專利名稱：模數(shù)轉(zhuǎn)換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本教導(dǎo)涉及模擬電路。具體的，本教導(dǎo)涉及模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC, analog-to-digitalconverter)。
3.技術(shù)背景討論模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)使用于廣泛的應(yīng)用范圍，包括但不限于，傳感器接ロ、エ業(yè)應(yīng)用、消費(fèi)者應(yīng)用以及通信。已經(jīng)開發(fā)出針對模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換的各種電路和技術(shù)，所述各種電路和技術(shù)以各種應(yīng)用和它們在速度、分辨率、噪聲、功耗及其他性能相關(guān)參數(shù)方面上的變化需求為目標(biāo)。連續(xù)逼近(Successive approximation)是使用于A/D轉(zhuǎn)換的公知順序法,其中模擬信號值可以在電容性數(shù)模轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)(CDAC)上采樣，并且順序連續(xù)逼近過程用來產(chǎn)生模擬信號值的數(shù)字表示。連續(xù)逼近A/D轉(zhuǎn)換過程的每個步驟可以確定數(shù)字表示的ー個位(bit)，例如，連續(xù)逼近A/D轉(zhuǎn)換過程可以采取16步來產(chǎn)生16位分辨率的數(shù)字表示。因而，連續(xù)逼近ADC的最大轉(zhuǎn)換率限度可以是相對較小的，例如，毎秒一兆采樣(1MSPS)。順序余量放大是用于使用在流水線(pipelined)型ADC中的A/D轉(zhuǎn)換的公知方法。圖I (a)(現(xiàn)有技術(shù))顯示了流水線型ADC 100，流水線型ADC 100包括三個余量(residue)放大電路級101、102以及103，它們通常稱為MDAC級。第一 MDAC級101接收和采樣模擬輸入信號值al(k)，并且提供第一數(shù)字代碼dl以及模擬值a2，模擬值a2是al(k)相對于dl和參考電壓VREF的經(jīng)放大余量。圖1(b)表示示出了 MDAC 101的示例性實(shí)施例,其包括采樣和保持(S/Η)級101-1、閃爍型ADC 101-2、數(shù)模轉(zhuǎn)換器101-3 (DAO101-3以及放大器電路101-4。米樣和保持級101-1米樣模擬輸入信號al并且提供米樣的模擬輸入信號值al (k)。閃爍型ADC 101-2對al(k)進(jìn)行估算(evaluate)并且提供表示al (k)的數(shù)字代碼dl。例如，dl可以是al(k)的兩位表示。DAC 101-3接收數(shù)字代碼dl并且提供電壓dl*VREF。放大器電路101-4接收al (k)和dl*VREF并且提供經(jīng)放大的余量電壓a2=A*(al (k)_dl*VREF)。余量放大因子A例如可以是A=4。來自MDAC 101的輸出信號dl、a2相對于輸入信號al延遲ー個時鐘周期。該延遲沒有明確地表示在圖2(a)和2(b)中，圖2(a)和2 (b)顯示(部分地)在ADC 100的滿量程(從O伏到VREF)內(nèi)dl和a2相對于al的標(biāo)稱關(guān)系。MDAC級102和103可以是與第一 MDAC級101相同的。圖2(c)-2(f)顯示這些級相對于al的輸入和輸出信號。數(shù)字組合器電路104組合由MDAC電路101、102和103產(chǎn)生的第一、第二以及第三數(shù)字代碼dl、d2、d3以提供采樣的模擬輸入信號值al(k)的數(shù)字表示d(k)。注意d(k)相對于al延遲三個時鐘周期。2個時鐘周期延遲電路105用來將dl與d3對齊，并且I個時鐘周期延遲電路106用來將d2與d3對齊。由MDAC電路101、102和103實(shí)施的余量放大因子被數(shù)字組合器電路104考慮在內(nèi)，并且d(k) =dl+d2/4+d3/16的數(shù)值可以表示比率al (k)/VREF0流水線型ADC可以包括比ADC 100更多或更少的MDAC級。此外，每個單個MDAC級可以解析出不同數(shù)量的位。例如，4級流水線型ADC可以利用4個MDAC級解析出6+4+2+2位，以提供模擬輸入信號值的14位數(shù)字表示。流水線型ADC的每級可以執(zhí)行整個A/D轉(zhuǎn)換過程(特定模擬信號值的)的一歩，但是所有級可以同時操作(每個級在不同的模擬信號值上操作)。流水線型ADC可以設(shè)計為以比順序逼近型ADC的轉(zhuǎn)換率更高的轉(zhuǎn)換率操作，部分是因?yàn)槊考墐H可以執(zhí)行整個A/D轉(zhuǎn)換過程的的小部分，并且部分是因?yàn)榱魉€型轉(zhuǎn)換過程可以包括比順序逼近轉(zhuǎn)換過程更少的步驟。在流水線型ADC中將模擬信號從ー個MDAC級傳輸?shù)搅愆`個MDAC級(例如，在圖1(a)的ADC 100中的a2)的過程可能導(dǎo)致誤差和噪聲的累 積。例如，在圖1(b)的MDAC 101中的放大器電路101-4可以具有有限帶寬，并且可以向標(biāo)稱值a2逐步穩(wěn)定。不完全的穩(wěn)定會導(dǎo)致穩(wěn)定誤差。為了減少此類誤差，可以要求流水線型ADC的每個MDAC級實(shí)現(xiàn)相對高的精度，這樣會對最大可實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換率和/或精度強(qiáng)加限制。順序逼近型ADC在這個方面可能更有利，因?yàn)槟M信號值可以被表示為在整個轉(zhuǎn)換過程中基本上被隔離的電路節(jié)點(diǎn)上的電荷量。通過不將模擬信號從ー個電路級移動到另ー個電路級，順序逼近型ADC可以更少地傾向于導(dǎo)致此類誤差。順序逼近型ADC可以周期性地、迸發(fā)地、或者僅偶爾地被提供時鐘(通過開始每個模擬信號值A(chǔ)/D轉(zhuǎn)換過程的轉(zhuǎn)換控制信號)。順序逼近型ADC的通用屬性允許這種轉(zhuǎn)換器適用于各種應(yīng)用。流水線型ADC通過同步處理多個模擬信號值，可以潛在地實(shí)現(xiàn)更高的最大轉(zhuǎn)換率，但是這樣可能主要有利于需要基本上周期性的A/D轉(zhuǎn)換過程的應(yīng)用。由在圖I (a)中的流水線型ADC 100實(shí)施的余量放大A/D轉(zhuǎn)換過程可以可替代地基于非流水線型ADC來實(shí)現(xiàn)，非流水線型ADC中重復(fù)地使用單個MDAC級。這種ADC可以被稱為循環(huán)或算法ADC。圖3顯示算法ADC107，其中ADC 100的第一 MDAC級101被重復(fù)地使用以產(chǎn)生三個數(shù)字代碼dl、d2、d3，這三個數(shù)字代碼dl、d2、d3由數(shù)字組合器電路104組合來產(chǎn)生模擬輸入信號值al (k)的6位數(shù)字表不d(k)。在轉(zhuǎn)換過程的第一步中,模擬多路復(fù)用器電路108選擇al由MDAC 101處理。MDAC 101提供第一數(shù)字代碼dl以及al (k)相對于dl和VREF的放大余量信號r=a2。在轉(zhuǎn)換過程的第二步中，多路復(fù)用器108選擇r=a2由MDAC 101處理，MDAC 101提供第二數(shù)字代碼d2以及a2相對于d2和VREF的放大余量信號r=a3。在轉(zhuǎn)換過程的第三步中，多路復(fù)用器108選擇余量r=a3由MDAC 101處理，MDAC 101提供第三數(shù)字代碼d3，第三數(shù)字代碼d3與第一和第二數(shù)字代碼組合以提供d(k)。算法ADC107與順序逼近型ADC的相似之處在于，算法ADC 107—次僅操作一個模擬信號值?？梢孕薷腁DC 107使得MDAC 101在轉(zhuǎn)換過程的每個步驟解析出更多的位，并且可以以少至3或4個順序步驟而獲得高分辨率的數(shù)字表示。因而，算法ADC可以設(shè)計為具有比順序逼近型ADC的最大轉(zhuǎn)換率極限更聞的最大轉(zhuǎn)換率極限。然而，當(dāng)MDAC級需要實(shí)現(xiàn)聞精度時，可以在最大轉(zhuǎn)換率以及可以實(shí)現(xiàn)的整個精度上強(qiáng)加限制。所需要的是通用ADC電路，其可以以高轉(zhuǎn)換率操作并且保持高精度
發(fā)明內(nèi)容
描述了ー種模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)系統(tǒng)的實(shí)施例,其中模擬電壓被米樣并且被表不為在電容性結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)上基本隔離的電荷量。所述電容性結(jié)構(gòu)在A/D轉(zhuǎn)換過程的多個步驟期間的多個配置中被耦合作為放大器的反饋網(wǎng)絡(luò)。在A/D轉(zhuǎn)換過程的第一歩中，在所述放大器輸出處的第一電壓被轉(zhuǎn)換為第一數(shù)字代碼(通過求值電路(evaluation circuit),例如閃爍型ADC),并且在所述電容性結(jié)構(gòu)中的第一電容器與所述放大器輸出斷開并且被施加根據(jù)所述第一數(shù)字代碼選擇的參考電壓電位(voltage potential)。所述電容性結(jié)構(gòu)中的電荷再分配導(dǎo)致在放大器輸出處產(chǎn)生第二電壓。在A/D轉(zhuǎn)換過程的第二步中，與所述第一歩相似，在所述放大器輸出處的第二電壓被轉(zhuǎn)換為第二數(shù)字代碼，并且在所述電容性結(jié)構(gòu)中的第二電容器與所述放大器輸出斷開并且被施加根據(jù)所述第二數(shù)字代碼選擇的參考電壓電位。電容性結(jié)構(gòu)中的電荷再分配導(dǎo)致在放大器輸出處產(chǎn)生第三電壓。A/D轉(zhuǎn)換過程可以包括與所述第一和第二步相似的附加連續(xù)的步驟，并且所述過 程提供多個數(shù)字代碼。所述多個數(shù)字代碼被組合來提供所述模擬電壓的數(shù)字表示。描述了 ADC系統(tǒng)的另一個實(shí)施例，其中冗余被包含進(jìn)來以提供對放大器不完全穩(wěn)定的魯棒性測量。描述了 ADC系統(tǒng)的另一個實(shí)施例，其中電荷分配器電路被包含在電容性結(jié)構(gòu)中。描述了 ADC系統(tǒng)的另一個實(shí)施例，其中由根據(jù)本教導(dǎo)的第一 ADC系統(tǒng)提供的放大余量電壓被采樣且由根據(jù)本教導(dǎo)的第二 ADC系統(tǒng)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。描述了 ADC系統(tǒng)的另一個實(shí)施例，其中放大器電路級被配置為處于自動歸零配置。描述了 ADC系統(tǒng)的另一個實(shí)施例，其中放大器電路級是可配置的并且根據(jù)反饋因子而配置，所述反饋因子從A/D轉(zhuǎn)換過程中的一個步驟到另ー個步驟是變化的。


