本发明属于模拟集成电路技术领域，具体为一种基于预测方式的免复位分段式模拟数字转换器。本发明通过预测量化高位码字加分段式参考电压量化低位码字的方式，预测量化高位码字时，通过不断更新load码字，从预测电容阵列低位开始量化，最终得出本次输入信号对应的高位码字，高位码字量化完成后，进行低位码字量化，其中，三位低位码字量化只需要两个单位电容进行切换得到。本发明最多只需要采用2*(N‑4)+3个量化周期，降低了整体量化周期数的要求，具有较低的功耗；DAC电容阵列大小为(2N‑3+2)个单位电容，约为传统模数转换器面积的1/8，将电容阵列面积大幅度缩减；尤其适用于量化幅度变化较大的生物电信号的应用场景。