用于流水线模数转换器的调节电路及流水线模数转换器制造技术

本发明专利技术公开了一种用于流水线模数转换器的调节电路及流水线模数转换器。该调节电路与流水线模数转换器的一级中的MDAC单元相连，包括：MDAC对照单元，第一输入端输入第一模拟信号，第二输入端输入第一数字信号，输出端输出第二模拟信号；转换单元，输入端输入所述第二模拟信号，输出端输出转换信号；控制单元，输入端输入转换信号，输出端输出调节信号，其输出给MDAC单元和MDAC对照单元。本发明专利技术的实施例采用调节电路与流水线模数转换器的一级中的MDAC单元相连，输出调节信号对MDAC单元的工作参数进行调节，稳定MDAC单元的工作状态，压缩设计余量，保证精度同时提高采样频率并降低功耗。

【技术实现步骤摘要】
用于流水线模数转换器的调节电路及流水线模数转换器
本专利技术涉及集成电路领域，尤其涉及一种用于流水线模数转换器的调节电路及流水线模数转换器。
技术介绍
流水线模数转换器(ADC，Analog-to-DigitalConverter)由若干级功能类似的模数转换单元组成，每个模数转换单元包括数模转换及放大(MDAC)单元。流水线ADC的精度与MDAC单元的信号处理精度密切相关，而MDAC单元的工作参数会影响MDAC单元的信号处理精度。举例来说，MDAC单元中包括运算放大器(OPA)，OPA的非理想性对MDAC单元的精度影响较大，例如OPA的带宽、压摆率、非主极点这几项指标均会对MDAC单元的动态误差产生影响，并且MDAC单元的动态误差会随着ADC的采样率升高而恶化。其中，对于OPA的非主极点对MDAC建立精度的影响，一般用开环相位裕度这个指标来衡量。相位裕度是保证MDAC建立精度的必要条件，相位裕度为70度通常是合适的值。相位裕度过低时(例如低于60度)，建立过程会存在明显震荡的情况，后级采样时钟如果存在少许偏差，就会导致信号精度的剧烈恶化；而相位裕度过大时(例如高于80度)，建立变慢，牺牲了建立时间，相当于采样频率下降。在相关技术中，通常留有大量设计余量，例如通过提高芯片正常工作的相位裕度(例如高于80度)，以保证极端条件下相位裕度满足不震荡的要求。这样虽然保证了性能稳定，但导致采样频率下降，功耗增大。
技术实现思路
技术问题有鉴于此，本专利技术提出一种用于流水线模数转换器的调节电路，对流水线模数转换器进行调节，稳定MDAC单元的工作状态，压缩设计余量，保证流水线模数转换器的精度，同时提高采样频率并降低功耗。解决方案根据本专利技术的一个方面，提供了一种用于流水线模数转换器的调节电路，所述调节电路与流水线模数转换器的一级中的数模转换及放大MDAC单元相连。其中，所述调节电路包括：MDAC对照单元，所述MDAC对照单元的第一输入端输入第一模拟信号，第二输入端输入第一数字信号，输出端输出第二模拟信号；转换单元，所述转换单元的输入端输入所述第二模拟信号，输出端输出转换信号；控制单元，所述控制单元的输入端输入所述转换信号，输出端输出调节信号，所述调节信号输出给所述MDAC单元和所述MDAC对照单元。在一种可能的实现方式中，所述第二模拟信号表示所述MDAC对照单元中的第一运算放大器的输出在周期内的建立过程。在一种可能的实现方式中，所述调节信号对所述MDAC单元的工作参数进行调节，所述工作参数与所述第一运算放大器的输出的所述建立过程相关联。在一种可能的实现方式中，所述工作参数包括所述MDAC单元中的运算放大器的相位裕度、压摆率、带宽中的一个或多个。在一种可能的实现方式中，所述第二模拟信号是在多个周期中，在所述第一运算放大器的输出的建立过程中的不同时间点进行采样得到的。在一种可能的实现方式中，所述控制单元将所述转换信号与参考值进行比较，并根据比较结果生成所述调节信号，其中所述参考值表示理想情况下第一运算放大器的输出在周期内的建立过程。在一种可能的实现方式中，所述调节电路还包括：信号产生单元，所述信号产生单元的第一输出端输出所述第一模拟信号，第二输出端输出所述第一数字信号。在一种可能的实现方式中，所述MDAC对照单元包括：第一数模转换器、第一加法器、第一运算放大器以及第一时钟发生器，所述第一数模转换器的输入端输入所述第一数字信号，输出端连接所述第一加法器的一输入端；所述第一加法器的另一输入端输入所述第一模拟信号，输出端连接所述第一运算放大器的输入端；所述第一时钟发生器输出第一时钟信号到所述第一运算放大器，以对所述第一运算放大器的输出在周期内的建立过程进行采样，其中，所述控制单元根据采样结果生成所述调节信号，所述调节信号对所述第一运算放大器的工作参数以及所述MDAC单元中的运算放大器的工作参数进行调节。在一种可能的实现方式中，对所述第一运算放大器的输出在周期内的建立过程进行采样包括：在所述第一时钟信号的多个周期中完成对所述第一运算放大器的输出在周期内的建立过程的采样，其中，在所述多个周期中的各个周期中，所述第一时钟信号的采样边沿的位置不同，以对所述第一运算放大器的输出的所述建立过程的不同时间点进行采样，所述多个周期的采样结果构成对所述建立过程的采样结果。在一种可能的实现方式中，所述转换单元包括：第一模数转换器ADC，所述第一ADC的输入端输入所述第二模拟信号，输出端输出转换信号。根据本专利技术的另一方面，提供了一种流水线模数转换器，所述流水线模数转换器的各级分别包括MDAC单元，所述MDAC单元中的一个或多个分别连接如上所述的调节电路，接收所述调节电路输出的调节信号。在一种可能的实现方式中，所述调节信号用于对所述MDAC单元中的运算放大器的工作参数进行调节。有益效果根据本专利技术的实施例，采用调节电路与流水线模数转换器的一级中的数模转换及放大MDAC单元相连，输出调节信号对所述MDAC单元的工作参数进行调节，稳定MDAC单元的工作状态，保证流水线模数转换器的精度，同时提高采样频率并降低功耗。根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本专利技术的其它特征及方面将变得清楚。附图说明包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本专利技术的示例性实施例、特征和方面，并且用于解释本专利技术的原理。图1是根据本专利技术一示例性实施例示出的用于流水线模数转换器的调节电路的示意图。图2是根据相关技术的流水线模数转换器的第一级模数转换模块的示意图。图3a和图3b分别是根据相关技术的流水线模数转换器的MDAC单元的电路结构示意图及其电路时序的示意图。图4示出了OPA的相位裕度对MDAC建立精度的影响的示意图。图5是根据本专利技术一示例性实施例示出的流水线模数转换器的示意图。图6a是根据本专利技术一示例性实施例示出的调节电路的MDAC对照单元的电路结构示意图。图6b是根据图6a的电路时序示意图。图7是根据本专利技术一示例性实施例示出的OPA调整的示意图。图8是根据本专利技术一示例性实施例示出的不同相位裕度下的建立精度的示意图。具体实施方式以下将参考附图详细说明本专利技术的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。另外，为了更好的说明本专利技术，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本专利技术同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本专利技术的主旨。实施例1图1是根据本专利技术一示例性实施例示出的用于流水线模数转换器的调节电路的示意图。根据本专利技术的示例性实施例的调节电路可以与流水线模数转换器的一级中的数模转换及放大MDAC单元相连。但本领域技术人员应当理解，本专利技术并不局限于此，可以将本专利技术的示例性实施例的调节电路用于本领域公知的各种模数转换器中，流水线模数转换器的具体结构也不限于图2、图3a和图3b所示。在一种可能的实现方式中，如图1所示，所述调节电路11包本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于流水线模数转换器的调节电路，所述调节电路与流水线模数转换器的一级中的数模转换及放大MDAC单元相连，其中所述调节电路包括：MDAC对照单元，所述MDAC对照单元的第一输入端输入第一模拟信号，第二输入端输入第一数字信号，输出端输出第二模拟信号；转换单元，所述转换单元的输入端输入所述第二模拟信号，输出端输出转换信号；控制单元，所述控制单元的输入端输入所述转换信号，输出端输出调节信号，所述调节信号输出给所述MDAC单元和所述MDAC对照单元。

