稳定的低功率模数转换器基准电压制造技术

描述了一种执行模数转换的转换电路。在操作期间，转换电路接收输入信号。然后，转换电路执行模数转换，并且至少部分地基于转换电路的第一电源电压和第二电源电压来提供对应于输入信号的量化输出。例如，量化输出可以至少部分地基于输入信号与第一电源电压和第二电源电压的比较。此外，第一电源电压和第二电源电压可以指定转换电路的满量程范围。当满量程范围超过与不同于第一电源电压和第二电源电压的基准电压相关联的第二满量程范围时，量化输出可以对应于数量比满量程范围等于第二满量程范围时大的比特。程范围时大的比特。程范围时大的比特。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】稳定的低功率模数转换器基准电压


[0001]本公开涉及诸如模数转换器(ADC)之类的转换电路。注意的是，本公开涉及使用电源电压作为基准电压并且通过使用与电源电压对应的满量程范围和与基准电压相关联的第二满量程范围的比率增加量化的比特数量和/或缩放转换电路的量化输出来保持转换电路的分辨率的转换电路，其中该基准电压并非或不同于电源电压。

技术介绍

[0002]ADC是广泛使用的用于将模拟信号转换成量化表示或数字表示的电路组件。通常，ADC至少基于基准电压来执行该转换。
[0003]例如，如呈现现有转换电路的图1中所示，满量程基准产生电路可以向N比特ADC提供基准电压VREF_P和VREF_M。基准电压可以限定N比特ADC的满量程范围。此外，N比特ADC可以至少部分基于基准电压来提供对应于模拟输入信号的量化输出N比特Dout。注意的是，当确定量化输出时，N比特ADC可以将输入信号与基准电压进行比较。
[0004]因为N比特ADC中的开关噪声，由满量程基准产生电路提供的基准电压通常被缓冲。在一些转换电路中，使用大的旁路电容器来帮助稳定经缓冲的基准电压并且减少噪声。
[0005]然而，常常难以在转换电路中(诸如在ADC的多单元交错阵列中)使用多个大电容器。注意的是，大电容器通常在半导体晶粒或集成电路上占据大面积。此外，如果例如为了应对由基准电压的不完全稳定而引入或者因噪声引入的误差而在转换过程中添加额外的冗余比特，也可能对转换电路的转换速度有不利影响。
[0006]此外，在开关
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>电容器数据转换电路(诸如，逐次逼近寄存器或SAR ADC)中，基准电压产生和缓冲电路通常消耗大量功率，并且是噪声和稳定误差(settling error)的潜在来源。通常，转换电路的稳定时间和噪声与偏置电流或功率成反比。注意的是，较大的偏置电流与较低的阻抗、较少的噪声和较快的稳定时间相关联。
[0007]另外，检测小幅度输入信号通常期望较小的基准电压，但较小的基准电压常常使得通常在电容反馈ADC中使用的反馈开关的电阻增加。这是因为较小的基准电压通常需要接近电源范围中间的开关电压，从而降低了开关过驱动电压的量。

