CN106257838B - 斜坡电压产生器以及用于测试模/数转换器的方法 - Google Patents
斜坡电压产生器以及用于测试模/数转换器的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106257838B CN106257838B CN201610460373.6A CN201610460373A CN106257838B CN 106257838 B CN106257838 B CN 106257838B CN 201610460373 A CN201610460373 A CN 201610460373A CN 106257838 B CN106257838 B CN 106257838B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- terminal
- coupled
- capacitor
- switch
- power supply
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K4/00—Generating pulses having essentially a finite slope or stepped portions
- H03K4/06—Generating pulses having essentially a finite slope or stepped portions having triangular shape
- H03K4/08—Generating pulses having essentially a finite slope or stepped portions having triangular shape having sawtooth shape
- H03K4/48—Generating pulses having essentially a finite slope or stepped portions having triangular shape having sawtooth shape using as active elements semiconductor devices
- H03K4/50—Generating pulses having essentially a finite slope or stepped portions having triangular shape having sawtooth shape using as active elements semiconductor devices in which a sawtooth voltage is produced across a capacitor
- H03K4/501—Generating pulses having essentially a finite slope or stepped portions having triangular shape having sawtooth shape using as active elements semiconductor devices in which a sawtooth voltage is produced across a capacitor the starting point of the flyback period being determined by the amplitude of the voltage across the capacitor, e.g. by a comparator
- H03K4/502—Generating pulses having essentially a finite slope or stepped portions having triangular shape having sawtooth shape using as active elements semiconductor devices in which a sawtooth voltage is produced across a capacitor the starting point of the flyback period being determined by the amplitude of the voltage across the capacitor, e.g. by a comparator the capacitor being charged from a constant-current source
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
- H03M1/00—Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
