專利名稱：使用時(shí)鐘升壓的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的涉及到模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，尤其涉及到使用時(shí)鐘升壓(clock boosting)技術(shù)的抽樣保持放大器和具有該抽樣保持放大器的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器。
背景技術(shù)：
近來，隨著高密度超大規(guī)模集成電路(VLSI)處理技術(shù)和數(shù)字信號處理(DSP)技術(shù)的發(fā)展，對應(yīng)用于高品質(zhì)視頻系統(tǒng)、下一代個(gè)人便攜通信設(shè)備、高速數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)和醫(yī)療器械的高性能模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的需求正逐漸增長。此外，由于對便攜設(shè)備需求的增長，對于各可與使用1.8v電平低壓電源的另一互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)一起在單芯片中實(shí)現(xiàn)的低功率、低壓模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器存在大量需求。特別是，在圖像顯示應(yīng)用中，如平面顯示輸入單元和液晶顯示器驅(qū)動(dòng)電路，采樣率等于或高于100MHz并且?guī)装僬缀掌澕墑e的輸入信號必須在8位分辨率下被處理，因此，能夠高速操作和采樣高頻輸入信號的抽樣保持放大器應(yīng)用于其輸入端的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器是關(guān)鍵。
近來，數(shù)字電視市場快速擴(kuò)大。此外，殘留邊帶(VSB)將被作為數(shù)字電視接收方法標(biāo)準(zhǔn)在韓國應(yīng)用。當(dāng)VSB數(shù)字電視被接收，模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器被用于數(shù)字化處理模擬電視信號。
采樣模擬信號產(chǎn)生模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入的傳統(tǒng)方法是通過使用調(diào)諧器、表面聲波(SAW)濾波器和混合器實(shí)現(xiàn)的，如圖1所示。因此，由于這種方法應(yīng)用了二階混合器，其缺點(diǎn)是數(shù)字電視板的單元花銷高。
此外，該方法電路是有缺陷的，在電路應(yīng)用于子采樣模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器情況下超高輸入頻率進(jìn)入時(shí)，由于輸入阻抗的增加和變化，采樣結(jié)果的操作特性變壞，造成性能降低。因此，很難獲得高于8位的信號。結(jié)果是，很難在子采樣模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器中使用該方法的電路。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明考慮到現(xiàn)有技術(shù)中出現(xiàn)的上述問題，并且本發(fā)明的目的在于提供一種模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器裝置，使得通過提高子采樣模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器中抽樣保持放大器的性能而不必使用混合器。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一個(gè)模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器裝置，包括使用時(shí)鐘升壓的采樣模擬輸入信號的抽樣保持放大器；用于接收通過抽樣保持放大器采樣的信號并將采樣的信號轉(zhuǎn)換為第一數(shù)字輸出代碼的多個(gè)位的第一數(shù)字轉(zhuǎn)換器；用于接收和存儲(chǔ)通過抽樣保持放大器采樣的信號并放大和輸出存儲(chǔ)信號與對應(yīng)于第一數(shù)字輸出代碼的模擬信號間的差的復(fù)合數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器；用于接收復(fù)合數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器的輸出信號并轉(zhuǎn)換輸出信號為第二數(shù)字輸出代碼的多個(gè)位的第二模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器；用于接收第一數(shù)字輸出代碼和第二數(shù)字輸出代碼，將第一數(shù)字輸出代碼的特定位與第二數(shù)字輸出代碼的特定位相重疊，并輸出重疊位除外的剩余位作為最終數(shù)字輸出代碼的數(shù)字校正邏輯。
