[发明专利]低功耗离散时间电子电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种离散时间电子电路(discrete-time electronic circuit)，特别是涉及一种具有可变电流供应器(variable current supply)的低功耗离散时间电子电路。

背景技术

电子电路于各式各样的消费、工业以及军事装置或系统中是不可或缺的必要组件。随着电路技术的演进，电子电路不仅尺寸愈来愈小、速度愈来愈快，且功耗也愈来愈低。对于行动装置而言，低功耗是主要需求。

混合式信号电路，例如模拟数字转换器(analog to digital converter，ADC)、数字模拟转换器(digital to analog converter，DAC)等，被广泛应用于许多产品中。在这些电路的个别需求中，许多架构都是可行的，其中一种较为普遍的架构是离散时间架构，其具有高整合性与高精密度。图1是管线式模拟数字转换器(pipeline ADC)10的二级(stage)110、120的示意图。子模拟数字转换器(sub-ADC)111、121接收输入信号，并且根据所接收的输入信号的位准输出数字位，例如1或0，或-1、0或+1。这些数字位被数字组合电路(digital combiner circuit)130组合，以输出数字序列(digital sequence)，此数字序列表示模拟输入信号的大小。每一级110、120分别包括乘法数字模拟转换器(multiplying DAC，MDAC)112、122，用以输出模拟信号，其具有对应个别的子模拟数字转换器111、121所输出的数字位的位准。加法器(adder)113、123将原来的输入信号与来自乘法数字模拟转换器112、122的模拟信号组合，且此组合信号被增益级(gain stage)114、124放大，进而输出至下一阶段。于实际应用中，乘法数字模拟转换器112、122可用以负责加法器113、123与增益级114、124的功能。此外，每一对级110、120可共享一个乘法数字模拟转换器。因此，乘法数字模拟转换器112、122可以是单一的共享乘法数字模拟转换器。

图2绘示第一级子模拟数字转换器111于第一阶段Φ1与第二阶段Φ2的操作，以及第二级子模拟数字转换器121于第一阶段Φ1与第二阶段Φ2的操作。对于第一级子模拟数字转换器111而言，差动输入电容(differential input capacitor)C1、C2是由差动输入信号INP、INN进行充电，并且放大器(amplifier)1111的输出在从第一阶段Φ1变成第二阶段Φ2的过程中是由闩锁器(latch)1112闩锁住。在第二阶段Φ2中，差动输入电容C1、C2分别电连接于偏移电压(offset voltage)Vref-Vcm、Vrefb-Vcm。对于第二级子模拟数字转换器121而言，在第一阶段Φ1中，差动输入电容C3、C4分别电连接于偏移电压Vref-Vcm、Vrefb-Vcm。在第二阶段Φ2中，差动输入电容C3、C4是由差动输入信号INP、INN进行充电，并且放大器1211的输出在从第二阶段Φ2变成第一阶段Φ1的过程中是由闩锁器1212闩锁住。

图3绘示图1中的乘法数字模拟转换器112、122的操作，其中乘法数字模拟转换器112、122是单一的共享乘法数字模拟转换器。在第一阶段Φ1中，电容C5、C6是由输入信号INP、INN进行充电，并且电容C7、C10是由参考信号(reference signal)-VREF、+VREF进行充电。在第二阶段Φ2中，根据子模拟数字转换器111、121的输出，电容C5、C6的输出端被切换为电连接于放大器150以进行放大，并且电容C5、C6的输入端被切换至参考信号+VREF、Vcm或-VREF。电容C7、C10的输出端被切换至放大器150的输出端，并且电容C7、C10的输入端被切换至Vcm。因此，乘法数字模拟转换器112、122共享放大器150，以执行数字模拟转换、加减法以及放大功能。

请参考图4，图4是上述各个阶段Φ1、Φ2期间放大器1111、1211、150的操作电流的示意图。如图4所示，于管线式模拟数字转换器10的每一操作阶段供应固定的高电流(fixed high current)，使得管线式模拟数字转换器10无法有效的降低功耗。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：为了弥补现有技术的不足，提供一种低功耗离散时间电子电路，包括放大器以及可变电流供应器。所述可变电流供应器电连接于所述放大器，用以于切换操作期间供应高电流予所述放大器，并且于非切换期间供应低电流予所述放大器。