[發明專利]一種采樣開關電路及模數轉換器

在審

• 申請號: 202110211223.2
• 申請日: 2021-02-25
• 公開（公告）號: CN113014259A
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發明（設計）人: 管武;洪誠;吳凱;梁利平
• 申請（專利權）人: 中國科學院微電子研究所
• 主分類號: H03M1/12
• 分類號: H03M1/12;H03K17/687
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 尹秀

本申請公開了一種采樣開關電路及模數轉換器，該采樣開關電路包括：自舉開關模塊和高速跟隨模塊，自舉開關模塊的輸入端為采樣開關電路的輸入端，輸入電壓信號，輸出端與高速跟隨模塊的輸入端相連，高速跟隨模塊的輸出端為采樣開關電路的輸出端，自舉開關模塊用于周期性地對其輸入端輸入的電壓信號進行采樣和保持；高速跟隨模塊用于降低自舉開關模塊的驅動電阻，并對自舉開關模塊的輸出端輸出的電壓信號進行放大，輸出采樣結果，從而提高采樣開關電路的響應速度和驅動能力，進而提高采樣開關電路的信號處理速率，即提高采樣開關電路的采樣速率，以實現其對25Gsps以上信號的采樣和保持，進而使得模數轉換器實現25Gsps以上的采樣速率。

技術領域

本申請涉及信息處理領域，尤其涉及一種采樣開關電路及模數轉換器。

背景技術

面向5G的50Gbps/100Gbps數據傳輸，需要25Gsps以上采樣速率的模數轉換器，而模數轉化器要實現25Gsps以上的采樣速率，采樣開關電路則是其難點。采樣開關電路作為模數轉換器的第一級，其導通與關斷受采樣時鐘信號的控制，采樣開關電路在導通時采集輸入信號，之后在一段時間內關斷，保持采樣結果，以便于模數轉換器中采樣開關電路的后級電路根據其輸出的采樣結果實現對輸入信號的轉換。

由于采樣開關電路的采樣速率及精度對整體模數轉換器有著十分重要的影響，如果采樣開關電路引入誤差和失真，則會影響到最終模數轉換器的轉換精度，同時，采樣開關電路的采樣速率決定著模數轉換器處理信號的整體速率，因此，模數轉化器要想實現25Gsps以上的采樣速率，需要其采樣開關電路能夠對25Gsps以上信號進行采樣和保持，然而，目前模數轉換器中采樣開關電路的采樣速率主要集中在1Gsps，面向25Gsps以上信號的采樣開關電路的設計與應用還方興未艾。

發明內容

為解決上述技術問題，本申請實施例提供了一種采樣開關電路及模數轉換器，以提高模數轉換器中采樣開關電路的采樣速率，從而實現其對25Gsps以上信號的采樣和保持，進而使得模數轉換器實現25Gsps以上的采樣速率。

為解決上述問題，本申請實施例提供了如下技術方案：

一種采樣開關電路，包括：自舉開關模塊和高速跟隨模塊，所述自舉開關模塊的輸入端為所述采樣開關電路的輸入端，輸入電壓信號，輸出端與所述高速跟隨模塊的輸入端相連，所述高速跟隨模塊的輸出端為所述采樣開關電路的輸出端；其中，

所述自舉開關模塊用于周期性地對其輸入端輸入的電壓信號進行采樣和保持；

所述高速跟隨模塊用于降低所述自舉開關模塊的驅動電阻，并對所述自舉開關模塊的輸出端輸出的電壓信號進行放大，輸出采樣結果。

可選的，所述自舉開關模塊包括：第一開關管、第一電容、第一控制開關電路、第二控制開關電路、第三控制開關電路、第四控制開關電路和第五控制開關電路，其中，

所述第一開關管的第一端為所述自舉開關模塊的輸入端，輸入電壓信號，并通過所述第一控制開關電路與所述第一電容的第一端相連，第二端為所述自舉開關模塊的輸出端，控制端通過所述第二控制開關電路接地，并通過所述第三控制開關電路與所述第一電容的第二端相連；

所述第一電容的第一端還通過所述第四控制開關電路接地，第二端還通過所述第五控制開關電路與所述采樣開關電路的電源電壓輸入端相連，輸入電源電壓；

其中，所述第一控制開關電路和所述第三控制開關電路的導通狀態相同，且與所述第二控制開關電路、所述第四控制開關電路以及所述第五控制開關電路的導通狀態互補，以使得當所述第二控制開關電路、所述第四控制開關電路以及所述第五控制開關電路導通，所述第一控制開關電路和所述第三控制開關電路關斷時，所述第一電容的第二端與其第一端的電壓差被充電至預設電壓；當所述第一控制開關電路和所述第三控制開關電路導通，所述第二控制開關電路、所述第四控制開關電路以及所述第五控制開關電路關斷時，所述第一開關管的控制端與其第一端的電壓差被穩定在所述預設電壓。