優(yōu)選地，抽樣保持放大器包括連接到模擬輸入信號被輸入的輸入端和與該輸入端連接的開關(guān)晶體管的柵極的時(shí)鐘升壓電路，從而保持開關(guān)晶體管導(dǎo)通(ON)電阻在小而恒定的值并固定輸入阻抗。
優(yōu)選地，抽樣保持放大器包括連接到正輸入端的第一N-溝道金屬氧化物半導(dǎo)體(NMOS)開關(guān)晶體管；連接到負(fù)輸入端的第二NMOS開關(guān)晶體管；連接到正輸入端和第一NMOS開關(guān)晶體管的柵極的第一時(shí)鐘升壓電路，以致保持第一NMOS開關(guān)晶體管的ON電阻在小而恒定的值，而與通過正輸入端輸入的信號的電壓變化無關(guān)；連接到負(fù)輸入端和第二NMOS開關(guān)晶體管的柵極的第二時(shí)鐘升壓電路，以致保持第二NMOS開關(guān)晶體管的ON電阻在小且恒定的值，而與通過負(fù)輸入端輸入的信號的電壓變化無關(guān)。
優(yōu)選地，抽樣保持放大器包括在正輸入端和第一節(jié)點(diǎn)間與第一NMOS開關(guān)晶體管并聯(lián)，并且設(shè)置對采樣時(shí)鐘作出響應(yīng)的第一P-溝道金屬氧化物半導(dǎo)體(PMOS)開關(guān)晶體管；在負(fù)輸入端和第二節(jié)點(diǎn)間與第二NMOS開關(guān)晶體管并聯(lián)，并且設(shè)置對采樣時(shí)鐘作出響應(yīng)的第二PMOS開關(guān)晶體管；第一端被連接到第一節(jié)點(diǎn)的第一電容器；第一端被連接到第二節(jié)點(diǎn)的第二電容器；配置為有區(qū)別地放大通過第一電容器傳輸?shù)男盘柡屯ㄟ^第二電容傳輸?shù)男盘柌⑤敵鲇袇^(qū)別地放大的信號到正輸出端和負(fù)輸出端的放大器；被連接在第一節(jié)點(diǎn)和正輸出端之間并配置以響應(yīng)保持時(shí)鐘的第一傳輸門；被連接在第二節(jié)點(diǎn)和負(fù)輸出端之間并配置以響應(yīng)保持時(shí)鐘的第二傳輸門；連接在正輸出端和負(fù)輸出端之間并配置以響應(yīng)保持時(shí)鐘的NMOS晶體管。
優(yōu)選地，第一和第二門時(shí)鐘升壓電路各包括第一端連接到采樣時(shí)鐘的反相信號的第一電容器；第一端通過反向倒相器連接到采樣時(shí)鐘的第二電容器；電源電壓應(yīng)用于其漏極，第一電容器的第二端被連接到其源極，第二電容器的第二端被連接于其柵極的第一NMOS晶體管；第二NMOS晶體管，電源電壓應(yīng)用于其漏極，第二電容器的第二端被連接在其源極，該第二NMOS晶體管的源極連接到其柵極；第三NMOS晶體管，電源電壓被應(yīng)用于其漏極，并且第二NMOS晶體管的柵極連接到其柵極；第三電容，其第一端被連接至第三NMOS晶體管的源極；第四NMOS晶體管，第三電容的第二端被連接至其漏極，采樣時(shí)鐘的反相信號被應(yīng)用于其柵極，地電壓應(yīng)用于其源極；第一PMOS晶體管，電源電壓被應(yīng)用于其源極，采樣時(shí)鐘被應(yīng)用于其柵極；第五NMOS晶體管，第一PMOS晶體管的漏極被連至其漏極，采樣時(shí)鐘被連至其柵極，并且第三電容的第二端被連至其源極；第六NMOS晶體管，第一PMOS晶體管的漏極被連至其漏極，第三電容器的第二端被連至其源極；第二PMOS晶體管，第三NMOS晶體管的源極被連至其源極，第六NMOS晶體管的漏極被連至其柵極，時(shí)鐘升壓電路的輸出端被連至其漏極，并且其柵極和源極相互連接；第七NMOS晶體管，第三電容器的第二端被連至其源極，時(shí)鐘升壓電路的輸出端被連至其柵極，時(shí)鐘升壓電路的輸入端被連至其漏極；第八NMOS晶體管，門自舉電路(gate bootstrappingcircuit)的輸出端被連至其漏極，電源電壓應(yīng)用于其柵極；第九NMOS晶體管，第八NMOS晶體管的源極被連至其漏極，采樣時(shí)鐘的反相信號被應(yīng)用于其柵極，地電壓應(yīng)用于其源極。
優(yōu)選地，復(fù)合數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器使用組合電容交換技術(shù)。
優(yōu)選地，第二模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器和復(fù)合數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器各是一個(gè)或多個(gè)模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，一個(gè)或多個(gè)第二模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器和一個(gè)或多個(gè)復(fù)合數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器。


