[發(fā)明專利]寬范圍電荷平衡電容數(shù)字轉(zhuǎn)換器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201080007294.0
• 申請日: 2010-01-12
• 公開（公告）號: CN102318193A
• 公開（公告）日: 2012-01-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: M.克勞斯;M.加法爾;K.王;E.霍夫曼
• 申請（專利權(quán)）人: 核心微電子德累斯頓股份公司
• 主分類號: H03M1/60
• 分類號: H03M1/60
• 代理公司: 北京潤平知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11283
• 代理人: 江娟;南毅寧

1.一種電荷平衡電容數(shù)字轉(zhuǎn)換器，該電荷平衡電容數(shù)字轉(zhuǎn)換器包括：

傳感器電容，該傳感器電容根據(jù)第一時鐘計劃表的第一時鐘信號來切換；

補償電容，該補償電容根據(jù)第二時鐘計劃表的第二時鐘信號來切換，所述第二時鐘計劃表包括比所述第一時鐘計劃表高的切換頻率；

參考電容，該參考電容用于電荷平衡，并且該參考電容根據(jù)來自所述電荷平衡電容數(shù)字轉(zhuǎn)換器的輸出的返回信號來切換；

積分電路，該積分電路包括積分電容，并且該積分電路包括第一輸入節(jié)點和第二輸入節(jié)點，所述傳感器電容、所述補償電容以及所述參考電容的每一者都基于各自的第一時鐘計劃表、第二時鐘計劃表或返回信號來被切換到所述第一輸入節(jié)點或所述第二輸入節(jié)點；以及

解調(diào)電路，該解調(diào)電路接收所述積分電路的輸出并將所述積分器電路的輸出轉(zhuǎn)換為定時的數(shù)字輸出，其中所述第二時鐘計劃表具有比所述第一時鐘計劃表高的切換頻率，所述第二時鐘計劃表允許在所述補償電容、參考電容或積分電容中的至少一者上電容量降低。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電荷平衡電容數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其中所述補償電容和所述參考電容的每一者包括具有0pF～7pF的電容量值的片上可調(diào)電容。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電荷平衡電容數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其中所述第二時鐘計劃表的頻率至少是所述第一時鐘計劃表的頻率的2倍。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電荷平衡電容數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其中當(dāng)所述傳感器電容在16pF～64pF范圍中時，所述第二時鐘計劃表的頻率是所述第一時鐘表的頻率的2倍，以及當(dāng)所述傳感器電容在64pF～256pF范圍中時，所述第二時鐘計劃表的頻率是所述第一時鐘計劃表的頻率的4倍.

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電荷平衡電容數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其中所述傳感器電容接收第一參考輸入電壓，并且所述補償電容和所述參考電容接收第二參考輸入電壓，所述第一參考輸入電壓與所述第二參考輸入電壓不相同。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電荷平衡電容數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其中所述第一參考輸入電壓包括基于所述第一時鐘計劃表和所述第二時鐘計劃表選擇的可變電壓等級(REFP-REFN)，并且所述第二參考輸入電壓在GND和VDD之間切換。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電荷平衡電容數(shù)字轉(zhuǎn)換器，該電荷平衡電容數(shù)字轉(zhuǎn)換器還包括參考輸入電壓選擇器，該參考輸入電壓選擇器向所述傳感器電容提供所述第一參考輸入電壓，并接收作為輸入的多時鐘選擇信號，所述多時鐘選擇信號對應(yīng)于所述第二時鐘計劃表與所述第一時鐘計劃表的比率，以及其中所述參考輸入電壓選擇器利用所述多時鐘選擇信號來選擇第一輸入?yún)⒖茧妷旱燃?REFP-REFN)。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電荷平衡電容數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其中所述多時鐘選擇信號的增加引起向所述傳感器電容提供的所述第一輸入?yún)⒖茧妷旱燃?REFP-REFN)的降低。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電荷平衡電容數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其中所述解調(diào)電路包括：

解調(diào)器，該解調(diào)器根據(jù)所述第一時鐘信號來切換，以及

與門，該與門在第一輸入接收所述解調(diào)器的輸出以及在第二輸入接收所述第二時鐘信號。