应用于模数转换器的参考电平产生电路和产生参考电平的方法技术

本申请涉及应用于模数转换器的参考电平产生电路和产生参考电平的方法，该参考电平产生电路包括：电荷泵

【技术实现步骤摘要】
应用于模数转换器的参考电平产生电路和产生参考电平的方法


[0001]本申请涉及集成电路
，尤其涉及一种应用于模数转换器的参考电平产生电路和产生参考电平的方法
。

技术介绍

[0002]逐次逼近型模数转换器是中低采样率的中高精度应用的模数转换器，由于它具有结构简单，尺寸小，功耗低等优点，具有广泛的应用，如在便携式仪表
、
笔输入量化器
、
工业控制和数据
\
信号采集等领域都有应用
。
[0003]为了实现模数转换功能，现有技术中的解决方案如图1所示
。
在图1中，模数转换器是一个三位模数转换器
。
模数转换器包括数模转换器
DAC、
比较器
COMP
和逐次逼近逻辑
SAR_LOGIC。
数模转换器
DAC
包括电容这列
C1、C2、C3
和
C4。
数模转换器
DAC
包括
N
端和
P
端，
N
端和
P
端之间有开关
S1。
[0004]数模转换器部分在采样阶段，用来采样输入电压，在比较阶段提供比较器的输入电压；比较器部分用来将数模转换器的输出电压与参考电压进行比较，输出比较结果；逐次逼近逻辑用于接收比较器的输出结果，根据结果指挥数模转换器修改输出的电压，并输出模数转换器的结果
。
[0005]如图1所示，
V
IN
、V
REF
和
GND
分别表示模拟输入电压
、
参考电压和接地
。
假设
V
IN
＝
V
REF
，采样阶段，由数模转换器
DAC
来做采样，数模转换器
DAC
的
N
端接
GND
，电容阵列的正极板连接到输入信号
V
IN
，采样后，数模转换器
DAC
的
N
端与
GND
断开，电容阵列的正极板与
V
IN
断开，在电容阵列上获得了输入电压带权重比例的电荷量，然后，将所有电容的正极板接
GND
，使得数模转换器
DAC
的
N
端为一个负压
‑
V
REF
。
作为逐次逼近算法的第一步，电容
C1
的正极板与
GND
断开并连接到
V
REF
，使得数模转换器
DAC
的
N
端电压增大
(1/2)V
REF
，为
‑
(1/2)V
REF
，该电压与
GND
电位做比较，比较器输出为逻辑1，通过逐次逼近逻辑将
C1
电容保持接
V
REF
，再将电容
C2
与
GND
断开并连接到
V
REF
，使得数模转换器
DAC
的
N
端电压增大
(1/4)V
REF
，为
‑
(1/4)V
REF
，该电压与
GND
电位做比较，比较器输出为逻辑1，通过逐次逼近逻辑将电容
C2
也保持接
V
REF
，再将电容
C3
与
GND
断开并连接到
V
REF
，依次类推，最终将模拟电平
V
REF
转换位数字电平
111
，并输出
。

