阅读说明：本技术 逐次逼近型adc的电容阵列电路及其电容开关控制方法 (successive approximation ADC (analog to digital converter) capacitor array circuit and capacitor switch control method thereof ) 是由 张俊 邓红辉 陈尚存 尹勇生 陈红梅 于 2019-10-16 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种逐次逼近型ADC的电容阵列电路及其电容开关控制方法,当电容阵列电路接收到外界比较器的数字输出信号时,在电容开关控制方法的控制下,使相应的电容开关切换连接状态,实现每周期量化两位的目的。本发明能够有效地减小在电容开关切换过程中电容阵列电路的动态功耗和电容的建立时间,从而实现高速、低功耗的模数转换。(the invention discloses a capacitor array circuit of a successive approximation ADC and a capacitor switch control method thereof. The invention can effectively reduce the dynamic power consumption of the capacitor array circuit and the establishment time of the capacitor in the switching process of the capacitor switch, thereby realizing high-speed and low-power consumption analog-to-digital conversion.)

逐次逼近型ADC的电容阵列电路及其电容开关控制方法

技术领域

本发明属于混合信号电路设计中逐次逼近型ADC领域，具体说是一种应用于逐次逼近型ADC的电容阵列电路及其电容开关控制方法。

背景技术

在现代信息技术中，模数转换器(Analog to Digital Converter,ADC)作为连接模拟信号和数字信号的重要桥梁，其性能直接影响着整个信号处理系统的性能。当下，随着5G移动通信的兴起和可穿戴设备的广泛应用，对ADC的转换速度和整体功耗等性能又提出了更高的要求。因此研究高速、低功耗的ADC具有重大意义和价值。

逐次逼近型ADC整体结构简单，相比其他类型的ADC，只含有少量的模拟模块，可以很好地匹配工艺的进步和适应于低功耗的场合，因此受到了广泛的关注。但受限于传统的二分转换算法，传统逐次逼近型ADC的转换速度往往不高。另外，在逐次逼近型ADC中，电容阵列电路和比较器的功耗占据ADC整体功耗的绝大部分，且不能随着工艺的进步而降低。采用每周期量化两位的结构理论上可以将传统逐次逼近型ADC的转换速度提高为原来的两倍，但与此同时，整个ADC的功耗也在增加，反过来严重限制了其速度的提高。

发明内容

本发明针对传统逐次逼近型ADC转换速度较低、电容阵列电路功耗较大的缺陷，设计出一种逐次逼近型ADC的电容阵列电路及其电容开关控制方法，以期在有效提高整体转换速度的同时，通过合理设计电容阵列中的各个电容的权重，降低电容开关切换过程中的动态功耗，进而达到降低整个ADC功耗的目的。

本发明为解决技术问题采用如下技术方案：

本发明一种逐次逼近型ADC的电容阵列电路的特点是由电容阵列模块和电容开关模块组成；

所述电容阵列模块包含两个电容阵列，分别为第一电容阵列和第二电容阵列，每个电容阵列都是由正端和负端两部分构成，两个电容阵列与三个外部比较器相连，其中，两个电容阵列的正端分别和第一个、第三个外部比较器的正输入端相连，两个电容阵列的负端分别和第一个、第三个外部比较器的负输入端相连，第二个外部比较器的正输入端与第一个外部比较器的正输入端相连，第二个比较器的负输入端与第三个外部比较器的负输入端相连；

所述电容开关模块由4m个电容开关构成，每个电容开关一端为自由端，另一端为固定端，其中，m＝2N-2，N是ADC的分辨率位数且为偶数；

每个电容阵列的正端和负端均由m个带权重的电容组成，m个电容的权重分别为(3×2⁰)C、(1×2⁰)C、(4×2⁰)C、(4×2⁰)C、(3×2²)C、(1×2²)C、(4×2²)C、(4×2²)C、…、(3×2ⁱ)C、(1×2ⁱ)C、(4×2ⁱ)C、(4×2ⁱ)C、…、(3×2^N-6)C、(1×2^N-6)C、(4×2^N-6)C、(4×2^N-6)C、(3×2^{N -4})C、(1×2^N-4)C、(4×2^N-4)C、(4×2^N-4)C、3C、1C，其中，C为单位电容量，i＝0、2、4、6、8、…、N-6、N-4；

