本發(fā)明實(shí)施例涉及電路技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種相關(guān)雙采樣積分電路。
背景技術(shù):
為了減小積分電路中運(yùn)放1/f噪聲、失配電壓的影響,通常會(huì)引入相關(guān)雙采樣技術(shù),具體地通過對不同輸入信號(hào)進(jìn)行先后前后兩次采樣,將兩次采樣后的輸入信號(hào)進(jìn)行模擬相減,以消除運(yùn)放1/f噪聲和失配電壓等造成的噪聲,從而獲得真實(shí)的信號(hào)電平。
一種示例性相關(guān)雙采樣積分電路包括:采樣電路、儲(chǔ)能電容以及放大器,采樣電路在兩相非交疊時(shí)鐘φ1、φ2的控制下進(jìn)行分時(shí)采樣。在時(shí)鐘φ1為高、時(shí)鐘φ2為低時(shí),儲(chǔ)能電容ci的正極板采樣輸入信號(hào)v1,同時(shí)負(fù)極板可采樣到放大器的1/f噪聲和失配電壓導(dǎo)致的噪聲;在時(shí)鐘φ1為低、時(shí)鐘φ2為高時(shí),儲(chǔ)能電容ci的正極板采樣輸入信號(hào)v2,同時(shí)負(fù)極板同樣可采樣到放大器的1/f噪聲、失配電壓導(dǎo)致的噪聲。若連續(xù)兩個(gè)相位的1/f噪聲和失配電壓基本不變,相鄰兩個(gè)采樣時(shí)段相比,放大器的輸出電壓的變化量將不受1/f和失配電壓的影響,從而消除了運(yùn)放1/f噪聲和失配電壓等造成的噪聲。
但是,上述示例性相關(guān)雙采樣積分電路中,在時(shí)鐘φ1從低變高的時(shí)刻,放大器的輸出會(huì)從時(shí)鐘φ2為高階段的輸出值跳變?yōu)楣材k妷簐cm;同樣在時(shí)鐘φ2從低變高的時(shí)刻,放大器的輸出會(huì)從共模電壓vcm跳至原來時(shí)鐘φ2階段的輸出值與積分值之和,由此會(huì)導(dǎo)致隨著積分次數(shù)的增加,相關(guān)雙采樣積分電路的輸出跳變越來越大。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明實(shí)施例的目的在于提供一種相關(guān)雙采樣積分電路,用以至少解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述問題。
為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明實(shí)施例的目的,本發(fā)明實(shí)施例提供了一種相關(guān)雙采樣積分電路,其包括:采樣保持模塊、儲(chǔ)能單元以及反饋模塊,所述采樣保持模塊用于對不同輸入信號(hào)進(jìn)行采樣和保持處理,所述儲(chǔ)能單元用于存儲(chǔ)采樣和保持處理后的輸入信號(hào)對應(yīng)的電荷以產(chǎn)生節(jié)點(diǎn)信號(hào),所述反饋模塊用于與儲(chǔ)能單元形成負(fù)反饋回路,進(jìn)而控制在積分階段的節(jié)點(diǎn)信號(hào)和在復(fù)位階段的節(jié)點(diǎn)信號(hào)保持一致,以避免所述相關(guān)雙采樣積分電路的輸出跳變。
可選地,在本發(fā)明的一實(shí)施例中,所述反饋模塊包括:差分放大器以及開關(guān)單元,用于分別與儲(chǔ)能單元形成不同的負(fù)反饋回路,進(jìn)而分別對所述儲(chǔ)能單元在所述積分階段和復(fù)位階段產(chǎn)生的節(jié)點(diǎn)信號(hào)進(jìn)行控制,使得在所述積分階段的節(jié)點(diǎn)信號(hào)和在所述復(fù)位階段的節(jié)點(diǎn)信號(hào)保持一致。
可選地,在本發(fā)明的一實(shí)施例中,所述反饋模塊包括第一差分放大器、第二差分放大器、第一開關(guān)單元、第二開關(guān)單元,所述第一開關(guān)單元導(dǎo)通,且所述第二開關(guān)單元關(guān)斷,使得所述第二差分放大器、第一開關(guān)單元與所述儲(chǔ)能單元形成第一反饋回路,所述第一差分放大器、所述第二差分放大器與所述儲(chǔ)能單元形成第二反饋回路,以對所述儲(chǔ)能單元在所述復(fù)位階段產(chǎn)生的節(jié)點(diǎn)信號(hào)進(jìn)行控制。
可選地,在本發(fā)明的一實(shí)施例中,所述反饋模塊包括第一差分放大器、第二差分放大器、第一開關(guān)單元、第二開關(guān)單元,所述第一開關(guān)單元關(guān)斷,且所述第二開關(guān)單元導(dǎo)通,使得所述儲(chǔ)能單元與所述第一差分放大器形成第三反饋回路,以對所述儲(chǔ)能單元在所述積分階段產(chǎn)生的節(jié)點(diǎn)信號(hào)進(jìn)行控制。
