專利名稱：用于流水線a/d轉(zhuǎn)換器的同時開關(guān)噪聲抑制電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種開關(guān)噪聲抑制電路，特別涉及一種用于流水線A/D轉(zhuǎn)換器的同時開關(guān)噪聲抑制電路。它直接應(yīng)用的領(lǐng)域是高速高精度流水線A/D轉(zhuǎn)換器。
背景技術(shù)：
近年來，隨著通信系統(tǒng)性能的提高，對A/D轉(zhuǎn)換器的參數(shù)要求也越來越高，特別更多對高速高精度A/D轉(zhuǎn)換器的需求，使之成為研究的熱點。高速高精度A/D轉(zhuǎn)換器通常采用流水線結(jié)構(gòu)，典型結(jié)構(gòu)如圖I所示。常規(guī)流水線A/D轉(zhuǎn)換器主要由各個子級模塊Stage-I到Stage-5以及一個數(shù)字校準部分組成。通常，每一級是由低分辨率的A/D轉(zhuǎn)換電路、D/A轉(zhuǎn)換電路、采樣保持器及放大電路組成。每一 級的功能大體相同，且僅處理低字節(jié)的數(shù)字量，其輸出結(jié)果在隨后的輸出鎖存器中加以合并；每一級轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量都存入位于下方的鎖存器中，待轉(zhuǎn)換結(jié)束，經(jīng)數(shù)字校正和鎖存后送往數(shù)據(jù)總線輸出。整個流水線結(jié)構(gòu)由時鐘產(chǎn)生電路提供兩相互不交疊時鐘進行控制，使得每級結(jié)構(gòu)中的采樣保持電路和級間增益電路分別工作在采樣相Os和放大相Of。隨著采樣率和集成度的提高，內(nèi)部開關(guān)工作頻率大幅提高，同時，發(fā)生開關(guān)動作的開關(guān)數(shù)量也急劇增加，這些開關(guān)產(chǎn)生的電流，在流經(jīng)管殼、鍵合絲所寄生的感性元件時，由關(guān)系式A V=di/dt可知，將在參考電位如電源、地、基準電壓等上產(chǎn)生所謂的同時開關(guān)噪聲(SimultaneousSwitching Noise，簡寫為SSN)。SSN會造成高速高精度A/D轉(zhuǎn)換器性能下降，特別是動態(tài)參數(shù)無雜散動態(tài)范圍(SFDR)僅為40dB飛OdB之間，顯然已經(jīng)不能滿足現(xiàn)在對高速高精度A/D轉(zhuǎn)換器性能的要求。專利文獻I “集成在A/D轉(zhuǎn)換器芯片上的開關(guān)噪聲抑制電路”(ZL201010527207. 6.)較好地解決了 14位及其以下的流水線A/D轉(zhuǎn)換器的同時開關(guān)噪聲抑制問題，但對16位的流水線A/D轉(zhuǎn)換器，因通常需要9(Tl00dB的SFDR，文獻I的開關(guān)噪聲抑制電路還遠不能滿足設(shè)計要求。

發(fā)明內(nèi)容
為克服同時開關(guān)噪聲造成高速高精度A/D轉(zhuǎn)換器性能下降的問題，本發(fā)明提供一種用于流水線A/D轉(zhuǎn)換器的同時開關(guān)噪聲抑制電路，且本發(fā)明的電路結(jié)構(gòu)簡單，便于重復使用。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案在于一種用于流水線A/D轉(zhuǎn)換的同時開關(guān)噪聲抑制電路，它含有一個正基準通路RC網(wǎng)絡(luò)單元，包括第一級至第五級正基準通路電阻R1+、R2+、R3+、R4+、R5+，第一級與第二級正基準通路電阻之間的電阻R12+,第二級與第三級正基準通路電阻之間的電阻R23+,第三級與第四級正基準通路電阻之間的電阻R34+,第四級與第五級正基準通路電阻之間的電阻R45+,第一級正基準電容C1+，第二級正基準電容C2+，第三級正基準電容C3+，第四級正基準電容C4+以及第五級正基準電容c5+，其中，R1+、R2+、R3+、R4+、R5+的一端相互連接，并與正基準電壓端Vkef+相接，R1+的另一端接A/D轉(zhuǎn)換器的第一級Stage-1, R2+的另一端接A/D轉(zhuǎn)換器的第二級Stage-2, R3+的另一端接A/D轉(zhuǎn)換器的第三級Stage-3, R4+的另一端A/D轉(zhuǎn)換器的第四級Stage-4, R5+另一端接A/D轉(zhuǎn)換器的第五級Stage-5 ；R12+的一端接A/D轉(zhuǎn)換器的第一級Stage_l,R12+的另一端接A/D轉(zhuǎn)換器的第二級Stage-2 ；R23+的一端接A/D轉(zhuǎn)換器的第二級Stage-2, R23+的另一端接A/D轉(zhuǎn)換器的第三級Stage-3 ；R34+的一端接A/D轉(zhuǎn)換器的第三級Stage-3，R34+的另一端接A/D轉(zhuǎn)換器的第四級Stage-4 ；R45+的一端接A/D轉(zhuǎn)換器的第四級Stage-4, R45+的另一端接A/D轉(zhuǎn)換器的第五級Stage-5 ；C1+的上極板接A/D轉(zhuǎn)換器的第一級Stage-1, C1+的下極板接地；C2+的上極板接A/D轉(zhuǎn)換器的第二級S tage-2，C2+的下極板接地;C3+的上極板接A/D轉(zhuǎn)換器的第三級Stage-3，C3+的下極板接地；C4+的上極板接A/D轉(zhuǎn)換器的第四級Stage-4, C4+的下極板接地；C5+的上極板接A/D轉(zhuǎn)換器的第五級Stage-5, C5+的下極板接地；和一個負基準通路RC網(wǎng)絡(luò)單元，包括第一級至第五級負基準通路電阻Rp R2_、R3_、R4_、R5_，第一級與第二級負基準通路電阻之間的電阻R12-,第二級與第三級負基準通路電阻之間的電阻R23-,第三級與第四級負基準通路電阻之間的電阻R34_，第四級與第五級負基準通路電阻之間的電阻R45_，第一級負基準電容(V，第二級負基準電容C2_，第三級負基準電容C3_，第四級負基準電容C4_以及第五級負基準電容C5_，其中，RpRpRpRpIV的一端相互連接，并與負基準電壓端VREF-相接，R1^的另一端接A/D轉(zhuǎn)換器的第一級Stage-1, R2_的另一端接A/D轉(zhuǎn)換器的第二級Stage_2,R3_的另一端接A/D轉(zhuǎn)換器的第三級Stage-3, R4_的另一端A/D轉(zhuǎn)換器的第四級Stage-4, R5_另一端接A/D轉(zhuǎn)換器的第五級Stage-5 ;R12_的一端接A/D轉(zhuǎn)換器的第一級Stage_l,R12_的另一端接A/D轉(zhuǎn)換器的第二級Stage-2 ;R23_的一端接A/D轉(zhuǎn)換器的第二級Stage-2, R23_的另一端接A/D轉(zhuǎn)換器的第三級Stage-3 ;R34_的一端接A/D轉(zhuǎn)換器的第三級Stage-3，R34_的另一端接A/D轉(zhuǎn)換器的第四級Stage-4 ;R45_的一端接A/D轉(zhuǎn)換器的第四級Stage_4,R45_的另一端接A/D轉(zhuǎn)換器的第五級Stage-5 的上極板接A/D轉(zhuǎn)換器的第一級Stage-1，C1^的下極板接地；C2_的上極板接A/D轉(zhuǎn)換器的第二級Stage-2，C2_的下極板接地；C3_的上極板接A/D轉(zhuǎn)換器的第三級Stage-3, C3_的下極板接地；C4_的上極板接A/D轉(zhuǎn)換器的第四級Stage-4,C4_的下極板接地；C5_的上極板接A/D轉(zhuǎn)換器的第五級Stage-5，C5_的下極板接地。有益效果本發(fā)明的一種用于流水線A/D轉(zhuǎn)換器的開關(guān)噪聲抑制電路具有以下特點I.本發(fā)明電路在常規(guī)流水線A/D轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上增加了一個正基準通路RC網(wǎng)絡(luò)單元和一個負基準通路RC電阻電容網(wǎng)絡(luò)單元，通過這兩個RC電阻電容網(wǎng)絡(luò)，來抑制流水線正基準Vkef+和負基準VKEF_的SSN噪聲，使高速高精度流水線A/D轉(zhuǎn)換器的SFDR由4(T50dB提升至9(Tl00dB，大幅提高了整個流水線A/D轉(zhuǎn)換器的動態(tài)性能。