本發(fā)明涉及高速adc芯片及dc/dc轉(zhuǎn)換器芯片設(shè)計(jì)領(lǐng)域，具體涉及一種使用dc/dc轉(zhuǎn)換器直接給高速adc供電的方法。

背景技術(shù)：

高速中高精度流水線模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(adc)一般應(yīng)用于通信、軟件無(wú)線電等高數(shù)據(jù)率的領(lǐng)域。由于高速中高精度流水線模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(adc)對(duì)供電電源的紋波非常敏感，所以在保證模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(adc)性能的情況下，傳統(tǒng)的解決方案一：使用dc-dc轉(zhuǎn)換器連接一個(gè)低壓差線形穩(wěn)壓器（ldo）為模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(adc)供電，使用基準(zhǔn)電壓緩沖器提供所需基準(zhǔn)電壓；傳統(tǒng)的解決方案二：采取外部提供電源電壓和所需基準(zhǔn)電壓。隨著系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集速度需求不斷提升，模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(adc)的采樣率和功耗也不斷提升。方案一中低壓差線形穩(wěn)壓器（ldo）和基準(zhǔn)電壓緩沖器的功耗將隨著模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(adc)的功耗提升不斷升高；而方案二，由于芯片通過(guò)金線與外部電路相連，金線會(huì)帶來(lái)電壓抖動(dòng)，所以為了驅(qū)除抖動(dòng)，芯片內(nèi)部需要很大的去藕電容，因此將面臨增大芯片面積，提高單芯片成本等問(wèn)題。

在手機(jī)及各種移動(dòng)設(shè)備中低功耗低成本設(shè)計(jì)的需求尤為突出。傳統(tǒng)的低功耗設(shè)計(jì)通常是在各模塊中優(yōu)化各模塊的功耗及效率，較少直接從系統(tǒng)設(shè)計(jì)上，優(yōu)化功耗及效率。因此，為了解決上述的問(wèn)題，結(jié)合模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(adc)芯片的特點(diǎn)，對(duì)adc和它周圍的供電電路及基準(zhǔn)電路進(jìn)行聯(lián)合設(shè)計(jì)，提高系統(tǒng)效率并減小系統(tǒng)功耗。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對(duì)上述問(wèn)題，提供一種使用dc/dc轉(zhuǎn)換器直接給高速adc供電的方法。本發(fā)明省去了供電效率低，且消耗靜態(tài)電流的低壓差線形穩(wěn)壓器（ldo）和基準(zhǔn)電壓緩沖器，提高了系統(tǒng)供電效率，大大減小了系統(tǒng)功耗。同時(shí)dc/dc轉(zhuǎn)換器和adc位于一個(gè)晶圓上，避免了去藕電容帶來(lái)的占用晶圓面積過(guò)大提高成本的問(wèn)題。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題的方案如下：

一種使用dc/dc轉(zhuǎn)換器直接給高速adc供電的方法，其特征在于，包含dc/dc轉(zhuǎn)換器和需要被供電的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(adc)。

所述的dc/dc轉(zhuǎn)換器從單通道分成兩通道，兩通道分別產(chǎn)生0度和180度相位的紋波,且每一通道提供的電流輸出為總電流的一半，整體電流維持不變。

所述的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(adc)采用劈分（split)adc結(jié)構(gòu)，所述的splitadc結(jié)構(gòu)將單通道流水線模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(adc)分成兩條完全相同通道的流水線adc，兩條通道分別占據(jù)原來(lái)單通道一半的面積，需要壓制的熱噪聲也是之前的一半，即單通道分成兩通道后，整體adc的面積和功耗都維持不變。

所述的供電方法利用dc/dc轉(zhuǎn)換器兩通道分別為模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(adc)的兩通道提供電源電壓和基準(zhǔn)電壓，并使用主動(dòng)消除噪聲的原理抵消dc/dc轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生的紋波。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為dc/dc轉(zhuǎn)換器的電路圖。

