比較器、包括其的模數(shù)轉(zhuǎn)換裝置以及模數(shù)轉(zhuǎn)換方法
【專利摘要】一種比較器，包括：共模電壓采樣單元，適用于基于采樣控制信號來采樣共模電壓；粗斜坡電壓采樣單元，適用于基于采樣控制信號來采樣粗斜坡電壓；前置放大器，適用于放大輸入電壓與采樣的粗斜坡電壓之間的差異以輸出粗轉(zhuǎn)換結(jié)果，以及放大細斜坡電壓與采樣的共模電壓之間的差異以輸出細轉(zhuǎn)換結(jié)果；以及信號處理單元，適用于基于粗轉(zhuǎn)換結(jié)果來產(chǎn)生采樣控制信號，以及基于粗轉(zhuǎn)換結(jié)果和細轉(zhuǎn)換結(jié)果來產(chǎn)生比較信號。
【專利說明】比較器、包括其的模數(shù)轉(zhuǎn)換裝置以及模數(shù)轉(zhuǎn)換方法
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請要求2015年3月9日提交給韓國知識產(chǎn)權(quán)局的申請?zhí)枮?0-2015-0032578的韓國專利申請的優(yōu)先權(quán)，其全部內(nèi)容通過引用合并于此。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明的各種實施例涉及一種電路設(shè)計技術(shù)，更具體地，涉及一種比較器、包括該比較器的模數(shù)轉(zhuǎn)換裝置以及模數(shù)轉(zhuǎn)換方法。
[0004]將作為示例來描述兩步單斜率模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)。然而，本發(fā)明的實施例可以適用于多步多斜率ADC和多步單斜率ADC，以及還可以適用于需要高速多步單斜率ADC和高速多步多斜率ADC的系統(tǒng)。因此，本發(fā)明不局限于兩步單斜率ADC。
【背景技術(shù)】
[0005]用于兩步(或多步)單斜率A/D轉(zhuǎn)換的方法在相關(guān)現(xiàn)有文檔(諸如，“AlexeyYakovlev，‘用于 CMOS 傳感器的雙斜坡 ADC’，美國專利 N0.US 6，670，904B1, Dec.30，2003”和“Seunghyun Lim, ‘具有列平行兩步單斜率ADC的高速CMOS圖像傳感器’，IEEE Trans.Electron Devices, vol.56，n0.3，pp.393-398，March, 2009”)中公開。
[0006]在相關(guān)領(lǐng)域，用于最高有效位(MSB)轉(zhuǎn)換的粗斜坡電壓被儲存在電容器的頂極板中，用于細斜坡的輸入端子在用于最低有效位(LSB)轉(zhuǎn)換的細斜坡期間耦接至電容器的底極板，然后，儲存在電容器的浮置頂極板中的電壓根據(jù)細斜坡電壓而改變。
[0007]上述相關(guān)領(lǐng)域具有的基本關(guān)注點在于:在粗斜坡和細斜坡期間被輸入至比較器的粗斜坡電壓和細斜坡電壓的斜率可以根據(jù)轉(zhuǎn)換過程而不同。
[0008]而且，當在粗模數(shù)轉(zhuǎn)換操作期間采樣粗斜坡電壓時，由于根據(jù)每個列模數(shù)轉(zhuǎn)換裝置的位置而導致的粗斜坡電壓的接地電壓跳動與接地電壓穩(wěn)定中的差異，因此添加有錯誤項的電壓被采樣。這降低了列模數(shù)轉(zhuǎn)換裝置的線性度，并且對帶噪音(banding noise)產(chǎn)生影響。即，根據(jù)列模數(shù)轉(zhuǎn)換裝置之中的哪些數(shù)目的列模數(shù)轉(zhuǎn)換裝置同時執(zhí)行采樣操作以及操作的列模數(shù)轉(zhuǎn)換裝置位于哪里，可能出現(xiàn)粗斜坡電壓的各種大小的接地電壓跳動和接地電壓穩(wěn)定的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]各種實施例是針對一種比較器、包括該比較器的模數(shù)轉(zhuǎn)換裝置以及模數(shù)轉(zhuǎn)換方法，所述比較器可以通過使用多輸入差分端子來執(zhí)行差分采樣。
