一种用于Δ-Σ模数转换器的可配置电容阵列制造技术

本发明专利技术实施例公开了一种用于Δ-Σ模数转换器的可配置电容阵列，包括至少两条电容支路，每条电容支路包括串联的一电容和一支路控制开关，电容的一端连接运算放大器输出端，另一端连接支路控制开关，支路控制开关的另一端连接运算放大器的输入端，另外，该可配置电容阵列还包括节点电压控制单元，节点电压控制单元用于在支路控制开关打开时，控制其所属电容支路中电容与支路控制开关之间的节点电压不高于电源电压且不低于地电压。将本发明专利技术实施例所述的可配置电容阵列用于Δ-Σ模数转换器，能够保证浮空节点的电压不高于电路的电源电压且不低于电路地电压，从而能够避免由于差分电容支路中浮空节点不匹配造成的偶次谐波，提高Δ-Σ模数转换器电路性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及集成电路设计
，具体涉及一种用于Δ-Σ模数转换器的可配置电容阵列。
技术介绍
随着无线通信领域的迅速兴起，为降低功耗，提高系统集成度，减少设计成本，大量的信号处理功能从模拟域转移到数字域完成，因此需要高性能的模数转换器实现从模拟域到数字域的转换。为了支持多种通信标准的中频可编程数字接入能力，构成通信系统的各个模块都需要具有配置能力。另外，在各种通信协议中，由于在不同的载波频段通信而划分不同的数字基带，因此接收机也需要在不同带宽和精度上提供硬件支持。针对上述应用背景，可配置Δ-Σ模数转换器以其面积小，精度高，功耗低而成为热门的解决方案。图1为可配置Δ-Σ模数转换器示意图，如图1所示，在可配置的Δ-Σ模数转换器中，可配置电容阵列(如C1、C2)是其中重要的组成部分，与电阻阵列和运算放大器一起构成积分器形式。图2为一种具体的可配置电容阵列框图，如图2所示，可配置的电容阵列的支路通常由电容和MOS开关串联组成，MOS开关的导通或者断开可以通过配置寄存器实现。通常情况下，可配置电容阵列部分支路导通，部分支路断开(参考图2)，对于断开的支路，电容极板和MOS开关的连接点处于浮空状态。由于浮空点电压的不可控性，会导致模数转换器的差分两路的等效电容值不一致，导致电路性能的恶化。具体来说，如果两个完全相同的电容阵列(参考图2)分别连接在Δ-Σ模数转换器差分通路上，形成通路1和通路2。在Δ-Σ模数转换器中，两个电容阵列的Vn节点都连接到运算放大器的输入端，由于运放的虚地特性，两个Vn节点电压近似相等；两个电容阵列的Vp节点都连接到运算放大器的输出端，两个Vp节点的信号幅度相等，相位相反。因为开关S1和S2导通，p1和p2节点与Vn节点电压一致；因为开关S3和S4断开，p3和p4处于浮空状态，其节点电压由于电容的耦合效应与Vp节点的信号变化趋势相同，但共模电平状态未知。图3为由可配置电容阵列中浮空节点触发的寄生三极管示意图，如图3所示，当Δ-Σ模数转换器的信号幅度变化较大时，浮空节点p3和p4的节点电压极可能出现大于电源电压或者低于地电压的情况，从而造成NMOS开关的寄生NPN导通(通路1)或者PMOS开关的寄生PNP导通(通路2)，造成Δ-Σ模数转换器的RC时间常数变化(RCTimeConstantVariation)，引起信号通路上的传输延迟(PropagationDelay)不一致，参考图3，由于NPN和PNP都是寄生器件，无法达到对称性要求，会使积分器的等效电容值不相等，进而造成偶次谐波的出现，恶化Δ-Σ模数转换器电路性能；并且，在电容阵列中，如果断开的支路的电容值(如C3和C4)大于导通的支路的电容值(如C1和C2)，偶次谐波现象会更加明显、Δ-Σ模数转换器电路性能更差。
技术实现思路
有鉴于此，为解决现有存在的技术问题，本专利技术实施例提供：一种用于Δ-Σ模数转换器的可配置电容阵列，包括至少两条电容支路，每条电容支路包括串联的一电容和一支路控制开关，所述电容的一端连接运算放大器输出端，另一端连接支路控制开关，所述支路控制开关的另一端连接运算放大器的输入端，该可配置电容阵列还包括节点电压控制单元，所述节点电压控制单元用于在支路控制开关打开时，控制其所属电容支路中电容与所述支路控制开关之间的节点电压不高于电源电压且不低于地电压。一具体实施例中，所述节点电压控制单元，具体用于在支路控制开关打开时，将其所属电容支路中电容与所述支路控制开关之间的节点连接至固定电位节点或可控节点，所述固定电位节点或可控节点的电压不高于电源电压且不低于地电压。