一種用于流水線模數(shù)轉(zhuǎn)換器的高中頻采樣保持電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于流水線模數(shù)轉(zhuǎn)換器的高中頻采樣保持電路，包括一個(gè)開關(guān)電容電路，一個(gè)輸入驅(qū)動(dòng)電路，兩個(gè)柵壓襯底自舉電路，兩個(gè)共模復(fù)位電路和一個(gè)主運(yùn)算放大器。本發(fā)明對(duì)現(xiàn)有電荷重分配式采樣保持電路進(jìn)行改進(jìn)，通過(guò)改進(jìn)的采樣保持電路結(jié)構(gòu)，來(lái)對(duì)其中輸入采樣開關(guān)源漏端寄生電容的電荷泄漏問題進(jìn)行抑制，通過(guò)加入額外的輸入采樣開關(guān)來(lái)抵消寄生電容電荷泄露，從而實(shí)現(xiàn)增大輸入信號(hào)帶寬的目的。
【專利說(shuō)明】
一種用于流水線模數(shù)轉(zhuǎn)換器的高中頻采樣保持電路
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于集成電路技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種適合于對(duì)高頻信號(hào)進(jìn)行中頻采樣的采樣保持電路，尤其是一種用于流水線模數(shù)轉(zhuǎn)換器的高中頻采樣保持電路。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，高速高精度的模數(shù)轉(zhuǎn)換器(Analog to Digital Converter，ADC)在高清視頻、3G通信、醫(yī)療器械以及雷達(dá)等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。流水線模數(shù)轉(zhuǎn)換器(PipelineADC)作為高速高精度領(lǐng)域ADC的最佳選擇，其性能得到了飛速發(fā)展。采樣保持電路處于流水線ADC的最前端，用于完成對(duì)模擬信號(hào)由連續(xù)到離散的轉(zhuǎn)換過(guò)程。其性能是整個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器的最高性能，并且具有不可修正性，是制約流水線ADC系統(tǒng)速度、精度和線性度指標(biāo)優(yōu)勢(shì)的瓶頸。
[0003]根據(jù)奈奎斯特采樣定理，隨著輸入信號(hào)頻率與采樣時(shí)鐘頻率的大幅度提高，采樣保持電路的響應(yīng)速度也需要進(jìn)行相對(duì)應(yīng)地提高。而其響應(yīng)速度提升的核心工作和限制就是開關(guān)電容技術(shù)所依賴的高增益帶寬積運(yùn)算放大器的響應(yīng)速度和精度的提高。在標(biāo)準(zhǔn)的CMOS工藝條件下，該類運(yùn)算放大器的性能的提升遇到了越來(lái)越多的限制。采用中頻欠采樣技術(shù)可以極大降低采樣保持電路的響應(yīng)速度要求。
[0004]在流水線模數(shù)轉(zhuǎn)換器中，現(xiàn)有技術(shù)的電荷重分配式采樣保持電路如圖1所示。如圖2所示，其工作過(guò)程如下:在采樣相，S卩clkl和clklp為高電平，clk2為低電平時(shí)，開關(guān)SI閉合，輸入信號(hào)被采樣到電容Cs上，采樣保持放大器輸入端被短接到Vcm，輸出端也短接。在保持相，即clkl為低電平，clk2為高電平時(shí)，開關(guān)SI關(guān)斷，S2閉合，clklp比clkl提前跳為低電平，此時(shí)，放大器接成閉環(huán)形式，兩個(gè)采樣電容下極板被連在一起，差模電荷轉(zhuǎn)移到反饋電容Cf上，由此完成了對(duì)連續(xù)信號(hào)的離散采樣。該電路適用于高速高精度A/D轉(zhuǎn)換器。
