專利名稱：模數(shù)轉(zhuǎn)換器的跟蹤和保持操作的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本文中披露的多個示例性實施例一般地涉及模數(shù)轉(zhuǎn)換器的跟蹤和保持操作。
背景技術(shù)：
模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)是將連續(xù)信號轉(zhuǎn)換為離散時間數(shù)字表示的器件。ADC典型地使用跟蹤保持(T/H)器件對連續(xù)信號進行采樣。T/H器件使連續(xù)信號的電壓值保持恒定一段時間，以使得ADC可以在那段時間及時分配與電壓幅度成比例的數(shù)字碼(digitalnumber)

發(fā)明內(nèi)容
提供了多個示例性實施例的簡短概述。下面的概述中進行了某些簡化和省略描述，其旨在強調(diào)和介紹該多個示例性實施例的一些方面，而不是限制本發(fā)明的范圍。后面的部分中對優(yōu)選示例性實施例進行了足夠詳細的描述，以使得本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能夠制造并使用本發(fā)明的構(gòu)思。多個示例性實施例涉及一種跟蹤系統(tǒng)，包括晶體管開關(guān)，具有柵極節(jié)點和源極節(jié)點；電源電路，連接到柵極節(jié)點；和自舉電路，連接到源極節(jié)點和柵極節(jié)點；其中電源電路在第一跟蹤階段對所述開關(guān)充電，以及其中自舉電路在第二跟蹤階段對所述開關(guān)充電。多個示例性實施例還涉及一種對輸入信號執(zhí)行跟蹤操作的方法，包括用電源電路在第一跟蹤階段對晶體管開關(guān)充電，該電源電路連接到晶體管開關(guān)的柵極節(jié)點；用自舉電路在第二跟蹤階段對晶體管開關(guān)充電，該自舉電路連接到晶體管開關(guān)的柵極節(jié)點和源極節(jié)點。在某些實施例中，在柵極節(jié)點與源極節(jié)點之間的電壓在第一跟蹤階段中取決于輸入信號。在某些實施例中，在柵極節(jié)點與源極節(jié)點之間的電壓在第二跟蹤階段實質(zhì)上恒定。在某些實施例中，電源電路對寄生電容充電。在某些實施例中，自舉電路包括電容器。在某些實施例中，電源電路在第二跟蹤階段中不對晶體管開關(guān)充電。在某些實施例中，通過控制來自定時發(fā)生器的信號來觸發(fā)第一和第二跟蹤階段。在某些實施例中，定時發(fā)生器基于跟蹤系統(tǒng)的主時鐘產(chǎn)生控制信號。在某些實施例中，第一跟蹤階段出現(xiàn)在主時鐘的第一時鐘周期內(nèi)，以及第二跟蹤階段出現(xiàn)在主時鐘的第二時鐘周期內(nèi)。在某些實施例中，第一和第二跟蹤階段都出現(xiàn)在主時鐘的一個時鐘周期內(nèi)。


為了更好地理解多個示例性實施例，需要參照附圖進行說明，其中圖Ia示出了跟蹤操作的示例性實現(xiàn)方式；圖Ib示出了保持操作的示例性實現(xiàn)方式；圖2a和2b示出了自舉技術(shù)的原理性實現(xiàn)方式；圖3示出了圖2a和2b的自舉技術(shù)的原理性信號圖4示出了圖2a和2b的自舉技術(shù)的示例性電路實現(xiàn)方式；圖5a示出了跟蹤階段A的示例性實現(xiàn)方式；圖5b示出了跟蹤階段B的示例性實現(xiàn)方式；圖5c示出了跟蹤階段C的示例性實現(xiàn)方式；圖6示出了具有二階段跟蹤操作的T/H電路的示例性實施例；圖7示出了圖6實施例的示例性實現(xiàn)方式；圖8示出了圖7實施例的示例性時序圖；圖9示出了圖6實施例的另一示例性實現(xiàn)方式；和圖10示出了圖9實施例的示例性時序圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在參照附圖，在附圖中相同的附圖標(biāo)記指代相同的組件或步驟，其中公開了多個示例性實施例的多個方面。根據(jù)前面的描述，多個示例性實施例提供了，用于模數(shù)轉(zhuǎn)換器中的二階段跟蹤操作的系統(tǒng)和方法。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該理解，本說明書的任何框圖用于闡述表現(xiàn)本發(fā)明實施例原理的說明性電路的原理圖。