從下面與附圖相結(jié)合的具體描述中，上述提及的和其它的有關(guān)本發(fā)明的目標(biāo)，特性和優(yōu)點(diǎn)將更清晰的被理解。其中圖1為使用包括通用抽樣保持放大器的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的數(shù)字電視接收端的方塊圖；圖2為本發(fā)明所要實(shí)現(xiàn)的數(shù)字電視接收端的方塊圖；圖3為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器裝置整體方塊圖。
圖4為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的抽樣保持放大器的方塊圖。
圖5為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，使用顯示時(shí)鐘升壓的抽樣保持放大器的輸入操作圖。
圖6為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的升壓電路的電路圖。
具體實(shí)施例方式
參考附圖，其中不同附圖中的相同附圖標(biāo)記指相同或相似的部分。
圖3為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器裝置的整體方塊圖。
參照圖3，本發(fā)明的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器裝置具有從多個(gè)級中各獲得2位的管道結(jié)構(gòu)(pipeline structure)，并且包括抽樣保持放大器(SHA)101、復(fù)合數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器(MDAC)103、多個(gè)快速模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器102和數(shù)字校正邏輯(DCL)104。
本發(fā)明中的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器使用相互不重疊的兩個(gè)時(shí)鐘以轉(zhuǎn)換模擬輸入信號為數(shù)字輸出代碼。
抽樣保持放大器(SHA)101使用時(shí)鐘升壓技術(shù)，響應(yīng)采樣時(shí)鐘采樣模擬輸入信號并傳輸被采樣的信號到復(fù)合數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器103的電容器串(capacitor string)。第一快速模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器接收由抽樣保持放大器101采樣的信號，并且轉(zhuǎn)換采樣的信號為第一數(shù)字輸出代碼的兩位。輸入信號相應(yīng)的總參考電壓的部分由第一數(shù)字輸出代碼中的兩位所決定。第一數(shù)字輸出代碼被傳送到數(shù)字校正邏輯104，因此，第一數(shù)字輸出代碼與從第二模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器102輸出的第二數(shù)字輸出代碼結(jié)合處理。復(fù)合數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器103接收抽樣保持放大器采樣的信號，并且存儲(chǔ)該信號在電容串中。復(fù)合數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器103在緊接采樣時(shí)鐘的下一循環(huán)放大殘留電壓8倍，該殘留電壓為電容串中存儲(chǔ)的模擬信號和與第一數(shù)字輸出代碼對應(yīng)的模擬信號的差，并且輸出放大的電壓到第二模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器102。第二模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器102接收復(fù)合數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器103的輸出信號，并且將輸出信號轉(zhuǎn)換為第二數(shù)字輸出代碼的多位。
數(shù)字校正邏輯15接收第一數(shù)字輸出代碼的兩位和第二數(shù)字輸出的兩位，重疊第一數(shù)字輸出代碼的特定位和第二數(shù)字輸出代碼的特定位，并輸出除重疊位以外剩余的10位作為最終數(shù)字輸出代碼。通過重疊單獨(dú)的快速模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的輸出代碼來糾正產(chǎn)生于快速模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器102、抽樣保持放大器101和復(fù)合數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器103間的誤差值，例如饋入和偏移，數(shù)字校正邏輯104獲得除重疊位之外的最終10位。