本文主張和/或描述的本教導(dǎo)以示例性實(shí)施例進(jìn)ー步描述。參考附圖詳細(xì)地描述這些示例性實(shí)施例，這些實(shí)施例是非限制性的示例性實(shí)施例，其中在多個附圖中相同的參考標(biāo)記表示相似的結(jié)構(gòu)，并且其中圖I (a)(現(xiàn)有技木)示出3步流水線型余量放大ADC ；圖I (b)(現(xiàn)有技術(shù))示出包括在圖I (a)的余量放大ADC中的MDAC電路；圖2 (a)-2(f)(現(xiàn)有技術(shù))示出來自圖I (a) 3步流水線型余量放大ADC的不同級的不同信號的示例性關(guān)系；圖3 (現(xiàn)有技術(shù))示出3步算法ADC ；圖4示出本教導(dǎo)的第一實(shí)施例；圖5示出本教導(dǎo)的第一實(shí)施例的時序圖；圖6 (a)-6(f)示出本教導(dǎo)的第一實(shí)施例的示例性關(guān)系；圖7示出本教導(dǎo)的第二實(shí)施例的時序圖；圖8示出本教導(dǎo)的第三實(shí)施例的時序圖；圖9 (a) -9 (f)示出本教導(dǎo)的第三實(shí)施例的示例性關(guān)系；
圖10示出本教導(dǎo)的第四實(shí)施例的時序圖；圖11 (a)-11 (f)示出本教導(dǎo)的第四實(shí)施例的示例性關(guān)系；圖12示出本教導(dǎo)的第五實(shí)施例；圖13示出本教導(dǎo)的第六實(shí)施例；圖14示出本教導(dǎo)的第六實(shí)施例的時序圖；圖15示出可配置自動歸零放大器電路；圖16示出多路復(fù)用可配置自動歸零放大器電路；圖17示出可以包括在圖4的ADC中的CDAC電路；以及
圖18示出本教導(dǎo)的第八實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式本教導(dǎo)公開了ー種余量放大ADC電路和方法，所述余量放大ADC電路和方法可以在轉(zhuǎn)換過程的每個步驟中解析出多個位，通過重復(fù)地采樣模擬信號值不會導(dǎo)致誤差和噪聲的累積。本教導(dǎo)還公開了ー種余量放大ADC電路和方法，所述余量放大ADC電路和方法不需要在轉(zhuǎn)換過程的每個步驟中實(shí)現(xiàn)高精度。圖4顯示本教導(dǎo)的第一實(shí)施例。第一實(shí)施例是順序余量放大模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)系統(tǒng)200，順序余量放大ADC系統(tǒng)200在當(dāng)采樣控制信號CNVST從ー種狀態(tài)轉(zhuǎn)移到另ー種狀態(tài)時的采樣時刻提供模擬輸入信號電壓VIN(t)的采樣值VIN(k)的數(shù)字表示d(k)。ADC系統(tǒng)200實(shí)施的順序的A/D轉(zhuǎn)換過程由數(shù)字控制電路201控制，數(shù)字控制電路201順序配置ADC系統(tǒng)200處于多個配置。數(shù)字控制電路201部分地通過提供第一數(shù)字代碼dl到第一數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC1)202、提供第二數(shù)字代碼d2到第二 DAC2 203、以及提供第三數(shù)字代碼d3到第三DAC3 204來配置ADC系統(tǒng)200。數(shù)字控制電路201還通過提供多個控制信號(S0、S1、S2、SDK SFBU SD2、SFB2、SD3、SFB3、以及 CLK)控制多個開關(guān) 205、206、207、208、209、210、211、212、213以及閃爍型(一歩)ADC 214來配置ADC系統(tǒng)200。在圖5中示出了與控制電路201的操作關(guān)聯(lián)的示例性時序圖。在ADC系統(tǒng)200的跟蹤配置中，開關(guān)205和開關(guān)206閉合(實(shí)質(zhì)上導(dǎo)電)來耦合輸入信號電壓VIN(t)以根據(jù)VIN(t)給第一電容器C1215充電。在跟蹤配置中，開關(guān)207、208、211、以及213斷開(實(shí)質(zhì)上不導(dǎo)電)并且開關(guān)205、206、209、210、以及212閉合。數(shù)字控制電路201以這樣的方式應(yīng)用數(shù)字代碼d2、d3，即DAC 203和DAC 204將第二和第三電容器C2 216和C3 217充電到預(yù)定義的電壓。DAC 202,203以及204相對于參考電壓范圍操作，并且它們輸出根據(jù)數(shù)字代碼dl、d2、d3選擇的參考電壓電位。根據(jù)本教導(dǎo)，ADC系統(tǒng)200中的數(shù)字代碼dl、d2、d3被分配數(shù)值并且DAC202、203以及204提供標(biāo)稱的等于每個數(shù)字代碼的數(shù)值乘以參考電壓量VREF的輸出電壓(相對于在標(biāo)記為GND的節(jié)點(diǎn)處的參考電壓電位定義)。在圖4中沒有明確示出提供多個參考電壓電位(例如GND和VREF)的參考電壓產(chǎn)生器電路，并且這種電路的合適實(shí)施例(例如，帶隙參考電壓電路)是本領(lǐng)域的技術(shù)人員公知的。在ADC系統(tǒng)200的跟蹤配置中，數(shù)字控制電路201可以例如應(yīng)用表示數(shù)值1/4的數(shù)字代碼d2、d3，由此電容器216和217經(jīng)由閉合的開關(guān)206、210和212由DAC 203和204標(biāo)稱充電到VREF/4。開關(guān)207在ADC系統(tǒng)200的跟蹤配置中斷開，并且放大器電路218可以處于自動歸零配置中。
當(dāng)轉(zhuǎn)換控制信號CNVST(具有正極性)轉(zhuǎn)移為啟動A/D轉(zhuǎn)換過程，數(shù)字控制電路201通過切換開關(guān)205、206以及207將ADC系統(tǒng)200從跟蹤配置重新配置到第一配置。因而，在ADC系統(tǒng)200的第一配置中，開關(guān)205、206、208、211以及213斷開并且開關(guān)207、209、210以及212閉合。電容器215將放大器218的輸出端子219耦合到放大器218的輸入端子220以建立放大器218的負(fù)反饋配置。當(dāng)開關(guān)206斷開時，表示模擬輸入信號VIN(t)的采樣值VIN (k)的電荷量基本上隔離在耦合到端子220的電容性結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)上。因此，與VIN(k)成比例的電荷量可以被隔離在電容性結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)上。開關(guān)206可以不再次閉合直到轉(zhuǎn)換過程終止。在第一配置中，在放大器輸出端子219處的第一電壓可以基本上是采樣值VIN(k)，所述采樣值VIN (k)由閃爍型ADC 214估算，當(dāng)DC系統(tǒng)200配置成處于第一配置吋，閃爍型ADC 214由數(shù)字控制電路201在第一時間Tl (標(biāo)記在圖5的時間軸上)提供時鐘。響應(yīng)于由數(shù)字控制電路201提供的時鐘信號，閃爍型ADC 214提供第一數(shù)字代碼dx來表示第一電壓。在轉(zhuǎn)換過程的后續(xù)步驟期間，數(shù)字控制電路201應(yīng)用第一數(shù)字代碼dx=dl。閃爍型ADC214可以以與DAC202、203以及204操作相同的參考電壓范圍操作，并且當(dāng)dl等于dx吋，從閃爍型ADC 214的輸入到DACl 202的輸出的增益函數(shù)可以是基本一致的。