技术实现思路

[0008]描述了集成电路的实施例。该集成电路包括转换电路。在操作期间，转换电路执行模数转换，并且至少部分地基于集成电路的第一电源电压和第二电源电压来提供对应于输入信号的量化输出。
[0009]注意的是，量化输出可以至少部分地基于输入信号与第一电源电压和第二电源电压的比较。
[0010]此外，第一电源电压和第二电源电压可以指定转换电路的满量程范围。当满量程范围超过与不同于第一电源电压和第二电源电压的基准电压相关联的第二满量程范围时，量化输出可以对应于数量比满量程范围等于第二满量程范围时大的比特。可选地或另外
地，可以存在用于校正模数转换中的误差(例如，由于稳定误差)的针对冗余的额外比特。此外，当满量程范围超过第二满量程范围时，转换电路可以至少部分地基于满量程范围与第二满量程范围的比率来缩放量化输出。在一些实施例中，转换电路包括交错的一组单元ADC。注意的是，转换电路可以校正该组单元ADC的量化输出的差异，并且该校正可以包括调节单元ADC中的至少一个的比率。
[0011]此外，第一电源电压可以包括正电源电压，并且第二电源电压可以包括负电源电压或地。
[0012]另外，转换电路可以包括：SAR ADC或流水线ADC。
[0013]另一实施例提供了包括转换电路的电子设备。
[0014]另一实施例提供了一种包括转换电路的系统。
[0015]另一实施例提供了一种用于执行模数转换的方法。该方法包括由转换电路执行的操作中的至少一些。
[0016]提供该
技术实现思路
是出于例示一些示例性实施例的目的，以提供本文描述的主题的一些方面的基本理解。因此，将理解，上述特征是示例，不应该被解释为以任何方式缩窄了本文描述的主题的范围或精神。根据以下的具体实施方式、附图和权利要求书，本文描述的主题的其他特征、方面和优点将变得清楚。
附图说明
[0017]图1是图示了现有转换电路的示例的框图。
[0018]图2是图示了根据本公开的一些实施例的转换电路的示例的框图。
[0019]图3是图示了本公开的实施例中的来自转换电路的量化输出的缩放的示例的图。
[0020]图4是图示了根据本公开的一些实施例的转换电路的示例的框图。
[0021]图5是图示了根据本公开的一些实施例的用于执行模数转换的方法的示例的流程图。
[0022]注意的是，在图中，类似的参考标号始终是指对应的部分。此外，同一部分的多个实例由与实例编号用破折号分隔的公共前缀来指定。
具体实施方式
[0023]描述了一种集成电路。该集成电路包括执行输入信号的模数转换的转换电路。例如，转换电路可以包括SAR ADC。注意的是，转换电路至少部分基于集成电路的第一电源电压和第二电源电压提供对应于输入信号的量化输出，其中，第一电源电压和第二电源电压指定转换电路的满量程范围。此外，第一电源电压包括正电源电压并且第二电源电压包括负电源电压或地。此外，当满量程范围超过与不同于第一电源电压和第二电源电压的基准电压相关联的第二满量程范围时，量化输出可以对应于数量比满量程范围等于第二满量程范围时更大的比特。可替换地或另外地，当满量程范围超过第二满量程范围时，转换电路至少部分地基于满量程范围与第二满量程范围的比率来缩放量化输出。
[0024]通过至少部分地基于电源电压来执行模数转换，这些电路技术能减少或消除对缓冲电路、偏置电流和/或大的旁路电容器的需要。此外，转换技术可以减少噪声，可以减小半导体晶粒上的面积，可以降低功耗和/或可以提高转换电路的速度或减少转换电路的稳定
时间。因此，电路技术能改善ADC的性能。这些能力中的一个或多个可以使转换电路和/或ADC的实施例能够在各种系统、电子设备和应用中使用。
[0025]在本公开中，注意的是“满量程”有时被称为“增益”。满量程可以基于模拟输入电平来提供或指定量化输出电平。
[0026]现在，描述电路技术和转换电路的实施例。如呈现本公开的实施例中的转换电路200的示例的图2中所示，量化器210可以至少部分地基于例如包括转换电路200的集成电路的第一电源电压214和第二电源电压216，提供对应于输入信号的至少N比特量化输出212。第一电源电压214和第二电源电压216可以限定转换电路200的满量程或动态范围。此外，第一电源电压214可以包括单极性电源电压(诸如，正电源电压VDD)，并且第二电源电压216可以包括地(VSS)。注意的是，第一电源电压214和第二电源电压216可以非常稳定。虽然图2图示了转换技术的单端实施例，但在其他实施例中，转换电路200可以是差分的。在这些实施例中，第二电源电压216也可以是单极性的，并且可以具有与第一电源电压214相反的极性(诸如，负电源电压)。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种集成电路，包括：转换电路，所述转换电路被配置为执行模数转换，并且至少部分地基于所述集成电路的第一电源电压和第二电源电压来提供对应于输入信号的量化输出。2.根据权利要求1所述的集成电路，其中，所述量化输出至少部分地基于所述输入信号与所述第一电源电压和所述第二电源电压的比较。3.根据权利要求1所述的集成电路，其中，所述第一电源电压和所述第二电源电压指定所述转换电路的满量程范围。4.根据权利要求3所述的集成电路，其中，当所述满量程范围超过与不同于所述第一电源电压和所述第二电源电压的基准电压相关联的第二满量程范围时，所述量化输出对应于数量比所述满量程范围等于所述第二满量程范围时大的比特。5.根据权利要求4所述的集成电路，其中，所述比特的数量包括冗余比特，并且所述转换电路被配置为使用所述冗余比特来校正所述模数转换中的误差。6.根据权利要求3所述的集成电路，其中，当所述满量程范围超过所述第二满量程范围时，所述转换电路被配置为至少部分地基于所述满量程范围与所述第二满量程范围的比率来缩放所述量化输出。7.根据权利要求6所述的集成电路，其中，所述转换电路包括交错的一组单元模数转换器ADC。8.根据权利要求7所述的集成电路，其中，所述转换电路被配置为校正所述一组单元ADC的量化输出的差异；并且其中，所述校正包括调节所述单元ADC中的至少一个的比率。9.根据权利要求1所述的集成电路，其中，所述第一电源电压包括正电源电压，并且所述第二电源电压包括负电源电压或地。10.根据权利要求1所述的集成电路，其中，所述转换电路包括逐次逼近寄存器SAR模数转换器ADC。11.根据权利要求1所述的集成电路，其中，所述转换电路包括流水线模数转换器ADC。12....

【专利技术属性】
技术研发人员：C，
申请(专利权)人：艾迪凯有限责任公司贸易用名因迪半导体，
类型：发明
国别省市：