CN100490312C - 开关电容***的共模反馈电路 - Google Patents
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Abstract
开关电容***的共模反馈电路，属于运算放大器电路设计的技术领域。该共模反馈电路由采样相共模反馈电路和传输相共模反馈电路组成，它们的相应输出、输入端连接在一起，作为该共模反馈电路的输出、输入端，通过在采样相和传输相分别利用相应不同的反馈电路交替进行共模反馈，改变了常规电路中运算放大器输出端负载的共模反馈结构，避免了常规结构中共模反馈建立端的极零点对，减小了共模反馈的建立时间，提高了共模反馈的建立速度。在多通道时分交织型模数转换器中使用时，使第一电容、第二电容、第三电容、第四电容的电容值相等，则采样相与输出相具有相同的输出负载，还可以避免不同通道间出现失配，从而能够较大幅度地减小输出误差。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于开关电容***的共模反馈电路，属于运算放大器电路设计的技术领域。
背景技术
由开关、电容和运算放大器组成的开关电容***结构，在滤波器、模数和数模转换器中应用广泛，但是在常见的用于开关电容***的共模反馈电路中，检测输出电压电容的初始电压是通过电荷重分布得到的，在给检测输出电压电容充电时，开关电容被用作电阻，因而使充电时间常数RC增大，造成共模反馈的建立速度降低，同时，由于输出共模控制端寄生电容所产生一对极零点对的影响，又进一步降低了共模反馈的建立速度。此外，在常见开关电容电路的共模反馈电路中，由于运算放大器在采样相和传输相具有不同的输出负载，使差分运算放大器在采样相和传输相具有不同的频率响应，当使用在多通道时分交织型模数转换器电路时，会造成在某一个时钟相的不同通道处于不同的工作状态，不同通道间产生失配，最终导致输出产生误差。
图1为常规的共模反馈与运算放大器电路。其中，共模反馈电路2的第一输入端A接运算放大器1的第二输出端OUT+以输出信号VO+；共模反馈电路2的第二输入端B接运算放大器1的第一输出端OUT-以输入信号VO-，共模反馈电路2的第三输入端C接共模参考电平VREF，共模反馈电路2的第四输入端E接偏置电压VBIAS，共模反馈电路2的输出端D接运算放大器1的第三输入端CM以输出共模调节电平VCMFB，运算放大器1的第一输入端IN+接模拟输入信号VIN+，运算放大器1的第二输入端IN-接模拟输入信号VIN-。该电路中，检测输出电压电容CC1和CC2的初始电压通过电荷重分布得到，给CC1和CC2充电时，开关电容CS1和CS2被用作电阻，因而使充电时间常数RC增大，同时，由于输出共模控制端VCMFB寄生电容所产生一对极零点对的影响，又进一步降低了共模反馈的建立速度。此外，在常见开关电容电路的共模反馈电路中，由于运算放大器在采样相和传输相具有不同的输出负载，采样相时为电容CC1和CC2，而在传输相时为CS1、CS2、CC1和CC2，进而使差分运算放大器在采样相和传输相具有不同的频率响应。
发明内容
技术问题：本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的问题，提供一种用于开关电容***的共模反馈电路，提高共模反馈的建立速度，减小多通道时分交织型模数转换器的输出误差。
技术方案：为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：分别设置采样相共模反馈电路和传输相共模反馈电路，由它们共同组成本发明的共模反馈电路，使电路在采样相和传输相分别交替进行共模反馈。其中，采样相共模反馈电路的第一输入端和传输相共模反馈电路的第一输入端相连后作为该共模反馈电路的第一输入端；采样相共模反馈电路的第二输入端和传输相共模反馈电路的第二输入端相连后作为该共模反馈电路的第二输入端；采样相共模反馈电路的第三输入端和传输相共模反馈电路的第三输入端相连后作为该共模反馈电路的第三输入端；传输相共模反馈电路的第四输入端作为该共模反馈电路的第四输入端；采样相共模反馈电路的输出端和传输相共模反馈电路的输出端相连后作为该共模反馈电路的输出端。