[发明专利]AD转换器

说明书

技术领域

本发明涉及具有采样保持电路和模数转换器的电子电路。

背景技术

时间依赖模拟信号的时间离散模数转换包括通过采样保持电路在实质上离散的时间点上对模拟信号的采样和通过模数转换器对采样模拟信号的处理以转换它们为数字值。

这样的电路可以以多种方式优化。高速率转换可以通过对不同时间点的采样的并行转换来实现。因为转换所需的时间比连续采样之间的最小可能时间长，这可以通过采样保持电路和多个模数转换器之间的多路输出选择器完成。当使用差分电路时，偏移量影响可以通过信号斩波等消除，即当以不同的极性施加信号时进行转换。采样间的干扰可以通过重置电路中不同处理时间点的信号之间的电压来消除。

斩波和多路输出选择在时间离散数模转换中的应用在文章“ACMOS 15-bit 125-MS/s Time Interleaved ADC With Digital BackgroundCalibration”中描述，所述文章由Zwei-Mei Lee等所著，发表在IEEEJournal of Solid State circuits第42卷，第10期，第2149-2160页。这篇文章讨论了模数转换器(ADC)的偏移量校准。使用了差分电路，其在采样保持电路中具有差分放大器，以及具有差分输入的ADC。开关连接采样保持电路到交替的转换通道。

斩波器切换差分放大器和通道的差分输入之间的连接的极性。差分放大器的每一个输出经过斩波器的第一和第二开关耦合到差分输入的每一个。第一和第二开关交替导通，以反转从放大器到ADC电路的耦合的极性。Zwei-Mei Lee等提出以伪随机的方式在正常操作期间进行此操作，以使从ADC的输出确定偏移值成为可能，其可以用来做偏移的校正。Zwei-Mei Lee等通过并联的差分ADC电路将这一点与时间交织转换结合，可选地连接采样保持电路的差分放大器到不同的ADC转换流水线。

在数字输出前面，电路典型地包含一个或多个采样电容器以保持信号的模拟电压。采样保持电路可以包含差分放大器以在不影响采样电容器上的采样电压的情况下驱动模数转换电路的输入。例如可以使用运算放大器，其在采样保持电路的保持状态被激活以从采样电容器复制电荷到转换电路的另外一个采样电容器。

放大器重置例如在文章“a 3-V 340mW 14-b 75Msample/s CMOSADC With 85-dB SFDR at Nyquist Input”中描述，所述文章由WenhuaYang等所著，发表于IEEE Journal of Solid State Circuits第36卷，第12期，第1931-1936页。放大器重置降低了采样间的干扰，并且其改进了放大器输出电压的控制。提供了连接到采样保持电路的差分放大器的输入和输出的开关，其设置为导通以重置电路中的电压。这能够使在操作的保持状态有更多的可预测的稳定时间，并且通常当电压从标准中值开始时可以更快地稳定。然而，差分放大器形成了电路的功率消耗的主要贡献者之一，因为对于每一个新的采样时间点，必须以高速率供应新的充电电流到它的电容负载。差分放大器的负载使操作放慢了。

发明内容

加速具有模数转换器的电子电路的操作是本发明的目的之一。

提供了根据权利要求1的电子电路，其包含采样保持电路、模数转换器和能够使采样保持电路中的差分放大器的选定输出耦合到模数转换器的电路节点的开关，用于执行具有可选择极性的模数转换。电路节点可以是模数转换器的内电路节点或者是输入电路节点。提供了控制电路，其控制开关以提供无源状态和转移状态，其中控制电路分别不使任何开关导通和使选定的一个开关导通。另外，控制电路提供短路状态，在所述短路状态，控制电路使从差分放大器的输出到模数转换器电路的相同电路节点的两个开关均同时导通。这样，无须要求直接在差分放大器的输出之间的大开关，重置差分放大器的输出是可能的。

在实施例中，其中多个模数转换器并联使用，选定极性的差分放大器的输出连接到交替的模数转换器的电路节点，可以通过使从差分放大器的输出到交替的模数转换电路的相同电路节点的两个开关同时导通提供短路状态。通过交替地使用不同的开关以短路差分放大器的输出，实现了模数转换的最小干扰。

在实施例中，其中使用了具有接收差分信号的差分电路节点的模数转换器，可以通过并联的两个差分电路节点在短路状态实现短路。这样，提高了最大可能操作速度。