[发明专利]用于高性能低功耗模数转换器的偏置电路

说明书

技术领域

本发明涉及电路领域，特别是涉及一种用于高性能低功耗模数转换器的偏置电路。

背景技术

偏置电路在模数转换器中起着关键的作用，直接影响整个系统的线性度和信噪比。在流水线型模数转换器中，每次采样保持过程都需要对电容进行充放电以完成电荷的转移，这就会导致很大的瞬态电流，直接使偏置电压发生大幅度的抖动，结果就会恶化整个系统的性能。

如图1所示，其为一种流水线型模数转换器的结构示意图。该模数转换器通过时钟电路来控制奇数级和偶数级模块的采样和保持过程，当偶数级电路保持输出的时候，奇数级电路对信号进行采样，第一级电路在每个时钟周期都可以采样新的输入信号，这样交替进行就形成了流水线工作模式。其中，偏置电路为每一级提供参考电压，后端数字电路作用是将每一级得到的数据延迟相加得到相应的数字输出量。由于流水线型模数转换器每一级都有增益，越往后级对性能的要求越低，所以电流分配依次按比例缩减以降低整体功耗。

在流水线型模数转换器前端一般会采用高线性度的采样保持电路用于降低后级的设计难度，但这会增加额外的噪声和功耗。近几年，前端无采样保持电路技术正在被广泛应用，这样不仅可以减小功耗和噪声，同时可以最小化第一级的采样电容容量，使得模数转换器更容易被驱动。当然这种结构也存在一些问题，首先，第一级主电路和子电路的采样点很难保证在同一时刻，特别在高频输入的时候更加恶化电路性能；其次，主电路需要等子电路的结果出来后再开始保持输出的过程，这相当于减少了主电路用于稳定输出的时间；第三，偏置电路输出一路偏置电压作为所有模块的参考电压，这个电压会被第一级电路充放电所干扰而产生大幅抖动，这将会影响后面奇数级电路的保持过程，从而增加了整个系统的噪声，在前端无采样保持电路的模数转换器中，系统性能会恶化的更严重。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种用于高性能低功耗模数转换器的偏置电路，以避免模数转换器的第一级电路对后面奇数级电路的干扰。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种用于高性能低功耗模数转换器的偏置电路，其至少包括：

带隙基准电压源电路，用于提供与温度不相关的电压；

反馈稳定电路，包含运算放大器及负反馈网络，用于放大并稳定所述带隙基准电压源电路输出的电压；

输出驱动电路，用于将所述反馈稳定电路输出的电压拆分为电流成比例的多路，以分别提供给模数转换器的不同级。

优选地，所述运算放大器采用折叠级联结构；更为优选地，所述运算放大器包含共模反馈电路。

优选地，所述负反馈网络包括电阻及用于滤除高频干扰的电容；更为优选地，所述电容采用MOS管形成。

优选地，所述带隙基准电压源电路基于两个三极管来产生与温度不相关的电压；更为优选地，所述带隙基准电压源电路包括低压差线性稳压电路及单位负反馈驱动电路；更为优选地，所述带隙基准电压源电路还包括启动电路。

优选地，所述模数转换器包括无采样保持电路的模数转换器。

如上所述，本发明的用于高性能低功耗模数转换器的偏置电路，具有以下有益效果：能向同一模数转换器提供多路偏置电压，由此可有效避免模数转换器中第一级电路对后面奇数级电路的干扰。

附图说明

图1显示为现有技术中的模数转换器的结构示意图。

图2显示为本发明的用于高性能低功耗模数转换器的偏置电路示意图。

图3显示为本发明的用于高性能低功耗模数转换器的偏置电路中的带隙基准电压源电路的优选示意图。

图4显示为本发明的用于高性能低功耗模数转换器的偏置电路中的反馈稳定电路的优选示意图。

图5显示为本发明的用于高性能低功耗模数转换器的偏置电路中的输出驱动电路的优选示意图。

元件标号说明

1                        偏置电路

11                       带隙基准电压源电路

111                      启动电路

112                      基准电压主电路

113                      输出缓冲级

12                       反馈稳定电路

121                      运放偏置电路

122                      运放主结构