本发明的共模反馈电路，在采样相和传输相分别交替进行共模反馈，改变了传输相时运算放大器输出端负载的共模反馈结构，用开关将常规结构中的检测输出电压电容与运算放大器的差分输出端隔离，消除了常规的共模反馈电路中，在共模反馈建立端产生的极零点对的影响，从而提高了运算放大器输出共模电平的建立速度；另一方面，由于本发明可以使运算放大器在采样相和传输相时具有相同的输出负载，因此用于多通道时分交织型模数转换器中时，不会出现不同通道间的失配，能够较大幅度地减小输出误差。
在本发明的用于开关电容***的共模反馈电路中，所述采样相共模反馈电路的第一输入端、第一开关、第一电容、第二电容、第三开关、采样相共模反馈电路的第二输入端顺序连接，第二开关的第一端连接第一开关与第一电容的连接点，第四开关的第一端连接第二电容和第三开关的连接点，第二开关的第二端和第四开关的第二端连接在一起，作为采样相共模反馈电路的第三输入端，从第一电容与第二电容的连接点引出采样相共模反馈电路的输出端；所述传输相共模反馈电路的第一输入端、第七开关、第三电容、第八开关、第十二开关、第四电容、第十一开关、传输相共模反馈电路的第二输入端顺序连接，第五开关的第一端连接第七开关与第三电容的连接点，第九开关的第一端连接第四电容与第十一开关的连接点，第五开关的第二端和第九开关的第二端连接在一起，作为传输相共模反馈电路的第三输入端，第六开关的第一端连接第三电容与第八开关的连接点，第十开关的第一端连接第十二开关与第四电容的连接点，第六开关的第二端和的第十开关第二端连接在一起，作为传输相共模反馈电路的第四输入端，从第八开关与第十二开关的连接点引出传输相共模反馈电路的输出端。以上电路中，第一开关、第三开关、第五开关、第六开关、第九开关、第十开关在采样相P1时闭合，在传输相P2时打开；第七开关、第八开关、第十一开关、第十二开关、第二开关、第四开关在采样相P2时闭合，在传输相P1时打开。在采样相P1时，第三电容与第四电容充电，第一电容与第二电容实现共模反馈；在传输相P1时，第一电容与第二电容充电，第三电容与第四电容实现共模反馈；通过以上方式，运算放大器在采样相和传输相交替实现共模反馈。
在多通道时分交织型模数转换器中，当采样相与传输相的输出负载不相等时，各个通道间将产生失配，导致输出误差。在本发明的采样相共模反馈电路和传输相共模反馈电路电路中，使第一电容、第二电容、第三电容、第四电容的电容值相等，则采样相与输出相具有相同的输出负载，可以避免不同通道间出现失配，从而能够较大幅度地减小输出误差。
有益效果：本发明的用于开关电容***的共模反馈电路，由采样相共模反馈电路和传输相共模反馈电路两个部分组成，通过在采样相和传输相分别交替进行共模反馈，一方面由于改变了传输相时运算放大器输出端负载的共模反馈结构，用开关将常规结构中的检测输出电压电容与运算放大器的差分输出端隔离，避免了共模反馈建立端的极零点对，从而提高了运算放大器输出共模电平的建立速度；另一方面，当用于多通道时分交织型模数转换器中时，可以使运算放大器在采样相和传输相具有相同的输出负载，因此，能够避免不同通道间出现失配，从而能够较大幅度地减小输出误差。
附图说明
图1为常规的共模反馈与运算放大器电路。
图2为本发明的共模反馈电路与运算放大器连接框图。
图3为本发明的采样相共模反馈电路。
图4为本发明的传输相共模反馈电路。
图5为本发明的实验结果与常规技术实验结果的比较。
以上图中有：运算放大器1，共模反馈电路2，采样相共模反馈电路21，传输相共模反馈电路22，常规技术共模反馈的建立速度51，共模反馈建立速度52。第一开关211、第二开关212、第三开关213、第四开关214、第五开关221、第六开关222、第七开关223、第八开关224、第九开关225、第十开关226、第十一开关227、第十二开关228。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
