斜坡电压产生器以及用于测试模/数转换器的方法技术

本发明专利技术提供一种用于产生斜坡式电压的方法和电路。该斜坡电压产生器电路包括：开关电容器放大器，该开关电容器放大器具有输入端子、输出端子、可切换地耦合到该输入端子的采样电容器，以及可切换地耦合到该输出端子的增益电容器；以及电流源，该电流源具有耦合到电源端子的端子，以及耦合到该输入端子的端子。该斜坡电压产生器电路可以被耦合成测试模/数转换器(ADC)。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术大体上涉及模/数转换器，且更确切地说，涉及一种斜坡电压产生器以及用于测试模/数转换器(analog-to-digital converter，ADC)的方法。
技术介绍
制造集成电路的成本的主要部分涉及测试。举例来说，测试模/数转换器(ADC)的成本相对较高，这是因为可能需要专业化的测试设备并且因为测试时间可能相对较长。因此，存在对测试ADC的低成本方法的需要。
技术实现思路
一般而言，提供一种斜坡电压产生器，该斜坡电压产生器用于产生从一个电压电平斜坡式变化为另一电压电平的模拟输入电压。斜坡电压产生器可以用于提供输入电压以用于测试ADC。斜坡电压产生器使用全差分开关电容器放大器的差分输入端的每个输入端上的切换电流源。恒定偏移电路用于提供用于产生输入电压的固定参考。已知的恒定偏移的使用允许非线性的斜坡式输入电压用于产生斜坡式输出电压。斜坡式输入电压可以是斜降、斜升或一些其它斜坡方案。非线性的斜坡式输入电压的使用因为避免了高度线性的斜坡电压而允许使用便宜的信号发生器来测试ADC，因此降低了ADC的测试成本。测试电压产生器可以在与ADC相同的集成电路上实施，从而使得能够仅使用芯片上资源测试ADC。在一个实施例中，提供一种斜坡电压产生器，该斜坡电压产生器包括：开关电容器放大器，该开关电容器放大器具有第一输入端子、第一输出端子、具有可切换地耦合到第一输入端子的第一端子的第一采样电容器，以及具有可切换地耦合到第一输出端子的第一端子的第一增益电容器；第一电流源，该第一电流源具有耦合到第一电源端子的第一端子，以及耦合到第一输入端子的第二端子；第一开关，该第一开关具有耦合到第二电源端子的第一端子，以及耦合到第一采样电容器的第一端子的第二端子；第二开关，该第二开关具有耦合到第二电源端子的第一端子，以及耦合到第一采样电容器的第二端子的第二端子；以及第三开关，该第三开关具有耦合到第二电源端子的第一端子，以及耦合到第一增益电容器的第一端子的第二端子。斜坡电压产生器可以另外包括耦合到第一增益电容器的第二端子的第一偏移产生电路。第一偏移产生电路可以包括可切换地耦合到第一电源端子且可切换地耦合到第二电源端子的偏移电容器。斜坡电压产生器可以另外包括测试控制单元，该测试控制单元被耦合成提供控制信号到开关电容器放大器且提供控制信号到第一、第二和第三开关。开关电容器放大器可以是差分开关电容器放大器，另外包括第二输入端子和第二输出端子、具有可切换地耦合到第二输入端子的第一端子的第二采样电容器，以及具有可切换地耦合到第二输出端子的第一端子的第二增益电容器，并且其中斜坡电压产生器可以另外包括：第二电流源，该第二电流源具有耦合到第三电源端子的第一端子，以及耦合到第二输入端子的第二端子；第四开关，该第四开关具有耦合到第二电源端子的第一端子，以及耦合到第二采样电容器的第一端子的第二端子；第五开关，该第五开关具有耦合到第二电源端子的第一端子，以及耦合到第二采样电容器的第二端子的第二端子；以及第六开关，该第六开关具有耦合到第二电源端子的第一端子，以及耦合到第一增益电容器的第一端子的第二端子。斜坡电压产生器可以另外包括：第一偏移产生电路，该第一偏移产生电路耦合到第一增益电容器的第二端子；以及第二偏移产生电路，该第二偏移产生电路耦合到第二增益电容器的第二端子。第一偏移产生电路可以包括第一偏移电容器，该第一偏移电容器可切换地耦合到第一电源端子且可切换地耦合到第二电源端子，并且其中第二偏移产生电路包括第二偏移电容器，该第二偏移电容器可切换地耦合到第二电源端子且可切换地耦合到第三电源端子。斜坡电压产生器可以另外包括测试控制单元，该测试控制单元被耦合成提供控制信号到差分开关电容器放大器且提供控制信号到第一、第二、第三、第四、第五和第六开关。