可選地,在本發(fā)明的一實(shí)施例中,所述采樣保持模塊包括采樣單元和保持單元,所述采樣單元用于對不同輸入信號(hào)進(jìn)行采樣,保持單元用于對采樣到的輸入信號(hào)進(jìn)行保持處理;所述保持單元的一端與所述采樣單元連接,另一端分別與所述第一開關(guān)單元的一端、所述儲(chǔ)能單元的一端、所述第一差分放大器的反相端連接,所述第一差分放大器的輸出端、所述儲(chǔ)能單元的另一端分別與所述第二差分放大器的正相端和反相端連接,且所述第二開關(guān)單元跨接在所述第二差分放大器的正相端和反相端之間,所述第一開關(guān)單元的另一端與第二差分放大器的輸出端連接。
可選地,在本發(fā)明的一實(shí)施例中,所述第一開關(guān)單元和所述第二開關(guān)單元的關(guān)斷、導(dǎo)通由兩相非交疊時(shí)鐘信號(hào)分別進(jìn)行控制。
可選地,在本發(fā)明的一實(shí)施例中,所述采樣保持模塊包括第三開關(guān)單元、第四開關(guān)單元,在所述兩相非交疊時(shí)鐘信號(hào)的分別控制下,以對不同輸入信號(hào)進(jìn)行采樣,同時(shí)所述第一開關(guān)單元與所述第三開關(guān)單元同步導(dǎo)通,所述第二開關(guān)單元與所述第四開關(guān)單元同步關(guān)斷,使得所述第二差分放大器、所述第一開關(guān)單元與所述儲(chǔ)能單元形成第一反饋回路,所述第一差分放大器、所述第二差分放大器與所述儲(chǔ)能單元形成第二反饋回路。
可選地,在本發(fā)明的一實(shí)施例中,所述采樣保持模塊包括第三開關(guān)單元、第四開關(guān)單元,在所述兩相非交疊時(shí)鐘信號(hào)的分別控制下,以對不同輸入信號(hào)進(jìn)行采樣,且所述第一開關(guān)單元與所述第三開關(guān)單元同步關(guān)斷,所述第二開關(guān)單元與所述第四開關(guān)單元同步導(dǎo)通,使得儲(chǔ)能單元與所述第一差分放大器形成第三反饋回路,以對所述儲(chǔ)能單元在所述積分階段產(chǎn)生的節(jié)點(diǎn)信號(hào)進(jìn)行控制。
可選地,在本發(fā)明的一實(shí)施例中,所述反饋模塊包括單輸入單輸出放大器、第二差分放大器、第一開關(guān)單元、第二開關(guān)單元,第一開關(guān)單元導(dǎo)通,且第二開關(guān)單元關(guān)斷,使得所述第二差分放大器、所述第一開關(guān)單元形成第四反饋回路,所述單輸入單輸出放大器、所述第二差分放大器與儲(chǔ)能單元形成第五反饋回路,以對所述儲(chǔ)能單元在所述復(fù)位階段產(chǎn)生的節(jié)點(diǎn)信號(hào)進(jìn)行控制。
可選地,在本發(fā)明的一實(shí)施例中,所述反饋模塊包括單輸入單輸出放大器、第二差分放大器、第一開關(guān)單元、第二開關(guān)單元,第所述一開關(guān)單元關(guān)斷,且第二開關(guān)單元導(dǎo)通,使得所述儲(chǔ)能單元與所述單輸入單輸出形成第六反饋回路,以對所述儲(chǔ)能單元在所述積分階段產(chǎn)生的節(jié)點(diǎn)信號(hào)進(jìn)行控制。
可選地,在本發(fā)明的一實(shí)施例中,所述采樣保持模塊包括采樣單元和保持單元,所述采樣單元用于對不同輸入信號(hào)進(jìn)行采樣,所述保持單元用于對采樣到的輸入信號(hào)進(jìn)行保持處理;所述保持單元的一端與所述采樣單元連接,另一端分別與所述第一開關(guān)單元的一端、所述單輸入單輸出放大器的輸入端、所述第二差分放大器的反相端連接,所述單輸入單輸出放大器的輸出端與所述儲(chǔ)能單元的一端連接,所述儲(chǔ)能單元的另一端與所述第二差分放大器的正相端連接,且所述第二開關(guān)單元跨接在所述第二差分放大器的正相端和反相端之間,所述第一開關(guān)單元的另一端與第二差分放大器的輸出端連接。
可選地,在本發(fā)明的一實(shí)施例中,所述第一開關(guān)單元和所述第二開關(guān)單元的關(guān)斷、導(dǎo)通由兩相非交疊時(shí)鐘信號(hào)分別進(jìn)行控制。