所述正端中的m个电容的一端均与外部比较器的正输入端以及共模电压端相连，另一端分别与m个电容开关的固定端对应相连；

所述负端中的m个电容的一端均与外部比较器的负输入端以及共模电压端相连，另一端分别与m个电容开关的固定端对应相连；

将每个电容与外部比较器相连的一端极板作为顶极板，与电容开关的固定端相连的一端作为底极板；

权重为3C和1C的电容所对应的电容开关的自由端在模拟输入信号端和参考电压端之间切换，或者在模拟输入信号端和地端之间切换；

其余m-2个电容所对应的电容开关的自由端在模拟输入信号端、参考电压端和地端之间切换；

在外界比较器不同的数字输出信号控制下，电容开关模块切换相应的电容开关的自由端的连接状态，从而将电容的底极板连接到不同的电压上。

本发明所述的逐次逼近型ADC的电容阵列电路的电容开关控制方法的特点是按如下步骤进行：

步骤1、将电容阵列模块中所有电容的底极板连接模拟输入信号端，顶极板连接共模电压端，由电容底极板完成对模拟输入信号的采样；

步骤2、在第一个量化周期内，首先断开两个电容阵列的正负端与共模电压端的连接，并针对所有的电容开关进行切换操作，包括：将第一电容阵列正端中权重分别为(1×2⁰)C、(4×2⁰)C、(4×2⁰)C、(1×2²)C、(4×2²)C、(4×2²)C、…、(1×2ⁱ)C、(4×2ⁱ)C、(4×2ⁱ)C、…、(1×2^N-6)C、(4×2^N-6)C、(4×2^N-6)C、(1×2^N-4)C、(4×2^N-4)C、(4×2^N-4)C、3C的电容的底极板全部接参考电压端，其余电容的底极板全部接地端，其中i＝0、2、4、6、8、…、N-6、N-4；

将第一电容阵列负端中权重分别为(1×2⁰)C、(4×2⁰)C、(4×2⁰)C、(1×2²)C、(4×2²)C、(4×2²)C、…、(1×2ⁱ)C、(4×2ⁱ)C、(4×2ⁱ)C、…、(1×2^N-6)C、(4×2^N-6)C、(4×2^N-6)C、(1×2^N-4)C、(4×2^N-4)C、(4×2^N-4)C、3C的电容的底极板全部接地端，其余电容的底极板全部接参考电压端，其中i＝0、2、4、6、8、…、N-6、N-4；

将第二电容阵列正端中权重分别为(3×2⁰)C、(3×2²)C、…、(3×2ⁱ)C、…、(3×2^{N -6})C、(3×2^N-4)C、1C的电容的底极板全部接参考电压端，其余电容的底极板全部接地端，其中i＝0、2、4、6、8、…、N-6、N-4；

将第二电容阵列负端中权重分别为(3×2⁰)C、(3×2²)C、…、(3×2ⁱ)C、…、(3×2^{N -6})C、(3×2^N-4)C、1C的电容的底极板全部接地端，其余电容的底极板全部接参考电压端，其中i＝0、2、4、6、8、…、N-6、N-4；

步骤3、切换完成后，利用三个外部比较器分别对电容顶极板的电压和在第一个量化周期内产生的量化阈值进行比较，从而产生第一个量化周期内两组互补的三位温度计码并输出，三个外部比较器的互补输出分别为CP₂/CN₂、CP₁/CN₁、CP₀/CN₀；

步骤4、在第二个量化周期内，针对权重为(3×2^N-4)C、(1×2^N-4)C、(4×2^N-4)C、(4×2^N-4)C的电容所对应的电容开关进行切换操作，并根据第一个量化周期中所产生的三位温度计码可能出现的四种情况来控制电容开关模块；

步骤4.1、若步骤4中产生的三位温度计码CP₂CP₁CP₀为“000”，则用第一个外部比较器的一个输出CP₂控制第一电容阵列正端中权重为(3×2^N-4)C的电容所对应的电容开关，使其底极板连接参考电压端，并用第一个外部比较器的另一个输出CN₂控制第一电容阵列负端中权重为(3×2^N-4)C的电容所对应的电容开关，使其底极板连接地端；

同时用三个比较器的一组输出CP₂、CP₁、CP₀分别控制第二电容阵列正端中权重为(1×2^N-4)C、(4×2^N-4)C、(4×2^N-4)C的电容所对应的电容开关，使其底极板连接参考电压端，并用三个比较器的另一组输出CN₂、CN₁、CN₀分别控制第二电容阵列负端中权重为(1×2^N-4)C、(4×2^N-4)C、(4×2^N-4)C的电容所对应的电容开关，使其底极板连接地端；且其余电容底极板的连接状态保持不变；

