[发明专利]一种带钳位的开关电容放大电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种开关电容放大电路，尤其是一种带钳位的开关电容放大电路。

背景技术

此处的背景技术用来大体上说明本发明的公开背景。

开关电容放大电路的应用非常广泛。开关电容放大电路在信号超限时可能遇到增益错误。当开关电容放大电路中的运算放大器的输入信号超限时，需要多个时钟周期才能恢复到有效的工作状态，在这段中间过渡时间，输出信号经常报错。一些传统的开关电容放大电路对单个输入信号进行钳位，但在有效的工作区间会产生信号失真。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种在有效工作区间内功率消耗低，信号失真小的带钳位的开关电容放大器。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种带钳位的开关电容放大器，包括：开关电容放大器，所述开关电容放大器包括运算放大器和开关电路，所述开关电路包括并联在运算放大器输入端之间的第一开关；并联在运算放大器输出端之间的第二开关；过压检测电路，所述过压检测电路与第一、第二开关连接，当输入电压超过第一预定电压或者低于第二预定电压时，可选择性地短接运算放大器的输入端和输出端。

进一步作为优选的实施方式，开关电容放大器包括第一电容组和第二电容组，所述第一电容组的第一端子连接运算放大器一个输入端，所述第二电容组的第一端子连接运算放大器另一输入端。所述开关电容放大器还包括：第一开关组，可将第一电容组的第二端子选择性连接至输入电压的正极、参考电压的正极和参考电压的负极；第二开关组，可将第二电容组的第二端子连接至输入电压的负极、参考电压的正极和参考电压的负极。

进一步作为优选的实施方式，所述开关电容放大器包括第一电路，所述第一电路接收输入信号并产生用于第一、第二开关组的开关控制信号和第一编码信号。所述第一电路包括：用来接收复数个参考电压信号、及相应的输入电压信号的比较器组；生成第一、第二开关组的开关控制信号的解码器，所述解码器的第一编码信号来自比较器组的输出信号。

进一步作为优选的实施方式，所述开关电容放大器包括：

第一电容，所述第一电容的第一端子与运算放大器的一个输入端连接，第二端子与运算放大器一个输出端连接；

第二电容，其第一端子与运算放大器的另一输入端连接，第二端子与运算放大器的另一输出端连接。

所述过压检测电路包括：

第一比较器，一输入端接收第一预定过载电压值，另一输入端接收输入电压；

第二比较器，一输入端接收第二预定过载电压值，另一输入端接收输入电压；

逻辑门，接收第一、第二比较器的输出值并产生用来控制开关电路的输出信号。

进一步作为优选的实施方式，所述第一预定过载电压为正值，第二预定过载电压为负值。

进一步，一种流水线式模数转换器，包括单元组，所述单元组的第一单元包括所述的带钳位的开关电容放大器。还包括：一闪存式模数转换器，所述闪存式模数转换器与所述单元组的最后子单元连接；一数字纠错及时间校正单元，所述数字纠错及时间校正单元与单元组和闪存式模数转换器连接。所述单元组的第一单元和第二单元共用一运算放大器。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

图1是本发明流水线式模数转换器的功能框图；

图2是本发明流水线式模数转换器单个单元的功能框图；

图3是本发明开关电容放大器的功能框图；

图4A、4B是本发明图3中开关电容放大器取样时的功能框图及电路原理图；

图5是本发明图4A放大时的功能框图和电路原理图；

图6是本发明比较器的功能框图及电路原理图；

图7是本发明过压检测电路的功能框图和电路原理图；

图8是本发明代表实施例中余值电压与输入电压的函数关系图；

图9是本发明代表实施例中有关输入电压、MDAC和OD编码、余值电压、开关电路、输出编码的关系图表。

具体实施方式

以下描述仅为具体阐释本发明的代表性的实施方式，本发明的应用并不限于本申请所公开的方式。为了表述清晰，附图中相同部件采用同一标记。所述措辞“包括至少A、B和C中之一”表示除了包括单元A或B或C外，还可包括其他单元。本发明方法中所述的步骤可以在不改变本发明工作原理的情况下按不同顺序执行。