图2为本发明的共模反馈电路与运算放大器连接框图。本发明的共模反馈电路2由采样相共模反馈电路21和传输相共模反馈电路22组成，其中，采样相共模反馈电路21的第一输入端AS和传输相共模反馈电路22的第一输入端AH相连后作为该共模反馈电路2的第一输入端A以输入信号VO+；采样相共模反馈电路21的第二输入端BS和传输相共模反馈电路22的第二输入端BH相连后作为该共模反馈电路2的第二输入端B以输入信号VO-；采样相共模反馈电路21的第三输入端CS和传输相共模反馈电路22的第三输入端CH相连后作为该共模反馈电路2的第三输入端C以接入共模参考电平VREF；传输相共模反馈电路22的第四输入端EH作为该共模反馈电路2的第四输入端E以接入偏置电压VBIAS；采样相共模反馈电路21的输出端DS和传输相共模反馈电路22的输出端DH相连后作为该共模反馈电路2的输出端D以输出共模调节电平VCMFB。运算放大器1通过差分输入端IN+、IN-接收模拟差分输入信号VIN+和VIN-，在差分输出端OUT+、OUT-产生模拟差分输出信号VO+和VO-，运算放大器1的第三输入端CM连接到共模反馈的调节电平VCMFB将运算放大器1的输出共模保持在一个稳定的电位。本发明的共模反馈电路，通过利用采样相共模反馈电路21和传输相共模反馈电路22分别交替进行共模反馈，改变了传输相时运算放大器输出端负载的共模反馈结构，用开关将常规共模反馈电路中的检测输出电压电容与运算放大器的差分输出端VO+和VO-隔离，从而打破共模反馈建立端的极零点对，减小共模反馈的建立时间，大幅度地提高运算放大器输出共模电平的建立速度。图5为本发明的实验结果与常规技术实验结果的比较，从图中可以看出，本发明的共模反馈建立速度，约比常规技术共模反馈的建立速度快一倍。
参见图3和图4，图3为本发明的采样相共模反馈电路，图4为本发明的传输相共模反馈电路。采样相共模反馈电路21的第一输入端AS、第一开关211、第一电容C1、第二电容C2、第三开关213、第二输入端BS顺序连接，第二开关212的第一端连接第一开关211与第一电容C1的连接点，第四开关214的第一端连接第二电容C2和第三开关213的连接点，第二开关212的第二端和第四开关214的第二端连接在一起，作为采样相共模反馈电路21的第三输入端CS，从第一电容C1与第二电容C2的连接点引出采样相共模反馈电路21的输出端DS；传输相共模反馈电路22的第一输入端AH、第七开关223、第三电容C3、第八开关224、第十二开关228、第四电容C4、第十一开关227、第二输入端BH顺序连接，第五开关221的第一端连接第七开关223与第三电容C3的连接点，第九开关225的第一端连接第四电容C4与第十一开关227的连接点，第五开关221的第二端和第九开关225的第二端连接在一起，作为传输相共模反馈电路22的第三输入端CH，第六开关222的第一端连接第三电容C3与第八开关224的连接点，第十开关226的第一端连接第十二开关228与第四电容C4的连接点，第六开关222的第二端和的第十开关226第二端连接在一起，作为传输相共模反馈电路22的第四输入端EH，从第八开关224与第十二开关228的连接点引出传输相共模反馈电路22的输出端DH。本发明的具体工作原理如下：第五开关221开关、第六开关222、第一开关211、第九开关225、第十开关226、第三开关213，在采样相P1时闭合，在传输相P2时打开；第七开关223开关、第八开关224、第二开关212、第十一开关227、第十二开关228、第四开关214在采样相P2时闭合，在传输相P1时打开。在采样相P1时，第三电容C3与第四电容C4充电，第一电容C1与第二电容C2实现共模反馈；在传输相P1时，第一电容C1与第二电容C2充电，第三电容C3与第四电容C4实现共模反馈。通过以上方式，运算放大器在采样相和传输相交替实现共模反馈。