[0010]在實施例中，一種比較器可以包括:共模電壓采樣單元，適用于基于采樣控制信號來采樣共模電壓；粗斜坡電壓采樣單元，適用于基于采樣控制信號來采樣粗斜坡電壓；前置放大器，適用于放大輸入電壓與采樣的粗斜坡電壓之間的差異以輸出粗轉(zhuǎn)換結(jié)果，以及放大細斜坡電壓與采樣的共模電壓之間的差異以輸出細轉(zhuǎn)換結(jié)果；以及信號處理單元，適用于基于粗轉(zhuǎn)換結(jié)果來產(chǎn)生采樣控制信號，以及基于粗轉(zhuǎn)換結(jié)果和細轉(zhuǎn)換結(jié)果來產(chǎn)生比較信號。
[0011]采樣的粗斜坡電壓和采樣的共模電壓可以具有用于前置放大器的差分關(guān)系。
[0012]共模電壓采樣單元可以包括:開關(guān)，適用于基于采樣控制信號來選擇性地阻擋共模電壓；以及電容器，適用于在開關(guān)關(guān)斷時儲存共模電壓。
[0013]粗斜坡電壓采樣單元可以包括:開關(guān)，適用于基于采樣控制信號來選擇性地阻擋粗斜坡電壓；以及電容器，適用于在開關(guān)關(guān)斷時儲存粗斜坡電壓。
[0014]信號處理單元可以包括:放大器，適用于放大粗轉(zhuǎn)換結(jié)果和細轉(zhuǎn)換結(jié)果；控制器，適用于基于放大的粗轉(zhuǎn)換結(jié)果來產(chǎn)生采樣控制信號；以及選擇器，適用于基于選擇信號來選擇放大的細轉(zhuǎn)換結(jié)果和通過控制器的放大的粗轉(zhuǎn)換結(jié)果，以輸出比較信號。
[0015]信號處理單元可以包括:控制器，適用于基于粗轉(zhuǎn)換結(jié)果來產(chǎn)生采樣控制信號；以及選擇器，適用于基于選擇信號來選擇細轉(zhuǎn)換結(jié)果和通過控制器的粗轉(zhuǎn)換結(jié)果，以輸出比較信號。
[0016]比較器還可以包括:開關(guān)，適用于基于控制信號來重置前置放大器。
[0017]比較器還可以包括:電容器，適用于將輸入電壓和前置放大器的反饋的輸出信號去耦合。
[0018]前置放大器可以包括:公共有源負載，包括輸出端子，輸出端子適用于輸出粗轉(zhuǎn)換結(jié)果和細轉(zhuǎn)換結(jié)果；粗輸入差分對，適用于放大輸入電壓與采樣的粗斜坡電壓之間的差異以經(jīng)由輸出端子輸出粗轉(zhuǎn)換結(jié)果；以及細輸入差分對，適用于放大細斜坡電壓與采樣的共模電壓之間的差異以經(jīng)由輸出端子輸出細轉(zhuǎn)換結(jié)果。
[0019]在實施例中，一種模數(shù)轉(zhuǎn)換裝置可以包括:共模電壓采樣單元，適用于基于采樣控制信號來采樣共模電壓；粗斜坡電壓采樣單元，適用于基于采樣控制信號來采樣粗斜坡電壓；前置放大器，適用于放大輸入電壓與采樣的粗斜坡電壓之間的差異以輸出粗轉(zhuǎn)換結(jié)果，以及放大細斜坡電壓與采樣的共模電壓之間的差異以輸出細轉(zhuǎn)換結(jié)果；信號處理單元，適用于基于粗轉(zhuǎn)換結(jié)果來產(chǎn)生采樣控制信號，以及基于粗轉(zhuǎn)換結(jié)果和細轉(zhuǎn)換結(jié)果來產(chǎn)生比較信號；以及編碼決定單元，適用于基于比較信號來確定粗數(shù)字編碼和細數(shù)字編碼以輸出數(shù)字數(shù)據(jù)。
[0020]采樣的粗斜坡電壓和采樣的共模電壓具有用于前置放大器的差分關(guān)系。