[0005]傳統(tǒng)電荷重分配式采樣保持電路中，由于輸入采樣開關(guān)的等效電阻的非線性和體效應(yīng)，以及和源漏端存在的寄生電容，會(huì)引入很大的失真，從而限制了輸入信號(hào)帶寬。另外，由于是電容形式的閉環(huán)結(jié)構(gòu)，放大器需要具備較高的帶寬和增益以滿足高速高精度的要求，這樣必然要求其消耗很大的功耗以實(shí)現(xiàn)較小的建立時(shí)間。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有的缺陷，提供一種用于流水線模數(shù)轉(zhuǎn)換器的高中頻采樣保持電路，抑制現(xiàn)有電荷重分配采樣保持電路中輸入采樣開關(guān)的等效電阻的非線性和體效應(yīng)，以及源漏端存在的寄生電容造成的信號(hào)失真問題，從而使采樣保持電路具有更高的輸入帶寬。
[0007 ]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了如下的技術(shù)方案:
[0008]本發(fā)明一種用于流水線模數(shù)轉(zhuǎn)換器的高中頻采樣保持電路，采樣保持電路包括:
[0009]—個(gè)開關(guān)電容電路，包括采樣電容和輸入采樣開關(guān)，連接到開關(guān)電容電路中的輸入采樣開關(guān)一端進(jìn)行采樣和保持;同時(shí)
[0010]—個(gè)輸入驅(qū)動(dòng)電路，完成對(duì)差分輸入信號(hào)的共模電平檢測(cè)和共模電平移位功能，輸出提供給兩個(gè)共模復(fù)位電路和兩個(gè)柵壓襯底自舉電路；
[0011 ]兩個(gè)柵壓襯底自舉電路，分別接收經(jīng)過(guò)電平移位的差分輸入信號(hào)和兩路可選時(shí)鐘，進(jìn)行柵壓和襯底的自舉，輸出信號(hào)傳輸?shù)介_關(guān)電容電路中的輸入采樣開關(guān)的柵端和襯底端；
[0012]兩個(gè)共模復(fù)位電路，包括共模復(fù)位電路一和共模復(fù)位電路二，共模復(fù)位電路一在保持階段為采樣保持電路提供輸入共模電平，采樣階段斷開;共模復(fù)位電路二在采樣階段為采樣保持電路提供輸入共模電平，保持階段斷開；
[0013]—個(gè)主運(yùn)算放大器，在采樣階段輸入端短接，不接收信號(hào)，在保持階段形成反饋環(huán)路，對(duì)采樣信號(hào)進(jìn)行保持。
[0014]進(jìn)一步地，采樣電容為6個(gè)，輸入采樣開關(guān)為10個(gè)。
[0015]進(jìn)一步地，主運(yùn)算放大器為高中頻運(yùn)算放大器。
[0016]進(jìn)一步地，輸入驅(qū)動(dòng)電路包括:一個(gè)輸入共模檢測(cè)跟隨電路、兩個(gè)自偏置源跟隨器和兩個(gè)輸入跟隨電路，差分輸入信號(hào)的兩端分別連接到輸入共模檢測(cè)跟隨電路的兩個(gè)輸入端、兩個(gè)自偏置源跟隨器的輸入端和兩個(gè)輸入跟隨電路的輸入端，兩個(gè)自偏置源跟隨器的輸出端和兩個(gè)輸入跟隨電路的輸出端分別接四個(gè)信號(hào)節(jié)點(diǎn)。
[0017]進(jìn)一步地，輸入共模檢測(cè)跟隨電路包括:分別連接到差分輸入信號(hào)兩端的兩個(gè)共模檢測(cè)電阻、兩個(gè)共模檢測(cè)電容和一個(gè)基準(zhǔn)電壓驅(qū)動(dòng)電路。