復(fù)合數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器104使用組合電容器交換技術(shù)從而實(shí)現(xiàn)具有最小能耗和最小面積，且以非常高的速度運(yùn)轉(zhuǎn)的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器。使用該組合電容器交換技術(shù)，復(fù)合數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器104的單位電容器被組合成對，因此所需電容器的數(shù)量可減少50％。結(jié)果，復(fù)合數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器104的面積被大大減少，復(fù)合數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器104的負(fù)載大小將減半，因此復(fù)合數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器104可在200MHz運(yùn)轉(zhuǎn)。此外，現(xiàn)存的內(nèi)插技術(shù)被應(yīng)用在單個(gè)模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器102，因此復(fù)合數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器的負(fù)載可進(jìn)一步減少。
采樣模擬輸入信號的抽樣保持放大器101的性能對于獲得模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器所需的高速率，高分辨性能和大大高于采樣速率的輸入帶寬是十分重要的。從而，在本發(fā)明中，抽樣保持放大器101使用時(shí)鐘升壓技術(shù)，而該抽樣保持放大器的結(jié)構(gòu)和操作參照圖4所示內(nèi)容詳細(xì)描述。
上述過程在快速模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器和復(fù)合數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器中重復(fù)。
圖4為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例之一的抽樣保持放大器的方塊圖。
參照圖4，抽樣保持放大器包括第一N-溝道金屬氧化物半導(dǎo)體(NMOS)開關(guān)晶體管MN1，第二NMOS開關(guān)晶體管MN2，第一P-溝道金屬氧化物半導(dǎo)體(PMOS)MP1，第二PMOS開關(guān)晶體管MP2，第一時(shí)鐘升壓電路21，第二升壓電路23，第一電容C1，第二電容C2，放大器25，第一傳輸門TM1，第二傳輸門TM2，及NMOS晶體管MN5。
第一NMOS開關(guān)晶體管MN1被連接到正輸入端INT，第二NMOS開關(guān)晶體管MN2被連接到負(fù)輸入端INC。第一時(shí)鐘升壓電路21連接到正輸入端INT和第一NMOS開關(guān)晶體管MN1的柵極以保持第一NMOS開關(guān)晶體管MN1的ON電阻在小且恒定的值，而與通過正輸入端INT輸入的信號的電壓變化無關(guān)。第二時(shí)鐘升壓電路23連接到負(fù)輸入端INC和第二NMOS開關(guān)晶體管MN2的柵極以保持第二NMOS開關(guān)晶體管MN2的ON電阻在小且恒定的值，而與通過負(fù)輸入端INC輸入的信號的電壓變化無關(guān)。
第一PMOS開關(guān)晶體管MP1與第一NMOS開關(guān)晶體管MN1并聯(lián)在正輸入端INT和第一節(jié)點(diǎn)AT之間，并響應(yīng)采樣時(shí)鐘的反相信號。第一電容器C1的一端被連接到第一節(jié)點(diǎn)AT，并且第二電容器C2的一端被連接到第二節(jié)點(diǎn)AC。放大器25有區(qū)別地放大通過第一和第二電容器C1和C2傳輸?shù)男盘?，并且輸出放大的信號到正輸出端OUTT和負(fù)輸出端OUTC。
第一傳輸門TM1被連接到第一節(jié)點(diǎn)AT和正輸出端OUTT之間，并響應(yīng)保持時(shí)鐘Q1及其反相信號Q1B。第二傳輸門TM2被連接到第二節(jié)點(diǎn)AC和負(fù)輸出端OUTC之間，并響應(yīng)保持時(shí)鐘Q1及其反相信號Q1B。NMOS晶體管MN5被連接到正輸出端OUTT和負(fù)輸出端OUTC之間，并響應(yīng)保持時(shí)鐘的反相信號Q1B。尤其是，高于電源電壓的電壓被應(yīng)用于第一和第二NMOS開關(guān)晶體管MN1和MN2。
圖5為表示按照本發(fā)明實(shí)施例的使用時(shí)鐘升壓的抽樣保持放大器的輸入操作的圖。
VSB/QAM芯片，即用于接收數(shù)字電視的芯片的部件中，模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器具有最敏感的特性。在采樣高速輸入時(shí)，諧波與阻抗的變化和增加同比增加。
也就是說，在采樣時(shí)，低通過濾器是由電阻和電容器構(gòu)成。該低通濾波器影響高速中頻信號并降低接收數(shù)字電視的VSB/QAM芯片的性能。
