一種采用失調(diào)平均和內(nèi)插共享電阻網(wǎng)絡(luò)的折疊內(nèi)插模數(shù)轉(zhuǎn)換器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明屬集成電路【技術(shù)領(lǐng)域】，具體為一種采用失調(diào)平均和內(nèi)插共享電阻網(wǎng)絡(luò)的折疊內(nèi)插模數(shù)轉(zhuǎn)換器。本發(fā)明的折疊內(nèi)插模數(shù)轉(zhuǎn)換器由單一T/H電路、參考電阻串、預(yù)放大電路陣列、失調(diào)平均與內(nèi)插共享電阻網(wǎng)絡(luò)（內(nèi)插系數(shù)為I）、折疊系數(shù)為F的折疊電路（1-N級）、比較器陣列、數(shù)字編碼電路和二進(jìn)制數(shù)字碼輸出驅(qū)動模塊構(gòu)成。其中，內(nèi)插采用無源電阻方式，將無源內(nèi)插電阻和失調(diào)平均電阻共享融合。本發(fā)明消除了失調(diào)平均電阻和無源內(nèi)插電阻級聯(lián)時，無源內(nèi)插電阻對失調(diào)平均電阻的影響；省略傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)中的其它獨立內(nèi)插電路模塊，降低功耗；有利于折疊內(nèi)插信號路徑中級聯(lián)帶寬的設(shè)計，使得系統(tǒng)更易于實現(xiàn)高帶寬設(shè)計。
【專利說明】—種采用失調(diào)平均和內(nèi)插共享電阻網(wǎng)絡(luò)的折疊內(nèi)插模數(shù)轉(zhuǎn)換器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬集成電路【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種采用失調(diào)平均和內(nèi)插共享電阻網(wǎng)絡(luò)的高帶寬、低功耗折疊內(nèi)插模數(shù)轉(zhuǎn)換器。

【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的折疊內(nèi)插模數(shù)轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)如圖1所示，主要由單一跟蹤保持電路1、參考電壓電阻串2、預(yù)放大電路陣列3、預(yù)放大器輸出端失調(diào)平均電阻網(wǎng)絡(luò)4、N級折疊系數(shù)為F的折疊電路級5、8、11，N級內(nèi)插系數(shù)為I的內(nèi)插電路級6、9、12，各級內(nèi)插電路級輸出端失調(diào)平均電阻網(wǎng)絡(luò)7、10、13，比較器陣列電路模塊14、數(shù)字編碼電路模塊15和二進(jìn)制數(shù)字碼輸出驅(qū)動電路模塊16構(gòu)成。
[0003]折疊內(nèi)插模數(shù)轉(zhuǎn)換器是全并行模數(shù)轉(zhuǎn)換器架構(gòu)中的低功耗結(jié)構(gòu)，在折疊內(nèi)插模數(shù)轉(zhuǎn)換器中，采用折疊技術(shù)減少比較器的數(shù)目；采用內(nèi)插技術(shù)減少預(yù)放大陣列的數(shù)目。因此內(nèi)插技術(shù)對于折疊內(nèi)插結(jié)構(gòu)模數(shù)轉(zhuǎn)換器的低功耗設(shè)計而言是必不可少的。在如圖1所示的是傳統(tǒng)折疊內(nèi)插模數(shù)轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)，每級折疊電路后級都有一級內(nèi)插系數(shù)為I的內(nèi)插電路模塊，內(nèi)插電路模塊的實現(xiàn)方式可以分為無源內(nèi)插和有源內(nèi)插兩種方式，無源內(nèi)插實現(xiàn)方式通常是采用無源電阻的形式實現(xiàn)。此外，傳統(tǒng)的無源電阻內(nèi)插的實現(xiàn)方式同樣可以分為兩種電路實現(xiàn)方式，如圖3所示的是兩級相鄰的折疊系數(shù)為F的折疊器電路之間的無源電阻內(nèi)插示意圖，其中包括:內(nèi)插電阻&30、失調(diào)平均電阻RA31、折疊器電阻負(fù)載32折疊器輸入差分對33、34、35，第i級折疊器36和第i+Ι級折疊器37。第i級的折疊器的差分輸出分力丨J疋Foutp⑴和F0Utn⑴， 第i+Ι的折疊器的差分輸出分別是Fratpii^和
