[发明专利]模数转换器的低噪声精密输入阶段

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求申请于2015年10月26日提交、标题为“LOW NOISE PRECISION INPUT STAGE FOR ANALOG-TO-DIGITAL CONVERTERS”的美国临时专利申请号62/246488的权益和优先权，它的整体通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及集成电路领域，尤其涉及用于模数转换器的低噪声精度输入级。

背景技术

在许多电子应用中，将模拟输入信号转换为数字输出信号(例如，用于进一步的数字信号处理)。例如，在精度测量系统中，电子装置被设置有一个或多个传感器以进行测量，并且这些传感器可产生模拟信号。然后，该模拟信号被提供给模数转换器(ADC)作为输入，以产生用于进一步处理的数字输出信号。在另一实例中，基于在空气中携带信息/信号的电磁波，天线产生模拟信号。然后，由天线产生的模拟信号被作为输入提供到ADC，以产生用于进一步处理的数字输出信号。

ADC可以用于许多地方，如宽带通信系统，音响系统，接收器系统等。ADC可以转换表示现实世界的现象的模拟电信号，例如，光，声，温度或压力，用于进行数据处理的目的的。设计ADC是不平凡的任务，因为每个应用可具有在性能，功耗，成本和尺寸上的不同需求。ADC被应用在广泛的应用，包括通信，能源，医疗，仪器仪表和计量，电机和电源控制，工业自动化及航天/国防。由于需要ADC的应用增长，需要准确而可靠的转换性能也随之增加。

发明内容

本公开内容的实施例提供用于实现用于具有低噪声、低功率以及高精度的ADC的输入级的系统和方法。

本公开内容的一个方面提供了可被认为是ADC的输入级的系统，所述输入级系统包括至少一个采样电容器，被配置成采样获取阶段的输入信号；电容性增益放大器(系统CGA)，其可以是可编程或固定增益放大器，被配置为提供所述输入信号到采样电容；以及带宽控制装置，配置成控制该采样电容器在获取阶段的第一部分期间具有第一带宽并且该采样电容器在所述获取阶段的第二部分具有第二带宽，所述部分在相同获取阶段的第一部分之后，所述第二带宽小于所述第一带宽。

本公开内容的另一方面提供一种操作ADC输入级的方法，其包括配置成采样获取阶段中输入信号的至少一个采样电容器以及被配置为提供所述输入信号到采样电容器的CGA。该方法包括：确保所述采样电容器在获取阶段的第一部分期间具有第一带宽，并确保采样电容器在所述获取阶段的第二部分期间具有第二带宽，所述第二部分在所述同一获取阶段的第一部分之后，所述第二带宽小于所述第一带宽。

本公开的实施例基于洞察：使用电容放大器向上增益输入信号，然后在采样用于转换特定的模拟输入值完成之前过滤。'动态'过滤用来允许在第一高带宽相位期间准确稳定。随后的低带宽模式然后降低采样噪声功率。电容放大器可以很容易经修改以接收DAC输入，因此可以实现在很多ADC架构上发现的关键输入求和点，诸如例如管道、Σ-Δ等。

如将被本领域技术人员可以理解地，本公开的方面可以体现在各种方式-例如作为一种方法，系统，计算机程序产品或计算机可读存储介质。因此，本公开的方面可采取完全硬件实施例，完全软件实施例(包括固件，驻留软件，微代码等)，或者组合软件和硬件方面的实施例的形式，可以全部通常被称为本文为“电路”，“模块”或“系统”。本公开中描述的功能可以被实现为通过一个或多个处理单元执行的算法，例如一个或多个计算机的一个或多个微处理器。在各种实施例中，本文描述的方法的不同步骤和每个步骤的部分可以由不同的处理单元来执行。此外，本公开内容的各方面可以采取体现在一个或多个计算机可读介质，优选非临时性的计算机程序产品的形式，具有计算机可读程序代码体现的，例如存储在其上。在各种实施例中，这种计算机程序可以例如被下载(更新)到现有的设备和系统(例如，以现有的CGA，ADC或/和它们的控制器等)或在制造这些装置的存储和系统。

从以下的描述以及权利要求，本发明的其它特征和优点是显而易见的。

附图说明

参考下面的描述，结合附图考虑，提供对本公开内容和特征和优点的更完整的理解，其中，类似的参考数字表示相同的部件，其中：

图1示出了根据本公开的一些实施例，ADC的输入级；

图2示出根据本公开的一些实施例，用于实现CGA ADC的输入级的定时图；

图3示出根据本公开的一些实施例的第一和第二采集带宽；

图4示出根据本公开的一些实施例，具有求和点的ADC的输入级，；