【技術實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術涉及模擬集成電路，更具體地，涉及一種信號采樣電路。
技術介紹
1、模數(shù)轉(zhuǎn)換器（analog-to-digital?converter，簡稱adc）作為連接模擬信號世界和數(shù)字信號世界的紐帶，在各種電子設備和芯片中扮演著至關重要的角色，通過傳感器感知和采集現(xiàn)實世界中的各種模擬信號，然后利用adc轉(zhuǎn)換為數(shù)字電路可處理的數(shù)字信號，進而控制設備做出各種反應。通常模擬信號是在幅值域內(nèi)和時間域內(nèi)連續(xù)的信號，因此在adc中一般需要使用信號采樣電路對模擬信號進行采樣和放大，然后再由adc將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。一個比較典型的實例為電源管理芯片，由采樣電阻將流過的電流轉(zhuǎn)換為模擬電壓信號，然后通過信號采樣電路對該模擬電壓信號進行采樣和放大，然后將放大后的模擬電壓信號提供至adc轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后輸出至dsp進行處理。因此信號采樣電路在adc中起著至關重要的作用，信號采樣電路的采樣精度直接決定了adc的最高轉(zhuǎn)換精度。
2、在現(xiàn)有技術中，adc的信號采樣電路通常依賴于正電壓（例如3v電源對0v參考地）供電，這限制了其采集的信號范圍，導致其只能處理在供電電壓范圍內(nèi)的正輸入電壓信號。這種限制使得在處理負輸入電壓信號時，現(xiàn)有技術的信號采樣電路無法有效的工作，導致adc的采樣精度和轉(zhuǎn)換精度受到影響。
3、然而在電源管理芯片中，adc需要處理各種負載的模擬電壓信號，這些信號中可能包括負輸入電壓信號，因此，開發(fā)一種能夠在正負電壓范圍內(nèi)均能有效采樣的信號采樣電路顯得尤為重要。
技術實現(xiàn)思路
1
2、根據(jù)本專利技術的一方面，提供一種信號采樣電路，包括：負壓電源模塊，用于根據(jù)差分輸入信號生成負電源域的第一電源電壓和第一參考地；電平轉(zhuǎn)換模塊，用于根據(jù)所述第一電源電壓和所述第一參考地將位于正電源域的輸入時鐘信號轉(zhuǎn)換為位于負電源域的第一控制信號和第二控制信號；以及采樣及增益放大模塊，用于在所述第一控制信號和所述第二控制信號的控制下對所述差分輸入信號進行采樣并增益放大，以得到差分輸出信號。
3、可選地，所述差分輸入信號的電壓處于正電源域或者負電源域。
4、可選地，所述負壓電源模塊包括：電流偏置單元，用于提供一偏置電流；鏡像復制單元，具有用于接收所述偏置電流的第一電流端，以及用于提供所述偏置電流的復制電流的第二電流端；第一電阻，第一端與所述鏡像復制單元的第二電流端連接，第二端與所述第一參考地連接，用于根據(jù)所述偏置電流的復制電流生成所述第一電源電壓；以及負壓參考地單元，用于根據(jù)所述差分輸入信號生成所述第一參考地。
5、可選地，所述負壓電源模塊還包括：設置于所述第一電源電壓和所述第一參考地之間的穩(wěn)壓電容；以及設置于所述第一電源電壓和所述第一參考地之間的反接二極管。
6、可選地，所述電流偏置單元包括：電流源，第一端與正電源域的第二電源電壓連接；第一晶體管，第一端和控制端與所述電流源的第二端連接，第二端與正電源域的第二參考地連接；第二晶體管，控制端與所述第一晶體管的控制端連接，第二端與所述第二參考地連接，第一端用于提供所述偏置電流。
