[发明专利]累加型电荷相关器

说明书

本发明涉及一种适用于超宽带收发机的电荷域相关器，相比于传统的平均型电荷域相关器，所述新型的累加型电荷域相关器可以在显著提高灵敏度，且具有更好的PVT特性。所述的累加型电荷域相关器采用一种新型的连接采样电容的方式，从而使电荷累加而得到相关电压。由于采用这种方式，每个采样电容对灵敏度的增益均为1，且增加电容数量和电容值均不会降低其他电容对灵敏度的增益，所以所述的累加型电荷域相关器具有更高的灵敏度。且由于没有电容失配的影响，该相关器具有稳定的PVT特性。本发明尤其适用于超宽带接收机中的电荷域相关器。

技术领域

本发明属于集成电路技术领域，特别涉及超宽带收发机中的相关器设计。

背景技术

通常相关接收型超宽带接收机都是采用电压相乘再积分的方式进行相关，但是在电压相乘和积分的过程中会消耗大量功耗。而电荷域相关器只有动态功耗，因此要比一般电压相关器要省功耗。但是由于其灵敏度不够高，从而限制了其应用。因此如何设计实现更高灵敏度的电荷域相关器就显得很有意义了。

发明内容

本发明的目的，就是设计一种更高灵敏度的电荷域相关器。

为了实现上述目的，本发明先对传统平均型电荷域相关器进行分析，找到限制其灵敏度的主要因素。

对图1的传统结构进行分析，相关电压为：

对式(1)求导并变化形式得到：

其中G_Cj为第j个电容对灵敏度的增益，即：

由式(3)可见，第j个电容对灵敏度的增益小于等于1，且增加电容数量和增大其电容值均会降低其他电容对灵敏度的增益。因此，这种平均电荷而得到相关电压的方式就是限制此电荷域相关器灵敏度的主要因素。

针对这个原因，本发明中采用一种新的连接电容的方式，从而使采样的电荷累加起来而得到相关电压，如图2。对图2分析，相关电压为：

对式(4)求导可得：

对应传统结构得出的结果式(3)可得：

G_Cj＝1 (6)

即提出的累加型电荷域相关器中每个电容对灵敏度的增益均为1，且增加电容数量和电容值均不会降低其他电容对灵敏度的增益。因此，提出的累加型电荷域相关器具有更高的灵敏度。同时，由于这种相关器的电容无需随接收波形的幅度而成比例，从而没有电容失配的影响，因此具有更高的PVT稳定性。

附图说明

图1为传统平均型电荷域相关器的原理图；

图2为本发明提出的累加型电荷域相关器的原理图；

图3为提出的累加型电荷域相关器具体实施方式的示意图；

图4为提出的累加型电荷域相关器重构性的示意图；

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细的描述

由图3所示，以接收信号为高斯一阶导的四点采样为例，图3(a)为电路的时序，提出的累加型电荷域相关器共有三种模式：

1.采样模式。如图3(b)所示，在此模式下，闭合，然后至依次闭合断开，进行采样。

2.累加模式。如图3(c)圆形虚线部分所示，在此模式下，依次闭合，电荷依次累加，最终输出相关电压。当采样的是负电压时，如和前面采样正电压的电容带正电荷的极板连接该电容带负电荷的极板。

3.重置模式。如图3(c)方形虚线部分所示，在此模式下，和闭合，电容两极板短接重置，等待下次采样。