專利名稱：對電容失配和采樣信號共模不敏感的2倍開關(guān)電容放大器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)模混合集成電路設(shè)計領(lǐng)域，尤其涉及開關(guān)電容放大器的設(shè)計，具體講，對電容失配和采樣信號共模不敏感的2倍開關(guān)電容放大器。
背景技術(shù)：
在一些模擬電路中，如模數(shù)轉(zhuǎn)換，通常需要進行精確的2倍放大。使用開關(guān)電容放大器進行放大是比較常見的方法。最常見到的2倍開關(guān)電容放大器如附圖
I所示。在采樣階段，將電容Cl、C2充電到Vin+-Vcom，將電容C3、C4充電到Vin—Vcom。運放的輸入輸出端短接到電位Vcom。在放大階段將C2、C3的下極板短接，將Cl的下極板接到運放的負(fù)輸出端，將C4的下極板接到運放的正輸出端。由電荷守恒方程，C2、C3中的電荷將導(dǎo)入到Cl、C4中，最后在輸出端的放大倍數(shù)為
「 π λγ, ΛΓ,· (, ^26'3 a + C'4)AVout = ISVim IH----
^ C2 + C3 C1C4 J如果(1、02、03、(4容值相等，則放大倍數(shù)為2倍。但是，受工藝影響，一旦電容存出現(xiàn)失配，則放大倍數(shù)會產(chǎn)生偏差?，F(xiàn)有解決方案原理如附圖2所示。在采樣階段將電容C1、C2充電到Vin+-Vcom，將電容C3、C4充電到Vin—Vcom。在放大階段將Cl、C2串聯(lián)在運放的正輸入端和負(fù)輸出端，同理，C3、C4串聯(lián)在負(fù)輸入端和正輸出端，來避免電容失配的影響。有電荷守恒方程，放大倍數(shù)為
權(quán)利要求
1.一種對電容失配和采樣信號共模不敏感的2倍開關(guān)電容放大器，其特征是，電容放大器結(jié)構(gòu)是由4個電容Cn、C12, C21, C22及運放構(gòu)成，在采樣階段電容Cn、電容C21相連，電容C11另一端連接運放的負(fù)輸出端，同時接運放輸出共模電壓Vocom，電容C21另一端連接運放的正輸入端，電容Cn、電容C21連接點接正差分信號；電容C12、電容C22相連，電容C12另一端連接運放的正輸出端，同時接運放輸出共模電壓Vocom，電容C22另一端連接運放的負(fù)輸入端，電容C12、電容C22連接點接負(fù)差分信號；在放大階段電容C21與電容C12串聯(lián)后接到運放正輸入端與負(fù)輸出端之間，電容C11與電容C22串聯(lián)后接到運放負(fù)輸入端與正輸出端之間。
2.如權(quán)利要求I所述的電容放大器，其特征是，電容放大器結(jié)構(gòu)是正差分信號經(jīng)開關(guān).101、電容C21接到運放正輸入端；正差分信號經(jīng)開關(guān)102、電容Cn、開關(guān)103接運放輸出共模電壓Vocom ;運放負(fù)輸出端經(jīng)開關(guān)104接到運放輸出共模電壓Vocom ;負(fù)差分信號經(jīng)開關(guān).105、電容C22接到運放負(fù)輸入端；負(fù)差分信號經(jīng)開關(guān)106、電容C12、開關(guān)107接運放輸出共模電壓Vocom ;運放正輸出端經(jīng)開關(guān)108接到運放輸出共模電壓Vocom ;運放正輸入端與負(fù)輸入端之間串接開關(guān)109、開關(guān)110 ;運放正輸入端經(jīng)開關(guān)109接運放輸入共模電壓；運放負(fù)輸入端經(jīng)開關(guān)110接運放輸入共模電壓；開關(guān)102、電容C11之間與開關(guān)105、電容C22之間跨接開關(guān)201 ;開關(guān)101、電容C21之間與開關(guān)106、電容C12之間跨接開關(guān)202 ;開關(guān)103、電容C11之間與運放正輸出端間接開關(guān)203 ;開關(guān)107、電容C12之間與運放負(fù)輸出端間接開關(guān).204 ;在采樣階段，開關(guān)101至110閉合，開關(guān)201至204斷開；在放大階段，開關(guān)101至110斷開，開關(guān)201至204閉合。
全文摘要
本發(fā)明涉及數(shù)?；旌霞呻娐吩O(shè)計領(lǐng)域。為消除開關(guān)電容放大器結(jié)構(gòu)中電容失配對放大倍數(shù)的影響；調(diào)整電路結(jié)構(gòu)，使運放工作在穩(wěn)定的共模電壓下，消除對采樣信號共模電平的要求，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是，對電容失配和采樣信號共模不敏感的2倍開關(guān)電容放大器，電容放大器結(jié)構(gòu)是由4個電容C11、C12、C21、C22及運放構(gòu)成，在采樣階段電容C11、電容C21相連，電容C11另一端連接運放的負(fù)輸出端，同時接運放輸出共模電壓Vocom，電容C21另一端連接運放的正輸入端；在放大階段電容C21與電容C12串聯(lián)后接到運放正輸入端與負(fù)輸出端之間。本發(fā)明主要應(yīng)用于開關(guān)電容放大器的設(shè)計制造。
文檔編號H03F1/30GK102624337SQ20121009431
公開日2012年8月1日 申請日期2012年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月29日
發(fā)明者史再峰, 姚素英, 徐新楠, 徐江濤, 聶凱明, 高岑, 高靜 申請人:天津大學(xué)