步骤4.2、若步骤4中产生的三位温度计码CP₂CP₁CP₀为“100”，则用第一个外部比较器的一个输出CP₂控制第一电容阵列正端中权重为(1×2^N-4)C的电容所对应的电容开关，使其底极板连接地端，并用第一个外部比较器的另一个输出CN₂控制第一电容阵列负端中权重为(1×2^N-4)C的电容所对应的电容开关，使其底极板连接参考电压端；

同时用第二个、第三个外部比较器的一组输出CP₁、CP₀分别控制第二电容阵列正端中权重为(1×2^N-4)C、(4×2^N-4)C的电容所对应的电容开关，使其底极板连接参考电压端，并用第二个、第三个外部比较器的另一组输出CN₁、CN₀分别控制第二电容阵列负端中权重为(1×2^N-4)C、(4×2^N-4)C的电容所对应的电容开关，使其底极板连接地端；且其余电容底极板的连接状态保持不变；

步骤4.3、若步骤4中产生的三位温度计码CP₂CP₁CP₀为“110”，则用第一个、第二个外部比较器的一组输出CP₂、CP₁分别控制第一电容阵列正端中权重为(1×2^N-4)C、(4×2^N-4)C的电容所对应的电容开关，使其底极板连接地端，并用第一个、第二个外部比较器的另一组输出CN₂、CN₁分别控制第一电容阵列负端中权重为(1×2^N-4)C、(4×2^N-4)C的电容所对应的电容开关，使其底极板连接参考电压端；

同时用第三个外部比较器的一个输出CP₀控制第二电容阵列正端中权重为(1×2^{N -4})C的电容所对应的电容开关，使其底极板连接参考电压端，并用第三个外部比较器的另一个输出CN₀控制第二电容阵列负端中权重为(1×2^N-4)C的电容所对应的电容开关，使其底极板连接地端；且其余电容底极板的连接状态保持不变；

步骤4.4、若步骤4中产生的三位温度计码CP₂CP₁CP₀为“111”，则用三个外部比较器的一组输出CP₂、CP₁、CP₀分别控制第一电容阵列正端中权重为(1×2^N-4)C、(4×2^N-4)C、(4×2^N-4)C的电容所对应的电容开关，使其底极板连接地端，并用三个外部比较器的另一组输出CN₂、CN₁、CN₀分别控制第一电容阵列负端中权重为(1×2^N-4)C、(4×2^N-4)C、(4×2^N-4)C的电容所对应的电容开关，使其底极板连接参考电压端；

同时用第三个外部比较器的一个输出CP₀控制第二电容阵列正端中权重为(3×2^{N -4})C的电容所对应的电容开关，使其底极板连接地端，并用第三个外部比较器的另一个输出CN₀控制第二电容阵列负端中权重为(3×2^N-4)C的电容所对应的电容开关，使其底极板连接参考电压端；且其余电容底极板的连接状态保持不变；

步骤5、切换完成后，利用三个外部比较器分别对电容顶极板的电压和在第二个量化周期内产生的量化阈值进行比较，从而产生第二个量化周期内两组互补的三位温度计码并输出；

步骤6、在第三个量化周期以及后续各个量化周期内，所进行切换操作的电容开关与前一量化周期中进行切换操作的电容开关的关系为：当前量化周期中进行切换操作的电容开关所对应电容的权重均是前一量化周期中进行切换操作的电容开关所对应电容的权重的1/4，同时保持当前量化周期之前的所有量化周期中所进行切换操作的电容开关的连接状态不变；

再根据前一个量化周期中所产生的三位温度计码可能出现的四种情况，按照步骤4.1至步骤4.4的方式继续控制电容开关模块中其它各个电容开关，直至完成第N/2个量化周期内的电容开关的切换操作。

与现有技术相比，本发明的有益效果体现在：

1、本发明基于每周期量化两位的原理，采用***电容的结构，通过合理设计电容阵列模块中各个电容的权重，并结合所设计的电容开关控制方法，达到了提高逐次逼近型ADC转换速度的目的，同时也降低了电容阵列电路中的动态功耗，提高了整个ADC的性能。

2、本发明所设计的电容阵列电路和电容开关控制方法满足了每周期量化两位的实际要求，相对于传统结构而言，大幅度地提高了ADC的整体转换速度。

3、本发明采用***电容的结构，实现了通过比较器的输出对电容开关模块进行直接控制，避免了冗余操作，简化了控制逻辑电路的设计，进一步提高了整体的转换速度并降低了ADC的功耗。

