[发明专利]管线式模数转换器及其乘法数模转换器

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有对运算放大器进行电容式负载复位的乘法数模转换器(multiplying digital-to-analog converter；MDAC，下文以MDAC表示乘法数模转换器)及一种使用所述MDAC的管线式模数转换器(pipeline analog-to-digital converter；pipeline ADC，下文以ADC表示模数转换器)。

背景技术

管线式ADC已成为流行的ADC架构，其用于许多种应用中，包括CCD成像、超声医学成像、数字接收机、基站、数字视频(例如，HDTV)、xDSL、线缆调制解调器、快速以太网等。

管线式ADC一般包括运算放大器(operational amplifier；op amp)，且管线式ADC的稳定时间(settling time)取决于运算放大器的设计。因此，需要一种具有较短的稳定时间的管线式ADC。

发明内容

鉴于此，本发明实施例提供一种管线式模数转换器及其乘法数模转换器。

本发明一实施例提供一种MDAC包括，运算放大器、第一开关电容器网络及第二开关电容器网络。MDAC根据数字输入位产生模拟输出。第一开关电容器网络与第二开关电容器网络共享运算放大器。当第一开关电容器网络从运算放大器断开时，第一开关电容器网络对模拟信号采样；当第二开关电容器网络从运算放大器断开时，第一开关电容器网络耦接到运算放大器以基于数字输入位放大所采样信号；当第二开关电容器网络从运算放大器断开时，第二开关电容器网络对模拟信号采样；当第一开关电容器网络从运算放大器断开时，第二开关电容器网络耦接到运算放大器以基于数字输入位放大所采样信号；当第一开关电容器网络耦接到运算放大器时，运算放大器进一步与第一电容式负载单元耦接，且当第一开关电容器网络从运算放大器断开时，第一电容式负载单元复位；当第二开关电容器网络耦接到运算放大器时，运算放大器与第二电容式负载单元耦接，且当第二开关电容器网络从运算放大器断开时，第二电容式负载单元复位。

本发明另一实施例提供一种管线式ADC。除了前述MDAC之外，所述管线式ADC还包括第一模数转换器及第二模数转换器以及处理单元。处理单元用于时间对准及数字误差校正。MDAC耦接到管线式ADC的模拟输入，以接收由第一开关电容器网络或第二开关电容器网络所采样的模拟信号。此外，进一步向第一ADC提供模拟信号，以产生用于MDAC的数字输入位。MDAC的模拟输出耦接到第二ADC，且第二ADC输出由第二ADC所接收的信号的数字表现形式。处理单元接收由第一ADC所产生的数字输入位及由第二ADC所产生的数字表现形式，以产生管线式ADC的数字输出。

本发明所提供的MDAC及管线式ADC能够具有较短的稳定时间。

在以下实施例中将参照附图给出详细说明。

附图说明

图1是本发明一实施例的使用MDAC的管线式ADC的等效示意图。

图2是本发明一实施例的MDAC的等效示意图。

图3是本发明一实施例的用于操作图2所示运算放大器共享架构的波形图。

图4是本发明一实施例的用于调节SAR1的采样电容器单元Csarl或SAR2的Csar2的复位持续时间的波形图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，本发明以下所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中描述的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明所保护的范围。

图1是本发明一实施例的使用MDAC的管线式ADC的等效示意图。管线式ADC 100包括编号为Stage1到StageN的N个级以及处理单元104。最末级StageN为模数转换器，例如，直接转换式ADC或逐次逼近寄存器式ADC(缩写为SAR ADC)。下文针对各个级Stage1到Stage(N-1)中的任一个级所包括的电路(例如，电路106)进行描述，所述电路包括ADC 108以及MDAC 102。