嵌入流水线式模数转换器（ADC）的残差放大器中的离散-时间偏移校正电路制造技术

一种在各级之间的残差放大器中嵌入有偏移校正电路的多级流水线式模数转换器(ADC)。该偏移校正器具有对残差放大器的输出进行滤波的低通滤波器，并且在残差放大器的自动调零相位期间，经过滤波的偏移经放大并存储在偏移电容上。在残差放大器的放大相位期间，开关断开放大器与偏移电容的连接，而改为将偏移电容的输入接地，并且其它开关将偏移电容的输出端子连接到残差放大器的输入。存储在偏移电容上的偏移与来自第一ADC级的电容阵列的残差电压组合，并施加到残差放大器的输入以有效地减去检测到的偏移。可以使用两个偏移电容和两组开关来实现差分偏移校正器。关来实现差分偏移校正器。关来实现差分偏移校正器。

【技术实现步骤摘要】
嵌入流水线式模数转换器(ADC)的残差放大器中的离散
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时间偏移校正电路


[0001]本专利技术涉及偏移消除，并且更具体地，涉及模数转换器(ADC)的残差放大器中的偏移消除网络。

技术介绍

[0002]模数转换器(ADC)被广泛应用于许多应用场景中。一些应用场景之中，既要求高精度又要求高采样速度。使用多位ADC，可以实现高精度，如8位到12位的精度。
[0003]图1示出了ADC中的电容阵列。转换器101具有电容20、26、28的加权阵列，这些电容共享到比较器12的输入的电荷，当到比较器的+输入具有高于
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输入的电压时，比较器12生成为1的数字位VCOMP。
[0004]控制器或定序器(未示出)控制开关16、18，开关16、18允许将各种电压切换到电容20、26、28的外板或底板。每个开关都可以单独控制。可使用逐次逼近程序(Successive
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Approximation，SAroutine)来依次接通或切断较小的电容，以测试不同的数字值，从而查看哪个数字值最接近于模拟输入本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种带有嵌入式偏移校正器的多级模数转换器(ADC)，包括：第一ADC级，用于将模拟输入转换为表示所述模拟输入的模拟值的第一M个数字位，其中，M是至少3的整数，所述第一ADC级在将所述模拟输入量化为所述第一M个数字位之后输出残差；具有第一输入的残差放大器，用于从所述第一ADC级接收所述残差并生成第一输出；连接在所述残差放大器的所述第一输入和所述第一输出之间的反馈电容；第二ADC级，用于将来自所述残差放大器的所述第一输出转换为表示来自所述残差放大器的所述第一输出的模拟值的第二N个数字位，其中，N是至少5的整数；用于存储偏移的偏移电容；偏移校正器，用于对所述残差放大器的所述第一输出进行滤波以生成存储在所述偏移电容上的经过滤波的偏移；以及连接在所述偏移电容和所述残差放大器的所述第一输入之间的偏移开关，所述偏移开关将存储在所述偏移电容上的所述偏移施加到所述第一输入。2.如权利要求1所述的带有嵌入式偏移校正器的多级ADC，其中，所述偏移校正器进一步包括：低通滤波器，用于接收来自所述残差放大器的所述第一输出，并生成经过滤波的偏移；偏移放大器，用于接收所述经过滤波的偏移并生成经过缓冲的偏移；其中，所述偏移电容具有输入端子和输出端子；偏移加载开关，用于将所述经过缓冲的偏移连接到所述偏移电容的所述输入端子；其中，所述偏移开关连接到所述偏移电容的所述输出端子；其中，所述偏移校正器进一步包括：输入接地开关，用于将所述偏移电容的所述输入端子接地；输出接地开关，用于将所述偏移电容的所述输出端子接地。3.如权利要求2所述的带有嵌入式偏移校正器的多级ADC，进一步包括：连接在所述第一ADC级的残差输出和所述第一输入之间的第一级开关，所述第一级开关用于将所述残差连接到所述残差放大器的所述第一输入；连接在所述残差放大器的所述第一输出和所述第二ADC级之间的第二级开关，所述第二级开关用于将来自所述残差放大器的放大的残差输出连接到所述第二ADC级的模拟输入端。