[0018]進(jìn)一步地，基準(zhǔn)電壓驅(qū)動(dòng)電路包括:一個(gè)輔助運(yùn)算放大器和一個(gè)輸入跟隨電路，輔助運(yùn)算放大器的第一輸入端連接基準(zhǔn)電壓，輔助運(yùn)算放大器的第二輸入端和輸出端連接到輸入跟隨電路，輸入跟隨電路接收輸入共模信號(hào)。
[0019]進(jìn)一步地，兩個(gè)柵壓襯底自舉電路的結(jié)構(gòu)相同，控制信號(hào)采用兩相互補(bǔ)不交疊時(shí)鐘信號(hào)，輸入信號(hào)均接輸入跟隨電路的輸出端，柵壓自舉輸出分別接兩個(gè)輸出端，襯底自舉輸出分別接另外兩個(gè)輸出端。
[0020]進(jìn)一步地，共模復(fù)位電路一在保持階段與采樣電容連接，為采樣保持電路提供輸入共模電平，共模復(fù)位電路一在采樣階段與采樣電容連接斷開，輸入共模電平由共模復(fù)位電路二提供;共模復(fù)位電路二的控制信號(hào)為經(jīng)過(guò)自舉的時(shí)鐘。
[0021]本發(fā)明的有益效果:對(duì)現(xiàn)有電荷重分配式采樣保持電路進(jìn)行改進(jìn)，通過(guò)改進(jìn)的采樣保持電路結(jié)構(gòu)，來(lái)對(duì)其中輸入采樣開關(guān)源漏端寄生電容的電荷泄漏問題進(jìn)行抑制，通過(guò)加入額外的輸入采樣開關(guān)來(lái)抵消寄生電容電荷泄漏，從而實(shí)現(xiàn)增大輸入信號(hào)帶寬的目的。
【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1為現(xiàn)有電荷重分配式采樣保持電路的示意圖；
[0023]圖2為現(xiàn)有電荷重分配式采樣保持電路的控制時(shí)序圖；
[0024]圖3為本發(fā)明提出的用于流水線模數(shù)轉(zhuǎn)換器的高中頻采樣保持電路示意圖；
[0025]圖4為本發(fā)明提出的輸入驅(qū)動(dòng)電路的一種具體實(shí)現(xiàn)示意圖；
[0026]圖5為本發(fā)明提出的輸入共模檢測(cè)跟隨電路的一種具體實(shí)現(xiàn)示意圖；
[0027]圖6為本發(fā)明提出的柵壓襯底自舉電路的一種具體實(shí)現(xiàn)示意圖；
[0028]圖7為本發(fā)明提出的共模復(fù)位電路I的一種具體實(shí)現(xiàn)示意圖；
[0029]圖8為本發(fā)明提出的共模復(fù)位電路2的一種具體實(shí)現(xiàn)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]本發(fā)明所列舉的實(shí)施例，只是用于幫助理解本發(fā)明，不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限定，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明思想的前提下，還可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求保護(hù)的范圍內(nèi)。
[0031]如圖3所示，為本發(fā)明提出的用于流水線模數(shù)轉(zhuǎn)換器的高中頻采樣保持電路的結(jié)構(gòu)框圖，其包括一個(gè)輸入驅(qū)動(dòng)電路I，兩個(gè)柵壓襯底自舉電路2、3，兩個(gè)共模復(fù)位電路，一個(gè)主運(yùn)算放大器6，第一到第十MOS管(開關(guān)管)和第一到第六電容組成的開關(guān)電容電路。其結(jié)構(gòu)在現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上增加了兩個(gè)采樣電容和六個(gè)輸入采樣開關(guān)。