反饋D/A轉(zhuǎn)換器輸出信號之間的共 模差。這個(gè)信息可能接著被用于調(diào)整用于反饋D/A轉(zhuǎn)換器的參考電壓或者調(diào)整反饋D/A轉(zhuǎn) 換器的抽頭（移動范圍）。優(yōu)選地，該校準(zhǔn)可能通過增加專用的一組跨導(dǎo)元件用于在操作期 間測量輸入信號和反饋D/A轉(zhuǎn)換器信號之間的共模差來改善，從而在飛行中共?？梢员恍?正。
[0038] 根據(jù)第三方面，提供一種系統(tǒng)，包括多個(gè)根據(jù)第二方面或者任何上述實(shí)施例中的 A/D轉(zhuǎn)換器，其中多個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器的反饋D/A轉(zhuǎn)換器共用梯形電阻結(jié)構(gòu)。
[0039] 優(yōu)選地，梯形電阻結(jié)構(gòu)被配置為在正的參考電壓（+Vref)和負(fù)的參考電壓 (-Vref)之間提供多個(gè)等量間距的離散的電壓值。
[0040] 通過共用梯形電阻結(jié)構(gòu)，即所有的反饋D/A轉(zhuǎn)換器都是用相同的梯形電阻結(jié)構(gòu)， 系統(tǒng)中的每個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器可能具有相同的增益特性，從而可以獲得增益匹配。
[0041] 應(yīng)該注意的是本發(fā)明的實(shí)施例參考不同的主題進(jìn)行描述。具體地，一些實(shí)施例的 描述關(guān)于方法權(quán)利要求而另一些實(shí)施例的描述關(guān)于產(chǎn)品權(quán)利要求。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員 從上下文可以得出，除非另外指出，除了屬于一種類型的主題中的技術(shù)特征的結(jié)合以外，與 不同主題相關(guān)的技術(shù)特征的任何結(jié)合，特別是方法權(quán)利要求中的技術(shù)特征和產(chǎn)品權(quán)利要求 中的技術(shù)特征的結(jié)合，也被認(rèn)為已被本發(fā)明披露。
[0042] 從以下描述的實(shí)施例和參考具體例子的說明可以明顯得出上述限定的方面和本 發(fā)明的其它方面。以下關(guān)于本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述，但本發(fā)明不限于這些實(shí)施例。
【附圖說明】
[0043] 圖1示出了傳統(tǒng)的E A模數(shù)轉(zhuǎn)換器的原理圖；
[0044] 圖2示出了用于差分模數(shù)轉(zhuǎn)換器的已知的輸入級的原理圖；
[0045] 圖3示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于差分模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入級的原理圖；
[0046] 圖4示出了根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的用于差分模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入級的原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0047] 附圖中的示例是示意性的。注意的是在不同的圖中，各個(gè)實(shí)施例中相似的或者相 同的元件以相同的或者相似的符號表示，只是在第一個(gè)數(shù)字發(fā)生變化。
[0048] 關(guān)于圖1和圖2,作為以上給出的相應(yīng)描述的參考。
[0049] 圖3示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于差分模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入級的原理圖。
[0050] 通常，輸入級300的結(jié)構(gòu)與圖2所示的已知技術(shù)的輸入級200的不同之處在于：輸 入級300的各個(gè)跨導(dǎo)元件接收具有相同極性的模擬輸入信號和模擬反饋信號，從而輸入級 300的各個(gè)跨導(dǎo)元件比圖2的已知技術(shù)的輸入級200的跨導(dǎo)元件經(jīng)歷更少的信號擺幅。
[0051] 更具體地，如圖3所示，輸入級300包括第一跨導(dǎo)元件306,第二跨導(dǎo)元件316,梯 形電阻310 (組成反饋D/A轉(zhuǎn)換器）和電容器308,第一跨導(dǎo)元件306具有第一輸入302和 第二輸入304,第二跨導(dǎo)元件316具有第一輸入312和第二輸入314,電容器308對來自第 一跨導(dǎo)元件306的輸出電流和來自第二跨導(dǎo)元件316的輸出電流積分求和。