4.如权利要求3所述的带有嵌入式偏移校正器的多级ADC，进一步包括：在所述残差放大器的自动调零相位期间活动的第一相位时钟；在所述残差放大器的所述自动调零相位期间不活动并且在所述残差放大器的放大相位期间活动的第二相位时钟；其中，所述输出接地开关和所述偏移加载开关均进一步包括第一相位时钟输入，所述第一相位时钟输入接收所述第一相位时钟，并且在所述第一相位时钟活动时使开关闭合，并在所述第一相位时钟不活动时使开关断开；其中，所述第一级开关、所述第二级开关、所述输入接地开关和所述偏移开关均进一步包括第二相位时钟输入，所述第二相位时钟输入接收所述第二相位时钟，并且在所述第二相位时钟活动时使开关闭合，并在所述第二相位时钟不活动时使开关断开。
5.如权利要求4所述的带有嵌入式偏移校正器的多级ADC，其中，在所述自动调零相位期间：所述残差放大器的所述第一输入和所述第一输出接地；所述输出接地开关闭合，以使所述偏移电容的所述输出端子接地；并且所述偏移加载开关闭合，以使所述经过缓冲的偏移连接到所述偏移电容的所述输入端子；并且所述第一级开关、所述第二级开关、所述输入接地开关和所述偏移开关断开并阻止电流流动；其中，在所述放大相位期间：所述第一级开关、所述第二级开关、所述输入接地开关和所述偏移开关闭合并允许电流流动；所述输出接地开关断开；并且所述偏移加载开关断开，以使所述经过缓冲的偏移与所述偏移电容的所述输入端子断开连接。6.如权利要求4所述的带有嵌入式偏移校正器的多级ADC，其中，所述残差放大器是差分放大器，并且进一步包括第二输入和第二输出，其中，所述第一输入和所述第二输出为反相，并且所述第二输入和所述第一输出为非反相；其中，所述第一ADC级输出所述残差和补充残差；其中，所述第二ADC级将来自所述残差放大器的所述第一输出和所述第二输出转换为所述第二N个数字位，进一步包括：连接在所述残差放大器的所述第二输入和所述第二输出之间的第二反馈电容；用于存储补充偏移的补充偏移电容；其中，所述偏移校正器对所述残差放大器的所述第一输出和所述第二输出进行滤波，以进一步生成存储在所述补充偏移电容上的经过滤波的补充偏移；其中，所述偏移放大器进一步接收所述经过滤波的补充偏移，并生成经过缓冲的补充偏移；连接在所述补充偏移电容和所述残差放大器的所述第二输入之间的补充偏移开关，所述补充偏移开关将存储在所述补充偏移电容上的所述补充偏移施加到所述第二输入。7.如权利要求6所述的带有嵌入式偏移校正器的多级ADC，其中，所述补充偏移电容具有补充输入端子和补充输出端子；补充偏移加载开关，用于将所述经过缓冲的补充偏移连接到所述补充偏移电容的所述补充输入端子；其中，所述补充偏移开关连接到所述补充偏移电容的所述补充偏移输出端子。8.如权利要求7所述的带有嵌入式偏移校正器的多级ADC，其中，所述补充偏移校正器进一步包括：补充输入接地开关，用于将所述补充偏移电容的所述补充输入端子接地；补充输出接地开关，用于将所述补充偏移电容的所述补充输出端子接地。9.如权利要求8所述的带有嵌入式偏移校正器的多级ADC，进一步包括：连接在所述第一ADC级的所述补充残差输出和所述第二输入之间的补充第一级开关，
用于将所述补充残差连接到所述残差放大器的所述第二输入；连接在所述残差放大器的所述第二输出和所述第二ADC级之间的补充第二级开关，用于将来自所述残差放大器的放大的补充残差输出连接到所述第二ADC级的补充模拟输入；连接在所述残差放大器的所述第一输出和所述第二输出之间的均衡开关，用于在所述自动调零相位期间将所述第一输出连接到所述第二输出。10.一种偏移校正多级模数转换器(ADC)，包括：具有模拟输入和开关式电容的第一模数转换器(ADC)级，用于量化所述模拟输入以生成表示所述模拟输入的M个最高有效位(MSB)，并在第一ADC的P输出和第一ADC的N输出上生成量化的残差；其中，M是至少3的整数；具有反相输入和非反相输入的残差放大器(RA)，用于生成RA的P输出和RA的N输出；连接在所述反相输入和所述RA的P输出之间的第一反馈电容；连接在所述非...

【专利技术属性】
技术研发人员：骆智峯，
申请(专利权)人：奇力士技术有限公司，
类型：发明
国别省市：