在多通道时分交织型模数转换器中，因在采样相与传输相的输出负载不同，各个通道间将会产生失配，导致输出误差。在本发明的采样相共模反馈电路21和传输相共模反馈电路22电路中，采样相的输出负载为C1和C2，传输相的输出负载为C3和C4，使第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4四个电容的电容值相等，则在采样相与传输相具有相同的输出负载，可以避免不同通道间出现失配，从而能够较大幅度地减小输出误差。
本发明的共模反馈电路的制作工作，可以通过现有技术的CMOS工艺实现。
Claims (1)
1.一种开关电容***的共模反馈电路，其特征在于，该共模反馈电路由采样相共模反馈电路(21)和传输相共模反馈电路(22)组成，其中：采样相共模反馈电路(21)的第一输入端(As)和传输相共模反馈电路(22)的第一输入端(AH)相连后作为该共模反馈电路的第一输入端(A)；采样相共模反馈电路(21)的第二输入端(Bs)和传输相共模反馈电路(22)的第二输入端(BH)相连后作为该共模反馈电路的第二输入端(B)；采样相共模反馈电路(21)的第三输入端(Cs)和传输相共模反馈电路(22)的第三输入端(CH)相连后作为该共模反馈电路的第三输入端(C)；传输相共模反馈电路(22)的第四输入端(EH)作为该共模反馈电路的第四输入端(E)；采样相共模反馈电路(21)的输出端(Ds)和传输相共模反馈电路(22)的输出端(DH)相连后作为该共模反馈电路的输出端(D)；在所述采样相共模反馈电路(21)中：采样相共模反馈电路(21)的第一输入端(As)、第一开关(211)、第一电容(C1)、第二电容(C2)、第三开关(213)、第二输入端(Bs)顺序连接；第二开关(212)的一端连接第一开关(211)与第一电容(C1)的连接点，第四开关(214)的一端连接第二电容(C2)和第三开关(213)的连接点，第二开关(212)的另一端和第四开关(214)的另一端连接在一起，作为采样相共模反馈电路(21)的第三输入端(Cs)；从第一电容(C1)与第二电容(C2)的连接点引出采样相共模反馈电路(21)的输出端(Ds)；在所述传输相共模反馈电路(22)中：传输相共模反馈电路(22)的第一输入端(AH)、第七开关(223)、第三电容(C3)、第八开关(224)、第十二开关(228)、第四电容(C4)、第十一开关(227)、第二输入端(BH)顺序连接；第五开关(221)的一端连接第七开关(223)与第三电容(C3)的连接点，第九开关(225)的一端连接第四电容(C4)与第十一开关(227)的连接点，第五开关(221)的另一端和第九开关(225)的另一端连接在一起，作为传输相共模反馈电路(22)的第三输入端(CH)；第六开关(222)的一端连接第三电容(C3)与第八开关(224)的连接点，第十开关(226)的一端连接第十二开关(228)与第四电容(C4)的连接点，第六开关(222)的另一端和的第十开关(226)另一端连接在一起，作为传输相共模反馈电路(22)的第四输入端(EH)；从第八开关(224)与第十二开关(228)的连接点引出传输相共模反馈电路(22)的输出端(DH)；在采样相共模反馈电路(21)和传输相共模反馈电路(22)中，第一电容(C1)、第二电容(C2)、第三电容(C3)、第四电容(C4)的电容值相等。
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| 一种新型高速采样保持电路. 陈红卫，吴建辉.电子测量与仪器学报，第2004年增刊期. 2004 |
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| 一种新型高速采样保持电路. 陈红卫，吴建辉.电子测量与仪器学报，第2004年增刊期. 2004 * |
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