【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于模数转换，具体涉及一种基于浮空采样的乘法型数模转换器及射频直采模数转换器。
技术介绍
1、随着无线通信设备和雷达技术的蓬勃发展，射频直采模数转换器因为其更小的硬件开销和更高的能效逐渐成为主流的应用。而用于射频直采的模数转换器其采样率通常达到gs/s以上。在这样高采样率条件下工作的模数转换器，通常采用流水线的架构。在流水线模数转换器中，各级子模数转换器之间的乘法型数模转换器(multiplying digital-to-analog converter，mdac)至关重要。该电路架构主要由开关电容电路和级间残差放大器构成，主要完成前端信号采样和级间残差放大的功能。
2、目前，级间残差放大器主要采用差分形式的架构以减少来自电源噪声和时钟馈通的干扰，根据尾电流源管主要分为全差分和伪差分两种架构。其中，全差分架构通过共模反馈电路和尾电流源管可以实现较高的共模抑制能力，保证运放在放大过程中维持稳定的共模。但相比伪差分的架构，该架构的放大速度较慢。而伪差分架构虽然能够实现更快的放大速度，但是由于缺少尾电流源管，其共模抑制能力较差。
3、在高速流水线模数转换器中，为了实现更高的采样率，通常采用伪差分架构的级间残差放大器以减少运放的建立时间。但是伪差分架构较差的共模特性影响了级间残差放大器的性能，给整体设计带来了较大的挑战。
技术实现思路
1、为了解决现有技术中伪差分架构的乘法型数模转换器存在共模特性较差的问题，本专利技术提供了一种基于浮空采样的乘法型数模转换
2、第一方面，本专利技术提出了一种基于浮空采样的乘法型数模转换器，其特征在于，包括开关电容电路和放大电路；开关电容电路包括采样电容和多个开关；采样电容通过不同开关与差分信号的输入端和放大电路连接；通过控制不同开关的开启和关断，使得采样电容的顶极板或底极板不与固定电位相连，而是处于浮空状态；
3、开关电容电路基于顶极板浮空或者底极板浮空的状态实现对差分输入信号的采样，并在采样过程中隔离掉差分输入信号中的共模信息，得到高质量的差分采样信号；
4、放大电路包括两个放大器a1和a2，用于对差分采样信号量化后的余量信号进行放大，并输出差分电压信号。
5、第二方面，本专利技术提出了一种射频直采模数转换器，包括若干级联的子模数转换器，每一级子模数转换器采用本专利技术第一方面提供的基于浮空采样的乘法型数模转换器。
6、本专利技术的有益效果：
7、1、本专利技术提供的基于浮空采样的乘法型数模转换器在开关电容电路中设计了基于开关控制的浮空采样框架，将电路中的采样电容通过不同开关与差分信号的输入端和放大电路连接；通过控制不同开关的开启和关断，使得采样电容的顶极板或底极板不与固定电位相连，而是处于浮空状态；开关电容电路基于顶极板浮空或者底极板浮空的状态实现对差分输入信号的采样，并在采样过程中隔离掉差分输入信号中的共模信息。该电路通过浮空采样的方式，可以隔离来自输入共模信号的扰动，防止该共模信号的变化沿着流水线模数转换器的各级传输下去，实现恰当的共模增益，从而提升了整体模数转换器的性能；
8、2、本专利技术设计的基于浮空采样的乘法型数模转换器在采用底极板浮空方案实现时，还具有更大的反馈系数和环路增益，从而使得该电路可以更好的应用到流水线模数转换器架构的中间级中，从而保证了流水线模数转换器的级间运放具有良好的共模特性。
9、以下将结合附图及实施例对本专利技术做进一步详细说明。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种基于浮空采样的乘法型数模转换器，其特征在于，包括开关电容电路和放大电路；所述开关电容电路包括采样电容和多个开关；所述采样电容通过不同开关与差分信号的输入端和所述放大电路连接；通过控制不同开关的开启和关断，使得所述采样电容的顶极板或底极板不与固定电位相连，而是处于浮空状态；
2.根据权利要求1所述的基于浮空采样的乘法型数模转换器，其特征在于，所述放大器A1和A2均采用单端输入单端输出放大器。
3.根据权利要求1所述的基于浮空采样的乘法型数模转换器，其特征在于，当采用基于顶极板浮空的状态对所述差分输入信号进行采样时，所述开关电容电路具体包括两个采样电容CS11和CS12、开关S11、S12、S13、S14、S15、S16、S17、S18、S19以及两个反馈电容Cf11和Cf12；其中，
4.根据权利要求2所述的基于浮空采样的乘法型数模转换器，其特征在于，所述采样电容CS11和CS12的容值为所述反馈电容Cf11和Cf12的两倍。
5.根据权利要求2所述的基于浮空采样的乘法型数模转换器，其特征在于，所述开关S11、S12为栅压自举
6.根据权利要求1所述的基于浮空采样的乘法型数模转换器，其特征在于，当采用基于底极板浮空的状态对所述差分输入信号进行采样时，所述开关电容电路具体包括两个采样电容CS21和CS22、开关S21、S22、S23、S24、S25、S26、S27、S28、S29、S210、S211、S212、S213以及两个反馈电容Cf21和Cf22；其中，
7.根据权利要求6所述的基于浮空采样的乘法型数模转换器，其特征在于，所述采样电容CS21和CS22的容值与所述反馈电容Cf21和Cf22的容值相同。
8.根据权利要求6所述的基于浮空采样的乘法型数模转换器，其特征在于，所述开关S21、S22、S23、S24为栅压自举开关；所述开关S25、S26、S27、S28、S29、S210、S211、S212、S213为传输门开关；
9.一种射频直采模数转换器，其特征在于，包括若干级联的子模数转换器，所述子模数转换器采用权利要求1-8任一项所述的基于浮空采样的乘法型数模转换器。
...【技术特征摘要】
1.一种基于浮空采样的乘法型数模转换器，其特征在于，包括开关电容电路和放大电路；所述开关电容电路包括采样电容和多个开关；所述采样电容通过不同开关与差分信号的输入端和所述放大电路连接；通过控制不同开关的开启和关断，使得所述采样电容的顶极板或底极板不与固定电位相连，而是处于浮空状态；
2.根据权利要求1所述的基于浮空采样的乘法型数模转换器，其特征在于，所述放大器a1和a2均采用单端输入单端输出放大器。
3.根据权利要求1所述的基于浮空采样的乘法型数模转换器，其特征在于，当采用基于顶极板浮空的状态对所述差分输入信号进行采样时，所述开关电容电路具体包括两个采样电容cs11和cs12、开关s11、s12、s13、s14、s15、s16、s17、s18、s19以及两个反馈电容cf11和cf12；其中，
4.根据权利要求2所述的基于浮空采样的乘法型数模转换器，其特征在于，所述采样电容cs11和cs12的容值为所述反馈电容cf11和cf12的两倍。
5.根据权利要求2所述的基于浮空采样的乘法型数模转换器，其特征在于，所述开关s11、s12为栅压自举开关；所...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘术彬，郭建宇，曹越，韩昊霖，沈易，梁鸿志，朱樟明，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：
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