[發明專利]流水線模數轉換器以及乘法數模轉換器

無效

• 申請號: 200910176257.1
• 申請日: 2009-09-11
• 公開（公告）號: CN101931413A
• 公開（公告）日: 2010-12-29
• 發明（設計）人: 周煜凱
• 申請（專利權）人: 聯發科技股份有限公司
• 主分類號: H03M1/66
• 分類號: H03M1/66;H03M1/12
• 代理公司: 上海翼勝專利商標事務所(普通合伙) 31218
• 代理人: 翟羽

技術領域

本發明有關于模數轉換器(analog-to-digital?converter，ADC)，更具體地，有關于具有可編程(programmable)增益功能的流水線(pipeline)ADC。

背景技術

流水線ADC是一種廣泛應用的模數轉換器。以12位的流水線ADC為例，12位的流水線ADC包括采樣保持放大器(sample-and-hold?amplifier，SHA)和五個流水線級，其中采樣保持放大器對模擬輸入信號進行采樣，每個流水線級產生相應于模擬輸入信號幅度的數字位。通常的，12位的ADC包括與所述流水線級串行連接的一個八階閃爍型(flash)ADC。五個流水線級以及該八階閃爍型ADC分別將其輸出信號傳送至誤差校正邏輯電路，誤差校正邏輯電路將輸出信號以移位方式(shifting?manner)組合，并據此產生12位的數字輸出信號。

流水線ADC的每個級包括子ADC和乘法數模轉換器(multiplyingdigital-to-analog?converter，MDAC)。子ADC將模擬輸入信號量化為4比特(位)的輸出信號，并將該4比特的輸出信號傳送至MDAC的子DAC。所述模擬輸入信號與子DAC的輸出信號相減，可獲得差值。將該差值乘4即獲得余數，且該余數傳送至下一個流水線級。

為在流水線ADC中增加可編程增益功能，其中一種方法就是設計具有可編程增益功能的采樣保持放大器。否則，可在采樣保持放大器前面增加附加的可編程增益放大級。

在一些情況下，例如低速流水線ADC設計中，有可能不需要采樣保持放大器。此時，包括具有可編程增益功能的采樣保持放大器的流水線ADC架構則難以實現。并且，期望于在移除可編程增益放大級時而仍然可提供可編程增益功能。

發明內容

有鑒于此，本發明提供一種流水線模數轉換器以及乘法數模轉換器。

根據本發明之一實施例，提供一種流水線模數轉換器，包括：多個流水線級和誤差校正邏輯電路，其中第一流水線級包括：子模數轉換器，接收輸入信號，選擇向所述輸入信號提供第一增益或者第二增益，以產生已放大輸入信號，并將所述已放大輸入信號量化為比特；以及乘法數模轉換器，接收所述輸入信號以及所述子模數轉換器產生的所述比特，對所述輸入信號根據已選擇增益進行放大，產生另一已放大輸入信號，并轉換所述比特為模擬結果，將所述另一已放大輸入信號減去所述模擬結果以產生差值，放大所述差值以產生余數，其中，每個其它的流水線級包括：子模數轉換器，從之前的流水線級接收所述余數并將所述余數量化為比特；以及乘法數模轉換器，從所述之前的流水線級接收所述余數作為輸入信號，并從所述子模數轉換器接收所述比特，轉換所述位為模擬結果，將所述輸入信號減去所述模擬結果以產生差值，放大所述差值，生成新余數，以及誤差校正邏輯電路，用于從所述多個流水線級接收所述位，并將所述比特組合為數字輸出信號。

根據本發明之一實施例，提供一種乘法數模轉換器，包括：運算放大器，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端；相位切換裝置，連接至所述運算放大器的所述第一輸入端，用于將所述乘法數模轉換器在采樣相位和放大相位間切換；以及多個乘法數模轉換器裝置，連接至所述運算放大器的所述第一輸入端，其中每個乘法數模轉換器裝置接收輸入信號，并且在所述采樣相位中，每個乘法數模轉換器裝置具有第一電容值，以便為所述輸入信號提供第一增益，或者具有第二電容值，以便為所述輸入信號提供第二增益。

本發明所提供的流水線模數轉換器以及乘法數模轉換器，在不需要采樣保持放大器和移除附加的可編程增益放大級時，仍可具有可編程增益功能。

附圖說明

圖1為根據本發明實施例12位流水線ADC?50的方塊示意圖。

圖2為第一流水線級53的功能架構示意圖。

圖3為實現12位流水線ADC中第一流水線級之MDAC的開關電容電路的示意圖。

圖4A和圖4B為增益為1時在采樣相位和放大相位中用于實現MDAC的開關電容電路的圖示。

圖5A和圖5B為增益為4時在采樣相位和放大相位中用于實現MDAC的開關電容電路的圖示。

圖6為用于實現12位流水線ADC中第一流水線級之子ADC的開關電容電路的電路示意圖。

具體實施方式