CN112042128B - 电容式模数转换器、模数转换***、芯片及设备 - Google Patents

电容式模数转换器、模数转换***、芯片及设备 Download PDF

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Abstract

本申请提供一种电容式模数转换器、模数转换***、芯片及设备，该电容式模数转换器包括第一电容阵列，包括N个第一电容器组，N个第一电容器组包括M个第一电容器，M为大于N的正整数；M个第一开关，分别与M个第一电容器的第一极板一一对应连接，以使逐次逼近逻辑控制器通过控制M个第一开关，控制M个第一电容器的第一极板与电压生成电路输出端、第一采样电压输出端的连接；比较器，包括第一输入端、第二输入端和输出端；逐次逼近逻辑控制器，与比较器的输出端连接，用于根据比较器的输出端输出的比较结果，控制M个第一开关。不仅实现了模数转换，而且提高了模数转换的精确度。

Description

电容式模数转换器、模数转换***、芯片及设备
技术领域
本申请涉及电子技术领域，尤其涉及一种电容式模数转换器、模数转换***、芯片及设备。
背景技术
模数转换器被广泛的应用于图像处理、数字视频和生物医疗等领域。而对于应用越来越广泛的手持移动终端设备而言(例如图像传感器)，低功耗对于产品电池的使用寿命有着至关重要的作用。同时随着人们对画质等感官体验的更高要求，以及追求更为细致的数据信息，这就要求模数转换器***需要具有更快的转换速度和更高的分辨精度。
现有技术中的电容式模数转换器，通常是采用多个以二进制的方式排列的电容器以实现模数转换，下面以4位的模数转换器为例，对现有技术进行介绍，图1是现有技术中示例性的电容式模数转换器的结构示意图，如图1所示，4位的模数转换器包括电容阵列11，其中电容阵列11中的电容器以二进制的方式排列，电容阵列11中的电容器的上极板与比较器12的一个输入端连接，比较器12的另一个输入端与电压生成电路连接，电容器12的输出端与逐次逼近逻辑控制器13连接，逐次逼近逻辑控制器13根据比较器12的输出端输出的比较结果，控制开关14与电压生成电路的输出端和采样电压Vip之间的连接，进而使电容阵列11处于转换阶段，最终实现模数转换。
然而现有技术中，通过直接对高位电容控制，模数转换的精度较低。
发明内容
本申请提供一种电容式模数转换器、模数转换***、芯片及设备，不仅实现了模数转换，而且提高了模数转换的精度。
第一方面，本申请提供一种电容式模数转换器，其特征在于，包括：
第一电容阵列，包括N个第一电容器组，N个第一电容器组包括M个第一电容器，其中N为电容式模数转换器输出的二进制编码位数，且N为大于等于3的正整数，M为大于N的正整数；M个第一开关，分别与M个第一电容器的第一极板一一对应连接，以使逐次逼近逻辑控制器通过控制M个第一开关，控制M个第一电容器的第一极板与电压生成电路输出端、第一采样电压输出端的连接；比较器，包括第一输入端、第二输入端和输出端，其中，M个第一电容器的第二极板与第一输入端连接，电压生成电路的第一输出端与第二输入端连接，比较器用于比较第一输入端收到的电压值和第二输入端收到的电压值，并经由比较器的输出端输出分别对应于N位二进制编码的N个比较结果；逐次逼近逻辑控制器，与比较器的输出端连接，用于根据比较器的输出端输出的比较结果，控制M个第一开关。
本方案中，通过第一电容阵列中包括N个电容器组与比较器的一输入端连接，比较器的另一端与电压生成电路连接，比较器的输出端与逐次逼近逻辑控制器连接，逐次逼近逻辑控制器根据比较器输出端的输出结果，对每个电容器连接的开关进行控制，实现了模数转换，由于N个第一电容器组包括M个第一电容器，且M为大于N的正整数，通过将高位电容分为电容器组，并对电容器组中的电容器分别进行控制，提高了模数转换的精确度。
可选的，本申请提供的电容式模数转换器，还包括：
第二开关，第二开关的一端与比较器的第一输入端连接，第二开关的另一端与电压生成电路的第一输出端连接。
本方案中，通过设置第二开关，实现了对比较器的第一输入端与电压生成电路的第一输出端之间的断开与连接。
可选的，逐次逼近逻辑控制器，用于在采样阶段，控制M个第一开关，使M个第一电容器的第一极板与第一采样电压输出端连接，控制第二开关，使比较器的第一输入端与电压生成电路的第一输出端连接。
本方案中，通过控制M个第一开关使M个第一电容器的极板与第一采样电压输出端连接，实现了获取第一采样电压模拟信号，并连接比较器的第一输入端与电压生成电路的第一输出端，实现了对获取到的电荷量的控制。
可选的，逐次逼近逻辑控制器，用于在转换阶段，控制M个第一开关和第二开关，以使M个第一电容器工作在第n个比较模式，其中，n＝1，……，N；比较器，用于在M个第一电容器工作在第n个比较模式的情况下，比较比较器的第一输入端收到的电压值和比较器的第二输入端收到的电压值的大小，确定N个比较结果中的第n个比较结果，并将第n个比较结果输出至逐次逼近逻辑控制器，其中第n个比较结果对应于N位二进制编码中的第N-n+1位二进制编码。
本方案中，通过逐次逼近逻辑控制器对M个第一开关和第二开关的控制，实现了转换采样电压模拟信号为数字信号。
可选的，逐次逼近逻辑控制器，用于在转换阶段，控制第二开关，断开比较器的第一输入端与电压生成电路的第一输出端之间的连接。
控制M个第一开关，使包括多个第一电容器的第一电容器组中的第一电容器接第二参考电压或接地，使包括一个第一电容器的第一电容器组中的第一电容器接第三参考电压或接第四参考电压，以使M个第一电容器工作在第n个比较模式。
可选的，逐次逼近逻辑控制器，针对每个包括多个第一电容器的第一电容器组，逐次逼近逻辑控制器控制该第一电容器组中的多个第一电容器对应的第一开关，使多个第一电容器中第一部分第一电容器的第一极板连接电压生成电路的第二输出端，第二部分第一电容器的第一极板接地，以使M个第一电容器工作在第一个比较模式；
根据比较器输出的第一个比较结果，针对每个包括多个第一电容器的第一电容器组，逐次逼近逻辑控制器控制该第一电容器组中的第一开关，使第一极板连接电压生成电路的第二输出端的任意一个第一电容器的第一极板接地，或者，使第一极板接地的任意一个第一电容器的第一极板连接电压生成电路的第二输出端，以使M个第一电容器工作在第二个比较模式；
根据比较器输出的第m个结果，控制第N-m+2个第一电容器组中的任意一个第一极板接地的第一电容器的第一开关，使该第一电容器的第一极板与电压生成电路的第二输出端连接；或者，控制第N-m+2个第一电容器组中的任意一个第一极板与电压生成电路的第二输出端连接的第一电容器的第一开关，使该第一电容器的第一极板接地，以使M个第一电容器工作在第m+1个比较模式，m＝2，……，N-1；
根据比较器输出的第N-1个比较结果，控制第3个第一电容器组中的第一电容器的第一开关，使该第一电容器的第一极板连接电压生成电路的第三输出端或电压生成电路的第四输出端；
根据比较器输出的第N个比较结果，控制第2个第一电容器组中的第一电容器的第一开关，使该第一电容器的第一极板连接电压生成电路的第三输出端或电压生成电路的第四输出端；
其中，电压生成电路的第二输出端输出第二参考电压，电压生成电路的第三输出端输出第三参考电压，电压生成电路的第四输出端输出第四参考电压。
本方案中，通过在不同的比较模式，控制M个第一开关的状态，实现了转换采样电压模拟信号为数字信号，并提高了模数转换的精确度。
可选的，第一部分第一电容器与第二部分第一电容器的个数相等，且第一部分第一电容器和第二部分第一电容器组成了该第一电容器组。
可选的，本申请提供的电容式模数转换器，包括：
N个第一电容器组中的第一个第一电容器组的电容量为C，N个第一电容器组中的第k个第一电容器组的电容量为2k-2C，C为单位电容量；N个第一电容器组中的第p个第一电容器组包括一个第一电容器，p为小于等于3的整数，N个第一电容器组中的第q个第一电容器组包括多个第一电容器C，q为大于3的整数。
可选的，比较器具体用于在比较器的第一输入端收到的电压值大于或等于比较器的第二输入端收到的电压值的情况下，输出的比较结果为1；在比较器的第一输入端收到的电压值小于比较器的第二输入端收到的电压值的情况下，输出的比较结果为0。
可选的，若第一电容器组的电容量为4C的整数倍，则该第一电容器组包括4个电容量相等的电容器
以下为一种电容式模数转换器的介绍，其效果可参考第一方面提供的电容式模数转换器。
第二方面，本申请提供一种电容式模数转换器，包括：
第一电容阵列，包括N个第一电容器组，N个第一电容器组包括M个第一电容器，其中N为电容式模数转换器输出的二进制编码位数，且N为大于等于3的正整数，M为大于N的正整数；第二电容阵列，包括N个第二电容器组，N个第二电容器组包括M个第二电容器；M个第一开关，分别与M个第一电容器的第一极板一一对应连接，以使逐次逼近逻辑控制器通过控制M个第一开关，控制M个第一电容器的第一极板与电压生成电路输出端、第一采样电压输出端的连接；M个第三开关，分别与M个第二电容器的第一极板一一对应连接，以使逐次逼近逻辑控制器通过控制M个第三开关，控制M个第二电容器的第一极板与电压生成电路输出端、第二采样电压输出端的连接；比较器，比较器包括第一输入端、第二输入端和输出端，其中，M个第一电容器的第二极板与第一输入端连接，M个第二电容器的第二极板与第二输入端连接，比较器用于比较第一输入端收到的电压值和第二输入端收到的电压值，并经由比较器的输出端输出分别对应于N位二进制编码的N个比较结果；逐次逼近逻辑控制器，与比较器的输出端连接，用于根据比较器的输出端输出的比较结果，控制M个第一开关和M个第三开关。
本方案中，通过设置第一电容阵列和第二电容阵列，实现了对差分信号转换为数字信号，并提高了差分信号转换为数字信号的精确度。
可选的，本申请提供的电容式模数转换器，还包括：
