电容型运算放大器及其信号建立方法技术

本发明专利技术公开了一种电容型运算放大器及其信号建立方法，电容型运算放大器，包括：一级放大单元和二级放大单元、采样单元、一组反馈电容、第一控制单元以及第二控制单元。根据本发明专利技术的电容型运算放大器及其信号建立方法，通过第一控制单元和第二控制单元的控制使得二级放大单元处于开环状态基于采样单元的采样信号对反馈电容进行快速预充电，并通过第一控制单元对一级放大单元和二级放大单元级联形成闭环的控制，可以提高信号建立速度而同时降低电容运算放大器的功耗，在高速运用中可以大大降低芯片的成本。降低芯片的成本。降低芯片的成本。

【技术实现步骤摘要】
电容型运算放大器及其信号建立方法


[0001]本专利技术是关于运算放大器领域，特别是关于一种电容型运算放大器及其信号建立方法。

技术介绍

[0002]对电容型运算放大器，信号建立时间跟运放的带宽相关，为了满足信号快速的建立，往往采用的方式是增大电流，但该方式会造成功耗增大。
[0003]对于传统的电容型运算放大器，其输出信号为Vout：
[0004]Vout＝
‑
Vstep*Cs/CF*(1
‑
e
‑
t/τ) (1)
[0005]其中，Vstep为电容式运算放大器采样
‑
放大产生的阶跃信号，Cs/CF为放大系数，t为容式运算放大器的建立时间，τ为电容式运算放大器的时间常数；
[0006]要求信号建立精度N达到n比特时，建立时间t：
[0007]t＝N*τ
[0008]N＝ln(Vo/LSB)
[0009]其中，Vo＝Vstep*Cs/CF，LSB为最低有效位。
[0010]当精度要求越高，即最低有效位LSB越小，则建立需要的时间t一般越长，减少时间t的方式：一般是减小时间常数τ，但同时功耗也增加了；另一种办法是减小精度N，即减小Vstep，这些显然不是我们想要的。
[0011]公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