連接到開關(guān)電容電路中的輸入采樣開關(guān)一端進(jìn)行采樣和保持，同時(shí)輸入驅(qū)動(dòng)電路I完成對(duì)差分輸入信號(hào)的共模電平檢測(cè)和共模電平移位功能，輸出提供給兩個(gè)共模復(fù)位電路和兩個(gè)柵壓襯底自舉電路2、3;兩個(gè)相同結(jié)構(gòu)的柵壓襯底自舉電路2、3分別接收經(jīng)過(guò)電平移位的差分輸入信號(hào)和兩路可選時(shí)鐘，進(jìn)行柵壓和襯底的自舉，輸出信號(hào)傳輸?shù)介_關(guān)電容電路中的輸入采樣開關(guān)的柵端和襯底端;共模復(fù)位電路一 4在保持階段為采樣保持電路提供輸入共模電平，采樣階段斷開；共模復(fù)位電路二 5在采樣階段為采樣保持電路提供共模電平，保持階段斷開;高中頻運(yùn)算放大器6在采樣階段輸入端短接，不接收信號(hào)，在保持階段形成反饋環(huán)路，對(duì)采樣信號(hào)進(jìn)行保持。
[0032]對(duì)于進(jìn)行中頻采樣的流水線ADC采樣保持電路來(lái)說(shuō)，除了輸入采樣開關(guān)的導(dǎo)通電阻非線性會(huì)對(duì)采樣保持電路性能造成影響之外，輸入采樣開關(guān)的源漏端寄生電容和體效應(yīng)也會(huì)嚴(yán)重影響采樣保持電路的性能，為了解決這兩個(gè)問題，本發(fā)明提出的柵壓襯底自舉電路解決了輸入采樣開關(guān)的體效應(yīng)造成的失真，本發(fā)明提出的改進(jìn)的采樣保持電路解決了輸入采樣開關(guān)的源漏端寄生電容造成的失真。
[0033]如圖3所示，電路的連接關(guān)系如下:差分輸入信號(hào)經(jīng)過(guò)輸入驅(qū)動(dòng)電路I進(jìn)行電平移位，輸入驅(qū)動(dòng)電路I的輸出端11連接到第一柵壓襯底自舉電路2的輸入端Vi，輸入驅(qū)動(dòng)電路I的輸出端12連接到第二柵壓襯底自舉電路3的輸入端Vi，輸入驅(qū)動(dòng)電路I的輸出端13連接到第一 MOS管Ml、第三MOS管M3、第五MOS管M5和第七M(jìn)OS管M7的源端，輸入驅(qū)動(dòng)電路I的輸出端14連接到第二 MOS管M2、第四MOS管M4、第六MOS管M6和第八MOS管M8的源端;第一 MOS管Ml和第六MOS管M6的漏端連接到第九MOS管M9的源端及第一電容Cs I的左極板，第二MOS管M2和第五MOS管M5的漏端連接到第二電容Cs2的左極板及共模復(fù)位電路一 4的第一輸出端41，第四MOS管M4和第七M(jìn)OS管M7的漏端連接到第十MOS管MlO的源端及第四電容Cs4的左極板，第三MOS管M3和第八MOS管M8的漏端連接到第三電容Cs3的左極板及共模復(fù)位電路一 4的第二輸出立而42 ；
[0034]第一MOS管Ml和第五MOS管M5的柵端均連接到第二柵壓襯底自舉電路3的第三輸出端G2，襯底電壓均連接到第二柵壓襯底自舉電路3的第四輸出端B2;第二 MOS管M2和第六MOS管M6的柵端均連接到第一柵壓襯底自舉電路2的第三輸出端G2，襯底電壓均連接到第一柵壓襯底自舉電路2的第四輸出端B2;第三MOS管M3和第七M(jìn)OS管M7的柵端均連接到第二柵壓襯底自舉電路3的第一輸出端GI，襯底電壓均連接到第二柵壓襯底自舉電路3的第二輸出端BI;第四MOS管M4和第八MOS管M8的柵端均連接到第一柵壓襯底自舉電路2的第一輸出端Gl，襯底電壓均連接到第一柵壓襯底自舉電路2的第二輸出端BI;
[0035]第一電容Csl和第二電容Cs2的右極板相連，并連接到共模復(fù)位電路二5的第一輸出端51、主運(yùn)算放大器6的正輸入端和第五電容Cfl的左極板;第三電容Cs3和第四電容Cs4的右極板相連，并連接到共模復(fù)位電路二 5的第二輸出端52、主運(yùn)算放大器6的負(fù)輸入端和第六電容Cf 2的左極板；
