[發(fā)明專利]用于模數(shù)轉(zhuǎn)換器前端的動態(tài)抗混疊濾波器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711116840.4
• 申請日: 2017-11-13
• 公開（公告）號: CN108075777B
• 公開（公告）日: 2021-09-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: Y·J·沙瑪;A·J·卡爾布
• 申請（專利權(quán)）人: 美國亞德諾半導(dǎo)體公司
• 主分類號: H03M1/08
• 分類號: H03M1/08;H03M1/46
• 代理公司: 中國貿(mào)促會專利商標事務(wù)所有限公司 11038
• 代理人: 歐陽帆

本公開涉及用于模數(shù)轉(zhuǎn)換器前端的動態(tài)抗混疊濾波器。模擬前端系統(tǒng)可包括濾波旁路開關(guān)，以自舉構(gòu)造連接從而將所述濾波旁路開關(guān)的控制端子拉到電源電壓的上方或下方。使用自舉開關(guān)可以允許差分抗混疊濾波器(AAF)的旁路開關(guān)的電荷注入和電容耦合成為共模。ADC的差分輸入信號不受AAF濾波器中旁路開關(guān)的電荷注入和電容耦合的影響為第一階。

要求優(yōu)先權(quán)

本申請要求Arthur J.Kalb et al.于2016年11月13日提交的題為“INTERFERENCE-IMMUNE DIAGNOSTIC QUALITY ECG RECORDING FOR WIRELESS PATIENTMONITORING APPLICATIONS”的美國臨時專利申請序列號62/421,344、和Arthur J.Kalb etal.于2016年11月14日提交的題為“INTERFERENCE-IMMUNE DIAGNOSTIC QUALITY ECGRECORDING FOR WIRELESS PATIENT MONITORING APPLICATIONS”的美國臨時專利申請序列號62/421,650、和Arthur J.Kalb et al.于2017年5月1日提交的題為“QUANTIZATIONNOISE CANCELLATION IN A FEEDBACK LOOP”的美國臨時專利申請序列號62/492,406的優(yōu)先權(quán)的權(quán)益，其全部內(nèi)容通過引用并入本文。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開通常涉及集成電路，更具體而非限制性地涉及用于模數(shù)轉(zhuǎn)換器的低噪聲精密輸入級

背景技術(shù)

在許多電子應(yīng)用中，模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)可將表示真實世界現(xiàn)象(例如光、聲音、溫度或壓力)的模擬電信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字處理的數(shù)字輸出信號，例如用于進一步的信號處理。例如，在精密測量系統(tǒng)中，電子設(shè)備可以配備一個或多個傳感器來進行測量并生成模擬信號。模擬信號可被提供給ADC以生成數(shù)字輸出信號以供進一步處理。

ADC可以在很多地方找到，例如寬帶通信系統(tǒng)、音頻系統(tǒng)、接收機系統(tǒng)等。ADC可用于廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，包括通信、能源、醫(yī)療保健、儀器儀表和測量、電機與動力控制、工業(yè)自動化以及航空航天/國防等。

發(fā)明內(nèi)容

模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)可用于各種應(yīng)用，例如在無線患者監(jiān)護應(yīng)用中。本發(fā)明人已經(jīng)認識到，要解決的一個問題是由于帶外噪聲或干擾的采樣導(dǎo)致的混疊。本發(fā)明人已經(jīng)認識到，在ADC電路之前耦合的動態(tài)抗混疊濾波器(AAF)可以包括旁路開關(guān)，該旁路開關(guān)在旁路開關(guān)轉(zhuǎn)向時可以由于電荷注入和電容耦合而將大量電荷注入到AAF濾波電容器，這會導(dǎo)致ADC輸入端的差分誤差。本發(fā)明人通過認識到可以將自舉旁路開關(guān)結(jié)合到動態(tài)AAF濾波器中來解決該問題，該動態(tài)AAF濾波器可以獨立于輸入信號進行電荷注入和電容耦合。因此，建立時間的要求可以大大放寬，這樣可以在驅(qū)動AAF濾波器和ADC的放大器的噪聲混疊和功耗/帶寬之間提供更好的折衷。

在一些方面中，本公開涉及模擬前端(AFE)系統(tǒng)，包括具有濾波旁路開關(guān)的抗混疊濾波電路，被配置為提供獨立于輸入信號的電荷注入和時鐘饋通中的至少一種。所述AFE系統(tǒng)包括：模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)電路的至少一個采樣電容器，被配置為采樣所述抗混疊濾波電路的輸出；增益或緩沖電路，包括輸入以接收所述輸入信號；和耦合所述增益或緩沖電路的輸出的抗混疊濾波電路，所述濾波電路包括：濾波電阻器；耦合所述濾波電阻器的端子的濾波電容器；和濾波旁路開關(guān)，以自舉構(gòu)造連接從而將所述濾波旁路開關(guān)的控制端子拉到電源電壓的上方或下方，所述濾波旁路開關(guān)與所述濾波電阻器并聯(lián)，所述濾波旁路開關(guān)包括ON狀態(tài)和OFF狀態(tài)，其中當(dāng)處于ON狀態(tài)時，所述濾波旁路開關(guān)被配置為旁路所述濾波電阻器，從而允許所述增益或緩沖電路通過所述濾波旁路開關(guān)驅(qū)動至少一個采樣電容器；和其中當(dāng)處于OFF狀態(tài)時，所述濾波旁路開關(guān)被配置為使所述增益或緩沖電路通過所述濾波電阻器驅(qū)動至少一個采樣電容器。