在轉(zhuǎn)換過程的第一歩已確定第一數(shù)字代碼dl之后，通過給處于ADC系統(tǒng)200的第一配置的閃爍型ADC 214提供時鐘，數(shù)字控制電路201通過切換開關(guān)208、209、210以及211將ADC系統(tǒng)200重新配置到第二配置。因而，在ADC系統(tǒng)200的第二配置中，開關(guān)205、206、209、210以及213斷開并且開關(guān)207、208、211、以及212閉合。由DACl 202提供的參考電壓電位dl*VREF可以與VIN(k)不同，并且導(dǎo)致在電容器Cl 215和C2 216中的電荷重新分布。電容器C2 216將放大器輸出端子219耦合到放大器輸入端子220，并且在放大器218已穩(wěn)定時，第二電壓(第一放大余量電壓)產(chǎn)生(develop)在輸出端子219處。在足以允許放大器218穩(wěn)定到某種精度的一段時間之后，當(dāng)ADC系統(tǒng)200處于第二配置吋，閃爍型ADC214再次由數(shù)字控制電路201在第二時間T2 (標(biāo)記在圖5的時間軸上)提供時鐘。響應(yīng)于被提供時鐘，閃爍型ADC 214提供第二數(shù)字代碼dx來表示第二電壓。在轉(zhuǎn)換過程的后續(xù)步驟期間，數(shù)字控制電路201應(yīng)用第二數(shù)字代碼dx=d2。在轉(zhuǎn)換過程的第二步已確定第二數(shù)字代碼d2之后，通過給處于ADC系統(tǒng)200的第二配置的閃爍型ADC 214提供時鐘，數(shù)字控制電路201通過切換開關(guān)210、211、212以及213將ADC系統(tǒng)200重新配置到第三配置。因而，在ADC系統(tǒng)200的第三配置中，開關(guān)205、206,209,211以及212斷開，并且開關(guān)207、208、210以及213閉合。由DAC2203提供的參考電壓電位d2*VREF可以與第二電壓不同，并且導(dǎo)致在電容器C2 216和C3 217中的電荷重新分布。電容器C3 217將放大器輸出端子219耦合到放大器輸入端子220，并且在放大器218已穩(wěn)定時，第三電壓(第二放大余量電壓)產(chǎn)生在輸出端子219處。在足以允許放大器218穩(wěn)定到某種精度的一段時間之后，當(dāng)ADC系統(tǒng)200被配置為處于第三配置吋，閃爍型ADC 214再次由數(shù)字控制電路201在第三時間T3(標(biāo)記在圖5的時間軸上)提供時鐘。響應(yīng)于被提供時鐘，閃爍型ADC 214提供第三數(shù)字代碼dx來表示第三電壓。數(shù)字控制電路201將第三數(shù)字代碼dx=d3與第一數(shù)字代碼dl和第二數(shù)字代碼d2組合來提供VIN(k)的數(shù)字表示d (k) ο圖4的余量放大ADC系統(tǒng)200可以被設(shè)計成實(shí)施與圖3的現(xiàn)有技術(shù)算法ADC 107的標(biāo)稱操作相同的標(biāo)稱操作。例如,通過選擇電容器Cl 215和C2 216的比率，第一余量放大因子Al可以設(shè)置為Al=4。通過選擇電容器C2 216和C3 217的比率，第二余量放大因子A2可以設(shè)置為A2=4。同樣地，可以選擇閃爍型ADC 214的轉(zhuǎn)移點(diǎn)和其他特征，以及在跟蹤配置中數(shù)字代碼d2、d3的值以獲得與ADC 107的標(biāo)稱特征相似的標(biāo)稱特征。圖4的余量放大ADC系統(tǒng)200的示例性實(shí)施——本教導(dǎo)的第一實(shí)施例，包含冗余來實(shí)現(xiàn)對放大器218的不完全穩(wěn)定和閃爍型ADC 214的不完整性的魯棒性測量。例如，閃爍型ADC 214可以包含多個比較器電路和電壓分配器電路以設(shè)置標(biāo)稱轉(zhuǎn)移點(diǎn)，并且組件失配會導(dǎo)致實(shí)際轉(zhuǎn)移點(diǎn)偏離標(biāo)稱轉(zhuǎn)移點(diǎn)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識到在現(xiàn)有技術(shù)余量放大ADC中包含冗余(圖I (a)和圖3的現(xiàn)有技術(shù)ADC 100和ADC 107可以修改成包含冗余)的優(yōu)點(diǎn)，例如，提供對閃爍型ADC的不完整性的魯棒性測量。然而，冗余可能實(shí)質(zhì)上不減少對MDAC級的需求以實(shí)現(xiàn)高精度。本教導(dǎo)的重要方面在于，加入冗余可以使ADC系統(tǒng)200的轉(zhuǎn)換過程對不完全穩(wěn)定(以及其他類型的不完整性，包括閃爍型ADC的不完整性)更容忍。因而，當(dāng)ADC系統(tǒng)200優(yōu)選地被設(shè)計成包含冗余時，其可以以相對較高的最大轉(zhuǎn)換率來操作。
通過增加閃爍型ADC 214以及DAC 202,DAC 203和DAC 204相對于余量放大因子的分辨率，可以在ADC系統(tǒng)200中包含冗余。例如，在第一優(yōu)選實(shí)施例中，閃爍型ADC 214以及DAC 202,203和204可以被選擇為具有3位的分辨率，并且通過相應(yīng)縮放Cl 215、C2216以及C3 217，第一和第二余量放大因子可以被設(shè)置為4(A1=A2=4)。圖6顯示在閃爍型ADC214處于ADC系統(tǒng)200的第一配置被提供時鐘時dx=dl相對(versus) VIN (k)的示例性關(guān)系。通過選擇在跟蹤配置期間應(yīng)用的d2的值，第一放大余量電壓可以移動(沿著豎軸)。因而，可以選擇多個參數(shù)來最大化包含冗余的優(yōu)點(diǎn)。圖6還示出提供在變換過程的第二和第三步驟中的dx=d2及dx=d3的示例性關(guān)系，以及第二放大余量和用于提供d(k)的dl、d2、d3的示例性組合。通過實(shí)質(zhì)上減少變換過程的第一步驟的持續(xù)時間，可以從第一實(shí)施例得到第二實(shí)施例。在第二實(shí)施例中，在變換控制信號CNVST轉(zhuǎn)移之后，修改的數(shù)字控制電路210以非常低的延遲向閃爍型ADC 214提供時鐘?？梢曰旧媳３諥DC系統(tǒng)200的標(biāo)稱操作，因?yàn)楫?dāng)CNVST轉(zhuǎn)移時，閃爍型ADC 214的輸入電壓可以與它在第一實(shí)施例中處于時間Tl (圖5)時的輸入電壓相同。因而，在本教導(dǎo)的第一實(shí)施例中的ADC系統(tǒng)200的第一配置可以是VIN(t)的采樣值VIN(k)的保持階段。當(dāng)ADC系統(tǒng)200包含冗余時保持階段可以是不需要的，并且本教導(dǎo)的第二實(shí)施例可以在沒有明確的保持階段的情況下操作。圖7顯示第二實(shí)施例的示例性時序圖，該時序圖與圖5的第一實(shí)施例的示例性時序圖相似。其他實(shí)施例可以包含短的保持階段，所述短的保持階段在持續(xù)時間方面比第二配置和第三配置更短。當(dāng)轉(zhuǎn)換過程的持續(xù)時間減少時，最大轉(zhuǎn)換率限制可以增加。本教導(dǎo)的第三實(shí)施例包含數(shù)字控制電路201的另ー個修改操作。圖8顯示第三實(shí)施例的示例性時序圖。在跟蹤配置中，輸入電壓信號VIN(t)配置為對電容器Cl 215X2216以及C3 217充電。在ADC系統(tǒng)200的第一配置中，VIN(t)的采樣值VIN(k)(可選地)被保持且被應(yīng)用為給閃爍型ADC214的第一輸入電壓，其中電容器Cl 215、C2 216以及C3217包括在電容性結(jié)構(gòu)中，所述電容性結(jié)構(gòu)具有耦合到放大器輸入端子220的第一節(jié)點(diǎn)和耦合到放大器輸出端子219的多個端子。閃爍型ADC 214在第一時間TlO被提供時鐘，并且產(chǎn)生的第一數(shù)字代碼dl應(yīng)用到DACl 202。數(shù)字控制電路201然后通過切換開關(guān)208和209將ADC系統(tǒng)200重新配置到第二配置。因而，參考電壓電位dl*VREF (由DACl 202提供)根據(jù)dl來選擇并且經(jīng)由開關(guān)208耦合到電容器Cl 215的端子。所選擇的參考電壓電位可以與VIN(k)不同，并且導(dǎo)致在電容器Cl 215X2 216以及C3 217中的電荷重新分布。當(dāng)放大器218在第二配置中穩(wěn)定時，第二電壓(第一放大余量電壓)產(chǎn)生在放大器輸出端子219處。多個參數(shù)可以被選擇來最大化包含冗余的優(yōu)點(diǎn)。例如，閃爍型ADC 214和DACl202的組合變換特性可被選擇為使第一放大余量電壓在滿量程范圍的中心。數(shù)字控制電路210在時間Tll再次給閃爍型ADC 214提供時鐘，并且產(chǎn)生的第二數(shù)字代碼d2應(yīng)用到DAC2203。數(shù)字控制電路201 然后通過切換開關(guān)210、211將ADC系統(tǒng)200重新配置到第三配置。當(dāng)放大器218在第三配置中穩(wěn)定時，第三電壓(第二放大余量電壓)產(chǎn)生在放大器輸出端子219處。閃爍型ADC 214和DAC2 203的組合變換特性可被選為使第二放大余量電壓在滿量程范圍的中心。數(shù)字控制電路201在時間T12再次給閃爍型ADC 214提供時鐘，并且產(chǎn)生的第三數(shù)字代碼d3與第一數(shù)字代碼dl和第二數(shù)字代碼d2組合來提供VIN (k)的數(shù)字表示d(k)。在此第三實(shí)施例中，開關(guān)213總是閉合并且開關(guān)212總是斷開(允許電容器C3 217、開關(guān)212、213、以及DAC3 204由單個固定值電容器替換)。對于總電容C=C1+C2+C3，第三優(yōu)選實(shí)施例可以例如使用Cl/C=3/4、C2/C=3/16以及C3/C=l/16來實(shí)施。數(shù)字字dl、d2、d3可以利用下列關(guān)系組合d(k) = (3/4)*(dl+d2/4+d3/16)。閃爍型ADC 214 可以提供與一組數(shù)值{0，1/8，2/8，3/8，4/8，5/8，6/8，7/8，8/8}相應(yīng)的數(shù)字代碼，并且可以根據(jù)一組歸ー化(normalized)的轉(zhuǎn)移點(diǎn){11/64，17/64，23/64，29/64，35/64，41/64，47/64，53/64}發(fā)生轉(zhuǎn)移。圖9顯示用于實(shí)施第三實(shí)施例的信號的示例性關(guān)系。在第三實(shí)施例中不需要ADC系統(tǒng)200的第一配置，并且另一個實(shí)施例包含對第三實(shí)施例的修改以獲得第二實(shí)施例，所述修改類似于所描述的對第一實(shí)施例的修改。通過修改第三實(shí)施例使得僅在一部分電容性結(jié)構(gòu)上跟蹤和采樣輸入信號VIN(t)以衰減信號電平，可以進(jìn)ー步增加包含冗余的優(yōu)點(diǎn)。