附图说明

图1是本发明以分辨率为6位示意的电容阵列电路，；

图2a是本发明采样阶段示意图；

图2b是本发明在第一个量化周期内的示意图；

图2c是本发明当第一个量化周期中CP₂CP₁CP₀为“000”时，在第二个量化周期内的示意图；

图2d是本发明当第一个量化周期中CP₂CP₁CP₀为“100”时，在第二个量化周期内的示意图；

图2e是本发明当第一个量化周期中CP₂CP₁CP₀为“110”时，在第二个量化周期内的示意图；

图2f是本发明当第一个量化周期中CP₂CP₁CP₀为“111”时，在第二个量化周期内的示意图；

图3是本发明当第一个、第二个量化周期中CP₂CP₁CP₀均为“000”时，第三个量化周期中需要进行切换操作的电容开关示意图。

具体实施方式

本实施例中，如图1所示，一种逐次逼近型ADC的电容阵列电路，其特征是由电容阵列模块和电容开关模块组成；

电容阵列模块包含两个电容阵列，分别为第一电容阵列(电容阵列1)和第二电容阵列(电容阵列2)，每个电容阵列都是由正端和负端两部分构成，两个电容阵列与三个外部比较器(比较器1、比较器2、比较器3)相连，其中，两个电容阵列的正端分别和第一个(比较器1)、第三个(比较器3)外部比较器的正输入端相连，两个电容阵列的负端分别和第一个、第三个外部比较器的负输入端相连，第二个外部比较器(比较器2)的正输入端与第一个外部比较器的正输入端相连，第二个比较器的负输入端与第三个外部比较器的负输入端相连；

电容开关模块由4m个电容开关构成，每个电容开关一端为自由端，另一端为固定端，其中，m＝2N-2，N是ADC的分辨率位数且为偶数，本实施例中N＝6，m＝10；

每个电容阵列的正端和负端均由m个带权重的电容组成，m个电容的权重分别为(3×2⁰)C、(1×2⁰)C、(4×2⁰)C、(4×2⁰)C、(3×2²)C、(1×2²)C、(4×2²)C、(4×2²)C、…、(3×2ⁱ)C、(1×2ⁱ)C、(4×2ⁱ)C、(4×2ⁱ)C、…、(3×2^N-6)C、(1×2^N-6)C、(4×2^N-6)C、(4×2^N-6)C、(3×2^{N -4})C、(1×2^N-4)C、(4×2^N-4)C、(4×2^N-4)C、3C、1C，其中，C为单位电容量，i＝0、2、4、6、8、…、N-6、N-4，本实施例中各个电容的权重分别为3C、1C、4C、4C、12C、4C、16C、16C、3C、1C；

正端中的m个电容的一端均与外部比较器的正输入端以及共模电压端相连，另一端分别与m个电容开关的固定端对应相连，本实施例中共模电压端为V_cm端；

负端中的m个电容的一端均与外部比较器的负输入端以及共模电压端相连，另一端分别与m个电容开关的固定端对应相连；

将每个电容与外部比较器相连的一端极板作为顶极板，与电容开关的固定端相连的一端作为底极板；

权重为3C和1C的电容所对应的电容开关的自由端在模拟输入信号端和参考电压端之间切换，或者在模拟输入信号端和地端之间切换，本实施例中模拟输入信号端为差分信号V_ip端和V_in端，参考电压端为V_ref端；

其余m-2个电容所对应的电容开关的自由端在模拟输入信号端、参考电压端和地端之间切换；

在外界比较器不同的数字输出信号(CP2/CN2、CP1/CN1、CP0/CN0)控制下，电容开关模块切换相应的电容开关的自由端的连接状态，从而将电容的底极板连接到不同的电压上。

本实施例中，如图2a-图2f所示，是本发明以分辨率为6位示意的电容开关控制方法，该逐次逼近型ADC的电容阵列电路的电容开关控制方法是按如下步骤进行：

步骤1、如图2a所示，将电容阵列模块中所有电容的底极板连接模拟输入信号端，顶极板连接共模电压端，由电容底极板完成对模拟输入信号的采样；

步骤2、如图2b所示，在第一个量化周期内，首先断开两个电容阵列的正负端与共模电压端的连接，并针对所有的电容开关进行切换操作，包括：将第一电容阵列正端中权重分别为(1×2⁰)C、(4×2⁰)C、(4×2⁰)C、(1×2²)C、(4×2²)C、(4×2²)C、…、(1×2ⁱ)C、(4×2ⁱ)C、(4×2ⁱ)C、…、(1×2^N-6)C、(4×2^N-6)C、(4×2^N-6)C、(1×2^N-4)C、(4×2^N-4)C、(4×2^N-4)C、3C的电容的底极板全部接参考电压端，其余电容的底极板全部接地端，其中i＝0、2、4、6、8、…、N-6、N-4，本实施例中上述电容权重分别为1C、4C、4C、4C、16C、16C、3C；

