本发明专利技术公开了一种低失真预充电采样电路及ΣΔ调制器。该电路包括：预充电电路、采样积分电路、第一和第二采样电容，预充电电路包括第一预充电缓冲器与第一充电开关组成的串联电路和第二预充电缓冲器与第二充电开关组成的串联电路，第一和第二充电开关的输出端分别与第一和第二采样电容的输入端电连接，第一和第二采样电容输出端分别与采样积分电路第一和第二输入端电连接。通过采用本发明专利技术的预充电电路，相对于现有的预充电电路，主信号通路上的开关数量减半，开关拥有相同的阻抗的情况下，开关的尺寸减半，减小了非线性寄生电容，有利于提高采样精度，降低开关的电荷注入误差，同时能够减小输入电流，使外部的驱动电路更容易驱动调制器。易驱动调制器。易驱动调制器。
【技术实现步骤摘要】
低失真预充电采样电路及
ΣΔ
调制器
[0001]本专利技术属于ΣΔ调制器
，更具体地，涉及一种低失真预充电采样电路及ΣΔ调制器。
技术介绍
[0002]如图1所示，图1中示出了一种现有的ΣΔ调制器的部分采样电路；输入信号带预充电功能。Cs为采样电容，Cint为积分电容；A1和A2为单位增益缓冲器(Buffer)，用于对采样电容进行预充电，减小输入IN+和IN
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的驱动要求；φp为预充电相位，如图2所示，在采样相位φ1的前半段，输入端和Cs之间的通断由控制，断开，输入和Cs之间处于开路状态，φp开关闭合，A1和A2对正负两端的CS进行预充电；预充电结束后，φp开关断开，A1和A2输出断开，闭合，输入端IN+和IN
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连接到采样电容CS进行高精度的信号采样。如果不使用预充电电路，等效的输入电流为；Vin为输入差分电压 , Fs为采样时钟的频率；简单做个计算：当Cs=5pF, Vin=5V, Fs=2MHz时，等效的输入电流为 50uA；而当使用预充电Buffer可以大大减小输入的电流，降低对输入级电路的驱动能力要求。假设经过预充电后，残余的误差为10mV，不考虑开关电荷注入等因素影响，输入等效电流为 100nA，约为不使用预充电结构的1/500。
[0003]如图3所示，图3中示出了另一种现有的ΣΔ调制器的部分采样电路；输入信号带预充电功能；Cs为采样电容，Cint为积分电容，φ1为采样开关，φ2为积分开关，Cs左手侧为双采样开关，即采样电容的两个相位都会连接到输入端；相对于传统的单周期采样，这种采样结构自适应输入共模电压的变化。φp为预充电相位，如图4所示，在φ1和φ2变高后的前半段时间，输入端和Cs之间的通断由控制，断开时，输入端与Cs之间处于开路状态，φp开关闭合，A1和A2对正负两端的Cs进行预充电；预充电结束后，φp开关断开，A1和A2输出断开，闭合，输入端IN+和IN
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连接到采样电容进行高精度的信号采样。如果不使用预充电电路，等效的输入电流为，Vin为输入差分电压 , Fs为采样时钟的频率；简单做个计算：当Cs=5pF, Vin=5V, Fs=2MHz时，等效的输入电流为 100uA；可见双采样的输入电流会变大。
[0004]而使用预充电Buffer可以大大减小输入的电流，降低对输入级电路的驱动能力要求；假设经过预充电后，残余的误差为10mV，不考虑开关电荷注入等因素影响，输入等效电流为 200nA，大大减小了输入的电流。
[0005]预充电的好处是减小了输入电流，但是相对于无预充电的电路需要增加一级开关；为了保持开关导通阻抗Ron不变，信号路径上的开关尺寸需要相应的x2，面积翻倍，导致产生了更大的寄生电容等不利因素，开关的电容为非线性电容，特别是对于速度比较快的模数转化器，此寄生电容太大会影响采样的精度；而且由于开关尺寸的增加，对输入的电荷注入（charge injection）也会翻倍，需要提供更大的输入电流，对外部驱动电路的驱动能力要求变高。
[0006]公开于本专利技术
技术介绍
部分的信息仅仅旨在加深对本专利技术的一般
技术介绍
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技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
[0007]本专利技术的目的是提出一种应用于ΣΔ调制器的低失真预充电采样电路及ΣΔ调制器，实现减小开关尺寸进而减小非线性寄生电容，有利于提高采样精度。
[0008]为实现上述目的，本专利技术提出了一种低失真预充电采样电路及ΣΔ调制器。
[0009]根据本专利技术的第一方面，提出了一种低失真预充电采样电路，包括：
[0010]预充电电路，包括第一预充电缓冲器与第一充电开关组成的第一串联电路和第二预充电缓冲器与第二充电开关组成的第二串联电路；
[0011]所述第一预充电缓冲器的输入端与正输入端电连接，所述第一预充电缓冲器的输出端与所述第一充电开关的输入端电连接；所述第二预充电缓冲器的输入端与负输入端电连接，所述第二预充电缓冲器的输出端与所述第二充电开关的输入端电连接；
[0012]第一采样电容，其输入端与所述第一充电开关的输出端电连接；
[0013]第二采样电容，其输入端与所述第二充电开关的输出端电连接；
[0014]采样积分电路，包括第一采样开关、第二采样开关、第一积分电容、第二积分电容、第一积分开关、第二积分开关和放大器；
