对输入信号进行采样的采样电路及其控制方法_2

文档序号:9379717阅读:来源:国知局
控制节点Ncts的信号电平调节到第二电平。当具有预定电平的控制信号CKm通过控制电路120传输到控制节点Ncts时,信号路径或通道可被视为等效于包括电阻器的电路。以下将进行进一步的详细说明。
[0025]图2是图1所示的控制电路120 —实施例的等效示意图。结合图1和图2所示,信号产生电路110还可对控制电路220产生控制信号CMUX,控制电路220包括但不限于晶体管M及电平移位电路224。晶体管M具有控制节点乂、连接节点Ntt及连接节点N CB,其中连接节点^耦接到采样开关M ss的控制节点N CTS,连接节点NeJI接到控制信号CK Mo电平移位电路224耦接于控制节点Ne与连接节点ΝεΒ之间,并被配置成根据控制信号Cmux增大控制节点队与连接节点N⑶之间的电压差,换言之,电平移位电路224为升压电路(voltageboosting circuit),且自举开关包括晶体管M及电平移位电路224。
[0026]在改变控制信号CKm的信号电平以调节控制节点Ncts的信号电平之前,可将控制信号CKm耦接到控制节点N CTSO具体而言,当控制节点Ncts的信号电平对应于第一电平时,通过控制信号Cmux增大控制节点Ne与连接节点ΝεΒ之间的电压差,信号移位电路224可在控制信号CKm的信号电平变化到预定电平以调节控制节点Ncts的信号电平之前接通晶体管Μ。并且在晶体管M接通之后,本实施例的控制电路220可以等效为图2所示的一电阻器R。
[0027]当控制电路中的一个或多个开关元件为一个或多个晶体管时,晶体管失配可导致定时偏斜。在本领域的公知常识中,定时偏斜可表不为m 1X △ Vth,其中m 1是控制彳目号(例如,时钟信号)的信号电平随时间变化的变化率的倒数,A Vth是晶体管两端的阈值电压变化。通过采用前述控制方案,采样开关的控制电路可由包含电阻器的等效电路来建模。基于此,各信号路径之间的定时偏斜可由等效电路失配而非表达式HI1X AVth引起,并且与表达式Hi1X AVth相比,各信号路径之间的等效电路失配则小的多,尤其是当晶体管(例如,晶体管M)的门极与漏极之间的电压差足够大时。因此,本发明实施例所提出的控制方案可大大提尚米样电路的性能。
[0028]应该理解到,以上所述仅用于说明本发明的发明目的,而并非意在限制本发明。在本发明的其他实施例中,所提出的控制方案可用于各种采样电路中,例如,所提出的控制方案可用于使用不同于图1所示的另一底板采样方案的采样电路中(例如,输入开关swP/swN可为其他类型的开关电路来);又如,所提出的控制方案可用于使用顶板采样的采样电路中。在另一实施例中,所提出的采样电路可对单一输入信号(即,单端架构)执行采样及保持操作。此外,前述第一电平和第二电平并非仅限于低电平和高电平。并且,图1所示控制电路120可由各种不同的电路拓扑结构来实施,例如图3所示,控制电路320的架构是基于图2所示的控制电路220的架构,其中主要区别在于包含于控制电路320中的电平移位电路324不耦接在控制节点N。与连接节点Nra之间,电平移位电路324耦接到晶体管M的控制节点Ne,并根据控制信号Cmux对控制节点N ^施加偏压V B,只要施加的偏压Vb高到足以接通晶体管M,也可获得前述包括电阻器的等效电路。
[0029]为了更好地理解本发明提出的控制方案,以下将描述在具有四个通道的时间交错式ADC中采样电路的操作。
[0030]图4是本发明另一实施例的采样电路的等效示意图。在本实施例中,采样电路400的单通道采样架构是基于图1所示采样电路100的架构,包括基于图2所示控制电路220控制采样开关MSS1/MSS2/MSS3/MSS4的开关状态的控制电路420。如图4所示,控制电路420的每个通道内包括至少一个晶体管(晶体管M1ZiMyM3ZiM4)及对应的一个电平移位电路(电平移位电路424_1/424_2/424_3/424_4),其中,每个电平移位电路是由对应的控制信号(控制信号CKMUX1/CKMUX2/CKMUX3/CKMUX4)进行控制,以将控制信号CKm选择性地耦接到每个晶体管对应的控制节点(控制节点Nei/Ne2/Ne3/NC4)。