第二开关，第二开关的一端与比较器的第一输入端连接，第二开关的另一端与电压生成电路的第一输出端连接，电压生成电路的第一输出端输出第一参考电压；
第四开关，第四开关的一端与比较器的第二输入端连接，第四开关的另一端与电压生成电路的第一输出端连接，电压生成电路的第一输出端输出第一参考电压。
可选的，逐次逼近逻辑控制器，用于在采样阶段，控制M个第一开关，使M个第一电容器的第一极板与第一采样电压输出端连接，控制第二开关，使比较器的第一输入端与电压生成电路的第一输出端连接；
控制M个第三开关，使M个第二电容器的第一极板与第二采样电压输出端连接，控制第四开关，使比较器的第二输入端与电压生成电路的第一输出端连接。
可选的，逐次逼近逻辑控制器，用于转换阶段，控制M个第一开关、第二开关、M个第三开关和第四开关，以使M个第一电容器和M个第二电容器工作在第n个比较模式，其中，n＝1，……，N；比较器，用于在M个第一电容器和M个第二电容器工作在第n个比较模式的情况下，比较比较器的第一输入端收到的电压值和比较器的第二输入端收到的电压值的大小，确定N个比较结果中的第n个比较结果，并将第n个比较结果输出至逐次逼近逻辑控制器，其中第n个比较结果对应于N位二进制编码中的第N-n+1位二进制编码。
可选的，逐次逼近逻辑控制器，用于在转换阶段，控制第二开关，断开比较器的第一输入端与电压生成电路的第一输出端之间的连接，控制第四开关，断开比较器的第二输入端与电压生成电路的第一输出端之间的连接；
控制M个第一开关，使包括多个第一电容器的第一电容器组中的第一电容器接第二参考电压或接地，使包括一个第一电容器的第一电容器组中的第一电容器接第三参考电压或接第四参考电压，控制M个第三开关，使包括多个第二电容器的第二电容器组中的第二电容器接第二参考电压或接地，使包括一个第二电容器的第二电容器组中的第二电容器接第三参考电压或接第四参考电压，以使M个第一电容器和M个第二电容器工作在第n个比较模式。
可选的，逐次逼近逻辑控制器，针对每个包括多个第一电容器的第一电容器组，逐次逼近逻辑控制器控制该第一电容器组中的多个第一电容器对应的第一开关，使多个第一电容器中第一部分第一电容器的第一极板连接电压生成电路的第二输出端，第二部分第一电容器的第一极板接地，针对每个包括多个第二电容器的第二电容器组，逐次逼近逻辑控制器控制该第二电容器组中的多个第二电容器对应的第三开关，使多个第二电容器中第一部分第二电容器的第一极板连接电压生成电路的第二输出端，第二部分第二电容器的第一极板接地，以使M个第一电容器和M个第二电容器工作在第一个比较模式；
根据比较器输出的第一个比较结果，针对每个包括多个第一电容器的第一电容器组，逐次逼近逻辑控制器控制该第一电容器组中的第一开关，使第一极板连接电压生成电路的第二输出端的任意一个第一电容器的第一极板接地，针对每个包括多个第二电容器的第二电容器组，逐次逼近逻辑控制器控制该第二电容器组中的第三开关，使第一极板接地的任意一个第二电容器的第一极板连接电压生成电路的第二输出端，或者，根据比较器输出的第一个比较结果，针对每个包括多个第一电容器的第一电容器组，逐次逼近逻辑控制器控制该第一电容器组中的第一开关，使第一极板接地的任意一个第一电容器的第一极板连接电压生成电路的第二输出端，针对每个包括多个第二电容器的第二电容器组，逐次逼近逻辑控制器控制该第二电容器组中的第三开关，使第一极板连接电压生成电路的第二输出端的任意一个第二电容器的第一极板接地，以使M个第一电容器和M个第二电容器工作在第二个比较模式；
根据比较器输出的第m个结果，控制第N-m+2个第一电容器组中的任意一个第一极板接地的第一电容器的第一开关，使该第一电容器的第一极板与电压生成电路的第二输出端连接，控制第N-m+2个第二电容器组中的任意一个第一极板与电压生成电路的第二输出端连接的第二电容器的第三开关，使该第二电容器的第一极板接地，或者，根据比较器输出的第m个结果，控制第N-m+2个第一电容器组中的任意一个第一极板与电压生成电路的第二输出端连接的第一电容器的第一开关，使该第一电容器的第一极板接地，控制第N-m+2个第二电容器组中的任意一个第一极板接地的第二电容器的第三开关，使该第二电容器的第一极板与电压生成电路的第二输出端连接，以使M个第一电容器和M个第二电容器工作在第m+1个比较模式，m＝2，……，N-2；
根据比较器输出的第N-1个比较结果，控制第3个第一电容器组中的第一电容器的第一开关，使该第一电容器的第一极板连接电压生成电路的第三输出端，控制第3个第二电容器组中的第二电容器的第三开关，使该第二电容器的第一极板连接电压生成电路的第四输出端，或者，根据比较器输出的第N-1个结果，控制第3个第一电容器组中的第一电容器的第一开关，使该第一电容器的第一极板连接电压生成电路的第四输出端，控制第3个第二电容器组中的第二电容器的第三开关，使该第二电容器的第一极板连接电压生成电路的第三输出端；
根据比较器输出的第N个结果，控制第2个第一电容器组中的第一电容器的第一开关，使该第一电容器的第一极板连接电压生成电路的第三输出端，控制第2个第二电容器组中的第二电容器的第三开关，使该第二电容器的第一极板连接电压生成电路的第四输出端，或者，根据比较器输出的第N个结果，控制第N个第一电容器组中的第一电容器的第一开关，使该第一电容器的第一极板连接电压生成电路的第四输出端，控制第2个第二电容器组中的第二电容器的第三开关，使该第二电容器的第一极板连接电压生成电路的第三输出端；
其中，电压生成电路的第二输出端输出第二参考电压，电压生成电路的第三输出端输出第三参考电压，电压生成电路的第四输出端输出第四参考电压。
可选的，第一部分第一电容器与第二部分第一电容器的个数相等，且第一部分第一电容器和第二部分第一电容器组成了该第一电容器组；第一部分第二电容器与第二部分第二电容器的个数相等，且第一部分第二电容器和第二部分第二电容器组成了该第二电容器组。
可选的，N个第一电容器组中的第一个第一电容器组的电容量为C，N个第一电容器组中的第k个第一电容器组的电容量为2k-2C，C为单位电容量；N个第一电容器组中的第p个第一电容器组包括一个第一电容器，p为小于等于3的整数，N个第一电容器组中的第q个第一电容器组包括多个第一电容器C，q为大于3的整数；N个第二电容器组中的第一个第二电容器组的电容量为C，N个第二电容器组中的第k个第二电容器组的电容量为2k-2C；N个第二电容器组中的第p个第二电容器组包括一个第二电容器，N个第二电容器组中的第q个第二电容器组包括多个第一电容器C。
可选的，比较器具体用于在比较器的第一输入端收到的电压值大于或等于比较器的第二输入端收到的电压值的情况下，输出的比较结果为1；在比较器的第一输入端收到的电压值小于比较器的第二输入端收到的电压值的情况下，输出的比较结果为0。
可选的，若第一电容器组的电容量为4C的整数倍，则该第一电容器组包括4个电容量相等的电容器；若第二电容器组的电容量为4C的整数倍，则该第二电容器组包括4个电容量相等的电容器。
第三方面，本申请提供一种模数转换***，包括：
电压生成电路、第一采样电压生成模块和如上述第一方面及第一方面可选方式的电容式模数转换器；
电压生成电路包括电压生成电路输出端，电压生成电路输出端用于输出电压；
第一采样电压生成模块包括第一采样电压输出端，第一采样电压输出端用于输出第一采样电压；
电容式模数转换器包括：
第一电容阵列，包括N个第一电容器组，N个第一电容器组包括M个第一电容器，其中N为电容式模数转换器输出的二进制编码位数，且N为大于等于3的正整数，M为大于N的正整数；
M个第一开关，分别与M个第一电容器的第一极板一一对应连接，以使逐次逼近逻辑控制器通过控制M个第一开关，控制M个第一电容器的第一极板与电压生成电路输出端、第一采样电压输出端的连接；
比较器，包括第一输入端、第二输入端和输出端，其中，M个第一电容器的第二极板与第一输入端连接，电压生成电路的第一输出端与第二输入端连接，比较器用于比较第一输入端收到的电压值和第二输入端收到的电压值，并经由比较器的输出端输出分别对应于N位二进制编码的N个比较结果；
逐次逼近逻辑控制器，与比较器的输出端连接，用于根据比较器的输出端输出的比较结果，控制M个第一开关。
第四方面，本申请提供一种模数转换***，包括：
电压生成电路、第一采样电压生成模块、第二采样电压生成模块和如上述第二方面及第二方面可选方式的电容式模数转换器；
电压生成电路包括电压生成电路输出端，电压生成电路输出端用于输出电压；
第一采样电压生成模块包括第一采样电压输出端，第一采样电压输出端用于输出第一采样电压；
第二采样电压生成模块包括第二采样电压输出端，第二采样电压输出端用于输出第二采样电压；
电容式模数转换器包括：
第一电容阵列，包括N个第一电容器组，N个第一电容器组包括M个第一电容器，其中N为电容式模数转换器输出的二进制编码位数，且N为大于等于3的正整数，M为大于N的正整数；
第二电容阵列，包括N个第二电容器组，N个第二电容器组包括M个第二电容器；
M个第一开关，分别与M个第一电容器的第一极板一一对应连接，以使逐次逼近逻辑控制器通过控制M个第一开关，控制M个第一电容器的第一极板与电压生成电路输出端、第一采样电压输出端的连接；
M个第三开关，分别与M个第二电容器的第一极板一一对应连接，以使逐次逼近逻辑控制器通过控制M个第三开关，控制M个第二电容器的第一极板与电压生成电路输出端、第二采样电压输出端的连接；
比较器，比较器包括第一输入端、第二输入端和输出端，其中，M个第一电容器的第二极板与第一输入端连接，M个第二电容器的第二极板与第二输入端连接，比较器用于比较第一输入端收到的电压值和第二输入端收到的电压值，并经由比较器的输出端输出分别对应于N位二进制编码的N个比较结果；
逐次逼近逻辑控制器，与比较器的输出端连接，用于根据比较器的输出端输出的比较结果，控制M个第一开关和M个第三开关。