[0021]在實施例中，一種模數(shù)轉(zhuǎn)換方法可以包括:基于采樣控制信號來采樣共模電壓；基于采樣控制信號來采樣粗斜坡電壓；放大輸入電壓與采樣的粗斜坡電壓之間的差異以輸出粗轉(zhuǎn)換結(jié)果；放大細斜坡電壓與采樣的共模電壓之間的差異以輸出細轉(zhuǎn)換結(jié)果；基于粗轉(zhuǎn)換結(jié)果來產(chǎn)生采樣控制信號；基于粗轉(zhuǎn)換結(jié)果和細轉(zhuǎn)換結(jié)果來產(chǎn)生比較信號；以及基于比較信號來確定粗數(shù)字編碼和細數(shù)字編碼以輸出數(shù)字數(shù)據(jù)。
【附圖說明】
[0022]圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的比較器的框圖。
[0023]圖2是圖1中示出的前置放大器的詳細示圖。
[0024]圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的模數(shù)轉(zhuǎn)換裝置的框圖。
[0025]圖4是描述圖1至圖3中示出的比較器和模數(shù)轉(zhuǎn)換裝置的操作的時序圖。
【具體實施方式】
[0026]以下將參照附圖更詳細地描述各種示例性實施例。然而，本發(fā)明可以以不同形式實現(xiàn)并且不應(yīng)當解釋為局限于本文所闡述的實施例。更確切地說，提供這些實施例使得本公開將是徹底和完整的，并且將本發(fā)明的范圍完全傳達給本領(lǐng)域技術(shù)人員。貫穿本公開，相同的附圖標記在本發(fā)明的各種附圖和實施例中指代相同的部分。
[0027]在本公開中，當一個部分被稱為“連接”至另一個部分時，應(yīng)當理解為前者能夠“直接連接”至后者，或者通過中間部分“電連接”至后者。而且，當描述一個部分包括(或包含或具有)一些元件時，應(yīng)當理解為其可以僅包括那些元件，或者如果沒有特別限制，則其可以包括其他元件和那些元件。除非另有說明，否則單數(shù)形式的術(shù)語可以包括復數(shù)形式。
[0028]圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的比較器的框圖。
[0029]參照圖1，比較器可以包括共模電壓采樣單元160、粗斜坡電壓采樣單元130、前置放大器I1和信號處理單元120。共模電壓采樣單元160根據(jù)來自信號處理單元120的采樣控制信號來采樣共模電壓VeM。粗斜坡電壓采樣單元130根據(jù)來自信號處理單元120的采樣控制信號來米樣粗斜坡電壓V_p—e。前置放大器110放大輸入電壓Vp與來自粗斜坡電壓采樣單元130的粗斜坡電壓Vsp之間的差異并輸出粗轉(zhuǎn)換結(jié)果，以及放大細斜坡電壓V _P—F與來自共模電壓采樣單元160的共模電壓Vsn之間的差異并輸出細轉(zhuǎn)換結(jié)果。信號處理單元120根據(jù)來自前置放大器110的粗轉(zhuǎn)換結(jié)果來產(chǎn)生采樣控制信號，以及根據(jù)來自前置放大器110的粗轉(zhuǎn)換結(jié)果和細轉(zhuǎn)換結(jié)果來將比較信號輸出至計數(shù)器和/或線存儲器。
[0030]共模信號米樣單元160包括開關(guān)161和電容器162。開關(guān)161根據(jù)來自信號處理單元120的采樣控制信號來阻擋共模電壓VeM，以及電容器162在開關(guān)161關(guān)斷時儲存共模電壓Vcm。
[0031]粗斜坡電壓采樣單元130包括開關(guān)131和電容器132。開關(guān)131根據(jù)來自信號處理單元120的采樣控制信號來阻擋粗斜坡電壓VRAMP—ε，以及電容器132在開關(guān)131關(guān)斷時儲存粗斜坡電壓V_P—c。