[0052] 第一跨導(dǎo)元件306的第一輸入302接收第一模擬輸入信號（例如用于差分A/D轉(zhuǎn) 換器的正模擬輸入），第一跨導(dǎo)元件306的第二輸入304接收來自梯形電阻310的第一模擬 反饋信號。類似地，第二跨導(dǎo)元件316的第一輸入接收第二模擬輸入信號（例如用于差分 A/D轉(zhuǎn)換器的負(fù)模擬輸入），第二跨導(dǎo)元件316的第二輸入314接收來自梯形電阻310的第 二模擬反饋信號。兩個(gè)跨導(dǎo)元件306和316的正輸出端互連并且連接到積分電容器308的 一端。類似地，兩個(gè)跨導(dǎo)元件306和316的負(fù)輸出端互連并且連接到積分電容器308的另 一端。因此，電容器308對跨導(dǎo)兀件306和316輸出的電流積分求和（例如從各個(gè)正輸出 端）從而電容器308兩端的電壓Vout表示輸出電流的積分之和。
[0053] 如圖3所示，第一跨導(dǎo)元件306的第一輸入302的極性與第二跨導(dǎo)元件316的第 一輸入312的極性相反。因此，在第一跨導(dǎo)元件306的第一和第二輸入端302、304處各自 的電壓的正的差導(dǎo)致來自第一跨導(dǎo)元件306的正輸出端（+)的正的輸出電流和因此對電容 器308積分之和的正的貢獻(xiàn)。類似地，各個(gè)電壓之間的負(fù)的差會提供負(fù)的貢獻(xiàn)到電容器308 積分之和。相反，在第二跨導(dǎo)元件316的第一和第二輸入端312,314處的電壓的正的差將 導(dǎo)致來自第二跨導(dǎo)元件316的正輸出端（+)的負(fù)輸出電流和因此對于電容器308積分之和 的負(fù)的貢獻(xiàn)。類似地，各個(gè)電壓之間的負(fù)的差會提供負(fù)的貢獻(xiàn)到電容器308積分之和。
[0054] 圖3所示出的輸入級300具有多個(gè)有點(diǎn)：通過將相同極性的輸入和反饋信號提供 進(jìn)入各自的跨導(dǎo)元件306,316,可以仍然在電壓域中有效實(shí)現(xiàn)減少。這大大減少了跨導(dǎo)元 件306,316的輸入處的差分?jǐn)[幅，減少了對差模線性范圍的需要，避免了對退化的需要，和 導(dǎo)致大量能源的節(jié)省。
[0055] 輸入級300的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是參考D/A轉(zhuǎn)換器參考源的噪聲是共模。另外，對于近 中級（near-midscale)DA轉(zhuǎn)換器輸出，梯形電阻的大多數(shù)熱噪聲是共模。在單端實(shí)施（只 使用一個(gè)跨導(dǎo)元件和單端輸入信號）中，DA轉(zhuǎn)換器的噪聲是共模的優(yōu)點(diǎn)明顯喪失了。
[0056] 輸入級300的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是如果所需要的A/D轉(zhuǎn)換器對需要在兩個(gè)信號轉(zhuǎn)換路徑 中的增益匹配，參考梯形電阻310可以在通道之間再利用。假設(shè)各個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器的跨導(dǎo)元 件彼此匹配，參考梯形電阻310的再利用在雙通道之間給出了內(nèi)部增益匹配。很明顯，參考 梯形電阻310可以用于任何數(shù)量的通道，即用于多于兩個(gè)通道的再利用。如果各個(gè)A/D轉(zhuǎn) 換器的跨導(dǎo)元件不匹配，增益匹配可能通過在信號轉(zhuǎn)換期間重復(fù)交換跨導(dǎo)元件來實(shí)現(xiàn)。
[0057] 圖4示出了根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例的用于差分模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入級的原理圖。
[0058] 從圖4可以看出，除了另外的斬波器420,輸入級400的結(jié)構(gòu)與上述討論的圖3所 示的輸入級300的結(jié)構(gòu)相同。因此，不再對類似的元件進(jìn)行詳細(xì)描述。如已經(jīng)指出的，輸入 級400與輸入級300的不同之處只在于在第二跨導(dǎo)元件416和積分電容器408之間提供斬 波器420。根據(jù)施加到控制端422的控制信號，斬波器420能夠交換第二跨導(dǎo)元件416的輸 出端的連接。也就是說，當(dāng)預(yù)定的控制信號施加到控制端422上時(shí)，斬波器將第二跨導(dǎo)元件 416的正輸出端（+)連接到第一跨導(dǎo)元件406的負(fù)輸出端（-)，和將第二跨導(dǎo)元件416的輸 出端㈠連接到第一跨導(dǎo)元件406的正輸出端（+)。因此，操作模式在差模（與圖3所示的 結(jié)構(gòu)相應(yīng)）和操作的共模之間切換。在共模操作中，第二跨導(dǎo)元件416的第一輸入端412 和第二輸入端414的正電壓差也會導(dǎo)致對電容器408積分的電流之和的正的貢獻(xiàn)。
[0059] 更具體地，當(dāng)在差模中操作時(shí)（相應(yīng)于圖3)，電容器408積分的電流之和1_如 下：
