【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及改进充电结构的浮空动态放大器及sigma-delta调制器，属于模拟集成电路。
技术介绍
1、sigma-delta调制器通过不断累积量化误差来实现高精度的模拟信号转换。它通过在高频率上对信号进行过采样，并在数字域中进行低通滤波来实现高分辨率和低噪声的数字信号输出。为了实现传感器的便携性，需要更低功耗的sigma-delta调制器。
2、最近几年出现的采用电容做电源的浮空反相动态放大器在sigma-delta调制器里被广泛应用，其具有低功耗、自猝灭等优点。但是由于浮空电容直接接到电源进行充电，造成了一定的充电功耗。
技术实现思路
1、针对现有采用电容做电源的浮空反相动态放大器直接利用电源进行充电，存在充电功耗的问题，本专利技术提供一种改进充电结构的浮空动态放大器及sigma-delta调制器，以满足在高电源电压下低功耗的需求。
2、本专利技术的一种改进充电结构的浮空动态放大器，包括两个反相器和浮空电容，两个反相器的pmos源端相连接，并连接浮空电容的上极板；两个反相器的nmos源端相连接，并连接浮空电容的下极板；放大器不工作时，两个反相器的输出端连接共模电压；
3、浮空电容通过两个控制开关连接电源，所述控制开关用于调节浮空电容的充电电位，使浮空电容的充电电位为预设目标值；放大器工作时，浮空电容对两个反相器放电，实现放大功能。
4、根据本专利技术的改进充电结构的浮空动态放大器，所述控制开关包括上极板控制开关和下极板控制开关
5、所述上极板控制开关为nmos传输门，下极板控制开关为pmos传输门，通过调节nmos传输门和pmos传输门的mos管阈值电压调节浮空电容的充电电位。
6、根据本专利技术的改进充电结构的浮空动态放大器，所述nmos传输门包括nmos管nt1、nmos管nt2和nmos管nt3，
7、nmos管nt1的漏极连接电源，nmos管nt1的栅极连接nmos管nt2的栅极，nmos管nt1的源极连接nmos管nt2的源极，并同时连接nmos管nt3的漏极，nmos管nt2的漏极连接浮空电容的上极板；nmos管nt3的源极接地。
8、根据本专利技术的改进充电结构的浮空动态放大器，所述pmos传输门包括pmos管pt1、pmos管pt2和pmos管pt3，
9、pmos管pt1的漏极接地，pmos管pt1的栅极连接pmos管pt2的栅极，pmos管pt1的源极连接pmos管pt2的源极，并同时连接pmos管pt3的漏极，pmos管pt2的漏极连接浮空电容的下极板；pmos管pt3的源极连接电源。
10、根据本专利技术的改进充电结构的浮空动态放大器，浮空电容的上极板通过开关k1与两个反相器的pmos源端连接，浮空电容的下极板通过开关k2与两个反相器的nmos源端连接；
11、两个反相器的输出端分别通过开关k3和开关k4连接共模电压；
12、nmos管nt1和nmos管nt2的栅极连接控制信号nmos管nt3的栅极连接控制信号pmos管pt1和pmos管pt2的栅极连接控制信号pmos管pt3的栅极连接控制信号控制信号与控制信号控制信号与控制信号互为反相信号；开关k1和开关k2通过控制信号控制通断，开关k3和开关k4通过控制信号控制通断；
13、控制信号和控制信号为两相不交叠时钟，控制信号和控制信号为对应开关和mos管的高电平使能信号。
14、根据本专利技术的改进充电结构的浮空动态放大器，所述控制开关包括上极板控制开关和下极板控制开关；
15、所述上极板控制开关为电流源，下极板控制开关为二极管方式的nmos管，通过调节电流源的充电时间调节浮空电容的充电电位。
16、根据本专利技术的改进充电结构的浮空动态放大器，电流源的一端连接电源，另一端通过开关k1连接浮空电容的上极板；
17、二极管方式的nmos管的源极接地，栅极和漏极连接在一起，并通过开关k2连接浮空电容的下极板。
18、根据本专利技术的改进充电结构的浮空动态放大器，浮空电容的上极板通过开关k3与两个反相器的pmos源端连接，浮空电容的下极板通过开关k4与两个反相器的nmos源端连接；
19、两个反相器的输出端分别通过开关k5和开关k6连接共模电压；
20、开关k1和开关k2通过控制信号控制通断，开关k3和开关k4通过控制信号控制通断，开关k5和开关k6通过控制信号控制通断；