一具体实施例中，所述节点电压控制单元，具体用于在支路控制开关打开时，限制其所属电容支路中电容与所述支路控制开关之间节点电压的变化范围，使得所述节点电压不高于电源电压且不低于地电压。一具体实施例中，所述节点电压控制单元包括至少两个旁路开关，各电容支路中的电容两端分别并联一旁路开关，所述旁路开关在所属电容支路中的支路控制开关闭合时打开，在所属电容支路中的支路控制开关打开时闭合。一具体实施例中，所述节点电压控制单元包括至少两个旁路开关，各电容支路中的电容两端分别并联一旁路开关，所述旁路开关在所属电容支路中的支路控制开关闭合或打开时，均打开。本专利技术实施例所述的一种用于Δ-Σ模数转换器的可配置电容阵列，该可配置电容阵列包括至少两条电容支路，每条电容支路包括串联的一电容和一支路控制开关，所述电容的一端连接运算放大器输出端，另一端连接支路控制开关，所述支路控制开关的另一端连接运算放大器的输入端，另外，该可配置电容阵列还包括节点电压控制单元，所述节点电压控制单元用于在支路控制开关打开时，控制其所属电容支路中电容与所述支路控制开关之间的节点电压不高于电源电压且不低于地电压。将本专利技术实施例所述的可配置电容阵列用于Δ-Σ模数转换器，能够保证浮空节点的电压不高于电路的电源电压且不低于电路地电压，从而能够避免由于差分电容支路中浮空节点不匹配造成的偶次谐波，提高Δ-Σ模数转换器电路性能。附图说明图1为可配置Δ-Σ模数转换器示意图；图2为可配置的电容阵列示意图；图3为由可配置电容阵列中浮空节点触发的寄生三极管示意图；图4为本专利技术实施例一种用于Δ-Σ模数转换器的可配置电容阵列示意图；图5为本专利技术实施例1所述用于Δ-Σ模数转换器的可配置电容阵列结构示意图；图6为本专利技术实施例2所述用于Δ-Σ模数转换器的可配置电容阵列结构示意图。具体实施方式本专利技术的目的在于提供一种用于Δ-Σ模数转换器的可配置电容阵列，避免电容阵列中的浮空节点对于Δ-Σ模数转换器电路性能影响。图4为本专利技术实施例一种用于Δ-Σ模数转换器的可配置电容阵列示意图，如图1所示，该可配置电容阵列包括至少两条电容支路，每条电容支路包括串联的一电容和一支路控制开关，所述电容的一端连接运算放大器输出端，另一端连接支路控制开关，所述支路控制开关的另一端连接运算放大器的输入端，此外，该可配置电容阵列还包括节点电压控制单元，所述节点电压控制单元用于在支路控制开关打开时，控制其所属电容支路中电容与所述支路控制开关之间的节点电压不高于电源电压且不低于地电压。一具体实施例中，所述节点电压控制单元，具体用于在支路控制开关打开时，将其所属电容支路中电容与所述支路控制开关之间的节点连接至固定电位节点或可控节点，所述固定电位节点或可控节点本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于Δ‑Σ模数转换器的可配置电容阵列，包括至少两条电容支路，每条电容支路包括串联的一电容和一支路控制开关，所述电容的一端连接运算放大器输出端，另一端连接支路控制开关，所述支路控制开关的另一端连接运算放大器的输入端，其特征在于，该可配置电容阵列还包括节点电压控制单元，所述节点电压控制单元用于在支路控制开关打开时，控制其所属电容支路中电容与所述支路控制开关之间的节点电压不高于电源电压且不低于地电压。

【技术特征摘要】
1.一种用于Δ-Σ模数转换器的可配置电容阵列，包括至少两条电容支路，
每条电容支路包括串联的一电容和一支路控制开关，所述电容的一端连接运算
放大器输出端，另一端连接支路控制开关，所述支路控制开关的另一端连接运
算放大器的输入端，其特征在于，该可配置电容阵列还包括节点电压控制单元，
所述节点电压控制单元用于在支路控制开关打开时，控制其所属电容支路中电
容与所述支路控制开关之间的节点电压不高于电源电压且不低于地电压。
2.根据权利要求1所述的可配置电容阵列，其特征在于，
所述节点电压控制单元，具体用于在支路控制开关打开时，将其所属电容
支路中电容与所述支路控制开关之间的节点连接至固定电位节点或可控节点，
所述固定电位节点或可控节点的电压不高于电源电压且不低于地电压。
3.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑宇亮，
申请(专利权)人：深圳市中兴微电子技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44