多路复用器的预充电电路制造技术

本公开涉及多路复用器的预充电电路。提供预充电电路用于多路复用器输出被馈送到的电容器组件的输入节点预充电到接近或近似多路复用器的信号输出电平，此时接下来切换其输出。为了减少预充电电路中的放大器的电平转换负载，每个预充电电路输入通道具有各自的电容器，该电容器能够与相应的多路复用器通路切换进入和切断，各个电容器跟踪多路复用器通道上的信号电平。为每个MUX通道提供相应的电容器减少了输入到预充电放大器的电流，并且允许电容器进行电平转换负载，导致更稳定和更低的功率操作。

【技术实现步骤摘要】
多路复用器的预充电电路
本公开涉及预充电电路，预充电电路对多路复用器的输出将被切换到的电容性节点进行预充电，以在发生多路复用器通路切换之后允许在电容性节点处更快的电荷建立时间。
技术介绍
当多路复用器(MUX)的输出被切换以便连接到电容性节点(诸如形成模数转换器的一部分的开关电容器数模转换器(DAC)的输入节点时(ADC))，电荷再分配可能需要发生，以驱动电容节点与MUX的输出电压相同。例如，如果电容性节点在前一个MUX周期中被连接到具有低电压输出信号的MUX通道，然后MUX切换以输出具有高电压输出的MUX通道到电容性节点，则电荷必须从MUX输出流到电容节点，以对电容节点充电，使其达到当前MUX输出的高电压电平。这种充电流量不是即时的并且需要有限的时间，限制了MUX通道的切换时间和电路的吞吐量。减少所需时间的一种方式是在接下来MUX通道串联切换之前，使用适当控制的预充电放大器，将电容节点预充电至接近要选择的接下来MUX通道的电平。然而，这样的放大器在处理可能存在于不同MUX通道上的全部可能的输入信号时可能遇到操作困难，因为它们可能不能够实现快速足够的轨到轨输出电平转换，或者能够通过轨到轨电压范围驱动电容节点。
技术实现思路
在本公开的一些例子中，提供预充电电路用于多路复用器输出被馈送到的电容器组件的输入节点预充电到接近或近似多路复用器的信号输出电平，此时接下来切换其输出。为了减少预充电电路中的放大器的电平转换负载，每个预充电电路输入通道具有各自的电容器，该电容器能够与相应的多路复用器通路切换进入和切断，各个电容器跟踪多路复用器通道上的信号电平。为每个MUX通道提供相应的电容器减少了输入到预充电放大器的电流，并且允许电容器进行电平转换负载，导致更稳定和更低的功率操作鉴于上述情况，本文描述的例子提供多路复用电路，具有用于预充电多路复用器提供信号的电容性负载的预充电电路。多路复用电路可包括：多路复用器，具有多个输入通道和输出通道；可连接到所述多路复用器的输出通道的电容性负载；和预充电电路，被配置用于依赖于所述输入通道之一上的信号将所述电容性负载预充电到所述多路复用器，以接下来输出到所述电容性负载。预充电电路还可包括：第一放大器，被配置为向所述电容性负载提供第一预充电信号以对所述负载进行预充电；多个电容器，可切换以分别跟踪所述多个输入通道到所述多路复用器；和第一开关电路，可控制地切换成与所述第一放大器串联输入相应的电容器，该电容器跟踪所述输入通道到所述多路复用器以作为接下来输出。如上所述，提供电容器意味着第一放大器不需要像在其他情况下那样处理大的信号电平变化，从而导致稳定且功率高效的操作。在例子中，当与所述第一放大器输入串联时，各自的电容器已经对输入通道上的信号进行采样，接下来从所述多路复用器输出。在另外例子中，每个输入通道分别提供两个或更多个电容器到所述多路复用器，每个通道的两个或更多个电容器可切换以分别跟踪所述多路复用器的输入通道。每通道提供两个电容器，允许多路复用器输出的下一个输入通道在整个预充电阶段一直跟踪，以便预充电可能尽可能准确。