[發(fā)明專利]用于逐次逼近寄存器模數(shù)轉(zhuǎn)換器中供電電壓和/或比較器共模電壓的閉環(huán)控制的方法和裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201480010646.6
• 申請日: 2014-02-21
• 公開（公告）號: CN105009456A
• 公開（公告）日: 2015-10-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: K·納加拉賈;D·J·阿拉迪
• 申請（專利權(quán)）人: 高通股份有限公司
• 主分類號: H03M1/06
• 分類號: H03M1/06;G06F1/32;H03M1/46
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 31100
• 代理人: 袁逸

相關(guān)申請的交叉引用

本申請要求2013年3月1日遞交的且題為“METHOD?AND?APPARATUS?FOR?CLOSED?LOOP?CONTROL?OF?SUPPLY?AND/OR?COMPARATOR?COMMON?MODE?VOLTAGE?IN?A?SUCCESSIVE?APPROXIMATION?REGISTER?ANALOG?TO?DIGITAL?CONVERTER(用于逐次逼近寄存器模數(shù)轉(zhuǎn)換器中的供電電壓和/或比較器共模電壓的閉環(huán)控制的方法和裝置)”的美國非臨時申請序列號No.13/782,335的優(yōu)先權(quán)，其全部內(nèi)容通過援引被全部明確納入于此。

背景技術(shù)

領(lǐng)域

本公開涉及用于逐次逼近寄存器(SAR)的供電電壓和/或比較器共模電壓的閉環(huán)控制的方法和裝置。提供了用于通過控制SAR供電電壓和比較器共模電壓來改善SAR模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)性能的方法的裝置。

背景

無線通信設(shè)備正變得越來越小并且越來越強大，同樣變得越來越有能力。越來越多的用戶依靠無線通信設(shè)備來進行他們的許多日常活動，如檢查電子郵件、訪問因特網(wǎng)以及保持聯(lián)絡(luò)。這加重了這些設(shè)備的負擔(dān)并要求這些設(shè)備以更高的速度處置更大量的數(shù)據(jù)。換句話說，增長的使用增加了對無線設(shè)備的帶寬要求，同樣也增加了對無線信號鏈路中使用的塊的帶寬要求。無線接收機一般包括低噪聲放大器、混頻器、基帶濾波器，接著是ADC(模數(shù)轉(zhuǎn)換器)。模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)被用來將傳入模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。增加無線系統(tǒng)的帶寬要求ADC以更高的時鐘速度操作。本文中所描述的方法和裝置使得ADC能以更高時鐘速度操作并且由此改善了無線系統(tǒng)的帶寬。這些技術(shù)也適用于改善在其他應(yīng)用中使用的ADC的性能。

逐次逼近ADC(SAR)拓撲正日益成為許多無線系統(tǒng)中所使用的ADC之選。其具有隨較小的幾何數(shù)字工藝伸縮良好的益處并且消耗的功率也比其他ADC拓撲要低。這些特征和益處使得其對于必須用低功耗來提供良好性能的移動無線和其他設(shè)備具有吸引力。提供‘N位’輸出的SAR?ADC必須要在一個時鐘循環(huán)內(nèi)一個接一個地完成N個轉(zhuǎn)換。ADC完成所有N個轉(zhuǎn)換所花費的時間被稱為轉(zhuǎn)換時間，并且隨著工藝角、溫度和電壓而變動。控制SAR?ADC的速度的電壓是供電電壓以及比較器共模電壓。這些電壓是為標(biāo)稱值而設(shè)計的，但是它們一般在該值上下變化。在操作包絡(luò)的慢角(諸如隨著極端溫度而發(fā)生)，若供電電壓和/或比較器共模電壓低，那么SAR?ADC將會放慢并且將不會操作得快到足以完成操作系統(tǒng)的時鐘速度所要求的所有轉(zhuǎn)換。當(dāng)試圖盡可能高地提高SAR?ADC的時鐘頻率時，這就成為了問題。僅僅將這些電壓編程得更高并不解決問題，因為增大的電壓以及隨機變動會引起降低的可靠性。此外，將該電壓設(shè)置得更高增加了SAR?ADC在其他工藝角(在那里不需要更高電壓)上的功耗。ADC最終使用了比所需要的多的功率。

為了克服該問題，可以在完成所有N個轉(zhuǎn)換之前使SAR轉(zhuǎn)換停止。然而，這引起了準(zhǔn)確性的損失。在其他情形中，SAR?ADC的時鐘速度可以被降低以容適速度上的降低。這進而會限制SAR?ADC所能被用于的信號帶寬。

本領(lǐng)域中需要用于通過自適應(yīng)地控制SAR?ADC中的電壓(僅在SAR?ADC慢時增大并且在SAR?ADC快時使之保持不變或減小)來改善SAR?ADC性能的方法和裝置。除了改善慢角上的性能之外，本文中所描述的方法和裝置同樣也幫助在典型角和快角上節(jié)省功率。

概述

本文中所描述的實施例提供了用于控制對逐次逼近寄存器模數(shù)轉(zhuǎn)換器的供電電壓和比較器共模電壓的方法。該方法包括：測量逐次逼近寄存器轉(zhuǎn)換時間；將逐次逼近寄存器轉(zhuǎn)換時間與期望的轉(zhuǎn)換時間作比較；并且若需要，則執(zhí)行對供電電壓和/或比較器共模電壓中至少一者的閉環(huán)調(diào)節(jié)。

一附加的實施例提供了用于控制對逐次逼近寄存器模數(shù)轉(zhuǎn)換器的供電電壓和比較器共模電壓的裝置。該裝置包括共模電壓和穩(wěn)壓器校正模塊。共模電壓和穩(wěn)壓器校正模塊包括鑒頻鑒相器、電荷泵，并且可包括跨導(dǎo)單元。