[發明專利]用于流水線模數轉換器的調節電路及流水線模數轉換器

有效

• 申請號: 201611070653.2
• 申請日: 2016-11-28
• 公開（公告）號: CN106788428B
• 公開（公告）日: 2020-03-03
• 發明（設計）人: 殷秀梅;楊培
• 申請（專利權）人: 北京特邦微電子科技有限公司
• 主分類號: H03M1/00
• 分類號: H03M1/00;H03M1/12
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇

本發明公開了一種用于流水線模數轉換器的調節電路及流水線模數轉換器。該調節電路與流水線模數轉換器的一級中的MDAC單元相連，包括：MDAC對照單元，第一輸入端輸入第一模擬信號，第二輸入端輸入第一數字信號，輸出端輸出第二模擬信號；轉換單元，輸入端輸入所述第二模擬信號，輸出端輸出轉換信號；控制單元，輸入端輸入轉換信號，輸出端輸出調節信號，其輸出給MDAC單元和MDAC對照單元。本發明的實施例采用調節電路與流水線模數轉換器的一級中的MDAC單元相連，輸出調節信號對MDAC單元的工作參數進行調節，穩定MDAC單元的工作狀態，壓縮設計余量，保證精度同時提高采樣頻率并降低功耗。

技術領域

本發明涉及集成電路領域，尤其涉及一種用于流水線模數轉換器的調節電路及流水線模數轉換器。

背景技術

流水線模數轉換器(ADC，Analog-to-Digital Converter)由若干級功能類似的模數轉換單元組成，每個模數轉換單元包括數模轉換及放大(MDAC)單元。

流水線ADC的精度與MDAC單元的信號處理精度密切相關，而MDAC單元的工作參數會影響MDAC單元的信號處理精度。舉例來說，MDAC單元中包括運算放大器(OPA)，OPA的非理想性對MDAC單元的精度影響較大，例如OPA的帶寬、壓擺率、非主極點這幾項指標均會對MDAC單元的動態誤差產生影響，并且MDAC單元的動態誤差會隨著ADC的采樣率升高而惡化。其中，對于OPA的非主極點對MDAC建立精度的影響，一般用開環相位裕度這個指標來衡量。相位裕度是保證MDAC建立精度的必要條件，相位裕度為70度通常是合適的值。相位裕度過低時(例如低于60度)，建立過程會存在明顯震蕩的情況，后級采樣時鐘如果存在少許偏差，就會導致信號精度的劇烈惡化；而相位裕度過大時(例如高于80度)，建立變慢，犧牲了建立時間，相當于采樣頻率下降。

在相關技術中，通常留有大量設計余量，例如通過提高芯片正常工作的相位裕度(例如高于80度)，以保證極端條件下相位裕度滿足不震蕩的要求。這樣雖然保證了性能穩定，但導致采樣頻率下降，功耗增大。

發明內容

技術問題

有鑒于此，本發明提出一種用于流水線模數轉換器的調節電路，對流水線模數轉換器進行調節，穩定MDAC單元的工作狀態，壓縮設計余量，保證流水線模數轉換器的精度，同時提高采樣頻率并降低功耗。

解決方案

根據本發明的一個方面，提供了一種用于流水線模數轉換器的調節電路，所述調節電路與流水線模數轉換器的一級中的數模轉換及放大MDAC單元相連。其中，所述調節電路包括：

MDAC對照單元，所述MDAC對照單元的第一輸入端輸入第一模擬信號，第二輸入端輸入第一數字信號，輸出端輸出第二模擬信號；

轉換單元，所述轉換單元的輸入端輸入所述第二模擬信號，輸出端輸出轉換信號；

控制單元，所述控制單元的輸入端輸入所述轉換信號，輸出端輸出調節信號，所述調節信號輸出給所述MDAC單元和所述MDAC對照單元。

在一種可能的實現方式中，所述第二模擬信號表示所述MDAC對照單元中的第一運算放大器的輸出在周期內的建立過程。

在一種可能的實現方式中，所述調節信號對所述MDAC單元的工作參數進行調節，所述工作參數與所述第一運算放大器的輸出的所述建立過程相關聯。

在一種可能的實現方式中，所述工作參數包括所述MDAC單元中的運算放大器的相位裕度、壓擺率、帶寬中的一個或多個。

在一種可能的實現方式中，所述第二模擬信號是在多個周期中，在所述第一運算放大器的輸出的建立過程中的不同時間點進行采樣得到的。