[发明专利]一种应用于高速模数转换器的高速参考缓冲电路

说明书

技术领域

本发明涉及高速数据转换器技术领域，尤其涉及一种应用于高速模数转换器的高速参考缓冲电路。

背景技术

随着无线通信速率的不断提升，对模数转换器的转换速率也提出了更高的要求，以802.11ac标准来说，其模拟信号带宽已达到80MHz，按照奈奎斯特采样定理，模数转换器的采样率最低为160MHz；如果考虑到为基带部分的数字滤波和降采样留出余地，模数转换器采样率可能需要达到320MHz。

面对如此高速的数据采样率，模数转换器的参考缓冲电路必须具有足够高的驱动能力，否则会因为参考电压不能完全的建立而导致信噪比恶化；以现阶段主流的异步逐次逼近模数转换器为例，如果需要10bit的转换精度，则需要模数转换器在每个时钟周期内完成10次转换，这就要求其参考缓冲电路必须在30ps内建立足够的精度。

现有的缓冲参考电路如图1所示，其主体包含一个单位反馈的运放。在高速应用中该运放需要具有足够大的增益带宽积，如果要应用到以上的模数转换器中，30ps的建立速度可能需要运放消耗几十毫安的电流，这使逐次逼近转换器的低功耗优势丧失殆尽。另外一种现有参考电路如图2所示，其为带电阻的源级退化(Source degeneration)的源级跟随器，这种电路的优点是不需要运放的条件下在一定的速度下可以驱动后级转换器。但随着频率的升高，源级跟随器的输出阻抗呈现出感性，导致其输出建立时有一定的铃振现象，这极大的延长了建立时间。

发明内容

针对上述问题中存在的不足之处，本申请提供一种应用于高速模数转换器的高速参考缓冲电路，该高速参考缓冲电路通过引入输出电压感知电路和馈通电路，极大地加速了参考缓冲的响应时间，解决了传统的参考缓冲电路的缺点。

该应用于高速模数转换器的高速参考缓冲电路包括：偏置电压产生电路、参考缓冲输出级、输出电压感知电路以及馈通电路；

所述偏置电压产生电路用于产生偏置电压；所述参考缓冲输出级用于驱动后级的模数转换器中的采样电容；所述输出电压感知电路用于对所述参考缓冲输出级的输出电压的变化量进行感知；所述馈通电路用于将所述输出电压感知电路的输出量反馈到所述参考缓冲输出级，并将所述偏置电压产生电路的输出量传递到所述参考缓冲输出级；

所述偏置电压产生电路的输出端与所述馈通电路的第一输入端电连接，所述馈通电路的第二输入端与所述输出电压感知电路的输出端电连接，所述馈通电路的输出端与所述参考缓冲输出级的输入端电连接，所述参考缓冲输出级的输出端与所述输出电压感知电路的输入端电连接。

可选地，所述参考缓冲输出级包括第一NMOS管和第一电阻；

所述第一NMOS管的源极通过所述第一电阻接地，所述第一NMOS管的漏极接工作电压，所述第一NMOS管的栅极与所述馈通电路的输出端电连接。

可选地，所述输出电压感知电路包括第二NMOS管和PMOS管；

所述第二NMOS管的源极接地，所述第二NMOS管的栅极与所述第一NMOS管的源极电连接，所述第二NMOS管的漏极与所述馈通电路的第二输入端电连接；

所述PMOS管的漏极与所述第二NMOS管的漏极电连接，所述PMOS管的栅极与其漏极电连接，所述PMOS管的源极与所述工作电压电连接。

可选地，所述偏置电压产生电路包括第三NMOS管和第三电阻；

所述第三NMOS管的源极接地，所述第三NMOS管的漏极通过所述第三电阻与所述工作电压电连接，所述第三NMOS管的漏极与其栅极电连接，所述第三NMOS管的栅极与所述馈通电路的第一输入端电连接。

可选地，所述馈通电路包括电容和第二电阻；

所述电容一端与所述第二电阻电连接，另一端与所述输出电压感知模块的输出端电连接；

所述第二电阻一端与所述偏置电压产生电路的输出端电连接，另一端与所述电容和所述参考缓冲输出级的输入端分别电连接。

可选地，所述馈通电路包括电容，所述电容一端与所述偏置电压产生电路的输出端和所述参考缓冲输出级的输入端分别电连接，另一端与所述输出电压感知电路的输出端电连接。

本发明通过引入输出电压感知电路和馈通电路，利用输出电压感知电路感知参考缓冲输出级的输出端电压的变化量，并根据参考缓冲输出级的输出端电压的变化量产生补偿量，通过馈通电路将该补偿量输送到参考缓冲输出级的输出端，对参考缓冲输出级的输出端电压进行补偿，从而极大地加速了参考缓冲的响应时间，解决了传统的参考缓冲电路的缺点。

附图说明