在其中提供两个电容器的例子中，第一放大器是具有相应的第一和第二差分输入的差分放大器，每个输入通道中的两个或更多个电容器中的一者可通过用于电容器的相应多路复用器输入通道与第一放大器的第一差分输入之间的开关电路连接，并且所述两个或更多个电容器中的其他者可通过下列和所述第一放大器的第二差分输入之间的开关电路连接：i)在第一阶段操作中，所述电容器的相应多路复用器输入通道；或ii)在第二阶段操作中，所述多路复用器输出通道。如上所述，这种电容器的连接允许其中一个电容器在整个预充电阶段追踪由MUX输出的下一个输入节点，而另一个电容器检测MUX输出线上的电荷，由此允许精确控制所提供的电荷由第一放大器。在上述例子中，在另外的例子中，在第一阶段操作中两个电容跟踪各自的多路复用器输入通道作为接下来输出，并且因此所述第一放大器不向电容性负载输出预充电信号，以及在第二阶段操作中其中所述电容器中一者跟踪相应的多路复用器输入通道，并且所述电容器中其他者跟踪多路复用器输出通道，所述第一放大器依赖于多路复用器输出通道和相应多路复用器输入通道之间的信号的任何差异输出预充电信号作为接下来输出。这样的操作确保了多路复用器输出通道被准确地预充到多路复用器旁边要输出的信号的电平。在这方面，在上述例子中在第一和第二阶段操作之间切换的时刻，在跟踪相应的接下来多路复用器输出通道和多路复用器输出通道之间切换的两个电容器中的另一者被充电到相应的接下来多路复用器输入通道的信号水平。在例子中，第一放大器在上电期间进行自动归零校准过程。这样的校准过程确保放大器将提供精确的操作。在一个例子中，当两个电容器跟踪相应的多路复用器输入通道作为下一个输出时，在上述操作的第一阶段期间发生自动归零校准过程，并且不需要来自第一放大器的输出。在另外的例子中，可提供可切换串联在所述第一放大器的输出和所述电容性负载之间的电池电容器。当所需的信号电平接近第一放大器电源电压时，电池电容器可以帮助第一放大器将电容性负载充电到必要的信号电平。在例子中，可提供第二开关电路，布置为：在第三阶段操作中，将所述电池电容器切换以对第一放大器提供并联负载的电容性负载，其中允许所述第一放大器对与电容性负载并联的电池电容器充电。然后还进行第四阶段操作，其中第二开关电路将电池电容器串联在第一放大器输出端与电容性负载。这种操作允许允许电池电容器首先由第一放大器充电，然后补充放大器输出信号来预充电容性负载。在另外或交替例子中，可提供第二开关电路，布置为在第一放大器输出与电容性负载之间串联切换所述电池电容器。此外，这样的操作允许电池电容器补充第一放大器输出信号以对电容性负载进行预充电，并且允许第一放大器由较低的电压源供电。在这样的例子中，电池电容器在被调用操作之前将典型地从电源电压节点切换到充电。在另外的例子中，提供镜像第一预充电电路的第二预充电电路。在该例子中第二预充电电路还可包括第二放大器，布置向电容性负载提供第二预充电信号以对负载进行预充电；多个电容器，可切换以分别跟踪到多路复用器的多个输入通道；和第二开关电路，可控制以切换成与第二放大器串联输入各自的电容器，所述电容器跟踪多路复用器的输入通道以进行接下来输出。第二预充电电路的提供允许预充电阶段被分成两个独立的阶段，专用放大器专用于每个阶段的要求。在这方面，在例子中在所述第一放大器将第一预充电信号提供给所述电容性负载之前，所述第二放大器将第二预充电信号提供给所述电容性负载。而且，在另外的例子中所述第二预充电信号大于所述第一预充电信号，从而获得两阶段预充电操作。利用这样的示例，第一放大器和第二放大器可以被设计为对于它们分别必须执行的预充电任务是功率有效的。例如，第二放大器可以提供更大但更粗糙的非精确的预充电信号，以使MUX的输出大部分达到期望的信号电平，然后第一放大器被更精确地控制为完成预充电到所需的信号电平，但是由于粗第二放大器的作用，必须提供较少的电荷。