[发明专利]具有至少三条采样信道的流水线模数转换器

说明书

一种流水线模数转换器，其中至少一级包括三条或更多条采样信道。所述至少一级包括输入采样电路、量化电路和放大电路。所述输入采样电路包括三条或更多信道，在每个循环中，所述三条信道中的一条信道对所述接收到的模拟信号进行采样。所述量化电路在所述采样生成后一个循环中从所述输入采样电路接收所述采样，使得所述量化电路在每个循环中从所述三条或更多信道中的一条信道接收采样，并将每个接收到的采样量化为该采样的所述数字字的一个或多个位。所述放大电路在所述采样生成后两个循环中从所述输入采样电路接收所述采样并且在所述采样生成后一个循环中接收与该采样对应的所述位，使得所述放大电路从所述三个或多条信道中的一条信道接收采样，并在每个循环中从所述量化电路接收所述对应位(或表示这些位的模拟信号)，并根据这些采样生成放大的残差信号。

技术领域

本申请涉及流水线模数转换器。

背景技术

模数转换器(analog to digital converter，简称ADC)以均匀的时间间隔(即采样周期)对输入的模拟信号进行采样，并为每个采样分配包含一个或多个位的数字值，从而将输入的模拟信号转换为数字信号。ADC可以使用多种不同的架构实施，例如但不限于闪存(也可称为直接转换或并行)、逐次逼近、斜坡比较、Wilkinson、集成、增量编码(也可称为反斜坡)、Sigma-Delta、时间交错和流水线。

流水线ADC将每个采样的转换分为多个低分辨率级联级，其中每级生成分配给采样的数字值的一个或多个位。例如，用于为每个采样生成12位值(可以称为12位ADC)的ADC可以分为四个3位级。每一级(最后一级除外)接收模拟信号(输入模拟信号或来自上一级的残差)，采样并保持接收信号，并将采样量化到预定位数(例如3位)。然后，将量化值转换为模拟信号并从采样中减去以生成残差信号。残差信号被放大，然后传送到下一级。最后一级只是对接收到的残差信号进行采样和量化。

每级都可以在输入模拟信号的不同采样上同时运行。第一级对最新采样运行，而后续级对之前采样的残差运行。

这些级的并行操作使流水线ADC适合需要高速模数转换的应用，例如多个GS/s应用。适用于高速应用的其它合适ADC是时交错ADC，但时交错ADC会受到时交错杂波信号的影响。与时间交错ADC相比，流水线ADC在杂波信号方面具有更高的性能，而用于高速转换的传统流水线ADC则存在高功耗。

下面描述的实施例仅以示例的方式提供，不限于解决已知流水线模数转换器的任何或所有缺点的实现。

发明内容

本发明的目的在于提供改进的流水线模数转换器。

上述及其它目的通过独立权利要求的特征来实现。进一步的实现方式式在从属权利要求、具体说明和附图中显而易见。

根据第一方面，提供了一种流水线模数转换器，包括：用于从输入模拟信号生成输出数字信号的一个或多个位的多级，所述多级中的至少一级包括：输入采样电路，包括三条或更多信道，其中所述三条或更多信道中的一条信道用于在循环内采样所述输入模拟信号；量化电路，在所述循环中用于从所述三条或更多信道中的另一条信道接收采样，并将所述接收到的采样量化为所述输出数字信号的一个或多个位；放大电路，在所述循环中用于从所述三个或多条信道的又一条信道接收采样和与该采样对应的所述一个或多个量化位，并根据所述接收到的采样和所述一个或多个量化位生成放大的残差信号。使用至少三条信道允许所述输入采样电路、所述量化电路和所述放大电路中的每一个同时在不同的采样上运行。这样可以减少这些电路上的时间限制，使所述输入采样电路、所述量化电路和所述放大电路中的一个或多个可以使用较低功率的元件，从而在给定的采样率下降低所述流水线式模数转换器的功耗。

有利地，这种流水线模数转换器比传统流水线模数转换器在给定采样频率下消耗更少的功率；和/或与传统的流水线模数转换器相比，在给定的功耗下采样速率有所提高。