本教導(dǎo)的第四實(shí)施例包含數(shù)字控制電路201的另ー個修改操作。圖10顯示第四實(shí)施例的示例性時序圖。在跟蹤配置中，輸入電壓信號VIN(t)耦合為與VIN(t)成比例地給電容器Cl 215充電，并且經(jīng)由DAC 203和204給電容器C2 216及C3 217施加預(yù)定義的參考電壓電位。除了跟蹤配置外，第四實(shí)施例可以與第三實(shí)施例相同?？梢赃x擇數(shù)字代碼dl、d2、d3的組合使得獲得d(k)的所選的滿量程。圖11顯示第四實(shí)施例的示例性參數(shù)選擇的關(guān)系。迄今為止描述的第四實(shí)施例表示在圖4中示出的ADC系統(tǒng)200的多個可能變形。本教導(dǎo)的許多其他變形作為不同的實(shí)施例是可行的，它們都落入本教導(dǎo)的范圍內(nèi)。VIN(k)的數(shù)字表示d(k)可以優(yōu)選地具有相對高的分辨率，并且本教導(dǎo)的實(shí)施例可以適合獲得各種分辨率的數(shù)字表示。d(k)的分辨率可以以多種方式來提高。在一個實(shí)施例中，例如，閃爍型ADC 214和DAC202、DAC 203及DAC 204可以用6位數(shù)字代碼dl、d2、d3操作，當(dāng)包含冗余時所述6位數(shù)字代碼dl、d2、d3可以組合為16位分辨率的數(shù)字表示d(k)。當(dāng)ADC系統(tǒng)200如圖4所示實(shí)施時，第一和第二余量放大因子可被選擇為32，并且Cl 215和C3 217的相應(yīng)比率可相對大?？蓛?yōu)選的是，電容性結(jié)構(gòu)被設(shè)計和縮放，使得最大電容器和最小電容器的比率不是過大的。在現(xiàn)有技術(shù)順序逼近ADC中使用的電容性DAC (CDAC)結(jié)構(gòu)提供電荷分配器電路和縮放方法的多個實(shí)例，它們可以在本教導(dǎo)的多個實(shí)施例中被使用和包含進(jìn)來。圖12顯示第五實(shí)施例，其中電荷分配器電路221被包含以降低最大和最小電容器的比率。閃爍型ADC 214和DAC 202,DAC 203及DAC 204可以以6位分辨率的數(shù)字代碼操作，并且第一和第二余量放大因子可以選擇為A1=A2=32。在圖4中的電容器C3 217在圖12中由電荷分配器電路221替代，電荷分配器電路221包括3個電容器C3A、C3B、C3C。電荷分配器電路221的第一端子連接到端子220，第二端子連接到開關(guān)212和213，以及第三端子連接到GND。電荷分配器電路221可以被縮放，使得在第一端子中流動的電荷量(當(dāng)節(jié)點(diǎn)220由放大器218有效地保持在基本上固定的電位時)是在第二端子中流動的電荷量的一小部分。通過縮放電容器C3B和C3C可以選擇電荷分配比率。第一和第二端子兩端的電壓變化與經(jīng)由電容器C3B流到端子220的電荷量的比率可以對應(yīng)于ー電容，該電容基本上比C3A、C3B、C3C的電容更小。因而，電荷分配器電路221可被使用來降低最大電容器和最小電容器的比率。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會認(rèn)識到，電荷分配器電路221僅為廣范圍的縮放電路和技術(shù)的實(shí)例，所述廣范圍的縮放電路和技術(shù)可被用來利 用一個或多個較大電容器實(shí)現(xiàn)等同于小電容器的電壓電荷比。本文中所有這樣的電路被分類為電荷分配器電路。通過包括附加的DAC 202,DAC 203,DAC 204、…、電容器215、電容器216、電容器217、…以及在圖4的ADC系統(tǒng)200中的配置可以可替代地提供高分辨率表示d(k)。在一個實(shí)施例中，例如，利用3位閃爍型ADC、8個DAC、8個電容器、以及擴(kuò)展的ADC系統(tǒng)的8個配置，在具有冗余的8步A/D變換過程中可以獲得16位的數(shù)字表示。電荷分配器電路可被使用來實(shí)現(xiàn)ー個或多個電容器以降低最大電容器和最小電容器的比率。根據(jù)本教導(dǎo)，余量倍增ADC電路和方法可以被包含于流水線型ADC結(jié)構(gòu)中。為了放寬穩(wěn)定要求，可以優(yōu)選地將高度放大的余量從第一級傳輸?shù)降诙墶D13顯示第六實(shí)施例。根據(jù)本教導(dǎo)，第六實(shí)施例是基于第一余量放大ADC 301和第二余量放大ADC 321的五步ADC系統(tǒng)300。兩個ADC301和321可以具有相似的電路結(jié)構(gòu)，并且可以互為縮放版本(例如，用以優(yōu)化功率參數(shù))。在ADC301的跟蹤配置中，當(dāng)開關(guān)SO 306及SI 307閉合并且開關(guān)S2 308斷開時，輸入信號VIN(t)耦合以給電容器Cl 303、C2 304、及C3 305充電。閃爍型ADC 309由數(shù)字控制電路(在圖13中沒有明確示出，但是操作由圖14中的示例性時序圖表示)在時間T19提供時鐘，且以預(yù)定義關(guān)系表示VIN(k)的第一數(shù)字代碼dxl = dl被傳輸?shù)?DACl 310。開關(guān) S0、SI、S2、SDK SFBl (分別為 306、307、308、311 及 312)在時間 T19 切換，并且在電容器Cl 303、C2 304及C3 305中的電荷重新分布產(chǎn)生第一放大余量電壓，所述第一放大余量電壓在時間T20向閃爍型ADC 309提供時鐘來估算。表示第一放大余量的第二數(shù)字代碼dxl=d2被應(yīng)用到DAC2311。同第二余量放大ADC 321中的開關(guān)S3 326 —祥，開關(guān)SD2 314和SFB2315在時間T20被切換。在電容器C2 304及C3 305中的電荷重新分布產(chǎn)生第二放大余量電壓，所述第二放大余量電壓通過在時間T21給閃爍型ADC309提供時鐘來估算，提供第三數(shù)字代碼dxl=d3。第二放大余量電壓被耦合為在時間T20與T21之間在應(yīng)用的ADC 321的追蹤配置中向電容器C4323、C5 324、及C6 325充電。當(dāng)開關(guān)S3 326和S4 327在時間T21切換時，第二放大余量電壓由ADC 321采樣，在時間T21處第一余量放大ADC 301配置回到其跟蹤配置以獲得輸入信號VIN(t)的下一個值。表示第二放大余量電壓的第三數(shù)字代碼d3被應(yīng)用到DAC3 330，并且在電容器C4 323、C5324、及C6 325中的電荷重新分布產(chǎn)生第三放大余量電壓，所述第三放大余量電壓由閃爍型ADC 329在時間T22估算以提供第四數(shù)字代碼dx2=d4。表示第三放大余量電壓的第四數(shù)字代碼d4被應(yīng)用到DAC4 331，并且在電容器C5 324及C6 325中的電荷重新分布產(chǎn)生第四放大余量電壓，所述第四放大余量電壓由閃爍型ADC 329在時間T23估算以提供第五數(shù)字代碼dx2=d5。數(shù)字代碼dl、d2、d3、d4、d5相組合以提供VIN(k)的數(shù)字表示d(k)，并且在時間T24ADC 321中的所有開關(guān)返回到默認(rèn)位置。在正在進(jìn)行的A/D轉(zhuǎn)換過程已完成之前，可以啟動后續(xù)的A/D轉(zhuǎn)換過程。第六實(shí)施例ADC 300可以以多種方式來修改。例如，當(dāng)需要放大器322操作時，可能不需要放大器302操作，反之亦然。因而，放大器302和322可以由單個放大器電路替代，該單個放大器電路可可選地(多路復(fù)用地)使用在ADC 301和ADC 321中。類似的觀測可以應(yīng)用于閃爍型ADC 309和329，它們也可以由可選地使用在ADC 301和ADC 321中的閃爍型ADC替代。余量放大ADC 301和321可以修改為包含更多或更少的步驟(以及以許多其它方式)來實(shí)現(xiàn)更優(yōu)選的速度和分辨率規(guī)格。在本教導(dǎo)的多個實(shí)施例中，可配置的電容性結(jié)構(gòu)在多個負(fù)反饋配置中作為反饋網(wǎng)絡(luò)被用來耦合放大器電路。反饋網(wǎng)絡(luò)可以相應(yīng)于在第一配置中的第一反饋因子和在第二配 置中的第二反饋因子。第一反饋因子和第二反饋因子可以基本上不同。例如，第一反饋因子的絕對值可以接近1，而較弱的第二反饋因子的絕對值可以接近零。在本教導(dǎo)的一些實(shí)施例中，為了優(yōu)化ADC系統(tǒng)的個別配置的穩(wěn)定性能，可以優(yōu)選地包含相對于頻率響應(yīng)可配置的放大器。圖15顯示用于圖4的ADC系統(tǒng)200中的可配置放大器218的優(yōu)選實(shí)施。數(shù)字控制電路201的操作可以相應(yīng)于圖10。圖15的放大器218是兩級放大器電路，其包括第一放大器級400和放大器輸出級401。兩級放大器對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言是熟悉的，并且將認(rèn)識到，増益帶寬積與第一放大器級400的有效跨導(dǎo)GM成比例并且與補(bǔ)償電容器CC 402的電容成反比。穩(wěn)定速度(與時間常數(shù)成反比)是增益帶寬積以及反饋因子的函數(shù)，所述反饋因子表征將放大器輸出端子219耦合到放大器輸入端子220的反饋網(wǎng)絡(luò)。放大器輸入端子220可以是反相輸入端子，使得施加正電壓到放大器輸入端子220 (相對于GND)將導(dǎo)致放大器輸出級401經(jīng)由放大器輸出端子219吸取電流以降低在端子219處的電壓。放大器輸入級400的有效跨導(dǎo)GM通過開關(guān)可配置，所述開關(guān)由圖4的數(shù)字控制電路201提供的控制信號SDI、SFBI、SD2、SFB2控制。在ADC系統(tǒng)200的第一配置中，電容器Cl 215X2 216以及C3 217可以很小衰減或沒有衰減地將放大器輸出端子219耦合到放大器輸入端子220，并且放大器218可以被設(shè)計為針對單位増益配置可配置。