本發(fā)明電路由于其噪聲抑制得到極大改善，其應(yīng)用范圍可以擴展到16位的流水線A/D轉(zhuǎn)換器。2.本發(fā)明電路中的正基準通路RC網(wǎng)絡(luò)單元中，通過采用電阻1^+(11=1，…』)、電容(；+(11=1，…，5)為流水線第一至第五級正基準提供低通通路，同時，采用電阻R2+、R3+、R4+、R5+,確保流水線A/D轉(zhuǎn)換器的每級正基準IR壓降相等，采用電阻R12+、R23+、R34+、R45+,起電壓平衡作用，進一步保證了流水線A/D轉(zhuǎn)換器的每級正基準的IR壓降相等。同理，本發(fā)明電路中的負基準通路RC網(wǎng)絡(luò)單元也起了同樣的作用，以保證流水線A/D轉(zhuǎn)換器的每級正基準的IR壓降相等，提高流水線A/D轉(zhuǎn)換器各級之間信號的兼容性。3.常規(guī)不帶RC網(wǎng)絡(luò)的流水線A/D轉(zhuǎn)換器的SFDR曲線圖如圖3所示，本發(fā)明帶開關(guān)噪聲抑制電路的A/D轉(zhuǎn)換器的SFDR曲線圖如圖4所示。由圖3和圖4可知，常規(guī)的不帶RC網(wǎng)絡(luò)的流水線結(jié)構(gòu)的SFDR僅為4(T50dB，而本發(fā)明的帶開關(guān)噪聲抑制電路的A/D轉(zhuǎn)換器的SFDR可達9(Tl00dB，動態(tài)性能大幅度提高。


圖I是常規(guī)流水線A/D轉(zhuǎn)換器電路圖；圖2是本發(fā)明的用于流水線A/D轉(zhuǎn)換器的同時開關(guān)噪聲抑制電路圖；圖3是常規(guī)流水線A/D轉(zhuǎn)換器的SFDR曲線圖；圖4是本發(fā)明用于流水線A/D轉(zhuǎn)換器的同時開關(guān)噪聲抑制電路的SFDR曲線圖。
具體實施例方式本發(fā)明的具體實施方式
不僅限于下面的描述，現(xiàn)結(jié)合附圖加以進一步說明。本發(fā)明具體實施的用于流水線A/D轉(zhuǎn)換器的開關(guān)噪聲抑制電路如圖2所示。它由一個正基準通路RC網(wǎng)絡(luò)單元和一個負基準通路RC網(wǎng)絡(luò)單元組成。圖2中的具體連接關(guān)系、作用關(guān)系與本說明書的發(fā)明內(nèi)容部分相同，此處不再重復。它的工作原理如下利用Yungseon Eo等人提出的SSN峰值模型
權(quán)利要求
1.一種用于流水線A/D轉(zhuǎn)換器的同時開關(guān)噪聲抑制電路，其特征在于，它含有 一個正基準通路RC網(wǎng)絡(luò)單元，包括 第一級至第五級正基準通路電阻R1+、R2+、R3+、R4+、R5+，第一級與第二級正基準通路電阻之間的電阻R12+,第二級與第三級正基準通路電阻之間的電阻R23+,第三級與第四級正基準通路電阻之間的電阻R34+,第四級與第五級正基準通路電阻之間的電阻R45+,第一級正基準電容C1+，第二級正基準電容C2+，第三級正基準電容C3+，第四級正基準電容C4+以及第五級正基準電容仏+， 其中，R1+、R2+、R3+、R4+、R5+的一端相互連接，并與正基準電壓端VREF+相接，R1+的另一端接A/D轉(zhuǎn)換器的第一級Stage-1, R2+的另一端接A/D轉(zhuǎn)換器的第二級Stage-2, R3+的另一端接A/D轉(zhuǎn)換器的第三級Stage-3, R4+的另一端A/D轉(zhuǎn)換器的第四級Stage-4, R5+另一端接A/D轉(zhuǎn)換器的第五級Stage-5 ；R12+的一端接A/D轉(zhuǎn)換器的第一級Stage-Ι, R12+的另一端接A/D轉(zhuǎn)換器的第二級Stage-2 ；R23+的一端接A/D轉(zhuǎn)換器的第二級Stage-2, R23+的另一端接A/D轉(zhuǎn)換器的第三級Stage-3 ；R34+的一端接A/D轉(zhuǎn)換器的第三級Stage-3，R34+的另一端接A/D轉(zhuǎn)換器的第四級Stage-4 ；R45+的一端接A/D轉(zhuǎn)換器的第四級Stage-4, R45+的另一端接A/D轉(zhuǎn)換器的第五級Stage-5 ；C1+的上極板接A/D轉(zhuǎn)換器的第一級Stage-1，C1+的下極板接地；C2+的上極板接A/D轉(zhuǎn)換器的第二級Stage-2, C2+的下極板接地；C3+的上極板接A/D轉(zhuǎn)換器的第三級Stage-3，C3+的下極板接地；C4+的上極板接A/D轉(zhuǎn)換器的第四級Stage-4，C4+的下極板接地；C5+的上極板接A/D轉(zhuǎn)換器的第五級Stage-5，C5+的下極板接地；和 一個負基準通路RC網(wǎng)絡(luò)單元，包括 第一級至第五級負基準通路電阻Rp R2_、R3_、R4_、R5-,第一級與第二級負基準通路電阻之間的電阻R12-,第二級與第三級負基準通路電阻之間的電阻R23-,第三級與第四級負基準通路電阻之間的電阻R34-,第四級與第五級負基準通路電阻之間的電阻R45-,第一級負基準電容(V，第二級負基準電容C2_，第三級負基準電容C3_，第四級負基準電容C4_以及第五級負基準電容C5_， 其中，RpRpIV、R4_、R5_的一端相互連接，并與負基準電壓端VREF-相接，R1^的另一端接A/D轉(zhuǎn)換器的第一級Stage-1, R2_的另一端接A/D轉(zhuǎn)換器的第二級Stage-2, R3-的另一端接A/D轉(zhuǎn)換器的第三級Stage-3, R4_的另一端A/D轉(zhuǎn)換器的第四級Stage-4, R5_另一端接A/D轉(zhuǎn)換器的第五級Stage-5 ;R12_的一端接A/D轉(zhuǎn)換器的第一級Stage-Ι, R12_的另一端接A/D轉(zhuǎn)換器的第二級Stage-2 ;R23_的一端接A/D轉(zhuǎn)換器的第二級Stage-2, R23-的另一端接A/D轉(zhuǎn)換器的第三級Stage-3 ;R34_的一端接A/D轉(zhuǎn)換器的第三級Stage-3，R34_的另一端接A/D轉(zhuǎn)換器的第四級Stage-4 ;R45_的一端接A/D轉(zhuǎn)換器的第四級Stage-4, R45_的另一端接A/D轉(zhuǎn)換器的第五級Stage-5 的上極板接A/D轉(zhuǎn)換器的第一級Stage-1，C1-的下極板接地；C2_的上極板接A/D轉(zhuǎn)換器的第二級Stage-2，C2_的下極板接地；C3_的上極板接A/D轉(zhuǎn)換器的第三級Stage-3, C3_的下極板接地；C4_的上極板接A/D轉(zhuǎn)換器的第四級Stage-4,C4_的下極板接地；C5_的上極板接A/D轉(zhuǎn)換器的第五級Stage-5，C5_的下極板接地。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種應(yīng)用在A/D轉(zhuǎn)換器的開關(guān)噪聲抑制電路，它包括一個正基準通路RC網(wǎng)絡(luò)和一個負基準通路RC網(wǎng)絡(luò)，分別作用于流水線A/D轉(zhuǎn)換器的正基準電壓通路和負基準電壓通路。本發(fā)明電路在常規(guī)流水線結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上增加一個正基準通路RC電阻電容網(wǎng)絡(luò)和一個負基準通路RC電阻電容網(wǎng)絡(luò)，以此來抑制流水線正基準和負基準的SSN開關(guān)噪聲，極大地提高了整個流水線A/D轉(zhuǎn)換器的動態(tài)性能。本發(fā)明電路可將高速高精度流水線A/D轉(zhuǎn)換器的SFDR從常規(guī)的40dB~50dB提高到90~100dB。本發(fā)明電路結(jié)構(gòu)簡單，其應(yīng)用可擴展到16位的高速高精度流水線A/D轉(zhuǎn)換器中。
文檔編號H03K17/16GK102664610SQ201210153849
公開日2012年9月12日 申請日期2012年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月17日
發(fā)明者劉林濤, 徐學良, 李儒章, 高煜寒 申請人:中國電子科技集團公司第二十四研究所