFDR的性能提升，其代价仅是额外的辅助驱动模块(第二辅助驱动电路200，面积和功耗相比第一辅助驱动电路100要小得多)和额外的采样时间(SAMP1，15％-25％左右SAMP)，至于额外的采样开关，开关的代价本身相比于整个***可以小到忽略不计。对比传统结构，提升20dB SFDR需要将功耗Idriver提高10倍的代价，本申请可以在提升同等的检测精度的同时极大的降低功耗。

为了解决现有技术中模数转换器提升检测精度时功耗较大的技术问题，本发明还提出一种模数转换装置，如图2所示，包括模数转换器及模数转换器的前级驱动模块，所述模数转换器的前级驱动模块的复位模块300的输出端与所述模数转换器的输入端连接。

值得注意的是，因为本发明模数转换装置包含了上述具有模数转换器的前级驱动模块的全部实施例，因此本发明模数转换装置具有上述模数转换器的前级驱动模块的所有有益效果，此处不再赘述。

可选地，所述模数转换装置还包括数字信号处理器，所述数字信号处理器的输入端与所述模数转换器的输出端连接。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种模数转换器的前级驱动模块，其特征在于，所述模数转换器的前级驱动模块包括采样电容、用于按照预设的时序先后输出复位控制信号、预采样控制信号、采样控制信号的控制器、用于接收到所述复位控制信号时，对所述采样电容进行复位操作的复位模块、用于接收到所述采样控制信号时对输入的模拟信号进行放大处理并输出至采样电容进行采样的第一辅助驱动电路、以及第二辅助驱动电路，其中，所述控制器用于在输出采样控制信号之前先输出预采样控制信号，控制所述第二辅助驱动电路对输入的模拟信号进行放大处理后，输出至所述采样电容进行预采样，在所述采样电容进行预采样时的充电电压达到预设电压值时，再输出所述采样控制信号；

所述控制器包括复位控制信号输出端、预采样控制输出端和采样控制信号输出端，所述复位模块包括第一端、第二端和受控端，所述控制器的复位控制信号输出端与复位模块的受控端连接，所述控制器的预采样控制输出端与所述第二辅助驱动电路的受控端连接，所述控制器的采样控制信号输出端与所述第一辅助驱动电路的受控端连接；所述第一辅助驱动电路的输入端与所述第二辅助驱动电路的输入端连接，其连接节点为模拟信号输入端，所述第一辅助驱动电路的输出端、所述第二辅助驱动电路的输出端、所述采样电容的第一端及所述复位模块的第一端连接；所述复位模块的第二端用于连接模数转换器的输入端。

2.如权利要求1所述的模数转换器的前级驱动模块，其特征在于，所述第一辅助驱动电路包括第一可编程增益放大器和第一电子开关，所述第一可编程增益放大器的输入脚为所述第一辅助驱动电路的输入端，所述第一可编程增益放大器的输出脚与所述第一电子开关的第一端连接，所述第一可编程增益放大器的接地脚接地；所述第一电子开关的受控端为所述第一辅助驱动电路的受控端，所述第一电子开关的第二端为所述第一辅助驱动电路的输出端。

3.如权利要求2所述的模数转换器的前级驱动模块，其特征在于，所述第二辅助驱动电路包括第二可编程增益放大器和第二电子开关，所述第二可编程增益放大器的输入脚为所述第二辅助驱动电路的输入端，所述第二可编程增益放大器的输出脚与所述第二电子开关的第二端连接，所述第二可编程增益放大器的接地脚接地；所述第二电子开关的受控端为所述第二辅助驱动电路的受控端，所述第二电子开关的第二端为所述第二辅助驱动电路的输出端。

4.如权利要求3所述的模数转换器的前级驱动模块，其特征在于，所述第一可编程增益放大器及所述第二可编程增益放大器为非低速高精度逐次逼近型模数转换器。

5.如权利要求3所述的模数转换器的前级驱动模块，其特征在于，所述第一电子开关和所述第二电子开关为MOS管。

6.如权利要求1所述的模数转换器的前级驱动模块，其特征在于，所述复位模块包括第三电子开关，所述第三电子开关的第一端为所述复位模块的第一端，所述第三电子开关的第二端为所述复位模块的第二端，第三电子开关的受控端为所述复位模块的受控端。

7.如权利要求1所述的模数转换器的前级驱动模块，其特征在于，所述预设电压值为输入的所述模拟信号的电压的70％-90％。

8.一种模数转换装置，其特征在于，包括模数转换器及如权利要求1-7任一项所述的模数转换器的前级驱动模块，所述模数转换器的前级驱动模块的复位模块的第二端与所述模数转换器的输入端连接。

9.如权利要求8所述的模数转换装置，其特征在于，所述模数转换装置还包括数字信号处理器，所述数字信号处理器的输入端与所述模数转换器的输出端连接。

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