在第一配置中，放大器218內(nèi)由控制信號SD1、SD2控制的開關(guān)斷開而那些由SFB1、SFB2控制的開關(guān)閉合。因而，在第一配置中，第一跨導(dǎo)級403提供輸出電流Il到放大器輸出級401，并且第一放大器級400的有效跨導(dǎo)GM=GMl基本上是第一跨導(dǎo)級403的有效跨導(dǎo)。在ADC系統(tǒng)200的第二配置中，電容器C2、C3可以將輸出端子219耦合到輸入端子220，并且電容器Cl 215可以耦合到DACl 202并且導(dǎo)致反饋因子的基本下降。為了優(yōu)化在第二配置中的穩(wěn)定速度，放大器218可以配置為在ADC系統(tǒng)200的第二配置中具有提高的增益帶寬積。在第二配置中，放大器218內(nèi)由控制信號SFB1、SD2控制的開關(guān)斷開而那些由SD1、SFB2控制的開關(guān)閉合。因而，第二跨導(dǎo)級404有貢獻(xiàn)于(提供一部分)輸出電流II，所述輸出電流Il產(chǎn)生放大器218的提高的有效跨導(dǎo)GM以及增益帶寬積。有效跨導(dǎo)GM=GM1+GM2由與第二跨導(dǎo)級404并行操作的第一跨導(dǎo)級403提供。在ADC系統(tǒng)200的第三配置中，電容器C3可以將放大器輸出端子219耦合到放大器輸入端子220，并且電容器Cl 215和C2 216可以耦合到DAC202和DAC 203并且導(dǎo)致反饋因子的下降。為了優(yōu)化在第三配置中的穩(wěn)定速度，放大器218可以配置為在ADC系統(tǒng)200的第三配置中具有進(jìn)ー步増加的增益帶寬積。在第三配置中，放大器218內(nèi)由控制信號SFBU SFB2控制的開關(guān)斷開，而那些由SD1、SD2控制的開關(guān)閉合。第一跨導(dǎo)級403和第二跨導(dǎo)級404都不貢獻(xiàn)于有效跨導(dǎo)GM，有效跨導(dǎo)GM實(shí)質(zhì)上由第三跨導(dǎo)級405提供。在第一和第二配置期間，可以應(yīng)用第三跨導(dǎo)級405的自動歸零配置。在自動歸零配置中，自動歸零開關(guān)407可以施加O輸入到第三跨導(dǎo)級405，并且偏置補(bǔ)償跨導(dǎo)級406可以配置為電阻性負(fù)載以在偏置保持電容器CZ408 ニ端建立偏置電壓。在ADC系統(tǒng)200的第三配置中，偏置補(bǔ)償跨導(dǎo)級406可以提供偏置補(bǔ)償電流，所述偏置補(bǔ)償電流與來自第 三跨導(dǎo)級405的偏置電流結(jié)合，使得在放大器輸入端子220處估算的有效偏置基本為O。偏置補(bǔ)償跨導(dǎo)級406的跨導(dǎo)GMZ可以比GM3更小。 ADC系統(tǒng)200可以包含冗余來提供對第一跨導(dǎo)級403和第二跨導(dǎo)級404的潛在偏置不完整性的魯棒性測量。因而，ADC系統(tǒng)200的性能度量可以通過偏置補(bǔ)償?shù)谌鐚?dǎo)級405來提高，不需要偏置補(bǔ)償?shù)谝豢鐚?dǎo)級403和第二跨導(dǎo)級404。圖15的示例性可配置放大器電路218可以以多種方式來修改。例如，取代第一放大器級400的有效跨導(dǎo)GM或除了第一放大器級400的有效跨導(dǎo)GM外，補(bǔ)償電容器CC 402可成為可配置的。圖15的放大器218是兩級放大器，但是放大器電路可以包括比示例性放大器電路更多或更少的級。増益增強(qiáng)電路技術(shù)，例如柵陰(cascode)放大器和規(guī)則柵陰放大器配置，可被用來利用相對少數(shù)目的電路級獲得大増益因子。噪聲帶寬也與増益帶寬積相關(guān)，并且可配置放大器218可以配置為，取代(或者結(jié)合)穩(wěn)定速度，優(yōu)化噪聲性能度量，。圖16顯示另ー個可配置放大器電路340，可配置放大器電路340可以使用在第五優(yōu)選實(shí)施例(圖13的ADC系統(tǒng)300)的多路復(fù)用操作中。圖16的放大器電路340可以替代圖13中的放大器電路302和322。圖16中的閃爍型ADC 342可以替代圖13中的閃爍型ADC 309和329。圖16中的開關(guān)342和343連同開關(guān)308和328 (圖13和圖16中都示出)，開關(guān)/多路復(fù)用放大器電路340，使得當(dāng)控制信號S2閉合開關(guān)308和343時執(zhí)行放大器電路302的操作，并且使得當(dāng)控制信號S5閉合開關(guān)328和342時執(zhí)行放大器電路322的操作。閃爍型ADC 342是配置成估算放大器340的輸出端子處的電壓的求值電路，并且在閃爍型ADC 309和329 (圖13)中的任意一者被提供時鐘時，閃爍型ADC 342被提供時鐘。因而，當(dāng)在圖14中標(biāo)記的時間T19、T20、T21、T22、T23連續(xù)地提供時鐘時，閃爍型ADC 342可以提供數(shù)字代碼序列dl、d2、d3、d4、d5。圖13的余量放大ADC 301和321不包含保持階段(另ー個實(shí)施例包含保持階段)，并且放大器302和322可以受制于兩個不同的反饋因子。因而，圖16中取代圖13的放大器302和322的放大器電路340對于兩個不同的増益帶寬積可以是可配置的。在另ー個實(shí)施例，其中當(dāng)控制信號S2、S5都為低時，放大器340可被配置為處于單位增益配置，放大器340對于適合于單位増益配置的第三増益帶寬積可以被修改且可配置。放大器340通過控制信號SFB13、SFB24、SD13、SD24控制的開關(guān)是可配置的，控制信號SFB13、SFB24、SD13、SD24可以由如在圖16中確定的控制信號SFB1、SFB2、SFB3、SFB4、SD1、SD2、SD3、SD4的邏輯“或”組合來提供。
已經(jīng)描述了多個實(shí)施例，其中多位DAC耦合到通過開關(guān)可配置的電容性結(jié)構(gòu)的端子。例如，在圖4中，電容器Cl 215是具有端子的電容性結(jié)構(gòu)的一部分，所述端子可配置并且在某些配置中由根據(jù)數(shù)字代碼dl選擇的DACl 202施加參考電壓電位。這個電路由多個等同實(shí)施形式，包括電容器Cl 215、DACl 202及開關(guān)208、209及205被實(shí)施為如圖17所示的CDAC電路的實(shí)施方式。CDAC電路是本領(lǐng)域的技術(shù)人員公知的，因而不需要詳細(xì)描述。在圖17中，來自圖4的電容器Cl被多個CDAC電容器C1_1、C1_2、C1_3替代，CDAC電容器Cl_l、Cl_2、Cl_3具有連接到放大器輸入端子220的公共節(jié)點(diǎn)。在圖4中的開關(guān)205在圖17中被開關(guān)205_1、205_2及205_3替代，開關(guān)205_1、205_2及205_3與圖4中的開關(guān)205一樣由控制信號SO控制。同樣地，在圖4中的開關(guān)209在圖17中被開關(guān)209_1、209_2及209_3替代，開關(guān)209_1、209_2及209_3與圖4中的開關(guān)209 —樣由控制信號SFBl控制。因而，當(dāng)這些開關(guān)閉合時，CDAC電容器C1_1、C1_2、及Cl_3以并聯(lián)配置耦合，并且以圖4中配置Cl相同的方式來配置。當(dāng)圖4中的開關(guān)208閉合時，DACl 202施加參考電壓電位到根據(jù)數(shù)字代碼dl選擇的C1215，并且相應(yīng)量的電荷經(jīng)由電容器Cl 215流到端子220。等同操作可以由圖17中的CDAC電路實(shí)現(xiàn)，其中(當(dāng)認(rèn)定為控制信號SDl吋)數(shù)字代碼dl控制兩個參考電壓電位(GND或VREF)中的哪ー個被施加到每個CDAC電容器Cl_l、Cl_2及Cl_3。 例如，通過配置開關(guān)208_1H閉合以及開關(guān)208_1L斷開，參考電壓電位VREF可以被施加到電容器Cl_l。同樣地，通過配置開關(guān)208_2H和208_3H斷開以及開關(guān)208_2L和208_3L閉合，參考電壓電位GND可以被施加到電容器Cl_2及Cl_3。當(dāng)對于dl的每個數(shù)值，流到端子220的電荷量相同時，圖4和17的電路可以被認(rèn)為是等同的。例如，對于Cl=4pF并且對于dl 的可能數(shù)值集合{0，1/4，2/4，3/4，4/4}，通過選擇 Cl_l=lpF、Cl_2=2pF、及 Cl_3=2pF，并且分別控制開關(guān) 208_1H、208_2H 和 208_3H，在 dl=0 時用圖樣(pattern) “000”、在 dl=l/4時用圖樣“100”、在dl=2/4時用圖樣“110”、在dl=3/4時用圖樣“101”以及在dl=4/4時用圖樣“111”，可以實(shí)現(xiàn)等同。雖然圖17沒有顯示圖4中的ADC系統(tǒng)200的所有電路的實(shí)施方式，但是將理解的是，電容器C2、C3以及DAC 203和204也可以如CDAC那么實(shí)施。圖18顯示本教導(dǎo)的第八實(shí)施例-ADC系統(tǒng)500的實(shí)施。放大器電路218、開關(guān)205、206和207以及(求值電路)閃爍型ADC 214可以與圖4的ADC系統(tǒng)200中的這些元件相同。ADC系統(tǒng)500還包括電容性結(jié)構(gòu)501，電容性結(jié)構(gòu)501具有耦合到放大器輸入端子220的節(jié)點(diǎn)和耦合到開關(guān)電路503的多個端子的多個電容器端子502。電容性結(jié)構(gòu)501可以包含電荷分配器電路，所述電荷分配器電路可以具有耦合到固定電位(或者在未示出的完全不同實(shí)施中耦合到另ー個電容性結(jié)構(gòu))的電容器端子504。開關(guān)電路503可以配置為將多個電容器端子502中的每個端子選擇性地耦合到多個開關(guān)端子505中的所選端子。