Foutn(1.l) ° 兩組差分輸出之間首先通過失調(diào)平均電阻^消除非線性偏移誤差，然后通過內(nèi)插電阻R1實現(xiàn)信號間的內(nèi)插，產(chǎn)生內(nèi)插信號FPj和FN p內(nèi)插系數(shù)是通過相鄰信號間的內(nèi)插電阻R1的比例系數(shù)決定的，圖3中是以內(nèi)插系數(shù)2為例，即內(nèi)插系數(shù)為2。該無源電阻內(nèi)插的實現(xiàn)方式是將內(nèi)插電阻直接級聯(lián)到失調(diào)平均電阻的后級，根據(jù)基爾霍夫電流定律，無源內(nèi)插電阻R1會對失調(diào)電阻Ra產(chǎn)生影響，使得相鄰折疊器輸出信號間的失調(diào)平均電阻值發(fā)生變化，這將會影響失調(diào)平均作用，對模數(shù)轉(zhuǎn)換器的性能產(chǎn)生影響。為了隔離兩者之間的影響，前人在傳統(tǒng)無源電阻內(nèi)插的實現(xiàn)方式上進(jìn)行了改進(jìn)，如圖4所示的是在失調(diào)平均電阻和無源內(nèi)插電阻之間增加了電壓驅(qū)動器44，用于隔離失調(diào)平均電阻和內(nèi)插電阻，消除兩者之間的相互影響，保證失調(diào)平均作用和無源內(nèi)插的線性度。但是，該實現(xiàn)方式的固有缺陷是增加電壓驅(qū)動器所帶來的高的功率耗散，對于折疊內(nèi)插模數(shù)轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)的低功耗、高能效設(shè)計是不利的。此外，對于另外一種內(nèi)插實現(xiàn)方式一有源內(nèi)插，如圖5所示，其中包括:失調(diào)平均電阻RA47、折疊器輸入差分對48、49、50以及有源內(nèi)插電路52、折疊器電阻負(fù)載53、第i級折疊器(51)和第i+Ι級折疊器54。有源內(nèi)插實現(xiàn)方式是將相鄰折疊器輸出信號作為有源內(nèi)插器的輸入，在有源內(nèi)插器的輸出端得到相應(yīng)信號的疊加實現(xiàn)內(nèi)插。同時，為了匹配內(nèi)插信號與原始信號的增益，原始折疊器的輸出信號同樣需要經(jīng)過有源內(nèi)插器放大，如圖5中所示的內(nèi)插系數(shù)為2的有源內(nèi)插實現(xiàn)電路中，相鄰兩級折疊器間實現(xiàn)內(nèi)插系數(shù)為2的內(nèi)插操作時共需要6個有源內(nèi)插器。該內(nèi)插方式同樣會增加模數(shù)轉(zhuǎn)換器的功耗，不利于折疊內(nèi)插模數(shù)轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)的低功耗、高能效設(shè)計。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種在保證內(nèi)插電路低功耗的前提下，能夠消除內(nèi)插電路對失調(diào)平均電阻網(wǎng)絡(luò)的影響的高帶寬、低功耗折疊內(nèi)插模數(shù)轉(zhuǎn)換器。
[0005]本發(fā)明提供的高帶寬、低功耗折疊內(nèi)插模數(shù)轉(zhuǎn)換器，采用無源電阻內(nèi)插的實現(xiàn)方式，同時將無源內(nèi)插電阻和失調(diào)平均電阻之間進(jìn)行共享，這樣既可以消除無源內(nèi)插電阻對于失調(diào)平均電阻的影響，同時省略有源內(nèi)插電路和隔離用電壓驅(qū)動電路降低模數(shù)轉(zhuǎn)換器的功耗，有利于折疊內(nèi)插模數(shù)轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)的低功耗、高能效設(shè)計。
[0006]本發(fā)明提出了一種失調(diào)平均和內(nèi)插共享電阻網(wǎng)絡(luò)低功耗電路設(shè)計方案，該方案將初始的失調(diào)平均電阻分裂為I等份，每一等份抽頭作為內(nèi)插信號的輸出，從而實現(xiàn)內(nèi)插系數(shù)為I的無源電阻內(nèi)插。該實現(xiàn)方式較傳統(tǒng)有源內(nèi)插方式而言，省略了有源內(nèi)插電路，降低了功耗。該實現(xiàn)方式較傳統(tǒng)的無源電阻內(nèi)插方式而言，消除了無源內(nèi)插電阻對于失調(diào)平均電阻的影響，省略了失調(diào)平均電阻和無源內(nèi)插電阻間隔離用的電壓驅(qū)動器電路降低了功耗。同時，該技術(shù)簡化了折疊內(nèi)插結(jié)構(gòu)的級聯(lián)信號路徑級聯(lián)帶寬的設(shè)計，有利于折疊內(nèi)插模數(shù)轉(zhuǎn)換器高帶寬的設(shè)計。