7、可選地，所述鏡像復制單元包括：第三晶體管，第一端與正電源域的第二電源電壓連接，第二端作為所述鏡像復制單元的第一電流端與所述偏置電流連接；以及第四晶體管，第一端與所述第二電源電壓連接，控制端與所述第三晶體管的控制端連接，第二端作為所述鏡像復制單元的第二電流端以提供所述復制電流。
8、可選地，所述第三晶體管和所述第四晶體管為高壓晶體管。
9、可選地，所述負壓參考地單元包括：串聯(lián)于所述差分輸入信號的正輸入電壓信號和負輸入電壓信號之間的第二電阻和第三電阻，所述第二電阻和所述第三電阻的中間節(jié)點用于輸出所述第一參考地。
10、可選地，所述電平轉(zhuǎn)換模塊包括：第五晶體管，第一端與所述正電源域的第二電源電壓連接，控制端與所述輸入時鐘信號連接；第六晶體管，第一端與所第二電源電壓連接，控制端與所述輸入時鐘信號的反相信號連接；第七晶體管，第一端與所述第五晶體管的第二端連接，控制端與所述正電源域的第二參考地連接；第八晶體管，第一端與所述第六晶體管的第二端連接，控制端與所述第二參考地連接；第九晶體管，第一端與所述第七晶體管的第二端連接于第一節(jié)點，控制端與所述第八晶體管的第二端連接于第二節(jié)點，第二端與所述第一參考地連接；第十晶體管，第一端與所述第二節(jié)點連接，控制端與所述第一節(jié)點連接，第二端與所述第一參考地連接；第一反相器和第二反相器，串聯(lián)于所述第二節(jié)點與所述第一控制信號的輸出端之間；以及第三反相器和第四反相器，串聯(lián)于所述第一節(jié)點與所述第二控制信號的輸出端之間，其中，所述第一反相器、所述第二反相器、所述第三反相器和所述第四反相器均工作于所述第一電源電壓和所述第一參考地之間。
11、可選地，所述采樣及增益放大模塊包括：運算放大器，包括正輸入端和負輸入端，以及提供所述差分輸出信號的正輸出端和負輸出端；第一采樣電容，第二端與所述運算放大器的正輸入端連接；第二采樣電容，第二端與所述運算放大器的負輸入端連接；第一采樣開關，用于根據(jù)所述第一控制信號將所述差分輸入信號的正輸入電壓信號提供至所述第一采樣電容的第一端；第二采樣開關，用于根據(jù)所述第一控制信號將所述差分輸入信號的負輸入電壓信號提供至所述第二采樣電容的第一端；第一反饋電容和第二反饋電容，用于根據(jù)所述第一控制信號和第二控制信號選擇性地連接在所述運算放大器的反饋回路中；以及多個切換開關，所述多個切換開關用于根據(jù)所述第一控制信號或所述第二控制信號的不同相位改變所述第一反饋電容和所述第二反饋電容的連接方式，以使得所述采樣及增益放大模塊處于不同的工作狀態(tài)。
12、可選地，所述第一反饋電容的第一端與所述運算放大器的正輸入端連接，所述第二反饋電容的第一端與所述運算放大器的負輸入端連接，所述多個切換開關包括：第一切換開關，用于根據(jù)所述第一控制信號將所述第一反饋電容的第二端連接至共模電壓信號；第二切換開關，用于根據(jù)所述第二控制信號將所述第一反饋電容的第二端連接至所述運算放大器的正輸出端；第三切換開關，用于根據(jù)所述第一控制信號將所述第二反饋電容的第二端連接至所述共模電壓信號；以及第四切換開關，用于根據(jù)所述第二控制信號將所述第二反饋電容的第二端連接至所述運算放大器的負輸出端。
13、可選地，所述采樣及增益放大模塊還包括：第一短接開關，用于根據(jù)所述第二控制信號將所述第一采樣電容和所述第二采樣電容的第一端短接；第二短接開關，用于根據(jù)所述第一控制信號將所述運算放大器的正輸入端和正輸出端短接；以及第三短接開關，用于根據(jù)所述第一控制信號將所述運算放大器的負輸入端和負輸出端短接。
14、可選地，所述采樣及增益放大模塊還包括：校準開關陣列，用于將校準電壓信號分別提供至所述第一采樣電容和所述第二采樣電容的第一端，以對所述運算放大器的失調(diào)或增益進行校準，其中，所本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術保護點】
