用于快速通道切换系统的输入电流抵消方案技术方案

本发明专利技术涉及一种快速通道切换系统中的输入电流抵消方案。本发明专利技术公开了一种多通道系统，其包括：多路复用器，其具有用于多个输入通道的输入端；和预充电缓冲器，其具有耦合到多路复用器的输入端的多个输入端和耦合到多路复用器输出端的输出端。多通道系统可以是独立系统，或可以耦合到具有耦合到多路复用器的输出端的输入端的接收电路。在某些情况下，接收电路是模数转换器。

【技术实现步骤摘要】
用于快速通道切换系统的输入电流抵消方案相关申请案本申请要求2012年8月24日提交的美国临时专利申请第61/692,855号和2013年3月15日提交的美国临时专利申请第61/793,932号的权利，这两个申请均是以引用的方式并入本文。专利技术背景本专利技术涉及快速通道切换系统，且更特别地说涉及一种快速通道切换系统中的输入电流抵消方案。随着电子系统的复杂性继续增长，诸如通信和医疗设备的许多装置同时接收并处理源于多个数据通道的数据信号。例如，诸如长期演进（LTE）的先进通信协议使用多个天线以对移动装置和基站实施多输入多输出（MIMO）技术以实现数据速率增大。在这些MIMO系统中，可并行接收并处理多个信号。在另一实例中，诸如超声波的医疗装置处理来自多个传感器的数据以生成单个输出，诸如图像。可以预期，模数转换器（ADC）是这些电子装置的基本组件。参考上述实例，ADC通常从信号源（例如，天线或传感器）接收模拟信号，模拟信号然后被ADC转换为表示数据的数字代码。所以，在多通道接收器中，通常由一个或多个ADC处理每个并行模拟信号以产生输出数字信号。为了将多通道模拟信号转换为数字形式，已开发出多种电路架构。在相关技术方法中，每个输入通道包括单独ADC。除与每个通道上包括ADC的高组件成本以外，还会显著增加这种配置的功耗。在另一相关技术方法中，采用前端多路复用器使得每个输入通道耦合到前端多路复用器，且多路复用器的输出中继到ADC和链路中的剩余电路。这种方案的缺点在于其从输入驱动器汲取相当多的输入电流，这会随着切换速度增大而成为关注问题。此外，多路复用器的输出上的电容可在切换通道时产生输入电流。为了增大ADC的切换速度，可使用输入缓冲器以对ADC输入电容器进行充电以减小残余输入电流。残余输入电流具有不良效应，诸如非希望的增益、偏移和非线性问题。输入缓冲器可以具有可通过使用斩波机构抵消的偏移。然而，这些技术减小了ADC输出的精确度。在另一相关技术方法中，解除多路复用器输出端与ADC输入端的耦合，且在ADC前端处布置外置缓冲器。此时，多路复用器的输出侧上的电容可能特别高（即，与内部负载相比），这导致以快速通道切换速率产生高输入电流。由于相关技术具有高功耗或低切换速率，专利技术人认为需要一种克服现有系统的上述缺点的多通道系统。附图简述图1示出了根据本专利技术的示例性实施方案的多通道转换系统。图2示出了根据本专利技术的示例性实施方案的多通道转换方法。图3示出了根据本专利技术的另一示例性实施方案的多通道转换系统。图4是根据本专利技术的示例性实施方案的预充电缓冲器的电路图。图5示出了根据本专利技术的另一示例性实施方案的多通道转换系统。图6是根据本专利技术的另一示例性实施方案的预充电缓冲器的电路图。图7示出了根据本专利技术的示例性实施方案的多路复用器晶胞的电路图。图8示出了根据本专利技术的示例性实施方案的预充电电路800。图9(a)和图9(b)是根据本专利技术的实施方案的其它预充电缓冲器900A和900B的电路图。图10示出了根据本专利技术的另一示例性实施方案的多通道转换系统。图11示出了根据本专利技术的示例性实施方案的示例性多路复用器单元1100。专利技术详述本专利技术的实施方案提供了一种用于包括多通道系统的快速通道切换系统的输入电流抵消方案，多通道系统包括：多路复用器，其具有用于多个输入通道的输入端；接收电路，其具有耦合到多路复用器的输出端的输入端；和预充电缓冲器，其具有每个耦合到多路复用器的输入端的输入端和耦合到多路复用器输出端的输出端。图1示出了根据本专利技术的实施方案的多通道转换系统100。转换系统100可以包括ADC110、多路复用器120、预充电缓冲器130和控制器140。转换系统100可以耦合到本文中称作“通道”的多个信号源AIN0至AINn。虽然未示出，但是ADC110可以在其输出处耦合到额外的电路系统，诸如数字信号处理器。如图1(a)所示，多路复用器120可以具有每个耦合到各自输入通道AIN0至AINn的多个输入端。多路复用器120可以具有耦合到ADC110的输入端的输出端。预充电缓冲器130还可以具有耦合到各自输入通道AIN0至AINn的多个输入端和耦合到多路复用器120的输出端的输出端。预充电缓冲器130可以作为单位增益放大器。多路复用器120和预充电缓冲器130可以具有耦合到控制器140的控制输入端。控制器140可以根据例如由驱动时钟（未示出）提供的协议和时序方案控制多路复用器120和预充电缓冲器130的操作。在操作期间，转换器系统100可以基于循环将输入信号从通道AIN0至AINn传播到ADC110。在每次循环时，转换器系统100可以在预充电阶段和信号驱动阶段操作。在预充电阶段期间，预充电缓冲器130可以基于存在于相关输入通道（例如，通道AIN1）处的电压而将电压输出到ADC110的输入端。在信号驱动阶段期间，可以禁用预充电缓冲器130且多路复用器120可以将信号从输入通道AIN0传播到ADC110。此后，转换器系统100可以前进到另一通道（例如，AIN2）以进行另一操作循环。虽然图1(a)示出了具有ADC110的多通道转换系统100，但是可以在除ADC110以外的电路前面应用包括多路复用器120、预充电缓冲器130和控制器140的预充电组件。例如，图8(A)示出了根据本专利技术的示例性实施方案的预充电电路800。图8(B)示出了可由预充电电路800驱动的某些（非详尽）示例性电路，其包括追踪或采样电路、可编程增益放大器（PGA）和各种类型的ADC或DAC。此外，图1(a)中的配置是一个实例且其它配置也是可行的。图1(b)表示根据本专利技术的实施方案的转换器系统100的操作。特别地说，图1(b)示出了可以从控制器140输出到图1(a)的多路复用器120和预充电缓冲器130的示例性控制信号。在时间t0，图1(b)示出了从控制器140输出到多路复用器120以将信号从通道i传播到ADC110的控制信号。在时间t1，控制器140可以禁用多路复用器120以免将任何输入信号传播到ADC110且可以启用预充电缓冲器130。具体来说，控制器140可以使预充电缓冲器130输出表示存在于通道i+1处的输入信号的信号。在时间t2，图1(b)示出了禁用预充电缓冲器130且启用多路复用器120以将输入信号从通道i+1传播到ADC110。多路复用器120可以保持启用直到时间t3为止，此时在另一通道（例如，通道i+2）处控制器140可以禁用多路复用器120并启用预充电缓冲器130。预充电缓冲器130的使用可以对转换器系统100提供输入电流抵消方案。预充电缓冲器130可以具有高阻抗输入，其减小了需要由输入通道AIN0至AINn供应以将ADC110的输入节点充电到所希望电压的电流量。相反地，预充电缓冲器130的电压供应可以驱动ADC110的输入端。虽然预充电缓冲器130通常可能由于偏移或其它非理想电流行为而引入某种电压误差，但是这些影响可以通过在转换之前经由多路复用器120将输入通道AIN0至AINn连接到ADC输入端而减小。因此，实际上，预充电缓冲器130可以大略精确地将ADC输入端预充电到所希望电压，且此后输入通道本身（例如，AIN1）可以凭借通过多路复用器120进行直接连接而改善预充电电压。此本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多通道系统，其包括：多路复用器，其具有用于多个输入通道的输入端；和预充电缓冲器，其具有耦合到所述多路复用器的输入端的多个输入端和耦合到多路复用器输出端的输出端。

