一种流水线逐次逼近模数转换器的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种能够消除余量放大器失调电压的流水线逐次逼近模数转换器，在比较器输入端和余量放大器输入端之间的信号通路中加入一个电容，用于存储余量放大器的失调电压，并且不改变单级电路的工作原理。通过采用本发明提出的流水线逐次逼近模数转换器，可以降低由于余量放大器的失调电压对整个电路产生的误差。
【专利说明】一种流水线逐次逼近模数转换器
【技术领域】
[0001] 本发明涉及集成电路设计领域，具体涉及一种流水线逐次逼近模数转换器。
【背景技术】
[0002] 当前，为了适应计算机，通讯和多媒体技术的飞速发展以及高新【技术领域】的数字 化进程不断加快，ADC在工艺、结构、性能上都有了很大的变化，正在朝着低功耗、高速、高分 辨率的方向发展。流水线逐次逼近模数转换器同时兼备了传统流水线模数转换器和传统逐 次逼近模数转换器的优点，具有高精度、高速、低功耗的特点。
[0003] 余量放大器是流水线逐次逼近模数转换器的核心模块，其性能直接决定着模数转 换器的整体性能。余量放大器的许多非理想因素都会对整个电路产生误差，其中一个很重 要的因素是放大器的输入失调电压，它会乘以放大器的闭环增益转移到余量放大器的输出 端，在整个电路中产生误差，因此余量放大器失调电压的消除是至关重要的。
[0004] 文献"Chun C. Lee, A SAR-Assisted Two-Stage Pipeline ADC, IEEE Journal Of Solid-State Circuits, 2011，VOL. 46, NO. 4, pp. 859 ?869" 中提出了一种单端输入的流水 线逐次逼近模数转换器。该模数转换器一共分为两级，第一级的分辨率为6bit，第二级的分 辨率为7bit。参照附图1，给出了第一级电路的原理图。其工作原理为：工作过程分为三个 阶段，采样阶段、转换阶段和放大阶段。
[0005] 在采样阶段，开关S和开关SP闭合，开关Η断开，电容网络中所有电容的上极板接 输入信号Vin，所有电容的下极板接地。电容上存储的电荷为：
[0006] Q = 26C*Vin
[0007] 在转换阶段，开关S、开关SP和开关Η断开，电容网络中所有电容的上极板根据数 字码di的值选择接到参考电压Vref或地。若di为高电平，则对应电容W6-i)C接到参考 电压Vref上，若di为低电平，则对应电容2(6-i)C接到地上。所有电容的下极板接比较器 输入端。此时，电容上存储的电荷为：
[0008]
【权利要求】
1. 一种流水线逐次逼近模数转换器，包括Μ级流水级电路，每级电路的分辨率为Ni位， i = 1、2......Μ ;所述的流水级电路包括开关电容网络、比较器和余量放大器；开关电容网 络包括正相电容网络和负相电容网络；其特征在于在比较器输入端和余量放大器输入端之 间加入一个电容，用于存储余量放大器的失调电压；具体电路如下： 与比较器正相输入端相连接的正相电容网络通过开关S3和电容C1与余量放大器的负 相输入端相连接，电容C1的上极板通过开关S5连接到共模电平Vcm上；与比较器负相输入 端相连接的负相电容网络通过开关S4和电容C2与余量放大器的正相输入端相连接，电容 C2的上极板通过开关S6连接到共模电平Vcm上；余量放大器的负相输入端、电容C3的下 极板与开关S9的输入端相连接，余量放大器的正相输出端、开关S9的输出端与开关S11的 输出端相连接，电容C3的上极板与开关S11的输入端相连接，电容C3的上极板通过开关S7 连接到共模电平Vcm上；余量放大器的正相输入端、电容C4的下极板与开关S10的输入端 相连接，余量放大器的负相输出端、开关S10的输出端与开关S12的输出端相连接，电容C4 的上极板与开关S12的输入端相连接，电容C4的上极板通过开关S8连接到共模电平Vcm 上。
2. 根据权利要求1所述的一种流水线逐次逼近模数转换器，其特征在于所述的电容C1 和电容C2的大小为2Ni C，C为一个单位电容的大小。
3. 根据权利要求1所述的一种流水线逐次逼近模数转换器，其特征在于所述的电容C3 和电容C4的大小为C，C为一个单位电容的大小。
【文档编号】H03M1/38GK104092466SQ201410298216
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年6月26日 优先权日:2014年6月26日
【发明者】薛菲菲, 胡永才, 魏晓敏, 高武, 郑然
申请人:西北工业大学