[發明專利]用于減小流水線型ADC的面積和功率的電路和方法

在審

• 申請號: 201380045170.5
• 申請日: 2013-09-03
• 公開（公告）號: CN104685790A
• 公開（公告）日: 2015-06-03
• 發明（設計）人: G·S·南迪;R·庫拉納
• 申請（專利權）人: 德克薩斯儀器股份有限公司
• 主分類號: H03M1/12
• 分類號: H03M1/12
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 趙蓉民

1.包括流水線型ADC即模數轉換器級的流水線型ADC，其包括：

(a)具有第一輸入端的余量放大器，所述第一輸入端耦合以接收之前的ADC級的第一余量信號；

(b)具有耦合以接收所述第一余量信號的輸入端的第一子ADC，所述第一子ADC用于分辨預定數量的位并且響應于所述第一余量信號產生所述預定數量的位和冗余位；

(c)第一DAC即數模轉換器，所述第一DAC用于將所述預定數量的位和所述冗余位轉換為施加到所述余量放大器的第二輸入端的模擬信號，該DAC具有用于接收反饋信號的電平移位輸入端，所述余量放大器對所述余量信號與所述模擬信號之間的差進行放大以生成第二余量信號；以及

(d)電平檢測電路，所述電平檢測電路接收所述第二余量信號，并且如果所述第二余量信號在預定電壓范圍之外，則生成所述第一反饋信號，從而使所述第一DAC到所述放大結束為止將所述第二余量信號移位回到所述預定電壓范圍內。

2.根據權利要求1所述的流水線型ADC，其中所述之前的ADC級基本上與所述流水線型ADC級相同。

3.根據權利要求1所述的流水線型ADC，其中所述之前的ADC級是所述流水線型ADC的第一ADC級。

4.根據權利要求1所述的流水線型ADC，其中所述子ADC包括2^m個比較器，所述2^m個比較器的輸出產生所分辨出的位，其中m是由所述流水線型ADC級所分辨出的有效位數，不包括所述冗余位。

5.根據權利要求4所述的流水線型ADC，其中所述第一子ADC是m位閃速ADC。

6.根據權利要求1所述的流水線型ADC，其中所述DAC包括MDAC即乘法DAC。

7.根據權利要求1所述的流水線型ADC，其中所述電平檢測電路包括第一和第二比較器，所述第一和第二比較器中的每個具有耦合到邏輯電路的輸入端的輸出端，所述第一和第二比較器中的每個的第一輸入端耦合到所述第二余量信號，所述第一比較器的第二輸入端耦合到對應于所述預定電壓范圍的上端的第一基準電壓，并且所述第二比較器的第二輸入端耦合到對應于所述預定電壓范圍的下端的第二基準電壓，所述邏輯電路的輸出端提供所述反饋信號。

8.根據權利要求1所述的流水線型ADC，其中所述電平檢測電路根據以下真值表進行操作：

如果-Vref/2<Vres(粗糙)<Vref/2，那么V_FB＝零從而使得V_RES未被移位；

如果Vref(粗糙)>Vref/2，那么V_FB＝-Vref從而使得V_RES被移位-Vref；以及

如果Vref(粗糙)<-Vref/2，那么V_FB＝+Vref從而使得V_RES被移位+Vref，其中Vref是所述流水線型ADC的基準電壓，Vres(粗糙)是所述第二余量信號的前置放大的值，并且V_FB是所述反饋信號。

9.根據權利要求1所述的流水線型ADC，其中所述預定電壓范圍等于施加到所述DAC的基準電壓的一半。

10.根據權利要求5所述的流水線型ADC，其中所述子ADC的比較器是動態比較器。

11.根據權利要求1所述的流水線型ADC，其中所述余量放大器、所述DAC以及采樣/保持電路被組合在單個電路模塊中。

12.根據權利要求11所述的流水線型ADC，其中所述放大包括后面跟著主放大階段的前置放大階段，所述前置放大階段不響應于所述反饋信號而對所述第二余量信號的值進行移位，所述主放大階段包括響應于所述反饋信號而對所述第二余量信號進行移位以將所述第二余量信號保持在所述預定電壓范圍內。

13.根據權利要求12所述的流水線型ADC，其中所述前置放大階段以比所述主放大階段低得多的準確度發生。