发明名称 连续近似値类比/数位转换器
摘要 一种连续近似值类比/数位转换器,包括取样-保留放大器电路,其系布建来取样且保留输入类比电压,而产生与该输入类比电压成正比的内部类比电压,具有电压增益小于1;耦接至该取样-保留放大器电路的切换电容器数位/类比转换器且包括多个电容器用来储存响应于该内部类比电压的电荷,该切换电容器数位/类比转换器系布建来响应于控制信号切换电容器的耦接而产生响应于该内部类比电压而控制信号的比较类比电压;耦接至该切换电容器数位/类比转换器的比较器,用来产生响应于该比较类比电压的比较结果信号;以及耦接至该比较器的控制电路,用来供给响应于该比较结果信号的控制信号予该切换电容器数位/类比转换器。
申请公布号 TWI294220 申请公布日期 2008.03.01
申请号 TW094139879 申请日期 2005.11.14
申请人 富士通股份有限公司 发明人 橘大;光田和弘;加藤达夫
分类号 H03M1/38(2006.01) 主分类号 H03M1/38(2006.01)
代理机构 代理人 恽轶群 台北市松山区南京东路3段248号7楼;陈文郎 台北市松山区南京东路3段248号7楼
主权项 1.一种连续近似値类比/数位转换器,包含: 取样-保留放大器电路,其系布建来取样且保留输 入类比电压,而于一输出节点产生与该输入类比电 压成正比且具有小于1之电压增益的一内部类比电 压; 切换电容器数位/类比转换器,耦接至该取样-保留 放大器电路的该输出节点,且包括用来储存响应于 该内部类比电压的电荷之多个电容器,在电荷储存 之时,该等电容器每一个均具有连接至该取样-保 留放大器电路之输出节点之一端点,以致使该端点 接收该具有小于1之电压增益之该内部类比电压, 且该切换电容器数位/类比转换器系布建来响应于 控制信号切换该等电容器的耦接,而于一输出节点 产生响应于该内部类比电压及该控制信号的一比 较类比电压; 耦接至该切换电容器数位/类比转换器之该输出节 点的一比较器,用来于一输出节点产生响应于该比 较类比电压的一比较结果信号;以及 耦接至该比较器之该输出节点的一控制电路,用来 响应于该比较结果信号供给该控制信号予该切换 电容器数位/类比转换器。 2.一种连续近似値类比/数位转换器,包含: 取样-保留放大器电路,其系布建来取样且保留输 入类比电压,而于一输出节点产生与该输入类比电 压成正比且具有小于1之电压增益的一内部类比电 压; 切换电容器数位/类比转换器,其耦接至该取样-保 留放大器电路的该输出节点,且包括用来储存响应 于该内部类比电压的电荷之多个电容器,该切换电 容器数位/类比转换器系布建来响应于控制信号切 换该等电容器的耦接,而于一输出节点产生响应于 该内部类比电压及该控制信号的一比较类比电压; 耦接至该切换电容器数位/类比转换器之该输出节 点的一比较器,用来于一输出节点产生响应于该比 较类比电压的一比较结果信号;以及 耦接至该比较器之该输出节点的一控制电路,用来 响应于该比较结果信号供给该控制信号予该切换 电容器数位/类比转换器; 其中该切换电容器数位/类比转换器之该等电容器 包括: 响应于该控制信号选择性耦接至两个参考电位中 之任一者之一或多个第一电容器;以及 与该控制信号无关,耦接至该二参考电位中之预定 者之一或多个第二电容器, 其中该切换电容器数位/类比转换器系布建来经由 使用该第二电容器调整该比较类比电压,因而补偿 该取样-保留放大器电路小于1之该电压增益。 3.如申请专利范围第2项之连续近似値类比/数位转 换器,其中该切换电容器数位/类比转换器系布建 来经由使用该等第二电容器调整该比较类比电压, 让当输入类比电压系等于该二参考电位间的差时, 全部该等第一电容器系耦接至该二参考电位中之 同一者。 4.