[0012]本专利技术的目的在于提供一种电容型运算放大器及其信号建立方法，其能够有利于放大单元的稳定，保证提高信号建立精度的同时减小了功耗。
[0013]为实现上述目的，本专利技术的实施例提供了一种电容型运算放大器，包括：一级放大单元和二级放大单元、采样单元、一组反馈电容、第一控制单元以及第二控制单元。
[0014]所述一级放大单元具有一组第一输入端和一组第一输出端，所述二级放大单元具有一组第二输入端和一组第二输出端，所述一级放大单元的第一输出端与二级放大单元的第二输入端相连；采样单元用于对输入信号进行采样并输出采样信号至一级放大单元的第一输入端；一组反馈电容具有一组第一端和一组第二端，所述反馈电容的第一端与一级放大单元的第一输入端相连，所述反馈电容的第二端与二级放大单元的第二输出端相连；第一控制单元用于控制一级放大单元的一组第一输出端之间的通断以及控制一级放大单元的第一输出端与二级放大单元的第二输入端之间的通断；第二控制单元用于控制反馈电容的第二端与二级放大单元的第二输出端之间的通断。
[0015]在本专利技术的一个或多个实施例中，所述第二控制单元还用于控制反馈电容的一组第二端之间的通断。
[0016]在本专利技术的一个或多个实施例中，所述第一控制单元包括第五开关，所述第五开关的第一端和第二端与一级放大单元的一组第一输出端相连。
[0017]在本专利技术的一个或多个实施例中，所述第一控制单元包括第八开关和第九开关，所述第八开关的第一端和第九开关的第一端与一级放大单元的一组第一输出端相连，所述第八开关的第二端和第九开关的第二端与二级放大单元的一组第二输入端相连。
[0018]在本专利技术的一个或多个实施例中，所述第二控制单元包括第十开关和第十一开关，所述第十开关的第一端和第十一开关的第一端与二级放大单元的一组第二输出端相连，所述第十开关的第二端和第十一开关的第二端与一组反馈电容的一组第二端相连。
[0019]在本专利技术的一个或多个实施例中，所述第二控制单元包括第六开关，所述第六开关的第一端和第二端分别与一组反馈电容的一组第二端相连。
[0020]在本专利技术的一个或多个实施例中，所述二级放大单元包括第二运算放大器和一组密勒电容，一组所述密勒电容的一组第一端与第二运算放大器的一组输入端相连形成二级放大单元的一组第一输入端，一组所述密勒电容的一组第二端与第二运算放大器的一组输出端相连形成二级放大单元的一组第二输出端。
[0021]在本专利技术的一个或多个实施例中，所述第二运算放大器包括：
[0022]第一差分对管和第二差分对管，所述第一差分对管具有用于接收差分信号的第一输入端和第二输入端，所述第二差分对管具有用于接收差分信号的第三输入端和第四输入端，所述第一差分对管具有输出放大信号的第一输出端和第二输出端，所述第二差分对管具有与第一输出端相对应的第一连接节点以及与第二输出端相对应的第二连接节点；
[0023]第一电流镜电路，与所述第一差分对管的第一输出端和第二连接节点相连；
[0024]第二电流镜电路，与所述第一差分对管的第二输出端和第一连接节点相连；
[0025]第一预充建立电路，与所述第一差分对管的第一输入端和第一电流镜电路相连；以及
[0026]第二预充建立电路，与所述第一差分对管的第二输入端和第二电流镜电路相连。
[0027]在本专利技术的一个或多个实施例中，所述第二运算放大器还包括：第一偏置电流源和第二偏置电流源，所述第一偏置电流源的第一端与第一差分对管相连，所述第一偏置电流源的第二端与地电压相连，所述第二偏置电流源的第一端与第二差分对管相连，所述第二偏置电流源的第二端与地电压相连。
[0028]在本专利技术的一个或多个实施例中，所述第一差分对管包括第一MOS管和第二MOS管，所述第一MOS管的栅极为第一输入端，所述第二MOS管的栅极为第二输入端，所述第一MOS管的源极和第二MOS管的源极与地电压相连，所述第一MOS管的漏极为第一输出端，所述第二MOS管的漏极为第二输出端；和/或
[0029]所述第二差分对管包括第三MOS管和第四MOS管，所述第三MOS管的栅极为第三输入端，所述第四MOS管的栅极为第四输入端，所述第三MOS管的漏极为第一连接节点，所述第四MOS管的漏极为第二连接节点，所述第三MOS管的源极和第四MOS管的源极与地电压相连。
[0030]在本专利技术的一个或多个实施例中，所述第一电流镜电路包括第五MOS管和第六MOS管，所述第五MOS管的栅极与第一预充建立电路相连，所述第六MOS管的栅极与第六MOS管的漏极以及第二连接节点相连，且同时与第一预充建立电路相连，所述第五MOS管的漏极与第一输出端相连，所述第五MOS管的源极和第六MOS管的源极与电源电压相连；和/或