可選地,在本發(fā)明的一實(shí)施例中,所述采樣保持模塊包括第三開關(guān)單元、第四開關(guān)單元,在所述兩相非交疊時(shí)鐘信號(hào)的分別控制下,以對不同輸入信號(hào)進(jìn)行采樣,同時(shí)所述第一開關(guān)單元與所述第三開關(guān)單元同步導(dǎo)通,所述第二開關(guān)單元與所述第四開關(guān)單元同步關(guān)斷,使得所述第二差分放大器、第一開關(guān)單元形成第四反饋回路,所述單輸入單輸出放大器、所述第二差分放大器與所述儲(chǔ)能單元形成第五反饋回路,以對所述儲(chǔ)能單元在所述復(fù)位階段產(chǎn)生的節(jié)點(diǎn)信號(hào)進(jìn)行控制。
可選地,在本發(fā)明的一實(shí)施例中,所述采樣保持模塊包括第三開關(guān)單元、第四開關(guān)單元,在所述兩相非交疊時(shí)鐘信號(hào)的分別控制下,以對不同輸入信號(hào)進(jìn)行采樣,同時(shí)所述第一開關(guān)單元與所述第三開關(guān)單元同步關(guān)斷,所述第二開關(guān)單元與所述第四開關(guān)單元同步導(dǎo)通,使得儲(chǔ)能單元與所述單輸入單輸出放大器形成第六反饋回路,以對所述儲(chǔ)能單元在所述積分階段產(chǎn)生的節(jié)點(diǎn)信號(hào)進(jìn)行控制。
可選地,在本發(fā)明的一實(shí)施例中,所述第二開關(guān)單元可為第二鐘控關(guān)斷器;和/或,所述第一開關(guān)單元可為第一鐘控關(guān)斷器。
本發(fā)明實(shí)施例中,相關(guān)雙采樣積分電路主要包括采樣保持模塊、儲(chǔ)能單元以及反饋模塊,所述采樣保持模塊用于對不同輸入信號(hào)進(jìn)行采樣和保持處理,所述儲(chǔ)能單元用于存儲(chǔ)采樣和保持處理后的輸入信號(hào)對應(yīng)的電荷以產(chǎn)生節(jié)點(diǎn)信號(hào),所述反饋模塊用于與儲(chǔ)能單元形成負(fù)反饋回路,進(jìn)而控制在積分階段的節(jié)點(diǎn)信號(hào)和在復(fù)位階段的節(jié)點(diǎn)信號(hào)保持一致,以避免所述相關(guān)雙采樣積分電路的輸出跳變。所述反饋模塊可以包括:差分放大器以及開關(guān)單元,用于分別與儲(chǔ)能單元形成不同的負(fù)反饋回路,進(jìn)而分別對所述儲(chǔ)能單元在所述積分階段和復(fù)位階段產(chǎn)生的節(jié)點(diǎn)信號(hào)進(jìn)行控制,使得在所述積分階段的節(jié)點(diǎn)信號(hào)和在所述復(fù)位階段的節(jié)點(diǎn)信號(hào)保持一致,因此,相關(guān)雙采樣積分電路在消除了運(yùn)放1/f噪聲和失配電壓等造成的噪聲的同時(shí),避免或者減弱了隨著積分次數(shù)的增加導(dǎo)致的相關(guān)雙采樣積分電路的輸出跳變。
附圖說明
圖1為本發(fā)明實(shí)施例一中相關(guān)雙采樣積分電路結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2為本發(fā)明實(shí)施例二中相關(guān)雙采樣積分電路的具體結(jié)構(gòu)示意圖;
圖3為本發(fā)明實(shí)施例三中相關(guān)雙采樣積分電路結(jié)構(gòu)示意圖;
圖4為本發(fā)明實(shí)施例四中相關(guān)雙采樣積分電路的具體結(jié)構(gòu)示意圖;
圖5為本發(fā)明實(shí)施例五中相關(guān)雙采樣積分電路框圖。
具體實(shí)施方式
以下將配合圖式及實(shí)施例來詳細(xì)說明本申請的實(shí)施方式,藉此對本申請如何應(yīng)用技術(shù)手段來解決技術(shù)問題并達(dá)成技術(shù)功效的實(shí)現(xiàn)過程能充分理解并據(jù)以實(shí)施。
本發(fā)明下述實(shí)施例中的相關(guān)雙采樣積分電路主要包括采樣保持模塊、儲(chǔ)能單元以及反饋模塊,所述采樣保持模塊用于對不同輸入信號(hào)進(jìn)行采樣和保持處理,所述儲(chǔ)能單元用于存儲(chǔ)采樣和保持處理后的輸入信號(hào)對應(yīng)的電荷以產(chǎn)生節(jié)點(diǎn)信號(hào)(如節(jié)點(diǎn)電壓),所述反饋模塊用于與儲(chǔ)能單元形成負(fù)反饋回路,進(jìn)而控制在積分階段的節(jié)點(diǎn)信號(hào)和在復(fù)位階段的節(jié)點(diǎn)信號(hào)保持一致,以避免所述相關(guān)雙采樣積分電路的輸出跳變。所述反饋模塊可以包括:差分放大器以及開關(guān)單元,用于分別與儲(chǔ)能單元形成不同的負(fù)反饋回路,進(jìn)而分別對所述儲(chǔ)能單元在所述積分階段和復(fù)位階段產(chǎn)生的節(jié)點(diǎn)信號(hào)進(jìn)行控制,使得在所述積分階段的節(jié)點(diǎn)信號(hào)和在所述復(fù)位階段的節(jié)點(diǎn)信號(hào)保持一致,因此,相關(guān)雙采樣積分電路在消除了運(yùn)放1/f噪聲和失配電壓等造成的噪聲的同時(shí),避免或者減弱了隨著積分次數(shù)的增加導(dǎo)致的相關(guān)雙采樣積分電路的輸出跳變。