第五方面，本申请提供一种芯片，包括如第一方面或第一方面可选方式的电容式模数转换器。
第六方面，本申请提供一种终端，包括如第一方面或第一方面可选方式的电容式模数转换器。
第七方面，本申请提供一种芯片，包括如第二方面或第二方面可选方式的电容式模数转换器。
第八方面，本申请提供一种设备，包括如第二方面或第二方面可选方式的电容式模数转换器。
本申请提供一种电容式模数转换器、模数转换***、芯片及设备，该电容式模数转换器包括第一电容阵列，包括N个第一电容器组，N个第一电容器组包括M个第一电容器，其中N为电容式模数转换器输出的二进制编码位数，且N为大于等于3的正整数，M为大于N的正整数；M个第一开关，分别与M个第一电容器的第一极板一一对应连接，以使逐次逼近逻辑控制器通过控制M个第一开关，控制M个第一电容器的第一极板与电压生成电路输出端、第一采样电压输出端的连接；比较器，包括第一输入端、第二输入端和输出端，其中，M个第一电容器的第二极板与第一输入端连接，电压生成电路的第一输出端与第二输入端连接，比较器用于比较第一输入端收到的电压值和第二输入端收到的电压值，并经由比较器的输出端输出分别对应于N位二进制编码的N个比较结果；逐次逼近逻辑控制器，与比较器的输出端连接，用于根据比较器的输出端输出的比较结果，控制M个第一开关。由于通过第一电容阵列中包括N个电容器组与比较器的一输入端连接，比较器的另一端与电压生成电路连接，比较器的输出端与逐次逼近逻辑控制器连接，逐次逼近逻辑控制器根据比较器输出端的输出结果，对每个电容器连接的开关进行控制，实现了模数转换，由于N个第一电容器组包括M个第一电容器，且M为大于N的正整数，通过将高位电容分为电容器组，并对电容器组中的电容器分别进行控制，提高了模数转换的精确度。
附图说明
为了更清楚地说明本申请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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是现有技术中示例性的电容式模数转换器的结构示意图；
图2是示例性差分结构的电容式模数转换器的结构示意图；
图3是本申请一实施例提供的电容式模数转换器的结构示意图；
图4是本申请另一实施例提供的电容式模数转换器的结构示意图；
图5是本申请再一示例性实施例提供的电容式模数转换器的结构示意图；
图6是本申请一实施例提供的模数转换***的结构示意图；
图7是本申请实施例提供的一种电容式模数转换器的结构示意图；
图8是本申请一实施例提供的模数转换***的结构示意图。
附图标记说明：
11：电容阵列；
12、23、33、63：比较器；
13、24、34、64：逐次逼近逻辑控制器；
14：开关；
21：正电容阵列；
22：负电容阵列；
30、70：电容式模数转换器；
31、61：第一电容阵列；
32、65：M个第一开关；
35、67：第二开关；
36、71：电压生成电路；
37、72：第一采样电压生成模块；
41：电压生成电路的第一输出端；
42：电压生成电路的第二输出端；
43：电压生成电路的第三输出端；
44：电压生成电路的第四输出端；
62：第二电容阵列；
66：M个第三开关；
68：第四开关；
Vip：第一采样电压输出端；
Vin：第二采样电压输出端；
73：第二采样电压生成模块。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例，例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
模数转换器被广泛的应用于图像处理、数字视频和生物医疗等领域。而对于应用越来越广泛的手持移动终端设备而言(例如图像传感器)，低功耗对于产品电池的使用寿命有着至关重要的作用。同时随着人们对画质等感官体验的更高要求，以及追求更为细致的数据信息，这就要求模数转换器***需要具有更快的转换速度和更高的分辨精度。现有技术中，通常采用如图1所示的电容式模数转换器，然而现有技术中的电容式模数转换器的精确度不高，为了解决上述问题，本申请提供一种电容式模数转换器、模数转换***、芯片和设备。
以下，对本申请的应用场景进行介绍。
电容式模数转换器是模拟模块与数字模块之间接口的关键部件，根据不同的模拟信号，可以采用不同的电容式模数转换器，例如，若模拟模块输出的模拟信号为差分信号，则需要采用差分结构的电容式数模转换器，图2是示例性差分结构的电容式模数转换器的结构示意图，如图2所示，正电容阵列21和负电容阵列22分别与比较器23的两个输入端连接，比较器23的输出端与逐次逼近逻辑控制器24连接，逐次逼近逻辑控制器24根据比较器23输出的比较结果，控制正电容阵列21的输出电压Vxp与负电容阵列22的输出电压Vxn，直到完成差分信号的模数转换；若模拟信号输出的模拟信号为单端信号，则需要采用单端结构的电容式数模转换器，可参考图1中的电容式模数转换器，此处不在赘述。
基于上述应用场景，下面对本申请技术方案进行详细介绍：
实施例一
图3是本申请一实施例提供的电容式模数转换器的结构示意图，如图3所示，该电容式模数转换器可以包括：第一电容阵列31、M个第一开关32、比较器33和逐次逼近逻辑控制器34。
第一电容阵列31，包括N个第一电容器组，N个第一电容器组包括M个第一电容器，其中N为电容式模数转换器输出的二进制编码位数，且N为大于等于3的正整数，M为大于N的正整数。
第一电容阵列31包括N个第一电容器组，N个第一电容器组包括M个第一电容器，每个第一电容器组至少包括一个第一电容器，且至少有一个第一电容器组包括多个第一电容器，本发明实施例对第一电容器组的数量和每个第一电容器组中包括的具体第一电容器不做限制。
如图3所示，第一电容阵列31包括电容器组C1，电容器组C2，电容器组C3，电容器组C4，……，电容器组CN。N个第一电容器组中包括M个第一电容器，可选的，若第一电容器组的电容量为4C的整数倍，则该第一电容器组包括4个电容量相等的电容器。
可选的，N个第一电容器组中的第一个第一电容器组的电容量为C，N个第一电容器组中的第k个第一电容器组的电容量为2k-2C，C为单位电容量；N个第一电容器组中的第p个第一电容器组包括一个第一电容器，p为小于等于3的整数，N个第一电容器组中的第q个第一电容器组包括多个第一电容器C，q为大于3的整数。
为便于理解，以四位的电容式模数转换器为例，N＝5，包括5个第一电容器组，第一个电容器组的电容量为C，第二个电容器组的电容量为C，第三个电容器组的电容量为2C，第四个电容器组的电容量为4C，第五个电容器组的电容量为8C，且第四个电容器组和第五个电容器组分别包括多个电容器，以每个包括多个电容器的电容器组包括4个电容器为例，第四个电容器组包括4个电容量为C的电容器，第五个电容器包括4个电容量为2C的电容器，因此，该四位的电容式模数转换器包括了11个电容器，此时M的值为11。
M个第一开关32，分别与M个第一电容器的第一极板一一对应连接，以使逐次逼近逻辑控制器34通过控制M个第一开关32，控制M个第一电容器的第一极板与电压生成电路输出端、第一采样电压输出端Vip的连接。
M个第一开关32分别与M个第一电容器的第一极板一一对应连接，其中，第一个第一开关对应第一个第一电容器，第二个第一开关对应第二个第一电容器，以此类推，本发明实施例对此不做限制。通过控制M个第一电容器的第一极板与电源生成电路输出端或第一采样电压输出端Vip的连接，可以控制M个第一电容器的第二极板的输出电压。
比较器33，包括第一输入端、第二输入端和输出端，其中，M个第一电容器的第二极板与第一输入端连接，电压生成电路的第一输出端与第二输入端连接，比较器33用于比较第一输入端收到的电压值和第二输入端收到的电压值，并经由比较器33的输出端输出分别对应于N位二进制编码的N个比较结果。
本发明实施例对电压生成电路的第一输出端输出的电压值不做限制，比较器输出的二进制编码的位数与第一电容器组的数量有关，本发明实施例对此不做限制。另外，本发明实施例对比较器的第一输入端和第二输入端的正负极不做限制。
可选的，所述比较器33具体用于在所述比较器33的第一输入端收到的电压值大于或等于所述比较器33的第二输入端收到的电压值的情况下，输出的比较结果为1；在所述比较器33的第一输入端收到的电压值小于所述比较器33的第二输入端收到的电压值的情况下，输出的比较结果为0。反之亦可，本发明实施例对此不做限制。
逐次逼近逻辑控制器34，与比较器33的输出端连接，用于根据比较器33的输出端输出的比较结果，控制M个第一开关32。
逐次逼近逻辑控制器用于根据比较器33的输出端输出的比较结果，控制M个第一开关32，使M个第一电容器处于采样阶段或转换阶段，本发明实施例对此不做限制。其中，在采样阶段，用于获取第一采样电压输出端输出的第一采样电压模拟信号，在转换阶段，用于将该第一采样电压模拟信号转换为数字信号，该数字信号可以通过逐次逼近逻辑控制器输出。
本方案中，通过第一电容阵列中包括N个电容器组与比较器的一输入端连接，比较器的另一端与电压生成电路连接，比较器的输出端与逐次逼近逻辑控制器连接，逐次逼近逻辑控制器根据比较器输出端的输出结果，对每个电容器连接的开关进行控制，实现了模数转换，由于N个第一电容器组包括M个第一电容器，且M为大于N的正整数，通过将高位电容分为电容器组，并对电容器组中的电容器分别进行控制，提高了模数转换的精确度。
可选的，图4是本申请另一实施例提供的电容式模数转换器的结构示意图，如图4所示，本申请实施例提供的电容式模数转换器还可以包括：
第二开关35，第二开关35的一端与比较器33的第一输入端连接，第二开关35的另一端与电压生成电路的第一输出端连接。
通过设置第二开关，实现了对比较器的第一输入端与电压生成电路的第一输出端之间的断开与连接，在采样阶段，通过控制第二开关，可以控制采样的电荷量。