[0036]第九MOS管M9的柵端連接到時(shí)鐘信號(hào)clk2，漏端連接到主運(yùn)算放大器6的負(fù)輸出端、第五電容Cfl的右極板和第^^一MOS管Ml I的源端;第十MOS管MlO的柵端連接到時(shí)鐘信號(hào)clk2，漏端連接到主運(yùn)算放大器6的正輸出端、第六電容Cf2的右極板和第^^一MOS管Mll的漏立而;
[0037]第一柵壓襯底自舉電路2的第一輸入端ckl、第二柵壓襯底自舉電路3的第二輸入端ck2和第^^一MOS管Ml I的柵端均連接到時(shí)鐘信號(hào)clkl;第一柵壓襯底自舉電路2的第二輸入端ck2和第二柵壓襯底自舉電路3的第一輸入端ckl均連接到控制信號(hào)ctrl;其中clkl和clk2兩個(gè)時(shí)鐘信號(hào)為兩相互補(bǔ)不交疊時(shí)鐘信號(hào)。
[0038]在采樣階段，通過(guò)柵壓襯底自舉電路的配置，使得開關(guān)管M5、M6、M7、M8關(guān)斷，M1、M2、M3、M4導(dǎo)通，共模復(fù)位電路二 4提供輸入共模電壓，從而使得輸入信號(hào)對(duì)采樣電容進(jìn)行充電，差分輸入信號(hào)被采樣到采樣電容中；在保持階段，所有輸入采樣開關(guān)全部關(guān)斷，差分輸入信號(hào)被轉(zhuǎn)移到反饋電容中。在保持階段中，現(xiàn)有技術(shù)的采樣保持電路由于輸入采樣開關(guān)源漏端寄生電容的存在，導(dǎo)致輸入信號(hào)仍然有部分電荷轉(zhuǎn)移到采樣電容中，從而造成失真，本發(fā)明通過(guò)引入額外的輸入采樣開關(guān)，來(lái)抵消其影響。例如本發(fā)明中Ml在保持階段寄生電容引入的電荷，通過(guò)M7引入相等的電荷來(lái)進(jìn)行消除。
[0039]如圖4所示，為本發(fā)明提出的輸入驅(qū)動(dòng)電路I的電路圖。其中包括一個(gè)輸入共模檢測(cè)跟隨電路101、兩個(gè)自偏置源跟隨器102、103和兩個(gè)輸入跟隨電路104、105。如圖4所示電路的連接關(guān)系為:差分輸入正端信號(hào)Vinp連接到輸入共模檢測(cè)跟隨電路101的第一輸入端、第一輸入跟隨電路104的輸入端和第一自偏置源跟隨器102的輸入端；差分輸入負(fù)端信號(hào)Virm連接到輸入輸入共模檢測(cè)跟隨電路101的第二輸入端、第二輸入跟隨電路105的輸入端和第二自偏置源跟隨器103的輸入端;第一輸入跟隨電路104的輸出端接信號(hào)節(jié)點(diǎn)11，第二輸入跟隨電路105的輸出端接信號(hào)節(jié)點(diǎn)12，第一自偏置源跟隨器102的輸出端接信號(hào)節(jié)點(diǎn)13，第二自偏置源跟隨器103的輸出端接信號(hào)節(jié)點(diǎn)14。
[0040]如圖5所示，為本發(fā)明提出的輸入共模檢測(cè)跟隨電路結(jié)構(gòu)，其包括分別連接到差分輸入信號(hào)VinP和VinN的兩個(gè)共模檢測(cè)電阻、兩個(gè)共模檢測(cè)電容和一個(gè)基準(zhǔn)電壓驅(qū)動(dòng)電路1011。電路的連接關(guān)系為:第一共模檢測(cè)電阻Rl的上端和第一共模檢測(cè)電容Cl的上極板連接到差分輸入正端信號(hào)VinP;第二共模檢測(cè)電阻R2的上端和第二共模檢測(cè)電容C2的上極板連接到差分輸入負(fù)端信號(hào)VinN;第一和第二共模檢測(cè)電阻R1、R2的下端相連接并連接到基準(zhǔn)電壓驅(qū)動(dòng)電路1011的輸出端;第一和第二共模檢測(cè)電容Cl、C2的下極板均接地。
