[發明專利]低功耗離散時間電子電路

有效

• 申請號: 201110306695.2
• 申請日: 2011-10-10
• 公開（公告）號: CN102761338A
• 公開（公告）日: 2012-10-31
• 發明（設計）人: 鄭丁元
• 申請（專利權）人: 立積電子股份有限公司
• 主分類號: H03M3/00
• 分類號: H03M3/00
• 代理公司: 北京市浩天知識產權代理事務所 11276
• 代理人: 劉云貴

技術領域

本發明涉及一種離散時間電子電路(discrete-time?electronic?circuit)，特別是涉及一種具有可變電流供應器(variable?current?supply)的低功耗離散時間電子電路。

背景技術

電子電路于各式各樣的消費、工業以及軍事裝置或系統中是不可或缺的必要組件。隨著電路技術的演進，電子電路不僅尺寸愈來愈小、速度愈來愈快，且功耗也愈來愈低。對于行動裝置而言，低功耗是主要需求。

混合式信號電路，例如模擬數字轉換器(analog?to?digital?converter，ADC)、數字模擬轉換器(digital?to?analog?converter，DAC)等，被廣泛應用于許多產品中。在這些電路的個別需求中，許多架構都是可行的，其中一種較為普遍的架構是離散時間架構，其具有高整合性與高精密度。圖1是管線式模擬數字轉換器(pipeline?ADC)10的二級(stage)110、120的示意圖。子模擬數字轉換器(sub-ADC)111、121接收輸入信號，并且根據所接收的輸入信號的位準輸出數字位，例如1或0，或-1、0或+1。這些數字位被數字組合電路(digital?combiner?circuit)130組合，以輸出數字序列(digital?sequence)，此數字序列表示模擬輸入信號的大小。每一級110、120分別包括乘法數字模擬轉換器(multiplying?DAC，MDAC)112、122，用以輸出模擬信號，其具有對應個別的子模擬數字轉換器111、121所輸出的數字位的位準。加法器(adder)113、123將原來的輸入信號與來自乘法數字模擬轉換器112、122的模擬信號組合，且此組合信號被增益級(gain?stage)114、124放大，進而輸出至下一階段。于實際應用中，乘法數字模擬轉換器112、122可用以負責加法器113、123與增益級114、124的功能。此外，每一對級110、120可共享一個乘法數字模擬轉換器。因此，乘法數字模擬轉換器112、122可以是單一的共享乘法數字模擬轉換器。

圖2繪示第一級子模擬數字轉換器111于第一階段Φ1與第二階段Φ2的操作，以及第二級子模擬數字轉換器121于第一階段Φ1與第二階段Φ2的操作。對于第一級子模擬數字轉換器111而言，差動輸入電容(differential?input?capacitor)C1、C2是由差動輸入信號INP、INN進行充電，并且放大器(amplifier)1111的輸出在從第一階段Φ1變成第二階段Φ2的過程中是由閂鎖器(latch)1112閂鎖住。在第二階段Φ2中，差動輸入電容C1、C2分別電連接于偏移電壓(offset?voltage)Vref-Vcm、Vrefb-Vcm。對于第二級子模擬數字轉換器121而言，在第一階段Φ1中，差動輸入電容C3、C4分別電連接于偏移電壓Vref-Vcm、Vrefb-Vcm。在第二階段Φ2中，差動輸入電容C3、C4是由差動輸入信號INP、INN進行充電，并且放大器1211的輸出在從第二階段Φ2變成第一階段Φ1的過程中是由閂鎖器1212閂鎖住。

圖3繪示圖1中的乘法數字模擬轉換器112、122的操作，其中乘法數字模擬轉換器112、122是單一的共享乘法數字模擬轉換器。在第一階段Φ1中，電容C5、C6是由輸入信號INP、INN進行充電，并且電容C7、C10是由參考信號(reference?signal)-VREF、+VREF進行充電。在第二階段Φ2中，根據子模擬數字轉換器111、121的輸出，電容C5、C6的輸出端被切換為電連接于放大器150以進行放大，并且電容C5、C6的輸入端被切換至參考信號+VREF、Vcm或-VREF。電容C7、C10的輸出端被切換至放大器150的輸出端，并且電容C7、C10的輸入端被切換至Vcm。因此，乘法數字模擬轉換器112、122共享放大器150，以執行數字模擬轉換、加減法以及放大功能。

請參考圖4，圖4是上述各個階段Φ1、Φ2期間放大器1111、1211、150的操作電流的示意圖。如圖4所示，于管線式模擬數字轉換器10的每一操作階段供應固定的高電流(fixed?high?current)，使得管線式模擬數字轉換器10無法有效的降低功耗。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：為了彌補現有技術的不足，提供一種低功耗離散時間電子電路，包括放大器以及可變電流供應器。所述可變電流供應器電連接于所述放大器，用以于切換操作期間供應高電流予所述放大器，并且于非切換期間供應低電流予所述放大器。