[发明专利]比较器与流水线模数转换器

说明书

技术领域

本发明有关于比较器，更具体地，本发明关于一种用于产生数字信号的比较器与流水线模数转换器。

背景技术

模数转换器(Analog-to-Digital Converter，ADC)经常用于转换模拟信号，最常用的是将表示电压的模拟信号转换为数字格式。ADC包含闪存ADC、插值ADC、流水线ADC以及二步式ADC(two-step ADC)。ADC利用比较器来产生数字信号。

发明内容

本发明提供一种新的比较器与流水线模数转换器。

本发明提供一种比较器，包含：多个开关，于第一时段内提供输入信号，于第二时段内提供参考信号，其中开关中的第一开关由第一晶体管组成；电容，于第一时段内接收输入信号，于第二时段内接收参考信号；放大器，耦接至电容，接收输入信号与参考信号之间的电压差，并于第二时段放大电压差以产生放大结果；以及决定电路，根据放大结果提供数字信号。

本发明另提供一种流水线模数转换器，使用所述的比较器。

本发明通过使用晶体管于不同时段来接收信号，可减少电路板的面积。

附图说明

图1显示比较器的实施方式的电路图。

图2a显示电压vipbulk的电路图。

图2b显示电压vinbulk的电路图。

图3显示比较器的另一个实施方式的电路图。

图4显示比较器的另一个实施方式的电路图。

具体实施方式

在说明书及权利要求书当中使用了某些词汇来称呼特定的元件。本领域的技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同的名词来称呼同一个元件。本说明书及权利要求书并不以名称的差异来作为区分元件的方式，而是以元件在功能上的差异来作为区分的准则。在通篇说明书及权利要求书当中所提及的“包含”是开放式的用语，故应解释成“包含但不限定于”。此外，“耦接”一词在此是包含任何直接及间接的电气连接手段。因此，若文中描述第一装置耦接于第二装置，则代表第一装置可直接电气连接于第二装置，或通过其它装置或连接手段间接地电气连接到第二装置。

请参考图1，其显示比较器的实施方式的电路图。比较器100可由流水线ADC的一个子ADC(subADC)实施。于本实施方式中，比较器100包含开关111～116，电容121与122，放大器130及决定电路140。节点151与152上的电压根据开关111～116的是否导通而变化，而开关111～116被控制信号Ph1与Ph2所控制。于本实施方式中，放大器130是用于放大节点151与152上的电压的差动放大器。决定电路140根据由放大器130提供的放大结果产生数字信号Digout。于本实施方式中，决定电路140由锁存器(latch)实施。

于第一时段中，导通开关111与114，并断开开关112与115，提供包含差动电压Vip及Vin的输入信号至电容121与122。与此同时，开关113提供共用电压(common voltage)Vcm至节点151，且开关116也提供共用电压Vcm至节点152。如此，电容121对差动电压Vip取样，且电容122对差动电压Vin取样。

于第一时段之后的第二时段内，开关112与115导通并断开开关111与114，提供包含电压Vrefp与Vrefn的参考信号至电容121与122。此时，节点151上的电压是差动电压Vip与电压Vrefp之间的电压差，而节点152上的电压是差动电压Vin与电压Vrefn之间的电压差。放大器130放大节点151与152上的电压。决定电路140根据放大的结果产生数字信号Digout。于本实施方式中，决定电路140决定放大器130的输出信号是否超过参考信号。举例来说，当输入信号超过参考信号时，数字信号Digout处于高电平。当输入信号比参考信号小时，数字信号Digout处于低电平。

开关111～116至少其中之一由包含P型或N型通道的晶体管组成，例如，开关111～116其中至少一个由PMOS或NMO S实施。如此，电容121或122仅使用一个晶体管来接收对应电压。举例来说，若开关111是包含P型通道的晶体管T 11，电容121仅使用晶体管T11来接收差动电压Vip。于本实施方式中，开关111～116由晶体管T11～T16实施，其中每一包含P型通道。因为开关111～113及电容121的操作与开关114～116与电容122的操作一样，所以下面仅描述开关111～113及电容121的操作。