[发明专利]数字模拟转换器的低动态误差取样/保持电路

说明书

本发明涉及一种电学领域的数字模拟转换器的取样/保持电路，特别是涉及一种在高频输入信号的状况下仍可正常自动归零以确保信号处理准确性的数字模拟转换器(数模转换器)的低动态误差取样/保持电路。

大多数的A/D(模拟量/数字量)转换器内部均采用SwitchedCapacitor Type的取样/保持(S/H)电路，其电路构造是如图4所示，其包括有：

一运算放大器90；

一取样电容91，是连接于运算放大器90的负端输入；

第一取样开关SW1，是以负反馈形式连接于运算放大器90的负端输入与输出端间；

第二取样开关SW2，是连接于取样电容91与信号输入端Vin间；

一保持开关SW3，其一端是连接于运算放大器90的输出端，另端则连接至取样电容91与第二取样开关SW2之间；

以前述构造的取样/保持电路必须持续进行自动归零，才能确保其处理信号的准确性。惟其在处理高频输入信号时，却存在有无法正常进行自动归零的问题，而影响其处理信号的准确性。其形成的原因详如以下所述：

首先针对该取样/保持电路的工作原理提出说明。当该电路处于取样模式，第一、第二取样开关SW1、SW2导通，保持开关SW3关闭，由于运算放大器90的负端输入形同虚地，故维持在固定电位；此时取样电容91之前的端点电压Vx将等于信号输入端Vin，故输入电压信号将对取样电容91充电，而予以记录。

俟切换到保持模式时，第一、第二取样开关SW1、SW2关闭，而保持开关SW3导通，此时取样电容91经保持开关SW3放电，而令输出端Vo等于输入电压信号Vin，以达成信号的取样/保持功能。

而在CCD相关应用中，如扫瞄器、数码相机等，其系统中已包含CDS(Correlated Double Sample)功能，故对于A/D转换器而言，其输入信号为一直流位准，此在取样/保持电路中的运作尚不致构成问题。然而，运用在影像(Video)系统(如TV-PC间的信号转换)或更高速的应用时，A/D转换器的输入经常为高频信号，在此状况下，前述取样/保持电路即无法正常的自动归零。其主要原因在于，高频信号对取样电容91充电时，将无法避免的产生一电流(如图5箭头所示)，而通过第一取样开关SW1，由于第一取样开关SW1闭路时仍存在阻抗，当电流通过时将在两端形成压降，而导致自动归零动作无法正常进行。

由上述可知，既有的A/D转换器中采用的取样/保持电路，在输入信号为高频时，因电流通过取样开关形成压降而无法自动归零，影响其处理信号的准确性，故不适用于高频信号处理，有关此一缺陷显然有待进一步检讨，并谋求解决之道。由此可见，上述现有的数字模拟转换器的取样/保持电路仍存在有缺陷，而丞待加以改进。

有鉴于上述现有数字模拟转换器的取样/保持电路存在的缺陷，本发明人基于丰富的实务经验及专业知识，积极加以研究创新，经过不断的研究、设计，并经反复试作样品及改进后，终于创设出本发明。

本发明的主要目的在于，克服现有的数字模拟转换器的取样/保持电路存在的缺陷，而提供一种在输入信号为高频时仍可正常自动归零以确保信号处理准确性的数字模拟转换器(数模转换器)的低动态误差取样/保持电路。

本发明的另一目的在于，提供一种可运用于更高频场合的数字模拟转换器(数模转换器)的低动态误差取样/保持电路。

本发明的主要目的是由以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种数字模拟转换器的低动态误差取样/保持电路，主要是在一运算放大器的输入/输出端间设有取样电容、取样开关及保持开关，其特征在于该运算放大器的输入端上设有一差动放大器，该差动放大器一输出端是与取样电容连接，另一输出端以另一电容与前述的取样电容串接。

本发明的主要目的还可以通过以下技术措施来进一步实现。

前述的数字模拟转换器的低动态误差取样/保持电路，其中该取样电容，是连接于运算放大器的负端输入；该取样开关，是以负反馈形式连接于运算放大器的负端输入与输出端间；该保持开关，其一端是连接于运算放大器的输出端，另端则连接于取样电容的前端。

前述的数字模拟转换器的低动态误差取样/保持电路，其中该取样电容的电容值为2PF。