當(dāng)時(shí)鐘在PMOS輸入開關(guān)處很高時(shí)，Vgs電壓總是恒定的而與輸入信號無關(guān)。這時(shí)，晶體管導(dǎo)通(ON)電阻(Ron)與Vgs-Vth成反比。假設(shè)Vth是恒定的，若Vgs(儲(chǔ)在在電容器(cap)中的電壓)是恒定的，Ron是恒定的。
通過保持晶體管的柵極恒定而與輸入信號無關(guān)，數(shù)字電視接收終端的性能被提高，可以提供高速模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，同時(shí)混合功能被實(shí)現(xiàn)。
圖6為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的升壓電路的電路圖。
參照圖6，時(shí)鐘升壓電路21或23包括第一到第三電容器C1、C2和C3，第一到第九NMOS晶體管M1到M3、M5、M7、M9、M10、M11和M13以及第一到第三PMOS晶體管M4和M8。
采樣時(shí)鐘Φ的反相信號被應(yīng)用于第一電容器C1的一端，采樣時(shí)鐘被應(yīng)用于第二電容器C2的一端。電源電壓VDD被應(yīng)用于第一NMOS晶體管M1的漏極，第一電容器C1的另一端被連接到第一NMOS晶體管M1的源極，第二電容器C2的另一端被連接到第一NMOS晶體管M1的柵極。電源電壓VDD應(yīng)用于第二NMOS晶體管M2的漏極，第二電容器C2的另一端被連接到第二NMOS晶體管M2的源極，并且第一NMOS晶體管M1的源極被連接到第二NMOS晶體管M2的柵極。電源電壓VDD應(yīng)用于第三NMOS晶體管M3的漏極，第二NMOS晶體管M3的柵極被連接到第二NMOS晶體管M2的柵極。第三NMOS晶體管C3的源極被連接到第三電容器C3的一端。第三電容器C3的另一端被連接到第四NMOS晶體管M12的漏極，采樣時(shí)鐘的反相信號應(yīng)用于第四NMOS晶體管M12的柵極，地電壓被應(yīng)用于第四NMOS晶體管M12的源極。
電源電壓VDD應(yīng)用于第一PMOS晶體管M4的源極，采樣時(shí)鐘Φ被應(yīng)用于第一PMOS晶體管M4的柵極。第一PMOS晶體管M4的漏極被連接到第五NMOS晶體管M5的漏極，采樣時(shí)鐘Φ被應(yīng)用于第五NMOS晶體管M5的柵極，并且第三電容器C3的另一端被連接到第五NMOS晶體管M5的源極，第五NMOS晶體管M5的漏極被連接到第六NMOS晶體管M13的漏極，并且第三電容器C3的另一端被連接到第六NMOS晶體管M13的源極。第三NMOS晶體管M3的源極被連接到第二PMOS晶體管M8的源極，第六NMOS晶體管M7的漏極被連接到第二PMOS晶體管M8的柵極，并且時(shí)鐘升壓電路的輸出端OUT被連接到第二PMOS晶體管M8的漏極。
第三電容器C3的另一端被連接到第七NMOS晶體管M9的源極，時(shí)鐘升壓電路的輸出端OUT被連接到第七NMOS晶體管M9的柵極，時(shí)鐘升壓電路的輸入端IN被連接到第七NMOS晶體管M9的漏極。時(shí)鐘升壓電路的輸出端OUT被連接到第八NMOS晶體管M10的漏極，電源電壓VDD應(yīng)用于第八NMOS晶體管M10的柵極。第八NMOS晶體管M10的源極被連接到第九NMOS晶體管M11的漏極，采樣時(shí)鐘的反相信號Φ被應(yīng)用于第九NMOS晶體管M11的柵極，地電壓被應(yīng)用于第九NMOS晶體管M11的源極。
如果時(shí)鐘Φ關(guān)閉，晶體管M7和M10向晶體管M11的柵極放電。同時(shí)，通過晶體管M3和M12，VDD被應(yīng)用于電容器C1。此時(shí)，電容器C1起到電池的作用。晶體管M8和M9與電容C1分離。
如果時(shí)鐘Φ高，晶體管M5降低晶體管M8的柵電壓，將電容器C1的電荷移至柵極G。同時(shí)晶體管M9和M11被接通，并且晶體管M9保持柵極G在恒定電壓而與輸入電壓無關(guān)。
如上所述，該模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器裝置的抽樣保持放大器實(shí)現(xiàn)混合器功能以降低中頻帶信號頻率而不使用混合器。因此，接收數(shù)字電視的VSB/QAM電路不使用混合器，板的單位成本將大大減少。
此外，當(dāng)模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的高速中頻帶輸入信號被采樣時(shí)，輸入的阻抗值可以保持不變。因此由輸入信號的變化而產(chǎn)生的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的噪聲特性(SNR，SNDR，SFDR，INL和DNL)可被大大降低。結(jié)果是，本發(fā)明的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器裝置影響整個(gè)VSB/QAM芯片的操作特性，從而可以實(shí)現(xiàn)性能的提高。
進(jìn)一步來說，當(dāng)模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的中頻帶輸入信號被采樣時(shí)，采樣開關(guān)的輸入阻抗值可以減少，因此數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器的AC/DC噪聲(SNR，SNDR，SFDR，INL和DNL)可被大大減少，因此整個(gè)VSB/QAM芯片的操作特性可被提高。
