一种基于非交叠时钟电荷转移技术的积分电路制造技术

本发明专利技术公开了基于非交叠时钟电荷转移技术的积分电路，左边为开关电容积分器，其作用是在非交叠时钟控制信号s1,s2的控制下，对点Vramp进行充放电，右边为非交叠时钟产生电路，其作用是产生非交叠时钟控制信号s1,s2。比较传统积分器而言，本发明专利技术具有响应快速，精确度高的优点，可以应用于对积分器响应和精度要求较高的场合。另一方面，本发明专利技术所述放大器A2结构，采用带米勒补偿的两级放大器，通过引入负的零来增加相位裕度。在500KHz传感器输出频率下，典型直流增益约为80dB，GBW为25MHz，最大输出电流吸收能力为25mA，1KHz时的电源抑制比(PSRR)大于90dB。对于整个输出频率范围，可以保证70dB直流增益和100度相位裕度。

【技术实现步骤摘要】
一种基于非交叠时钟电荷转移技术的积分电路
本专利技术涉及电路设计领域，具体讲是一种基于非交叠时钟电荷转移技术的积分电路。
技术介绍
传统运算放大器积分电路由放大器，电容，电阻组成，通过控制电容和电阻的值，可以控制积分器的充放电的时间常数，进而控制充放电过程。目前，出现了许多结构、功能不相同的积分电路。经过检索发现，专利号CN201080027821.4的专利技术公开了一种具备光电二极管(PD)及积分电路；积分电路包含放大电路、电容元件(C2)及第2开关(SW2)。放大电路具有由PMOS晶体管(T1)及NMOS晶体管(T2)各自的漏极端子互相连接而成的驱动部。由PMOS晶体管(T10)构成的第1开关(SW1)，对应于被输入至栅极端子的第1重置信号(Reset1)的电平而进行开闭动作。第1重置信号(Reset1)为低电平时，第1开关(SW1)成为闭合状态，对PMOS晶体管(T1)的栅极端子施加电源电位(VDD)，由此使PMOS晶体管(T1)成为关闭状态。由此，可实现可兼顾低耗电化及高速化的放大电路、积分电路及光检测装置。专利号CN201110194074.X的专利技术公开了一种积分器及其开关电容积分电路。在本专利技术中，通过采用采样模块在一个时钟周期内根据时钟脉冲信号对正端电压信号和负端电压信号进行采样，并输出正端电压采样信号和负端电压采样信号，以及积分模块对正端电压采样信号和负端电压采样信号进行积分运算，实现了在一个时钟周期内完成两次电压采样和两次电压积分运算，提高了积分运算速度和效率。专利号CN201410034108.2的专利技术公开了一种高频除尘电源谐振电流的积分电路，包括电流检测电路、绝对值电路、光耦隔离电路、反相电路、积分电路、限幅滤波电路和积分开关电路，其中电流检测电路、绝对值电路、光耦隔离电路、反相电路和积分电路依次相连，限幅滤波电路和积分开关电路均与积分电路相连。然而传统的运算放大器积分，对充放电电压所达到的精准度并不高，放电时可能出现电荷泻放不充分的情况，因此难以满足一些响应快速，精确度高的应用场合。
技术实现思路
因此，为了解决上述不足，本专利技术在此提供一种基于非交叠时钟电荷转移技术的积分电路；本专利技术所述的积分电路，主要针对传统运算放大器积分电路充放电电压精准度不高，放电时电荷泻放不充分，难以做到高精度，高速度的缺点而提出的。本专利技术是这样实现的，构造一种基于非交叠时钟电荷转移技术的积分电路，其特征在于：所述积分电路包括左边的开关电容积分器和右边的非交叠时钟产生电路两部分；其中，左边的开关电容积分器其作用是在非交叠时钟控制信号s1,s2的控制下，对点Vramp进行充放电，右边为非交叠时钟产生电路，其作用是产生非交叠时钟控制信号s1,s2。作为上述技术方案的改进，所述基于非交叠时钟电荷转移技术的积分电路，其特征在于：其中，开关电容积分器具有开关s1，s2，放大器A2，电容Ci，电容Cd；当s1为1，即s1闭合，s2为0，即s2打开时，积分电路处于充电状态，此时iph端对电容Ci进行充电，由于放大器A2的钳位作用，电容Ci左端保持0.3V，电容Ci右端充电至0.6V，而电容Cd积累的电荷量为(0-Vref1)Cd，电容Ci和Cd积累的总电荷量为0.3(Ci-Cd)，电容Ci右端充电至0.6V后非交叠时钟s1，s2极性变换，变成s1打开，s2闭合，此时电容Cd所引入的电荷量为0.3Cd，由于电容Ci左端的电压保持不变0.3V，此时电容Ci右端的电压变为0.6(1-Cd/Ci)；如果控制电容Cd和Ci的容值比例为1：2，那么电容Ci放电之后的电压将精确等于0.3V，又由于此过程是由非交叠时钟s1，s2控制，整个放电过程响应迅速，并且放电后的电压只和Cd和Ci的比值有关，可以做到精确控制。作为上述技术方案的改进，所述基于非交叠时钟电荷转移技术的积分电路，其特征在于：放大器A2采用由MOS管Mi1、Mi2、Mi3、Mi4、Mi5、Mi6、Mi7、Mi8、Mi9、Mi10、Mi11、Mi12形成的带米勒补偿的两级放大器；通过引入负的零来增加相位裕度。