[0031]所述第二电流镜电路包括第七MOS管和第八MOS管，所述第七MOS管的栅极与第二预充建立电路相连，所述第八MOS管的栅极与第八MOS管的漏极以及第一连接节点相连，且同时与第二预充建立电路相连，所述第七MOS管的漏极与第二输出端相连，所述第七MOS管源极和第八MOS管的源极与电源电压相连。
[0032]在本专利技术的一个或多个实施例中，所述第一预充建立电路包括第一电容，所述第一电容的第一端与第一输入端相连，所述第一电容的第二端与第一电流镜电路相连。
[0033]在本专利技术的一个或多个实施例中，所述第一预充建立电路还包括第一电阻，所述第一电阻的第一端与第一电容的第本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电容型运算放大器，其特征在于，包括：一级放大单元和二级放大单元，所述一级放大单元具有一组第一输入端和一组第一输出端，所述二级放大单元具有一组第二输入端和一组第二输出端，所述一级放大单元的第一输出端与二级放大单元的第二输入端相连；采样单元，用于对输入信号进行采样并输出采样信号至一级放大单元的第一输入端；一组反馈电容，具有一组第一端和一组第二端，所述反馈电容的第一端与一级放大单元的第一输入端相连，所述反馈电容的第二端与二级放大单元的第二输出端相连；第一控制单元，用于控制一级放大单元的一组第一输出端之间的通断以及控制一级放大单元的第一输出端与二级放大单元的第二输入端之间的通断；以及第二控制单元，用于控制反馈电容的第二端与二级放大单元的第二输出端之间的通断。2.如权利要求1所述的电容型运算放大器，其特征在于，所述第二控制单元还用于控制反馈电容的一组第二端之间的通断。3.如权利要求1所述的电容型运算放大器，其特征在于，所述第一控制单元包括第五开关，所述第五开关的第一端和第二端与一级放大单元的一组第一输出端相连。4.如权利要求1所述的电容型运算放大器，其特征在于，所述第一控制单元包括第八开关和第九开关，所述第八开关的第一端和第九开关的第一端与一级放大单元的一组第一输出端相连，所述第八开关的第二端和第九开关的第二端与二级放大单元的一组第二输入端相连。5.如权利要求1所述的电容型运算放大器，其特征在于，所述第二控制单元包括第十开关和第十一开关，所述第十开关的第一端和第十一开关的第一端与二级放大单元的一组第二输出端相连，所述第十开关的第二端和第十一开关的第二端与一组反馈电容的一组第二端相连。6.如权利要求2所述的电容型运算放大器，其特征在于，所述第二控制单元包括第六开关，所述第六开关的第一端和第二端分别与一组反馈电容的一组第二端相连。7.如权利要求1所述的电容型运算放大器，其特征在于，所述二级放大单元包括第二运算放大器和一组密勒电容，一组所述密勒电容的一组第一端与第二运算放大器的一组输入端相连形成二级放大单元的一组第一输入端，一组所述密勒电容的一组第二端与第二运算放大器的一组输出端相连形成二级放大单元的一组第二输出端。8.如权利要求7所述的电容型运算放大器，其特征在于，所述第二运算放大器包括：第一差分对管和第二差分对管，所述第一差分对管具有用于接收差分信号的第一输入端和第二输入端，所述第二差分对管具有用于接收差分信号的第三输入端和第四输入端，所述第一差分对管具有输出放大信号的第一输出端和第二输出端，所述第二差分对管具有与第一输出端相对应的第一连接节点以及与第二输出端相对应的第二连接节点；第一电流镜电路，与所述第一差分对管的第一输出端和第二连接节点相连；第二电流镜电路，与所述第一差分对管的第二输出端和第一连接节点相连；第一预充建立电路，与所述第一差分对管的第一输入端和第一电流镜电路相连；以及第二预充建立电路，与所述第一差分对管的第二输入端和第二电流镜电路相连。9.如权利要求8所述的电容型运算放大器，其特征在于，所述第二运算放大器还包括：
第一偏置电流源和第二偏置电流源，所述第一偏置电流源的第一端与第一差分对管相连，所述第一偏置电流源的第二端与地电压相连，所述第二偏置电流源的第一端与第二差分对管相连，所述第二偏置电流源的第二端与地电压相连。10.如权利要求8所述的电容型运算放大器，其特征在于，所述第一差分对管包括第一MOS管和第二MOS管，所述第一MOS管的栅极为第一输入端，所述第二MOS管的栅极为第二输入端，所述第一MOS管的源极和第二MOS管的源极与地电压相连，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：程龙，
申请(专利权)人：思瑞浦微电子科技上海有限责任公司，
类型：发明
国别省市：