本發(fā)明下述實(shí)施例中,將結(jié)合示例性的具體電路對上述相關(guān)采樣電路做示意性的解釋。
圖1為本發(fā)明實(shí)施例一中相關(guān)雙采樣積分電路結(jié)構(gòu)示意圖;如圖1所示,其包括:采樣保持模塊101、反饋模塊102,所述反饋模塊102包括第一差分放大器112、第二差分放大器122、第一開關(guān)單元142、第二開關(guān)單元132。第一開關(guān)單元142和第二開關(guān)單元132可配置為具有相反的導(dǎo)通狀態(tài),比如,當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)單元142導(dǎo)通,且第二開關(guān)單元132關(guān)斷,使得所述第二差分放大器122、第一開關(guān)單元142可與儲(chǔ)能單元(圖中未示出)形成第一反饋回路;第一差分放大器112、第二差分放大器122可與儲(chǔ)能單元形成第二反饋回路,以對所述儲(chǔ)能單元在復(fù)位階段產(chǎn)生的節(jié)點(diǎn)信號(hào)進(jìn)行控制。當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)單元142關(guān)斷,且第二開關(guān)單元132導(dǎo)通,使得儲(chǔ)能單元與第一差分放大器112形成第三反饋回路,以對所述儲(chǔ)能單元在積分階段產(chǎn)生的節(jié)點(diǎn)信號(hào)進(jìn)行控制。因此,本實(shí)施例提供的相關(guān)雙采樣積分電路可以使得在所述積分階段的節(jié)點(diǎn)信號(hào)和在所述復(fù)位階段的節(jié)點(diǎn)信號(hào)保持一致,在消除運(yùn)放1/f噪聲和失配電壓等造成的噪聲的同時(shí),避免或者減弱了隨著積分次數(shù)的增加相關(guān)雙采樣積分電路的輸出跳變。
圖2為本發(fā)明實(shí)施例二中相關(guān)雙采樣積分電路的具體結(jié)構(gòu)示意圖;如圖2所示,本實(shí)施例中,第一差分放大器112又記為運(yùn)放1、第二差分放大器122又記為運(yùn)放2,其中:
所述采樣保持模塊包括采樣單元111和保持單元121,所述采樣單元111用于分別對不同輸入信號(hào)(v1、v2)進(jìn)行采樣,保持單元121(如保持電容ci)用于對采樣到的輸入信號(hào)進(jìn)行保持處理,所述保持單元121的一端與所述采樣單元111連接,另一端分別與第一開關(guān)單元142(又記為s4)的一端、儲(chǔ)能單元103(圖中如儲(chǔ)能電容cf)的一端、第一差分放大器112的反相端連接,第一差分放大器112的輸出端、儲(chǔ)能單元103的另一端分別與第二差分放大器122的正相端和反相端連接,且所述第二開關(guān)單元132(又記為s3)跨接在第二差分放大器122的正相端和反相端之間,第一開關(guān)單元142的另一端與第二差分放大器122的輸出端連接。
本實(shí)施例中,具體地,所述第一開關(guān)單元142和所述第二開關(guān)單元132相反的導(dǎo)通狀態(tài)可由兩相非交疊時(shí)鐘信號(hào)φ1、φ2分別進(jìn)行控制。
進(jìn)一步地,本實(shí)施例中,所述采樣保持模塊101具體包括第三開關(guān)單元131(又記為s1)、第四開關(guān)單元141(又記為s2),第三開關(guān)單元131、第四開關(guān)單元141可配置為具有相反的導(dǎo)通狀態(tài),具體比如第三開關(guān)單元131、第四開關(guān)單元141相反的導(dǎo)通狀態(tài)同樣可用上述兩相非交疊時(shí)鐘信號(hào)φ1、φ2分別進(jìn)行控制,即兩相非交疊時(shí)鐘信號(hào)φ1、φ2分別控制第三開關(guān)單元131、第四開關(guān)單元141進(jìn)行開關(guān)動(dòng)作使得第三開關(guān)單元131、第四開關(guān)單元141具有相反的導(dǎo)通狀態(tài),以對輸入信號(hào)v1進(jìn)行采樣。與此同時(shí),所述第一開關(guān)單元142與所述第三開關(guān)單元131同步導(dǎo)通,所述第二開關(guān)單元132與所述第四開關(guān)單元141同步關(guān)斷,使得所述第二差分放大器122、第一開關(guān)單元142與儲(chǔ)能單元103形成第一反饋回路,第一差分放大器112、第二差分放大器122與儲(chǔ)能單元103形成第二反饋回路,從而可對所述儲(chǔ)能單元103在復(fù)位階段產(chǎn)生的節(jié)點(diǎn)信號(hào)進(jìn)行控制。
