[发明专利]模数转换器中的电气噪声降低

说明书

本发明涉及模数转换器中的电气噪声降低。可提供系统和方法以用于：在过采样的SAR ADC中采样残留误差、带通滤波采样的残留误差、和提供带通滤波的信号至DAC的输入，例如以提供SAR ADC的带通滤波的输出。SAR ADC的带通滤波的输出可具有降低的电气噪声。

技术领域

本公开涉及在逐次求近寄存器(SAR)模数转换器(ADC)中滤波电子噪声的系统和方法。

背景技术

某些逐次求近寄存器(SAR)模数转换器(ADC)包括数字滤波器，例如输出处的带通滤波器，以改善SAR ADC的性能。

发明内容

在某些系统中，带通转换器可包括有源滤波器，例如包括运算放大器的滤波器。在低压带通转换器中，包括可操作放大器的有源滤波器可能是不切实际的，因为在低电压下的余量减少和功率消耗增加。另外，包括低电压系统中的运算放大器的带通转换器可能在制造期间遭受不期望的工艺变化。本发明人尤其认识到：可以提供带通SAR ADC转换器，例如通过模拟输入信号的N位数字转换后的SAR ADC中的过采样和滤波残留误差。采样和滤波的残留误差可以在下一个N位数字转换期间提供，例如提供带通整形的SAR ADC。

在一方面，本公开可表征带通整形具有比较器、数模转换器(DAC)电路和逻辑电路的逐次求近寄存器(SAR)模数转换器(ADC)电路的噪声的方法。该方法可包括通过DAC电路对模拟输入信号进行采样，并与比较器和逻辑电路合作执行DAC的至少一个位试验，例如以将采样的模拟输入信号转换为数字信号，并且从而使DAC在位-试验状态。该方法还包括在位-试验状态期间采样DAC的滞留误差。该方法还包括使用带通滤波器滤波所述采样的残留误差。该方法还包括提供所述带通滤波器的输出信号作为反馈信号。该方法还包括将所述带通滤波器的输出信号作为反馈信号添加到DAC。该方法还包括从DAC提供的参考电压中减去所述带通滤波器的输出信号。带通滤波器可以是无源滤波器，被构造为在位-试验状态期间采样DAC的残留误差。带通滤波器可以是开关的电容器滤波器，被构造为在DAC电路的位试验周期期间在至少一个电容元件上存储电荷，并且向或从所述至少一个电容元件转移电荷，同时DAC在位-试验状态。该方法还包括将所述输出信号对应的电荷转移到电容式存储元件上，同时DAC在位-试验状态。该方法还包括在DAC的位试验期间将电容式存储元件的端子连接到DAC或参考。在位-试验状态期间采样DAC的残留误差可包括在DAC电路的一个位试验周期期间采样残留误差。该方法还包括：将采样的残留误差转换为数字信号，使用数字带通滤波器滤波数字信号，将滤波的数字信号转换为模拟信号，和提供所述模拟信号作为反馈信号。该方法还包括通过SAR ADC的一个或多个时钟周期延迟提供带通滤波器的输出信号作为反馈信号。

在一方面，本公开可表征过采样的逐次求近寄存器(SAR)模数转换器(ADC)电路。过采样的SAR ADC电路可包括数模转换器(DAC)电路，被构造为对模拟输入信号进行采样，并与比较器和逻辑电路合作执行DAC的至少一个位试验，例如以将采样的模拟输入信号转换为数字信号，并且从而使DAC在位-试验状态。过采样的SAR ADC电路还可包括带通滤波器，被构造为在位-试验状态期间采样DAC的滞留误差，并且提供所述滤波的输出信号作为反馈信号至比较器。带通滤波器可被构造为将输出信号作为反馈信号添加到DAC中，或从SAR ADC电路的参考电压中减去带通滤波器的输出信号。带通滤波器顺序或系数可以是可编程的。带通滤波器可以是无源滤波器，被构造为在位-试验状态期间采样DAC的残留误差。带通滤波器可以是开关的电容器滤波器，被构造为在DAC电路的位试验周期期间在电容元件上存储电荷，并且向或从电容元件转移电荷，同时DAC在位-试验状态。过采样的SAR ADC电路还可包括电容式存储元件，被构造为接收和存储对应于滤波的输出信号的电荷，同时DAC在位-试验状态。电容式存储元件可被构造为在DAC的位试验期间将与存储的电荷相对应的电压提供给DAC。带通滤波器可被构造为在DAC电路的一个位试验周期期间采样残留误差。过采样的SAR ADC电路还可包括：ADC电路，被构造为将采样的残留误差转换为数字信号；带通滤波器，被构造为滤波数字信号；和数模转换器(DAC)，被构造为将滤波的数字信号转换为模拟信号，并且提供模拟信号作为反馈信号。