[发明专利]一种可提高转换精度的电流模式模数转换器

说明书

技术领域

本发明涉及半导体集成电路，具体涉及宽带数据通信系统、高速无线通信系统以及各种数据转换的产品应用。

背景技术

当今世界是一个高度信息化的社会，日新月异的数字通信技术推动社会高速发展，利用数字信号处理系统进行信息处理已经成为普遍的选择。但是现实世界中的各种实物和信号均是模拟的，因此需要利用模数转换器完成模拟信号到数字信号的转换。

近年来，随着制造工艺的不断发展和对电路低功耗性能的追求，集成电路的供电电压逐步降低，这使得以电压信号为变量的模数转换器设计变得越来越困难。而电流模技术以其结构简单、速度快、频带宽、电源电压低等特点，逐渐受到集成电路设计与制造行业的重视，出现了一些采用电流模技术设计的模数转换器。

但是现在大部分系统仍采用的是电压模式处理系统，因此输入到模数转换器的模拟信号一般均为电压信号，在进行电流模式模数转换器处理前，必须将电压信号转换为电流信号。为了与电压模式模数转换器的直接兼容，则需要用到输入的模拟电压信号与基准电压信号，但是即使分别经由结构相同的单元对输入的模拟电压信号和基准电压信号进行转换，也会存在两路相同单元间的误差，此误差将直接影响电流模式ADC的精度，因此有必要对此进行改进。本发明基于此提出了一种可提高转换精度的电流模式模数转换器。

发明内容

针对当前电流模式模数转换器的快速发展，本发明提出了一种可提高转换精度的电流模式模数转换器。

为达到以上目的，本发明是采取如下技术方案予以实现的：

一种可提高转换精度的电流模式模数转换器，其特征在于对传统的电流模式模数转换器的前端部分，通过切换开关切换使得输入的模拟电压信号以及基准电压信号分时复用同一个跨导运放与电流采样保持，避免了输入模拟电压与基准电压分别采用相同的电压电流转换器时引入的误差，使得由此电压电流转换器引入的误差降至最小，从而提高了电流模式模数转换器的精度。

上述方案中，当时钟处于采样相时，第一切换开关将输入的模拟电压信号接到跨导运放的输入端，此时跨导运放输出的电流信号即为与输入模拟电压相对应的电流，经过后续电流采样保持单元的输出即为输入的电流信号，在采样相结束时刻的电流值即为最终的输入采样结果，再经过同一相位的第三切换开关将其输出到输入的模拟电流信号端。当时钟处于保持相时，由于此时输入的模拟电压信号暂时不需要进行电流转换，所以此时闲置的跨导运放与电流采样保持可以用来转换基准电压，通过第二切换开关将输入的基准电压接到跨导运放的输入端，此时跨导运放输出的电流信号即为与输入基准电压相对应的电流，经过后续电流采样保持单元的输出即为输入的基准电流信号，在保持相结束时刻的电流值即为最终的输入基准采样结果，再经过第四切换开关将其输出到输入的基准电流信号端。同时，由于在一般确定的系统中，基准电压保持不变，所以此处的基准电流也保持不变，这就使得基准电压的电压电流转换甚至可以隔多个周期进行采样，可以进一步降低由电压电流转换器引入的功耗。

上述方案中，所述由切换开关控制采样相与保持相的控制信号是由时钟产生单元产生两相不重叠的时钟，其中第一切换开关与第三切换开关在信号的采样相时导通，第二切换开关与第四切换开关在信号的采样相时导通。

本发明通过电压电流转换器的分时复用技术，消除了两路结构相同单元的失配问题，从而提高了电流模式模数转换器的精度。

附图说明

图1为本文发明的可提高转换精度的电流模式模数转换器结构示意图。

图2为本文发明的一种具体实现实例。

其中：1为第一切换开关；2为第二切换开关；3为第三切换开关；4为第四切换开关。

具体实施方式

以下结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

图1为发明的可提高转换精度的电流模式模数转换器结构，图2为一种具体的实现实例。

如图1所示，时钟产生单元30产生的时钟信号60控制第一切换开关、第二切换开关、第三切换开关与第四切换开关。如图2所示，该时钟产生单元30产生的时钟信号为601、602、603与604。其中601与603为时钟的采样相，602与604为时钟的保持相，以下讨论以高电平为采样的有效电平。为了防止在采样时刻开始时的毛刺，时钟信号603的采样时刻可以比601推后一段时间，与之对应的时钟信号604的采样时刻可以比602推后一段时间，具体的推后时间由毛刺部分的时间决定。