[0041]圖5中所述的基準(zhǔn)電壓驅(qū)動(dòng)電路1011由一個(gè)輔助運(yùn)算放大器1012和一個(gè)輸入跟隨電路1013(共模跟隨器)構(gòu)成，一個(gè)輸入跟隨電路1013由3個(gè)匪OS管組成，匪OS管Ml柵端接收輸入共模信號(hào)，漏端接高電平，源端和襯底端接M2的漏端和運(yùn)算放大器的反相端，M2的柵端接偏置電壓Vbl，漏端接Ml的源端和運(yùn)算放大器1012的反相端，源端接M3的漏端，M3的柵端接偏置電壓Vb2，漏端接M2的源端，源端接地。本發(fā)明通過(guò)增加輸入跟隨電路，提高驅(qū)動(dòng)能力。
[0042]如圖6所示，為本發(fā)明提出的柵壓襯底自舉電路的一種具體實(shí)現(xiàn)示意圖。如圖6所不電路的連接關(guān)系為:
[0043]第一可配置柵壓襯底自舉電路2:
[0044]第一匪OS管NI，其柵極接第二匪OS管N2的漏極，漏極接高電平，源極接第一電容Cl；
[0045]第一電容Cl，其可以是一個(gè)或多個(gè)MOS電容，一端接第一NMOS管NI的源極，一端接第一控制信號(hào)CLKl;
[0046]第二匪OS管N2，其柵極接第一匪OS管NI的漏極，漏極接高電平，源極接第二電容C2；
[0047]第二電容C2，其可以是一個(gè)或多個(gè)MOS電容，一端接第二NMOS管N2的源極，一端接第一反相器的輸出端；
[0048]第一反相器，其輸入端接第一控制信號(hào)CLKl，輸出端接第二反相器和第二電容C2的一端；
[0049]第三NMOS管N3，其柵極接第二NMOS管N2的柵極，漏極接高電平，源極接第三電容C3和第一 PMOS管Pl的源極；
[0050]第三電容C3，其可以是一個(gè)或多個(gè)MOS電容，一端接第三NMOS管N3的源極，一端接第四NMOS管N4的漏極；
[0051 ]第四NMOS管N4，其柵極接第一控制信號(hào)CLKl，漏極接第三電容C3，源極接第五NMOS管N5的漏極；
[0052]第五NMOS管N5，其柵極接第二反相器的輸出端，漏極接第四NMOS管N4的源極，源極接地；
[0053]第二反相器，其輸入端接第一反相器輸出端，輸出端接第五NMOS管N5的柵端；
[0054]第一PMOS管Pl，其柵極接第一控制信號(hào)CLKl，漏極接輸出端VoutGl，源極和襯底端接第三NMOS管N3的源端；
[0055]第六NMOS管N6，其柵極接第一控制信號(hào)CLKl，漏極接第一PMOS管Pl的漏極，源極接地；
[0056]第七NMOS管N7，其柵極接第一反相器輸出端，漏極接第四NMOS管N4的漏極，源極輸入跟隨電路的輸出端Vin。
[0057]第八匪OS管NS，其柵極接?xùn)艍鹤耘e輸出端VoutGl，漏極接輸入跟隨電路輸出端Vin，源極與襯底端接襯底自舉輸出端VoutBl。
[0058]第九NMOS管N9，其柵極接第一控制信號(hào)CLKl，漏極接襯底自舉輸出端VoutBl，源極接地。
[0059]第二可配置柵壓自舉電路3結(jié)構(gòu)與所述的第一可配置柵壓自舉電路2結(jié)構(gòu)相同，其中控制信號(hào)為第二控制信號(hào)CLK2，輸入信號(hào)接輸入跟隨電路的輸出端Vin，柵壓自舉輸出接輸出端VoutG2，襯底自舉輸出接輸出端VoutB2。
[0060]在柵壓自舉開關(guān)技術(shù)中，導(dǎo)致開關(guān)導(dǎo)通電阻非線性的因素中還包括了輸入采樣開關(guān)的體效應(yīng)。由于柵端電壓隨著輸入信號(hào)變化，所以產(chǎn)生體效應(yīng)，本發(fā)明由于對(duì)襯底進(jìn)行自舉，采樣開關(guān)使用的是NMOS管，采用的是雙阱工藝，從而導(dǎo)致輸入采樣開關(guān)的襯底端在采樣階段有較大的寄生電容，為了使輸入信號(hào)不受寄生電容的影響，從而添加了輸入跟隨電路，同時(shí)可以對(duì)輸入時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行配置。當(dāng)CLKl正常工作時(shí)，CLK2保持低電平，從而使部分輸入采樣開關(guān)處于一直關(guān)斷狀態(tài)，以消除正常工作的輸入采樣開關(guān)源漏端寄生電容造成的影響。