[0031]图5是图4所不米样开关Mssi的控制电路一实施例的等效不意图。如图5所不,为增强采样电路400的性能,控制电路420还可包括但不限于多个晶体管\及M B,晶体管\及M通于控制米样开关M SS1的开关状态。具体而目,晶体管M Jk.M B可根据控制?目号SC Α及SCb调节控制节点Nei的信号电平。在本实施例中,晶体管Ma具有控制节点Ntt、连接节点Nai及连接节点Na2,其中控制节点接到控制信号SC Α,连接节点Nai耦接到参考电压Vdd (例如,电源电压),连接节点Na2耦接到控制节点N ?。晶体管Mg有控制节点N 、连接节点Nbi及连接节点N B2,其中控制节点Nra耦接到控制信号SC B,连接节点Nbi耦接到接地电压GND,连接节点Nb2耦接到控制节点N clo
[0032]在本实施例中,信号产生电路510相当于图1所示的信号产生电路110,用以产生控制信号CKm(例如,主时钟信号)。此外,信号产生电路510可进一步产生分频信号(frequency-divided signal) CKdiv4及其反相信号CKB DIV4,并包括多个触发器(flip-flop) 512_I 及 512_2、多个 AND 门 514_1 及 514_2 以及 NOR 门 516。其中,触发器512_1是正边沿触发式D型触发器,触发器512_2是负边沿触发式D型触发器,NOR门516根据触发器512_1的输出信号及反相分频信号CKBdiv4产生控制信号SC A,AND门514_1根据触发器512_1的反相输出信号及触发器512_2的输出信号产生控制信号CKMUX1,AND门514_2根据触发器512_2的反相输出信号及分频信号CKdiv4产生控制信号SCB。
[0033]图6是图5所示采样开关Mssi的控制电路中多个信号的定时图。如图6所示,在时间点Tl处,信号CKni的信号电平(即,控制节点Nei的信号电平)从高电平变化到低电平。在时间点T2处,控制信号CKmuxi的信号电平变化到高电平以接通晶体管M i ( S卩,开始采样),其中控制信号CKm的信号电平在此刻对应于低电平。在时间点T3处,控制信号CKmuxi的信号电平变化到高电平(即,晶体管M1接通),同时控制信号CKm的信号电平从低电平变化到高电平,此时信号CKni的信号电平从低电平变化到高电平(即,进入保持模式)。应注意,在分频信号CKdiv4的整个周期期间,每个控制信号可接通对应的采样开关一次。换言之,控制电路420可将控制信号CKm交替地耦接到控制节点N?-Νε4,且控制电路420可将控制信号CKm—次耦接到一个控制节点(即,控制节点Na/Ne2/Ne3/Ne4)。因此,将控制信号CKm的等效负载减小,即可实现各信号电平之间的快速转换。
[0034]再次参阅图5所示,在将控制节点^的信号电平调节到高电平之后(例如,在时间点T3之后),控制电路420可进一步根据控制信号SCa接通晶体管Ma,以使信号CKni的信号电平保持处于高电平并处于预定时间周期(例如,时间点T3与时间点T4之间的时间周期)。其中,控制信号CKm —次仅耦接到一个控制节点,即,在预定时间周期期间,控制信号CKmux2-CKmux4依次接通各对应晶体管(即,晶体管M 2-M4)。此外,控制电路420还可进一步根据控制信号SCb (例如,时间点Tl)接通晶体管Mb,以使信号CKni的信号电平调节到低电平,从而进行后续的采样操作。
[0035]应该理解到,使得信号CKni的信号电平保持处于高电平并处于预定时间的控制电路并不限于图5所示实施例的电路,例如,可利用其它电路拓扑结构来产生图5所示的控制信号,只要控制方案可使得控制节点的信号电平在调节到预定电平(例如,采样操作完成)之后保持处于预定时间周期即可。
[0036]图7是图4所不
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