一种应用在西格玛德尔塔调制器中的积分器增益倍增电路制造技术

本发明专利技术公开了一种应用在西格玛德尔塔调制器中的积分器增益倍增电路，该电路包括2个采样电容，2个积分电容，1个运放电路，若干采样和积分开关；采样电容有正端信号采样电容和负端信号采样电容各一个，积分电容有正端积分电容和负端积分电容各一个。本发明专利技术所实现的积分器电路，将输入信号和参考电压共用一组采样电容实现增益，能够减小开关电容电路的面积，降低开关电容电路的制作成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电子电路，特别涉及开关电容电路实现的积分器电路。
技术介绍
开关电容电路广泛应用于西格玛德尔塔模数转换器(sigma-deltaADC),作为它的积分器。西格玛德尔塔模数转换器是比例测量，即将模拟的输入信号乘以增益A，与模拟的参考电压的比例转换为n比特的数字信号的模数转换过程。在过去，使用在开关电容电路实现增益采用了模拟的输入信号和参考电压分别通过一组采用电容，这增加了开关电容电路的面积。如专利申请201410847785.6所描述的基于悬浮电流源增益自举反相器的开关电容积分器，该专利技术积分器分为采样阶段和积分阶段，采样阶段电路由M1-M10十个MOS管和采样电容Cs，积分电容CI，上下两个保持电容Cc，和一个开关S1组成，其中M1至M1、M3、M5、M7、M9为PMOS管，M2、M4、M6、M8、M10为PMOS管，采样电容CS，积分电容CI以及上下两个保持电容Cc都分为两极A、B。但是，该专利申请中，是以MOS管和电容组合构成反相器，从而取代运算放大器，仍然不能解决增加了开关电容电路的面积的问题。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术的目的在于提供一种应用在西格玛德尔塔调制器中的积分器增益倍增电路，本专利技术可以模拟的输入信号和参考电压共用一组采样电容实现积分增益。本专利技术的另一个目的在于提供一种应用在西格玛德尔塔调制器中的积分器增益倍增电路，该电路能够减小开关电容电路的面积，降低开关电容电路的制作成本。为实现上述目的，本专利技术的技术方案如下。一种应用在西格玛德尔塔调制器中的积分器增益倍增电路，该电路包括2个采样电容，2个积分电容，1个运放电路，若干(复数个)采样和积分开关；采样电容有正端信号采样电容和负端信号采样电容各一个，其中正端信号采样电容的上极板连接21、23开关，正端信号采样电容的下极板连接11、13、15、17开关；负端信号采样电容的上极板连接22、24开关，负端信号采样电容的下极板连接12、14、16、18开关；11、14开关的另一端连接输入信号的正端Vip，12、13开关的另一端连接连接输入信号的负端Vin，15、18开关的另一端连接参考电压的正端REFP，16、17开关的另一端连接参考电压的负端REFN，21、22开关的另一端连接积分器共模电压VCM；积分电容有正端积分电容和负端积分电容各一个，其中正端积分电容的上极板连接23开关的另一端、运放的正输入端，正端积分电容的下极板连接积分器正输出端Vop、运放的负输出端；负端积分电容的上极板连接24开关的另一端、运放的负输入端，负端积分电容的下极板连接积分器负输出端Von、30运放的正输出端。另外，开关通过3组非交叠时钟来控制，三组非交叠时钟分别是Ф1和Ф2、Ф1s和Ф2s、Ф1f和Ф2f，Ф1和Ф2的时钟周期是T，相对于西格玛德尔塔调制器的积分器周期来说，即完成一次增益积分的周期是(m+n)*T，积分器最终实现的增益是m/n。具体来说，每一个积分器周期需要完成m次模拟输入信号的采样积分和n次参考电压的采样积分。所述非交叠时钟，其中，Ф1控制开关21、22，Ф2控制开关23、24，Ф1s控制开关11、12，Ф2s控制开关13、14，Ф1f控制开关15、16，Ф2f控制开关17、18。所述的开关可通过单个PMOS管或NMOS管、CMOS管等开关来实现。本专利技术所实现的积分器电路(也就是应用在西格玛德尔塔调制器中的积分器增益倍增电路)，将输入信号和参考电压共用一组采样电容实现增益，能够减小开关电容电路的面积，降低开关电容电路的制作成本。附图说明图1是本专利技术所述的实现增益倍增技术的积分器电路。图2是本专利技术所述的实现增益倍增技术的积分器电路中控制开关所用时钟的各个相位说明。图3是本专利技术图3是使用CMOS开关的应用实例的结构示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。请参照图1所示，图1表示按照述的实现增益倍增技术的积分器电路。