[发明专利]电容式放大电路及其信号产生方法

说明书

本发明公开了一种电容式放大电路及其信号产生方法，电容式放大电路包括：采样电路、一级放大单元、二级放大单元、一组反馈电容以及控制单元。控制单元用于分别控制一级放大单元与反馈电容之间的通断、一级放大单元与二级放大单元之间的通断以及反馈电容与二级放大单元之间的通断。根据本发明的电容式放大电路及其信号产生方法，通过控制单元控制一级放大单元、反馈电容以及二级放大单元之间以及反馈电容与二级放大单元之间的通断，能够在采样电路采样结束后，在电容式放大电路进入放大态之前，先对反馈电容进行预充电，从而减少了运放转换速率的时间，降低了建立高精度信号对带宽的要求。

技术领域

本发明是关于集成电路领域，特别是关于一种电容式放大电路及其信号产生方法。

背景技术

对于电容运算放大器而言，其时间常数跟运算放大器的带宽相关，带宽跟电流相关，在高速的运算放大器中，要建立高精度的信号，对运算放大器的带宽要求非常高，需要消耗较大的电流。

电容式运算放大器的输出信号为Vout：

Vout＝-Vstep*Cs/CF*(1-e^-t/τ) (1)

其中，Vstep为电容式运算放大器采样-放大产生的阶跃信号，Cs/CF为放大系数，t为容式运算放大器的建立时间，τ为电容式运算放大器的时间常数，假设Cs/CF＝1，由公式(1)可得：

根据电容式运算放大器的精度N可得电容式运算放大器的建立误差：

结合公式(2)和公式(1)可得：由于传统的电容式运算放大器的Vstep≈Vout，即每次的输出信号Vout都是从0开始建立，所以可得：t＝τ*ln(2^N)。

由上可知，若阶跃信号Vstep降低至输出信号Vout的千分之一或者更小(Vstep≈0.001Vout)，那么在建立时间确定的情况下，则τ相应增大，从而大大降低对电容式运算放大器的带宽GBW的要求。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电容式放大电路，其能够降低建立高精度的信号对带宽的要求。

为实现上述目的，本发明的实施例提供了一种电容式放大电路，包括：一级放大单元、二级放大单元、采样电路、一组反馈电容以及控制单元。

所述一级放大单元具有一组第一输入端和一组第一输出端，所述二级放大单元具有一组第二输入端和一组第二输出端，所述一级放大单元的第一输出端与二级放大单元的第二输入端相连；

采样电路用于对输入信号进行采样并输出采样信号至一级放大单元的第一输入端；所述反馈电容的第一端与一级放大单元的第一输入端相连，所述反馈电容的第二端与一级放大单元的第一输出端以及二级放大单元的第二输出端相连；

控制单元用于控制反馈电容的第一端与一级放大单元的第一输入端和采样电路之间的通断和/或一级放大单元的第一输出端与反馈电容的第二端之间的通断，所述控制单元还分别控制一级放大单元的第一输出端与二级放大单元的第二输入端之间的通断以及反馈电容的第二端与二级放大单元的第二输出端之间的通断。

在本发明的一个或多个实施例中，所述控制单元包括一组第一开关，所述第一开关的第一端与反馈电容的第二端相连，所述第一开关的第二端与一级放大单元的第一输出端相连。

在本发明的一个或多个实施例中，所述控制单元包括一组第二开关，所述第二开关的第一端与一级放大单元的第一输出端相连，所述第二开关的第二端与二级放大单元的第二输入端相连。