- H03M1/10—Calibration or testing
- H03M1/1071—Measuring or testing
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
- H03M1/00—Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
- H03M1/10—Calibration or testing
- H03M1/1071—Measuring or testing
- H03M1/109—Measuring or testing for dc performance, i.e. static testing
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Analogue/Digital Conversion (AREA)
- Tests Of Electronic Circuits (AREA)
Abstract
本发明提供一种用于产生斜坡式电压的方法和电路。该斜坡电压产生器电路包括:开关电容器放大器,该开关电容器放大器具有输入端子、输出端子、可切换地耦合到该输入端子的采样电容器,以及可切换地耦合到该输出端子的增益电容器;以及电流源,该电流源具有耦合到电源端子的端子,以及耦合到该输入端子的端子。该斜坡电压产生器电路可以被耦合成测试模/数转换器(ADC)。
Description
技术领域
本发明大体上涉及模/数转换器,且更确切地说,涉及一种斜坡电压产生器以及用于测试模/数转换器(analog-to-digital converter,ADC)的方法。
背景技术
制造集成电路的成本的主要部分涉及测试。举例来说,测试模/数转换器(ADC)的成本相对较高,这是因为可能需要专业化的测试设备并且因为测试时间可能相对较长。因此,存在对测试ADC的低成本方法的需要。
发明内容
一般而言,提供一种斜坡电压产生器,该斜坡电压产生器用于产生从一个电压电平斜坡式变化为另一电压电平的模拟输入电压。斜坡电压产生器可以用于提供输入电压以用于测试ADC。斜坡电压产生器使用全差分开关电容器放大器的差分输入端的每个输入端上的切换电流源。恒定偏移电路用于提供用于产生输入电压的固定参考。已知的恒定偏移的使用允许非线性的斜坡式输入电压用于产生斜坡式输出电压。斜坡式输入电压可以是斜降、斜升或一些其它斜坡方案。非线性的斜坡式输入电压的使用因为避免了高度线性的斜坡电压而允许使用便宜的信号发生器来测试ADC,因此降低了ADC的测试成本。测试电压产生器可以在与ADC相同的集成电路上实施,从而使得能够仅使用芯片上资源测试ADC。
在一个实施例中,提供一种斜坡电压产生器,该斜坡电压产生器包括:开关电容器放大器,该开关电容器放大器具有第一输入端子、第一输出端子、具有可切换地耦合到第一输入端子的第一端子的第一采样电容器,以及具有可切换地耦合到第一输出端子的第一端子的第一增益电容器;第一电流源,该第一电流源具有耦合到第一电源端子的第一端子,以及耦合到第一输入端子的第二端子;第一开关,该第一开关具有耦合到第二电源端子的第一端子,以及耦合到第一采样电容器的第一端子的第二端子;第二开关,该第二开关具有耦合到第二电源端子的第一端子,以及耦合到第一采样电容器的第二端子的第二端子;以及第三开关,该第三开关具有耦合到第二电源端子的第一端子,以及耦合到第一增益电容器的第一端子的第二端子。斜坡电压产生器可以另外包括耦合到第一增益电容器的第二端子的第一偏移产生电路。第一偏移产生电路可以包括可切换地耦合到第一电源端子且可切换地耦合到第二电源端子的偏移电容器。斜坡电压产生器可以另外包括测试控制单元,该测试控制单元被耦合成提供控制信号到开关电容器放大器且提供控制信号到第一、第二和第三开关。开关电容器放大器可以是差分开关电容器放大器,另外包括第二输入端子和第二输出端子、具有可切换地耦合到第二输入端子的第一端子的第二采样电容器,以及具有可切换地耦合到第二输出端子的第一端子的第二增益电容器,并且其中斜坡电压产生器可以另外包括:第二电流源,该第二电流源具有耦合到第三电源端子的第一端子,以及耦合到第二输入端子的第二端子;第四开关,该第四开关具有耦合到第二电源端子的第一端子,以及耦合到第二采样电容器的第一端子的第二端子;第五开关,该第五开关具有耦合到第二电源端子的第一端子,以及耦合到第二采样电容器的第二端子的第二端子;以及第六开关,该第六开关具有耦合到第二电源端子的第一端子,以及耦合到第一增益电容器的第一端子的第二端子。斜坡电压产生器可以另外包括:第一偏移产生电路,该第一偏移产生电路耦合到第一增益电容器的第二端子;以及第二偏移产生电路,该第二偏移产生电路耦合到第二增益电容器的第二端子。第一偏移产生电路可以包括第一偏移电容器,该第一偏移电容器可切换地耦合到第一电源端子且可切换地耦合到第二电源端子,并且其中第二偏移产生电路包括第二偏移电容器,该第二偏移电容器可切换地耦合到第二电源端子且可切换地耦合到第三电源端子。斜坡电压产生器可以另外包括测试控制单元,该测试控制单元被耦合成提供控制信号到差分开关电容器放大器且提供控制信号到第一、第二、第三、第四、第五和第六开关。一种系统可以包括模/数转换器(ADC),该模/数转换器具有差分输入端子,该差分输入端子耦合到斜坡电压产生器的差分开关电容器放大器的第一和第二输出端子。