開關(guān)電路503可以通過數(shù)字控制電路506提供的多個控制信號控制，數(shù)字控制電路506順序配置ADC系統(tǒng)500處于多個配置。所述多個開關(guān)端子505中的第一端子可以耦合到放大器輸出端子219(在圖18中通過開關(guān)207)，使得數(shù)字控制電路506可以配置開關(guān)電路503在多個配置中耦合作為放大器218的反饋網(wǎng)絡(luò)的電容性結(jié)構(gòu)501。參考電壓電路507提供多個參考電壓電位給所述多個開關(guān)端子505的子集。例如，參考電壓電路507可以提供第一參考電壓電位GND和第二參考電壓電位VREF，它們可以通過開關(guān)電路503選擇性地施加到每個電容器端子502。參考電壓電路507還可以提供參考電壓電位給閃爍型ADC 214，例如用來驅(qū)動耦合到多個比較器電路的電壓分配器電路(在圖18中未示出，但是閃爍型ADC 214的實(shí)施是本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的)。在ADC系統(tǒng)500的跟蹤配置中，數(shù)字控制電路506可以將開關(guān)電路503配置在跟蹤配置中，并且閉合開關(guān)205、206以將電容性結(jié)構(gòu)501中的ー個或多個電容器充電到輸入電壓VIN(t)。當(dāng)數(shù)字控制電路506切換控制信號SI以斷開開關(guān)206時，與VIN(t)的采樣值VIN(k)成比例的電荷量可以基本上隔離在電容性結(jié)構(gòu)中耦合到放大器輸入端子220的節(jié)點(diǎn)上。數(shù)字控制電路506可以應(yīng)用第一配置，其中ー些或所有電容器端子502耦合到放大器輸出端子219。在第一配置中，求值電路214可以提供第一數(shù)字代碼來表不在放大器輸出端子219處的第一電壓。通過控制開關(guān)電路503以將ー個或多個電容器端子502與放大器輸出端子219斷開并且將斷開的電容器端子耦合到根據(jù)第一數(shù)字代碼選擇的參考電壓電位，數(shù)字控制電路506可以將ADC系統(tǒng)500重新配置到第二配置。通過控制開關(guān)電路503以將附加電容器端子502與放大器輸出端子219斷開并且將斷開的電容器端子耦合到根據(jù)求值電路214提供的數(shù)字代碼而選擇的參考電壓電位，數(shù)字控制電路506還可以將ADC系統(tǒng)500重新配置到一個或多個后續(xù)配置。 因而，本教導(dǎo)的示例性實(shí)施例可以包括電容性結(jié)構(gòu)501，電容性結(jié)構(gòu)501包括多個縮放的電容器和可選的電荷分配器電路。表不模擬信號值的電荷量可以基本上隔離在電容性結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)220上，并且通過放大在該節(jié)點(diǎn)220上的電壓電位，放大器輸出端子219可以提供經(jīng)放大的電壓。參考電壓電路507可以配置為提供多個參考電壓電位給多個開關(guān)端子505，所述多個開關(guān)端子505中的ー個端子可以耦合到放大器輸出端子219。開關(guān)電路503可以選擇性地耦合多個電容器端子502到所述多個開關(guān)端子505，以在耦合放大器輸出端子219到放大器輸入端子220的多個配置中選擇性地將電容性結(jié)構(gòu)501配置為反饋網(wǎng)絡(luò)。求值電路214針對一系列配置可以提供表不在放大器輸出端子219處的一系列電壓的一系列數(shù)字代碼。開關(guān)電路503可以由控制信號控制以將放大器輸出端子219的ー個或多個電容器端子切換到根據(jù)數(shù)字代碼選擇的參考電壓電位。反饋因子從ー個配置到下ー個配置可以變得更弱，并且放大器電路的頻率響應(yīng)可以可配置來選擇穩(wěn)定速度。所述一系列電壓可包括采樣的輸入電壓相對于所述一系列數(shù)字代碼和參考電壓范圍的放大余量電壓。由求值電路214提供的數(shù)字代碼的分辨率和由參考電壓電路507提供的一些參考電壓電位可以確定電容器端子502的數(shù)量，當(dāng)數(shù)字控制電路506重新配置ADC系統(tǒng)500時，這些電容器端子502在轉(zhuǎn)換過程的步驟中可以與放大器輸出端子219斷開并且被施加參考電壓電位。由ADC系統(tǒng)500實(shí)施的A/D變換過程可以在A/D轉(zhuǎn)換過程的現(xiàn)有步驟之后的A/D變換過程后續(xù)步驟中包括將電容器端子502耦合到放大器輸出端子219，其中相同的電容器端子可能已經(jīng)與放大器輸出端子219斷開。在另ー個實(shí)施例中，開關(guān)205和207可以被包含在開關(guān)電路503中，并且求值電路214可以連接到放大器輸出端子219。開關(guān)電路503可以支持全開關(guān)矩陣中的全部可選連接或可選連接的子集。本教導(dǎo)的多種變形是可以想到的，并且本文描述的實(shí)施例僅為示例性實(shí)施例的說明。電路的恰當(dāng)選擇可以依賴于具體應(yīng)用和其他因素，其他因素例如為半導(dǎo)體的可用類型、電容器、電阻器、可靠性電壓限度、硅面積、成本、以及通常包含在集成電路設(shè)計中的附加因素和注意事項。例如，在CMOS技術(shù)中，數(shù)字控制電路可以實(shí)施為狀態(tài)機(jī)，或者利用適于這種數(shù)字控制電路電路實(shí)施的任何其他已知的電路技術(shù)、方法和處理工藝。每個實(shí)施例可以包含實(shí)施為CMOS傳輸門開關(guān)、自舉(bootstrapped)開關(guān)、單設(shè)備開關(guān)、和/或任何其他合適的開關(guān)設(shè)備的開關(guān)。根據(jù)本教導(dǎo)實(shí)施的ADC系統(tǒng)可以包含多種類型的半導(dǎo)體設(shè)備(包括所有類型的M0S、BJT、IGBT, IGFET、JFET、FINFET、有機(jī)晶體管、納米碳管設(shè)備等)，這些半導(dǎo)體設(shè)備中的ー些可以選擇來耐受高電壓輸入信號VIN (t)，并且ー些可以選擇用來加快低壓電路節(jié)點(diǎn)的穩(wěn)定。因而，除了利用提供對稱MOS設(shè)備的技術(shù)之外，ADC系統(tǒng)可以利用提供非対稱設(shè)備(BCD等)的技術(shù)來實(shí)施，且該技術(shù)可包含具有多種尺寸和電氣特性的氧化物和其他物理結(jié)構(gòu)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會認(rèn)識到，本教導(dǎo)的ADC系統(tǒng)200、300和500 (在圖4、13和18中描述)以及任何其他單端實(shí)施例可以修改為本教導(dǎo)的相似全差分示例性實(shí)施例。因而，根據(jù)本教導(dǎo)的ADC系統(tǒng)可以對接(interface)具有隨機(jī)共模電壓電平的差分信號。其他實(shí)施例可以對接相對于參考電壓電位定義的單端信號(雙極性或單極性的)，所述參考電壓電位可以或不可以大體在輸入信號電壓被米樣的同時米樣 (偽差分操作)。根據(jù)本教導(dǎo)的ADC系統(tǒng)的滿量程范圍可以基本上與參考電壓范圍相同?？商娲?，根據(jù)本教導(dǎo)的ADC系統(tǒng)可以包含模擬衰減和/或數(shù)字縮放技術(shù)以提供一個或多個可選擇滿量程范圍，所述ー個或多個可選擇滿量程范圍比參考電壓范圍更寬或更窄。輸入信號可以由有源或無源電路提供，所述有源或無源電路可以設(shè)計成優(yōu)化性能參數(shù)的范圍，所述性能參數(shù)例如穩(wěn)定時間、噪聲帶寬、失真、功耗等。根據(jù)本發(fā)明的ADC系統(tǒng)處于電容器根據(jù)輸入信號充電的跟蹤配置同時有源電路處于掉電(或者其他降低的功率)配置時，可以消耗非常小的功率(包括基本上O功率)，并且在A/D轉(zhuǎn)換過程的ー個或多個步驟期間，可以應(yīng)用共模偏移、電荷抽吸、以及其他技術(shù)來使電路相對于期望的操作點(diǎn)操作(例如，通過基本上不前向偏置隔離PN結(jié)來保存隔離的電荷量，或者提供期望的頻率響應(yīng)、増益函數(shù)等)。在可配置放大器電路中的信號路徑對于不同的配置可以包括不同數(shù)量的級。求值電路由閃爍型ADC來示例，但是其他類型的求值電路可以與本教導(dǎo)一起使用。例如，具有耦合到放大器端子219的電源端子且提供表示在一段時間期間的相位偏移的數(shù)字代碼的環(huán)形振蕩器是可以與本教導(dǎo)一起使用的另ー種類型求值電路。許多其他類型的求值電路，包括子分類(sub-ranging)或其他多步ADC,可以與本教導(dǎo)一起使用。冗余可以優(yōu)選地被包含在本教導(dǎo)的任何實(shí)施例中，并且可以選擇冗余度來滿足具體目的，例如轉(zhuǎn)換率、等待時間、分辨率、環(huán)境參數(shù)、電路復(fù)雜性等。失配整形算法、抖動(dither)應(yīng)用(附加和/或透明的)、校準(zhǔn)技術(shù)、數(shù)字校準(zhǔn)/補(bǔ)償技術(shù)(靜態(tài)和/或適應(yīng)的，在后臺、前臺、循環(huán)和/或非循環(huán)操作)，過采樣、抽樣濾波(包括，但不限于，簡單平均)以及用來克服數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器電路缺點(diǎn)和/或改進(jìn)其性能的任何其他已知方法可以結(jié)合本教導(dǎo)一起使用。本教導(dǎo)可以合并為較大ADC系統(tǒng)中的子系統(tǒng)(例如，它可以與其他類型的ADC組合，所述其他類型的ADC包括傳統(tǒng)流水線型的、SAR ADC、delta-sigma ADC等)。