【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及集成电路领域，特别是一种基于差分源跟随器的模拟前端、模数转换器以及电子设备。
技术介绍
1、目前读出量化电路没有特别高的输入信号要求，通常在芯片测试中采用输入信号，而在某些特殊应用场景下，输入信号的范围不能满足后级电路的要求，例如是满摆幅的。
2、传统的模数转换器结构中均会有读出电路，其根据不同的探测器类型有多种结构，将外界物理信号转换为电压信号，之后经由可调增益放大器或单位增益缓冲器增强驱动能力，adc(模数转换器)将此信号采样量化。这类电路框架中由于运放输出摆幅的受限，在全摆幅或近似全摆幅时，运放的增益迅速下降，信号失真导致非线性十分严重。
3、因此目前亟需提出一种能较好地解决读出电路非线性问题的模拟前端。
技术实现思路
1、鉴于上述问题，本专利技术提出了一种基于差分源跟随器的模拟前端、模数转换器以及电子设备。
2、本专利技术实施例提供了一种基于差分源跟随器的模拟前端，所述模拟前端包括：第一源跟随器、第二源跟随器以及模数转换结构；
3、所述第一源跟随器接收所述模数转换结构中数模转换单元的输出电压，产生第一源跟随电压输出至所述模数转换结构；
4、所述第二源跟随器接收来自于前级电路的输入电压，产生第二源跟随电压输出至所述模数转换结构；
5、所述模数转换结构，用于基于所述第一源跟随电压、所述第二源跟随电压，进行模数转换，输出对应于所述输入电压的数字值。
6、可选地，所述第一源跟随器包括：
7、所述第一晶体管的第一端接收电源电压；
8、所述第一晶体管的第二端与所述数模转换单元的输出端连接；
9、所述第一晶体管的第三端与所述第一电流源的一端、所述模数转换结构分别连接；
10、所述第一电流源的另一端接地。
11、可选地，所述第二源跟随器包括：第二晶体管和第二电流源；
12、所述第二晶体管的第一端接收所述电源电压；
13、所述第二晶体管的第二端接收所述输入电压；
14、所述第二晶体管的第三端与所述第二电流源的一端、所述模数转换结构分别连接；
15、所述第二电流源的另一端接地。
16、可选地，所述模数转换结构包括：采样保持单元、所述数模转换单元、比较器以及sar logic单元；
17、所述采样保持单元的输入端与所述第二晶体管的第三端连接；
18、所述采样保持单元的输出端与所述比较器的第一比较端连接；
19、所述比较器的第二比较端与所述第一晶体管的第三端连接；
20、所述比较器的输出端与所述sar logic单元的输入端连接；
21、所述sar logic单元的输出端与所述数模转换单元的输入端连接。
22、可选地，所述第二源跟随电压的计算方式为：
23、求取所述第二晶体管的带体效应阈值电压与过驱动电压的第一和值；
24、对所述输入电压与所述第一和值进行求差运算，以得到的差值作为所述第二源跟随电压；
25、所述第一源跟随电压的计算方式为：
26、求取所述第一晶体管的带体效应阈值电压与过驱动电压的第二和值；
27、对所述输出电压与所述第二和值进行求差运算，以得到的差值作为所述第一源跟随电压。
28、可选地，所述第一源跟随器、第二源跟随器的输出阻抗均为1/gm
29、其中，所述gm为晶体管的跨导。
30、可选地，当所述输入电压大于所述输出电压时，所述第二源跟随电压大于所述第一源跟随电压，则所述比较器输出第一信号至所述sar logic单元；
31、当所述输入电压小于所述输出电压时，所述第二源跟随电压小于所述第一源跟随电压，则所述比较器输出第二信号至所述sar logic单元；
32、所述sar logic单元基于所述第一信号进行二分查找操作，使得所述输出电压变大，进行使得所述第一源跟随电压等于所述第二源跟随电压；
33、所述sar logic单元基于所述第二信号进行二分查找操作，使得所述输出电压变小，进行使得所述第一源跟随电压等于所述第二源跟随电压。
34、可选地，所述第一晶体管、所述第二晶体管均为native nmos管。
35、本专利技术实施例提供了一种模数转换器，所述模数转换器包括如上任一项所述的基于差分源跟随器的模拟前端。
36、本专利技术实施例还提供了一种电子设备，所述电子设备包括：模数转换器；
37、所述模数转换器包括如上任一项所述的基于差分源跟随器的模拟前端。
38、本专利技术提供的基于差分源跟随器的模拟前端，包括：第一源跟随器、第二源跟随器以及模数转换结构；第一源跟随器接收模数转换结构中数模转换单元的输出电压，产生第一源跟随电压输出至模数转换结构；第二源跟随器接收来自于前级电路的输入电压，产生第二源跟随电压输出至模数转换结构；模数转换结构基于第一源跟随电压、第二源跟随电压，进行模数转换，输出对应于输入电压的数字值。
39、本专利技术创造性的在数模转换单元的输出端增加一级源跟随器，从而使得adc的输出电压是关于其输入电压单调的，借助这种差分源跟随器的结构，可以调整输入信号的范围，实现了一个能有较好非线性的模拟前端及ad架构，即源跟随器的差分结构起到了调节输入信号范围和补偿非线性的效果，在用较低代价实现前端驱动的同时，也解决了全摆幅输入信号非线性大的问题，具有较高的实用性。
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1.一种基于差分源跟随器的模拟前端，其特征在于，所述模拟前端包括：第一源跟随器、第二源跟随器以及模数转换结构；
2.根据权利要求1所述的模拟前端，其特征在于，所述第一源跟随器包括：第一晶体管和第一电流源；
3.根据权利要求2所述的模拟前端，其特征在于，所述第二源跟随器包括：第二晶体管和第二电流源；
4.根据权利要求3所述的模拟前端，其特征在于，所述模数转换结构包括：采样保持单元、所述数模转换单元、比较器以及SAR Logic单元；
5.根据权利要求4所述的模拟前端，其特征在于，所述第二源跟随电压的计算方式为：
6.根据权利要求3所述的模拟前端，其特征在于，所述第一源跟随器、第二源跟随器的输出阻抗均为1/gm
7.根据权利要求4所述的模拟前端，其特征在于，当所述输入电压大于所述输出电压时，所述第二源跟随电压大于所述第一源跟随电压，则所述比较器输出第一信号至所述SARLogic单元；
8.根据权利要求3-6任一所述的模拟前端，其特征在于，所述第一晶体管、所述第二晶体管均为Native NMOS管。p>
9.一种模数转换器，其特征在于，所述模数转换器包括如权利要求1至8任一项所述的基于差分源跟随器的模拟前端。
10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：模数转换器；
...【技术特征摘要】
1.一种基于差分源跟随器的模拟前端，其特征在于，所述模拟前端包括：第一源跟随器、第二源跟随器以及模数转换结构；
2.根据权利要求1所述的模拟前端，其特征在于，所述第一源跟随器包括：第一晶体管和第一电流源；
3.根据权利要求2所述的模拟前端，其特征在于，所述第二源跟随器包括：第二晶体管和第二电流源；
4.根据权利要求3所述的模拟前端，其特征在于，所述模数转换结构包括：采样保持单元、所述数模转换单元、比较器以及sar logic单元；
5.根据权利要求4所述的模拟前端，其特征在于，所述第二源跟随电压的计算方式为：
6.根据权利要求3...
【专利技术属性】
技术研发人员：鲁文高，王宸宇，陈中建，张雅聪，祝润坤，华静怡，
申请(专利权)人：北京大学，
类型：发明
国别省市：
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