本發(fā)明專利技術(shù)提供一種采樣裝置，包括開(kāi)關(guān)電容電路，開(kāi)關(guān)電容電路中第一開(kāi)關(guān)和第二開(kāi)關(guān)的第一端都連接輸入信號(hào)，第一開(kāi)關(guān)的第二端連接第一電容的上極板，第二開(kāi)關(guān)的第二端連接第二電容的下極板，第一電容的下極板與第二電容的上極板的連接節(jié)點(diǎn)連接電源，第三開(kāi)關(guān)和第四開(kāi)關(guān)的第一端連接輸入共模電壓，第三開(kāi)關(guān)的第二端連接第一電容的上極板，第四開(kāi)關(guān)的第二端連接第二電容的下極板，連接節(jié)點(diǎn)通過(guò)采樣開(kāi)關(guān)連接電源，由此可以提高采樣裝置的線性度。另外，本發(fā)明專利技術(shù)通過(guò)設(shè)計(jì)出多個(gè)開(kāi)關(guān)電容電路組，并使每個(gè)開(kāi)關(guān)電容電路組包括對(duì)應(yīng)的預(yù)設(shè)數(shù)量個(gè)開(kāi)關(guān)電容電路，且每個(gè)開(kāi)關(guān)電容電路都與對(duì)應(yīng)的電源連接，可以使采集裝置的輸出共模電壓可調(diào)。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于信號(hào)采樣領(lǐng)域，具體涉及一種輸出共模電壓可調(diào)，且能消除采樣電容電壓系數(shù)引入的二階非線性的采樣裝置。
技術(shù)介紹
隨著A/D轉(zhuǎn)換器量化精度的不斷提升，對(duì)其線性度的要求也越來(lái)越高，采樣線性度是A/D轉(zhuǎn)換器線性度的決定性因素，且大量的應(yīng)用需求都要求A/D轉(zhuǎn)換器有低的功耗，因此，需要高線性度、低功耗的采樣裝置。然而，傳統(tǒng)的采樣裝置在電容采樣過(guò)程中通常會(huì)產(chǎn)生二階非線性(即采樣得到的電荷值包括與輸入電壓相關(guān)的二階項(xiàng))，從而導(dǎo)致采樣裝置的線性度較低。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)提供一種采樣裝置，以解決目前采樣裝置的線性度較低的問(wèn)題。根據(jù)本專利技術(shù)實(shí)施例的第一方面，提供一種采樣裝置，包括開(kāi)關(guān)電容電路，所述開(kāi)關(guān)電容電路包括第一開(kāi)關(guān)、第二開(kāi)關(guān)、第一電容和第二電容，其中所述第一開(kāi)關(guān)和所述第二開(kāi)關(guān)的第一端都連接輸入信號(hào)，且所述第一開(kāi)關(guān)的第二端連接所述第一電容的上極板，所述第二開(kāi)關(guān)的第二端連接所述第二電容的下極板，所述第一電容的下極板與所述第二電容的上極板的連接節(jié)點(diǎn)連接電源，通過(guò)控制所述第一開(kāi)關(guān)和所述第二開(kāi)關(guān)導(dǎo)通來(lái)進(jìn)行信號(hào)采樣。在一種可選的實(shí)現(xiàn)方式中，所述開(kāi)關(guān)電容電路還包括第三開(kāi)關(guān)和第四開(kāi)關(guān)，所述第三開(kāi)關(guān)和所述第四開(kāi)關(guān)的第一端用于連接輸入共模電壓，所述第三開(kāi)關(guān)的第二端連接所述第一電容的上極板，所述第四開(kāi)關(guān)的第二端連接所述第二電容的下極板，所述連接節(jié)點(diǎn)通過(guò)采樣開(kāi)關(guān)連接所述電源。在另一種可選的實(shí)現(xiàn)方式中，所述采樣裝置包括多個(gè)開(kāi)關(guān)電容電路組，針對(duì)每個(gè)開(kāi)關(guān)電容電路組，該開(kāi)關(guān)電容電路組包括對(duì)應(yīng)的預(yù)設(shè)數(shù)量個(gè)所述開(kāi)關(guān)電容電路，且該開(kāi)關(guān)電容電路組中每個(gè)開(kāi)關(guān)電容電路的所述連接節(jié)點(diǎn)都連接對(duì)應(yīng)的采樣開(kāi)關(guān)的非電源連接端，所述對(duì)應(yīng)的采樣開(kāi)關(guān)的電源連接端連接對(duì)應(yīng)的電源；各個(gè)所述采樣開(kāi)關(guān)的非電源連接端之間設(shè)置有短接開(kāi)關(guān)。在另一種可選的實(shí)現(xiàn)方式中，所述各個(gè)采樣開(kāi)關(guān)連接的對(duì)應(yīng)的電源至少有兩個(gè)不同。