【技术特征摘要】
1.一种用于流水线模数转换器的调节电路，所述调节电路与流水线模数转换器的一级中的数模转换及放大MDAC单元相连，其中所述调节电路包括：MDAC对照单元，所述MDAC对照单元的第一输入端输入第一模拟信号，第二输入端输入第一数字信号，输出端输出第二模拟信号；转换单元，所述转换单元的输入端输入所述第二模拟信号，输出端输出转换信号；控制单元，所述控制单元的输入端输入所述转换信号，输出端输出调节信号，所述调节信号输出给所述MDAC单元和所述MDAC对照单元。2.根据权利要求1所述的调节电路，其特征在于，所述第二模拟信号表示所述MDAC对照单元中的第一运算放大器的输出在周期内的建立过程。3.根据权利要求2所述的调节电路，其特征在于，所述调节信号对所述MDAC单元的工作参数进行调节，所述工作参数与所述第一运算放大器的输出的所述建立过程相关联。4.根据权利要求3所述的调节电路，其特征在于，所述工作参数包括所述MDAC单元中的运算放大器的相位裕度、压摆率、带宽中的一个或多个。5.根据权利要求2所述的调节电路，其特征在于，所述第二模拟信号是在多个周期中，在所述第一运算放大器的输出的建立过程中的不同时间点进行采样得到的。6.根据权利要求3所述的调节电路，其特征在于，所述控制单元将所述转换信号与参考值进行比较，并根据比较结果生成所述调节信号，其中所述参考值表示理想情况下第一运算放大器的输出在周期内的建立过程。7.根据权利要求1-6中的任意一项所述的调节电路，其特征在于，所述调节电路还包括：信号产生单元，所述信号产生单元的第一输出端输出所述第一模拟信号，第二输出端输出所述第一数字信号。8.根据权利要求1-6中任意一项所...

【专利技术属性】
技术研发人员：殷秀梅，杨培，
申请(专利权)人：北京特邦微电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11