信號的采樣操作可以包括兩種操作，跟蹤操作和保持操作?？梢詧?zhí)行這些操作的電路稱為跟蹤/保持(T/H)電路。在交替采樣模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)中，許多這種電路可以在時間上復(fù)用。圖Ia示出了跟蹤操作的NMOS開關(guān)電容器的實現(xiàn)方式。在跟蹤操作中，開關(guān)晶體管102的柵極端子可以連接到電源(Vdd)以保持開關(guān)晶體管102導(dǎo)通并允許輸入信號(“IN”)對采樣電容器104充電。圖Ib示出了保持操作的NMOS開關(guān)電容器的實現(xiàn)方式。在保持操作，開關(guān)晶體管102的柵極端子可以連接到地以切斷在輸入信號(“IN”)與采樣電容器104之間的路徑。然后，米樣電容器104可以存儲輸入信號的瞬時值。圖Ia和Ib中示出的T/H實現(xiàn)方式在跟蹤操作過程中可能受到帶寬調(diào)制的限制?？捎脦捒梢圆糠值赜砷_關(guān)晶體管102的導(dǎo)通電阻(RJ和采樣電容器104的尺寸確定。采樣電容器104的尺寸可能受到熱噪聲因素的影響。電容器的熱噪聲與kT/C成比例，k是波耳茲曼常數(shù)，T是溫度，以及C是電容。開關(guān)晶體管102的Rm與Vgs成反比，并且與開關(guān)晶體管102的寬度/長度成線性比例。因此，Vgs的調(diào)制(其中Vgs = Vdd-Vin)可能導(dǎo)致對Rm的相應(yīng)調(diào)制，以及因而對帶寬的相應(yīng)調(diào)制，從而可能轉(zhuǎn)化成信號失真。帶寬調(diào)制可能影響ADC的分辨率和速度。為了提高ADC的分辨率，可以增大采樣電容器104的尺寸。通常，對于ADC中所需分辨率的每個附加位來說，采樣電容器104的尺寸可以增大大約4倍以使得熱噪聲降低I位。但是，如前所述，更大的電容器可能減小帶寬。為了克服這種帶寬減小，可能需要更大的晶體管寬度以減小Rm并增大帶寬。但是，開關(guān)晶體管102的尺寸也可能影響采樣信號。在從跟蹤操作到保持操作的轉(zhuǎn)換期間，開關(guān)晶體管102的NMOS通道中存儲的電荷可以從漏極和源極注入，從而改變了采樣信號。該電荷與開關(guān)晶體管102的寬度/長度尺寸成比例。從晶體管102的源極注入的電荷與轉(zhuǎn)換時Vgs的值成比例(Vgs = Vdd-Vin(t)，其、中t = nTs，Ts是采樣周期，n是采樣次數(shù))。這種電荷可能產(chǎn)生依賴于偏移和失真的信號。類似地，從晶體管102的漏極注入采樣電容器104上的電荷可能使采樣信號進一步失真。A. M. Abo 和 P. R. Gray 在 “Al. 5-V、10-bit、14. 3-MS/s CMOS PipelineAnalog-to-Digital Converter，，，Journal of Solid State Circuits, vol34、pp. 599-606中介紹了自舉跟蹤操作，該內(nèi)容通過引用合并在本文中，以用于各種目的。自舉跟蹤操作可以允許利用不依賴于輸入信號的恒定過驅(qū)動(典型地是Vdd)來驅(qū)動開關(guān)晶體管102。圖2a和2b示出了自舉技術(shù)的原理性實現(xiàn)方式。開關(guān)204原理性地由單個NMOS晶體管202表示。在“截止”狀態(tài)下，晶體管202的柵極可以接地，并且開關(guān)204可以斷開。在“導(dǎo)通”狀態(tài)下，Vdd的恒定電壓可以施加到在晶體管202的柵極和 源極端子之間，并且開關(guān)204可以閉合?？梢栽趶穆O到源極之間建立不依賴于輸入信號的晶體管202的低阻Rm。盡管對于正輸入信號，施加到晶體管202柵極上的絕對電壓可能超過電壓Vdd，晶體管202的端對端之間的相對電壓不會超過Vdd。圖3示出了自舉跟蹤操作的原理性信號圖。當(dāng)開關(guān)202 “導(dǎo)通”時，可以通過Vdd提升在晶體管204柵極處的電壓(“Vg”)。因此，當(dāng)開關(guān)“導(dǎo)通”時，電壓Vg可以處于最小值Vdd，并且會根據(jù)輸入信號而改變。圖4示出了自舉跟蹤操作的電路實現(xiàn)方式。