[发明专利]开关电容电路、开关电容滤波器以及∑-Δ模数转换器

说明书

相关申请的交叉引用

本发明包括2007年11月28日在日本专利局提交的日本专利申请JP2007-307826相关的主题，其全部内容通过引用结合于此。

技术领域

本发明涉及开关电容电路、开关电容滤波器以及∑-Δ模数(A/D)转换器。

背景技术

使用开关电容电路的无源式开关电容滤波器可用作具有低电功耗的离散时间模拟滤波器。还报导了一种使用无源式开关电容滤波器作为环路滤波器的∑-Δ型A/D转换器，即使当它的电功耗保持很低时所述∑-ΔA/D转换器也高速工作(参照Feng Chen，Bosco Leung，“A 0.25mW 13bPassive ∑Δ Modulator for a 10MHz IF Input，”IEEE Int.Solid StateCircuits Conf.Dig.Tech.Papers，Feb.1996，pp.58-59，并参照FengChen，Srinath Ramaswamy，Bertan Bakkaloglu，“A 1.5V 1mA 80dBPassive ∑Δ ADC in 0.13μm Digital CMOS Process，”IEEE Int.Solid StateCircuits Conf.Dig.Tech.Papers，Feb.2003，pp.54-55)。

图15是用于说明环路滤波器电路10a的说明图，仅对于所述电路的滤波器功能而言，所述电路相当于∑-ΔA/D转换器中的环路滤波器，其使用在下述文献中描述的公知的无源式开关电容滤波器：Feng Chen，Bosco Leung，“A 0.25mW 13b Passive ∑Δ Modulator for a 10MHz IFInput”IEEE Int.Solid State Circuits Conf.Dig.Tech.Papers，Feb.1996，pp.58-59。图16是示出输入到图15中所示的环路滤波器的时钟信号的波形的说明图。与图15中所示的环路滤波器电路10a中的各个开关相邻的符号φ₁和φ₂表示当图16中所示的时钟信号φ₁和φ₂分别变高时那些开关导通。

如图15中所示，公知的环路滤波器电路10a由电容器C₁、C₂、C₃、C_R1、C_R2、C_R3以及开关构成，所述开关控制电荷在电容器中的积聚以及电荷从电容器中放电。图15中所示的环路滤波器电路10a中由标注为11a、11b、11c的虚线包围的部分执行双向移动电荷通过电容器C_R1、C_R2、C_R3的操作。例如，注意由虚线11a包围的部分，当时钟信号φ2变高时，电流从输入端IN流入电容器C_R1并且电荷在电容器C_R1中积聚。然后，当时钟信号φ₁变高时，积聚在电容器C_R1中的电荷被放电。电荷的积聚和放电因此根据时钟信号φ₁和φ₂的状态来执行。因此可见，图15中所示的环路滤波器电路10a与图17中所示的连续时间RC滤波器电路10b是相同类型的滤波器。

如Feng Chen，Bosco Leung，“A 0.25mW 13b Passive ∑Δ Modulatorfor a 10MHz IF Input，”IEEE Int.Solid State Circuits Conf.Dig.Tech.Papers，Feb.1996，pp.58-59中所示，图15中的环路滤波器电路10a的采样频率是10MHz，滤波器的极点是在8KHz和34KHz，而零点是在750KHz。基于这些条件，图15中的环路滤波器10a中的各个电容器的电容被计算为：C_R1是0.2pF，C₁是23pF，C_R2是2.5pF，C₂是0.5pF，C_R3是2.5pF以及C₃是4.15pF。对于这些条件下的输入和输出电压，频率特性被示于图18中，并且极点和零点的布置被示于图19中。在图18中所示的环路滤波器电路10a的频率特性图中，横轴是频率，而纵轴是增益。在图19中，横轴是实数轴(Re)，纵轴是虚数轴(Im)，每个极点的位置由×表示，而每个零点的位置由○表示。

发明内容