[发明专利]流水线A/D转换器中缩短参考建立时间的电荷补充电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于流水线A/D转换器中缩短参考建立时间的电荷补充电路，它的直接应用领域是低功耗高速高精度流水线A/D转换器领域。

背景技术

目前低功耗高速高精度流水线A/D转换器领域中，参考电路需要在全带宽范围内能提供与负载匹配的低阻抗输出，目的就是使参考电压在负载上快速的建立。图1为常规流水线A/D转换器结构框图。图1中，流水线结构的A/D转换器包含k级电路，其中，k-1级以前的电路结构相同，如图1的虚线框内结构所示。工作原理为：

第1级电路的采样/保持器在V_CLKN的上升沿，对输入信号取样，在V_CLKN的下降沿，由一个m位分辨率的粗A/D转换器（m₁位ADC），通过输入参考电压V_ref对输入信号进行量化，量化结果后，输出m位数字码（m₁位）；m位数字码同样送入一个m位的乘积型数模转换器（m₁位MDAC），乘积型数模转换器利用参考电压V_ref，转换成对应m位数字码的模拟电压并与输入信号求差，再将差值精确放大2^k-m倍后，送至下一级电路处理。

经过多级这样的处理后，最后由一个精度为N位细A/D转换器（N_k位ADC）对残余信号进行转换，将上述第1级到第k级电路的数字码输出经过数字校正电路，按照第1级数字码输出延迟k-1个时钟周期，第2级数字输出码延迟k-2个时钟周期，依此类推，到第k-1级数字输出码延迟1个时钟周期，第k级数字码输出不延迟，再把第1级到第k级的数字输出码叠位相加，最终输出n位的数字码。

流水线A/D转换器要达到n位精度的量化，流水线的第1级精度必须达到n位精度的要求。定义第1级流水线的负载电容为C_s，参考电容为C_r。当C_s采样输入信号V_in后，在保持相位开始瞬间，电容C_r和C_s的电荷分配运算式：

Vs=Vref×Cr+Vin×CsCr+Cs---(1)]]>

（1）式中，V_s为电荷分配结束时刻的电压。

此后，参考电流对负载C_s充电到V_ref：

tset=(Vref-Vs)×(Cr+Cs)Iref---(2)]]>