[发明专利]经改进低功率切换式电容器积分器、模/数转换器及切换式电容器放大器

说明书

本发明涉及经改进低功率切换式电容器积分器、模/数转换器及切换式电容器放大器。所揭示实例包含切换式电容器积分器电路(100)，所述切换式电容器积分器电路(100)包含放大器(110)、反馈电容器(CF1)、取样电容器(CS1)、负载电容器(CL)及切换电路(S1到S5)以及控制器(116)，所述控制器(116)操作所述切换电路(S1到S5)以在给定取样及保持循环的取样部分期间将输入信号(VIN)取样到所述取样电容器(CS1)、在每一取样及保持循环的第一保持部分期间将所述取样电容器(CS1)耦合到放大器输入(111)，且在每一取样及保持循环的第二保持部分中将所述取样电容器(CS1)及所述负载电容器(CL)耦合到所述放大器输入(111)以减小带宽及所述积分器电路的功率消耗。

技术领域

本发明涉及电路，且更特定来说，涉及积分器电路、模/数转换器电路及切换式电容器放大器电路。

背景技术

切换式电容器积分器用于离散时间ΣΔ模/数转换器(SDADC)电路中，其中积分器电路的数目确定SDADC的阶数。SDADC中的第一积分器确定ADC的总体功率、面积及性能(就有效位数(ENOB)来说)。初始积分器电路使用取样电容器，所述取样电容器的大小由针对给定应用的噪声规范确定。ADC线性要求及噪声考虑因素(例如信号对量化噪声比(SQNR))确定积分器的带宽。这些考虑因素通常呈现能量效率、性能与电路面积之间的不期望的折衷，其中经改进噪声及性能规范通常要求较大取样电容器大小，而大的取样电容器会增加电路面积及功率消耗。

发明内容

目前所揭示实例包含切换式电容器积分器电路、切换式电容器放大器电路及离散时间ΣΔ模/数转换器电路。所揭示实例性切换式电容器积分器电路包含放大器以及切换电路、反馈电容器、取样电容器及负载电容器。控制器操作所述切换电路以在给定取样及保持循环的取样部分期间对输入信号进行取样。所述控制器实施所述给定循环的多部分保持部分以在第一保持部分期间将所述取样电容器耦合到放大器输入且在第二保持部分中将所述取样电容器及所述负载电容器耦合到所述放大器输入以减小带宽及所述积分器电路的功率消耗。揭示多阶ΣΔ模/数转换器，其包含初始切换式电容器积分器电路，其中在取样及保持循环的第二保持部分期间引入额外负载电容。揭示切换式电容器放大器电路，其包含反馈电容器、取样电容器及负载电容器、放大器、切换电路及控制器，所述控制器用以实施每一取样及保持循环的多部分保持部分以在第二保持部分中引入经添加电容。

附图说明

图1是切换式电容器积分器电路的示意图。

图2是展示针对图1的切换式电容器积分器电路中的两个实例性取样及保持循环的切换控制信号的信号图式。

图3是使用图1的积分器电路作为第一或初始积分器级的三级离散时间切换式电容器ADC的示意图。

图4是展示针对图3的第一级切换式电容器积分器电路中的两个实例性取样及保持循环的切换控制信号的信号图式。

图5是包含DC增益非线性校正电路的另一实例性切换式电容器积分器电路的示意图。

图6是展示图5的切换式电容器积分器电路中的放大器及积分器电路输出信号以及切换控制信号的信号图式。

图7是切换式电容器放大器电路的示意图。

图8是展示针对图7的第一级切换式电容器放大器电路中的两个实例性取样及保持循环的切换控制信号的信号图式。

图9是跨导放大器及等效电路模型的示意图。

图10是常规切换式电容器积分器电路的示意图。

图11是展示图10的切换式电容器积分器电路中的切换控制信号的信号图式。

具体实施方式