【技术特征摘要】
2012.08.24 US 61/692,855;2013.03.15 US 61/793,932;1.一种多通道系统，其包括：多路复用器，其具有用于多个模拟输入通道的输入端以及输出端；和预充电缓冲器，其具有耦合到所述多路复用器的输入端的多个输入端和耦合到多路复用器的输出端的输出端，其中所述预充电缓冲器在连续多路复用器连接之间的间隙阶段期间将所述多路复用器的输出端充电到下一个通道输入电压，并且其中所述多路复用器的输出端是在所述多路复用器切换到所述下一个通道之前进行充电。2.根据权利要求1所述的多通道系统，其中多个模拟输入通道中的每个是循序地加以多路复用。3.根据权利要求1所述的多通道系统，其中多个模拟输入通道中的每个是按预定次序加以多路复用。4.根据权利要求1所述的多通道系统，其中所述预充电缓冲器是运算放大器。5.根据权利要求1所述的多通道系统，其中所述预充电缓冲器是运算跨导放大器。6.根据权利要求1所述的多通道系统，其中所述预充电缓冲器的一个输入端基于反馈信号。7.根据权利要求1所述的多通道系统，其还包括具有耦合到所述多路复用器的输出端的输入端的接收电路。8.根据权利要求7所述的多通道系统，其中所述接收电路是模数转换器。9.根据权利要求7所述的多通道系统，其还包括布置在所述多路复用器的输出端与所述接收电路的输入端之间的放大器。10.根据权利要求9所述的多通道系统，其中所述放大器是单位增益放大器。11.根据权利要求9所述的多通道系统，其中所述放大器是可编程增益放大器。12.根据权利要求1所述的多通道系统，其还包括布置在所述多个模拟输入通道与所述预充电缓冲器之间的第二多...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·莫拉·普绍尔特，B·R·维亚斯，A·W·谢里，A·马达恩，
申请(专利权)人：亚德诺半导体技术公司，
类型：发明
国别省市：百慕大群岛;BM