圖4中的電路可以在單相時鐘O上操作，該時鐘可以使得開關(guān)晶體管402導(dǎo)通和截止。開關(guān)晶體管402執(zhí)行與圖2a和2b中所示類似的開關(guān)操作。在“截止”狀態(tài)下，O為低。晶體管404和406可以使開關(guān)晶體管402的柵極放電到地。同時，Vdd可以通過晶體管410和412施加在自舉電容器408上。自舉電容器408在“導(dǎo)通”狀態(tài)中可以用作橫跨在開關(guān)晶體管402的柵極和源極上的電源。晶體管414和416可以使得開關(guān)晶體管402在自舉電容器408充電時與其隔尚開。當(dāng)①升聞并觸發(fā)“導(dǎo)通”狀態(tài)時，晶體管418和419可以下拉晶體管414的柵極，使得來自自舉電容器408的電荷流到開關(guān)晶體管402的柵極上。這可以導(dǎo)通晶體管416和開關(guān)晶體管402。晶體管416可以使能開關(guān)晶體管402的柵極追蹤被Vdd移位的輸入信號(“IN”)，以及在不受輸入信號影響的情況下使得開關(guān)晶體管402的柵極-源極電壓保持實質(zhì)上恒定。例如，如果輸入信號是Vdd，則開關(guān)晶體管402的柵極電壓將是2Vdd。同時，開關(guān)晶體管402的Vgs電壓是Vdd,由于在柵極端子與源極端子之間的差值不會超過Vdd，這可以增強開關(guān)晶體管402的可靠性。晶體管404可以在O為低時減小晶體管406上的Vgs和Vgd電壓。晶體管420可以確保晶體管414的Vgs不超過Vdd。晶體管422、晶體管424、晶體管426、晶體管428和反相器430形成時鐘倍增器，該時鐘倍增器可以使得晶體管410在“截止”狀態(tài)下對自舉電容器408單向充電。由于下述多種原因，具有高帶寬、高線性度和低噪聲的每秒千兆次采樣(GS/s)范圍內(nèi)的采樣率可能難以應(yīng)用于圖4所示的自舉跟蹤電路。通過在自舉電容器408的上極板處存儲的電荷與節(jié)點G處的寄生電容處存儲的電荷之間進行電荷再分配，可以實現(xiàn)開關(guān)晶體管402從“截止”到“導(dǎo)通”的轉(zhuǎn)換。大型自舉電容器408和大型晶體管414對于在節(jié)點G與自舉電容器408之間提供極低歐姆路徑來說可能是必需的，否則開關(guān)晶體管402從“截止”到“導(dǎo)通”的轉(zhuǎn)換不會發(fā)生得足夠快以能夠?qū)斎胄盘栠M行正確采樣。偏慢的轉(zhuǎn)換可能實質(zhì)上限制T/H電路的跟蹤能力。
理想地，開關(guān)晶體管402的柵極會充電到至少Vdd，但是，由于在節(jié)點G處存在較大的寄生電容，該柵極可能實際上充電到較小的值。這可能導(dǎo)致開關(guān)晶體管402的效率損失。在自舉電容器408的上極板與節(jié)點G處的寄生電容之間共享的電荷還可能在自舉跟蹤操作過程中減小升高的電壓?？梢酝ㄟ^晶體管416部分地使能自舉跟蹤操作，并且自舉跟蹤操作可以僅在開關(guān)晶體管402的柵極電壓達到需要電平后發(fā)生。這可能使得自舉有效的時間延遲，并可能減少可用的跟蹤時間。大型自舉電容器408對于有效的自舉和快速的“截止”到“導(dǎo)通”轉(zhuǎn)換可能是必需的。但是，在高采樣率下，自舉電容器408可能需要非?？斓牡爻潆?，這意味著與之連接的晶體管(例如晶體管410、412、414和416)也可能很大。大型晶體管可能引入附加的寄生電容。自舉電容器408也可能由于其尺寸而引入對地的大寄生電容。所有的這些寄生電容可能進一步增大電荷共孚效應(yīng)，從而減少在開關(guān)晶體管402的節(jié)點G處看到的電荷。 大型自舉電容器408和大型晶體管還可能在輸入節(jié)點(“IN”)處引入明顯的寄生電容。這可能在輸入節(jié)點處導(dǎo)致較大的干擾，平復(fù)該干擾需要時間。這可能限制ADC的采樣率。自舉電容器408和大型晶體管的寄生電容還可能產(chǎn)生信號延遲。圖4所示的自舉跟蹤電路可能占用較大的硅面積。當(dāng)用多個時間交替采樣T/H電路實現(xiàn)較高采樣率時，自舉電路跟蹤電路可能使得每個T/H電路進一步彼此遠離。這可能增加時鐘和信號分布的互連長度，從而進一步限制帶寬并對每個開關(guān)晶體管的定時精度產(chǎn)生不利影響。