[0032]信號處理單元120包括放大器121、控制器122和選擇器123。放大器121將來自前置放大器110的粗轉(zhuǎn)換結(jié)果和細轉(zhuǎn)換結(jié)果放大?？刂破?22根據(jù)來自放大器121的粗轉(zhuǎn)換結(jié)果來產(chǎn)生采樣控制信號。選擇器123根據(jù)選擇信號SELf(例如，從定時發(fā)生器傳送來的)來選擇來自控制器122的粗轉(zhuǎn)換結(jié)果和來自放大器121的細轉(zhuǎn)換結(jié)果，并且將比較信號輸出至計數(shù)器和/或線存儲器。粗轉(zhuǎn)換結(jié)果與采樣時鐘(^1同步地從控制器122傳送至選擇器123。放大器121用作額外的組件元件，以及來自前置放大器110的粗轉(zhuǎn)換結(jié)果被傳送至控制器122，而來自前置放大器110的細轉(zhuǎn)換結(jié)果被傳送至選擇器123。
[0033]比較器還可以包括用于根據(jù)控制信號CTRL來重置前置放大器110的開關(guān)140。即，開關(guān)140用于根據(jù)來自外部控制器(未示出)的控制信號CTRL來將前置放大器110的輸出電壓(其被反饋至用于輸入輸入電壓Vp的輸入端子)導通/關(guān)斷，從而重置(即，自動零狀態(tài))前置放大器110。
[0034]比較器還包括用于將要被A/D轉(zhuǎn)換的輸入電壓Vpixa和從前置放大器110反饋的輸出電壓去親合的電容器150。
[0035]這樣，用于采樣粗斜坡電壓V_P—e的采樣單元以及用于采樣共模電壓V ^的采樣單元被布置在雙輸入差分對(即，雙輸入差分端子)的相應(yīng)端子處。結(jié)果，可以獲取均勻采樣值而不論列模數(shù)轉(zhuǎn)換裝置的位置如何，借此可以維持線性度并且可以去除帶噪音。而且，雖然在粗斜坡電壓和共模電壓被采樣且受各種噪音源影響之后粗斜坡電壓和共模電壓保持在浮置狀態(tài)，但是由于粗斜坡電壓和共模電壓被差分地處理為具有抗干擾性，因此可以有效地去除水平噪音。
[0036]圖2是圖1所示的前置放大器110的詳細示圖。
[0037]參照圖2，前置放大器110可以包括公共有源負載230、粗輸入差分對210和細輸入差分對220。公共有源負載230提供用于輸出粗轉(zhuǎn)換結(jié)果和細轉(zhuǎn)換結(jié)果的輸出端子。粗輸入差分對210放大輸入電壓Vp與來自粗斜坡電壓采樣單元130的粗斜坡電壓V SP之間的差異，并且經(jīng)由輸出端子輸出粗轉(zhuǎn)換結(jié)果。細輸入差分對220放大細斜坡電壓VRAMP—F與來自共模電壓采樣單元160的共模電壓Vsn之間的差異，并且經(jīng)由輸出端子輸出細轉(zhuǎn)換結(jié)果。
[0038]輸入差分對(即，輸入差分端子)被劃分為用于粗轉(zhuǎn)換和細轉(zhuǎn)換的多步。換句話說，第一晶體管MNl和第二晶體管MN2形成用于細轉(zhuǎn)換的細輸入差分對220，而第三晶體管MN3和第四晶體管MN4形成用于粗轉(zhuǎn)換的粗輸入差分對210。
[0039]粗輸入差分對210直接接收并比較輸入電壓Vp與來自粗斜坡電壓采樣單元130的粗斜坡電壓VSP。通過放大輸入電壓Vp與來自粗斜坡電壓采樣單元130的粗斜坡電壓Vsp之間的差異而獲得的粗轉(zhuǎn)換結(jié)果經(jīng)由公共有源負載230的輸出端子Viwpi輸出，并且被傳送至信號處理單元120。粗輸入差分對210可以被稱為粗輸入差分端子。
[0040]粗輸入差分對210的第四晶體管MN4具有施加了要被A/D轉(zhuǎn)換的輸入電壓Vp的柵極端子，而第三晶體管MN3具有直接施加了來自粗斜坡電壓采樣單元130的粗斜坡電壓Vsp的柵極端子。