一种系统可以包括模/数转换器(ADC)，该模/数转换器具有差分输入端子，该差分输入端子耦合到斜坡电压产生器的差分开关电容器放大器的第一和第二输出端子。在另一实施例中，提供一种斜坡电压产生器，该斜坡电压产生器包括：第一电流源，该第一电流源具有耦合到第一电源端子的第一输入端子，以及第二端子；第一开关，该第一开关具有耦合到第一电流源的第二端子的第一端子，以及第二端子；第二开关，该第二开关具有耦合到第二电源端子的第一端子，以及耦合到第一开关的第二端子的第二端子；第三开关，该第三开关具有耦合到第二电源端子的第一端子，以及第二端子；第四开关，该第四开关具有第一端子以及第二端子；第一电容器，该第一电容器具有耦合到第一开关的第二端子的第一端子，以及耦合到第三开关的第二端子的第二端子；第二电容器，该第二电容器具有耦合到第一电容器的第二端子的第一端子，以及耦合到第四开关的第一端子的第二端子；以及放大器，该放大器具有耦合到第一电容器的第二端子的第一输入端，以及耦合到第四开关的第二端子的第一输出端。斜坡电压产生器可以另外包括耦合到第二电容器的第一输入端的偏移产生电路。偏移产生电路可以包括：第五开关，该第五开关具有耦合到第一电源端子的第一端子，以及第二端子；第六开关，该第六开关具有耦合到第二电源端子的第一端子，以及耦合到第一开关的第二端子的第二端子；以及第三电容器，该第三电容器具有耦合到第五开关的第二端子且耦合到第六开关的第一端子，以及耦合到第二电容器的第一端子的第二端子。斜坡电压产生器可以另外包括测试控制单元，该测试控制单元被耦合成提供测试控制信号到第一、第二、第三和第四开关。斜坡电压产生器可以另外包括：第七开关，该第七开关具有耦合到放大器的第一输入端的第一端子，以及耦合到放大器的第一输出端的第二端子；以及第八开关，该第八开关具有耦合到第二电源端子的第一端子，以及耦合到第二电容器的第二端子的第二端子。放大器可以是另外包括第二输入端和第二输出端的差分放大器，并且斜坡电压产生器可以另外包括：第二电流源，该第二电流源具有耦合到第三电源端子的第一端子，以及第二端子；第九开关，该第九开关具有耦合到第二电流源的第二端子的第一端子，以及第二端子；第十开关，该第十开关具有耦合到第二电源端子的第一端子，以及耦合到第九开关的第二端子的第二端子；第十一开关，该第十一开关具有耦合到第二电源端子的第一端子，以及第二端子；第十二开关，该第十二开关具有耦合到放大器的第二输出端的第一端子，以及第二端子；第四电容器，该第四电容器具有耦合到第九开关的第二端子的第一端子，以及耦合到第十一开关的第二端子且耦合到放大器的第二输入端的第二端子；以及第五电容器，该第五电容器具有耦合到第四电容器的第二端子的第一端子，以及耦合到第十二开关的第二端子的第二端子。斜坡电压产生器可以另外包括测试控制单元，该测试控制单元被耦合成提供控制信号到差分放大器且提供控制信号到第一到第十二开关。一种用于测试模/数转换器(ADC)的系统可以包括差分ADC，该差分ADC具有差分输入端子，该差分输入端子耦合到斜坡电压产生器的差分放大器的第一和第二输出端子。在又一实施例中，提供一种用于产生斜坡式电压的方法，该方法在斜坡电压产生器电路中执行，该斜坡电压产生器电路包括输出端子、电流源、第一电容器、第二电容器以及具有第一输入端和第一输出端的放大器，该方法包括：在具有第一配置的多个开关的第一阶段期间，使用电流本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种斜坡电压产生器，其特征在于，包括：开关电容器放大器，所述开关电容器放大器具有第一输入端子、第一输出端子、第一采样电容器、以及第一增益电容器；第一采样电容器具有可切换地耦合到所述第一输入端子的第一端子，第一增益电容器具有可切换地耦合到所述第一输出端子的第一端子；第一电流源，所述第一电流源具有耦合到第一电源端子的第一端子，以及耦合到所述第一输入端子的第二端子；第一开关，所述第一开关具有耦合到第二电源端子的第一端子，以及耦合到所述第一采样电容器的所述第一端子的第二端子；第二开关，所述第二开关具有耦合到所述第二电源端子的第一端子，以及耦合到所述第一采样电容器的第二端子的第二端子；以及第三开关，所述第三开关具有耦合到所述第二电源端子的第一端子，以及耦合到所述第一增益电容器的所述第一端子的第二端子。

