[发明专利]低电压电荷域流水线ADC子级电路在审
申请号: | 201810627193.1 | 申请日: | 2018-06-19 |
公开(公告)号: | CN108809312A | 公开(公告)日: | 2018-11-13 |
发明(设计)人: | 陈珍海;占林松;胡娟;魏敬和;许媛;刘琦;宁仁霞;孙剑;吕海江 | 申请(专利权)人: | 黄山学院 |
主分类号: | H03M1/34 | 分类号: | H03M1/34 |
代理公司: | 深圳市百瑞专利商标事务所(普通合伙) 44240 | 代理人: | 杨大庆;叶绿林 |
地址: | 245000 安*** | 国省代码: | 安徽;34 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 低电压 电荷域 流水线ADC 电路 子级 大小相等 电容 电荷传输电路 集成电路设计 电荷传输 复位开关 信号摆幅 电荷 子DAC 加减 受限 应用 | ||
本发明属于集成电路设计技术领域,具体为一种低电压电荷域流水线ADC子级电路,其包括2个低电压电荷传输电路、低电压电荷域子ADC电路、子DAC电路、2个大小相等的电荷传输电容C0n和C0p、2K+1‑2个大小相等的电荷加减电容以及2个复位开关。其优点是:本发明所提供的低电压电荷域流水线ADC子级电路,克服了现有电荷域流水线ADC子级电路中信号摆幅受限的问题,可以广泛应用于低电压电荷域流水线ADC电路中。
技术领域
本发明涉及一种用于电荷域流水线模数转换器的输入信号摆幅增强型电荷信号传输电路,属于集成电路技术领域。
背景技术
随着数字信号处理技术的不断发展,电子系统的数字化和集成化是必然趋势。然而现实中的信号大都是连续变化的模拟量,需经过模数转换变成数字信号方可输入到数字系统中进行处理和控制,因而模数转换器(ADC)在未来的数字系统设计中是不可或缺的组成部分。在宽带通信、数字高清电视和雷达等应用领域,系统要求模数转换器同时具有非常高的采样速率和分辨率。这些应用领域的便携式终端产品对于模数转换器的要求不仅要高采样速率和高分辨率,其功耗还应该最小化。
目前,能够同时实现高采样速率和高分辨率的模数转换器结构为流水线结构模数转换器。流水线结构是一种多级的转换结构,每一级使用低精度的基本结构的模数转换器,输入信号经过逐级的处理,最后由每级的结果组合生成高精度的输出。其基本思想就是把总体上要求的转换精度平均分配到每一级,每一级的转换结果合并在一起可以得到最终的转换结果。由于流水线结构模数转换器可以在速度、功耗和芯片面积上实现最好的折中,因此在实现较高精度的模数转换时仍然能保持较高的速度和较低的功耗。
现有比较成熟的实现流水线结构模数转换器的方式是基于开关电容技术的流水线结构。基于该技术的流水线模数转换器中采样保持电路和各个子级电路的工作也都必须使用高增益和宽带宽的运算放大器。模数转换器的速度和处理精度取决于所使用高增益和超宽带宽的运算放大器负反馈的建立速度和精度。因此该类流水线结构模数转换器设计的核心是所使用高增益和超宽带宽的运算放大器的设计。这些高增益和宽带宽运算放大器的使用限制了开关电容流水线模数转换器的速度和精度,成为该类模数转换器性能提高的主要限制瓶颈,并且精度不变的情况下模数转换器功耗水平随速度的提高呈直线上升趋势。要降低基于开关电容电路的流水线模数转换器的功耗水平,最直接的方法就是减少或者消去高增益和超宽带宽的运算放大器的使用。
电荷域流水线模数转换器就是一种不使用高增益和超宽带宽的运算放大器的模数转换器,该结构模数转换器具有低功耗特性同时又能实现高速度和高精度。电荷域流水线模数转换器采用电荷域信号处理技术。电路中,信号以电荷包的形式表示,电荷包的大小代表不同大小的信号量,不同大小的电荷包在不同存储节点间的存储、传输、加/减、比较等处理实现信号处理功能。通过采用周期性的时钟来驱动控制不同大小的电荷包在不同存储节点间的信号处理便可以实现模数转换功能。
电荷域流水线ADC作为一种新型低功耗高速ADC实现技术,目前国内外对于该技术的理论和设计方法的研究还很不充分,对于采用低电压纳米级工艺的电荷域流水线ADC设计技术的研究,目前还未有相关文献报道。要实现低电压条件下可正常工作的电荷域流水线ADC,最核心的工作就是低电压电荷域流水线子级电路的实现。因此很有必要提供一种在低电压条件下完全可以工作的低电压电荷域流水线ADC子级电路。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的不足,提供一种适用于普通CMOS工艺的低电压电荷域流水线ADC子级电路。
按照本发明提供的技术方案,其特征是:
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