[发明专利]具有数字至模拟转换器和切换式电容器的积分器斜坡产生器

说明书

技术领域

本发明所揭示内容一般是关于用于模拟至数字转换器(ADC，analog-to-digital converter)的斜坡产生器。

背景技术

除非于文中另外指示，在此段落中所说明之方法对于在所申请内容中的申请专利范围而言并非先前技术，且不可当成先前技术并入此段落中。

在单斜率模拟至数字转换器(ADC)中，积分器产生以比较器相较于模拟输入端的递减或递增波形。以数字计数器测量该波形超过模拟输入电压电位所需花费的时间。数字斜坡ADC类似该单斜率ADC，除了数字至模拟转换器(DAC，digital-to-analog converter)产生该波形至该比较器。

发明内容

在本发明所揭示内容之一或多个具体实施例中，斜坡产生器包括一数字至模拟转换器(DAC)；一取样电容器；一积分器电路；一极性反转开关，其选择性将该DAC之第一和第二输出端耦合于该取样电容器之第一侧；一第一开关，其将该取样电容器之第二侧耦合于参考电压源；以及一第二开关，其将该取样电容器之该第二侧耦合于该积分器电路之输入端。

前述总结仅是例示性，且是不欲以任何方式限制。除了以上所说明之该等例示性态样、具体实施例和特征外，藉由参照所附图和以下实施方式，进一步的态样、具体实施例和特征将变得显而易见。

附图说明

搭配所附图，本发明所揭示内容之前述和其它特征从以上说明和所附申请专利范围将变得更充分显而易见。应了解这些图仅描绘出根据所揭示内容的多个具体实施例，因此不被视为其范畴之限制，所揭示内容将通过所附图之使用而以附加的特性和细节说明。

在该等图中：

图1A是差分单斜率模拟至数字转换器(ADC)之方块图；

图1B是图1A之该ADC之时序图；

图2是用于图1A之该ADC的斜坡产生器之示意图；

图3是有用于图1A之该ADC之DAC的斜坡产生器之示意图；

图4是用于操作图3之该斜坡产生器的方法；以及

图5是图3之该斜坡产生器之时序图，所有皆根据本发明所揭示内容之至少某些具体实施例而设定。

具体实施方式

图1A是差分单斜率模拟至数字转换器(ADC)100之方块图。ADC100包括开关102和104，其从行汇流排线106分别取样像素信号和重置信号至取样电容器108和110之第一侧上。取样电容器108和110保存该像素信号和该重置信号。如在图1B之时序图中所显示，在本发明所揭示内容之一具体实施例中，已在时间t1将像素和重置信号取样至电容器108和110上。

取样电容器108和110之第二侧是耦合于前置放大器112之输入端，其输出端依哪个输入端较高而定。前置放大器112之该等输出端是耦合于比较器114之该等输入端，其输出端依哪个输入端较高而定。

基于相同的频率信号，斜坡产生器116分别施加负斜坡信号「negrmp」和正斜坡信号「posrmp」至在取样电容器108和110之该第一侧上的该像素信号和该重置信号。如在第1B图之该时序图中所显示，「negrmp」和「posrmp」信号在时间t2开始。当该等两个信号中途交切(meet)于该像素信号与该重置信号之间时，前置放大器112开始反转其输出端。该前置放大器输出端之反转触发比较器114，其转而触发锁存器118以基于如同斜坡产生器116的相同频率信号撷取计数器120之数值。锁存器118输出该数值至随机存取内存(RAM，random access memory)122。如在图1B之该时序图中所显示，该等两个信号在时间t3中途交切并使得比较器114之输出端跳闸(trip)。

图2是用于图1A之ADC100的斜坡产生器116之示意图。斜坡产生器116可能是差分切换式电容积分器，其具有用于产生负和正斜坡信号的两个互补半部(halves)。首先说明用于产生该负斜坡信号的第一半部。

在取样模式中，开启开关202、204并关闭开关206、208以允许电压跨越取样电容器210以追踪正输入电压Vin+，而缓冲器212和反馈电容器214保存先前数值。在至积分模式的转变中，首先关闭开关204、将恒定电荷注入取样电容器210上并随后关闭开关202。在该积分模式中，开启开关206和208。储存于取样电容器210上的该电荷因此转移至反馈电容器214。在回到该取样模式的该转变中，在关闭开关206之前关闭开关208。重复此程序以反复递减该负斜坡信号。在结束此程序时，开启开关216以重置反馈电容器214。