[发明专利]一种开关电容积分器及其控制方法

说明书

本发明公开一种开关电容积分器，一种开关电容积分器，包括：用于根据时钟信号对外部输入执行采样的采样电路及连接于运算放大器的反相输入端与输出端之间的积分电容；其特征在于，还包括：连接在采样电路与运算放大器的反相输入端之间的第一复位开关和与积分电容并联连接的第二复位开关；以及复位控制电路，用于控制第一复位开关和第二复位开关的通断；其中，当该开关电容积分器进入工作状态时，复位控制电路控制第一复位开关关断且第二复位开关导通达到预设时长后，控制第一复位开关导通且第二复位开关关断。本发明还公开了一种开关电容积分器的控制方法。

技术领域

本发明涉及集成电路技术领域。更具体地，涉及一种开关电容积分器及其控制方法。

背景技术

开关电容积分器在集成电路领域被广泛应用。尤其是在开关电容滤波器、采样放大电路等集成电路中广泛使用开关电容积分器作为基本模块。

典型的开关电容在集成电路中的应用如图1所示。图1(a)为同相开关电容积分器，图1(b)为反相开关电容积分器。通过时钟信号控制开关对输入信号进行采样并将采样的信号输入运算放大器完成积分，在运算放大器的正相输入端连接共模信号。在对输入信号进行采样之前的初始状态下，由于没有直流反馈，也没有交流信号送入反馈电容C2做交流反馈，此时放大器处于开环状态，表现出比较器功能，其输出静态电压为电源电压。当电路开始对输入信号采样，信号通过C1送入C2，交流反馈开始建立。此时，放大器的输出电压开始从电源电压回落至工作电压。受到开关电容电路中电容大小、开关频率，以及放大器输出电流等因素的影响，该稳定时间通常较长。

如图2所示的现有技术的开关电容器积分电路工作输出响应图可以看到，在电路开始工作后，传统开关电容积分电路的输出信号需要较长的时间才能稳定，该稳定时间包括两个阶段：①对放大器反相输入端充电，直至其静态电压达到共模电压Vcm。②然后，放大器的输出静态电压从电源电压开始回落，并逐渐稳定在共模电压Vcm。以上两个时间阶段严重影响了开关电容积分器的响应速度，导致整个系统反应较慢。

因此，需要提供一种新的开关电容积分器电路及其控制方法，能提高自身的工作响应速度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新的开关电容积分器电路，能提高自身的工作响应速度。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

一方面提供一种开关电容积分器，包括：用于根据时钟信号对外部输入执行采样的采样电路及连接于运算放大器的反相输入端与输出端之间的积分电容；还包括：

连接在采样电路与运算放大器的反相输入端之间的第一复位开关和与积分电容并联连接的第二复位开关；以及

复位控制电路，用于控制第一复位开关和第二复位开关的通断；

其中，当该开关电容积分器进入工作状态时，复位控制电路控制第一复位开关关断且第二复位开关导通达到预设时长后，控制第一复位开关导通且第二复位开关关断。

优选地，开关电容积分器还包括：时钟电路，向采样电路提供时钟信号；以及使能电路，向时钟电路和复位控制电路提供使能信号，以控制开关电容积分器处于工作状态或非工作状态。

优选地，采样电路包括采样电容和采样开关，采样开关包括第一采样开关、第二采样开关、第三采样开关以及第四采样开关，

其中，第一采样开关的一端与采样电容的一端连接，第一采样开关的另一端连接外部输入；第二采样开关的一端与第一采样电容的另一端连接，第二采样开关的另一端连接第一复位开关；第三采样开关的一端连接第一采样开关与采样电容的公共端，第四采样开关的一端连接采样电容与第二采样开关的公共端，第三采样开关的另一端和第四采样开关的另一端接地，