本专利技术具有如下优点：本专利技术基于非交叠时钟电荷转移技术的积分电路整体结构如图1所示，左边为开关电容积分器，其作用是在非交叠时钟控制信号s1,s2的控制下，对点Vramp进行充放电，右边为非交叠时钟产生电路，其作用是产生非交叠时钟控制信号s1,s2。比较传统积分器而言，本专利技术具有响应快速，精确度高的优点，可以应用于对积分器响应和精度要求较高的场合。另一方面，本专利技术所述放大器A2结构，采用带米勒补偿的两级放大器，通过引入负的零来增加相位裕度。在500KHz传感器输出频率下，典型直流增益约为80dB，GBW为25MHz，最大输出电流吸收能力为25mA，1KHz时的电源抑制比(PSRR)大于90dB。对于整个输出频率范围，可以保证70dB直流增益和100度相位裕度。附图说明图1是基于非交叠时钟电荷转移技术的积分电路；图2是带米勒补偿的两级放大器示意图。具体实施方式下面将结合附图1-图2对本专利技术进行详细说明，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术通过改进在此提供一种基于非交叠时钟电荷转移技术的积分电路，主要针对传统运算放大器积分电路充放电电压精准度不高，放电时电荷泻放不充分，难以做到高精度，高速度的缺点而提出的。如图1-图2所示，可以按照如下方式予以实施；所述积分电路包括左边的开关电容积分器和右边的非交叠时钟产生电路两部分；其中，左边的开关电容积分器其作用是在非交叠时钟控制信号s1,s2的控制下，对点Vramp进行充放电，右边为非交叠时钟产生电路，其作用是产生非交叠时钟控制信号s1,s2。如图1所示，其中，开关电容积分器具有开关s1，s2，放大器A2，电容Ci，电容Cd；当s1为1，即s1闭合，s2为0，即s2打开时，积分电路处于充电状态，此时iph端对电容Ci进行充电，由于放大器A2的钳位作用，电容Ci左端保持0.3V，电容Ci右端充电至0.6V，而电容Cd积累的电荷量为(0-Vref1)Cd，电容Ci和Cd积累的总电荷量为0.3(Ci-Cd)，电容Ci右端充电至0.6V后非交叠时钟s1，s2极性变换，变成s1打开，s2闭合，此时电容Cd所引入的电荷量为0.3Cd，由于电容Ci左端的电压保持不变0.3V，此时电容Ci右端的电压变为0.6(1-Cd/Ci)；如果控制电容Cd和Ci的容值比例为1：2，那么电容Ci放电之后的电压将精确等于0.3V，又由于此过程是由非交叠时钟s1，s2控制，整个放电过程响应迅速，并且放电后的电压只和Cd和Ci的比值有关，可以做到精确控制。如图2所示；放大器A2采用由MOS管Mi1、Mi2、Mi3、Mi4、Mi5、Mi6、Mi7、Mi8、Mi9、Mi10、Mi11、Mi12形成的带米勒补偿的两级放大器；通过引入负的零来增加相位裕度。那么经过上述说明之后可知，本专利技术基于非交叠时钟电荷转移技术的积分电路整体结构如图1所示，左边为开关电容积分器，其作用是在非交叠时钟本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于非交叠时钟电荷转移技术的积分电路，其特征在于：所述积分电路包括左边的开关电容积分器和右边的非交叠时钟产生电路两部分；其中，左边的开关电容积分器其作用是在非交叠时钟控制信号s1,s2的控制下，对点Vramp进行充放电，右边为非交叠时钟产生电路，其作用是产生非交叠时钟控制信号s1,s2。

【技术特征摘要】
1.一种基于非交叠时钟电荷转移技术的积分电路，其特征在于：所述积分电路包括左边的开关电容积分器和右边的非交叠时钟产生电路两部分；其中，左边的开关电容积分器其作用是在非交叠时钟控制信号s1,s2的控制下，对点Vramp进行充放电，右边为非交叠时钟产生电路，其作用是产生非交叠时钟控制信号s1,s2。2.根据权利要求1所述基于非交叠时钟电荷转移技术的积分电路，其特征在于：其中，开关电容积分器具有开关s1，s2，放大器A2，电容Ci，电容Cd；当s1为1，即s1闭合，s2为0，即s2打开时，积分电路处于充电状态，此时iph端对电容Ci进行充电，由于放大器A2的钳位作用，电容Ci左端保持0.3V，电容Ci右端充电至0.6V，而电容Cd积累的电荷量为(0-Vref1)Cd，电容Ci和Cd积累的总电荷量为0...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐枋，
申请(专利权)人：重庆湃芯入微科技有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆,50