[发明专利]流水线模数转换器输入共模误差前馈补偿电路

权利要求书

1.一种流水线模数转换器输入共模误差前馈补偿电路，其特征在于，包括：

输入共模误差检测电路(1)，用于对输入信号的共模电平进行检测并进行处理，得到输入共模信号的误差量；

可编程共模补偿产生电路(2)，用于根据输入共模误差量产生共模补偿控制电压V_FF；

共模调整电路(3)，能根据共模补偿控制电压V_FF调整下一级电荷域子级电路的共模电荷量；

还包括两相不交叠的第一时钟Φ₁和第二时钟Φ₂；

所述输入共模误差检测电路(1)同时与第一时钟Φ₁和第二时钟Φ₂连接，所述可编程共模补偿产生电路(2)与第二时钟Φ₂连接；

输入共模误差检测电路(1)在第一时钟Φ₁有效时，对第N级流水线子级电路的共模电平进行检测，以得到第N级流水线子级电路的共模电平，并将所述共模电平与基准共模电平进行比较，以得到共模信号的误差量，在第二时钟Φ₂有效时将所述共模误差量传输给可编程共模补偿产生电路(2)；

可编程共模补偿产生电路(2)在第二时钟Φ₂有效时，根据接收到的共模误差量产生共模补偿控制电压V_FF，并将共模补偿控制电压V_FF输出共模调整电路(3)；

共模调整电路(3)根据共模补偿控制电压V_FF调整第N+1级电荷域子级电路的共模电荷量；

其中N为任意正整数；

输入共模误差检测电路(1)包括第一电荷检测器(4)、第二电荷检测器(14)、第三电荷检测器(15)以及第四电荷检测器(16)，所述第一电荷检测器(4)的输入端接收电荷信号Q_outN,P，第二电荷检测器(14)的输入端与基准信号R_p连接，第三电荷检测器(15)的输入端与基准信号R_n连接，第四电荷检测器(16)的输入端接收电荷信号Q_outN,N，第一电荷检测器(4)的时钟端以及第四电荷检测器(16)的时钟端与第二时钟Φ₂连接，第二电荷检测器(14)的时钟端以及第三电荷检测器(15)的时钟端均与第一时钟Φ₁连接；

第一电荷检测器(4)的输出端与相控开关K1的一端连接，第二电荷检测器(14)的输出端与相控开关K2的一端连接，第三电荷检测器(15)的输出端与相控开关K3的一端连接，第四电荷检测器(16)的输出端与相控开关K4的一端连接，相控开关K1的另一端、相控开关K2的另一端均与电容C1的一端连接，相控开关K3的另一端以及相控开关K4的另一端均与电容C2的一端连接；相控开关K2、相控开关K3的开关状态受第一时钟Φ₁控制，相控开关K1、相控开关K4的开关状态受第二时钟Φ₂控制；电容C1的另一端与相控开关K5的一端以及全差分运算放大器(17)的同相端连接，电容C2的另一端与相控开关K6的一端以及全差分运算放大器(17)的反相端连接，相控开关K5的另一端与相控开关K6的另一端连接，以得到电压Vset；相控开关K5、相控开关K6的开关状态均受第一时钟Φ₁控制；

所述第四电荷检测器(16)包括MOS管M1、MOS管M2以及MOS管M3，其中，MOS管M1的源极端接地，MOS管M1的漏极端与MOS管M2的源极端连接，MOS管M2漏极端与MOS管M3的源极端连接，MOS管M3的漏极端与电源连接，MOS管M3的栅极端与荷信号Q_outN,N连接，MOS管M2的栅极端与第二时钟Φ₂连接，MOS管M1的栅极端与电压V_b连接，MOS管M1的源极端与MOS管M2的漏极端相互连接后形成输出端；

所述可编程共模补偿产生电路(2)包括PMOS电流镜电路、差分输入对、电流镜偏置电路以及M位可编程DAC电路(5)；

所述PMOS电流镜电路包括MOS管M9及MOS管M10，MOS管M9以及MOS管M10均可以采用PMOS管；所述MOS管M9的栅极端与MOS管M9的漏极端、MOS管M10的栅极端相连，MOS管M9、MOS管M10的源极端相互连接后接电源；MOS管M9的栅极端、MOS管M9的漏极端均与复位MOS管Ms1的漏极端相连，MOS管M10的漏极端与复位MOS管Ms2的漏极端相连；复位MOS管Ms1的栅极端、复位MOS管Ms2的栅极连接到第二时钟Φ₂；

所述差分输入对包括MOS管M11及MOS管M12；所述MOS管M11的漏极端与复位MOS管Ms1的源极端相连；所述MOS管M12的漏极端与复位MOS管Ms2的源极端相连；MOS管M11的栅极端与输入共模误差检测电路(1)输出的电压Vip连接，MOS管M12的栅极端与输入共模误差检测电路(1)输出的电压Vin连接；MOS管M10的漏极端与复位MOS管Ms2的漏极端连接后，形成共模补偿控制电压V_FF的输出端；

所述电流镜偏置电路包括MOS管M5、MOS管M6、MOS管M7以及MOS管M8；其中，所述MOS管M11的源极端通过第一源极电阻R1与MOS管M5的漏极端相连，且MOS管M12的源极端通过第二源极电阻R2与MOS管M5的漏极端相连；MOS管M5的栅极端与MOS管M8的栅极端、MOS管M8的源极端相连，MOS管M6的源极端接地，MOS管M8的源极端接地，MOS管M8的漏极端还与电流信号Ib1连接；MOS管M6的漏极端、MOS管M5的源极端与M位可编程DAC电路(5)的输出端连接，MOS管M6的栅极端与MOS管M7的栅极端、MOS管M7的漏极端连接，MOS管M7的源极端接地，MOS管M7的漏极端还接电流信号Ib2；

所述共模调整电路(3)包括调整NMOS管M_1FF和调整NMOS管M_2FF，调整NMOS管M_1FF的栅极端、调整NMOS管M_2FF的栅极端均连接共模补偿控制电压V_FF，调整NMOS管M_1FF的源极端、调整NMOS管M_2FF的源极端均连接到地，调整NMOS管M_1FF的漏极端、调整NMOS管M_2FF的漏极端分别形成共模调整输出点V_cm1、共模调整输出点V_cm2。