[发明专利]一种精确乘二开关电容放大器、芯片及通信终端

说明书

技术领域

本发明涉及一种开关电容放大器，尤其涉及一种精确乘二开关电容放大器，同时也涉及采用该精确乘二开关电容放大器的集成电路芯片及相应的通信终端，属于模拟集成电路技术领域。

背景技术

开关电容放大器通过电容的比值实现对模拟信号的固定增益放大处理，被广泛应用在模拟信号处理电路中。其中，具有固定两倍增益放大功能的乘二开关电容放大器被广泛应用在流水线型ADC(模数转换器)和循环式ADC中，其主要结构如图1所示。它主要由一个运算放大器、两个电容和若干模拟开关组成。当控制信号S₁为高电平，S₂为低电平时，采样电容C1采集输入信号；当S₂变为高电平，S₁变为低电平时，采样电容C1中的电荷被传输至保持电容C2，使得输出变为：

因此，当C₁的电容值是C₂的两倍时，该结构实现了对输入信号的乘二处理。但是，很多非理想因素都会降低所放大倍数的精度。这些因素主要包括运算放大器的有限增益、运算放大器的有限带宽和电容失配。其中，运算放大器的有限增益和有限带宽问题可以通过现有的各种设计技术加以解决，例如：通过增益自举结构、多级结构都可以提升运算放大器的增益，通过采用更快的工艺可以提升速度。但是，能够解决电容失配问题的现有技术却很少。现有技术中，主要通过版图的共质心匹配或增大电容面积来降低失配程度，但不是效果微弱就是以消耗更多芯片面积和功耗为代价。另外，现有技术中也使用数字校准技术来校正该电容失配问题，但是这样势必增加了电路的复杂性。

在专利号为ZL 200710194418.0的中国发明专利中，韩国三星电子株式会社提供了一种比率独立的开关电容放大器，包括：第一采样电路，用于采集第一输入电压作为第一采样电压并在其采样之后使第一采样电压的电平变为双倍；第二采样电路，用于采集第二输入电压作为第二采样电压并在其采样之后使第二采样电压的电平变为双倍；以及差分放大器电路，用于输出双倍的第一采样电压和双倍的第二采样电压之间的差值。

发明内容

本发明所要解决的首要技术问题在于提供一种精确乘二开关电容放大器，用于解决电容失配造成的增益误差。

本发明所要解决的另一技术问题在于提供一种采用该精确乘二开关电容放大器的集成电路芯片及相应的通信终端。

为实现上述发明目的，本发明采用下述的技术方案：

根据本发明实施例的第一方面，提供一种精确乘二开关电容放大器，包括运算放大器、两个采样电容、两个保持电容和多个联动开关；其中，

第一联动开关连接整个精确乘二开关电容放大器的正、负输入端和两个采样电容的第一极板，两个采样电容的第二极板分别连接所述运算放大器的正、负输入端；

第二联动开关分别连接两个保持电容的第一极板和共模电压输入端；

第三联动开关分别连接在所述运算放大器的正、负输入端之间以及负、正输入端之间；

第四联动开关分别连接两个保持电容的第一极板和所述运算放大器的负、正输出端；

第五联动开关分别连接两个保持电容的第二极板和所述运算放大器的正、负输入端；

第六联动开关分别连接两个采样电容的第一极板；

第七联动开关分别连接两个采样电容的第一极板和所述运算放大器的负、正输出端。

其中较优地，所述精确乘二开关电容放大器具有由四个时钟状态组成的信号采集与放大处理周期。

其中较优地，在第一时钟状态中，第一联动开关、第二联动开关、第三联动开关、第五联动开关闭合，第四联动开关、第六联动开关、第七联动开关断开。

其中较优地，在第二时钟状态中，第一联动开关、第二联动开关、第三联动开关、第七联动开关断开，第四联动开关、第五联动开关、第六联动开关闭合。

其中较优地，在第三时钟状态中，第一联动开关、第三联动开关闭合，第二联动开关、第四联动开关、第五联动开关、第六联动开关、第七联动开关断开。

其中较优地，在第四时钟状态中，第一联动开关、第三联动开关、第四联动开关、第六联动开关断开，第二联动开关、第五联动开关、第七联动开关闭合。

根据本发明实施例的第二方面，提供一种集成电路芯片，其中包括有上述的精确乘二开关电容放大器。

根据本发明实施例的第三方面，提供一种通信终端，其中包括有上述的精确乘二开关电容放大器。