[发明专利]采样电压的集成电路、方法和系统

说明书

本发明涉及VDD参考采样。提供电压采样电路，可在输入电压采样期间直接连接到开关电路的非零电源电压VDD，设定共模电压，而不使用由参考电压产生电路产生的基准电压，并且不需要共模缓冲电路。电压采样电路可用于运算放大器输入级，诸如用于流水线ADC电路，或比较器电路。还提供SAR ADC电路，包括控制电路、电压采样电路、电容器阵列和比较器电路，用于比较从电荷再分发产生的输出。电压采样电路的效率可以使得增加的功率，避免泄漏，增加最大输入电压摆幅。在电压采样电路中基准板开关可包括的栅极升压设备或厚氧化物I/O设备。该设备可以包括n沟道场效应晶体管或高阈值电压p沟道场效应晶体管。

技术领域

本发明涉及一种可在模数转换是特别有用的改进的电压采样电路。

背景技术

模数转换器(ADC)被广泛使用，并且被设计用于采样和进行量化输入电压，通过与参考电压比较。参考电压可以每个表示二进制数据值。电容器充当存储器元件以保持所采样的输入电压进行处理。常规逐次逼近(SAR)ADC是一种数据转换器的一种类型，虽然其他是可能的，包括流水线型ADC。共同转让的美国专利6,667,707B2，其中描述了一种用于SARADC的基于地面的电压采样方法，其中采样电容器的基准板在采样期间连接到地，在此通过引用以其整体并入。共同转让的美国专利7,167,121B2描述分割参考电压采样，以对于SARADC在正电源电压VDD和接地之间产生参考电压，在此通过引用以其整体并入。

发明内容

本发明人已经认识到，除其他事项外，所使用的电压采样电路的具体的改进，例如在模数转换器是可能的。本文件描述了一种SAR ADC采样电路，该电路使用非零电压电源VDD作为共模电压，用于电压采样。这种方法可改进供电效率，诸如经过产生具有连续工作的共模电压发生器电路的共模电压。

该采样电路设计可以进一步实现多种优点。例如，它可以减少或消除基于地面采样方法的泄漏的担忧，诸如不需要共模升压电路。这种方法可允许更大的可用电压摆动，例如，VDD±VDD，取代VDD/2±VDD/2，从而潜在地加倍ADC输入电压范围。由于VDD可在电路中容易获得，就像地面，如本文所述设计的ADC可还适合于被动采样，以及因而超低功耗应用。

在一个示例中，用于采样电压的集成电路可包括多个开关电路，每个在采样阶段经由各自的基准开关电连接相应电容的相应基准板到非零电源电压VDD，并经由各自的输入开关电连接所述电容器的相应输入板到相应的输入电压，以及在保持阶段，保持电容器的采样电压。

在一个例子中，电压采样方法可以包括，在采样阶段中使用多个开关电路的每个，通过基准开关电连接电容器的基准板到非零电源电压VDD，和通过输入开关电连接电容器的输入板到输入电压的。在保持阶段，开关电路可以保持每个电容器采样的电压。

在一个例子中，系统可以包括装置，用于采样和保持多个数字电压，每个相对于非零电源的共模电压VDD测量，以及装置，用于执行如下至少一个的模数数据：(a)输入电压之一和(b)两个输入电压之间的差。

此概述旨在提供本专利申请的主题的概述。它并非意在提供本发明的排他性或穷尽的说明。详细的描述包括提供关于本专利申请进一步的信息。

附图说明

在附图中，附图不一定按比例绘制，相同的标号可以描述在不同的视图类似的组件。就像后缀字母数字可能代表着不同的情况下，类似的是不同的组件。附图通常以举例的方式示出，而不是以限制的方式，各种实施例讨论了本文件。

图1示出SAR ADC 100的示例的功能框图。

图2表示基于差分输入开关电容器SAR ADC 200的示例的功能框图。

图3示出开关电容器电路实施方式202的示例，如用于模数转换。

图4示出电压采样电路400的例子，VDD作为共模电压的采样，诸如用于模数转换。