進(jìn)一步地,兩相非交疊時(shí)鐘信號(hào)φ1、φ2分別控制第三開關(guān)單元131、第四開關(guān)單元141進(jìn)行開關(guān)動(dòng)作使第三開關(guān)單元131、第四開關(guān)單元141具有不同的導(dǎo)通狀態(tài),以對輸入信號(hào)v2進(jìn)行采樣,同時(shí),所述第一開關(guān)單元142與所述第三開關(guān)單元131同步關(guān)斷,且所述第二開關(guān)單元132與所述第四開關(guān)單元141同步導(dǎo)通,使得儲(chǔ)能單元103與第一差分放大器112形成第三反饋回路,以對所述儲(chǔ)能單元103在積分階段產(chǎn)生的節(jié)點(diǎn)信號(hào)進(jìn)行控制,從而可使得在積分階段的節(jié)點(diǎn)信號(hào)和在復(fù)位階段的節(jié)點(diǎn)信號(hào)保持一致。
在一種可選的實(shí)施例中,比如,將時(shí)鐘信號(hào)φ1為高且時(shí)鐘信號(hào)φ2為低時(shí)定義為復(fù)位階段,相反,則為積分階段;一方面假設(shè)不考慮運(yùn)放1/f噪聲和失配電壓等造成的噪聲;另外一方面假設(shè)第二差分放大器122的增益為1,儲(chǔ)能電容的初始電荷為0,共模電壓vcm為0;對應(yīng)地,本實(shí)施例中的相關(guān)雙采樣積分電路工作過程如下:
在第1個(gè)復(fù)位階段,時(shí)鐘信號(hào)φ1為高且時(shí)鐘信號(hào)φ2為低,使得第三開關(guān)單元131和第一開關(guān)單元142均導(dǎo)通,第四開關(guān)單元141和第二開關(guān)單元132均關(guān)斷,此時(shí)儲(chǔ)能單元103的兩端跨接在第二差分放大器122的負(fù)相端和輸出端,使得形成所述第一負(fù)反饋回路,此時(shí)注入到節(jié)點(diǎn)2的電荷都會(huì)被第二差分放大器122吸收,但由于第三開關(guān)s3的關(guān)斷,注入到節(jié)點(diǎn)2的電荷不會(huì)轉(zhuǎn)移到儲(chǔ)能單元103中,從而可使得儲(chǔ)能單元103的電荷被保持住。也即無論此時(shí)保持單元121的正極板的電壓如何變化都不會(huì)影響到積分電路的輸出vout。另外,由于第一差分放大器112、第二差分放大器122和儲(chǔ)能單元103形成了所述第二負(fù)反饋回路,并且由于第二差分放大器122處于虛短狀態(tài),節(jié)點(diǎn)2的電壓等于共模電壓vcm且同為0v,因此儲(chǔ)能單元103負(fù)極板的電壓為0,保持單元121負(fù)極板的電壓同為0,而保持單元121正極板的電壓為輸入信號(hào)v1的電壓。
在第1個(gè)積分階段,第四開關(guān)單元141和第二開關(guān)單元132均導(dǎo)通,第三開關(guān)單元131和第一開關(guān)單元142均關(guān)斷。此時(shí)第二差分放大器122從環(huán)路中被去除,儲(chǔ)能單元103的兩端分別跨接在第一差分放大器112的負(fù)相端和輸出端,從而形成了第三負(fù)反饋回路,此時(shí)注入到節(jié)點(diǎn)2的電荷都會(huì)被儲(chǔ)能單元103吸收。此時(shí)保持單元121的正極板由輸入信號(hào)v1變?yōu)檩斎胄盘?hào)v2,因此,積分電路的輸出vout可根據(jù)式(1)計(jì)算。
在第2個(gè)復(fù)位階段,類似上述第一復(fù)位階段,儲(chǔ)能電容cf中的電荷不受保持單元121正極板的電壓變化的影響,因此可得此時(shí)節(jié)點(diǎn)1b的電壓為(v1-v2)ci/cf。由于第二差分放大器122虛短,節(jié)點(diǎn)1b和1a的電壓一致,均等于共模電壓vcm,因此積分電路的輸出vout與第1個(gè)積分階段的積分電路的輸出vout相等,即同樣為根據(jù)公式(1)中確定的積分電路的輸出vout。