在另一实施例中,提供一种斜坡电压产生器,该斜坡电压产生器包括:第一电流源,该第一电流源具有耦合到第一电源端子的第一输入端子,以及第二端子;第一开关,该第一开关具有耦合到第一电流源的第二端子的第一端子,以及第二端子;第二开关,该第二开关具有耦合到第二电源端子的第一端子,以及耦合到第一开关的第二端子的第二端子;第三开关,该第三开关具有耦合到第二电源端子的第一端子,以及第二端子;第四开关,该第四开关具有第一端子以及第二端子;第一电容器,该第一电容器具有耦合到第一开关的第二端子的第一端子,以及耦合到第三开关的第二端子的第二端子;第二电容器,该第二电容器具有耦合到第一电容器的第二端子的第一端子,以及耦合到第四开关的第一端子的第二端子;以及放大器,该放大器具有耦合到第一电容器的第二端子的第一输入端,以及耦合到第四开关的第二端子的第一输出端。斜坡电压产生器可以另外包括耦合到第二电容器的第一输入端的偏移产生电路。偏移产生电路可以包括:第五开关,该第五开关具有耦合到第一电源端子的第一端子,以及第二端子;第六开关,该第六开关具有耦合到第二电源端子的第一端子,以及耦合到第一开关的第二端子的第二端子;以及第三电容器,该第三电容器具有耦合到第五开关的第二端子且耦合到第六开关的第一端子,以及耦合到第二电容器的第一端子的第二端子。斜坡电压产生器可以另外包括测试控制单元,该测试控制单元被耦合成提供测试控制信号到第一、第二、第三和第四开关。斜坡电压产生器可以另外包括:第七开关,该第七开关具有耦合到放大器的第一输入端的第一端子,以及耦合到放大器的第一输出端的第二端子;以及第八开关,该第八开关具有耦合到第二电源端子的第一端子,以及耦合到第二电容器的第二端子的第二端子。放大器可以是另外包括第二输入端和第二输出端的差分放大器,并且斜坡电压产生器可以另外包括:第二电流源,该第二电流源具有耦合到第三电源端子的第一端子,以及第二端子;第九开关,该第九开关具有耦合到第二电流源的第二端子的第一端子,以及第二端子;第十开关,该第十开关具有耦合到第二电源端子的第一端子,以及耦合到第九开关的第二端子的第二端子;第十一开关,该第十一开关具有耦合到第二电源端子的第一端子,以及第二端子;第十二开关,该第十二开关具有耦合到放大器的第二输出端的第一端子,以及第二端子;第四电容器,该第四电容器具有耦合到第九开关的第二端子的第一端子,以及耦合到第十一开关的第二端子且耦合到放大器的第二输入端的第二端子;以及第五电容器,该第五电容器具有耦合到第四电容器的第二端子的第一端子,以及耦合到第十二开关的第二端子的第二端子。斜坡电压产生器可以另外包括测试控制单元,该测试控制单元被耦合成提供控制信号到差分放大器且提供控制信号到第一到第十二开关。一种用于测试模/数转换器(ADC)的系统可以包括差分ADC,该差分ADC具有差分输入端子,该差分输入端子耦合到斜坡电压产生器的差分放大器的第一和第二输出端子。
在又一实施例中,提供一种用于产生斜坡式电压的方法,该方法在斜坡电压产生器电路中执行,该斜坡电压产生器电路包括输出端子、电流源、第一电容器、第二电容器以及具有第一输入端和第一输出端的放大器,该方法包括:在具有第一配置的多个开关的第一阶段期间,使用电流源为第一电容器充电;以及在具有第二配置的多个开关的第二阶段期间,将电荷从第一电容器传递到第二电容器,使得第二电容器处的电荷的改变导致输出端子处的第一预定电压改变。斜坡电压产生器电路可以另外包括偏移产生电路,并且该方法可以另外包括:在具有第三配置的多个开关的第三阶段期间,将电荷从偏移产生电路传递到第二电容器,使得第二电容器处的电荷的改变导致输出端子处的第二预定电压改变。该方法可以另外包括将信号从测试控制单元耦合到多个开关以配置多个开关。
附图说明
本发明借助于实例示出并且不受附图限制,在附图中类似标记指示类似元件。为简单和清晰起见示出图中的元件,并且这些元件未必按比例绘制。
图1以框图形式示出根据实施例的处理系统。
图2以局部示意图形式和局部框图形式示出图1的处理系统的测试电压产生器。
图3到图9示出根据实施例的使用图2的测试电压产生器产生测试电压的操作循环的各阶段。
图10示出针对一个操作循环的测试电压产生器的输出电压。
具体实施方式