[0061]如圖7所示，為本發(fā)明提出的共模復(fù)位電路一4的電路圖。如圖7所示電路的連接關(guān)系為:運(yùn)算放大器43同相輸入端接Vrefl，反相端接輸出端，構(gòu)成一個(gè)單位增益緩沖器，輸出端接兩個(gè)開關(guān)管M1、M2的一端，兩個(gè)開關(guān)管M1、M2的另一端分別接采樣電容Cs2和Cs3的左極板，開關(guān)管M3兩端分別接采樣電容Cs2和Cs3的左極板，開關(guān)管控制信號(hào)為Φ2。在采樣階段，共模復(fù)位電路一 4與采樣電容連接斷開，輸入共模電平由共模復(fù)位電路二 5提供;在保持階段，共模復(fù)位電路一 4與采樣電容連接，為采樣保持電路提供輸入共模電平。
[0062]如圖8所示，為本發(fā)明提出的共模復(fù)位電路二5的電路圖。如圖8所示電路的連接關(guān)系為:運(yùn)算放大器53同相輸入端接Vrefl，反相端接輸出端，輸出端接兩個(gè)開關(guān)管M1、M2的一端，兩個(gè)開關(guān)管M1、M2的另一端分別接采樣電容Cs2和Cs3的右極板，開關(guān)管M3兩端分別接采樣電容Cs2和Cs3的右極板，開關(guān)管控制信號(hào)為經(jīng)過(guò)自舉的Φ?ρ。在采樣階段，共模復(fù)位電路一 4與采樣電容連接斷開，輸入共模電平由共模復(fù)位電路二 5提供;在保持階段，共模復(fù)位電路一 4與采樣電容連接，為采樣保持電路提供輸入共模電平。
[0063]本發(fā)明中，由于共模復(fù)位電路二5的控制信號(hào)為經(jīng)過(guò)自舉的時(shí)鐘，所以減小了采樣階段到保持階段的轉(zhuǎn)變時(shí)間，從而減小了放大器的建立時(shí)間，提高速率。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于流水線模數(shù)轉(zhuǎn)換器的高中頻采樣保持電路，其特征在于，所述采樣保持電路包括: 一個(gè)開關(guān)電容電路，包括采樣電容和輸入采樣開關(guān)，連接到開關(guān)電容電路中的輸入采樣開關(guān)一端進(jìn)行采樣和保持;同時(shí) 一個(gè)輸入驅(qū)動(dòng)電路(I)，完成對(duì)差分輸入信號(hào)的共模電平檢測(cè)和共模電平移位功能，輸出提供給兩個(gè)共模復(fù)位電路和兩個(gè)柵壓襯底自舉電路(2、3); 兩個(gè)柵壓襯底自舉電路(2、3)，分別接收經(jīng)過(guò)電平移位的差分輸入信號(hào)和兩路可選時(shí)鐘，進(jìn)行柵壓和襯底的自舉，輸出信號(hào)傳輸?shù)介_關(guān)電容電路中的輸入采樣開關(guān)的柵端和襯底端； 兩個(gè)共模復(fù)位電路，包括共模復(fù)位電路一 (4)和共模復(fù)位電路二 (5)，共模復(fù)位電路一(4)在保持階段為采樣保持電路提供輸入共模電平，采樣階段斷開;共模復(fù)位電路二 (5)在采樣階段為采樣保持電路提供輸入共模電平，保持階段斷開； 一個(gè)主運(yùn)算放大器(6)，在采樣階段輸入端短接，不接收信號(hào)，在保持階段形成反饋環(huán)路，對(duì)采樣信號(hào)進(jìn)行保持。