降低针对CDAC参考电压的信号相关性制造技术

用于减小对于CDAC的参考电压的信号相关性包括：将去耦电容器划分为尺寸小于去耦电容器尺寸的多个电容器；在转换阶段期间从耦合至参考电压的采样缓冲器隔离多个电容器的至少一个；以及使用用于将虚设电荷泵入CDAC中的电荷泵来在每个转换步骤处提供补充由CDAC中电容器所汲取电荷所需的合适量电荷，从而CDAC针对每个转换步骤的每次代码改变汲取基本上相似量的电荷。

Reduced signal correlation for CDAC reference voltage

To reduce the signal correlation for CDAC reference voltage: the decoupling capacitors are divided into a plurality of capacitor size smaller than the size of the decoupling capacitor; in the conversion stage during the sampling from the buffer coupled to a reference voltage isolation of a plurality of capacitors at least one; and the use of dummy for charge pump into the charge pump CDAC to provide appropriate amount of charge charge required drawn by the capacitor CDAC at each conversion step, and CDAC for each code for each conversion step change from basically a similar amount of charge.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种参考电压，并且更具体地涉及减小针对参考电压的信号相关性。
技术介绍
在逐次逼近寄存器模数转换器(SAR-ADC)中，参考电压在转换周期期间应该是稳定的。此外，如果ADC内的数模转换器(DAC)是电容性的(也即CDAC)，则需要在ADC的转换周期期间在每个电压改变处从参考电压汲取一些电荷至CDAC。在一个常规的方案中，增大去耦电容器的尺寸，从而参考电压源的输出阻抗保持足够低以甚至在短时间段内具有DAC所需的大量电荷也保持参考电压恒定。然而，这导致非常大的面积开支。图1是示出了常规CDAC的参考电压对比转换步骤的图。在该图中，对于10位ADC而言，在步骤1(110)处对输入采样，在步骤2(112)处做出最高有效位(MSB)确定，在步骤3(114)处做出MSB-1确定，在步骤4至11(120)处做出其他后续确定，而在步骤11处做出最低有效位(LSB)确定。如图1中所示，由于有限电容器的放电，针对MSB转换步骤的参考电压下降而不是保持恒定。在MSB步骤处，CDAC上所需的电压改变最大，并且CDAC(正被切换)中的总电容也是最大。因此，从去耦电容器汲取的电荷太高，从而跨电容器的电压下降(参见图1中步骤2-5)。尽管缓冲器尝试向去耦电容器提供一些电荷，但是由缓冲器所提供的总电荷无法补偿由CDAC所汲取的电荷，因为其带宽受限，并且转换步骤在时间上是非常短的。如果参考电压的下降是与确定无关的(例如在第一MSB转换处)，其转化为ADC特性曲线中的微分非线性(DNL)。在大约步骤5-6之后，可以看到，由于切换CDAC所致的压降远远更小，并且缓冲器向去耦电容器提供一些过量电荷，这导致参考电压的爬升或缓慢增大。该爬升转化为LSB转换中的非线性。LSB中非线性的尺寸取决于爬升的斜率，并且特性上出现的数目取决于使得斜率最陡峭的LSB。在第二MSB确定(也即图1中步骤3)之后，压降针对不同情形并非等同。例如，如果直到步骤3的比较器确定结果是00，则针对步骤3的参考电压下降小于针对01的情形。参考电压中的这些代码(code)/输入相关压降可以导致ADC特性的积分非线性(INL)。
