开关电容输入电路和包含它的模拟数字转换器制造技术

本发明专利技术涉及一种开关电容输入电路和包含它的模拟-数字转换器，所述开关电容输入电路接收模拟输入信号并且采样和保持所述模拟输入信号，所述开关电容输入电路包含：差动放大器；第一电容器，第一电容器的一个端子与差动放大器的非反相输入端子连接；第二电容器，第二电容器的一个端子与差动放大器的反相输入端子连接；被配置为将第一电容器的另一端子连接到第一基准电压和第二基准电压中的一个的第一开关；被配置为将第二电容器的另一端子连接到第一基准电压和第二基准电压中的一个的第二开关；和被配置为将第一电容器的所述另一端子连接到第二电容器的所述另一端子的第三开关。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及开关电容输入电路和包含开关电容输入电路的模拟-数字转换器 (ADC)，并涉及例如用于校正ADC的输入信号的偏移分量的方法和电路，并且，更特别地，涉 及开关电容器ADC的输入信号的偏移校正。
技术介绍
作为ADC中的用于去除输入信号的偏移分量并提取有用的(significant)信号信 息的电路，具有用于使用开关电容器电路的偏移校正的电容器的电路是已知的(日本专利 公开No. 2003-060505)。该电路通过使用必要的数量的二元加权电容器以希望的精度执行 偏移校正。但是，为了通过使用在日本专利公开No. 2003-060505中描述的技术增加偏移校 正精度，需要添加具有较小的电容值的电容器。为了实现2倍的精度，需要添加具有电容值 1/2的电容器。为了实现4倍的精度，需要添加具有电容值1/2的电容器和具有电容值1/4 的电容器。当电容值减小以获得更高的精度时，连接的布线、开关等的寄生电容变得不能被 忽视，从而导致难以正确地二元加权电容比。这使得更加难以保持偏移校正精度。由此，实 际上对于添加具有较小的电容值的电容器存在限制。
技术实现思路
本专利技术提供能够有利地在不使用任何具有小的电容值的电容器的情况下控制比 以前更小的电势变化的输入电路和包含所述输入电路的模拟-数字转换器。本专利技术的第一方面提供一种接收模拟输入信号并且采样和保持所述模拟输入信 号的开关电容输入电路，所述开关电容输入电路包含差动放大器；第一电容器，第一电容 器的一个端子与所述差动放大器的非反相输入端子连接；第二电容器，第二电容器的一个 端子与所述差动放大器的反相输入端子连接；第一开关，第一开关被配置为将第一电容器 的另一端子连接到第一基准电压和第二基准电压中的一个；第二开关，第二开关被配置为 将第二电容器的另一端子连接到第一基准电压和第二基准电压中的一个；以及，第三开关， 第三开关被配置为将第一电容器的所述另一端子连接到第二电容器的所述另一端子，其 中，在采样时，第一开关将第一电容器的所述另一端子连接到第一基准电压，并且，第二开 关将第二电容器的所述另一端子连接到第二基准电压，并且，在保持时，第三开关将第一电 容器的所述另一端子连接到第二电容器的所述另一端子。本专利技术的第二方面提供一种接收模拟输入信号并且采样和保持所述模拟输入信 号的开关电容输入电路，所述开关电容输入电路包含差动放大器；第一电容器，第一电容 器的一个端子与所述差动放大器的非反相输入端子连接；第二电容器，第二电容器的一个 端子与所述差动放大器的反相输入端子连接；第一开关，第一开关被配置为将第一电容器 的另一端子连接到第一基准电压和第二基准电压中的一个；第二开关，第二开关被配置为 将第二电容器的另一端子连接到第一基准电压和第二基准电压中的一个；第三开关，第三开关被配置为将第一电容器的所述另一端子连接到第二电容器的所述另一端子，其中，在 采样时，第三开关将第一电容器的所述另一端子连接到第二电容器的所述另一端子，并且， 在保持时，第一开关将第一电容器的所述另一端子连接到第一基准电压，并且，第二开关将 第二电容器的所述另一端子连接到第二基准电压。本专利技术的第三方面提供一种模拟-数字转换器，所述模拟-数字转换器包括以上 限定的输入电路；和被配置为执行来自输入电路的输出信号的模拟-数字转换的模拟-数 字转换电路。根据本专利技术的一个方面，第一和第二偏移校正电容器的输入端子被短路以获得导 致两个电容器之间的电荷移动并由此降低差动放大器的输出端子侧的电势变化的功能。这 允许在不使用任何具有小的电容值的电容器的情况下控制比以前小的电势变化。因此，能 够实现更精确的二元加权偏移校正量并在模拟-数字转换器中精确地执行偏移校正。参照附图阅读示例性实施例的以下说明，本专利技术的其它特征将变得清晰。