[0041]細輸入差分對220放大細斜坡電壓VRAMP—F與來自共模電壓采樣單元160的共模電壓Vsn之間的差異，并且經(jīng)由公共有源負載230的輸出端子V.Ρ1將細轉(zhuǎn)換結(jié)果輸出至信號處理單元120。來自外部共模電壓發(fā)生單元(未示出)的共模電壓用作偏置電壓，而來自共模電壓采樣單元160的共模電壓Vsn可以是與細斜坡電壓V RAMP—F的起始電平相同的電壓。細輸入差分對220可以被稱為細輸入差分端子。
[0042]細輸入差分對220的第一晶體管麗I具有直接施加了細斜坡電壓Vramp f的柵極端子，而第二晶體管MN2具有直接施加了來自共模電壓采樣單元160的共模電壓Vsn的柵極端子，所述共模電壓Vsn與細斜坡電壓V _P—F的起始電平相同。
[0043]由于包括第一晶體管麗1、第二晶體管麗2、第五晶體管麗5和第七晶體管麗7的細輸入差分對220的差分放大操作以及包括第三晶體管MN3、第四晶體管MN4、第六晶體管MN6和第八晶體管MN8的粗輸入差分對210的差分放大操作在本領(lǐng)域中通常是已知的，因此將省略其進一步的描述。而且，由兩個晶體管MPl和MP2構(gòu)成的公共有源負載230用作輸出端子，以及由于公共有源負載230的配置和操作在本領(lǐng)域中通常是已知的，因此將省略其進一步的描述。
[0044]圖3是示出根據(jù)本發(fā)明實施例的模數(shù)轉(zhuǎn)換裝置的框圖。
[0045]參照圖3，模數(shù)轉(zhuǎn)換裝置可以包括圖1中示出的比較器和編碼決定單元310。
[0046]S卩，模數(shù)轉(zhuǎn)換裝置可以包括共模電壓采樣單元160、粗斜坡電壓采樣單元130、前置放大器110、信號處理單元120和編碼決定單元310。共模電壓采樣單元160根據(jù)來自信號處理單元120的采樣控制信號來采樣共模電壓VeM。粗斜坡電壓采樣單元130根據(jù)來自信號處理單元120的采樣控制信號來采樣粗斜坡電壓V_P—ε。前置放大器110放大輸入電壓Vp與來自粗斜坡電壓采樣單元130的粗斜坡電壓Vsp之間的差異并輸出粗轉(zhuǎn)換結(jié)果，以及放大細斜坡電SVramp f與來自共模電壓采樣單元160的共模電壓Vsn之間的差異并輸出細轉(zhuǎn)換結(jié)果。信號處理單元120根據(jù)來自前置放大器110的粗轉(zhuǎn)換結(jié)果來產(chǎn)生采樣控制信號，以及根據(jù)來自前置放大器110的粗轉(zhuǎn)換結(jié)果和細轉(zhuǎn)換結(jié)果來將比較信號輸出至計數(shù)器和/或線存儲器。編碼決定單元310根據(jù)來自信號處理單元120的比較信號來確定粗數(shù)字編碼和細數(shù)字編碼，并且輸出數(shù)字像素數(shù)據(jù)D.。
[0047]編碼決定單元310通過使用粗計數(shù)器時鐘CLKjP細計數(shù)器時鐘CLKf來確定編碼。編碼決定單元310可以包括計數(shù)器(例如，上/下計數(shù)器)和/或接收計數(shù)值的線存儲器。
[0048]圖4是用于描述圖1至圖3中示出的比較器和模數(shù)轉(zhuǎn)換裝置的操作的時序圖。
[0049]在第一步驟中，粗輸入差分對210比較輸入電壓Vp與來自粗斜坡電壓采樣單元130的粗斜坡電壓Vsp。輸入電壓Vp與來自粗斜坡電壓采樣單元130的粗斜坡電壓V SP之間的差異被放大并且經(jīng)由前置放大器110的輸出端子ν.Ρ1(即，公共有源負載230的輸出端子)輸出，以及被傳送至信號處理單元120。
