[发明专利]一种应用于高速高精度模数转换器的宽带输入缓冲器

说明书

本发明涉及一种应用于高速高精度模数转换器的宽带输入缓冲器，所述宽带输入缓冲器包括：P管源随器模块、第一电容电阻网络模块、N管源随器模块、第二电容电阻网络模块、电流源模块、电流镜模块。本发明基于P管源随器模块和N管源随器模块的两级缓冲电路结构，采用电流镜模块、补偿电容、电容电阻网络模块等技术改善了线性度，并通过引入运放获得恒定的偏置电流，抑制了非线性，使得缓冲器具有高带宽、大摆幅、高线性度的特点，极大的缓解了采样开关及封装电感上的失真对输入信号的影响，保证了后级模数转换器的精度。

技术领域

本发明属于缓冲器技术领域，涉及一种应用于高速高精度模数转换器的宽带输入缓冲器。

背景技术

模数转换器被广泛应用于信息采集和处理系统转换模拟信号。随着输入频率逐渐升高到GHz，输入采样的问题变得越来越具有挑战性，但任何由于采样网络造成的出现在数字输出端的失真都很难被消除。由于输入缓冲器具有低输出阻抗、高输入阻抗的特性，因此常被用来隔离输入信号和后端的模数转换器模块，提供强大的信号驱动。

作为隔离输入信号与采样电路之间的重要模块，输入缓冲器是高速高精度模数转换器中不可或缺的基本构件之一，也一直是模拟电路设计中的研究热点，补偿电容、耦合衬底、运放辅助等各种优化设计被提出用以提升输入缓冲器的线性度；甚至迎着深N阱晶体管的应用热潮，也提出了通过交流浮动n阱技术和负衬底偏压技术减小输入缓冲器中的寄生电容，从而提升整体线性度的设计思想。但随着微电子制造工艺的不断进步，电子元件的尺寸不断减小，电源电压按比例降低而晶体管的阈值电压却不能随之线性减小。

因此设计一款应用于高速高精度模数转换器的输入缓冲器尤为必要。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种应用于高速高精度模数转换器的宽带输入缓冲器。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

本发明实施例提供了一种应用于高速高精度模数转换器的宽带输入缓冲器，所述宽带输入缓冲器包括：

P管源随器模块，用于对输入信号进行缓冲处理得到第一级缓冲信号；

第一电容电阻网络模块，连接所述P管源随器模块，用于根据所述输入信号产生控制电压，以实现所述P管源随器模块的漏极电压对所述输入信号的跟随；

N管源随器模块，连接所述P管源随器模块，用于对第一级缓冲信号进行缓冲处理得到第二级缓冲信号并输出所述第二级缓冲信号；

第二电容电阻网络模块，连接所述N管源随器模块，用于根据所述第一级缓冲信号产生控制电压，以实现所述N管源随器模块的漏极电压对所述第一级缓冲信号的跟随；

电流源模块，连接所述P管源随器模块和所述N管源随器模块，用于给所述N管源随器模块提供恒定的电流偏置，其中，所述电流源模块通过运算放大器amp使得所述N管源随器模块的漏极电压保持恒定，所述电流源模块通过补偿电容吸收采样电容引起的电流变化；

电流镜模块，连接所述P管源随器模块和所述N管源随器模块，用于将所述N管源随器模块的恒定电流传输至所述P管源随器模块，以使所述P管源随器模块具有恒定的电流。

在本发明的一个实施例中，所述P管源随器模块包括晶体管M1、晶体管M3，其中：

所述晶体管M1的栅极与信号输入端、所述第一电容电阻网络模块连接，所述晶体管M1的源极与所述电流镜模块连接，所述晶体管M1的漏极与所述晶体管M3的源极连接，所述晶体管M3的栅极与所述第一电容电阻网络模块连接，所述晶体管M3的漏极接地。

在本发明的一个实施例中，所述晶体管M1、所述晶体管M3均为PMOS管。

在本发明的一个实施例中，所述第一电容电阻网络模块包括电阻R₁、电容C₁，其中：