附图说明图IA是表示根据第一实施例的模拟-数字转换器的布置的例子的框图；图IB是表示根据第一实施例的开关控制表的例子的示图；图2A是表示根据第一实施例的采样和保持电路在采样时的状态的连接图；图2B是表示根据第一实施例的采样和保持电路在没有偏移校正的保持时的状态 的连接图；图3A和图:3B是表示根据第一实施例的采样和保持电路在具有偏移校正的保持时 的状态的连接图；图4是示出根据该实施例的开关控制器的处理过程的例子的流程图；图5A是表示根据第二实施例的模拟-数字转换器的布置的例子的框图；图5B是表示根据第二实施例的开关控制表的例子的示图；图6A是表示根据第二实施例的采样和保持电路在采样时的状态的连接图；图6B是表示根据第二实施例的采样和保持电路在没有偏移校正的保持时的状态 的连接图；图7A 7C是表示根据第二实施例的采样和保持电路在具有偏移校正的保持时的 状态的连接图。具体实施例方式〔第一实施例〕将参照图IA 4描述根据本专利技术的第一实施例的布置和动作。<第一实施例的模拟-数字转换器(ADC)的布置的例子>在图IA所示的差动型的ADC中，用作输入电路的采样和保持电路101接收输入到 输入端子Inp和^n的差动模拟输入信号，采样和保持所述信号并将它们输出到输出端子 Outp和Outn。模拟-数字转换电路102接收输出的信号，将它们转换成数字数据，并且将 其输出到输出端子Dout。VrefL和VrefH分别是较低和较高的基准电压。模拟-数字转换 电路102将这两个基准电压与模拟输入信号的电压相比较，并将模拟的输入信号转换成数字数据。在第一实施例中，这两个基准电压也被供给到采样和保持电路101，并被用于输入 偏移校正。开关控制器103输出控制信号以控制采样和保持电路101和模拟-数字转换电 路102中的开关。开关控制器103具有存储对于与各电路的状态和偏移校正值对应的开关 的控制信号的组合的开关控制表103a。(开关控制表103a的布置的例子)图IB中的开关控制表103a存储用于与采样和保持电路101的状态以及偏移校正 值对应地控制开关的控制信号。在本例子中，图2A、图2B、图3A和图:3B所示的采样和保持 电路101的详细例子中的控制信号由开关的状态表示。图IB中的偏移校正由三个位(即， 低位、中位和高位)的二元加权完成。<采样和保持电路101的电路和动作的例子>(采样的例子)图2A是图IA中的开关电容器型的采样和保持电路101的电路图，所述电路图示 出采样时的连接状态。Ampl是具有非反相输入端子和反相输入端子的差动放大器，Cinp和 Cinn是输入电容器，以及Cfp和Cfn是反馈电容器。Cl C3是用于偏移校正的第一电容 器，以及C4 C6是用于偏移校正的第二电容器。电容器Cl C6中的每一个的一个端子 与差动放大器连接，并且，另一端子通过第一开关SWa SW。3和第二开关SW。4 SWra中的相 应的一个与第一或第二基准电压连接。电容器Cl C3用作用于偏移校正的第一电容器的 多个第一电容元件，并且，电容器C4 C6用作用于偏移校正的第二电容器的多个第二电容 元件。各电容器的电容比为 Cinp Cinn Cfp Cfn Cl C2 C3 C4 C5 C6 =10 10 5 5 1 1 2 1 1 2。电容器 C1、C2、C4 和 C5 具有不本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种接收模拟输入信号并且采样和保持所述模拟输入信号的开关电容输入电路，包含：差动放大器；第一电容器，所述第一电容器的一个端子与所述差动放大器的非反相输入端子连接；第二电容器，所述第二电容器的一个端子与所述差动放大器的反相输入端子连接；第一开关，所述第一开关被配置为将第一电容器的另一端子连接到第一基准电压和第二基准电压中的一个；第二开关，所述第二开关被配置为将第二电容器的另一端子连接到第一基准电压和第二基准电压中的一个；和第三开关，所述第三开关被配置为将第一电容器的所述另一端子连接到第二电容器的所述另一端子，其中，在采样时，第一开关将第一电容器的所述另一端子连接到第一基准电压，并且，第二开关将第二电容器的所述另一端子连接到第二基准电压，并且，在保持时，第三开关将第一电容器的所述另一端子连接到第二电容器的所述另一端子。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：小野俊明，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：JP