【技术特征摘要】
2015.06.22 US 14/745,6411.一种斜坡电压产生器，其特征在于，包括：开关电容器放大器，所述开关电容器放大器具有第一输入端子、第一输出端子、第一采样电容器、以及第一增益电容器；第一采样电容器具有可切换地耦合到所述第一输入端子的第一端子，第一增益电容器具有可切换地耦合到所述第一输出端子的第一端子；第一电流源，所述第一电流源具有耦合到第一电源端子的第一端子，以及耦合到所述第一输入端子的第二端子；第一开关，所述第一开关具有耦合到第二电源端子的第一端子，以及耦合到所述第一采样电容器的所述第一端子的第二端子；第二开关，所述第二开关具有耦合到所述第二电源端子的第一端子，以及耦合到所述第一采样电容器的第二端子的第二端子；以及第三开关，所述第三开关具有耦合到所述第二电源端子的第一端子，以及耦合到所述第一增益电容器的所述第一端子的第二端子。2.根据权利要求1所述的斜坡电压产生器，其特征在于，进一步包括第一偏移产生电路，所述第一偏移产生电路耦合到所述第一增益电容器的第二端子。3.根据权利要求2所述的斜坡电压产生器，其特征在于，所述第一偏移产生电路包括偏移电容器，所述偏移电容器可切换地耦合到所述第一电源端子且可切换地耦合到所述第二电源端子。4.根据权利要求1所述的斜坡电压产生器，其特征在于，进一步包括测试控制单元，所述测试控制单元被耦合成提供控制信号到所述开关电容器放大器，以及到所述第一、第二和第三开关。5.根据权利要求1所述的斜坡电压产生器，其特征在于，所述开关电容器放大器是差分开关电容器放大器，进一步包括第二输入端子和第二输出端子、第二采样电容器、以及第二增益电容器；第二采样电容器具有可切换地耦合到所述第二输入端子的第一端子，第二增益电容器具有可切换地耦合到所述第二输出端子的第一端子；并且其中所述斜坡电压产生器进一步包括：第二电流源，所述第二电流源具有耦合到第三电源端子的第一端子，以及耦合到所述第二输入端子的第二端子；第四开关，所述第四开关具有耦合到第二电源端子的第一端子，以及耦合到所述第二采样电容器的所述第一端子的第二端子；第五开关，所述第五开关具有耦合到所述第二电源端子的第一端子，以及耦合到所述第二采样电容器的第二端子的第二端子；以及第六开关，所述第六开关具有耦合到所述第二电源端子的第一端子，以及耦合到所述第一增益电容器的所述第一端子的第二端子。6.根据权利要求5所述的斜坡电压产生器，其特征在于，进一步包括：第一偏移产生电路以及第二偏移产生电路，所述第一偏移产生电路耦合到所述第一增益电容器的第二端子；所述第二偏移产生电路耦合到所述第二增益电容器的第二端子。7.根据权利要求6所述的斜坡电压产生器，其特征在于，所述第一偏移产生电路包括第一偏移电容器，所述第一偏移电容器可切换地耦合到所述第一电源端子且可切换地耦合到所述第二电源端子，并且其中所述第二偏移产生电路包括第二偏移电容器，所述第二偏移电容器可切换地耦合到所述第二电源端子且可切换地耦合到所述第三电源端子。8.根据权利要求5所述的斜坡电压产生器，其特征在于，进一步包括测试控制单元，所述测试控制单元被耦合成提供控制信号到差分开关电容器放大器，以及到所述第一、第二、第三、第四、第五和第六开关。9.一种系统，其特征在于，包括模/数转换器(ADC)，所述模/数转换器具有差分输入端子，所述差分输入端子耦合到根据权利要求5所述的斜坡电压产生器的所述差分开关电容器放大器的所述第一和第二输出端子。10.一种斜坡电压产生器，其特征在于，包括：第一电流源，所述第一电流源具有耦合到第一电源端子的第一端子，以及第二端子；第一开关，所述第一开关具有耦合到所述第一电流源的所述第二端子的第一端子，以及第二端子；第二开关，所述第二开关具有耦合到第二电源端子的第一端子，以及耦合到所述第一开关的所述第二端子的第二端子；第三开关，所述第三开关具有耦合到所述第二电源端子的第一端子，以及第二端子；第四开关，所述第四开关具有第一端子和第二端子；第一电容器，所述第一电容器具有耦合到所述第一开关的所...

【专利技术属性】
技术研发人员：金贤坤，道格拉斯·阿兰·加里蒂，
申请(专利权)人：飞思卡尔半导体公司，
类型：发明
国别省市：美国;US