本文中描述的本發(fā)明的實施例顯著降低了寄生電容的影響，并且因此改善了前文中提到的所有方面。圖5a、5b和5c示出了本發(fā)明實施例的原理性示意圖，并將在下文中進一步說明。本發(fā)明的實施例可以避免需要使用存儲在自舉電容器中的電荷以將開關(guān)晶體管的柵極節(jié)點快速地充電到Vdd。因此，自舉電容器可以實質(zhì)上更小，與圖2、3和4中描述的操作相比顯著地改善跟蹤操作的性能。跟蹤操作可以劃分為兩個階段，如圖5a和5b所示。在跟蹤階段A中，如圖5a所示，開關(guān)晶體管502的柵極可以直接充電到Vdd，就像利用非自舉開關(guān)晶體管(例如圖Ia所示的)進行充電一樣。這可以將節(jié)點G處存在的寄生電容器504快速充電到Vdd，并且可以使得可用的瞬時帶寬最大化(Vgs = Vg(t)-Vin，其中t是節(jié)點G從地(或Vss)切換到Vdd的時刻)。這可以允許快速地從采樣電容器506中存儲的先前樣本恢復(fù)。還是在跟蹤階段A中，可以通過Vdd對自舉電容器508充電。在跟蹤階段B中，如圖5b所示，自舉電容器508的操作可以類似于圖2和圖4所示的自舉跟蹤操作。開關(guān)晶體管502的柵極電壓的快速上升沿可以觸發(fā)跟蹤階段B的啟動，與圖4的電路類似?？蛇x地，可以通過相應(yīng)的控制信號彼此獨立地觸發(fā)階段A和B。在階段B中，由于在階段A中出現(xiàn)單獨的到Vdd的充電路徑，不需要使用來自自舉電容器508的電荷。自舉電容器508可以僅僅用于使能開關(guān)晶體管502以跟蹤輸入信號(“IN”)。在跟蹤操作的初始部分中由于寄生電容器504導(dǎo)致的電荷損失可以明顯減少，并且自舉電壓可以從至少Vdd開始。這可以允許與圖4的自舉電容器408相比更小的自舉電容器508，以及允許連接到自舉電容器的更小晶體管，如后面的圖7和9所示。與圖2和圖4的自舉操作相比，通過二階段自舉操作可以對帶寬、采樣率和線性度實現(xiàn)顯著的正面影響。在階段B中寄生電容器504與自舉電容器508之間的容性電壓分配可以保留。但是，自舉電容器508在其使能自舉操作之前可以不需要將寄生電容器504從地充電到Vdd，從而可以顯著地減小寄生電容。結(jié)果，如果圖4的自舉電容器408和自舉電容器508具有相同值，對自舉電容器508來說寄生電容引起的電壓劃分可以顯著地更小。在跟蹤階段A和B之后，電路可以進入保持階段C，如圖5c所示。節(jié)點G可以連接到Vss或地，以切斷在輸入信號與采樣電容器506之間的路徑。然后，采樣電容器506存儲輸入信號的瞬時值。在保持階段C中也可以通過Vdd對自舉電容器508充電。圖6示出了二階段跟蹤操作中的T/H電路的實施例。跟蹤階段A電路603可以包括晶體管604。晶體管604在跟蹤階段A中可以為開關(guān)晶體管602的柵極提供到Vdd的路徑。在跟蹤階段B中，晶體管604可以截止，并且跟蹤階段B電路606可以使能自舉跟蹤操 作。在保持階段C中，開關(guān)晶體管602的柵極可以通過晶體管608和610連接到地。然后，可以將輸入信號(“IN”)的瞬時值存儲到采樣電容器612中。與圖Ia和Ib的T/H實現(xiàn)方式類似，開關(guān)晶體管602和米樣電容器612形成米樣電路601。定時發(fā)生器614可以提供控制信號給節(jié)點A、B和C以定義對三個階段的調(diào)度。定時發(fā)生器614可以基于ADC的主時鐘616產(chǎn)生控制信號。圖7是圖6的T/H電路實施例的示例性實現(xiàn)方式。如圖6所示，跟蹤階段A電路703可以包括晶體管704。晶體管704在跟蹤階段A中可以為開關(guān)晶體管702的柵極提供到Vdd的路徑。在跟蹤階段B中，晶體管704可以截止，并且跟蹤階段B電路705可以使能自舉跟蹤操作。跟蹤階段B電路705可以包括晶體管706、708、710和712，以及自舉電容器714。晶體管708和710可以提供路徑以通過Vdd對自舉電容器714充電。晶體管706和712可以對自舉電容器714提供到開關(guān)晶體管702的柵極和源極的路徑。在保持階段C中，開關(guān)晶體管702的柵極可以通過晶體管716和718連接到地。然后，可以將輸入信號(“IN”)的瞬時值保持在采樣電容器720中。與圖Ia和Ib的T/H實現(xiàn)方式類似，開關(guān)晶體管702和采樣電容器720形成采樣電路701。定時發(fā)生器722可以提供控制信號給節(jié)點