技术实现思路

[0006]上述现有技术中的模数转换电路可以提供实现从将模拟信号转换为数字信号，然而，其中一个主要的问题是比较器的
N
端电压收到外部干扰不断变化，对于开关
S1
，其导通电阻是过驱动电压的函数，这个导通电阻在采样过程中也是不断变化的，这样会影响模数转换器的线性度，同时采样过程中还收到时钟馈通
、
沟道电荷注入等非理想因素的影响
。
现有技术中的模数转换电路无法克服这些问题，达到很好的性能
。
[0007]基于此，本申请提供了一种参考电平产生电路，其可以用于模数转换器
。
参考电平
产生电路在采样阶段，给比较器正负两端分别提供共模电平，并且控制是否提供给比较器正负两端参考电平的开关，其内阻是相对恒定的，这样可以提升模数转换器的线性度，从而提升模数转换器性能
。
[0008]根据本申请的第一个方面，提供一种应用于模数转换器的参考电平产生电路，其包括：电荷泵
、
控制电压产生单元和传输单元，其中：
[0009]电荷泵与所述控制电压产生单元连接，用于为所述控制电压产生单元提供开启电压；
[0010]所述控制电压产生单元与所述传输单元，用于为所述传输单元提供控制电压；
[0011]所述传输单元与所述模数转换器的比较器连接，用于为所述比较器提供参考电平
。
[0012]根据本申请的第二个方面，提供一种根据第一个方面所述的参考电平产生电路产生参考电平的方法，其包括：
[0013]所述电荷泵向所述控制电压产生单元提供开启电压；
[0014]响应所述开启电压，所述控制电压产生单元向所述传输单元提供控制电压；以及
[0015]响应所述控制电压，所述传输单元为模数转换器的比较器提供参考电平
。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图，而并不超出本申请要求保护的范围
。
[0017]图1是现有技术中模数转换器的电路组成结构示意图
。
[0018]图2是根据本申请实施例的将参考电平产生电路应用于模数转换器的结构示意图
。
[0019]图3是根据本申请实施例的参考电平产生电路的结构示意图
。
[0020]图4是根据本申请实施例的产生参考电平方法的流程图
。
具体实施方式
[0021]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚
、
完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例
。
基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种应用于模数转换器的参考电平产生电路，其包括：电荷泵
、
控制电压产生单元和传输单元，其中：所述电荷泵与所述控制电压产生单元连接，用于为所述控制电压产生单元提供开启电压；所述控制电压产生单元与所述传输单元连接，用于为所述传输单元提供控制电压；所述传输单元与所述模数转换器的比较器连接，用于为所述比较器提供参考电平
。2.
如权利要求1所述的参考电平产生电路，其中，所述电荷泵包括第一
NMOS
管
NM1、
第二
NMOS
管
NM2、
第一电容
C1、
第二电容
C2
和反相器
INV1
；其中：所述第一
NMOS
管
NM1
的源极连接电源
VDD
，栅极与所述第二
NMOS
管
NM2
的漏极和所述第二电容
C2
的正极板相连，漏极与所述第一电容
C1
的正极板
、
所述第二
NMOS
管
NM2
的栅极以及所述控制电压产生单元的第三
NMOS
管
NM3
的栅极相连；所述第二
NMOS
管
NM2
的源极连接电源
VDD
，栅极与所述第一电容
C1
的正极板
、
所述第一
NMOS
管
NM1
的漏极和所述控制电压产生单元的第三
NMOS
管
NM3
的栅极连接，漏极与所述第二电容
C2
的正极板以及所述第一
NMOS
管
NM1
的栅极相连；所述第一电容
C1
负极板与时钟信号
CK、
所述反相器
INV1
输入端相连；所述反相器
INV1
的输出端与所述第二电容
C2
的负极板相连
。3.
如权利要求1或2所述的参考电平产生电路，其中，所述控制电压产生单元包括第三
NMOS
管
NM3、
第四
NMOS
管
NM4、
第五
NMOS
管
NM5、
第六
NMOS
管
NM6、
第七
NMOS
管
NM7、
第八
NMOS
管
NM8、
第九
NMOS
管
NM9、
第一
PMOS
管
PM1、
第二
PMOS
管
PM2、
第三电容
C3、
第一电阻
R1
和第二电阻
R2
，其中：所述第三
NMOS
管
NM3
的源极连接电源
VDD、
栅极与所述电荷泵的所述第一
NMOS
管
NM1
的漏极以及所述第三电容
C3
的正极板连接，漏极与第所述二
PMOS
管
PM2
的源极相连；所述第四
NMOS
管
NM4
的源极与所述第三电容
C3
的负极板
、
所述第九
NMOS
管
NM9
的漏极
、
所述第五
NMOS
管
NM5
的源极
、
所述第六
NMOS
管
NM6
的源极相连，栅极输入信号
CK_NN
，漏极接地；所述第五
NMOS
管
NM5
的源极与所述第三电容
C3
的负极板
、
所述第四
NMOS
管
NM4
的源极
、
所述第六
NMOS
管
NM6
的源极以及所述第九
NMOS
管
NM9
的漏极连接，栅极与所述第二
PMOS
管
PM2
的漏极
、
所述第七
NMOS
管
NM7
的源极以及所述第九
NMOS
管
NM9
的栅极连接，漏极与所述第六
NMOS
管
NM6
的漏极
、
所述第一
PMOS
管
PM1
的漏极以及所述第二
PMOS
管
PM2
的栅极相连；所述第六
NMOS
管
NM6
的源极与所述第三电容
C3
的负极板
、
所述第四
NMOS
管
NM4
的源极
、
所述第五
NMOS
管
NM5
的源极以及所述第九
NMOS
管
NM9
的漏极连接，栅极输入信号
CK_NNN
，漏极与所述第五
NMOS
管
NM5
的漏极
、
所述第一
PMOS
管
PM1
的漏极以及所述第二
PMOS
管
PM2
的栅极相连；所述第七
NMOS
管
NM7
的源极与所述第二
PMOS
管
PM2
的漏极
、
所述第五
NMOS
管
NM5
的栅极以及所述第九
NMOS
管
NM9
的栅极连接，栅极连接电源
VDD
，漏极与所述第八
NMOS
管
NM8
...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐华，
申请(专利权)人：国民技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：