[0050]輸出電壓導致由信號處理單元120產(chǎn)生采樣控制信號，并且將粗斜坡電SVramp c經(jīng)過的開關(guān)131關(guān)斷，通過開關(guān)131粗斜坡電壓Vramp J^儲存在電容器132中。而且，同時信號處理單元120將比較信號傳送至對應(yīng)列的計數(shù)器和/或接收計數(shù)值的線存儲器，使得粗數(shù)字編碼被確定。
[0051]在第二步驟中，細輸入差分對220放大細斜坡電壓VRAMP—來自共模電壓采樣單元160的共模電壓Vsn之間的差異，并且輸出細轉(zhuǎn)換結(jié)果。輸出電壓經(jīng)由前置放大器110的輸出端子Vi3utpi (即，公共有源負載230的輸出端子)被傳送至信號處理單元120。然后，信號處理單元120將比較信號傳送至設(shè)置在列中的計數(shù)器或接收計數(shù)值的線存儲器，使得細數(shù)字編碼被確定。
[0052]由于上述步驟被執(zhí)行多次，因此多步單斜率A/D轉(zhuǎn)換是可能的。
[0053]從以上描述明顯的是，根據(jù)本發(fā)明的實施例，粗斜坡電SVramp c和共模電壓Vcm被施加至雙輸入差分對的相應(yīng)端子，因此當查看整個電路時導致差分關(guān)系(即，粗輸入差分對和細輸入差分對具有差分關(guān)系)。因此，由于共同施加的噪音被抑制，因此可以獲得抗噪音性。所述噪音可以包括通過采樣開關(guān)的電荷引線和時鐘引線的接地電壓跳動和粗斜坡電壓跳動。采樣之后，可以通過接地波動來施加影響。
[0054]雖然已經(jīng)出于說明的目的描述各種實施例，但是對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說明顯的是，在不脫離在所附權(quán)利要求中限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下可以做出各種改變和修改。
[0055]通過以上實施例可以看出，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案。
[0056]技術(shù)方案1.一種比較器，包括:
[0057]共模電壓采樣單元，適用于基于采樣控制信號來采樣共模電壓；
[0058]粗斜坡電壓采樣單元，適用于基于采樣控制信號來采樣粗斜坡電壓；
[0059]前置放大器，適用于放大輸入電壓與采樣的粗斜坡電壓之間的差異以輸出粗轉(zhuǎn)換結(jié)果，以及放大細斜坡電壓與采樣的共模電壓之間的差異以輸出細轉(zhuǎn)換結(jié)果；以及
[0060]信號處理單元，適用于基于粗轉(zhuǎn)換結(jié)果來產(chǎn)生采樣控制信號，以及基于粗轉(zhuǎn)換結(jié)果和細轉(zhuǎn)換結(jié)果來產(chǎn)生比較信號。
[0061]技術(shù)方案2.如技術(shù)方案I所述的比較器，其中，采樣的粗斜坡電壓和采樣的共模電壓具有用于前置放大器的差分關(guān)系。
[0062]技術(shù)方案3.如技術(shù)方案I所述的比較器，其中，共模電壓采樣單元包括:
[0063]開關(guān)，適用于基于采樣控制信號來選擇性地阻擋共模電壓；以及
[0064]電容器，適用于在開關(guān)關(guān)斷時儲存共模電壓。
[0065]技術(shù)方案4.如技術(shù)方案I所述的比較器，其中，粗斜坡電壓采樣單元包括:
[0066]開關(guān)，適用于基于采樣控制信號來選擇性地阻擋粗斜坡電壓；以及
[0067]電容器，適用于在開關(guān)關(guān)斷時儲存粗斜坡電壓。
[0068]技術(shù)方案5.如技術(shù)方案I所述的比較器，其中，信號處理單元包括:
[0069]放大器，適用于放大粗轉(zhuǎn)換結(jié)果和細轉(zhuǎn)換結(jié)果；
[0070]控制器，適用于基于放大的粗轉(zhuǎn)換結(jié)果來產(chǎn)生采樣控制信號；以及
