[发明专利]具有采样保持器的电路装置和用于在采样保持器中处理信号的方法

说明书

技术领域

本发明涉及具有采样保持器的电路装置、在采样保持器中处理信号的方法以及所述电路装置的应用。

背景技术

在许多模拟电路中，电压被存储在电容器或者其它的电荷存储器中。在此，所存储的电压往往被用于进一步的信号处理。在这种情况下，所述电荷存储器可以被构成为多个部分电荷存储器的可开关网络。

用于以后进一步处理的电压的缓冲存储例如被用在模数转换器中。图4示出具有流水线结构的模数转换器的一种实施例。图示的用于把模拟输入电压Vs转换成数字值Y的模数转换器包含n个级联的级A1、A2、...、An，所述级分别产生具有用于数字值Y的一个或者多个位的二进制值B1、B2、...、Bn并且将其输出到缓冲器BUF。在所述缓冲器BFU中，二进制值B1、B2、...、Bn被组合成数字值Y。在这种情况下，各个二进制值B1、B2、...、Bn在时间上相继被产生，其中第一级A1从所提供的电压Vs产生二进制值B1并且将其输出到所述缓冲器BUF。电压信号Vs的处理结果作为电压信号Vs2被输出给第二级A2用以进一步处理。最后，电压信号Vsn用作最后的级An的输入信号。

图5示出诸如可被用于级A1至An中的常规的采样保持器的示例性实施例。用于处理差分输入信号的采样保持器包含输入端子Vinp和Vinn以及基准电位端子Vrefp和Vrefn。此外，所述采样保持器具有电容器C1、C2，所述电容器可以通过第一端子经由开关S93至S98被连接到输入端子Vinp、Vinn和基准电位端子Vrefp、Vrefn。在这种情况下，开关S93至S98可以由控制电路CC控制。电容器C1、C2的第二端子被耦合到差分放大器OP的反相输入端和非反相输入端。差分放大器OP的非反相输出端O1通过由反馈电容器CR1和开关S91组成的并联电路被连接到差分放大器OP的反相输入端上。同样地在差分放大器OP的反相输出端O2与其非反相输入端之间连接由反馈电容器CR2与开关S92组成的并联电路。

通过所述输入端子Vinp、Vinn可以以差分形式馈入电压信号Vs至Vsn中的一个。在此，在输入端子Vinp、Vinn上的信号的分量关于共模电位相互互补。在第一阶段、即采样阶段中，开关S91、S92、S93、S94闭合，而开关S95、S96、S97、S98断开。由此以对应于输入电压的方式对电容器C1、C2充电。

在随后的阶段、即保持阶段中，根据控制电路的控制断开开关S91、S92、S93、S94。例如以由二进制值支配的方式，电容器C1、C2中的一个被耦合到第一基准电位端子Vrefp，并且另一个被耦合到第二基准电位端子Vrefn。在这种情况下，在基准电位端子Vrefp、Vrefn上的基准电位一般同样地关于基准电压相互互补。作为使电容器C1、C2加以基准电位的结果，根据开关S95至S98的开关位置，电压可以被加到在电容器C1、C2中所存储的电压上或者可以从所存储的电压被减去。这种运算的结果在端子O1、O2被输出。

在保持阶段结束时，电荷被施加给电容器C1、C2，所述电荷取决于所存储的电压和开关S95至S98的开关位置。在用于存储输入电压的新的电压值的后续采样阶段中，电容器C1、C2的充电状态可能影响采样操作。如果剩余电荷取决于模数转换的二进制值，这尤其是在高采样率时可能导致所谓的符号间干扰。这种类型的误差损害模数转换中的精度。

发明内容

因此，本发明的目标是，提出一种具有采样保持器的电路装置，其中由在先的时间段对一时间段中的采样操作的影响被降低。此外本发明的目标是说明一种用于信号处理的方法，利用所述方法降低一时间段中的采样操作对在先的时间段的依赖性。此外，本发明的目标是说明所述电路装置的使用。

这些目标通过独立权利要求的主题来实现。从属权利要求涉及本发明的配置和改进。

一个实施例提供一种具有采样保持器的电路装置，其中所述采样保持器包含第一、第二、第三和第四电荷存储器，所述电荷存储器分别具有第一和第二端子。此外所述采样保持器包含用于馈入差分输入信号的第一和第二输入端子以及第一和第二输出端子、和第一和第二基准电位端子。

在此，所述第一电荷存储器分别以可连接和可断开的方式通过其第一端子与第一输入端子、第一基准电位端子和第二基准电位端子耦合，并且通过其第二端子与第一输出端子耦合。所述第二电荷存储器分别以可连接和可断开的方式通过其第一端子与第二输入端子、第一基准电位端子和第二基准电位端子耦合，而其第二端子与第二输出端子耦合。