[發(fā)明專利]開關(guān)電容輸入電路和包含開關(guān)電容輸入電路的模數(shù)轉(zhuǎn)換器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010573313.8
• 申請(qǐng)日: 2010-12-06
• 公開（公告）號(hào): CN102098049A
• 公開（公告）日: 2011-06-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 小野俊明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 佳能株式會(huì)社
• 主分類號(hào): H03M1/54
• 分類號(hào): H03M1/54;H03M1/12
• 代理公司: 中國(guó)國(guó)際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專利商標(biāo)事務(wù)所 11038
• 代理人: 卜榮麗

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及開關(guān)電容輸入電路和包含開關(guān)電容輸入電路的模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)。具體而言，本發(fā)明涉及用于校正ADC的輸入信號(hào)的偏移成分的方法和電路，更特別地，涉及開關(guān)電容ADC的輸入信號(hào)的偏移校正。

背景技術(shù)

作為ADC中的用于去除輸入信號(hào)的偏移成分并提取有用的信號(hào)信息的電路，具有用于使用開關(guān)電容電路進(jìn)行偏移校正的電容器的電路是已知的(日本專利公開No.2003-060505)。該電路通過使用必要數(shù)量的二元加權(quán)電容器以希望的精度執(zhí)行偏移校正。

在日本專利公開No.2003-060505中描述的技術(shù)允許通過使用n個(gè)偏移校正電容器進(jìn)行2ⁿ個(gè)階段的偏移校正。為了增加偏移校正量的階段的數(shù)量以提高偏移校正精度，需要增加電容器的數(shù)量。這導(dǎo)致電容器布局面積的增加。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供能夠通過使用n個(gè)偏移校正電容器執(zhí)行3ⁿ個(gè)階段的偏移校正的輸入電路和包括該輸入電路的模數(shù)轉(zhuǎn)換器。

本發(fā)明的第一方面提供一種接收模擬輸入信號(hào)并且采樣和保持所述模擬輸入信號(hào)的開關(guān)電容輸入電路，所述開關(guān)電容輸入電路包括：放大器；至少一個(gè)電容器，所述電容器的一個(gè)端子與放大器的輸入端子連接；和被配置為選擇性地使所述電容器的另一端子與第一基準(zhǔn)電壓、第二基準(zhǔn)電壓和第三基準(zhǔn)電壓中的一個(gè)連接的第一開關(guān)，其中，第三基準(zhǔn)電壓和第二基準(zhǔn)電壓比第一基準(zhǔn)電壓高，并且，第二基準(zhǔn)電壓為第一基準(zhǔn)電壓和第三基準(zhǔn)電壓之間的中間電壓，第一開關(guān)連接所述電容器的另一端子與第一基準(zhǔn)電壓以執(zhí)行三元權(quán)重0的偏移校正，第一開關(guān)連接所述電容器的另一端子與第二基準(zhǔn)電壓以執(zhí)行三元權(quán)重1的偏移校正，第一開關(guān)連接所述電容器的另一端子與第三基準(zhǔn)電壓以執(zhí)行三元權(quán)重2的偏移校正，并且，偏移校正由三元加權(quán)完成。

本發(fā)明的第二方面提供一種模數(shù)轉(zhuǎn)換器，該模數(shù)轉(zhuǎn)換器包括：以上限定的輸入電路；和被配置為執(zhí)行來自輸入電路的輸出信號(hào)的模數(shù)轉(zhuǎn)換的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路。

根據(jù)本發(fā)明，可以在三個(gè)階段中切換偏移校正電容器的一個(gè)端子的電壓。這使得能夠通過使用n個(gè)偏移校正電容器在3ⁿ個(gè)階段中執(zhí)行偏移校正。因此，能夠增加偏移校正量的階段數(shù)，以在抑制電容器布局面積的同時(shí)提高偏移校正精度。

參照附圖閱讀示例性實(shí)施例的以下說明，本發(fā)明的其它特征將變得十分明顯。

附圖說明

圖1A是表示根據(jù)第一實(shí)施例的模數(shù)轉(zhuǎn)換器的布置的例子的框圖；

圖1B是表示根據(jù)第一實(shí)施例的模數(shù)轉(zhuǎn)換器的開關(guān)控制表的例子的示圖；

圖2A是表示根據(jù)第一實(shí)施例的采樣和保持電路在采樣時(shí)的狀態(tài)的連接圖；

圖2B是表示根據(jù)第一實(shí)施例的采樣和保持電路在沒有偏移校正的保持時(shí)的狀態(tài)的連接圖；

圖3A和圖3B是表示根據(jù)第一實(shí)施例的采樣和保持電路在具有偏移校正的保持時(shí)的狀態(tài)的連接圖；

圖4是示出根據(jù)該實(shí)施例的開關(guān)控制器的處理過程的例子的流程圖；

圖5是表示根據(jù)第一實(shí)施例的采樣和保持電路的另一例子的電路圖，該采樣和保持電路包含連接的多個(gè)電容器；

圖6A是表示根據(jù)第二實(shí)施例的差動(dòng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器的布置的例子的框圖；

圖6B是表示開關(guān)控制表的例子的示圖；以及

圖7是表示根據(jù)第二實(shí)施例的采樣和保持電路的詳細(xì)例子的電路圖。

具體實(shí)施方式

〔第一實(shí)施例〕

將參照?qǐng)D1A～4描述根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的布置和操作。

<第一實(shí)施例的模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)的布置的例子>

在圖1A所示的ADC中，用作開關(guān)電容輸入電路的采樣和保持電路101接收輸入到輸入端子In的模擬輸入信號(hào)，對(duì)該信號(hào)進(jìn)行采樣和保持，并且將其輸出到輸出端子Out。模數(shù)轉(zhuǎn)換電路102接收所輸出的信號(hào)，將該信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)并將其輸出到輸出端子Dout。VrefL和VrefH分別是較低和較高的基準(zhǔn)電壓。模數(shù)轉(zhuǎn)換電路102將這兩個(gè)基準(zhǔn)電壓與模擬輸入信號(hào)相比較，并且將模擬輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。在第一實(shí)施例中，不僅這兩個(gè)基準(zhǔn)電壓，而且基準(zhǔn)電壓VrefM也被供給到采樣和保持電路101并被用于輸入偏移校正?；鶞?zhǔn)電壓VrefM＝(VrefL+VrefH)/2。

(開關(guān)控制表103a的布置的例子)

圖1B中的開關(guān)控制表103a存儲(chǔ)用于與偏移校正值以及采樣和保持電路101的狀況對(duì)應(yīng)地對(duì)開關(guān)進(jìn)行控制的控制信號(hào)。在本例子中，圖2A、圖2B、圖3A和圖3B中所示的采樣和保持電路101的詳細(xì)例子中的控制信號(hào)由開關(guān)的狀態(tài)表示。

<采樣和保持電路101的電路和操作的例子>