21、控制信号和控制信号为两相不交叠时钟，控制信号和控制信号为对应开关的高电平使能信号。
22、一种基于改进充电结构的浮空动态放大器的sigma-delta调制器，基于所述改进充电结构的浮空动态放大器实现，调制器为四阶ciff型结构，调制器中的浮空动态放大器均采用所述改进充电结构的浮空动态放大器实现。
23、根据本专利技术的基于改进充电结构的浮空动态放大器的sigma-delta调制器，包括四个积分器和逐次逼近式数模转换器，每个积分器均基于改进充电结构的浮空动态放大器实现；
24、调制器的输入信号为vin，输出信号为dout；
25、输入信号vin与输出信号dout经数据加权平均算法得到的结果作差，得到的差值经过积分器级间系数c1得到积分器一的输入信号，积分器一的输出信号经过积分器级间系数c2得到积分器二的输入信号，积分器二的输出信号经过积分器级间系数c3得到积分器三的输入信号，积分器三的输出信号经过积分器级间系数c4得到积分器四的输入信号，积分器四的输出信号经过反馈系数a4得到结果四，积分器三的输出信号经过反馈系数a3得到结果三，积分器二的输出信号经过反馈系数a2得到结果二，积分器一的输出信号经过反馈系数a1得到结果一；逐次逼近式数模转换器根据结果一、结果二、结果三和结果四相加的和以及输入信号vin得到输出信号dout。
26、本专利技术的有益效果：本专利技术对浮空动态放大器的浮空电容设置了充电开关，来实现削减电容两端电压的目的；通过降低浮空电容两端充电的电压来实现低功耗运放的目的。
27、本专利技术基于改进充电结构的浮空动态放大器得到低功耗sigma-delta调制器，其能量利用效率比传统结构更高，可通过结合多位量化等手段来满足整个系统的需求。
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1.一种改进充电结构的浮空动态放大器，其特征在于包括两个反相器和浮空电容，两个反相器的PMOS源端相连接，并连接浮空电容的上极板；两个反相器的NMOS源端相连接，并连接浮空电容的下极板；放大器不工作时，两个反相器的输出端连接共模电压；
2.根据权利要求1所述的改进充电结构的浮空动态放大器，其特征在于，所述控制开关包括上极板控制开关和下极板控制开关；
3.根据权利要求2所述的改进充电结构的浮空动态放大器，其特征在于，所述NMOS传输门包括NMOS管NT1、NMOS管NT2和NMOS管NT3，
4.根据权利要求3所述的改进充电结构的浮空动态放大器，其特征在于，所述PMOS传输门包括PMOS管PT1、PMOS管PT2和PMOS管PT3，
5.根据权利要求4所述的改进充电结构的浮空动态放大器，其特征在于，
6.根据权利要求1所述的改进充电结构的浮空动态放大器，其特征在于，所述控制开关包括上极板控制开关和下极板控制开关；
7.根据权利要求6所述的改进充电结构的浮空动态放大器，其特征在于，
8.根据权利要求7
9.一种基于改进充电结构的浮空动态放大器的sigma-delta调制器，基于权利要求1所述改进充电结构的浮空动态放大器实现，其特征在于调制器为四阶CIFF型结构，调制器中的浮空动态放大器均采用所述改进充电结构的浮空动态放大器实现。
10.根据权利要求9所述的基于改进充电结构的浮空动态放大器的sigma-delta调制器，其特征在于包括四个积分器和逐次逼近式数模转换器，每个积分器均基于改进充电结构的浮空动态放大器实现；
...【技术特征摘要】
1.一种改进充电结构的浮空动态放大器，其特征在于包括两个反相器和浮空电容，两个反相器的pmos源端相连接，并连接浮空电容的上极板；两个反相器的nmos源端相连接，并连接浮空电容的下极板；放大器不工作时，两个反相器的输出端连接共模电压；
2.根据权利要求1所述的改进充电结构的浮空动态放大器，其特征在于，所述控制开关包括上极板控制开关和下极板控制开关；
3.根据权利要求2所述的改进充电结构的浮空动态放大器，其特征在于，所述nmos传输门包括nmos管nt1、nmos管nt2和nmos管nt3，
4.根据权利要求3所述的改进充电结构的浮空动态放大器，其特征在于，所述pmos传输门包括pmos管pt1、pmos管pt2和pmos管pt3，
5.根据权利要求4所述的改进充电结构的浮空动态放大器，其...
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