将第一电容阵列负端中权重分别为(1×2⁰)C、(4×2⁰)C、(4×2⁰)C、(1×2²)C、(4×2²)C、(4×2²)C、…、(1×2ⁱ)C、(4×2ⁱ)C、(4×2ⁱ)C、…、(1×2^N-6)C、(4×2^N-6)C、(4×2^N-6)C、(1×2^N-4)C、(4×2^N-4)C、(4×2^N-4)C、3C的电容的底极板全部接地端，其余电容的底极板全部接参考电压端，其中i＝0、2、4、6、8、…、N-6、N-4，本实施例中上述电容权重分别为1C、4C、4C、4C、16C、16C、3C；

将第二电容阵列正端中权重分别为(3×2⁰)C、(3×2²)C、…、(3×2ⁱ)C、…、(3×2^{N -6})C、(3×2^N-4)C、1C的电容的底极板全部接参考电压端，其余电容的底极板全部接地端，其中i＝0、2、4、6、8、…、N-6、N-4，本实施例中上述电容权重分别为3C、12C、1C；

将第二电容阵列负端中权重分别为(3×2⁰)C、(3×2²)C、…、(3×2ⁱ)C、…、(3×2^{N -6})C、(3×2^N-4)C、1C的电容的底极板全部接地端，其余电容的底极板全部接参考电压端，其中i＝0、2、4、6、8、…、N-6、N-4，本实施例中上述电容权重分别为3C、12C、1C；

步骤3、切换完成后，利用三个外部比较器分别对电容顶极板的电压和在第一个量化周期内产生的量化阈值进行比较，从而产生第一个量化周期内两组互补的三位温度计码并输出，三个外部比较器的互补输出分别为CP₂/CN₂、CP₁/CN₁、CP₀/CN₀；

步骤4、在第二个量化周期内，针对权重为(3×2^N-4)C、(1×2^N-4)C、(4×2^N-4)C、(4×2^N-4)C的电容所对应的电容开关进行切换操作，并根据第一个量化周期中所产生的三位温度计码可能出现的四种情况来控制电容开关模块，本实施例中上述电容权重分别为12C、4C、16C、16C；

步骤4.1、如图2c虚线框中所示，若步骤4中产生的三位温度计码CP₂CP₁CP₀为“000”，则用第一个外部比较器的一个输出CP₂控制第一电容阵列正端中权重为(3×2^N-4)C的电容所对应的电容开关，使其底极板连接参考电压端，并用第一个外部比较器的另一个输出CN₂控制第一电容阵列负端中权重为(3×2^N-4)C的电容所对应的电容开关，使其底极板连接地端，本实施例中上述电容权重为12C；

同时用三个比较器的一组输出CP₂、CP₁、CP₀分别控制第二电容阵列正端中权重为(1×2^N-4)C、(4×2^N-4)C、(4×2^N-4)C的电容所对应的电容开关，使其底极板连接参考电压端，并用三个比较器的另一组输出CN₂、CN₁、CN₀分别控制第二电容阵列负端中权重为(1×2^N-4)C、(4×2^N-4)C、(4×2^N-4)C的电容所对应的电容开关，使其底极板连接地端；且其余电容底极板的连接状态保持不变，本实施例中上述电容权重分别为4C、16C、16C；

步骤4.2、如图2d虚线框中所示，若步骤4中产生的三位温度计码CP₂CP₁CP₀为“100”，则用第一个外部比较器的一个输出CP₂控制第一电容阵列正端中权重为(1×2^N-4)C的电容所对应的电容开关，使其底极板连接地端，并用第一个外部比较器的另一个输出CN₂控制第一电容阵列负端中权重为(1×2^N-4)C的电容所对应的电容开关，使其底极板连接参考电压端，本实施例中上述电容权重为4C；