在另一種可選的實(shí)現(xiàn)方式中，所述采樣裝置包括兩個(gè)開(kāi)關(guān)電容電路組，第一開(kāi)關(guān)電容電路組包括第1個(gè)至第m個(gè)開(kāi)關(guān)電容電路，第二開(kāi)關(guān)電容電路組包括第m+1個(gè)至第N個(gè)開(kāi)關(guān)電容電路，所述第一開(kāi)關(guān)電容電路組的每個(gè)開(kāi)關(guān)電容電路中，其所述連接節(jié)點(diǎn)通過(guò)采樣開(kāi)關(guān)S1連接電源Vdd，所述第二開(kāi)關(guān)電容電路組的每個(gè)開(kāi)關(guān)電容電路中，其所述連接節(jié)點(diǎn)通過(guò)采樣開(kāi)關(guān)S1'連接電源Vss，所述采樣開(kāi)關(guān)S1與所述采樣開(kāi)關(guān)S1'的非電源連接端之間設(shè)置有短接開(kāi)關(guān)S2。在另一種可選的實(shí)現(xiàn)方式中，所述電源Vdd與所述電源Vss不同。在另一種可選的實(shí)現(xiàn)方式中，通過(guò)控制所述第一開(kāi)關(guān)電容電路組和第二開(kāi)關(guān)電容電路組中對(duì)應(yīng)開(kāi)關(guān)電容電路的第一開(kāi)關(guān)、第二開(kāi)關(guān)以及所述采樣開(kāi)關(guān)S1、所述采樣開(kāi)關(guān)S1'導(dǎo)通，以使所述采樣裝置進(jìn)入采樣相進(jìn)行電荷采樣。在另一種可選的實(shí)現(xiàn)方式中，通過(guò)控制所述第一開(kāi)關(guān)電容電路組和第二開(kāi)關(guān)電容電路組中對(duì)應(yīng)開(kāi)關(guān)電容電路的第一開(kāi)關(guān)、第二開(kāi)關(guān)以及所述采樣開(kāi)關(guān)S1、所述采樣開(kāi)關(guān)S1'斷開(kāi)，并控制所述第一開(kāi)關(guān)電容電路組和第二開(kāi)關(guān)電容電路組中對(duì)應(yīng)開(kāi)關(guān)電容電路的第三開(kāi)關(guān)、第四開(kāi)關(guān)以及所述短接開(kāi)關(guān)S2導(dǎo)通，以使所述采樣裝置產(chǎn)生輸出電壓，并進(jìn)入比較相。在另一種可選的實(shí)現(xiàn)方式中，所述采樣裝置進(jìn)入采樣相后采集得到的總電荷為Qs＝2mCs0(Vin-Vdd)2(N-m)Cs0(Vin-Vss)，其中Cs0表示第一電容和第二電容的基準(zhǔn)值，Vin表示輸入電壓。在另一種可選的實(shí)現(xiàn)方式中，所述采樣裝置進(jìn)入比較相后存儲(chǔ)的總電荷為Qc＝2NCs0(VCMI-VO)，其中Cs0表示第一電容和第二電容的基準(zhǔn)電容值，VCMI表示輸入共模電壓，VO表示輸出電壓；根據(jù)電荷守恒定律，整理可得：其中vin表示輸入電壓Vin的交流分量，所述采樣裝置的輸出共模電壓為通過(guò)改變m值，對(duì)所述輸出共模電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)。本專利技術(shù)的有益效果是：1、本專利技術(shù)通過(guò)在由輸入電壓、輸入開(kāi)關(guān)和電源構(gòu)成的兩條路徑上分別設(shè)置一個(gè)電容，并使兩條路徑上設(shè)置的電容的極性相反，可以使采集到的電荷值僅與輸入電壓的一階項(xiàng)有關(guān)，而與輸入電壓的二階項(xiàng)無(wú)關(guān)，由此可以消除傳統(tǒng)采樣裝置在電容采樣過(guò)程中產(chǎn)生的二階非線性，從而可以提高采樣裝置的線性度；2、本專利技術(shù)通過(guò)在輸入共模電壓、輸入開(kāi)關(guān)、采樣開(kāi)關(guān)和電源構(gòu)成的兩條路徑上分別設(shè)置一個(gè)電容，并使兩條路徑上設(shè)置的電容的極性相反，可以使存儲(chǔ)的電荷值僅與輸出電壓的一階項(xiàng)有關(guān)，而與輸出電壓的二階項(xiàng)無(wú)關(guān)，由此可以消除傳統(tǒng)采樣裝置在進(jìn)入比較相時(shí)產(chǎn)生與輸出相關(guān)的二階非線性，從而可以進(jìn)一步提高采樣裝置的線性度；3、本專利技術(shù)通過(guò)設(shè)計(jì)出多個(gè)開(kāi)關(guān)電容電路組，并使每個(gè)開(kāi)關(guān)電容電路組包括對(duì)應(yīng)的預(yù)設(shè)數(shù)量個(gè)開(kāi)關(guān)電容電路，且每個(gè)開(kāi)關(guān)電容電路都與對(duì)應(yīng)的電源連接，可以使采集裝置的輸出共模電壓可調(diào)。