电流源噪声抵消制造技术

至少一些实施例涉及一种系统(100)，其包括具有第一和第二输出节点(126、128)的差分开关网络(103)、耦合到所述网络(103)的第一和第二晶体管(110、116)，以及耦合到所述第一和第二晶体管(110、116)的第一和第二电阻器(108、114)。所述DAC(100)还包括耦合到所述第一电阻器(108)的电压源(106)和耦合到所述第二电阻器(114)的接地连接(112)。所述DAC(100)进一步包含耦合到所述第一和第二晶体管(110、116)并且耦合到所述第二电阻器(114)的电容器(132)。

Current Source Noise Cancellation

At least some embodiments involve a system (100) comprising a differential switching network (103) with first and second output nodes (126, 128), first and second transistors (110, 116) coupled to the network (103), and first and second resistors (108, 114) coupled to the first and second transistors (110, 116). The DAC (100) also includes a voltage source (106) coupled to the first resistor (108) and a connection (112) coupled to the second resistor (114). The DAC (100) further comprises a capacitor (132) coupled to the first and second transistors (110, 116) and to the second resistor (114).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电流源噪声抵消
技术介绍
各种电气组件，例如电流缓冲器和数/模转换器(DAC)，含有电流源。这些电流源通常含有调节电流流出电流源的晶体管。在许多情况下，这些晶体管不当地将噪声引入电流，例如，由传导低频信号的晶体管引起的闪烁噪声。可以将大阻抗构建到电流源中以抑制噪声；然而，这种阻抗在例如智能手机之类的低功率应用中是不切实际的，因为必须有大电压供应来补偿阻抗的增加。因此，这种电流源噪声仍然存在问题，特别是在低功率应用中。
技术实现思路
至少一些实施例涉及一种系统，所述系统包括带第一和第二输出节点的差分开关网络、耦合到所述网络的第一和第二晶体管，以及耦合到所述第一和第二晶体管的第一和第二电阻器。DAC还包括耦合到所述第一电阻器的电压源和耦合到所述第二电阻器的接地连接。所述DAC进一步包含耦合到所述第一和第二晶体管且耦合到所述第二电阻器的电容器。附图说明为了详细描述各种实例，现将参考附图，在附图中：图1是根据实施例的示意性数/模转换器电流源(DAC)的电路示意图。图2是根据实施例的另一示意性DAC的电路示意图。图3是根据实施例的示意性电流缓冲系统的电路示意图。图4是根据实施例的另一示意性电流缓冲系统的电路示意图。图5是根据实施例的又一示意性电流缓冲系统的电路示意图。具体实施方式本文公开的至少一些实施例包含互补电流源，其包括晶体管，例如金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)，所述晶体管以这样的方式配置，使得流过所述电流源中的每一者的噪声电流大致相等。由于噪声电流大致相等，因此它们相互抵消或至少导致基本上衰减的噪声水平。至少一些此类实施例包含在互补电流源中的每一者中的MOSFET之间的交流电(AC)耦合。其它实施例包含在互补电流源中的每一者中的MOSFET之间的直流电(DC)耦合。下文参考附图更详细地描述MOSFET与AC和DC耦合的精确配置。各种实施例可以实施于电流缓冲器、数/模转换器和其它类型的电流源中，并且其可以应用于各种电子系统中的任何一种。图1是数/模转换器电流源(DAC)100的电路示意图。DAC100包括多个电流源102和104，以及位于电流源102与104之间的差分开关网络103。电流源104可以替代地称为电流吸收器。电流源102可以包括到电压供应轨106、电阻器108和晶体管(例如，p型金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET))110的连接。MOSFET110的漏极耦合到差分开关网络103中的节点126，所述差分开关网络包含节点126和128、开关118-121，以及电流输出节点122和124。举例来说，开关118-121可以是晶体管开关，但是本公开的范围不限于此。节点128耦合到电流源104，所述电流源可以包括接地连接112、电阻器114、耦合到电阻器114的节点130，以及晶体管(例如，n型MOSFET)116，所述晶体管的源极可以经由节点130耦合到电阻器114，并且所述晶体管的漏极可以耦合到节点128。晶体管116的栅极可以由输入信号117控制，所述输入信号是可以由例如DAC100外部的组件之类的任何合适组件生成的偏置信号。电流源102和104通过交流电(AC)耦合105耦合到彼此，所述AC耦合可以包含经由节点138耦合到电容器132的电阻器134。节点138可以耦合到电流源102中的MOSFET110的栅极，并且电容器132可以耦合到电流源104中的节点130。电阻器134接收输入偏置信号PBIAS，如图所示。可以根据需要设置PBIAS的值以实现本文描述的DAC100行为。图1所示的电路的操作目的是使用流过晶体管116的AC噪声电流来产生补偿AC噪声电流，所述补偿AC噪声电流在相反方向上流过晶体管110。通过确保大致相等幅值的两个电流在相反方向上流动(例如，在从节点122朝向晶体管116的方向上的电流流动，以及在从节点124到晶体管110的方向上的相反电流流动)，缓解了AC噪声。