[0007]本發(fā)明提出的失調(diào)平均和內(nèi)插共享電阻網(wǎng)絡(luò)的，其結(jié)構(gòu)如圖6所示，其主要包括:分裂后的失調(diào)平均電阻&55、折疊器輸入差分對56、57、59，以及折疊器電阻負(fù)載60、第i級折疊器58和第i+Ι級折疊器61。在該結(jié)構(gòu)中原始的失調(diào)平均電阻Ra分裂為兩個相等的Ra，從而實現(xiàn)2倍內(nèi)插操作產(chǎn)生內(nèi)插信號Fp。和Fn c，該結(jié)構(gòu)中只有失調(diào)平均電阻網(wǎng)絡(luò)，不存在其它任何獨立的無源和有源內(nèi)插電路模塊，失調(diào)平均和內(nèi)插共享同一組電阻網(wǎng)絡(luò)，消除了內(nèi)插電阻對于失調(diào)平均電阻的影響，省略了其它有源內(nèi)插電路模塊降低了功耗。依次類推，如圖7所示的是內(nèi)插系數(shù)為I的失調(diào)平均和內(nèi)插共享電阻網(wǎng)絡(luò)示意圖，該圖中原始失調(diào)平均電阻Ra分裂為I等份的Ra，從而實現(xiàn)內(nèi)插系數(shù)為I的信號內(nèi)插操作，即實現(xiàn)I倍內(nèi)插操作，產(chǎn)生內(nèi)插信號FP。和Fn。。其主要包括:分裂后的失調(diào)平均電阻&62、折疊器輸入差分對63、64、65，以及折疊器電阻負(fù)載66、第i級折疊器67和第i+Ι級折疊器68。
[0008]采用失調(diào)平均和內(nèi)插共享電阻網(wǎng)絡(luò)低功耗電路的折疊內(nèi)插模數(shù)轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)，如圖2所示，該結(jié)構(gòu)主要包括:單一跟蹤保持電路17、參考電壓電阻串18、預(yù)放大電路陣列19、預(yù)放大器輸出端失調(diào)平均和內(nèi)插共享電阻網(wǎng)絡(luò)20、N級折疊系數(shù)為F的折疊電路級21、23、25，以及N級內(nèi)插系數(shù)為I的失調(diào)平均與內(nèi)插共享電阻網(wǎng)絡(luò)22、24、26，比較器陣列電路模塊27、數(shù)字編碼電路模塊28和二進(jìn)制數(shù)字碼輸出驅(qū)動電路模塊29。
[0009]其中，N級內(nèi)插系數(shù)為I的失調(diào)平均與內(nèi)插共享電阻網(wǎng)絡(luò)22、24、26為圖7所示。該失調(diào)平均和內(nèi)插共享電阻網(wǎng)絡(luò)中，傳統(tǒng)單一失調(diào)平均電阻分裂為I等份，每一等份失調(diào)平均單元電阻間抽頭輸出內(nèi)插信號，內(nèi)插系數(shù)為I。
[0010]該失調(diào)平均和內(nèi)插共享電阻網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于預(yù)放大陣列輸出端，假設(shè)初始過零點的數(shù)目為Np，傳統(tǒng)的預(yù)放大電路陣列的數(shù)目為Np，則預(yù)放大電路陣列的數(shù)目為Np/I。
[0011]該失調(diào)平均和內(nèi)插共享電阻網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于第一級折疊系數(shù)為F的折疊電路模塊的輸出端，第一級折疊電路模塊中折疊電路的數(shù)目為NP/F。
[0012]每一級的折疊器電路的輸出端都有失調(diào)平均和內(nèi)插共享電阻網(wǎng)絡(luò)，第二級折疊電路模塊中折疊電路的數(shù)目為(NpXI) /F2，第N級折疊電路模塊中折疊電路的數(shù)目為(NpXIn-1) /Fn。
[0013]在該結(jié)構(gòu)中失調(diào)平均和內(nèi)插共享網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于預(yù)放大電路陣列19輸出端，使得預(yù)放大陣列中預(yù)放大器的數(shù)目由傳統(tǒng)的Np個，減少為(NP/I )，降低模數(shù)轉(zhuǎn)換器的功耗。
