[實用新型]一種全差分開關電容積分器

有效

• 申請號: 201821768223.2
• 申請日: 2018-10-30
• 公開（公告）號: CN209001929U
• 公開（公告）日: 2019-06-18
• 發明（設計）人: 鄒睿;李洪芹;劉海珊;吳健珍
• 申請（專利權）人: 上海工程技術大學
• 主分類號: H03M1/12
• 分類號: H03M1/12
• 代理公司: 上海海頌知識產權代理事務所(普通合伙) 31258
• 代理人: 何葆芳

本實用新型公開了一種全差分開關電容積分器，是由八只開關、兩個采樣電容、兩個積分電容及一個運算放大器組成，其中：在正向電壓的輸入端與反向電壓的輸出端之間依次串聯有第一開關、第一采樣電容、第四開關和運算放大器，在反向電壓的輸入端與正向電壓的輸出端之間依次串聯有第五開關、第二采樣電容、第八開關和運算放大器，并且，在第一開關與第一采樣電容之間、第一采樣電容與第四開關之間、第五開關與第二采樣電容之間、第二采樣電容與第八開關之間分別并聯有一開關支路，在第四開關與反向電壓的輸出端之間、第八開關與正向電壓的輸出端之間均并聯有一積分電容。本實用新型具有電路結構簡單、占用面積小、精度高、功耗低等優點。

技術領域

本實用新型是涉及一種全差分開關電容積分器，屬于微電子技術領域。

背景技術

近年來，信號和信息處理已廣泛地滲透到科學研究、技術開發、工業生產、國防和國民經濟的各個領域，信號處理芯片的設計成為集成電路設計者的研究熱點。為了滿足電池驅動便攜設備的需求以及大型系統的節能需要，信號處理芯片需要在保證高性能的同時，朝更低電壓、更低功耗以及更低成本的方向不斷前進。

積分器是信號處理芯片中常用的重要功能電路，它對信號處理芯片整體性能的優劣將產生重大影響。在早期的信號處理電路中，電路設計者一般使用電阻、電容和放大器等組成連續時間積分器，構成所需的積分器傳遞函數，并對信號進行處理。但是，電阻和電容的絕對誤差限制了其在高精度電路中的應用。

而開關電容電路因具有時間常數精度高、良好的溫度特性、易于時鐘控制等優點，現已在模擬濾波器中得到應用；但常規的開關電容積分器占用面積很大，如Tim Denison等人在2007年為了達到2.5Hz的單位增益頻率，積分電容達到了100pF，面積很大，不具有實用性，尤其不能滿足現在的微型化技術的發展需求；為此有研究提出了全差分開關電容積分器，如：CN201810109015.X，雖然該專利采用部分正反饋電容結構，能保證與全差分積分器相同的芯片面積下和高精度要求內，時間常數較大，或者在相同時間常數的情況下，芯片面積較小，但仍然存在結構較復雜、面積較大等問題，仍不能很好滿足微型電子化的發展要求。

實用新型內容

針對現有技術存在的上述問題，本實用新型的目的是提供一種全差分開關電容積分器，實現在保證高精度的同時，具有結構簡單、面積小等優點，以滿足微型電子化的發展要求。

為實現上述目的，本實用新型采用的技術方案如下：

一種全差分開關電容積分器，是由八只開關、兩個采樣電容、兩個積分電容及一個運算放大器組成，其中：在正向電壓的輸入端與反向電壓的輸出端之間依次串聯有第一開關、第一采樣電容、第四開關和運算放大器，在反向電壓的輸入端與正向電壓的輸出端之間依次串聯有第五開關、第二采樣電容、第八開關和運算放大器，并且，在第一開關與第一采樣電容之間、第一采樣電容與第四開關之間、第五開關與第二采樣電容之間、第二采樣電容與第八開關之間分別并聯有一開關支路，在第四開關與反向電壓的輸出端之間、第八開關與正向電壓的輸出端之間均并聯有一積分電容。

作為優選方案，八只開關均為NMOS開關。

作為優選方案，兩個采樣電容相對稱且電容值相等。

作為優選方案，兩個積分電容相對稱且電容值相等。

作為優選方案，第二開關并聯在第一開關與第一采樣電容之間，第三開關并聯在第一采樣電容與第四開關之間，第六開關并聯在第五開關與第二采樣電容之間，第七開關并聯在第二采樣電容與第八開關之間；并且，所述第二開關的輸出端與參考電壓相連接，所述第三開關的輸出端接共模地，所述第六開關的輸出端與參考電壓相連接，所述第七開關的輸出端接共模地。

作為進一步優選方案，第一開關、第三開關、第五開關和第七開關的柵極均與第一時鐘信號相連接，第二開關、第四開關、第六開關和第八開關的柵極均與第二時鐘信號相連接，且第一時鐘信號與第二時鐘信號為相反信號。