可选的，逐次逼近逻辑控制器34，用于在采样阶段，控制M个第一开关32，使M个第一电容器的第一极板与第一采样电压输出端连接，控制第二开关35，使比较器33的第一输入端与电压生成电路的第一输出端连接。
通过控制M个第一开关32使M个第一电容器的极板与第一采样电压输出端连接，实现了获取第一采样电压模拟信号，并连接比较器33的第一输入端与电压生成电路的第一输出端，实现了对获取到的电荷量的控制。在一种可能的实施方式中，电压生成电路的第一输出端输出的电压为VR/2，VR为参考电压，本发明实施例对参考电压VR的具体确定方式不做限制。
在采样阶段之后，可选的，逐次逼近逻辑控制器34，用于在转换阶段，控制M个第一开关32和第二开关35，以使M个第一电容器工作在第n个比较模式，其中，n＝1，……，N；比较器33，用于在M个第一电容器工作在第n个比较模式的情况下，比较比较器33的第一输入端收到的电压值和比较器33的第二输入端收到的电压值的大小，确定N个比较结果中的第n个比较结果，并将第n个比较结果输出至逐次逼近逻辑控制器34，其中第n个比较结果对应于N位二进制编码中的第N-n+1位二进制编码。
在转换阶段，逐次逼近逻辑控制器通过根据比较器输出端的输出结果，控制M个第一开关和第二开关的断开和闭合，使M个第一电容器工作在不同的比较模式，以使第一电容阵列输出不同的电压值至比较器的第一输入端，通过与比较器的第二输入端收到的电压值进行比较，输出比较结果至逐次逼近逻辑控制器34中，进而使逐次逼近逻辑控制器根据比较器输出的比较结果，再次调节M个第一开关，进而调节第一电容阵列输出的电压值。
在一种可能的实施方式中，为了便于理解，以四位电容式模数转换器为例，对本申请实施例进行介绍，图5是本申请再一示例性实施例提供的电容式模数转换器的结构示意图，如图5所示，在采样阶段，M个第一开关32与第一采样电压输出端Vip连接，且比较器33的第一输入端与电压生成电路的第一输出端连接，以电压生成电路的第一输出端输出电压为VR/2，电压生成电路的第二输出端输出电压为VR，比较器33第一输入端输入电压为Vx为例进行介绍。
逐次逼近逻辑控制器34，用于在转换阶段，控制第二开关，断开比较器33的第一输入端与电压生成电路的第一输出端之间的连接。
在转换阶段，首先，逐次逼近逻辑控制器控制第二开关，断开比较器的第一输入端与电压生成电路的第一输出端之间的连接，然后断开M个第一开关与第一采样电压输出端之间的连接。
然后，逐次逼近逻辑控制器，控制M个第一开关，使包括多个第一电容器的第一电容器组中的第一电容器接第二参考电压或接地，使包括一个第一电容器的第一电容器组中的第一电容器接第三参考电压或接第四参考电压，以使M个第一电容器工作在第n个比较模式。
可选的，针对每个包括多个第一电容器的第一电容器组，逐次逼近逻辑控制器控制该第一电容器组中的多个第一电容器对应的第一开关，使多个第一电容器中第一部分第一电容器的第一极板连接电压生成电路的第二输出端，第二部分第一电容器的第一极板接地，以使M个第一电容器工作在第一个比较模式。
本发明实施例对第一部分第一电容器和第二部分第一电容器的数量不做限制，可选的，第一部分第一电容器与第二部分第一电容器的个数相等，且第一部分第一电容器和第二部分第一电容器组成了该第一电容器组。在一种可能的实施方式中，该第一电容器组包括四个第一电容器，第一部分第一电容器包括两个第一电容器，第二部分第一电容器包括两个第一电容器。
通过将包括多个第一电容器的第一电容器组中，一半的第一电容器的第一极板接VR，另一半的第一电容器的第一极板接地，与将该第一电容器组中的所有第一电容器的第一极板接VR/2时，每个第一电容器组存储的电荷一致，且，通过将包括多个第一电容器的第一电容器组直接从VR和接地端取电，避免了VR/2的出现，因此不需要电阻串分压结构为包括多个第一电容器的第一电容器组供电，进而降低了功耗。
另外，本发明实施例对电压生成电路的第二输出端的输出电压也不做限制，可选的，电压生成电路的第二输出端的输出电压为VR。
以图5为例，针对第五个第一电容器组和第四个第一电容器组，逐次逼近逻辑控制器34控制第五个第一电容器组中的四个第一开关，使第五个第一电容器组中的电容器C51、C52、C53、C54中的任意两个电容器的第一极板接VR，另外两个电容器的第一极板接地，例如电容器C51、C52的第一极板接VR，电容器C53、C54的第一极板接地。使第四个第一电容器组中的电容器C41、C42、C43、C44中的任意两个电容器的第一极板接VR，另外两个电容器的第一极板接地。例如电容器C41、C42的第一极板接VR，电容器C43、C44的第一极板接地，并使低位电容C3和C2、补位电容C1对应的第一开关连接电压生成电路的第一输出端，以使M个第一电容器工作在第一个比较模式。
可以计算此时的比较器33第一输入端收到的电压VX1，公式如下：
(Vi-VR/2)*16C＝(VR/2-Vx1)*16C
Vx1＝VR-Vi
比较器33比较VX1和VR/2的值，并输出比较结果。在一种可能的实施方式中，若VX1<VR/2，输出为0，若VX1>VR/2，输出1。
根据比较器33输出的第一个比较结果，针对每个包括多个第一电容器的第一电容器组，逐次逼近逻辑控制器34控制该第一电容器组中的第一开关，使第一极板连接电压生成电路的第二输出端的任意一个第一电容器的第一极板接地，或者，使第一极板接地的任意一个第一电容器的第一极板连接电压生成电路的第二输出端，以使M个第一电容器工作在第二个比较模式。
逐次逼近逻辑控制器34接收比较器33输出端输出的比较结果，并根据比较结果对M个第一开关32进行控制，示例性的，针对第五电容器组和第四电容器组，使电容器C53、C54中的任意一个电容器接VR，电容器C43、C44中的任意一个电容器接VR，例如：使电容器C53、和电容器C43接VR，其他第一开关的连接方式不变，可以计算得到此时比较器33的第一输入端收到的电压值Vx2为：
(VR/2-Vx1)*16C＝(VR-Vx2)*6C+(0-Vx2)*2C+(VR-Vx2)*3C+(0-Vx2)*C+(VR/2-Vx2)*4C
Vx2＝Vx1+3/16VR；
或者，使电容器C51、C52中的任意一个电容器接地，电容器C41、C42中的任意一个电容器接地，例如：使电容器C51和电容器C41接地，其他第一开关的连接方式不变。类似的，根据电荷量守恒原理，可以计算出此时比较器33的第一输入端收到的电压值Vx2：
Vx2＝Vx1-3/16VR；
以使M个第一电容器工作在第二个比较模式，比较Vx2和VR/2的大小。比较器33比较VX2和VR/2的值，并输出第二个比较结果。在一种可能的实施方式中，若VX2<VR/2，输出为0，若VX2>VR/2，输出为1。
根据比较器33输出的第m个结果，控制第N-m+2个第一电容器组中的任意一个第一极板接地的第一电容器的第一开关，使该第一电容器的第一极板与电压生成电路的第二输出端连接；或者，控制第N-m+2个第一电容器组中的任意一个第一极板与电压生成电路的第二输出端连接的第一电容器的第一开关，使该第一电容器的第一极板接地，以使M个第一电容器工作在第m+1个比较模式，m＝2，……，N-2。
以图5中的电容式模数转换器为例，若第二个比较结果输出为0，则控制第五电容器组中第一极板接地的电容器的第一开关，使该第一电容器的第一极板接VR，其他开关的连接方式不变，类似的，根据电荷量守恒原理，可以计算出此时比较器33的第一输入端收到的电压值Vx3：
Vx3＝Vx2+1/8VR；
若第二个比较结果输出为1，则控制第五电容器组中第一极板接VR的电容器的第一开关，使该第一电容器的第一极板接地，其他开关的连接方式不变，类似的，根据电荷量守恒原理，可以计算出此时比较器33的第一输入端收到的电压值Vx3：
Vx3＝Vx2-1/8VR；
以使M个第一电容器工作在第三个比较模式，比较Vx3和VR/2的大小。
比较器33比较VX3和VR/2的值，并输出第三个比较结果。在一种可能的实施方式中，若VX3<VR/2，输出为0，若VX3>VR/2，输出为1。
示例性的，若第三个比较结果输出为0，则控制第四电容器组中第一极板接地的电容器的第一开关，使该第一电容器的第一极板接VR，其他开关的连接方式不变，类似的，根据电荷量守恒原理，可以计算出此时比较器33的第一输入端收到的电压值的Vx4：
Vx4＝Vx3+1/16VR；
若第三个比较结果输出为1，则控制第四电容器组中第一极板接VR的电容器的第一开关，使该第一电容器的第一极板接地，其他开关的连接方式不变，类似的，根据电荷量守恒原理，可以计算出此时比较器33的第一输入端收到的电压值Vx4：
Vx4＝Vx3-1/16VR；
以使M个第一电容器工作在第四个比较模式，比较Vx4和VR/2的大小。
在对包括多个第一电容器的第一电容器组的第一开关进行控制的过程中，只有部分电容器会在VR和接地之间切换，降低了切换时需要的功耗。
本申请实施例仅以4位电容式模数转换器为例，并不限于此，例如，本申请实施例还可以是6位电容式模数转换器、8位电容式模数转换器、10位电容式模数转换器、12位电容式模数转换器等等。
根据比较器33输出的第N-1个结果，控制第3个第一电容器组中的第一电容器的第一开关，使该第一电容器的第一极板连接电压生成电路的第三输出端或电压生成电路的第四输出端。
针对包括一个第一电容器的第一电容器组，根据比较器33输出的比较结果，控制该第一电容器的第一开关，使该第一电容器的第一极板连接电压生成电路的第三输出端和第四输出端，本申请实施例对电压生成电路的第三输出端和第四输出端输出的电压值不做限制。
以图5所示的电容式模数转换器为例，根据比较器33输出的第四个比较结果，控制电容器C3的第一极板接电压生成电路的第三输出端或电压生成电路的第四输出端。比较器33比较VX4和VR/2的值，并输出第四个比较结果。在一种可能的实施方式中，若VX4<VR/2，输出为0，若VX4>VR/2，输出为1。