[0071]選擇器，適用于基于選擇信號來選擇放大的細轉(zhuǎn)換結(jié)果和通過控制器的放大的粗轉(zhuǎn)換結(jié)果，以輸出比較信號。
[0072]技術(shù)方案6.如技術(shù)方案I所述的比較器，其中信號處理單元包括:
[0073]控制器，適用于基于粗轉(zhuǎn)換結(jié)果來產(chǎn)生采樣控制信號；以及
[0074]選擇器，適用于基于選擇信號來選擇細轉(zhuǎn)換結(jié)果和通過控制器的粗轉(zhuǎn)換結(jié)果，以輸出比較信號。
[0075]技術(shù)方案7.如技術(shù)方案I所述的比較器，還包括:
[0076]開關(guān)，適用于基于控制信號來重置前置放大器。
[0077]技術(shù)方案8.如技術(shù)方案I所述的比較器，還包括:
[0078]電容器，適用于將輸入電壓和前置放大器的反饋的輸出信號去耦合。
[0079]技術(shù)方案9.如技術(shù)方案I所述的比較器，其中前置放大器包括:
[0080]公共有源負載，包括輸出端子，輸出端子適用于輸出粗轉(zhuǎn)換結(jié)果和細轉(zhuǎn)換結(jié)果；[0081 ] 粗輸入差分對，適用于放大輸入電壓與采樣的粗斜坡電壓之間的差異以經(jīng)由輸出端子輸出粗轉(zhuǎn)換結(jié)果；以及
[0082]細輸入差分對，適用于放大細斜坡電壓與采樣的共模電壓之間的差異以經(jīng)由輸出端子輸出細轉(zhuǎn)換結(jié)果。
[0083]技術(shù)方案10.—種模數(shù)轉(zhuǎn)換裝置，包括:
[0084]共模電壓采樣單元，適用于基于采樣控制信號來采樣共模電壓；
[0085]粗斜坡電壓采樣單元，適用于基于采樣控制信號來采樣粗斜坡電壓；
[0086]前置放大器，適用于放大輸入電壓與采樣的粗斜坡電壓之間的差異以輸出粗轉(zhuǎn)換結(jié)果，以及放大細斜坡電壓與采樣的共模電壓之間的差異以輸出細轉(zhuǎn)換結(jié)果；
[0087]信號處理單元，適用于基于粗轉(zhuǎn)換結(jié)果來產(chǎn)生采樣控制信號，以及基于粗轉(zhuǎn)換結(jié)果和細轉(zhuǎn)換結(jié)果來產(chǎn)生比較信號；以及
[0088]編碼決定單元，適用于基于比較信號來確定粗數(shù)字編碼和細數(shù)字編碼以輸出數(shù)字數(shù)據(jù)。
[0089]技術(shù)方案11.如技術(shù)方案10所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換裝置，其中，采樣的粗斜坡電壓和采樣的共模電壓具有用于前置放大器的差分關(guān)系。
[0090]技術(shù)方案12.—種模數(shù)轉(zhuǎn)換方法，包括:
[0091]基于采樣控制信號來采樣共模電壓；
[0092]基于采樣控制信號來采樣粗斜坡電壓；
[0093]放大輸入電壓與采樣的粗斜坡電壓之間的差異以輸出粗轉(zhuǎn)換結(jié)果；
[0094]放大細斜坡電壓與采樣的共模電壓之間的差異以輸出細轉(zhuǎn)換結(jié)果；
[0095]基于粗轉(zhuǎn)換結(jié)果來產(chǎn)生采樣控制信號；
[0096]基于粗轉(zhuǎn)換結(jié)果和細轉(zhuǎn)換結(jié)果來產(chǎn)生比較信號；以及
[0097]基于比較信號來確定粗數(shù)字編碼和細數(shù)字編碼以輸出數(shù)字數(shù)據(jù)。
【主權(quán)項】