相比于傳統(tǒng)采樣裝置需要設(shè)計(jì)輸出共模電壓產(chǎn)生電路，本專利技術(shù)提出的采樣裝置中，其開(kāi)關(guān)電容電路組自帶產(chǎn)生輸出共模電壓的功能，因此不需設(shè)計(jì)輸出共模電壓產(chǎn)生電路。其次，傳統(tǒng)采樣裝置由于需要設(shè)計(jì)輸出共模電壓產(chǎn)生電路，這將導(dǎo)致電路功耗增加，本專利技術(shù)提出的采樣裝置，不需要輸出共模電壓產(chǎn)生電路，大幅降低了采樣電路的版圖面積和功耗。另外，傳統(tǒng)的采樣裝置，輸出共模電壓不可調(diào)，本專利技術(shù)提出的采樣裝置中，可通過(guò)調(diào)節(jié)m值來(lái)達(dá)到調(diào)節(jié)輸出共模電壓的目的，輸出共模電壓可調(diào)范圍從Vss到Vdd，達(dá)到整個(gè)電源域范圍，電路通用性更強(qiáng)。附圖說(shuō)明圖1是本專利技術(shù)采樣裝置中開(kāi)關(guān)電容電路的一個(gè)實(shí)施例電路示意圖；圖2是本專利技術(shù)采樣裝置中開(kāi)關(guān)電容電路的另一個(gè)實(shí)施例電路示意圖；圖3是本專利技術(shù)采樣裝置的一個(gè)實(shí)施例電路示意圖。具體實(shí)施方式為了使本
的人員更好地理解本專利技術(shù)實(shí)施例中的技術(shù)方案，并使本專利技術(shù)實(shí)施例的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本專利技術(shù)實(shí)施例中技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。在本專利技術(shù)的描述中，除非另有規(guī)定和限定，需要說(shuō)明的是，術(shù)語(yǔ)“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是機(jī)械連接或電連接，也可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通，可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)的具體含義。參見(jiàn)圖1，為本專利技術(shù)采樣裝置中開(kāi)關(guān)電容電路的一個(gè)實(shí)施例電路示意圖。該采樣裝置可以包括開(kāi)關(guān)電容電路，所述開(kāi)關(guān)電容電路包括第一開(kāi)關(guān)S11、第二開(kāi)關(guān)S11'、第一電容CS1和第二電容CS1'，其中所述第一開(kāi)關(guān)S11和所述第二開(kāi)關(guān)S11'的第一端都可以用于連接輸入電壓Vin，且所述第一開(kāi)關(guān)S11的第二端連接所述第一電容CS1的上極板，所述第二開(kāi)關(guān)S11'的第二端連接所述第二電容CS1'的下極板，所述第一電容CS1的下極板與所述第二電容CS1'的上極板的連接節(jié)點(diǎn)連接電源Vdd，通過(guò)控制所述第一開(kāi)關(guān)S11和所述第二開(kāi)關(guān)S11'導(dǎo)通來(lái)進(jìn)行信號(hào)采樣。本實(shí)施例中，第一開(kāi)關(guān)S11和第二開(kāi)關(guān)S11'的導(dǎo)通或斷開(kāi)可以由時(shí)鐘信號(hào)Φ1來(lái)控制。例如，當(dāng)時(shí)鐘信號(hào)Φ1為高電平時(shí)，第一開(kāi)關(guān)S11和第二開(kāi)關(guān)S11'可以導(dǎo)通，當(dāng)時(shí)鐘信號(hào)Φ1為低電平時(shí)，第一開(kāi)關(guān)S11和第二開(kāi)關(guān)S11'可以斷開(kāi)。其中，當(dāng)?shù)谝婚_(kāi)關(guān)S11和第二開(kāi)關(guān)S11'導(dǎo)通時(shí)，開(kāi)始對(duì)輸入電壓Vin進(jìn)行采樣，此時(shí)第一電容CS1的下極板與第二電容CS1'的上極板的連接節(jié)點(diǎn)的電壓VO+等于電源電壓Vdd。