[0014]該結(jié)構(gòu)的工作過程為:模擬輸入信號首先由單一柵壓自舉開關(guān)將信號采樣到固定的保持電容上；保持信號與參考電壓電阻串產(chǎn)生的參考電平作為預(yù)放大電路的輸入信號，預(yù)放大電路的輸出為保持信號與參考電平之間的差值放大信號，通過失調(diào)平均和內(nèi)插共享電阻網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生第一級折疊器電路所需要的初始過零點信號；初始過零點信號一部分輸入到第一級折疊電路中，其中一些初始過零點信號直接成為比較器的輸入信號進(jìn)行粗子量化；第一級折疊電路的輸出信號通過失調(diào)平均和內(nèi)插共享電阻網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生第二級折疊電路的輸入信號；同樣，第一級折疊電路的一些輸出信號直接成為比較器的輸入信號，進(jìn)行粗子量化；依此類推，第N-1級折疊電路的輸出信號通過失調(diào)平均和內(nèi)插共享電阻網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生作為第N級折疊電路的輸入信號，其中一些輸出信號直接成為比較器的輸入信號，進(jìn)行粗子量化；第N級折疊電路的輸出信號通過失調(diào)平均和內(nèi)插共享電阻網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生比較器的輸入信號，進(jìn)行細(xì)子量化；比較器的輸出信號經(jīng)過數(shù)字編碼電路的編碼后，得到模數(shù)轉(zhuǎn)換器的二進(jìn)制輸出碼通過二進(jìn)制數(shù)字碼驅(qū)動電路輸出。
[0015]本發(fā)明折疊內(nèi)插模數(shù)轉(zhuǎn)換器中，內(nèi)插采用無源電阻方式的內(nèi)插，將無源內(nèi)插電阻和失調(diào)平均電阻共享融合。該技術(shù)較傳統(tǒng)內(nèi)插技術(shù)而言，消除了失調(diào)平均電阻和無源內(nèi)插電阻級聯(lián)時候，無源內(nèi)插電阻對失調(diào)平均電阻的影響；省略傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)中的其它獨立內(nèi)插電路模塊，例如:有源內(nèi)插電路模塊，降低功耗；有利于折疊內(nèi)插信號路徑中級聯(lián)帶寬的設(shè)計，使得系統(tǒng)更易于實現(xiàn)高帶寬設(shè)計。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為傳統(tǒng)采用單一跟蹤保持折疊內(nèi)插模數(shù)轉(zhuǎn)換器架構(gòu)圖。
[0017]圖2為采用失調(diào)平均和內(nèi)插共享電阻網(wǎng)絡(luò)的單一跟蹤保持折疊內(nèi)插模數(shù)轉(zhuǎn)換器架構(gòu)圖。
[0018]圖3為內(nèi)插系數(shù)為2的無源電阻內(nèi)插示意圖。
[0019]圖4為帶隔離用電壓驅(qū)動器的內(nèi)插系數(shù)為2的無源電阻內(nèi)插示意圖。
[0020]圖5為內(nèi)插系數(shù)為2的有源內(nèi)插示意圖。
[0021]圖6為內(nèi)插系數(shù)為2的失調(diào)平均與內(nèi)插共享電阻網(wǎng)絡(luò)示意圖。
[0022]圖7為內(nèi)插系數(shù)為I的失調(diào)平均與內(nèi)插共享電阻網(wǎng)絡(luò)示意圖。
[0023]圖中標(biāo)號:1、17為折疊內(nèi)插模數(shù)轉(zhuǎn)換器中單一差分輸入跟蹤保持柵壓自舉開關(guān)電路；2、18為折疊內(nèi)插模數(shù)轉(zhuǎn)換器中電阻串參考電壓產(chǎn)生電路；3、19為折疊內(nèi)插模數(shù)轉(zhuǎn)換器中預(yù)放大陣列；4、7、10、13為折疊內(nèi)插模數(shù)轉(zhuǎn)換器中失調(diào)平均電阻網(wǎng)絡(luò)；5、8、11、21、23、25為折疊系數(shù)為F的折疊器電路級；6、9、12為內(nèi)插系數(shù)為I的內(nèi)插器電路級；14、27為折疊內(nèi)插模數(shù)轉(zhuǎn)換器中比較器陣列電路模塊；15、28為折疊內(nèi)插模數(shù)轉(zhuǎn)換器中數(shù)字編碼電路模塊；16、29為折疊內(nèi)插模數(shù)轉(zhuǎn)換器中二進(jìn)制數(shù)字碼輸出驅(qū)動電路模塊；20、22、24、26為內(nèi)插系數(shù)為I的失調(diào)平均和內(nèi)插共享電阻網(wǎng)絡(luò)；30、38為無源內(nèi)插電阻R1 ;31、39、47為原始失調(diào)平均電阻Ra ;32、45、53、60、67為折疊器電阻負(fù)載Rl ； 33?35、40?42、48?50、56、57、59、63、64、66為折疊系數(shù)F的折疊器差分對；36、43、51、58、65為第i級折疊系數(shù)為F的折疊器；37、46、54、61、68為第i+Ι級折疊系數(shù)為F的折疊器；44為隔離失調(diào)平均電阻和無源內(nèi)插電阻的電壓驅(qū)動器；52為有源內(nèi)插電路；55為內(nèi)插系數(shù)為2的失調(diào)平均和內(nèi)插共享電阻網(wǎng)絡(luò)；62為內(nèi)插系數(shù)為I的失調(diào)平均和內(nèi)插共享電阻網(wǎng)絡(luò)。

【具體實施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明提出的失調(diào)平均和內(nèi)插共享電阻網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和采用該技術(shù)的高帶寬、低功耗折疊內(nèi)插模數(shù)轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0025]失調(diào)平均和內(nèi)插共享電阻網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖6所示，該結(jié)構(gòu)由:分裂后的失調(diào)平均電阻Ra55、折疊器輸入差分對56、57、59,以及折疊器電阻負(fù)載60、第i級折疊器58和第i+1級折疊器61構(gòu)成。在該結(jié)構(gòu)中原始的失調(diào)平均電阻Ra分裂為兩個相等的Ra，從而實現(xiàn)2倍內(nèi)插操作產(chǎn)生內(nèi)插信號FP—。和FN—。，初始信號Fp a和Fn a以及Fp b和Fn b直接輸出。采用該技術(shù)后，失調(diào)平均電阻和內(nèi)插電阻共用一套電阻網(wǎng)絡(luò)，并且折疊內(nèi)插電路結(jié)構(gòu)中只有失調(diào)平均電阻網(wǎng)絡(luò)不存在其它任何獨立的無源和有源內(nèi)插電路模塊。失調(diào)平均和內(nèi)插共享同一組電阻網(wǎng)絡(luò)，消除了內(nèi)插電阻對于失調(diào)平均電阻的影響，省略了其它有源內(nèi)插電路模塊降低了功耗。此外，該技術(shù)可以延伸到內(nèi)插系數(shù)為I的失調(diào)平均和內(nèi)插共享電阻網(wǎng)絡(luò)，如圖7所示的是內(nèi)插系數(shù)為I的失調(diào)平均和內(nèi)插共享電阻網(wǎng)絡(luò)示意圖，該圖中原始失調(diào)平均電阻Ra分裂為I等份的Ra，每一份Ra之間抽頭作為內(nèi)插信號輸出，從而實現(xiàn)內(nèi)插系數(shù)為I的信號內(nèi)插操作。
[0026]本發(fā)明提出的采用失調(diào)平均和內(nèi)插共享電阻網(wǎng)絡(luò)的高帶寬、低功耗折疊內(nèi)插模數(shù)轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)是由:單一跟蹤保持電路17、參考電壓電阻串18、預(yù)放大電路陣列19、預(yù)放大器輸出端失調(diào)平均和內(nèi)插共享電阻網(wǎng)絡(luò)20、N級折疊系數(shù)為F的折疊電路級21、23、25，以及N級內(nèi)插系數(shù)為I的失調(diào)平均與內(nèi)插共享電阻網(wǎng)絡(luò)22、24、26，比較器陣列電路模塊27、數(shù)字編碼電路模塊28和二進(jìn)制數(shù)字碼輸出驅(qū)動電路模塊29構(gòu)成。該結(jié)構(gòu)較傳統(tǒng)折疊內(nèi)插模數(shù)轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)而言:1、失調(diào)平均和內(nèi)插共享網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于預(yù)放大陣列輸出端，使得預(yù)放大陣列中預(yù)放大器的數(shù)目由傳統(tǒng)的Np個，減少為(NP/I)個，降低模數(shù)轉(zhuǎn)換器的功耗；2、失調(diào)平均和內(nèi)插共享電阻網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于每級折疊器輸出端，簡化折疊內(nèi)插信號路徑的級聯(lián)帶寬設(shè)計，有利于折疊內(nèi)插模數(shù)轉(zhuǎn)換器高帶寬設(shè)計。