[0060]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種用于模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入級，其特征在于，輸入級包括： 跨導(dǎo)元件（306,406)，適于在跨導(dǎo)元件的第一輸入（302,402)接收模擬輸入信號，所述 模擬輸入信號將被模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號； 反饋路徑，用于提供模擬反饋信號到跨導(dǎo)元件的第二輸入（304,404)，所述模擬反饋信 號基于模數(shù)轉(zhuǎn)換器的數(shù)字輸出信號，和 積分器（308,408)，用于對跨導(dǎo)元件的輸出電流進(jìn)行積分，其中積分元件適于產(chǎn)生表示 經(jīng)積分的輸出電流的積分器輸出信號。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸入級，其特征在于，還包括： 另外的跨導(dǎo)元件，適于在另外的跨導(dǎo)元件的第一輸入接收另外的模擬輸入信號，和 另外的反饋路徑，用于提供另外的模擬反饋信號到另外的跨導(dǎo)元件的第二輸入，另外 的模擬反饋信號基于模數(shù)轉(zhuǎn)換器的數(shù)字輸出信號， 其中積分器適于對跨導(dǎo)元件的輸出電流和另外的跨導(dǎo)元件的輸出電流積分求和，以及 其中積分器輸出信號表不輸出電流的積分之和。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的輸入級，其特征在于，模擬輸入信號和另外的模擬輸入信 號是用于差分模數(shù)轉(zhuǎn)換器的模擬輸入信號。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的輸入級，其特征在于，跨導(dǎo)元件的第一輸入和另外的跨導(dǎo) 元件的第一輸入具有相反的極性。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2至4中任一項(xiàng)所述的輸入級，其特征在于，還包括： 布置在跨導(dǎo)元件的輸出和積分器之間的斬波器，斬波器反轉(zhuǎn)跨導(dǎo)元件的輸出的極性。
6. 根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的輸入級，其特征在于，積分器包括電容器，和其中積分 器輸出信號是電容器兩端的電壓。
7. -種模數(shù)轉(zhuǎn)換器，包括： 根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的輸入級， 量化級，適于接收積分器輸出信號和產(chǎn)生數(shù)字輸出信號，和 反饋數(shù)模轉(zhuǎn)換器，適于通過將數(shù)字輸出信號轉(zhuǎn)換為模擬信號來產(chǎn)生模擬反饋信號和提 供模擬反饋信號到反饋路徑。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其特征在于，還包括在輸入級和量化級之間插 入的濾波級。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其特征在于，反饋數(shù)模轉(zhuǎn)換器包括梯形電阻 結(jié)構(gòu)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7至9中任一項(xiàng)所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其特征在于，輸入級是根據(jù)權(quán)利 要求5所述的輸入級，和其中斬波器通過反轉(zhuǎn)跨導(dǎo)元件的輸出的極性在操作的差模和操作 的共模之間切換。
11. 一種包括多個(gè)根據(jù)權(quán)利要求7至10中任一項(xiàng)所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器的系統(tǒng)，其特征在 于，多個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器的反饋數(shù)模轉(zhuǎn)換器共用梯形電阻結(jié)構(gòu)。
【專利摘要】一種用于模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入級，包括(a)跨導(dǎo)元件，適于在跨導(dǎo)元件的第一輸入接收將被模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的模擬輸入信號，(b)反饋路徑，用于提供模擬反饋信號到跨導(dǎo)元件的第二輸入，模擬反饋信號及與模數(shù)轉(zhuǎn)換器的數(shù)字輸出信號，和(c)積分器，用于對跨導(dǎo)元件的輸出電流積分，其中積分元件適于產(chǎn)生表示經(jīng)積分的輸出電流的積分器輸出信號。還記載了包括這種輸入級的模數(shù)轉(zhuǎn)換器和包括多個(gè)這種模數(shù)轉(zhuǎn)換器的系統(tǒng)。
【IPC分類】H03M1-12
【公開號】CN104734712
【申請?zhí)枴緾N201410729736
【發(fā)明人】羅伯特·H·M·范費(fèi)爾德溫, 法比奧·塞巴斯蒂亞諾
【申請人】恩智浦有限公司
【公開日】2015年6月24日
【申請日】2014年12月4日
【公告號】EP2887553A1, US20150171882