當(dāng)考慮運(yùn)放1/f噪聲和失配電壓等造成的噪聲δv(t),則可將這些噪聲δv(t)等效到輸入信號(hào)上,參照上述公式(1),再經(jīng)過上述第一個(gè)積分階段后,積分電路的輸出vout由式(2)給出:
根據(jù)上述公式(2)可知,由于積分階段和復(fù)位階段的時(shí)間間隔較短,因此可近似認(rèn)為噪聲δv(t)、
圖3為本發(fā)明實(shí)施例三中相關(guān)雙采樣積分電路結(jié)構(gòu)示意圖;圖4為本發(fā)明實(shí)施例四中相關(guān)雙采樣積分電路的具體結(jié)構(gòu)示意圖。如圖3、圖4所示,本實(shí)施例中,其包括:反饋模塊102、采樣保持模塊101,其中:
所述反饋模塊102包括單輸入單輸出放大器152、第二差分放大器122、第一開關(guān)單元142、第二開關(guān)單元132,第一開關(guān)單元142導(dǎo)通,第二開關(guān)單元132關(guān)斷,使得所述第二差分放大器122、第一開關(guān)單元142形成第四反饋回路,單輸入單輸出放大器152、第二差分放大器122與儲(chǔ)能單元103形成第五反饋回路,以對所述儲(chǔ)能單元103在所述復(fù)位階段產(chǎn)生的節(jié)點(diǎn)信號(hào)進(jìn)行控制。進(jìn)一步地,第一開關(guān)單元142關(guān)斷,第二開關(guān)單元132導(dǎo)通,使得儲(chǔ)能單元103與單輸入單輸出放大器152形成第六反饋回路,以對所述儲(chǔ)能單元103在所述積分階段產(chǎn)生的節(jié)點(diǎn)信號(hào)進(jìn)行控制。本實(shí)施例中,所述第一開關(guān)單元142和所述第二開關(guān)單元132的關(guān)斷、導(dǎo)通可由上述兩相非交疊時(shí)鐘信號(hào)φ1、φ2分別進(jìn)行控制。
所述采樣保持模塊101同樣包括采樣單元111和保持單元121,所述采樣單元111用于對不同輸入信號(hào)(v1、v2)進(jìn)行采樣,保持單元121用于對采樣到的輸入信號(hào)進(jìn)行保持處理;具體地,所述保持單元121的一端與所述采樣單元111連接,另一端分別與所述第一開關(guān)單元142的一端、所述單輸入單輸出放大器152的輸入端、所述第二差分放大器122的反相端連接,所述單輸入單輸出放大器152的輸出端與所述儲(chǔ)能單元103的一端(正極板端)連接,所述儲(chǔ)能單元103的另一端(負(fù)極板端)與所述第二差分放大器122的正相端連接,且所述第二開關(guān)單元132跨接在所述第二差分放大器122的正相端和反相端之間,所述第一開關(guān)單元142的另一端與第二差分放大器122的輸出端連接。
具體地,所述采樣保持模塊101包括第三開關(guān)單元131、第四開關(guān)單元141,在兩相非交疊時(shí)鐘信號(hào)φ1、φ2的分別控制下進(jìn)行開關(guān)動(dòng)作,以對輸入信號(hào)v1進(jìn)行采樣,同時(shí),所述第一開關(guān)單元142與所述第三開關(guān)單元131同步導(dǎo)通,所述第二開關(guān)單元132與所述第四開關(guān)單元141同步關(guān)斷,使得所述第二差分放大器122、第一開關(guān)單元142形成第四反饋回路,單輸入單輸出放大器152、第二差分放大器122與儲(chǔ)能單元103形成第五反饋回路,以對所述儲(chǔ)能單元103在所述復(fù)位階段產(chǎn)生的節(jié)點(diǎn)信號(hào)進(jìn)行控制。進(jìn)一步地,第三開關(guān)單元131、第四開關(guān)單元141在兩相非交疊時(shí)鐘信號(hào)φ1、φ2的分別控制下,以對輸入信號(hào)v2進(jìn)行采樣,同時(shí),所述第一開關(guān)單元142與所述第三開關(guān)單元131同步關(guān)斷,所述第二開關(guān)單元132與所述第四開關(guān)單元141同步導(dǎo)通,使得儲(chǔ)能單元103與單輸入單輸出放大器152形成第六反饋回路,以對所述儲(chǔ)能單元103在所述積分階段產(chǎn)生的節(jié)點(diǎn)信號(hào)進(jìn)行控制。
本實(shí)施例中在儲(chǔ)能電容負(fù)極板和單輸入單輸出放大器152的負(fù)相端之間的第二開關(guān)單元132,導(dǎo)致形成了兩個(gè)節(jié)點(diǎn)即:節(jié)點(diǎn)2a、2b,相當(dāng)于插入了兩個(gè)節(jié)點(diǎn),而由于第二差分放大器122虛短,節(jié)點(diǎn)2a、2b的節(jié)點(diǎn)電壓(作為節(jié)點(diǎn)信號(hào))均等于共模電壓vcm,基本維持一個(gè)恒定的電壓,進(jìn)而使得節(jié)點(diǎn)2a、2b的節(jié)點(diǎn)信號(hào)不隨積分次數(shù)變化而變化,在消除了運(yùn)放1/f噪聲和失配電壓等造成的噪聲的同時(shí),避免了隨著積分次數(shù)的增加相關(guān)雙采樣積分電路的輸出跳變。