圖3為dc/dc轉(zhuǎn)換器兩通道的電路圖。

圖4為控制dc/dc轉(zhuǎn)換器開(kāi)關(guān)的時(shí)鐘波形圖。

圖5為dc/dc轉(zhuǎn)換器兩通道產(chǎn)生的紋波示意圖。

圖6為本發(fā)明原理圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。

如圖1所示，本發(fā)明提出的使用一種使用dc/dc轉(zhuǎn)換器直接給高速adc供電的方法，包含開(kāi)關(guān)電容dc/dc轉(zhuǎn)換器a和模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(adc)核b。開(kāi)關(guān)電容dc/dc轉(zhuǎn)換器直接給adc提供基準(zhǔn)電壓和電源電壓，開(kāi)關(guān)電容dc/dc轉(zhuǎn)換器和adc核位于同一晶圓。dc/dc轉(zhuǎn)換器從單通道分成兩通道，模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(adc)為劈分（split）adc結(jié)構(gòu)，將單通道流水線模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(adc)分成兩條完全相同通道的流水線adc，dc/dc轉(zhuǎn)換器兩通道分別為模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(adc)的兩通道提供電源電壓和基準(zhǔn)電壓。

如圖2所示，dc/dc轉(zhuǎn)換器采用開(kāi)關(guān)電容升壓器（switch-capacitordoubler）結(jié)構(gòu)，開(kāi)關(guān)s1，s4由時(shí)鐘信號(hào)phase1控制，開(kāi)關(guān)s2，s3由時(shí)鐘信號(hào)phase2控制。兩時(shí)鐘信號(hào)phase1，phase2如圖4所示，相位相差180°。dc/dc轉(zhuǎn)換器輸入電壓vin由芯片外提供。電容cfly和電容cout的大小由dc/dc轉(zhuǎn)換器需要提供的負(fù)載電流大小決定。

如圖3所示，現(xiàn)在將圖2中的dc/dc轉(zhuǎn)換器，分成兩個(gè)通道ch1和ch2，輸入電壓vin為芯片外提供的輸入；輸出電壓分別為vout1和vout2。開(kāi)關(guān)s11，s41，s22，s32由時(shí)鐘信號(hào)phase1控制，開(kāi)關(guān)s21，s31，s12，s42由時(shí)鐘信號(hào)phase2控制。dc/dc轉(zhuǎn)換器通道ch1和通道ch2產(chǎn)生的輸出電壓vout1和vout2的紋波如圖5所示。因?yàn)閮蓷l通道ch1和ch2采用180°相位差的時(shí)鐘信號(hào)phase1和phase2，所以dc/dc轉(zhuǎn)換器ch1處于充電狀態(tài)時(shí)，ch2處于放電狀態(tài)，即產(chǎn)生180°反相的紋波。

dc/dc轉(zhuǎn)換器由兩個(gè)通道ch1和ch2均分提供所需要的電流大小，所以并不會(huì)增加所需要的cfly電容。如圖3所示，電容cfly_1和cfly_2大小相等，且等于單通道時(shí)電容cfly的一半。兩個(gè)通道因?yàn)椴捎孟喾聪辔坏臅r(shí)鐘進(jìn)行充放電，所以在不同的時(shí)間內(nèi)使用電容cout，因此兩個(gè)通道ch1和ch2可以共用一個(gè)電容cout，也不會(huì)增加電容cout的大小。所以dc/dc轉(zhuǎn)換器的芯片面積將維持不變。

20.根據(jù)模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器劈分（split)adc結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，它的輸出電壓vout可以用以下公式表達(dá)：。

如圖6所示，dc/dc轉(zhuǎn)換器的通道ch1產(chǎn)生的輸出電壓vout1攜帶的紋波的幅值為+ripple，輸出電壓vout1同時(shí)為splitadc的通道cha提供電源電壓輸入和基準(zhǔn)電壓輸入，對(duì)劈分模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器（splitadc)的通道cha產(chǎn)生的干擾為；dc/dc轉(zhuǎn)換器的通道ch2產(chǎn)生的輸出電壓vout2攜帶的紋波的幅值為-ripple，輸出電壓vout2同時(shí)為splitadc的通道chb提供電源電壓輸入和基準(zhǔn)電壓輸入，對(duì)劈分模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器（splitadc)的通道cha產(chǎn)生的干擾為；可得出劈分模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的輸出電壓vout為，紋波對(duì)adc的整體影響就得到抵消。

值得注意的是，dc/dc轉(zhuǎn)換器的輸出紋波進(jìn)入到adc，產(chǎn)生干擾?？梢?jiàn)和是乘積的關(guān)系，是因?yàn)槠浔举|(zhì)也類似紋波被adc進(jìn)行了采樣。