若第四个比较结果输出为0，则控制电容器C3的第一极板从连接VR/2改为连接3VR/4，此时，比较器第一输入端收到的电压值Vx5＝Vx4+1/32VR；若第四个输出结果输出为1，则控制电容器C3的第一极板从连接VR/2改为连接1VR/4，此时，比较器第一输入端收到的电压值Vx5＝Vx4-1/32VR。以使M个第一电容器工作在第五个比较模式，比较Vx5和VR/2的大小。
根据比较器33输出的第N个结果，控制第2个第一电容器组中的第一电容器的第一开关，使该第一电容器的第一极板连接电压生成电路的第三输出端或电压生成电路的第四输出端。
以图5所示的电容式模数转换器为例，根据比较器33输出的第五个比较结果，控制电容器C2的第一极板接电压生成电路的第三输出端或电压生成电路的第四输出端。比较器33比较VX5和VR/2的值，并输出第五个比较结果。在一种可能的实施方式中，若VX5<VR/2，输出为0，若VX5>VR/2，输出为1。
若第五个比较结果输出为0，则控制电容器C2的第一极板从连接VR/2改为连接3VR/4，此时，比较器第一输入端收到的电压值Vx6＝Vx5+1/64VR；若第五个输出结果输出为1，则控制电容器C2的第一极板从连接VR/2改为连接1VR/4，此时，比较器第一输入端收到的电压值Vx6＝Vx5-1/64VR。
根据比较器输出的N位比较结果，得到N位二进制编码，实现了对模拟信号转换为数字信号，根据该数字信号，以及该数字信号中每位编码的权重，可以得到模拟信号的电压值，本发明实施例对数字信号中每位编码的权重不做限制。
由上可知，若比较器33输出端输出的结果均为1时，且当Vx6＝1/2VR+1/64VR时，可以得到最小可输出的第一采样电压Vi为：
(3/16+1/8+1/16+1/32+1/64+1/64+1/2)VR＝VR-Vi
Vi_min＝1/16VR；
如果比较器33输出端输出的结果全部为0时，且当Vx6＝1/2VR-1/64VR时，可以得到最大可输出的第一采样电压Vi为：
-(3/16+1/8+1/16+1/32+1/64+1/64)VR+1/2VR＝VR-Vi
Vi_max＝15/16VR；
所以第一采样电压Vi输入范围为[1/16VR,15/16VR]。最小步进是第五个比较结果为0或1时的Vx6＝Vx5+1/64VR与Vx6＝Vx5-1/64VR的差值，即：
Vx5+1/64VR-(Vx5-1/64VR)＝2/64VR
计算该电容式模数转换器的精确度：
(15/16-1/16)VR/(2/64)VR＝28
ln2(28)＝4.8位
相比与现有技术中的4位电容式模数转换器，其精确度提高了0.8位。
本方案中，通过在不同的比较模式，控制M个第一开关的状态，实现了转换采样电压模拟信号为数字信号，并提高了模数转换的精确度。
本申请实施例提供一种模数转换***，图6是本申请一实施例提供的模数转换***的结构示意图，如图6所示，本申请实施例提供的模数转换***可以包括：
电压生成电路36、第一采样电压生成模块37和如上述实施例提供的电容式模数转换器30；电压生成电路36包括电压生成电路输出端，电压生成电路输出端用于输出电压；第一采样电压生成模块37包括第一采样电压输出端Vip，第一采样电压输出端Vip用于输出第一采样电压。
电容式模数转换器30包括：
第一电容阵列31，包括N个第一电容器组，N个第一电容器组包括M个第一电容器，其中N为电容式模数转换器输出的二进制编码位数，且N为大于等于3的正整数，M为大于N的正整数。
M个第一开关32，分别与M个第一电容器的第一极板一一对应连接，以使逐次逼近逻辑控制器通过控制M个第一开关，控制M个第一电容器的第一极板与电压生成电路输出端、第一采样电压输出端的连接。
比较器33，包括第一输入端、第二输入端和输出端，其中，M个第一电容器的第二极板与第一输入端连接，电压生成电路的第一输出端与第二输入端连接，比较器用于比较第一输入端收到的电压值和第二输入端收到的电压值，并经由比较器的输出端输出分别对应于N位二进制编码的N个比较结果。
逐次逼近逻辑控制器34，与比较器的输出端连接，用于根据比较器的输出端输出的比较结果，控制M个第一开关。
其内容和效果可参考上述实施例，不再赘述。
本申请实施例提供一种芯片，包括上述实施例提供的电容式模数转换器，其内容和效果参考上述实施例，不再赘述。
本申请实施例提供一种终端，包括上述实施例提供的电容式模数转换器，其内容和效果参考上述实施例，不再赘述。
以下为对本申请提供的一种电容式模数转换器的介绍，该电容式模数转换器适合与差分信号的向数字信号的转换，其部分内容与上述实施例中的电容式模数转换器类似，对于重复的部分将不再赘述。
图7是本申请实施例提供的一种电容式模数转换器的结构示意图，如图7所示，本申请实施例提供的电容式模数转换器包括：第一电容阵列61、第二电容阵列62、M个第一开关65、M个第三开关66、比较器63和逐次逼近逻辑控制器64。
第一电容阵列61，包括N个第一电容器组，N个第一电容器组包括M个第一电容器，其中N为电容式模数转换器输出的二进制编码位数，且N为大于等于3的正整数，M为大于N的正整数。
第二电容阵列62，包括N个第二电容器组，N个第二电容器组包括M个第二电容器。
第一电容阵列61与第二电容阵列62为相同的电容阵列，其介绍请参考上述实施例中的描述，此处不再赘述。
可选的，N个第一电容器组中的第一个第一电容器组的电容量为C，N个第一电容器组中的第k个第一电容器组的电容量为2k-2C，C为单位电容量；N个第一电容器组中的第p个第一电容器组包括一个第一电容器，p为小于等于3的整数，N个第一电容器组中的第q个第一电容器组包括多个第一电容器C，q为大于3的整数；N个第二电容器组中的第一个第二电容器组的电容量为C，N个第二电容器组中的第k个第二电容器组的电容量为2k-2C；N个第二电容器组中的第p个第二电容器组包括一个第二电容器，N个第二电容器组中的第q个第二电容器组包括多个第一电容器C。
M个第一开关65，分别与M个第一电容器的第一极板一一对应连接，以使逐次逼近逻辑控制器64通过控制M个第一开关65，控制M个第一电容器的第一极板与电压生成电路输出端、第一采样电压输出端的连接。
M个第三开关，分别与M个第二电容器的第一极板一一对应连接，以使逐次逼近逻辑控制器64通过控制M个第三开关，控制M个第二电容器的第一极板与电压生成电路输出端、第二采样电压输出端的连接。
比较器63，比较器63包括第一输入端、第二输入端和输出端，其中，M个第一电容器的第二极板与第一输入端连接，M个第二电容器的第二极板与第二输入端连接，比较器63用于比较第一输入端收到的电压值和第二输入端收到的电压值，并经由比较器63的输出端输出分别对应于N位二进制编码的N个比较结果。
可选的，比较器63具体用于在比较器63的第一输入端收到的电压值大于或等于比较器63的第二输入端收到的电压值的情况下，输出的比较结果为1；在比较器63的第一输入端收到的电压值小于比较器63的第二输入端收到的电压值的情况下，输出的比较结果为0。反之亦可，本发明实施对此不做限制。
本申请实施例中，比较器63的第一输入端与M个第一电容器的第二极板连接，比较器63的第二输入端与M个第二电容器的第二极板连接，通过比较第一输入端收到的电压值和第二输入端收到的电压值，并通过比较器63的输出端输出比较结果至逐次逼近逻辑控制器64，以使逐次逼近逻辑控制器64根据比较器63的输出端输出的比较结果，控制M个第一开关65和M个第三开关。
逐次逼近逻辑控制器64，与比较器63的输出端连接，用于根据比较器63的输出端输出的比较结果，控制M个第一开关65和M个第三开关。
本方案中，通过设置第一电容阵列61和第二电容阵列62，实现了对差分信号转换为数字信号，并提高了差分信号转换为数字信号的精确度。
可选的，如图7所示，本申请提供的电容式模数转换器，还包括：
第二开关，第二开关的一端与比较器63的第一输入端连接，第二开关的另一端与电压生成电路的第一输出端连接，电压生成电路的第一输出端输出第一参考电压。第四开关68，第四开关68的一端与比较器63的第二输入端连接，第四开关68的另一端与电压生成电路的第一输出端连接，电压生成电路的第一输出端输出第一参考电压。
第四开关68与第二开关的作用类似，详情可参考上述实施例中对第二开关的描述。
可选的，逐次逼近逻辑控制器64，用于在采样阶段，控制M个第一开关65，使M个第一电容器的第一极板与第一采样电压输出端Vip连接，控制第二开关，使比较器63的第一输入端与电压生成电路的第一输出端连接；控制M个第三开关66，使M个第二电容器的第一极板与第二采样电压输出端Vin连接，控制第四开关68，使比较器63的第二输入端与电压生成电路的第一输出端连接。
通过控制M个第一开关使M个第一电容器的极板与第一采样电压输出端连接，实现了获取第一采样电压模拟信号，并连接比较器的第一输入端与电压生成电路的第一输出端，实现了对获取到的电荷量的控制。通过控制M个第三开关使M个第二电容器的极板与第二采样电压输出端连接，实现了获取第二采样电压模拟信号，并连接比较器的第二输入端与电压生成电路的第一输出端，实现了对获取到的电荷量的控制，在一种可能的实施方式中，电压生成电路的第一输出端输出的电压为VR/2，VR为参考电压，本发明实施例对参考电压VR的具体确定方式不做限制。
可选的，逐次逼近逻辑控制器64，用于转换阶段，控制M个第一开关65、第二开关、M个第三开关和第四开关68，以使M个第一电容器和M个第二电容器工作在第n个比较模式，其中，n＝1，……，N。
比较器63，用于在M个第一电容器和M个第二电容器工作在第n个比较模式的情况下，比较比较器63的第一输入端收到的电压值和比较器63的第二输入端收到的电压值的大小，确定N个比较结果中的第n个比较结果，并将第n个比较结果输出至逐次逼近逻辑控制器64，其中第n个比较结果对应于N位二进制编码中的第N-n+1位二进制编码。