本教導(dǎo)還可以具體表現(xiàn)較高功能復(fù)雜度的集成電路系統(tǒng),例如エ業(yè)控制系統(tǒng)、醫(yī)療應(yīng)用(例如，X射線和MRI機(jī))、消費(fèi)者應(yīng)用(例如，游戲和電視)等。根據(jù)本教導(dǎo)的ADC系統(tǒng)可以例如通過多路復(fù)用前端電路以及采樣保持電路的可選陣列對接多種不同的模擬信號。根據(jù)本教導(dǎo)實(shí)施的ADC可以在單個半導(dǎo)體基底上、或者作為在封裝中的多個半導(dǎo)體、或者作為裝配在印刷電路板(或者其他)上的多個設(shè)備而實(shí)施。根據(jù)本教導(dǎo)實(shí)施的ADC可以包含引起在各種配置間的轉(zhuǎn)移的時序電路，或可以接收由某些外部源提供的時序信號。數(shù)字代碼和模擬信號的數(shù)值表示可以以各種格式編碼，并且可以以串行格式、并行格式、或者其他被認(rèn)為是適于或有利于應(yīng)用的格式發(fā)送到外部系統(tǒng)。這種數(shù)字代碼可以經(jīng)由提供電流隔離的接ロ來發(fā)送(且提供電カ)，以限制干擾、增強(qiáng)安全性、或者獲得ー些其他優(yōu)點(diǎn)。因而，雖然已經(jīng)示出和描述了本教導(dǎo)的特定實(shí)施例，但是對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是顯而易見的，在不背離本教導(dǎo)在較廣義方面的范圍的情況下，可以作出改變和修改，因此，附上的權(quán)利要求是用來在它們的范圍內(nèi)包括落入本教導(dǎo)的真實(shí)精神和范圍內(nèi)的所有這些改變和修改?！?br> 權(quán)利要求
1.一種模數(shù)轉(zhuǎn)換器系統(tǒng),包括 數(shù)字控制電路，配置為順序配置所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)處于第一配置和第二配置以獲得模擬信號值的數(shù)字表示； 放大器電路，具有放大器輸入端子和放大器輸出端子； 電容器，所述電容器具有第一電容器端子和第二電容器端子，所述第一電容器端子在所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)的所述第一配置和所述第二配置中耦合到所述放大器輸入端子，所述第二電容器端子在所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)的所述第一配置中耦合到所述放大器輸出端子；以及 求值電路，配置為在所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)的所述第一配置中提供第一數(shù)字代碼以表示在所述放大器輸出端子處的第一電壓電平； 其中，所述第二電容器端子在所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)的所述第二配置中耦合到根據(jù)所述第一數(shù)字代碼選擇的參考電壓電位。
2.如權(quán)利要求I所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)，還包括采樣電路，所述采樣電路包括開關(guān)，所述開關(guān)被配置為在所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)的跟蹤配置中耦合模擬輸入信號以為所述電容器充電。
3.如權(quán)利要求I所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)，還包括 第二電容器，在所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)的所述第二配置中耦合在所述放大器輸入端子與所述放大器輸出端子之間，其中所述求值電路還被配置為在所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)的所述第二配置中提供第二數(shù)字代碼，所述第二數(shù)字代碼表示在所述放大器輸出端子處的第二電壓電平。
4.如權(quán)利要求3所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)，其中所述第二電容器在所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)的第三配置中耦合在所述放大器輸入端子與根據(jù)所述第二數(shù)字代碼選擇的參考電壓電位之間。
5.如權(quán)利要求4所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)，其中在所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)被配置處于第一、第二以及第三配置的時間段內(nèi)，表示所述模擬信號值的電荷量基本上隔離在耦合到所述放大器輸入端子的電路節(jié)點(diǎn)上。
6.如權(quán)利要求4所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)，還包括 模數(shù)轉(zhuǎn)換器電路，配置為在所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)的所述第三配置中提供表示在所述放大器輸出端子處的第三電壓電平的第三數(shù)字代碼；以及 數(shù)字電路，配置為組合所述第一數(shù)字代碼、所述第二數(shù)字代碼以及所述第三數(shù)字代碼。
7.如權(quán)利要求I所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)，其中所述放大器電路包括提供輸出電流的可配置第一放大器級，所述第一放大器級包括 第一跨導(dǎo)電路，配置為在所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)的所述第一配置中提供所述輸出電流；以及 第二跨導(dǎo)電路，其配置為在所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)的所述第二配置中提供至少一部分所述輸出電流。
8.如權(quán)利要求7所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)，其中所述第二跨導(dǎo)電路配置為在所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)的所述第一配置中具有預(yù)定義的輸入電壓。
9.如權(quán)利要求7所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)，其中所述第二跨導(dǎo)電路在所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)的所述第一配置中被配置處于自動歸零配置。
10.一種用于提供模擬輸入信號的采樣值的數(shù)字表示的模數(shù)轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)，包括 開關(guān)電路，具有多個開關(guān)以及第一多個開關(guān)端子和第二多個開關(guān)端子，其中所述開關(guān)電路被配置為將所述第一多個開關(guān)端子選擇性地耦合到所述第二多個開關(guān)端子； 放大器電路，具有放大器輸入端子和放大器輸出端子，其中所述放大器輸出端子耦合到所述第一多個開關(guān)端子中的第一開關(guān)端子； 參考電壓電路，配置為在所述第一多個開關(guān)端子中的開關(guān)端子的子集上提供多個參考電壓電位； 電容性結(jié)構(gòu)，包括多個縮放電容器，其中所述電容性結(jié)構(gòu)耦合到所述放大器輸入端子并且耦合到所述第二多個開關(guān)端子； 求值電路，配置為當(dāng)所述開關(guān)電路根據(jù)所述求值電路提供的第一數(shù)字代碼被配置為處 于第一配置時，提供表示在所述放大器輸出端子處的電壓的第二數(shù)字代碼；以及 組合電路，其配置為組合所述第一數(shù)字代碼和所述第二數(shù)字代碼以提供所述數(shù)字表/Jn o
11.如權(quán)利要求10所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)，其中從所述求值電路被提供時鐘以提供所述第一數(shù)字代碼的第一時間點(diǎn)到所述求值電路被提供時鐘以提供所述第二數(shù)字代碼的第二時間點(diǎn)，表示所述模擬輸入信號的所述采樣值的電荷量基本上被隔離。
12.如權(quán)利要求10所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)，其中所述開關(guān)電路被配置為將所述第二多個開關(guān)端子中的每個端子耦合到所述第一多個開關(guān)端子中的一個端子。
13.如權(quán)利要求10所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)，其中所述求值電路基于基本上預(yù)定義的關(guān)系提供表示所述模擬輸入信號的所述采樣值的所述第一數(shù)字代碼。
14.如權(quán)利要求10所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)，其中所述開關(guān)電路基于所述第一數(shù)字代碼和所述第二數(shù)字代碼從所述第一配置重新配置到第二配置。
15.如權(quán)利要求14所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)，其中當(dāng)所述開關(guān)電路被配置在所述第二配置時，所述求值電路被配置為提供表示在所述放大器輸出端子處的電壓的第三數(shù)字代碼。