同时用第二个、第三个外部比较器的一组输出CP₁、CP₀分别控制第二电容阵列正端中权重为(1×2^N-4)C、(4×2^N-4)C的电容所对应的电容开关，使其底极板连接参考电压端，并用第二个、第三个外部比较器的另一组输出CN₁、CN₀分别控制第二电容阵列负端中权重为(1×2^N-4)C、(4×2^N-4)C的电容所对应的电容开关，使其底极板连接地端；且其余电容底极板的连接状态保持不变，本实施例中上述电容权重分别为4C、16C；

步骤4.3、如图2e虚线框中所示，若步骤4中产生的三位温度计码CP₂CP₁CP₀为“110”，则用第一个、第二个外部比较器的一组输出CP₂、CP₁分别控制第一电容阵列正端中权重为(1×2^N-4)C、(4×2^N-4)C的电容所对应的电容开关，使其底极板连接地端，并用第一个、第二个外部比较器的另一组输出CN₂、CN₁分别控制第一电容阵列负端中权重为(1×2^N-4)C、(4×2^N-4)C的电容所对应的电容开关，使其底极板连接参考电压端，本实施例中上述电容权重分别为4C、16C；

同时用第三个外部比较器的一个输出CP₀控制第二电容阵列正端中权重为(1×2^{N -4})C的电容所对应的电容开关，使其底极板连接参考电压端，并用第三个外部比较器的另一个输出CN₀控制第二电容阵列负端中权重为(1×2^N-4)C的电容所对应的电容开关，使其底极板连接地端；且其余电容底极板的连接状态保持不变，本实施例中上述电容权重为4C；

步骤4.4、如图2f虚线框中所示，若步骤4中产生的三位温度计码CP₂CP₁CP₀为“111”，则用三个外部比较器的一组输出CP₂、CP₁、CP₀分别控制第一电容阵列正端中权重为(1×2^N-4)C、(4×2^N-4)C、(4×2^N-4)C的电容所对应的电容开关，使其底极板连接地端，并用三个外部比较器的另一组输出CN₂、CN₁、CN₀分别控制第一电容阵列负端中权重为(1×2^N-4)C、(4×2^N-4)C、(4×2^N-4)C的电容所对应的电容开关，使其底极板连接参考电压端，本实施例中上述电容权重分别为4C、16C、16C；

同时用第三个外部比较器的一个输出CP₀控制第二电容阵列正端中权重为(3×2^{N -4})C的电容所对应的电容开关，使其底极板连接地端，并用第三个外部比较器的另一个输出CN₀控制第二电容阵列负端中权重为(3×2^N-4)C的电容所对应的电容开关，使其底极板连接参考电压端；且其余电容底极板的连接状态保持不变，本实施例中上述电容权重为12C；

步骤5、切换完成后，利用三个外部比较器分别对电容顶极板的电压和在第二个量化周期内产生的量化阈值进行比较，从而产生第二个量化周期内两组互补的三位温度计码并输出；

步骤6、在第三个量化周期以及后续各个量化周期内，所进行切换操作的电容开关与前一量化周期中进行切换操作的电容开关的关系为：当前量化周期中进行切换操作的电容开关所对应电容的权重均是前一量化周期中进行切换操作的电容开关所对应电容的权重的1/4，即依次为：(3×2^N-6)C、(1×2^N-6)C、(4×2^N-6)C、(4×2^N-6)C，(3×2^N-8)C、(1×2^N-8)C、(4×2^N-8)C、(4×2^N-8)C，(3×2^N-10)C、(1×2^N-10)C、(4×2^N-10)C、(4×2^N-10)C，…，(3×2^N-j)C、(1×2^N-j)C、(4×2^N-j)C、(4×2^N-j)C，…，(3×2⁰)C、(1×2⁰)C、(4×2⁰)C、(4×2⁰)C，其中j＝6、8、10、12、…、N-2、N；同时保持当前量化周期之前的所有量化周期中所进行切换操作的电容开关的连接状态不变；本实施例中，当第一个、第二个量化周期中产生的三位温度计码CP₂CP₁CP₀均为“000”时，在第三个量化周期内，需要进行切换操作的电容开关对应的电容权重分别为(3×2^N-6)C、(1×2^N-6)C、(4×2^N-6)C、(4×2^N-6)C，即3C、1C、4C、4C，如图3虚线框中所示。

再根据前一个量化周期中所产生的三位温度计码可能出现的四种情况，按照步骤4.1至步骤4.4的方式继续控制电容开关模块中其它各个电容开关，直至完成第N/2个量化周期内的电容开关的切换操作。