[0015]所述第一采样电容的输出端与所述第一采样开关和所述第一积分开关的输入端电联接，所述第一采样开关的输出端与所述放大器的共模电压输入端相连接，所述第一积分开关的输出端分别与所述第一积分电容的输入端和所述放大器的正输入端相连接，所述第一积分电容的输出端和所述放大器的正输出端与正输出端电连接；
[0016]所述第二采样电容的输出端与所述第二采样开关和所述第二积分开关的输入端电联接，所述第二采样开关的输出端与所述放大器的共模电压输入端相连接，所述第二积分开关的输出端分别与所述第二积分电容的输入端和所述放大器的负输入端相连接，所述第二积分电容的输出端和所述放大器的负输出端与负输出端电连接。
[0017]可选地，所述预充电电路还包括：
[0018]第三采样开关，与所述第一串联电路并联，所述第三采样开关的输入端与所述正输入端电连接，所述第三采样开关的输出端与所述第一采样电容的输入端电连接；
[0019]所述第一采样开关和所述第一充电开关同时闭合，所述第三采样开关保持断开状态，通过所述第一预充电缓冲器给所述第一采样电容预充电；
[0020]预充电完成后，将所述第一充电开关断开，同时将所述第三采样开关闭合；
[0021]所述第一采样开关为断开状态时，所述第一充电开关和所述第三采样开关均为断开状态。
[0022]可选地，所述预充电电路还包括：
[0023]第四采样开关，与所述第二串联电路并联，所述第四采样开关的输入端与所述正输入端电连接，所述第四采样开关的输出端与所述第二采样电容的输入端电连接；
[0024]所述第二采样开关和所述第二充电开关同时闭合，所述第四采样开关保持断开状态，通过所述第二预充电缓冲器给所述第二采样电容预充电；
[0025]预充电完成后，将所述第二充电开关断开，同时将所述第四采样开关闭合；
[0026]所述第二采样开关为断开状态时，所述第二充电开关和所述第四采样开关均为断开状态；
[0027]所述第二采样开关与所述第一采样开关的闭合/断开状态同步。
[0028]可选地，所述预充电电路还包括：
[0029]第三积分开关，所述第三积分开关的输入端与共模电压输入端电联接，所述第三积分开关的输出端与所述第一采样电容的输入端电连接；
[0030]所述第一积分开关和所述第三积分开关的闭合/断开状态同步，所述第一积分开关与所述第一采样开关的闭合/断开状态相反。
[0031]可选地，所述预充电电路还包括：...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种低失真预充电采样电路，其特征在于，包括：预充电电路，包括第一预充电缓冲器与第一充电开关组成的第一串联电路和第二预充电缓冲器与第二充电开关组成的第二串联电路；所述第一预充电缓冲器的输入端与正输入端电连接，所述第一预充电缓冲器的输出端与所述第一充电开关的输入端电连接；所述第二预充电缓冲器的输入端与负输入端电连接，所述第二预充电缓冲器的输出端与所述第二充电开关的输入端电连接；第一采样电容，其输入端与所述第一充电开关的输出端电连接；第二采样电容，其输入端与所述第二充电开关的输出端电连接；采样积分电路，包括第一采样开关、第二采样开关、第一积分电容、第二积分电容、第一积分开关、第二积分开关和放大器；所述第一采样电容的输出端与所述第一采样开关和所述第一积分开关的输入端电联接，所述第一采样开关的输出端与所述放大器的共模电压输入端相连接，所述第一积分开关的输出端分别与所述第一积分电容的输入端和所述放大器的正输入端相连接，所述第一积分电容的输出端和所述放大器的正输出端与正输出端电连接；所述第二采样电容的输出端与所述第二采样开关和所述第二积分开关的输入端电联接，所述第二采样开关的输出端与所述放大器的共模电压输入端相连接，所述第二积分开关的输出端分别与所述第二积分电容的输入端和所述放大器的负输入端相连接，所述第二积分电容的输出端和所述放大器的负输出端与负输出端电连接。2.根据权利要求1所述的低失真预充电采样电路，其特征在于，所述预充电电路还包括：第三采样开关，与所述第一串联电路并联，所述第三采样开关的输入端与所述正输入端电连接，所述第三采样开关的输出端与所述第一采样电容的输入端电连接；所述第一采样开关和所述第一充电开关同时闭合，所述第三采样开关保持断开状态，通过所述第一预充电缓冲器给所述第一采样电容预充电；预充电完成后，将所述第一充电开关断开，同时将所述第三采样开关闭合；所述第一采样开关为断开状态时，所述第一充电开关和所述第三采样开关均为断开状态。3.根据权利要求2所述的低失真预充电采样电路，其特征在于，所述预充电电路还包括：第四采样开关，与所述第二串联电路并联，所述第四采样开关的输入端与所述正输入端电连接，所述第四采样开关的输出端与所述第二采样电容的输入端电连接；所述第二采样开关和所述第二充电开关同时闭合，所述第四采样开关保持断开状态，通过所述第二预充电缓冲器给所述第二采样电容预充电；预充电完成后，将所述第二充电开关断开，同时将所述第四采样开关闭合；所述第二采样开关为断开状态时，所述第二充电开关和所述第四采样开关均为断开状态；所述第二采样开关与所述第一采样开关的闭合/断开状态同步。4.根据权利要求3所述的低失真预充电采样...
【专利技术属性】
技术研发人员：王汉卿，汪荔，李雪民，
申请(专利权)人：苏州领慧立芯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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