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于流水線模數(shù)轉(zhuǎn)換器的高中頻采樣保持電路，其特征在于，所述米樣電容為6個(gè)，輸入米樣開關(guān)為10個(gè)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于流水線模數(shù)轉(zhuǎn)換器的高中頻采樣保持電路，其特征在于，所述主運(yùn)算放大器(6)為高中頻運(yùn)算放大器。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于流水線模數(shù)轉(zhuǎn)換器的高中頻采樣保持電路，其特征在于，所述輸入驅(qū)動(dòng)電路(I)包括:一個(gè)輸入共模檢測(cè)跟隨電路(101)、兩個(gè)自偏置源跟隨器(102、103)和兩個(gè)輸入跟隨電路(104、105)，差分輸入信號(hào)的兩端分別連接到輸入共模檢測(cè)跟隨電路(101)的兩個(gè)輸入端、兩個(gè)自偏置源跟隨器(102、103)的輸入端和兩個(gè)輸入跟隨電路(104、105)的輸入端，兩個(gè)自偏置源跟隨器(102、103)的輸出端和兩個(gè)輸入跟隨電路(104、105)的輸出端分別接四個(gè)信號(hào)節(jié)點(diǎn)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于流水線模數(shù)轉(zhuǎn)換器的高中頻采樣保持電路，其特征在于，所述輸入共模檢測(cè)跟隨電路(101)包括:分別連接到差分輸入信號(hào)兩端的兩個(gè)共模檢測(cè)電阻、兩個(gè)共模檢測(cè)電容和一個(gè)基準(zhǔn)電壓驅(qū)動(dòng)電路(1011)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于流水線模數(shù)轉(zhuǎn)換器的高中頻采樣保持電路，其特征在于，所述基準(zhǔn)電壓驅(qū)動(dòng)電路(1011)包括:一個(gè)輔助運(yùn)算放大器(1012)和一個(gè)輸入跟隨電路(1013)，輔助運(yùn)算放大器(1012)的第一輸入端連接基準(zhǔn)電壓，輔助運(yùn)算放大器(1012)的第二輸入端和輸出端連接到輸入跟隨電路(1013)，輸入跟隨電路(1013)接收輸入共模信號(hào)。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于流水線模數(shù)轉(zhuǎn)換器的高中頻采樣保持電路，其特征在于，所述兩個(gè)柵壓襯底自舉電路(2、3)的結(jié)構(gòu)相同，控制信號(hào)采用兩相互補(bǔ)不交疊時(shí)鐘信號(hào)，輸入信號(hào)均接輸入跟隨電路的輸出端，柵壓自舉輸出分別接兩個(gè)輸出端，襯底自舉輸出分別接另外兩個(gè)輸出端。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于流水線模數(shù)轉(zhuǎn)換器的高中頻采樣保持電路，其特征在于，所述共模復(fù)位電路一 (4)在保持階段與采樣電容連接，為采樣保持電路提供輸入共模電平，共模復(fù)位電路一 (4)在采樣階段與采樣電容連接斷開，輸入共模電平由共模復(fù)位電路二 (5)提供;共模復(fù)位電路二 (5)的控制信號(hào)為經(jīng)過(guò)自舉的時(shí)鐘。
【文檔編號(hào)】H03M1/54GK105897271SQ201610188351
【公開日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2016年3月29日
【發(fā)明人】陳珍海, 于宗光, 魏敬和, 黃尚明, 張甘英, 湯賽楠
【申請(qǐng)人】中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第五十八研究所