在本文描述的另外例子中，还提供另外多路复用电路，具有预充电电路用于对多路复用器提供信号的电容性负载进行预充电。在该例子中预充电电路还包括：第一放大器，被配置为向所述电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.多路复用电路，具有用于预充电多路复用器提供信号的电容性负载的预充电电路，所述多路复用电路包括：多路复用器，具有多个输入通道和输出通道；可连接到所述多路复用器的输出通道的电容性负载；和预充电电路，被配置为依赖于所述输入通道之一上的信号将所述电容性负载预充电到所述多路复用器，以接下来输出到所述电容性负载，所述预充电电路还包括：第一放大器，被配置为向所述电容性负载提供第一预充电信号以对所述负载进行预充电；多个电容器，可切换以分别跟踪所述多个输入通道到所述多路复用器；和第一开关电路，可控制地切换成与所述第一放大器串联输入相应的电容器，该电容器跟踪所述输入通道到所述多路复用器以作为接下来输出。

【技术特征摘要】
2016.12.12 US 15/375,9061.多路复用电路，具有用于预充电多路复用器提供信号的电容性负载的预充电电路，所述多路复用电路包括：多路复用器，具有多个输入通道和输出通道；可连接到所述多路复用器的输出通道的电容性负载；和预充电电路，被配置为依赖于所述输入通道之一上的信号将所述电容性负载预充电到所述多路复用器，以接下来输出到所述电容性负载，所述预充电电路还包括：第一放大器，被配置为向所述电容性负载提供第一预充电信号以对所述负载进行预充电；多个电容器，可切换以分别跟踪所述多个输入通道到所述多路复用器；和第一开关电路，可控制地切换成与所述第一放大器串联输入相应的电容器，该电容器跟踪所述输入通道到所述多路复用器以作为接下来输出。2.根据权利要求1所述的多路复用电路，其中每个输入通道分别提供两个或更多个电容器到所述多路复用器，每个通道的两个或更多个电容器可切换以分别跟踪所述多路复用器的输入通道。3.根据权利要求2所述的多路复用电路，其中所述第一放大器是具有相应的第一和第二差分输入的差分放大器，每个输入通道中的两个或更多个电容器中的一者可通过用于电容器的相应多路复用器输入通道与第一放大器的第一差分输入之间的开关电路连接，并且所述两个或更多个电容器中的其他者可通过下列和所述第一放大器的第二差分输入之间的开关电路连接：i)在第一阶段操作中，所述电容器的相应多路复用器输入通道；或ii)在第二阶段操作中，所述多路复用器输出通道。4.根据权利要求1所述的多路复用电路，还包括可切换串联在所述第一放大器的输出和所述电容性负载之间的电池电容器。5.根据权利要求4所述的多路复用电路，还包括第二开关电路，布置为：i)在第三阶段操作中，将所述电池电容器切换以对第一放大器提供并联负载的电容性负载，其中允许所述第一放大器对与电容性负载并联的电池电容器充电；ii)在第四阶段操作中，在第一放大器输出与电容性负载之间串联切换所述电池电容器，其中允许电池电容器补充放大器输出信号以预充电性所述电容性负载。6.根据权利要求4所述的多路复用电路，还包括第二开关电路，布置为：i)在第三阶段操作中，在第一放大器输出与电容性负载之间串联切换所述电池电容器，其中允许电池电容器补充第一放大器输出信号以预充电性所述电容性负载。7.根据权利要求1所述的多路复用电路，还包括：第二预充电电路，布置用于依赖于多路复用器之一的输入通道上的信号对电容性负载进行预充电，接下来输出到电容性负载，所述第二预充电电路还包括：第二放大器，布置向电容性负载提供...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·P·赫里尔，S·拉加塞卡，
申请(专利权)人：亚德诺半导体集团，
类型：发明
国别省市：百慕大群岛,BM