技术实现思路
本专利技术提供减小针对CDAC参考电压的信号相关性，其减小了电压参考去耦电容器的尺寸。在一个实施例中，公开了一种用于减小针对CDAC参考电压的信号相关性的方法。该方法包括：将去耦电容器划分为其尺寸小于去耦电容器尺寸的多个电容器；在转换阶段期间将多个电容器中的至少一个与耦合至参考电压的采样缓冲器隔离；以及使用用于将虚设电荷泵入至CDAC的电荷泵，在每个转换步骤处提供补充由CDAC中的电容器所汲取的电荷所需的合适量的电荷以，从而CDAC的所得配置针对每个转换步骤的每次代码改变汲取基本上相似量的电荷。在另一实施例中，公开了一种用于减小针对CDAC的参考电压的信号相关性的设备。设备包括：用于采用多个电容器提供去耦电容器功能的装置；用于在转换阶段期间将多个电容器中的至少一个电容器与耦合至参考电压的采样缓冲器隔离的装置；以及用于通过将虚设电荷泵入CDAC中而在每个转换步骤处提供补充由CDAC中的电容器所汲取的电荷所需的合适电荷量以使得CDAC的所得配置针对每个转换步骤的每次代码改变汲取基本上相似电荷量的装置。在又一实施例中，公开了一种用于减小针对CDAC的参考电压的信号相关性的电路。电路包括：被配置用于提供去耦电容器功能的多个电容器；被配置用于在转换阶段期间将多个电容器中的至少一个电容器与耦合至参考电压的采样缓冲器隔离的隔离开关；以及被配置用于通过将虚设电荷泵入CDAC中而在每个转换步骤处提供补充由CDAC中的电容器所汲取的电荷所需的合适量电荷以使得CDAC的所得配置针对每个转换步骤的每次代码改变汲取基本上相似电荷量的电荷泵。本专利技术的其他特征和优点从借由示例的方式示出了本专利技术特征方面的本说明书将变得明显。附图说明可以通过研习所附其他附图部分地收集本专利技术的关于其结构和操作的细节，其中相似的参考数字涉及相似的部件，并且其中：图1是示出了常规CDAC的参考电压对比转换步骤的图表；图2是根据本专利技术一个实施例的被配置用于解决参考电压朝向LSB转换步骤的稳定爬升的电路的示意图；图3是示出了作为如上所述并且如图2中所示划分去耦电容器设计并且在转换周期期间从采样缓冲器断开连接/隔离去耦电容器的结果的参考电压对比转换步骤的图表；图4示出了在步骤3结束处呈现CDAC电压在3/4处的CDAC电容器配置；图5示出了可以改变为第一配置和第二配置的CDAC配置；图6示出了可以改变为第一配置和第二配置、但是已改变的配置包括虚设电荷以使得第一和第二配置针对代码改变汲取相等量电荷的CDAC配置；图7是包括多个补充电容器(Ccomp[0]…Ccomp[n])以向CDAC提供电荷的电荷泵的示意图；以及图8是示出了补偿在代码改变之后的所汲取的电荷的差异的转换步骤对比参考电压的图表。具体实施方式如上所述，参考电压在电容性数模转换器(CDAC)的转换周期期间波动。例如，参考电压由于有限电容器的放电而针对MSB转换步骤下降。然而，朝向LSB转换步骤，参考电压缓慢地增大，这是因为缓冲器向去耦电容器提供过量电荷。如在此所述的某些实施例提供用于减小针对CDAC参考电压的信号相关性，其减小了电压参考去耦电容器的尺寸。在阅读了本说明书之后，如何在各个实施方式和应用中实施本专利技术将变得明显。尽管将在此描述将描述本专利技术的各个实施方式，应该理解的是仅借由示例而非限制的方式展示这些实施方式。同样地，各个实施方式的该详细说明书不应构造为限制本专利技术的范围或宽度。图2是根据本专利技术一个实施例的配置用于解决参考电压朝向LSB转换步骤爬升的电路200的示意图。在图2的所示实施例中，参考缓冲器与CDAC之间的去耦电容器被划分为两个更小的电容器。在一个实施例中，两个更小的电容器尺寸上近似相等(也即比例上为50-50)。在另一实施例中，去耦电容器被划分为两个不同尺寸的电容器，例如在比例上为70-30。在另一实施例中，去耦电容器被划分为更小的多个电容器(也即多于两个)。在图2的所示实施例中，去耦电容器被划分为两个电容器210、212，并且使用开关230在转换周期期间从采样缓冲器220断开电容器，以基本上减小由于波动参考电压所致的积分非线性(INL)。