可选的，逐次逼近逻辑控制器64，用于在转换阶段，控制第二开关，断开比较器63的第一输入端与电压生成电路的第一输出端之间的连接，控制第四开关68，断开比较器63的第二输入端与电压生成电路的第一输出端之间的连接。
针对每个包括多个第一电容器的第一电容器组，逐次逼近逻辑控制器64控制该第一电容器组中的多个第一电容器对应的第一开关，使多个第一电容器中第一部分第一电容器的第一极板连接电压生成电路的第二输出端，第二部分第一电容器的第一极板接地，针对每个包括多个第二电容器的第二电容器组，逐次逼近逻辑控制器64控制该第二电容器组中的多个第二电容器对应的第三开关，使多个第二电容器中第一部分第二电容器的第一极板连接电压生成电路的第二输出端，第二部分第二电容器的第一极板接地，以使M个第一电容器和M个第二电容器工作在第一个比较模式。
在第一个比较模式，对第一电容阵列61和第二电容阵列62的控制方式一致，详情可参考上述实施例中针对第一比较模式下的描述，此处不再赘述。
本发明实施例对第一部分第一电容器和第二部分第一电容器的数量不做限制，可选的，第一部分第一电容器与第二部分第一电容器的个数相等，且第一部分第一电容器和第二部分第一电容器组成了该第一电容器组。在一种可能的实施方式中，该第一电容器组包括四个第一电容器，第一部分第一电容器包括两个第一电容器，第二部分第一电容器包括两个第一电容器。
通过将包括多个第一电容器的第一电容器组和包括多个第二电容器的第二电容器组中，一半的第一电容器的第一极板接VR，另一半的第一电容器的第一极板接地，与将该第一电容器组中的所有第一电容器和第二电容器的第一极板接VR/2时，每个第一电容器组和第二电容器组存储的电荷一致，且，通过将包括多个第一电容器的第一电容器组和包括多个第二电容器的第二电容器组直接从VR和接地端取电，避免了VR/2的出现，因此不需要电阻串分压结构为其供电，进而降低了功耗。
另外，本发明实施例对电压生成电路的第二输出端的输出电压也不做限制，可选的，电压生成电路的第二输出端的输出电压为VR。
根据比较器63输出的第一个比较结果，针对每个包括多个第一电容器的第一电容器组，逐次逼近逻辑控制器64控制该第一电容器组中的第一开关，使第一极板连接电压生成电路的第二输出端的任意一个第一电容器的第一极板接地，针对每个包括多个第二电容器的第二电容器组，逐次逼近逻辑控制器64控制该第二电容器组中的第三开关，使第一极板接地的任意一个第二电容器的第一极板连接电压生成电路的第二输出端，或者，根据比较器63输出的第一个比较结果，针对每个包括多个第一电容器的第一电容器组，逐次逼近逻辑控制器64控制该第一电容器组中的第一开关，使第一极板接地的任意一个第一电容器的第一极板连接电压生成电路的第二输出端，针对每个包括多个第二电容器的第二电容器组，逐次逼近逻辑控制器64控制该第二电容器组中的第三开关，使第一极板连接电压生成电路的第二输出端的任意一个第二电容器的第一极板接地，以使M个第一电容器和M个第二电容器工作在第二个比较模式。
根据第一比较结果，对第一电容阵列61的控制可参考上述实施例中该部分的描述，对第二电容阵列62的控制与第一电容阵列61的控制方式相反，例如：
若经过比较比较器63第一输入端收到的电压VXP和比较器63第二输入端收到的电压VXN，如果VXP1<VXN1，比较器63输出为＝0；如果VXP1>VXN1,比较器63输出1。
若比较器63输出为0，则针对每个包括多个第一电容器的第一电容器组，逐次逼近逻辑控制器64控制该第一电容器组中的第一开关，使第一极板接地的任意一个第一电容器的第一极板连接电压生成电路的第二输出端，针对每个包括多个第二电容器的第二电容器组，逐次逼近逻辑控制器64控制该第二电容器组中的第三开关，使第一极板连接电压生成电路的第二输出端的任意一个第二电容器的第一极板接地。
若比较器63输出为1，则针对每个包括多个第一电容器的第一电容器组，逐次逼近逻辑控制器64控制该第一电容器组中的第一开关，使第一极板连接电压生成电路的第二输出端的任意一个第一电容器的第一极板接地，针对每个包括多个第二电容器的第二电容器组，逐次逼近逻辑控制器64控制该第二电容器组中的第三开关，使第一极板接地的任意一个第二电容器的第一极板连接电压生成电路的第二输出端。
根据比较器63输出的第m个结果，控制第N-m+2个第一电容器组中的任意一个第一极板接地的第一电容器的第一开关，使该第一电容器的第一极板与电压生成电路的第二输出端连接，控制第N-m+2个第二电容器组中的任意一个第一极板与电压生成电路的第二输出端连接的第二电容器的第三开关，使该第二电容器的第一极板接地，或者，根据比较器63输出的第m个结果，控制第N-m+2个第一电容器组中的任意一个第一极板与电压生成电路的第二输出端连接的第一电容器的第一开关，使该第一电容器的第一极板接地，控制第N-m+2个第二电容器组中的任意一个第一极板接地的第二电容器的第三开关，使该第二电容器的第一极板与电压生成电路的第二输出端连接，以使M个第一电容器和M个第二电容器工作在第m+1个比较模式，m＝2，……，N-2。
类似的，针对第二个比较结果，如果VXP2<VXN2，比较器63输出为0；如果VXP2>VXN2，比较器63输出为1。
若比较器63输出为0，那么控制第N个第一电容器组中的任意一个第一极板接地的第一电容器的第一开关，使该第一电容器的第一极板与电压生成电路的第二输出端连接，控制第N个第二电容器组中的任意一个第一极板与电压生成电路的第二输出端连接的第二电容器的第三开关，使该第二电容器的第一极板接地。
若比较器63输出为1，控制第N-m+2个第一电容器组中的任意一个第一极板与电压生成电路的第二输出端连接的第一电容器的第一开关，使该第一电容器的第一极板接地，控制第N-m+2个第二电容器组中的任意一个第一极板接地的第二电容器的第三开关，使该第二电容器的第一极板与电压生成电路的第二输出端连接。
在第m个比较模式，通过依次控制最高位电容器组至最低位包括多个电容器的电容器组，并分别对第一电容阵列61和第二电容阵列62的输出电压进行调节，具体不再赘述。
根据比较器63输出的第N-1个比较结果，控制第3个第一电容器组中的第一电容器的第一开关，使该第一电容器的第一极板连接电压生成电路的第三输出端，控制第3个第二电容器组中的第二电容器的第三开关，使该第二电容器的第一极板连接电压生成电路的第四输出端，或者，根据比较器63输出的第N-1个结果，控制第3个第一电容器组中的第一电容器的第一开关，使该第一电容器的第一极板连接电压生成电路的第四输出端，控制第3个第二电容器组中的第二电容器的第三开关，使该第二电容器的第一极板连接电压生成电路的第三输出端。
根据比较器63输出的第N个结果，控制第2个第一电容器组中的第一电容器的第一开关，使该第一电容器的第一极板连接电压生成电路的第三输出端，控制第2个第二电容器组中的第二电容器的第三开关，使该第二电容器的第一极板连接电压生成电路的第四输出端，或者，根据比较器63输出的第N个结果，控制第N个第一电容器组中的第一电容器的第一开关，使该第一电容器的第一极板连接电压生成电路的第四输出端，控制第2个第二电容器组中的第二电容器的第三开关，使该第二电容器的第一极板连接电压生成电路的第三输出端。
其中，电压生成电路的第二输出端输出第二参考电压，电压生成电路的第三输出端输出第三参考电压，电压生成电路的第四输出端输出第四参考电压。
可选的，第一部分第一电容器与第二部分第一电容器的个数相等，且第一部分第一电容器和第二部分第一电容器组成了该第一电容器组。
可选的，N个第一电容器组中的第一个第一电容器组的电容量为C，N个第一电容器组中的第k个第一电容器组的电容量为2k-2C，C为单位电容量；N个第一电容器组中的第p个第一电容器组包括一个第一电容器，p为小于等于3的整数，N个第一电容器组中的第q个第一电容器组包括多个第一电容器C，q为大于3的整数；N个第二电容器组中的第一个第二电容器组的电容量为C，N个第二电容器组中的第k个第二电容器组的电容量为2k-2C；N个第二电容器组中的第p个第二电容器组包括一个第二电容器，N个第二电容器组中的第q个第二电容器组包括多个第一电容器C。
本申请实施例提供一种模数转换***，图8是本申请一实施例提供的模数转换***的结构示意图，如图8所示，本申请实施例提供的模数转换***可以包括：
电压生成电路71、第一采样电压生成模块72、第二采样电压生成模块73和上述实施例提供的电容式模数转换器70。
电压生成电路71包括电压生成电路输出端，电压生成电路输出端用于输出电压。
第一采样电压生成模块72包括第一采样电压输出端Vip，第一采样电压输出端Vip用于输出第一采样电压。
第二采样电压生成模块73包括第二采样电压输出端Vin，第二采样电压输出端Vin用于输出第二采样电压。
电容式模数转换器70包括：
第一电容阵列61，包括N个第一电容器组，N个第一电容器组包括M个第一电容器，其中N为电容式模数转换器输出的二进制编码位数，且N为大于等于3的正整数，M为大于N的正整数。
第二电容阵列62，包括N个第二电容器组，N个第二电容器组包括M个第二电容器。
M个第一开关65，分别与M个第一电容器的第一极板一一对应连接，以使逐次逼近逻辑控制器通过控制M个第一开关，控制M个第一电容器的第一极板与电压生成电路输出端、第一采样电压输出端的连接。
M个第三开关66，分别与M个第二电容器的第一极板一一对应连接，以使逐次逼近逻辑控制器通过控制M个第三开关，控制M个第二电容器的第一极板与电压生成电路输出端、第二采样电压输出端的连接。
