[發明專利]多路復用器失真取消

有效

• 申請號: 201710832555.6
• 申請日: 2017-09-15
• 公開（公告）號: CN107835017B
• 公開（公告）日: 2022-01-11
• 發明（設計）人: C·P·赫里爾;R·A·博德納爾;P·德利澤爾
• 申請（專利權）人: 亞德諾半導體集團
• 主分類號: H03M1/06
• 分類號: H03M1/06;H03M1/12
• 代理公司: 中國貿促會專利商標事務所有限公司 11038
• 代理人: 申發振

本公開涉及多路復用器失真取消。聯合的采樣和保持電路和多路復用器中的失真可通過下列降低：將采樣和保持電路和多路復用器向上分為主要和補償信號通道，并且將跨越多路復用器的開關和采樣和保持階段的輸入開關的捕獲階段期間引起的總誤差信號考慮作為不得不補償的單一誤差信號。該補償然后通過下列實現：使相同誤差電壓誘導進入總MUX和采樣和保持電路的主要和補償通道，使得可以取消誤差，因此改善階段的性能。

技術領域

本公開涉及通過多路復用器的部件用于減少或消除引入到信號中的失真的技術，其用于將多個輸入信號復用到另一電路中。

背景技術

模數轉換器(ADC)通常在多路復用器(MUX)之前，允許將來自多個不同信號通道或線路的模擬信號復用到ADC中進行采樣和數字轉換。多路復用器中的通道的非線性電容(通常多達15或31個)可能是重要的失真來源，以及由于通道MUX中的開關的電阻上的非線性而現在存在的失真。在后一方面，當與ADC集成時，每個MUX通道的MUX開關通常將采用與NMOS晶體管并聯的PMOS晶體管的傳輸門(“TG”)的形式。

在使用中，當開關輸入“高”輸入電壓(Vin接近Vdd)時，在NMOS晶體管中有極小的柵極-源極電壓(Vgs)，它主要是關閉的。然而，在這種情況下，在PMOS晶體管中存在良好的柵極-源極電壓，并且它是完全導通的。相反，當施加低(Vin接近Vss)的輸入電壓時，跨越PMOS器件的Vgs很小，它是關閉的，但相反地，NMOS器件被硬驅動。

但是，當輸入電壓為中等范圍時，兩個晶體管可能導電，但不是其最低阻抗狀態。因此，TG開關的電阻可能處于其最大的“開”值(“Ron”)。這種非線性Ron特性導致通過MUX通道上的信號到ADC的信號失真，而MUX通道的寄生電容也引入了進一步的失真。

發明內容

聯合的采樣和保持電路(可用作輸入階段至ADC)和多路復用器中的失真可通過下列降低：使用主要和補償信號通道，并且將跨越多路復用器的開關和采樣和保持階段的輸入開關的捕獲階段期間引起的總誤差信號考慮作為不得不補償的單一誤差信號。該補償然后通過下列實現：相對于主要通道中開關的性能，使補償通道中的開關適應(例如通過縮放寬度和/或并行/串聯連接)，使得主要和補償通道采樣電容器中的總誤差電荷相同。通過這樣操作，可以取消誘導進入MUX和采樣和保持電路的誤差電壓，因此改善階段的性能。另外，在相關技術中，通過將另外電容負載加入補償通道，也可以補償由于MUX中開關的關閉電容引起的失真，另外負載引入另外誤差電壓，其取消由開關的寄生電容引入的誤差電壓。還描述了另外失真的降低技術。

鑒于上述情況，從一方面，本公開的一個例子呈現用于從多個輸入采樣信號的采樣電路。采樣電路包括采樣和保持階段，采樣和保持階段包括主要和補償通道，主要和補償通道包括各自主要和補償輸入開關、和各自主要和補償通道采樣電容器。多路復用器包括多個輸入節點，并且還提供多個主要開關，主要開關控制采樣和保持階段的主要通道中的信號。還包括一個或多個補償開關，一個或多個補償開關控制采樣和保持階段的補償通道中的信號。在聯合的MUX和采樣和保持電路中主要和補償開關的相應各自性能被構造為使得相同的總誤差電荷在主要和補償通道采樣電容器中產生。通過在采樣電容器中具有相同誤差電荷，則可以通過適當處理各個信號來減少誤差。

例如，誤差電荷可在使用中基本相互抵消。因此，為了取得這種取消，在一個例子中，電路還可包括差分電路，布置為在使用中以接收在所述主要通道采樣電容器中指示總誤差電荷的第一誤差信號、和在所述補償通道采樣電容器中指示總誤差電荷的第二誤差信號。差分電路然后從第一或第二誤差信號中的一個減去另一個以產生基本無誤差輸出信號。

為了在主要和補償通道中獲得誤差電荷的平衡，在一些例子中，在聯合的MUX和采樣和保持電路中主要和補償開關的相應各自性能適應為使得各自性能依賴于第一預定比例而相互關聯。例如，在一些例子中，第一預定比例可以是下列一種：

i)在采樣和保持階段中補償通道K的數量與在采樣和保持階段中主要通道J的數量；或