A、BI、B2、B3、B4和C以定義對三個階段的調(diào)度。定時發(fā)生器722可以基于ADC的主時鐘724產(chǎn)生控制信號?？梢岳锚毩⒌亩〞r信號控制跟蹤階段B電路705中的晶體管以減少節(jié)點G處的負載，并對保持階段C產(chǎn)生更少的寄生電容和更快的下拉。圖7的示例性實現(xiàn)方式可以允許自舉電容器714有更多時間充電到Vdd。這可以使用更小的晶體管704以進一步減小寄生電容，并且可以改善跟蹤階段B中的電容器分割效應(yīng)(capacitor divider effect)。跟蹤階段A和B可以通過主時鐘724限定，并且具有固定時間長度,例如ADC主時鐘的一個周期，如圖8所示。晶體管702、706和708可以是厚氧化膜晶體管，從而優(yōu)化整體表現(xiàn)以使得跟蹤階段B中的泄漏電流較低。圖8示出了圖7實施例的示例性時序圖。在該示例中，跟蹤階段A和B的每個都可以持續(xù)主時鐘的一個周期，并且保持階段C可以持續(xù)兩個周期。階段A、B和C的時間可以修改為更短和/或更長。在跟蹤階段A中，節(jié)點G處的電壓可以獨立于輸入信號充電到Vdd。在跟蹤階段B中，節(jié)點G處的電壓可以保持由Vdd提升，還可以跟蹤輸入信號。在保持階段C中，節(jié)點G處的電壓可以下降到地電平，并且采樣信號可以將它的值在一段采樣時間內(nèi)保持為實質(zhì)上恒定。在控制信號A為低電平、控制信號BI為高電平、控制信號B2為低電平、控制信號B3為高電平、控制信號B4為低電平以及控制信號C為低電平時可以觸發(fā)跟蹤階段A。在控制信號A為高電平、控制信號BI為低電平、控制信號B2為高電平、控制信號B3為低電平、控制信號B4為高電平以及控制信號C為低電平時可以觸發(fā)跟蹤階段B。在控制信號A為高電平、控制信號BI為高電平、控制信號B2為低電平、控制信號B3為高電平、控制信號B4為低電平以及控制信號C為高電平時可以觸發(fā)保持階段C。圖8所示的控制信號是用于定義對三個階段的調(diào)度的邏輯(即高/低)波形的示例。提供給晶體管704、706、708、710、712和718的柵極的實際信號可以在波形和/或時間上變化。例如，信號可以提前或延遲，和/或可以利用附加的自舉電路提升信號電平。 另一個實施例示例性說明了圖9所示實現(xiàn)方式的另一示例。與圖7所示的實現(xiàn)方式類似，跟蹤階段A電路903可以包括晶體管904。晶體管904在跟蹤階段A中可以為開關(guān)晶體管902的柵極提供到Vdd的路徑。在跟蹤階段B中，晶體管902可以截止，并且跟蹤階段B電路905可以使能自舉跟蹤操作。跟蹤階段B電路905可以包括晶體管906、908、910和912，以及自舉電容器914。在保持階段C中，開關(guān)晶體管902的柵極可以通過晶體管916和918連接到地。然后，可以將輸入信號(“IN”)的瞬時值保持在采樣電容器920中。與圖Ia和Ib的T/H實現(xiàn)方式類似，開關(guān)晶體管902和采樣電容器920形成采樣電路901。定時發(fā)生器922可以提供控制信號給節(jié)點A、B1、B2和C以定義對三個階段的調(diào)度。定時發(fā)生器922可以基于ADC的主時鐘924產(chǎn)生控制信號。在該實現(xiàn)方式中，晶體管908和912可以不接收獨立的定時信號。晶體管902、906和908可以是厚氧化膜晶體管。圖10示出了圖9實施例的示例性時序圖。在該示例中，跟蹤階段A和B可以出現(xiàn)在相同的時鐘周期中，跟蹤階段A僅持續(xù)足夠長的時間以將節(jié)點G充電到Vdd，跟蹤階段B在節(jié)點G被預(yù)充電的情況下啟動。在保持階段C中，節(jié)點G處的電壓可以下降到地電平，并且采樣信號可以將它的值在一段采樣時間內(nèi)保持為實質(zhì)上恒定?？刂菩盘朆I、B2和C可以使用相同的邏輯波形?？梢栽诳刂菩盘朅為低電平，并且控制信號BI、B2和C為高電平時觸發(fā)跟蹤階段A?？梢栽诳刂菩盘朅為高電平，并且控制信號B1、B2和C為低電平時觸發(fā)跟蹤階段B。