另外,與上述實(shí)施例二不同的是,將上述第一差分放大器替換為單輸入單輸出放大器152,可通過單輸入單輸出放大器152內(nèi)部產(chǎn)生一個(gè)共模電壓vcm,從而進(jìn)一步降低了功耗和噪聲。
再者,由于積分階段和保持階段第二開關(guān)單元132的開關(guān)動(dòng)作相反,使得電荷注入效應(yīng)也相反,而對于儲(chǔ)能電容來說,由于在一個(gè)周期內(nèi)注入效應(yīng)導(dǎo)致的其上的電荷量可能會(huì)有差異,因此每個(gè)周期內(nèi)儲(chǔ)能電容可能會(huì)有部分殘留電荷,理想情形下,每個(gè)周期內(nèi)儲(chǔ)能電容沒有殘留電荷,但是,由于每個(gè)周期的殘留電荷的電荷量幾乎相等或者沒有殘留電荷,從而進(jìn)一步使得電荷注入效應(yīng)并不會(huì)影響積分電路的線性度。
圖5為本發(fā)明實(shí)施例五中相關(guān)雙采樣積分電路框圖;如圖5所示,其包括:采樣保持模塊101和反饋模塊102,所述反饋模塊102包括:第一加法器112a、放大單元112b、多個(gè)儲(chǔ)能單元103、第二鐘控關(guān)斷器132’、第二加法器122a、緩沖電路122b以及第一鐘控關(guān)斷器142’;第一加法器112a與放大單元112b組合相當(dāng)于上述第一差分放大器,第二鐘控關(guān)斷器132’相當(dāng)于上述第二開關(guān)單元132,第一鐘控關(guān)斷器142’相當(dāng)于第一開關(guān)單元142,第二加法器122a與緩沖電路122b相當(dāng)于上述第二差分放大器122,第二鐘控關(guān)斷器132’可連接至任一儲(chǔ)能單元103的i級(jí)聯(lián)節(jié)點(diǎn)(i=1、2……n)上,并相當(dāng)于把與第二鐘控關(guān)斷器132’連接的級(jí)聯(lián)節(jié)點(diǎn)分拆成了兩個(gè)節(jié)點(diǎn):節(jié)點(diǎn)ib(如節(jié)點(diǎn)2b)、節(jié)點(diǎn)ia(如節(jié)點(diǎn)2a)。比如上圖中,如果第二鐘控關(guān)斷器132’連接至級(jí)聯(lián)節(jié)點(diǎn)3,則相當(dāng)于把該級(jí)聯(lián)節(jié)點(diǎn)3通過第二鐘控關(guān)斷器132’拆分成了節(jié)點(diǎn)3b、3a,從而再通過所述反饋模塊102,可控制節(jié)點(diǎn)ib、ia的節(jié)點(diǎn)信號(hào)不隨積分次數(shù)變化而變化,在消除了運(yùn)放1/f噪聲和失配電壓等造成的噪聲的同時(shí),避免了隨著積分次數(shù)的增加相關(guān)雙采樣積分電路的輸出跳變。
對圖5相關(guān)雙采樣積分工作過程簡要說明如下,詳細(xì)過程可參考上述相關(guān)實(shí)施例記載:
在第1個(gè)復(fù)位階段,采樣單元111中的第三開關(guān)單元(圖中未示出)、第一鐘控關(guān)斷器142’導(dǎo)通,第四開關(guān)單元(圖中未示出)、第二鐘控關(guān)斷器132’關(guān)斷,此時(shí)儲(chǔ)能單元103的兩端跨接在第一加法器112a的反相端和放大輸出端,使得形成所述第一負(fù)反饋回路;由第一加法器112a、放大單元112b、第二加法器122a和儲(chǔ)能單元103形成了所述第二負(fù)反饋回路。
在第1個(gè)積分階段,采樣單元111中的第四開關(guān)單元(圖中未示出)、第二鐘控關(guān)斷器132’導(dǎo)通,第三開關(guān)單元(圖中未示出)、第一鐘控關(guān)斷器142’關(guān)斷。此時(shí)第二加法器122a從環(huán)路中被去除,儲(chǔ)能單元103的兩端分別跨接在第二加法器122a的負(fù)相端和正相端并形成上述第三負(fù)反饋回路。
需要說明的是,上述實(shí)施例中電路模塊或者電路單元可以是單獨(dú)的一個(gè)器件,也可以多個(gè)器件的組合,只要可以實(shí)現(xiàn)上述功能即可。