图1以框图形式示出根据实施例的处理系统10。处理系统10包括中央处理单元(CPU)12、存储器14、其它模块16、斜坡电压产生器20和ADC 22,它们全部双向耦合到总线18。处理系统10可以在单个集成电路上实施。总线12可以是用于传送例如数据、地址或指令等任何类型的信息的任何类型的总线。中央处理单元12可以是任何类型的微处理器(MPU)、微控制器(MCU)、数字信号处理器(DSP)或其它类型的处理核心。可能存在类似CPU 12的多个处理器。存储器14可以在图1的模块之间共享或在多个处理器之间共享。存储器14可以是任何类型的易失性或非易失性存储器,例如,静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、快闪存储器等等。其它模块16可以包括用于向处理系统10提供特定功能的电路,例如,另外的存储器、直接存储器存取(DMA)控制器、调试模块、仲裁电路、功率管理电路、通信电路等。模/数转换器22是常规的ADC,该ADC接收模拟输入电压并且将模拟输入电压转换成数字代码。模/数转换器22可以是许多类型的模/数转换器中的一种,例如,∑-△ADC、快闪ADC或逐次逼近ADC。
可以使用斜坡电压产生器20来测试模/数转换器(ADC)22。斜坡电压产生器20具有用于接收标记为“VREF”的参考电压、标记为“VCM”的共模电压、标记为“GND”的接地电势和标记为“CLK”的时钟信号的输入端。另外,斜坡电压产生器20具有用于提供标记为“VOUT+”和“VOUT-”的输出电压的差分输出端。差分输出端耦合到ADC 22的差分输入端以提供用于测试ADC 22的斜坡式输入电压。下文将更详细地描述斜坡电压产生器20。
图2以局部示意图形式和局部框图形式更详细地示出图1的处理系统10的斜坡电压产生器20。斜坡电压产生器20包括测试控件24、全差分开关电容器放大器26、电流源28和30、电容器32、34、36、38、40和42,以及开关41、43、44、46、48、50、52、54、56、58、60、62、64、66、68和70。因为放大器26具有差分输入端和差分输出端,所以耦合到放大器26的组件在图2中所示的电路的上半部分和下半部分上成镜像。测试控件24双向连接到总线18,具有用于接收时钟信号CLK的输入端,以及用于将标记为“CLK 1”到“CLK 7”的时钟信号提供到斜坡电压产生器20的开关的输出端。时钟信号CLK可以在处理系统10外部产生或在处理系统10内部产生。并且,时钟信号CLK并不必须经由总线18提供,而是可以产生于测试控件24中。差分放大器26具有差分正和负输入端及输出端并且特点是具有相对高的开路增益。放大器26的负输入端连接到电容器32的一个端子并且正输入端连接到电容器34的端子。电容器32的第二端子连接到开关41的第一端子,并且电容器34的第二端子连接到开关43的第一端子。开关41和43的第二端子连接在一起以用于接收共模VCM。开关41和43的控制端子被连接成接收时钟信号CLK 1。在一个实施例中,VCM被设置成大约在输出电压VOUT+和VOUT-的逻辑高和逻辑低的中间处。电流源28具有连接到参考电压端子以用于接收参考电压VREF的第一端子,以及连接到开关44的第一端子的第二端子。开关44的第二端子连接到电容器32的第二端子,并且开关44的控制端子被连接成接收时钟信号CLK 2。参考电压VREF是稳定电压并且可以约等于电源电压。电流源30具有接地的第一端子以及连接到开关46的第一端子的第二端子。开关46具有连接到电容器34的第二端子的第二端子,以及被连接成接收时钟信号CLK 2的控制端子。开关48具有被连接成接收VREF的第一端子、被连接成接收CLK 4的控制端子,以及第二端子。开关50具有被连接成接收VCM的第一端子、被连接成接收时钟信号CLK5的控制端子,以及连接到开关48的第二端子的第二端子。电容器40具有连接到开关48和50的第二端子的第一端子,以及连接到放大器26的负输入端子的第二端子。开关52具有连接到VCM的第一端子、第二端子以及用于接收时钟信号CLK 5的控制端子。开关54具有接地的第一端子、连接到开关52的第二端子的第二端子,以及用于接收时钟信号CLK 4的控制端子。电容器42具有连接到开关52和54的第二端子的第一端子,以及连接到放大器26的正输入端的第二端子。开关56具有连接到VCM的第一端子、被连接成接收时钟信号CLK 3的控制端子,以及连接到放大器26的负输入端子的第二端子。开关58具有连接到放大器26的正输入端的第一端子、用于接收时钟信号CLK 3的控制端子,以及被连接成接收VCM的第二端子。电容器36具有连接到放大器26的负输入端的第一端子,以及第二端子。电容器38具有连接到放大器26的正输入端的第一端子,以及第二端子。开关60具有连接到放大器26的负输入端的第一端子、用于接收时钟信号CLK 6的控制端子,以及连接到放大器26的正输出端子的第二端子。开关62具有连接到放大器26的正输入端的第一端子、用于接收时钟信号CLK 6的控制端子,以及连接到放大器26的负输出端子的第二端子。开关64具有连接到电容器36的第二端子的第一端子、被连接成接收时钟信号CLK 7的控制端子,以及连接到放大器26的正输出端子的第二端子。开关66具有连接到电容器38的第二端子的第一端子、被连接成接收时钟信号CLK 7的控制端子,以及连接到放大器26的负输出端子的第二端子。开关68具有连接到电容器36的第二端子的第一端子,被连接成接收时钟信号CLK 6的控制端子,以及被连接成接收VCM的第二端子。开关70具有连接到电容器38的第二端子的第一端子,被连接成接收时钟信号CLK 6的控制端子,以及被连接成接收VCM的第二端子。