如申请专利范围第1项之连续近似値类比/数位转 换器,其中该取样-保留放大器电路为切换电容器 取样-保留放大器,其包括: 放大器电路; 耦接至该放大器电路的输入节点端的第一电容器; 以及 耦接至该放大器电路的输出节点端的第二电容器, 其中该第二电容器之电容系大于该第一电容器之 电容。 5.如申请专利范围第4项之连续近似値类比/数位转 换器,其中该放大器电路包括: 第一放大器电路,其具有耦接至输入节点端的输入 节点、和回送至输入节点端的输出节点;以及 第二放大器电路,其具有耦接至该第一放大器电路 之输出节点的输入节点,来于输出节点产生该内部 类比电压。 6.如申请专利范围第1项之连续近似値类比/数位转 换器,进一步包含电阻器数位/类比转换器,其具有 耦接至电容器中之具有最小电容的该电容器之输 出节点。 7.如申请专利范围第6项之连续近似値类比/数位转 换器,其中该电阻器数位/类比转换器包括: 串联于二参考电位间的多个电阻器;以及 布建来选择由该等多个电阻器所产生的多个经划 分的电位之一的选择器。 图式简单说明: 第1图为略图,显示用于相关技艺之电荷重分配A/D 转换器之一种差分切换电容器DAC; 第2图为略图,显示连续近似値类比/数位转换器的 另一个电路实例; 第3图为略图,显示相关技艺之取样-保留放大器电 路之布建实例; 第4图为略图,显示其中结合取样-保留放大器功能 之连续近似値类比/数位转换器之实例; 第5A和5B图为电路图,显示根据本发明之连续近似 値类比/数位转换器之第一实施例; 第6图为略图,显示出现于第5图所示电路之电位间 的关系; 第7图为说明图,显示取样VOP电位之正端切换电容 器DAC之操作之摘要; 第8图为说明图,显示于VIN+=VIN-=VCM之情况下,正端切 换电容器DAC之操作之摘要; 第9图为说明图,显示于正端切换电容器DAC之电容 分布; 第10图为略图,显示于第5A图所示取样-保留放大器 电路之更特定电路布建之实例; 第11图为信号时序图,显示用于第10图所示之取样- 保留放大器电路之时序信号; 第12图为如于电晶体层面举例说明之,第10图所示 之第一阶段放大器之电路图; 第13图为如于电晶体层面举例说明之,第10图所示 之第二阶段放大器之电路图; 第14图为略图,显示供给偏压电位予第12图和第13图 之电路之电路实例; 第15图为略图显示供给偏压电位VCM予第5A图及第5B 图、第10图、第12图及第13图之电路之偏压电路之 实例; 第16图为略图,显示第5图所示连续近似値类比/数 位转换器之一般电路布建; 第17A和17B图为电路图,显示根据本发明之连续近似 値类比/数位转换器之另一实例的布建; 第18A和18B图为电路图,显示根据本发明之连续近似 値类比/数位转换器之另一实例的布建; 第19图为略图,显示可检测切换电容器DAC之输出间 的电位差用之比较器的电路布建实例; 第20图为时序图,显示用于第19图所示电路之时序 信号的时序; 第21图为方块图,显示根据本发明之连续近似値类 比/数位转换器之布建实例; 第22图为时序图,显示第21图之电路之操作时序之 实例; 第23A至23D图为略图,显示根据本发明之连续近似値 类比/数位转换器之操作的信号波形说明; 第24A至24C图为略图,显示根据本发明之连续近似値 类比/数位转换器之操作的信号波形说明; 第25A至25C图为略图,显示根据本发明之连续近似値 类比/数位转换器之操作的信号波形说明; 第26A和26B图为电路图,显示根据本发明之连续近似 値类比/数位转换器之另一实例的布建;以及 第27图为电路图,显示根据本发明之连续近似値类 比/数位转换器之另一实例的布建。
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