图1中，使用实现增益倍增技术的积分器电路包括：采样电容31、32，运算放大器30，积分电容33、34，开关11、12、13、14、15、16、17、18、21、22、23、24。其中，该电路包括2个采样电容，2个积分电容，1个运放电路，若干采样和积分开关。采样电容分为31正端信号采样电容和32负端信号采样电容各一个。其中31正端信号采样电容的上极板连接21、23开关，31正端信号采样电容的下极板连接11、13、15、17开关；32负端信号采样电容的上极板连接22、24开关，32负端信号采样电容的下极板连接12、14、16、18开关。11、14开关的另一端连接输入信号的正端Vip，12、13开关的另一端连接输入信号的负端Vin，15、18开关的另一端连接参考电压的正端REFP，16、17开关的另一端连接参考电压的负端REFN，21、22开关的另一端连接积分器共模电压VCM。积分电容分为33正端积分电容和34负端积分电容各一个。其中33正端积分电容的上极板连接23开关的另一端、30运放的正输入端，33正端积分电容的下极板连接积分器正输出端Vop、30运放的负输出端；34负端积分电容的上极板连接24开关的另一端、30运放的负输入端，34负端积分电容的下极板连接积分器负输出端Von、30运放的正输出端。另外，开关通过3组非交叠时钟来控制，包括Ф1和Ф2、Ф1s和Ф2s、Ф1f和Ф2f，如图2所示。Ф1和Ф2的时钟周期是T，相对于西格玛德尔塔调制器的积分器周期来说，即完成一次增益积分的周期是(m+n)*T。具体来说，每一个积分器周期需要完成m次模拟输入信号的采样积分和n次参考电压的采样积分。【1】Ф1f、Ф2f代表在西格玛德尔塔调制器中的反馈信号是正时，【2】Ф1f、Ф2f代表在西格玛德尔塔调制器中的反馈信号是负时。积分器最终实现的增益是m/n。图2表示积分器电路中开关的各个相位时钟说明，如下：时钟ф1相位开关21、22打开。时钟ф2相位开关23、24打开。时钟ф1s相位开关11、12打开。时钟ф2s相位开关13、14打开。时钟ф1f相位开关15、16打开。时钟ф2f相位开关17、18打开。开关电容电路的连接如下：积分器的实现过程如下：本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种应用在西格玛德尔塔调制器中的积分器增益倍增电路，其特征在于该电路包括2个采样电容，2个积分电容，1个运放电路，若干采样和积分开关；采样电容有正端信号采样电容和负端信号采样电容各一个，其中正端信号采样电容的上极板连接21、23开关，正端信号采样电容的下极板连接11、13、15、17开关；负端信号采样电容的上极板连接22、24开关，负端信号采样电容的下极板连接12、14、16、18开关；11、14开关的另一端连接输入信号的正端Vip，12、13开关的另一端连接输入信号的负端Vin，15、18开关的另一端连接参考电压的正端REFP，16、17开关的另一端连接参考电压的负端REFN，21、22开关的另一端连接积分器共模电压VCM；积分电容有正端积分电容和负端积分电容各一个，其中正端积分电容的上极板连接23开关的另一端、运放的正输入端，正端积分电容的下极板连接积分器正输出端Vop、运放的负输出端；负端积分电容的上极板连接24开关的另一端、运放的负输入端，负端积分电容的下极板连接积分器负输出端Von、30运放的正输出端。

【技术特征摘要】
1.一种应用在西格玛德尔塔调制器中的积分器增益倍增电路，其特征在于
该电路包括2个采样电容，2个积分电容，1个运放电路，若干采样和积分开关；
采样电容有正端信号采样电容和负端信号采样电容各一个，其中正端信号
采样电容的上极板连接21、23开关，正端信号采样电容的下极板连接11、13、
15、17开关；负端信号采样电容的上极板连接22、24开关，负端信号采样电
容的下极板连接12、14、16、18开关；11、14开关的另一端连接输入信号的
正端Vip，12、13开关的另一端连接输入信号的负端Vin，15、18开关的另一
端连接参考电压的正端REFP，16、17开关的另一端连接参考电压的负端REFN，
21、22开关的另一端连接积分器共模电压VCM；
积分电容有正端积分电容和负端积分电容各一个，其中正端积分电容的上
极板连接23开关的另一端、运放的正输入端，正端积分电容的下极板连接积...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔爱国，
申请(专利权)人：芯海科技深圳股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44