[0027]該結(jié)構(gòu)的基本工作原理為:
(I)模擬輸入信號經(jīng)過單一跟蹤保持電路17得到保持信號。
[0028](2)保持信號與參考電壓電阻串18產(chǎn)生的參考電平作為預(yù)放大電路陣列19的輸入信號，預(yù)放大電路的輸出為保持信號與參考電平之間的差值放大信號，預(yù)放大電路的輸出信號通過預(yù)放大器輸出端失調(diào)平均和內(nèi)插共享電阻網(wǎng)絡(luò)20產(chǎn)生第一級折疊電路21的輸入信號，其中，每個((NPXI)/F)-1個輸出取一個輸出連接到比較器陣列27，一共QCtl個輸出信號直接成為比較器陣列27的輸入信號。
[0029](3)第一級折疊系數(shù)為F的折疊器陣列21的數(shù)目為((NpX I)/F),其輸入信號為預(yù)放大電路陣列19通過預(yù)放大器輸出端失調(diào)平均和內(nèi)插共享電阻網(wǎng)絡(luò)20產(chǎn)生的輸出信號，第一級折疊電路的輸出信號通過內(nèi)插系數(shù)為I的失調(diào)平均與內(nèi)插共享電阻網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生((NpXI2VF)個信號作為第二級折疊系數(shù)為F的折疊器陣列23的輸入，其中每隔((NpXI2VF2)-1個輸出取一個輸出連接到比較器陣列27，一共QC1個輸出信號直接成為比較器陣列27的輸入信號。
[0030](4)第二級折疊系數(shù)為F的折疊器陣列23的數(shù)目為((NpXI2)/F2)，其輸入信號為第一級折疊電路的輸出信號通過內(nèi)插系數(shù)為I的失調(diào)平均與內(nèi)插共享電阻網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生的。第二級折疊電路的輸出信號通過內(nèi)插系數(shù)為I的失調(diào)平均與內(nèi)插共享電阻網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生((NpXI3VF2)個信號作為第三級折疊系數(shù)為F的折疊器陣列的輸入，其中每隔((NpXI3)/F3) -1個輸出取一個輸出連接到比較器陣列27，一共QC2個輸出信號直接成為比較器陣列27的輸入信號。
[0031](5)依此類推，第N-1級折疊電路的輸出信號通過內(nèi)插系數(shù)為I的失調(diào)平均和內(nèi)插共享電阻網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生第N級折疊系數(shù)為F的折疊器電路25的輸入信號，第N級折疊電路25的輸出信號通過內(nèi)插系數(shù)為I的失調(diào)平均和內(nèi)插共享電阻網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生輸出信號，連接到比較器陣列27。
[0032](6)比較器27的輸出信號經(jīng)過編碼電路28的編碼后，得到模數(shù)轉(zhuǎn)換器的二進(jìn)制輸出碼29。
[0033]本發(fā)明提出的失調(diào)平均和內(nèi)插共享電阻網(wǎng)絡(luò)，失調(diào)平均電阻和內(nèi)插電阻共用一套電阻網(wǎng)絡(luò)，并且折疊內(nèi)插電路結(jié)構(gòu)中只有失調(diào)平均電阻網(wǎng)絡(luò)不存在其它任何獨立的無源和有源內(nèi)插電路模塊。失調(diào)平均和內(nèi)插共享同一組電阻網(wǎng)絡(luò)，消除了內(nèi)插電阻對于失調(diào)平均電阻的影響，省略了其它有源內(nèi)插電路模塊降低了功耗。
[0034]此外，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以根據(jù)本發(fā)明中失調(diào)平均和內(nèi)插共享電阻網(wǎng)絡(luò)設(shè)計理念采用其它相似類型的共享電阻網(wǎng)絡(luò)變形，應(yīng)用于折疊內(nèi)插模數(shù)轉(zhuǎn)換器，因此倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明包含這些改動和變型。
【權(quán)利要求】
