[发明专利]一种高精度跟踪保持电路

说明书

本发明涉及一种高精度跟踪保持电路，其包括采样开关S1、S2，采样电容C1、C2，差分放大器以及反馈补偿电容C5、C6，差分放大器的输入和输出之间有寄生电容C3、C4。当由跟踪状态切换到保持状态时，正向输出信号OP通过寄生电容C4耦合到采样电容C2上，反向输出信号ON通过反馈补偿电容C6同样耦合到采样电容C2上，两种耦合相互抵消，使采样信号TN保持不变；同理，反向输出信号ON通过寄生电容C3耦合到采样电容C1上，正向输出信号OP通过反馈补偿电容C5同样耦合到采样电容C1上，两种耦合相互抵消，使采样信号TP保持不变。本发明使差分放大器的延时及寄生电容不再对采样信号产生影响，改善了跟踪保持电路的采样精度。

技术领域

本发明属于电子技术领域，尤其属于混合信号集成电路领域，涉及一种高精度跟踪保持电路。

背景技术

跟踪保持电路可以对连续变化的模拟信号进行采样，并转换为离散的采样信号，使后续的电路可以工作在离散状态下。常用于模数转换器电路和模拟信号处理电路中。

传统跟踪保持电路如图1所示。跟踪保持电路100主要由采样开关S1、S2，采样电容C1、C2和差分放大器101组成。差分放大器101存在一定量的延时，且差分放大器101的输入和输出之间有寄生电容C3、C4。

当上述跟踪保持电路100工作在跟踪状态时，开关S1、S2导通，采样信号TP、TN与输入信号IP、IN分别相同。此时，输出信号OP、ON跟随采样信号TP、TN变化。当跟踪保持电路100由跟踪状态切换到保持状态时，开关S1、S2断开，采样信号被存储在采样电容C1、C2上。由于差分放大器101有延时，输出信号OP、ON在一段时间后才保持不变。在这段时间内，输出信号ON、OP的变化分别被电容C3、C4耦合到采样电容C1、C2，导致采样信号TP、TN发生改变，产生采样误差。

西安电子科技大学吕红亮等人在其发明专利“高采样率宽带跟踪保持电路”(申请号CN201710276871.X，授权公布号CN107196637B，授权公布日：2019-11-26)中公开了一种高采样率宽带跟踪保持电路。该电路使用了带发射级退化电阻的输入、输出缓冲器，在增加采样时钟和信号隔离度的同时减小了三次谐波失真，具有高线性度和高带宽的特点。然而，输出缓冲器的输入端和输出端存在基极与集电极之间的寄生电容，在从跟踪状态切换到保持状态时，输出信号会通过该寄生电容耦合到保持电容上，导致产生采样误差。

发明内容

为了消除上述采样误差，本发明提出了一种高精度跟踪保持电路，使差分放大器的延时及寄生电容不再对采样信号产生影响，改善了跟踪保持电路的采样精度。

本发明的第一种高精度跟踪保持电路，包括采样开关S1、S2，采样电容C1、C2，差分放大器以及反馈补偿电容C5、C6；差分放大器的输入和输出之间有寄生电容C3、C4；采样开关S1的一端连接输入信号IP，另一端连接采样电容C1；采样开关S2的一端连接输入信号IN，另一端连接采样电容C2；采样电容C1、C2分别连接差分放大器的正、负输入端；反馈补偿电容C5的一端连接C1，另一端连接差分放大器的正输出端即输出信号OP；反馈补偿电容C6的一端连接C2，另一端连接差分放大器的负输出端即输出信号ON。

进一步地，当该高精度跟踪保持电路工作在跟踪状态时，开关S1、S2导通，采样信号TP、TN与输入信号IP、IN分别相同，输出信号OP、ON跟随采样信号TP、TN变化。当该高精度跟踪保持电路由跟踪状态切换到保持状态时，开关S1、S2断开，采样信号被存储在采样电容C1、C2上，由于差分放大器有延时，输出信号OP、ON在一段时间后才保持不变；在这段时间内，正向输出信号OP通过寄生电容C4耦合到采样电容C2上，反向输出信号ON通过反馈补偿电容C6同样耦合到采样电容C2上，两种耦合相互抵消，使采样信号TN保持不变；同理，反向输出信号ON通过寄生电容C3耦合到采样电容C1上，正向输出信号OP通过反馈补偿电容C5同样耦合到采样电容C1上，使得两种耦合相互抵消，使采样信号TP保持不变。