在操作中，由MOSFET116产生的AC噪声电流INOUT流过电阻器114。流过电阻器114的INOUT噪声电流在电阻器114两端产生AC电压分量。电阻器114两端的此AC电压分量可表示为：IN_OUT×R(1)其中INOUT是流过电阻器114的噪声电流，且R是电阻器114的电阻。在高频信号的情况下，电容器132的阻抗大大减小，因此电容器132有效地短路，使得节点130和138有效地成为关于AC电压的公共节点(例如，相对高频的电压分量)。因此，电阻器114两端的AC电压分量被施加到MOSFET110的栅极。因此，依据流过电阻器114的噪声电流调节流过MOSFET110的AC电流。因此，MOSFET110的源极处的AC电压分量可表示为：K×INOUT×R(2)其中K是预定因子，INOUT是流过电阻器114的噪声电流，且R是电阻器114的电阻。因子K至少部分地取决于为DAC100选择的组件，例如MOSFET110。但是在至少一些实施例中，因子K的范围为0.8安培/伏特至0.9安培/伏特。开关118-121可经配置以使得来自节点126、128中的一者的电流流到节点122、124中的一者，并且来自节点126、128中的另一者的电流流到节点122、124中的另一者。举例来说，在开关118和120断开并且开关119和121闭合的情况下，表达式(2)中描述的电流可以流过电流输出节点124，并且表达式(1)中描述的电流可以流过电流输出节点122(或电流吸收器104可以称为经由节点128从输出节点122吸收电流)。因为流过这些电流输出节点的电流几乎相同(除了因子K之外)，所以噪声分量彼此抵消或至少基本上彼此衰减。噪声分量抵消或至少彼此衰减，因为噪声分量是通过差分开关网络103在相反方向上流动的AC信号，即AC噪声信号INOUT从节点122流向接地连接112，并且偏移AC噪声信号K×INOUT从节点124流向供电轨106。因此，两个AC噪声电流流过其各别节点并流向其各别轨道。可以使用不同的开关配置来实现类似的噪声衰减，例如，开关118和120闭合而开关119和121断开。本公开的范围不限于图1中描绘的精确电路示意图。通常，公开的范围涵盖类似于图1中的任何电路，在图1中，两个电流源向差分开关网络提供电流，所述差分开关网络以差分方式输出电流，其中所述两个电流源中的第一电流源含有噪声电流，并且其中AC耦合位于两个电流源之间，以基于流过第一电流源的噪声电流调节流过所述两个电流源中的第二电流源的电流。实现这种功能的任何和所有电路变化都是预期的并且包含在本公开的范围内。如先前所提及，当高频信号通过电容器132时，电容器132表现为短路。因此，DAC100非常适合于高频应用或至少交流电(AC)应用。当低频信号(例如，直流电(DC)信号)被施加到电容器132时，电容器132充当开路连接。因此，图2中描绘的DAC200更适合于低频(例如DC)应用。DAC200在某些方面类似于DAC100。举例来说，DAC200包括电流源102和104以及位于电流源102与104之间的差分开关网络103。然而，替代图1的AC耦合105，DAC200包含DC耦合201。DC耦合201包含经由节点130耦合到电阻器114和晶体管116的电容器204。电容器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种系统，其包括：差分开关网络，其包括第一和第二输出节点；耦合到所述网络的第一和第二晶体管；耦合到所述第一晶体管的第一电阻器以及耦合到所述第二晶体管的第二电阻器；耦合到所述第一电阻器的电压源和耦合到所述第二电阻器的接地连接；以及耦合到所述第一和第二晶体管且耦合到所述第二电阻器的电容器。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.12.30 US 62/440,769;2017.07.13 US 15/649,2621.一种系统，其包括：差分开关网络，其包括第一和第二输出节点；耦合到所述网络的第一和第二晶体管；耦合到所述第一晶体管的第一电阻器以及耦合到所述第二晶体管的第二电阻器；耦合到所述第一电阻器的电压源和耦合到所述第二电阻器的接地连接；以及耦合到所述第一和第二晶体管且耦合到所述第二电阻器的电容器。2.根据权利要求1所述的系统，其进一步包括耦合到所述电容器并且耦合到所述第一晶体管的第三电阻器。3.根据权利要求1所述的系统，其进一步包括第二电容器，所述第二电容器经配置以可切换地并联耦合到所述电容器。4.根据权利要求3所述的系统，其进一步包括施加在所述第二电容器两端的零频率电压。5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述电容器耦合到所述第一晶体管的栅极。6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述电容器耦合到所述第二晶体管的源极。7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述差分开关网络经配置以在所述第一输出节点上提供第一输出电流并且在所述第二输出节点上提供第二输出电流，并且其中所述第一输出电流与所述第二输出电流成预定因子K的比例。8.一种系统，其包括：多个阻抗，所述阻抗中的每一者耦合到所述阻抗中的另一者；位于所述多个阻抗中的第一阻抗与第二阻抗之间的输出节点；位于所述多个阻抗中的所述第二阻抗与第三阻抗之间的输出节点；耦合到所述第一阻抗的电阻器；耦合到所述第一阻抗并且耦合到所述第三阻抗的电容器；耦合到所述第一阻抗的所述多个阻抗中的第四阻抗；以及耦合到所述第三阻抗的所述多个阻抗中的第五阻抗。9.根据权利要求8所述的系统，其中，所述第三阻抗包括金属氧化物半导体场效应晶体管MOSFET，并且其中所述电容器耦合到所述第三阻抗的源极。10.根据权利要求9所述的系统，其中，所述第一阻抗...

【专利技术属性】
技术研发人员：约刚内森·文卡塔拉曼，易莎恩·米格拉尼，
申请(专利权)人：德州仪器公司，
类型：发明
国别省市：美国,US