盡管本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例為說明的目的被公開，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，在不脫離所附權(quán)利要求書中公開的本發(fā)明的范圍和精神的前提下，各種修改，添加和置換是可能的。
權(quán)利要求
1.模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器裝置，包括使用時(shí)鐘升壓采樣模擬輸入信號的抽樣保持放大器；用于接收通過抽樣保持放大器采樣的信號并轉(zhuǎn)換采樣的信號為第一數(shù)字輸出代碼的多個(gè)位的第一模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器；用于接收和存儲(chǔ)抽樣保持放大器采樣的信號，并且放大和輸出存儲(chǔ)信號與第一數(shù)字輸出代碼相應(yīng)的模擬信號之間的差的復(fù)合數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器。用于接收復(fù)合數(shù)字邏輯轉(zhuǎn)換器的輸出信號并轉(zhuǎn)換輸出信號為第二數(shù)字輸出代碼的多個(gè)位的第二模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器；和數(shù)字校正邏輯，用于接收第一數(shù)字輸出代碼和第二數(shù)字輸出代碼，重疊第一數(shù)字輸出代碼的特定位和第二數(shù)字輸出代碼的特定位，并輸出除重疊的位外的剩余位作為最終數(shù)字輸出代碼。
2.如權(quán)利要求1所述的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器裝置，其特征在于，抽樣保持放大器包括時(shí)鐘升壓電路，該時(shí)鐘升壓電路連接到輸入模擬輸入信號的輸入端和被連接到該輸入端的開關(guān)晶體管的柵極，從而保持開關(guān)晶體管的導(dǎo)通電阻在小和恒定的值，并確定輸入阻抗。
3.如權(quán)利要求1所述的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器裝置，其特征在于，抽樣保持放大器包括連接到正輸入端的第一N-溝道金屬氧化物半導(dǎo)體(NMOS)開關(guān)晶體管；連接到負(fù)輸入端的第二NMOS開關(guān)晶體管；第一時(shí)鐘升壓電路，連接到正輸入端和第一NMOS開關(guān)晶體管的柵極從而保持第一NMOS開關(guān)晶體管導(dǎo)通電阻在小且恒定的值，而與通過正輸入端輸入的信號的電壓變化無關(guān)，和第二時(shí)鐘升壓電路，連接到負(fù)輸入端和第二NMOS開關(guān)晶體管的柵極從而保持第二NMOS開關(guān)晶體管的導(dǎo)通電阻在小且恒定的值，而與通過負(fù)輸入端輸入的信號的電壓變化無關(guān)。
4.如權(quán)利要求3所述的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器裝置，其特征在于，抽樣保持放大器包括第一P-溝道金屬氧化物半導(dǎo)體(PMOS)開關(guān)晶體管，與第一NMOS開關(guān)晶體管并聯(lián)在正輸入端和第一節(jié)點(diǎn)之間，并配置以響應(yīng)采樣時(shí)鐘；第二PMOS開關(guān)晶體管，與第二NMOS開關(guān)晶體管并聯(lián)在負(fù)輸入端和第二節(jié)點(diǎn)之間，并配置以響應(yīng)采樣時(shí)鐘；第一電容器，其第一端被連接到第一節(jié)點(diǎn)；第二電容器，其第一端被連接到第二節(jié)點(diǎn)；放大器，配置以有區(qū)別地放大通過第一電容傳輸?shù)男盘柡屯ㄟ^第二電容傳輸?shù)男盘柌⑤敵鲇袇^(qū)別地放大的信號到正輸出端和負(fù)輸出端；連接在第一節(jié)點(diǎn)和正輸出端之間，并且被配置為響應(yīng)保持時(shí)鐘的第一傳輸門；連接在第二節(jié)點(diǎn)和負(fù)輸出端之間，并且被配置為響應(yīng)保持時(shí)鐘的第二傳輸門；連接在正輸出端和負(fù)輸出端之間并且被配置為響應(yīng)保持時(shí)鐘的NMOS晶體管。
5.如權(quán)利要求3所述的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器裝置，其特征在于，第一和第二門時(shí)鐘升壓電路各包括第一電容，其第一端被連接到采樣時(shí)鐘的反相信號；第二電容，其第一端通過反向的倒相器被連接到采樣時(shí)鐘；第一NMOS晶體管，電源電壓應(yīng)用于其漏極，第一電容的第二端被連接到其源極，第二電容的第二端連接到其柵極；第二NMOS晶體管，電源電壓應(yīng)用于其漏極，第二電容的第二端被連接到其源極，該第二NMOS晶體管的源極連接到其柵極；第三NMOS晶體管，電源電壓應(yīng)用于其漏極，第二NMOS晶體管的柵極連接到其柵極。第三電容器，第三NMOS晶體管的源極被連接到其第一端。