[发明专利]一种降低寄生电容和电源影响的电压时间转换器及方法

权利要求书

1.一种降低寄生电容和电源影响的电压时间转换器，其特征在于，包括：

主采样网络，所述主采样网络设置有主采样电容和用于采样和转换输入电压与参考电压差值的主采样共模电平；

补偿采样网络，所述补偿采样网络设置有补偿采样电容和补偿采样共模电平，所述补偿采样共模电平用于采样和转换输入电压与参考电平差值，并进行电压补偿；

放电网络，用于对所述主采样电容和补偿采样电容进行放电；

过阈值检测单元，用于检测所述放电网络输出的电平是否过阈值，完成输入电平到时间的转换；

在采样阶段，所述主采样网络与补偿采样网络同时对输入电压进行采样；

在转换阶段，所述补偿采样网络接入主采样网络，与主采样网络同时进行电压时间域转换；

在转换阶段时，过阈值检测单元输入端的电压与输入电压关系为：

其中，V_TCD为过阈值检测单元输入端的电压，V_CMSP为主采样共模电平，V_IN为输入电压，V_REF为参考电压，V_CC为补偿采样共模电平，C_S为主采样电容，C_C为补偿采样电容，C_P为过阈值检测单元输入端寄生电容。

2.根据权利要求1所述的降低寄生电容和电源影响的电压时间转换器，其特征在于：补偿采样共模电平V_CC与电源电压V_DD的关系，以及过阈值检测单元的电压阈值V_TH与电源电压V_DD的关系分别为：

其中，K为过阈值检测单元电压阈值与电源电压的比例系数，V_TH为过阈值检测单元的电压阈值，V_DD为电源电压。

3.根据权利要求1所述的降低寄生电容和电源影响的电压时间转换器，其特征在于：所述主采样网络还包括主输入采样开关、主参考电平采样开关和主共模采样开关；所述补偿采样网络还包括补偿输入采样开关、补偿参考电平采样开关和补偿共模采样开关；所述放电网络包括第一放电开关、第二放电开关和恒流源；

所述主输入采样开关两端分别与输入电压和主采样电容的一端连接，所述主参考电平采样开关的两端分别与参考电压和主采样电容的一端连接，主采样电容的另一端通过主共模采样开关与主采样共模电平连接；

所述补偿输入采样开关两端分别与输入电压和补偿采样电容的一端连接，所述补偿参考电平采样开关的两端分别与参考电压和补偿采样电容的一端连接，补偿采样电容的另一端通过补偿共模采样开关与补偿采样共模电平连接；

所述第一放电开关的一端与补偿采样电容的另一端连接，第一放电开关的另一端和所述第二放电开关一端同时与过阈值检测单元的输入端连接，第二放电开关的另一端通过恒流源接地，所述过阈值检测单元的输入端通过过阈值检测单元输入端寄生电容接地。

4.根据权利要求3所述的降低寄生电容和电源影响的电压时间转换器，其特征在于：所述主采样网络开关电容与补偿采样网络开关电容结构完全相同，主采样网络开关电容与补偿采样网络开关电容之间对应器件尺寸参数成比例，主采样网络的RC时间常数与补偿采样网络的RC时间常数相同。