比较器63，比较器包括第一输入端、第二输入端和输出端，其中，M个第一电容器的第二极板与第一输入端连接，M个第二电容器的第二极板与第二输入端连接，比较器用于比较第一输入端收到的电压值和第二输入端收到的电压值，并经由比较器的输出端输出分别对应于N位二进制编码的N个比较结果。
逐次逼近逻辑控制器64，与比较器的输出端连接，用于根据比较器的输出端输出的比较结果，控制M个第一开关和M个第三开关。
其内容和效果可参考上述实施例，不再赘述。
本申请实施例提供一种芯片，包括上述实施例提供的电容式模数转换器，其内容和效果参考上述实施例，不再赘述。
本申请实施例提供一种终端，包括上述实施例提供的电容式模数转换器，其内容和效果参考上述实施例，不再赘述。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (26)

1.一种电容式模数转换器，其特征在于，包括：
第一电容阵列，包括N个第一电容器组，所述N个第一电容器组包括M个第一电容器，其中N为所述电容式模数转换器输出的二进制编码位数，且N为大于等于3的正整数，M为大于N的正整数；
M个第一开关，分别与所述M个第一电容器的第一极板一一对应连接，以使逐次逼近逻辑控制器通过控制所述M个第一开关，控制所述M个第一电容器的第一极板与电压生成电路的输出端、第一采样电压输出端的连接；
比较器，包括第一输入端、第二输入端和输出端，其中，所述M个第一电容器的第二极板与所述第一输入端连接，所述电压生成电路的第一输出端与所述第二输入端连接，所述比较器用于比较所述第一输入端收到的电压值和所述第二输入端收到的电压值，并经由所述比较器的输出端输出分别对应于N位二进制编码的N个比较结果；
所述逐次逼近逻辑控制器，与所述比较器的输出端连接，用于根据所述比较器的输出端输出的比较结果，控制所述M个第一开关。
2.根据权利要求1所述的电容式模数转换器，其特征在于，还包括：
第二开关，所述第二开关的一端与所述比较器的第一输入端连接，所述第二开关的另一端与所述电压生成电路的第一输出端连接，所述电压生成电路的第一输出端输出第一参考电压。
3.根据权利要求2所述的电容式模数转换器，其特征在于，
所述逐次逼近逻辑控制器，用于在采样阶段，控制所述M个第一开关，使M个第一电容器的第一极板与所述第一采样电压输出端连接，控制所述第二开关，使所述比较器的第一输入端与所述电压生成电路的第一输出端连接。
4.根据权利要求3所述的电容式模数转换器，其特征在于，
所述逐次逼近逻辑控制器，用于在转换阶段，控制所述M个第一开关和所述第二开关，以使所述M个第一电容器工作在第n个比较模式，其中，n＝1，……，N；
所述比较器，用于在所述M个第一电容器工作在所述第n个比较模式的情况下，比较所述比较器的第一输入端收到的电压值和所述比较器的第二输入端收到的电压值的大小，确定所述N个比较结果中的第n个比较结果，并将所述第n个比较结果输出至所述逐次逼近逻辑控制器，其中所述第n个比较结果对应于所述N位二进制编码中的第N-n+1位二进制编码。
5.根据权利要求4所述的电容式模数转换器，其特征在于，
所述逐次逼近逻辑控制器，用于在转换阶段，控制所述第二开关，断开所述比较器的第一输入端与所述电压生成电路的第一输出端之间的连接；
控制所述M个第一开关，使包括多个第一电容器的第一电容器组中的第一电容器接第二参考电压或接地，使包括一个第一电容器的第一电容器组中的第一电容器接第三参考电压或接第四参考电压，以使所述M个第一电容器工作在第n个比较模式。
6.根据权利要求5所述的电容式模数转换器，其特征在于，
所述逐次逼近逻辑控制器，针对每个包括多个第一电容器的第一电容器组，所述逐次逼近逻辑控制器控制该第一电容器组中的多个第一电容器对应的第一开关，使所述多个第一电容器中第一部分第一电容器的第一极板连接电压生成电路的第二输出端，第二部分第一电容器的第一极板接地，以使所述M个第一电容器工作在第一个比较模式；
根据所述比较器输出的第一个比较结果，针对每个包括多个第一电容器的第一电容器组，所述逐次逼近逻辑控制器控制该第一电容器组中的第一开关，使第一极板连接电压生成电路的第二输出端的任意一个第一电容器的第一极板接地，或者，使第一极板接地的任意一个第一电容器的第一极板连接电压生成电路的第二输出端，以使所述M个第一电容器工作在第二个比较模式；
根据所述比较器输出的第m个比较结果，控制第N-m+2个第一电容器组中的任意一个第一极板接地的第一电容器的第一开关，使该第一电容器的第一极板与所述电压生成电路的第二输出端连接；或者，控制所述第N-m+2个第一电容器组中的任意一个第一极板与所述电压生成电路的第二输出端连接的第一电容器的第一开关，使该第一电容器的第一极板接地，以使所述M个第一电容器工作在第m+1个比较模式，m＝2，……，N-2；
根据所述比较器输出的第N-1个比较结果，控制第3个第一电容器组中的第一电容器的第一开关，使该第一电容器的第一极板连接所述电压生成电路的第三输出端或所述电压生成电路的第四输出端；
根据所述比较器输出的第N个比较结果，控制第2个第一电容器组中的第一电容器的第一开关，使该第一电容器的第一极板连接所述电压生成电路的第三输出端或所述电压生成电路的第四输出端；
其中，所述电压生成电路的第二输出端输出第二参考电压，所述电压生成电路的第三输出端输出第三参考电压，所述电压生成电路的第四输出端输出第四参考电压。
7.根据权利要求6所述的电容式模数转换器，其特征在于：
所述第一部分第一电容器与所述第二部分第一电容器的个数相等，且所述第一部分第一电容器和所述第二部分第一电容器组成了该第一电容器组。
8.根据权利要求1-7任一项所述的电容式模数转换器，其特征在于，包括：
所述N个第一电容器组中的第一个第一电容器组的电容量为C，所述N个第一电容器组中的第k个第一电容器组的电容量为2k-2C，C为单位电容量；
所述N个第一电容器组中的第p个第一电容器组包括一个第一电容器，p为小于等于3的整数，所述N个第一电容器组中的第q个第一电容器组包括多个第一电容器C，q为大于3的整数。
9.根据权利要求1-7任一项所述的电容式模数转换器，其特征在于，
所述比较器具体用于在所述比较器的第一输入端收到的电压值大于或等于所述比较器的第二输入端收到的电压值的情况下，输出的比较结果为1；在所述比较器的第一输入端收到的电压值小于所述比较器的第二输入端收到的电压值的情况下，输出的比较结果为0。
10.根据权利要求1-7任一项所述的电容式模数转换器，其特征在于，包括：
若第一电容器组的电容量为4C的整数倍，则该第一电容器组包括4个电容量相等的电容器。
11.一种电容式模数转换器，其特征在于，包括：
第一电容阵列，包括N个第一电容器组，所述N个第一电容器组包括M个第一电容器，其中N为所述电容式模数转换器输出的二进制编码位数，且N为大于等于3的正整数，M为大于N的正整数；
第二电容阵列，包括N个第二电容器组，所述N个第二电容器组包括M个第二电容器；
M个第一开关，分别与所述M个第一电容器的第一极板一一对应连接，以使逐次逼近逻辑控制器通过控制所述M个第一开关，控制所述M个第一电容器的第一极板与电压生成电路的输出端、第一采样电压输出端的连接；
M个第三开关，分别与所述M个第二电容器的第一极板一一对应连接，以使逐次逼近逻辑控制器通过控制所述M个第三开关，控制所述M个第二电容器的第一极板与所述电压生成电路的输出端、第二采样电压输出端的连接；
比较器，所述比较器包括第一输入端、第二输入端和输出端，其中，所述M个第一电容器的第二极板与所述第一输入端连接，所述M个第二电容器的第二极板与所述第二输入端连接，所述比较器用于比较所述第一输入端收到的电压值和所述第二输入端收到的电压值，并经由所述比较器的输出端输出分别对应于N位二进制编码的N个比较结果；
逐次逼近逻辑控制器，与所述比较器的输出端连接，用于根据所述比较器的输出端输出的比较结果，控制所述M个第一开关和所述M个第三开关。
12.根据权利要求11所述的电容式模数转换器，其特征在于，还包括：
第二开关，所述第二开关的一端与所述比较器的第一输入端连接，所述第二开关的另一端与所述电压生成电路的第一输出端连接，所述电压生成电路的第一输出端输出第一参考电压；
第四开关，所述第四开关的一端与所述比较器的第二输入端连接，所述第四开关的另一端与所述电压生成电路的第一输出端连接，所述电压生成电路的第一输出端输出第一参考电压。
13.根据权利要求12所述的电容式模数转换器，其特征在于，
所述逐次逼近逻辑控制器，用于在采样阶段，控制所述M个第一开关，使M个第一电容器的第一极板与所述第一采样电压输出端连接，控制所述第二开关，使所述比较器的第一输入端与所述电压生成电路的第一输出端连接；
控制所述M个第三开关，使M个第二电容器的第一极板与所述第二采样电压输出端连接，控制所述第四开关，使所述比较器的第二输入端与所述电压生成电路的第一输出端连接。
14.根据权利要求13所述的电容式模数转换器，其特征在于，
所述逐次逼近逻辑控制器，用于转换阶段，控制所述M个第一开关、所述第二开关、所述M个第三开关和所述第四开关，以使所述M个第一电容器和所述M个第二电容器工作在第n个比较模式，其中，n＝1，……，N；
所述比较器，用于在所述M个第一电容器和所述M个第二电容器工作在所述第n个比较模式的情况下，比较所述比较器的第一输入端收到的电压值和所述比较器的第二输入端收到的电压值的大小，确定所述N个比较结果中的第n个比较结果，并将所述第n个比较结果输出至所述逐次逼近逻辑控制器，其中所述第n个比较结果对应于所述N位二进制编码中的第N-n+1位二进制编码。
15.根据权利要求14所述的电容式模数转换器，其特征在于，
所述逐次逼近逻辑控制器，用于在转换阶段，控制所述第二开关，断开所述比较器的第一输入端与所述电压生成电路的第一输出端之间的连接，控制所述第四开关，断开所述比较器的第二输入端与所述电压生成电路的第一输出端之间的连接；