1.一種比較器，包括: 共模電壓采樣單元，適用于基于采樣控制信號來采樣共模電壓； 粗斜坡電壓采樣單元，適用于基于采樣控制信號來采樣粗斜坡電壓； 前置放大器，適用于放大輸入電壓與采樣的粗斜坡電壓之間的差異以輸出粗轉(zhuǎn)換結(jié)果，以及放大細斜坡電壓與采樣的共模電壓之間的差異以輸出細轉(zhuǎn)換結(jié)果；以及 信號處理單元，適用于基于粗轉(zhuǎn)換結(jié)果來產(chǎn)生采樣控制信號，以及基于粗轉(zhuǎn)換結(jié)果和細轉(zhuǎn)換結(jié)果來產(chǎn)生比較信號。2.如權(quán)利要求1所述的比較器，其中，采樣的粗斜坡電壓和采樣的共模電壓具有用于前置放大器的差分關(guān)系。3.如權(quán)利要求1所述的比較器，其中，共模電壓采樣單元包括: 開關(guān)，適用于基于采樣控制信號來選擇性地阻擋共模電壓；以及 電容器，適用于在開關(guān)關(guān)斷時儲存共模電壓。4.如權(quán)利要求1所述的比較器，其中，粗斜坡電壓采樣單元包括: 開關(guān)，適用于基于采樣控制信號來選擇性地阻擋粗斜坡電壓；以及 電容器，適用于在開關(guān)關(guān)斷時儲存粗斜坡電壓。5.如權(quán)利要求1所述的比較器，其中，信號處理單元包括: 放大器，適用于放大粗轉(zhuǎn)換結(jié)果和細轉(zhuǎn)換結(jié)果； 控制器，適用于基于放大的粗轉(zhuǎn)換結(jié)果來產(chǎn)生采樣控制信號；以及選擇器，適用于基于選擇信號來選擇放大的細轉(zhuǎn)換結(jié)果和通過控制器的放大的粗轉(zhuǎn)換結(jié)果，以輸出比較信號。6.如權(quán)利要求1所述的比較器，其中信號處理單元包括: 控制器，適用于基于粗轉(zhuǎn)換結(jié)果來產(chǎn)生采樣控制信號；以及 選擇器，適用于基于選擇信號來選擇細轉(zhuǎn)換結(jié)果和通過控制器的粗轉(zhuǎn)換結(jié)果，以輸出比較信號。7.如權(quán)利要求1所述的比較器，還包括: 開關(guān)，適用于基于控制信號來重置前置放大器。8.如權(quán)利要求1所述的比較器，還包括: 電容器，適用于將輸入電壓和前置放大器的反饋的輸出信號去耦合。9.一種模數(shù)轉(zhuǎn)換裝置，包括: 共模電壓采樣單元，適用于基于采樣控制信號來采樣共模電壓； 粗斜坡電壓采樣單元，適用于基于采樣控制信號來采樣粗斜坡電壓； 前置放大器，適用于放大輸入電壓與采樣的粗斜坡電壓之間的差異以輸出粗轉(zhuǎn)換結(jié)果，以及放大細斜坡電壓與采樣的共模電壓之間的差異以輸出細轉(zhuǎn)換結(jié)果； 信號處理單元，適用于基于粗轉(zhuǎn)換結(jié)果來產(chǎn)生采樣控制信號，以及基于粗轉(zhuǎn)換結(jié)果和細轉(zhuǎn)換結(jié)果來產(chǎn)生比較信號；以及 編碼決定單元，適用于基于比較信號來確定粗數(shù)字編碼和細數(shù)字編碼以輸出數(shù)字數(shù)據(jù)。10.一種模數(shù)轉(zhuǎn)換方法，包括: 基于采樣控制信號來采樣共模電壓；基于采樣控制信號來采樣粗斜坡電壓；放大輸入電壓與采樣的粗斜坡電壓之間的差異以輸出粗轉(zhuǎn)換結(jié)果；放大細斜坡電壓與采樣的共模電壓之間的差異以輸出細轉(zhuǎn)換結(jié)果；基于粗轉(zhuǎn)換結(jié)果來產(chǎn)生采樣控制信號；基于粗轉(zhuǎn)換結(jié)果和細轉(zhuǎn)換結(jié)果來產(chǎn)生比較信號；以及基于比較信號來確定粗數(shù)字編碼和細數(shù)字編碼以輸出數(shù)字數(shù)據(jù)。
【文檔編號】H03M1/12GK105959009SQ201510671772
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2015年10月13日
【發(fā)明人】劉時旭
【申請人】愛思開海力士有限公司