可以在控制信號A、B1、B2和C為高電平時觸發(fā)保持階段C。圖10所示的控制信號是用于定義對三個階段的調(diào)度的邏輯(即高/低)信號的示例。提供給晶體管904、906、910和918的柵極的實際信號可以在波形和/或時間上變化。例如，信號可以提前或延遲，和/或可以利用附加的自舉電路提升信號電平。預(yù)充電路徑不限于前述示例所示的實現(xiàn)方式，自舉路徑不限于采用電容器的實現(xiàn)方式(無源自舉)，而是也可以實現(xiàn)為有源自舉。通過有源自舉，圖6所示的跟蹤階段B電路可以是緩沖器電路，該電路可以利用相應(yīng)的電壓偏移，例如Vdd提供輸入信號的復(fù)制。具有有源自舉的二階段跟蹤操作可以實質(zhì)上減小緩沖器電路的轉(zhuǎn)換速率要求，從而可以節(jié)省大部分功率并提高速度。
二階段跟蹤操作可以具有多種優(yōu)勢。由于可以良好地定義跟蹤邊緣，這種操作可以實現(xiàn)高分辨率ADC的高采樣率，并且像非自舉跟蹤操作一樣不會受到輸入信號的調(diào)制。與傳統(tǒng)的自舉電路相比，這種電路可以占用明顯更少的面積，在提供更大信號帶寬的同時消耗更少的動態(tài)功率以及具有更少的供電干擾。由于其尺寸小和低功率的操作，這種電路也可以用在大規(guī)模交替采樣(massively interleaved)ADC中。由于采樣開關(guān)可以設(shè)置得彼此更近，時鐘網(wǎng)絡(luò)也可以在有利于定時精度的同時具有更小尺寸。這種電路可以使得在ADC的采樣開關(guān)和模擬復(fù)用器中更容易地使用自舉操作。由于自舉電容器可以非常小，因而相比于傳統(tǒng)的自舉電路來說可以更快地充電，二階段跟蹤電路可以進一步實現(xiàn)明顯更高的ADC采樣率。通過這些實施例，可以實現(xiàn)具有10比特分辨率的幾GS/s的采樣率。由于開關(guān)晶體管的柵極可以比傳統(tǒng)自舉電路更快地拉升到Vdd，因而這種電路可以減小所需要的跟蹤時間。這種電路還可以實現(xiàn)更陡峭的保持轉(zhuǎn)換，結(jié)果可以實現(xiàn)更高的線性度和定時精度。具有二階段跟蹤操作的T/H電路可以應(yīng)用于多種應(yīng)用中，例如雷達應(yīng)用、高速無 線通信、蜂窩通信、衛(wèi)星通信、電纜接收器、衛(wèi)星接收器、射電天文應(yīng)用，或者可以使用幾GS/S采樣率的其它應(yīng)用。雖然已經(jīng)具體參照本發(fā)明的某些示例性方面對多個示例性實施例進行了詳細描述，應(yīng)該理解，本發(fā)明還可以包括其它實施例，并且可以從多個明顯方面對這些實施例的細節(jié)進行修改。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以容易地看到，可以在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)進行多種變型和修改。因此，前述的公開、說明以及附圖僅僅用于說明性目的，而不以任何方式限制本發(fā)明，本發(fā)明的范圍僅由權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求
1.一種跟蹤系統(tǒng)，包括 晶體管開關(guān)，具有柵極節(jié)點和源極節(jié)點； 電源電路，連接到柵極節(jié)點；和 自舉電路，連接到源極節(jié)點和柵極節(jié)點； 其中電源電路在第一跟蹤階段中對所述開關(guān)充電；以及其中自舉電路在第二跟蹤階段中對所述開關(guān)充電。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中在柵極節(jié)點與源極節(jié)點之間的電壓在第一跟蹤階段中取決于輸入信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中在柵極節(jié)點與源極節(jié)點之間的電壓在第二跟蹤階段中實質(zhì)上恒定。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中電源電路對寄生電容充電。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng),其中自舉電路包括電容器。