控制所述M个第一开关，使包括多个第一电容器的第一电容器组中的第一电容器接第二参考电压或接地，使包括一个第一电容器的第一电容器组中的第一电容器接第三参考电压或接第四参考电压，控制所述M个第三开关，使包括多个第二电容器的第二电容器组中的第二电容器接第二参考电压或接地，使包括一个第二电容器的第二电容器组中的第二电容器接第三参考电压或接第四参考电压，以使所述M个第一电容器和所述M个第二电容器工作在第n个比较模式。
16.根据权利要求15所述的电容式模数转换器，其特征在于，
所述逐次逼近逻辑控制器，针对每个包括多个第一电容器的第一电容器组，所述逐次逼近逻辑控制器控制该第一电容器组中的多个第一电容器对应的第一开关，使所述多个第一电容器中第一部分第一电容器的第一极板连接所述电压生成电路的第二输出端，第二部分第一电容器的第一极板接地，针对每个包括多个第二电容器的第二电容器组，所述逐次逼近逻辑控制器控制该第二电容器组中的多个第二电容器对应的第三开关，使所述多个第二电容器中第一部分第二电容器的第一极板连接所述电压生成电路的第二输出端，第二部分第二电容器的第一极板接地，以使所述M个第一电容器和所述M个第二电容器工作在第一个比较模式；
根据所述比较器输出的第一个比较结果，针对每个包括多个第一电容器的第一电容器组，所述逐次逼近逻辑控制器控制该第一电容器组中的第一开关，使第一极板连接所述电压生成电路的第二输出端的任意一个第一电容器的第一极板接地，针对每个包括多个第二电容器的第二电容器组，所述逐次逼近逻辑控制器控制该第二电容器组中的第三开关，使第一极板接地的任意一个第二电容器的第一极板连接所述电压生成电路的第二输出端，或者，根据所述比较器输出的第一个比较结果，针对每个包括多个第一电容器的第一电容器组，所述逐次逼近逻辑控制器控制该第一电容器组中的第一开关，使第一极板接地的任意一个第一电容器的第一极板连接所述电压生成电路的第二输出端，针对每个包括多个第二电容器的第二电容器组，所述逐次逼近逻辑控制器控制该第二电容器组中的第三开关，使第一极板连接所述电压生成电路的第二输出端的任意一个第二电容器的第一极板接地，以使所述M个第一电容器和所述M个第二电容器工作在第二个比较模式；
根据所述比较器输出的第m个比较结果，控制第N-m+2个第一电容器组中的任意一个第一极板接地的第一电容器的第一开关，使该第一电容器的第一极板与所述电压生成电路的第二输出端连接，控制所述第N-m+2个第二电容器组中的任意一个第一极板与所述电压生成电路的第二输出端连接的第二电容器的第三开关，使该第二电容器的第一极板接地，或者，根据所述比较器输出的第m个结果，控制所述第N-m+2个第一电容器组中的任意一个第一极板与所述电压生成电路的第二输出端连接的第一电容器的第一开关，使该第一电容器的第一极板接地，控制所述第N-m+2个第二电容器组中的任意一个第一极板接地的第二电容器的第三开关，使该第二电容器的第一极板与所述电压生成电路的第二输出端连接，以使所述M个第一电容器和所述M个第二电容器工作在第m+1个比较模式，m＝2，……，N-2；
根据所述比较器输出的第N-1个比较结果，控制第3个第一电容器组中的第一电容器的第一开关，使该第一电容器的第一极板连接所述电压生成电路的第三输出端，控制第3个第二电容器组中的第二电容器的第三开关，使该第二电容器的第一极板连接所述电压生成电路的第四输出端，或者，根据所述比较器输出的第N-1个比较结果，控制所述第3个第一电容器组中的第一电容器的第一开关，使该第一电容器的第一极板连接所述电压生成电路的第四输出端，控制所述第3个第二电容器组中的第二电容器的第三开关，使该第二电容器的第一极板连接所述电压生成电路的第三输出端；
根据所述比较器输出的第N个比较结果，控制第2个第一电容器组中的第一电容器的第一开关，使该第一电容器的第一极板连接所述电压生成电路的第三输出端，控制第2个第二电容器组中的第二电容器的第三开关，使该第二电容器的第一极板连接所述电压生成电路的第四输出端，或者，根据所述比较器输出的第N个结果，控制所述第2个第一电容器组中的第一电容器的第一开关，使该第一电容器的第一极板连接所述电压生成电路的第四输出端，控制所述第2个第二电容器组中的第二电容器的第三开关，使该第二电容器的第一极板连接所述电压生成电路的第三输出端；
其中，所述电压生成电路的第二输出端输出第二参考电压，所述电压生成电路的第三输出端输出第三参考电压，所述电压生成电路的第四输出端输出第四参考电压。
17.根据权利要求16所述的电容式模数转换器，其特征在于：
所述第一部分第一电容器与所述第二部分第一电容器的个数相等，且所述第一部分第一电容器和所述第二部分第一电容器组成了该第一电容器组；
所述第一部分第二电容器与所述第二部分第二电容器的个数相等，且所述第一部分第二电容器和所述第二部分第二电容器组成了该第二电容器组。
18.根据权利要求11-17任一项所述的电容式模数转换器，其特征在于，包括：
所述N个第一电容器组中的第一个第一电容器组的电容量为C，所述N个第一电容器组中的第k个第一电容器组的电容量为2k-2C，C为单位电容量；
所述N个第一电容器组中的第p个第一电容器组包括一个第一电容器，p为小于等于3的整数，所述N个第一电容器组中的第q个第一电容器组包括多个第一电容器C，q为大于3的整数；
所述N个第二电容器组中的第一个第二电容器组的电容量为C，所述N个第二电容器组中的第k个第二电容器组的电容量为2k-2C；
所述N个第二电容器组中的第p个第二电容器组包括一个第二电容器，所述N个第二电容器组中的第q个第二电容器组包括多个第一电容器C。
19.根据权利要求11-17任一项所述的电容式模数转换器，其特征在于，
所述比较器具体用于在所述比较器的第一输入端收到的电压值大于或等于所述比较器的第二输入端收到的电压值的情况下，输出的比较结果为1；在所述比较器的第一输入端收到的电压值小于所述比较器的第二输入端收到的电压值的情况下，输出的比较结果为0。
20.根据权利要求11-17任一项所述的电容式模数转换器，其特征在于，包括：
若第一电容器组的电容量为4C的整数倍，则该第一电容器组包括4个电容量相等的电容器；
若第二电容器组的电容量为4C的整数倍，则该第二电容器组包括4个电容量相等的电容器。
21.一种模数转换***，其特征在于，包括：
电压生成电路、第一采样电压生成模块和如上述权利要求1-10任一项权利要求所述的电容式模数转换器；
所述电压生成电路包括电压生成电路的输出端，所述电压生成电路的输出端用于输出电压；
所述第一采样电压生成模块包括第一采样电压输出端，所述第一采样电压输出端用于输出第一采样电压；
所述电容式模数转换器包括：
第一电容阵列，包括N个第一电容器组，所述N个第一电容器组包括M个第一电容器，其中N为所述电容式模数转换器输出的二进制编码位数，且N为大于等于3的正整数，M为大于N的正整数；
M个第一开关，分别与所述M个第一电容器的第一极板一一对应连接，以使逐次逼近逻辑控制器通过控制所述M个第一开关，控制所述M个第一电容器的第一极板与所述电压生成电路的输出端、所述第一采样电压输出端的连接；
比较器，包括第一输入端、第二输入端和输出端，其中，所述M个第一电容器的第二极板与所述第一输入端连接，所述电压生成电路的第一输出端与所述第二输入端连接，所述比较器用于比较所述第一输入端收到的电压值和所述第二输入端收到的电压值，并经由所述比较器的输出端输出分别对应于N位二进制编码的N个比较结果；
所述逐次逼近逻辑控制器，与所述比较器的输出端连接，用于根据所述比较器的输出端输出的比较结果，控制所述M个第一开关。
22.一种模数转换***，其特征在于，包括：
电压生成电路、第一采样电压生成模块、第二采样电压生成模块和如上述权利要求11-20任一项权利要求所述的电容式模数转换器；
所述电压生成电路包括电压生成电路的输出端，所述电压生成电路的输出端用于输出电压；
所述第一采样电压生成模块包括第一采样电压输出端，所述第一采样电压输出端用于输出第一采样电压；
所述第二采样电压生成模块包括第二采样电压输出端，所述第二采样电压输出端用于输出第二采样电压；
所述电容式模数转换器包括：
第一电容阵列，包括N个第一电容器组，所述N个第一电容器组包括M个第一电容器，其中N为所述电容式模数转换器输出的二进制编码位数，且N为大于等于3的正整数，M为大于N的正整数；
第二电容阵列，包括N个第二电容器组，所述N个第二电容器组包括M个第二电容器；
M个第一开关，分别与所述M个第一电容器的第一极板一一对应连接，以使逐次逼近逻辑控制器通过控制所述M个第一开关，控制所述M个第一电容器的第一极板与电压生成电路的输出端、第一采样电压输出端的连接；
M个第三开关，分别与所述M个第二电容器的第一极板一一对应连接，以使逐次逼近逻辑控制器通过控制所述M个第三开关，控制所述M个第二电容器的第一极板与所述电压生成电路的输出端、第二采样电压输出端的连接；
比较器，所述比较器包括第一输入端、第二输入端和输出端，其中，所述M个第一电容器的第二极板与所述第一输入端连接，所述M个第二电容器的第二极板与所述第二输入端连接，所述比较器用于比较所述第一输入端收到的电压值和所述第二输入端收到的电压值，并经由所述比较器的输出端输出分别对应于N位二进制编码的N个比较结果；
逐次逼近逻辑控制器，与所述比较器的输出端连接，用于根据所述比较器的输出端输出的比较结果，控制所述M个第一开关和所述M个第三开关。
23.一种芯片，其特征在于，包括如权利要求1-10任一项所述的电容式模数转换器。
24.一种终端，其特征在于，包括如权利要求1-10任一项所述的电容式模数转换器。
25.一种芯片，其特征在于，包括如权利要求11-20任一项所述的电容式模数转换器。
26.一种终端，其特征在于，包括如权利要求11-20任一项所述的电容式模数转换器。
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