[发明专利]用于低输入电荷模数转换的电路装置

说明书

本公开的各实施例涉及用于低输入电荷模数转换的电路装置。模数转换器包括：采样电容器，连接到复用器输出；放电电路装置，在采样周期开始时的第一时段期间使得采样电容器放电；以及电平移位电路装置，电平移位电路装置在从第一时段期满开始的第二时段期间，将采样电容器充电至第一模拟输入节点处的电压，第一模拟输入节点处的电压通过与第一模拟输入节点连接的第一晶体管和与输出节点连接的第二晶体管之间的阈值电压的失配所引起的失配电压而被修改。第一开关在第二时段期满时，将第一模拟输入节点连接到输出节点，以将采样电容器充电至第一模拟输入节点处的电压，并在模数转换器的采样周期结束时将第一模拟输入节点从输出节点断开连接。

技术领域

本公开涉及模数转换领域，并且具体地涉及用于减少从模拟输入提供给模数转换器的采样电容器的输入电荷的电路。

背景技术

模数转换被广泛用于涉及众多传感器的应用(例如，汽车应用)中。在一些常规模数转换形式中，模拟源(诸如传感器)向采样电容器提供输入电荷，并且电荷累积，因此在采样时段内在采样电容器上采样的电压被转换为数字值。

期望减少输入电荷，使得减小模数转换器的输入滤波器两端的电压降，从而使得能够提高采样率。现有技术使用轨到轨缓冲器来对输入电压进行采样，从而实现该目标。尽管这消除了对输入电荷的担心，但是这样的缓冲器特别是在高采样率的情况下，消耗大量的片上面积并且具有高功耗。特别是对于存在大量模拟输入源的情况，使用这样的缓冲器在面积和功耗方面变得太昂贵。

因此，需要在这一领域进一步发展。

发明内容

本文所公开的一个方面涉及用于复用器的输入电路。输入电路包括第一模拟输入节点、输出节点以及连接到输出节点的电容性节点。第一控制电路被配置为在响应于模数转换器的采样周期的开始而开始的第一时段期间，将电容性节点处的电荷设置为期望电压，其中模数转换器的输入由复用器的输出来驱动。第二控制电路被配置为在响应于第一时段期满而开始的第二时段期间，将电容性节点处的电荷设置为第一模拟输入节点处的电压，第一模拟输入节点处的电压通过由于与第一模拟输入节点连接的第一晶体管以及与输出节点连接的第二晶体管之间的阈值电压的失配而导致的失配电压来进行修改。第一通道选择开关闭合，以将第一模拟输入节点连接到输出节点，从而将电容性节点充电至第一模拟输入节点处的电压，第一通道选择开关响应于第二时段的期满而闭合。在模数转换器的采样周期结束时，第一通道选择开关断开，以将第一模拟输入节点从输出节点断开连接。

本文所公开的另一方面涉及用于模数转换器的输入电路。输入电路包括第一通道选择开关，第一通道选择开关闭合而将第一模拟输入节点连接到中间节点，从而将中间节点充电至第一模拟输入节点处的电压，第一通道选择开关在响应于模数转换器的采样周期的开始而开始的第一时段期间闭合。电容性节点被连接到输出节点。放电电路装置连接在第一通道选择开关和输出节点之间，并被配置为在第一时段期间对电容性节点放电。电平移位电路装置被配置为在响应于第一时段的期满而开始的第二时段期间，将电容性节点充电至中间节点处的电压减去电平移位电路装置的第一晶体管的阈值电压。选择开关闭合而将中间节点连接到输出节点，从而将输出节点充电至中间节点处的电压，选择开关响应于第二时段的期满而闭合。在模数转换器的采样周期结束时，选择开关断开，以将中间节点从输出节点断开连接。

本文所公开的又一方面涉及用于模数转换器的输入电路。输入电路包括第一通道选择开关，第一通道选择开关闭合而将第一模拟输入节点连接到中间节点，从而将中间节点充电至第一模拟输入节点处的电压，第一通道选择开关在响应于模数转换器的采样周期的开始而开始的第一时段期间闭合。电容性节点被连接到输出节点。充电电路装置被连接在第一通道选择开关和输出节点之间，并且被配置为在第一时段期间将电容性节点充电到供电电压。电平移位电路装置被配置为在响应于第一时段的期满而开始的第二时段期间，将电容性节点放电至中间节点处的电压加上电平移位电路装置的第一晶体管的阈值电压。选择开关闭合而将中间节点连接到输出节点，从而将输出节点放电至中间节点处的电压，选择开关响应于第二时段的期满而闭合。在模数转换器的采样周期结束时，选择开关断开，以将中间节点从输出节点断开连接。