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中電源電路在第二跟蹤階段中不對所述晶體管開關(guān)充電。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中通過來自定時發(fā)生器的控制信號觸發(fā)第一和第二跟蹤階段。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中定時發(fā)生器基于跟蹤系統(tǒng)的主時鐘產(chǎn)生控制信號。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中第一跟蹤階段出現(xiàn)在主時鐘的第一時鐘周期內(nèi)，第二跟蹤階段出現(xiàn)在主時鐘的第二時鐘周期內(nèi)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中第一和第二跟蹤階段都出現(xiàn)在主時鐘的一個時鐘周期內(nèi)。
11.一種對輸入信號執(zhí)行跟蹤操作的方法，該方法包括 用電源電路在第一跟蹤階段中對晶體管開關(guān)充電，該電源電路連接到晶體管開關(guān)的柵極節(jié)點；以及 用自舉電路在第二跟蹤階段中對所述晶體管開關(guān)充電，該自舉電路連接到晶體管開關(guān)的柵極節(jié)點和源極節(jié)點。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中在柵極節(jié)點與源極節(jié)點之間的電壓在第一跟蹤階段中取決于輸入信號。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中在柵極節(jié)點與源極節(jié)點之間的電壓在第二跟蹤階段中實質(zhì)上恒定。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中電源電路對寄生電容充電。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中自舉電路包括電容器。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中電源電路在第二跟蹤階段中不對所述晶體管開關(guān)充電。
17.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中通過來自定時發(fā)生器的控制信號觸發(fā)第一和第二跟蹤階段。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中定時發(fā)生器基于跟蹤系統(tǒng)的主時鐘產(chǎn)生控制信號。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中第一跟蹤階段出現(xiàn)在主時鐘的第一時鐘周期內(nèi)，以及第二跟蹤階段出現(xiàn)在主時鐘的第二時鐘周期內(nèi)。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中第一和第二跟蹤階段都出現(xiàn)在主時鐘的一個時鐘周期內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明的多個示例性實施例涉及一種跟蹤系統(tǒng)和方法。所述系統(tǒng)包括具有柵極節(jié)點和源極節(jié)點的晶體管開關(guān)，連接到柵極節(jié)點的電源電路，和連接到源極節(jié)點和柵極節(jié)點的自舉電路。電源電路在第一跟蹤階段中對所述開關(guān)充電，并且自舉電路在第二跟蹤階段中對所述開關(guān)充電。
文檔編號H03M1/54GK102761337SQ20121012263
公開日2012年10月31日 申請日期2012年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月27日
發(fā)明者亞歷山德羅·穆里尼, 埃爾溫·楊森, 埃松·扎尼科普羅斯, 康斯坦丁諾斯·多麗絲 申請人:Nxp股份有限公司