16.如權(quán)利要求14所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)，其中與當(dāng)所述開關(guān)電路被配置在所述第一配置時相比，當(dāng)所述開關(guān)電路配置在所述第二配置時所述放大器輸出端子到所述放大器輸入端子的耦合更弱。
17.如權(quán)利要求14所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)，其中與當(dāng)所述開關(guān)電路被配置在所述第一配置時相比，當(dāng)所述開關(guān)電路配置在所述第二配置時所述放大器電路被配置為具有更高的增益帶寬積。
18.如權(quán)利要求14所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)，還包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器電路，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器電路被配置為采樣與所述放大器輸出端子處的電壓具有預(yù)定義關(guān)系的電壓。
19.如權(quán)利要求10所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)，其中所述電容性結(jié)構(gòu)包括電荷分配器電路。
20.如權(quán)利要求10所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)，還包括采樣開關(guān)，所述采樣開關(guān)備配置為耦合所述模擬輸入信號以給在所述電容性結(jié)構(gòu)中的電容器充電。
21.如權(quán)利要求10所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)，其中所述求值電路是一步模數(shù)轉(zhuǎn)換器，所述一步模數(shù)轉(zhuǎn)換器被配置為在參考電壓范圍內(nèi)具有至少兩個轉(zhuǎn)移點(diǎn)。
22.一種用于提供模擬電壓的數(shù)字表示的方法，包括如下步驟 與所述模擬電壓成比例地給多個電容器中的至少一個電容器充電； 提供具有放大器輸入端子和放大器輸出端子的放大器電路； 應(yīng)用第一配置，其中所述多個電容器耦合到所述放大器輸入端子和所述放大器輸出端子; 在所述第一配置中產(chǎn)生表示在所述放大器輸出端子處的第一電壓電平的第一數(shù)字代碼； 通過將所述多個電容器中的一個電容器的端子從所述放大器輸出端子切換到根據(jù)所 述第一數(shù)字代碼選擇的參考電壓電位，應(yīng)用第二配置； 在所述第二配置中產(chǎn)生表示在所述放大器輸出端子處的第二電壓電平的第二數(shù)字代碼；以及 組合所述第一數(shù)字代碼和所述第二數(shù)字代碼以產(chǎn)生所述模擬電壓的數(shù)字表示。
23.如權(quán)利要求22所述的方法，還包括在所述第一配置和所述第二配置期間，隔離在耦合到所述放大器輸入端子的電路節(jié)點(diǎn)上的電荷量的步驟。
24.如權(quán)利要求22所述的方法，還包括提供冗余的步驟。
25.如權(quán)利要求22所述的方法，還包括自動歸零所述放大器電路的步驟。
26.如權(quán)利要求22所述的方法，還包括采樣所述第二電壓電平的步驟。
27.一種用于提供模擬電壓的數(shù)字表示的方法，包括如下步驟 提供具有第一節(jié)點(diǎn)、第一端子以及第二端子的電容性結(jié)構(gòu)； 隔離在所述電容性結(jié)構(gòu)的所述第一節(jié)點(diǎn)上與所述模擬電壓成比例的電荷量； 放大在所述電容性結(jié)構(gòu)的所述第一節(jié)點(diǎn)上的電壓電位以在放大器輸出端子處提供經(jīng)放大的電壓； 將所述電容性結(jié)構(gòu)配置為第一配置，其中所述電容性結(jié)構(gòu)的所述第一端子耦合到所述放大器輸出端子； 當(dāng)所述電容性結(jié)構(gòu)被配置為所述第一配置時，產(chǎn)生表示在所述放大器輸出端子處的第一電壓的第一數(shù)字代碼； 將所述電容性結(jié)構(gòu)重新配置為第二配置，其中所述電容性結(jié)構(gòu)的所述第一端子耦合到根據(jù)所述第一數(shù)字代碼選擇的參考電壓電位，且所述電容性結(jié)構(gòu)的所述第二端子耦合到所述放大器輸出端子； 當(dāng)所述電容性結(jié)構(gòu)被配置為所述第二配置時，產(chǎn)生表示在所述放大器輸出端子處的第二電壓的第二數(shù)字代碼；以及 組合所述第一數(shù)字代碼和所述第二數(shù)字代碼以產(chǎn)生所述模擬電壓的數(shù)字表示。
28.如權(quán)利要求27所述的方法，還包括下列步驟 將所述電容性結(jié)構(gòu)重新配置為第三配置，其中所述電容性結(jié)構(gòu)的所述第一端子耦合到根據(jù)所述第一數(shù)字代碼選擇的參考電壓電位，且所述電容性結(jié)構(gòu)的所述第二端子耦合到根據(jù)所述第二數(shù)字代碼選擇的參考電壓電位。
29.如權(quán)利要求28所述的方法，還包括下列步驟 當(dāng)所述電容性結(jié)構(gòu)被配置為所述第三配置時，產(chǎn)生表示在所述放大器輸出端子處的第三電壓的第三數(shù)字代碼；以及組合所述第一數(shù)字代碼、所述第二數(shù)字代碼和所述第三數(shù)字代碼以產(chǎn)生所述模擬電壓的數(shù)字表示。
30.一種模數(shù)轉(zhuǎn)換器,包括 數(shù)字控制電路，配置為將所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器順序配置在第一配置和第二配置中以提供模擬值的數(shù)字表示； 可配置放大器電路，其具有放大器輸入端子和放大器輸出端子；以及可配置反饋網(wǎng)絡(luò)，配置為將所述放大器輸出端子耦合到所述放大器輸入端子，其中所述可配置放大器電路被配置為具有在所述第一配置中的第一頻率響應(yīng)和在所述第二配置中的第二頻率響應(yīng)以優(yōu)化在所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的所述第一配置和所述第二配置中的穩(wěn)定性能。
31.如權(quán)利要求30所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其中 所述可配置放大器電路包括提供電流的可配置跨導(dǎo)級； 所述可配置反饋網(wǎng)絡(luò)的反饋因子在所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的所述第二配置中比在所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的所述第一配置中更弱；以及 所述可配置跨導(dǎo)級的有效跨導(dǎo)在所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的所述第二配置中比在所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的所述第一配置中更大。
32.如權(quán)利要求31所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其中 由所述可配置跨導(dǎo)級提供的電流耦合到補(bǔ)償電容器，以及 所述可配置放大器電路的增益帶寬積基本上與所述可配置跨導(dǎo)級的有效跨導(dǎo)成比例，并且基本上與所述補(bǔ)償電容器的電容成反比。
33.如權(quán)利要求30所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其中 所述可配置放大器電路包括跨導(dǎo)級，所述跨導(dǎo)級提供耦合到可配置補(bǔ)償電容器的電流， 所述可配置反饋網(wǎng)絡(luò)的反饋因子在所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的所述第二配置中比在所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的所述第一配置中更弱；以及 所述可配置補(bǔ)償電容器的電容在所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的所述第二配置中比在所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的所述第一配置中更小。
34.如權(quán)利要求30所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其中所述可配置放大器電路在自動歸零配置中是可配置的。
全文摘要
一種模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)系統(tǒng)和方法。所述ADC系統(tǒng)包括數(shù)字控制電路、放大器、電容器、以及求值電路。所述數(shù)字控制電路用來順序配置所述ADC系統(tǒng)處于第一配置和第二配置以獲得模擬信號值的數(shù)字表示。所述放大器電路包括放大器輸入端子和放大器輸出端子。所述電容器具有第一端子和第二端子，所述第一端子在所述ADC系統(tǒng)的第一配置和第二配置中耦合到所述放大器輸入端子，所述第二端子在所述第一配置中耦合到所述放大器輸出端子并且在所述第二配置中耦合到根據(jù)第一數(shù)字代碼選擇的參考電壓電位。所述求值電路被配置為在所述ADC系統(tǒng)的第一配置中提供第一數(shù)字代碼以表示在所述放大器輸出端子處的第一電壓電平。
文檔編號H03M1/12GK102859881SQ201080052651
公開日2013年1月2日 申請日期2010年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月19日
發(fā)明者杰斯伯·史定斯嘉德-麥德森 申請人:凌力爾特有限公司