本申請的實(shí)施例所提供的裝置可通過計(jì)算機(jī)程序?qū)崿F(xiàn)。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該能夠理解,上述的單元以及模塊劃分方式僅是眾多劃分方式中的一種,如果劃分為其他單元或模塊或不劃分塊,只要信息對象的具有上述功能,都應(yīng)該在本申請的保護(hù)范圍之內(nèi)。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)明白,本申請的實(shí)施例可提供為方法、裝置(設(shè)備)、或計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。因此,本申請可采用完全硬件實(shí)施例、完全軟件實(shí)施例、或結(jié)合軟件和硬件方面的實(shí)施例的形式。而且,本申請可采用在一個(gè)或多個(gè)其中包含有計(jì)算機(jī)可用程序代碼的計(jì)算機(jī)可用存儲(chǔ)介質(zhì)(包括但不限于磁盤存儲(chǔ)器、cd-rom、光學(xué)存儲(chǔ)器等)上實(shí)施的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的形式。
本申請是參照根據(jù)本申請實(shí)施例的方法、裝置(設(shè)備)和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的流程圖和/或方框圖來描述的。應(yīng)理解可由計(jì)算機(jī)程序指令實(shí)現(xiàn)流程圖和/或方框圖中的每一流程和/或方框、以及流程圖和/或方框圖中的流程和/或方框的結(jié)合??商峁┻@些計(jì)算機(jī)程序指令到通用計(jì)算機(jī)、專用計(jì)算機(jī)、嵌入式處理機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備的處理器以產(chǎn)生一個(gè)機(jī)器,使得通過計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備的處理器執(zhí)行的指令產(chǎn)生用于實(shí)現(xiàn)在流程圖一個(gè)流程或多個(gè)流程和/或方框圖一個(gè)方框或多個(gè)方框中指定的功能的裝置。
這些計(jì)算機(jī)程序指令也可存儲(chǔ)在能引導(dǎo)計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備以特定方式工作的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器中,使得存儲(chǔ)在該計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器中的指令產(chǎn)生包括指令裝置的制造品,該指令裝置實(shí)現(xiàn)在流程圖一個(gè)流程或多個(gè)流程和/或方框圖一個(gè)方框或多個(gè)方框中指定的功能。
這些計(jì)算機(jī)程序指令也可裝載到計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備上,使得在計(jì)算機(jī)或其他可編程設(shè)備上執(zhí)行一系列操作步驟以產(chǎn)生計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的處理,從而在計(jì)算機(jī)或其他可編程設(shè)備上執(zhí)行的指令提供用于實(shí)現(xiàn)在流程圖一個(gè)流程或多個(gè)流程和/或方框圖一個(gè)方框或多個(gè)方框中指定的功能的步驟。
盡管已描述了本申請的優(yōu)選實(shí)施例,但本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員一旦得知了基本創(chuàng)造性概念,則可對這些實(shí)施例作出另外的變更和修改。所以,所附權(quán)利要求意欲解釋為包括優(yōu)選實(shí)施例以及落入本申請范圍的所有變更和修改。顯然,本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本申請進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本申請的精神和范圍。這樣,倘若本申請的這些修改和變型屬于本申請權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi),則本申請也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。