术语INL涉及在DAC的理想和真实输出电平之间的最大偏离。第一去耦电容器210连接至参考缓冲器220。第二去耦电容器212连接至CDAC侧。使用隔离开关230仅在ADC的采样阶段期间将两个去耦电容器210、212连接在一起以允许参考缓冲器220充电和复位去耦电容器210、212。在转换阶段期间，关断开关230(也即开关断开)，以防止参考缓冲器220将任何电荷泵入连接至CDAC的参考电压(这引起在LSB确定期间参考电压的爬升)。因此，通过使得至少一个去耦电容器210总是连接至参考缓冲器220，这使能收集在转换阶段期间来自参考缓冲器220的充电电流以及在采样阶段期间去耦电容器210、212的充电。电容器210也可以用作针对某些缓冲器架构用于缓冲器220的补偿电容器。在备选例中，可以由诸如场效应晶体管(FET)之类的其他装置提供隔离开关230的功能。图3是示出了作为如上所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于减小针对CDAC的参考电压的信号相关性的方法，所述方法包括：将去耦电容器划分为尺寸小于所述去耦电容器的尺寸的多个电容器；在转换阶段期间将所述多个电容器中的至少一个电容器与耦合至所述参考电压的采样缓冲器隔离；以及使用用于向所述CDAC泵入虚设电荷的电荷泵来提供在每个转换步骤处补充由所述CDAC中的电容器所汲取的电荷所需的合适量的电荷，从而使所述CDAC的所得配置针对每个转换步骤的每次代码改变汲取基本上相似量的电荷。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.08.21 US 14/465,6501.一种用于减小针对CDAC的参考电压的信号相关性的方法，所述方法包括：将去耦电容器划分为尺寸小于所述去耦电容器的尺寸的多个电容器；在转换阶段期间将所述多个电容器中的至少一个电容器与耦合至所述参考电压的采样缓冲器隔离；以及使用用于向所述CDAC泵入虚设电荷的电荷泵来提供在每个转换步骤处补充由所述CDAC中的电容器所汲取的电荷所需的合适量的电荷，从而使所述CDAC的所得配置针对每个转换步骤的每次代码改变汲取基本上相似量的电荷。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述多个电容器中的每个电容器的尺寸是基本上相似的。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述多个电容器中的每个电容器的尺寸是基本上不同的。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述多个电容器是包括第一电容器和第二电容器的电容器的配对。5.根据权利要求4所述的方法，其中隔离所述多个电容器中的至少一个电容器包括：将所述第一电容器耦合至所述采样缓冲器；以及使用隔离开关从所述采样缓冲器隔离所述第二电容器。6.根据权利要求5所述的方法，其中在采样阶段期间闭合所述隔离开关以接触所述电容器的配对。7.根据权利要求5所述的方法，其中，在所述转换阶段期间打开所述隔离开关，以防止所述采样缓冲器将电荷泵入所述CDAC的所述参考电压中。8.根据权利要求1所述的方法，其中被泵入所述CDAC中的所述虚设电荷的大小等于在具有最高电压的所得配置与具有最低电压的所得配置之间的差异。9.一种用于减小针对CDAC的参考电压的信号相关性的设备，所述设备包括：用于使用多个电容器提供去耦电容器功能的装置；用于在转换阶段期间从耦合至所述参考电压的采样缓冲器隔离所述多个电容器中的至少一个电容器的装置；以及用于通过将虚设电荷泵入所述CDAC中以在每个转换步骤处提供补充由所述CDAC中的电容器所汲取...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·A·米雷杰，S·瓦德瓦，D·J·阿拉迪，山本健太郎，文小科，M·恩萨夫达兰，陈伟华，
申请(专利权)人：高通股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US