在開(kāi)關(guān)電容電路中， 本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種采樣裝置，其特征在于，包括開(kāi)關(guān)電容電路，所述開(kāi)關(guān)電容電路包括第一開(kāi)關(guān)、第二開(kāi)關(guān)、第一電容和第二電容，其中所述第一開(kāi)關(guān)和所述第二開(kāi)關(guān)的第一端都連接輸入信號(hào)，且所述第一開(kāi)關(guān)的第二端連接所述第一電容的上極板，所述第二開(kāi)關(guān)的第二端連接所述第二電容的下極板，所述第一電容的下極板與所述第二電容的上極板的連接節(jié)點(diǎn)連接電源，通過(guò)控制所述第一開(kāi)關(guān)和所述第二開(kāi)關(guān)導(dǎo)通來(lái)進(jìn)行信號(hào)采樣。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種采樣裝置，其特征在于，包括開(kāi)關(guān)電容電路，所述開(kāi)關(guān)電容電路包括第一開(kāi)關(guān)、第二開(kāi)關(guān)、第一電容和第二電容，其中所述第一開(kāi)關(guān)和所述第二開(kāi)關(guān)的第一端都連接輸入信號(hào)，且所述第一開(kāi)關(guān)的第二端連接所述第一電容的上極板，所述第二開(kāi)關(guān)的第二端連接所述第二電容的下極板，所述第一電容的下極板與所述第二電容的上極板的連接節(jié)點(diǎn)連接電源，通過(guò)控制所述第一開(kāi)關(guān)和所述第二開(kāi)關(guān)導(dǎo)通來(lái)進(jìn)行信號(hào)采樣。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述開(kāi)關(guān)電容電路還包括第三開(kāi)關(guān)和第四開(kāi)關(guān)，所述第三開(kāi)關(guān)和所述第四開(kāi)關(guān)的第一端用于連接輸入共模電壓，所述第三開(kāi)關(guān)的第二端連接所述第一電容的上極板，所述第四開(kāi)關(guān)的第二端連接所述第二電容的下極板，所述連接節(jié)點(diǎn)通過(guò)采樣開(kāi)關(guān)連接所述電源。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述采樣裝置包括多個(gè)開(kāi)關(guān)電容電路組，針對(duì)每個(gè)開(kāi)關(guān)電容電路組，該開(kāi)關(guān)電容電路組包括對(duì)應(yīng)的預(yù)設(shè)數(shù)量個(gè)所述開(kāi)關(guān)電容電路，且該開(kāi)關(guān)電容電路組中每個(gè)開(kāi)關(guān)電容電路的所述連接節(jié)點(diǎn)都連接對(duì)應(yīng)的采樣開(kāi)關(guān)的非電源連接端，所述對(duì)應(yīng)的采樣開(kāi)關(guān)的電源連接端連接對(duì)應(yīng)的電源；各個(gè)所述采樣開(kāi)關(guān)的非電源連接端之間設(shè)置有短接開(kāi)關(guān)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述各個(gè)采樣開(kāi)關(guān)連接的對(duì)應(yīng)的電源至少有兩個(gè)不同。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述采樣裝置包括兩個(gè)開(kāi)關(guān)電容電路組，第一開(kāi)關(guān)電容電路組包括第1個(gè)至第m個(gè)開(kāi)關(guān)電容電路，第二開(kāi)關(guān)電容電路組包括第m+1個(gè)至第N個(gè)開(kāi)關(guān)電容電路，所述第一開(kāi)關(guān)電容電路組的每個(gè)開(kāi)關(guān)電容電路中，其所述連接節(jié)點(diǎn)通過(guò)采樣開(kāi)關(guān)S1連接電源Vdd，所述第二...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李婷，胡剛毅，李儒章，王健安，張勇，黃正波，陳光炳，王育新，付東兵，王妍，袁浚，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第二十四研究所，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：重慶;50
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