第四NMOS晶體管，第三電容的第二端連接到其漏極，采樣時(shí)鐘的反相信號被應(yīng)用于其柵極，地電壓應(yīng)用于其源極；第一PMOS晶體管，電源電壓應(yīng)用于其源極，采樣時(shí)鐘應(yīng)用于其柵極。第五NMOS晶體管，第一PMOS晶體管的漏極連接于其漏極，采樣時(shí)鐘連接到其柵極，第三電容的第二端被連接到其源極；第六NMOS晶體管，第一PMOS晶體管的漏極被連接到其漏極，第三電容器的第二端連接到其源極。第二PMOS晶體管，第三NMOS晶體管的源極被連接到其源極，第六NMOS晶體管的漏極被連接到柵極，時(shí)鐘升壓電路的輸出端被連接到其漏極，其柵極和源極相互連接；第七NMOS晶體管，第三電容器的第二端被連接到其源極，時(shí)鐘升壓電路的輸出端被連接到其柵極，時(shí)鐘升壓電路的輸入端被連接到其漏極；第八NMOS晶體管，時(shí)鐘升壓電路的輸出端被連接到其漏極，電源電壓被應(yīng)用于其柵極。第九NMOS晶體管，第八NMOS晶體管的源極被連接到其漏極，采樣時(shí)鐘的反相信號被應(yīng)用于其柵極，地電壓被應(yīng)用于源極。
6.如權(quán)利要求1所述的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器裝置，其特征在于，復(fù)合數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器使用組合電容器交換技術(shù)。
7.如權(quán)利要求1所述的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器裝置，其特征在于，第一模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器和第二模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器為快速模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器。
8.如權(quán)利要求1到7所述的任何一種模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器裝置，其特征在于，第一模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器、第二模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器和復(fù)合數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器分別為一個(gè)或多個(gè)第一模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器、一個(gè)或多個(gè)第二模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器和一個(gè)或多個(gè)復(fù)合數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器。
全文摘要
本發(fā)明公開一種模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器裝置。該模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器裝置包括抽樣保持放大器，第一模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，復(fù)合數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器，第二模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器和數(shù)字校正邏輯。抽樣保持放大器使用時(shí)鐘升壓采樣模擬輸入信號。第一模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器接收采樣信號并轉(zhuǎn)換為第一數(shù)字輸出代碼的多個(gè)位。復(fù)合數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器接收和存儲(chǔ)采樣信號并放大和輸出存儲(chǔ)信號與相應(yīng)于第一數(shù)字輸出代碼的模擬信號之間的差。第二模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器接收復(fù)合數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器的輸出信號并轉(zhuǎn)換為第二數(shù)字輸出代碼的多個(gè)位。數(shù)字校正邏輯接收第一和第二數(shù)字輸出代碼，將第一數(shù)字輸出代碼的特定位與第二數(shù)字輸出代碼的特定位重疊并輸出除重疊位外的剩余位作為最終數(shù)字輸出代碼。
文檔編號H03M1/06GK1691517SQ20051006781
公開日2005年11月2日 申請日期2005年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月26日
發(fā)明者李宇烈 申請人:Lg電子有限公司