1.一種采用失調(diào)平均和內(nèi)插共享電阻網(wǎng)絡(luò)的折疊內(nèi)插模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其特征在于:由單一跟蹤保持電路(17)、參考電壓電阻串(18)、預(yù)放大電路陣列(19)、預(yù)放大器輸出端的失調(diào)平均和內(nèi)插共享電阻網(wǎng)絡(luò)(20)、N級折疊系數(shù)為F的折疊電路級(21、23、25)、N級內(nèi)插系數(shù)為I的失調(diào)平均與內(nèi)插共享電阻網(wǎng)絡(luò)(22、24、26)、比較器陣列電路模塊(27)、數(shù)字編碼電路模塊(28)和二進(jìn)制數(shù)字碼輸出驅(qū)動電路模塊(29)； 其中，所述失調(diào)平均和內(nèi)插共享電阻網(wǎng)絡(luò)包括:分裂后的失調(diào)平均電阻&(62)、折疊器輸入差分對(63、64、65)、折疊器電阻負(fù)載(66)、第i級折疊器(67)和第i+Ι級折疊器(68);其中，原始失調(diào)平均電阻Ra分裂為I等份的Ra，從而實現(xiàn)內(nèi)插系數(shù)為I的信號內(nèi)插操作，即實現(xiàn)I倍內(nèi)插操作，產(chǎn)生內(nèi)插信號Fp c和Fn c ； 該失調(diào)平均和內(nèi)插共享電阻網(wǎng)絡(luò)位于預(yù)放大陣列輸出端，假設(shè)初始過零點的數(shù)目為Np,傳統(tǒng)的預(yù)放大電路陣列的數(shù)目為NP，則預(yù)放大電路陣列的數(shù)目為Np/I ； 該失調(diào)平均和內(nèi)插共享電阻網(wǎng)絡(luò)位于第一級折疊系數(shù)為F的折疊電路模塊的輸出端，第一級折疊電路模塊中折疊電路的數(shù)目為NP/F ； 每一級的折疊器電路的輸出端都有失調(diào)平均和內(nèi)插共享電阻網(wǎng)絡(luò)，第二級折疊電路模塊中折疊電路的數(shù)目為(NpX I) /F2，第N級折疊電路模塊中折疊電路的數(shù)目為(NpXIm) /Fn。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的折疊內(nèi)插模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其特征在于:模擬輸入信號首先由單一柵壓自舉開關(guān)將信號采樣到固定的保持電容上；保持信號與參考電壓電阻串產(chǎn)生的參考電平作為預(yù)放大電路的輸入信號，預(yù)放大電路的輸出為保持信號與參考電平之間的差值放大信號，通過失調(diào)平均和內(nèi)插共享電阻網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生第一級折疊器電路所需要的初始過零點信號；初始過零點信號一部分輸入到第一級折疊電路中，其中一些初始過零點信號直接成為比較器的輸入信號進(jìn)行粗子量化；第一級折疊電路的輸出信號通過失調(diào)平均和內(nèi)插共享電阻網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生第二級折疊電路的輸入信號；同樣，第一級折疊電路的一些輸出信號直接成為比較器的輸入信號，進(jìn)行粗子量化；依此類推，第N-1級折疊電路的輸出信號通過失調(diào)平均和內(nèi)插共享電阻網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生作為第N級折疊電路的輸入信號，其中一些輸出信號直接成為比較器的輸入信號，進(jìn)行粗子量化；第N級折疊電路的輸出信號通過失調(diào)平均和內(nèi)插共享電阻網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生比較器的輸入信號，進(jìn)行細(xì)子量化；比較器的輸出信號經(jīng)過數(shù)字編碼電路的編碼后，得到模數(shù)轉(zhuǎn)換器的二進(jìn)制輸出碼通過二進(jìn)制數(shù)字碼驅(qū)動電路輸出。
【文檔編號】H03M1/12GK104333384SQ201410638509
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年11月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月13日
【發(fā)明者】任俊彥, 王明碩, 陳勇臻, 劉文娟, 馮澤民, 葉凡, 許俊, 李寧 申請人:復(fù)旦大學(xué)