1.一種信號采樣電路，包括：
2.根據(jù)權利要求1所述的信號采樣電路，其中，所述差分輸入信號的電壓處于正電源域或者負電源域。
3.根據(jù)權利要求1所述的信號采樣電路，其中，所述負壓電源模塊包括：
4.根據(jù)權利要求3所述的信號采樣電路，其中，所述負壓電源模塊還包括：
5.根據(jù)權利要求3所述的信號采樣電路，其中，所述電流偏置單元包括：
6.根據(jù)權利要求3所述的信號采樣電路，其中，所述鏡像復制單元包括：
7.根據(jù)權利要求6所述的信號采樣電路，其中，所述第三晶體管和所述第四晶體管為高壓晶體管。
8.根據(jù)權利要求3所述的信號采樣電路，其中，所述負壓參考地單元包括：
9.根據(jù)權利要求1所述的信號采樣電路，其中，所述電平轉(zhuǎn)換模塊包括：
10.根據(jù)權利要求1所述的信號采樣電路，其中，所述采樣及增益放大模塊包括：
11.根據(jù)權利要求10所述的信號采樣電路，其中，所述第一反饋電容的第一端與所述運算放大器的正輸入端連接，所述第二反饋電容的第一端與所述運算放大器的負輸入端連接，所述多個切換
12.根據(jù)權利要求11所述的信號采樣電路，其中，所述采樣及增益放大模塊還包括：
13.根據(jù)權利要求10所述的信號采樣電路，其中，所述采樣及增益放大模塊還包括：
14.根據(jù)權利要求13所述的信號采樣電路，其中，所述校準開關陣列包括：
15.根據(jù)權利要求14所述的信號采樣電路，其中，所述校準開關陣列還包括：
16.根據(jù)權利要求15所述的信號采樣電路，其中，所述校準開關陣列還包括：
17.根據(jù)權利要求16所述的信號采樣電路，其中，所述第一采樣開關、所述第二采樣開關、所述第一防漏電開關、所述第二防漏電開關、所述至少一個第三防漏電開關以及所述至少一個第二虛擬開關為低壓晶體管，所述第一校準開關、所述第二校準開關、所述至少一個第三校準開關以及所述第一虛擬開關為高壓晶體管。
18.根據(jù)權利要求1所述的信號采樣電路，其中，所述第一控制信號和所述第二控制信號為兩相非交疊時鐘信號。
...【技術特征摘要】
1.一種信號采樣電路，包括：
2.根據(jù)權利要求1所述的信號采樣電路，其中，所述差分輸入信號的電壓處于正電源域或者負電源域。
3.根據(jù)權利要求1所述的信號采樣電路，其中，所述負壓電源模塊包括：
4.根據(jù)權利要求3所述的信號采樣電路，其中，所述負壓電源模塊還包括：
5.根據(jù)權利要求3所述的信號采樣電路，其中，所述電流偏置單元包括：
6.根據(jù)權利要求3所述的信號采樣電路，其中，所述鏡像復制單元包括：
7.根據(jù)權利要求6所述的信號采樣電路，其中，所述第三晶體管和所述第四晶體管為高壓晶體管。
8.根據(jù)權利要求3所述的信號采樣電路，其中，所述負壓參考地單元包括：
9.根據(jù)權利要求1所述的信號采樣電路，其中，所述電平轉(zhuǎn)換模塊包括：
10.根據(jù)權利要求1所述的信號采樣電路，其中，所述采樣及增益放大模塊包括：
11.根據(jù)權利要求10所述的信號采樣電路，其中，所述第一反饋電容的第一端與所述運算放大器的正輸入端連接，所述...
【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：張效銘，穆庚，張睿，
申請(專利權)人：思瑞浦微電子科技蘇州股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
還沒有人留言評論。發(fā)表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。