图3到图9示出根据实施例的使用斜坡电压产生器20产生测试电压的操作循环的各阶段。图10示出在一个操作循环期间针对每个阶段的测试电压产生器的输出电压。所示出的实施例依次包括初始化阶段、第一采样阶段、不含偏移的第一放大阶段、具有偏移的第一放大阶段、第二采样阶段、具有偏移的第二放大阶段,以及最后不含偏移的第二放大阶段。其它实施例可以改变或重新排序所示出的阶段。在图10中以刻度标记之间的时间周期示出各个阶段。在所示的实施例中差分输出电压VOUT+/VOUT-斜升,但是在其它实施例中可能以不同的方式斜坡式变化或转变。
一般而言,电流源/储集器28和30用于为电容器32和34充电/放电,以提供差分输出电压VOUT+/VOUT-上的较小梯级的电压改变。增益电容器36和38被用作电荷泵电容器,并且电容器32和34上的电压在大约VCM的电平处相对恒定。因此,电流源的漏极/源极电压位移并不导致非线性问题。电容器36和38的大小决定模拟输入电压的斜率的分辨率。因为电容器32和34并不影响斜率,所以它们可以具有相对小的电容值。电容器40和42用于提供恒定偏移电压。放大阶段可替换地布置为不含偏移/具有偏移以消除温度改变的影响。
图3示出在初始化阶段(PH 0)期间的斜坡电压产生器20。测试控件24提供时钟信号CLK 1到CLK 7以配置斜坡电压产生器20的开关,使得在整个阶段中开关41、43、48、54、56、58、60、62、68和70闭合或导电,且开关44、46、50、52、64和66断开或不导电。通过以此方式配置开关,电容器32、34、36、38、40和42充电到共模电压VCM,并且放大器26的差分输入端和差分输出端全部充电到共模电压VCM。在一个实施例中,共模电压VCM大约在正电源电压VREF与接地GND的中间处。如果参考电压VREF为3.0伏且接地为零伏,那么共模电压VCM为大约1.5伏。图10示出在初始化阶段PH 0期间初始电压V1处的输出电压VOUT+/VOUT-。应注意,为说明的简单起见,图10将差分输出电压VOUT+/VOUT-表示为单端电压。
图4示出在第一采样阶段PH 1期间斜坡电压产生器20的开关配置。在第一采样阶段PH 1期间,测试控件24提供时钟信号CLK 1到CLK 7以配置斜坡电压产生器20的开关,使得开关44、46、48、54、56和58闭合而所有其它开关断开。参考斜坡电压产生器20的上半部分,在此开关配置中,电流源28通过开关44提供电压VREF到电容器32的第一端子,而开关56将共模电压VCM连接到电容器32的第二端子和电容器36的第一端子。电压VREF通过开关48施加到电容器40的第一端子。在斜坡电压产生器20的下半部分,电流源30通过开关46将接地端子GND连接到电容器34的第一端子,而开关58将共模电压VCM连接到电容器34的第二端子和电容器48的第一端子。开关54将接地端子GND连接到电容器42的第一端子。存储在电容器40和42上的电荷被添加到电容器36和38上的电荷。电容器32和34充当采样电容器。电容器36和38的功能为提供增益。放大器26的输出端子处的电压增大的步长由电容器40和电容器36的相对大小决定。在一个实施例中,电容器40是电容器36的大小的十分之一。放大器26的特点是具有高开路增益。
图5示出在不施加偏移电压的放大阶段PH 2期间斜坡电压产生器20的开关配置。在放大阶段PH 2期间,测试控件24提供时钟信号CLK1到CLK 7以配置斜坡电压产生器20的开关以闭合开关41、43、48、54、64和66。其它开关断开。放大器26的输出端处的差分电压是不含在阶段PH 2处如图10中所示的电压偏移的放大电压V2。
图6示出在施加偏移的放大阶段PH 3期间斜坡电压产生器20的开关配置。在放大阶段PH 3期间,测试控件24使得开关41、43、50、52、64和66闭合。其它开关断开。差分信号VOUT+/VOUT-在具有电压偏移的情况下被放大。电荷从包括开关48和50以及电容器40的偏移产生电路传递到电容器36,使得电容器36处的电荷的改变导致放大器26的输出端子处的预定电压改变。在斜坡电压产生器20的下半部分将通过增益电容器38发生相同的电荷传递。当开关50和52闭合时,电容器40和42提供电压偏移到增益电容器36和38。电压在图10中示出为阶段PH 3处的电压V3。
图7示出在第二采样阶段PH 4期间斜坡电压产生器20的开关配置。在第二采样阶段PH 4期间,开关44、46、50、52、56和58闭合且其余的开关断开。在图10中的阶段PH 4期间输出电压VOUT+/VOUT-并不改变且仍然在电压V3处。
图8示出在具有偏移电压的放大阶段PH 5期间斜坡电压产生器20的开关配置。在阶段PH 5期间开关41、43、50、52、64和66断开,使得差分输出电压VOUT+/VOUT-在具有电压偏移的情况下放大。差分输出电压在图10中在阶段PH 5处的电平V4处。
图9示出在不含偏移电压的放大阶段PH 6期间斜坡电压产生器20的开关配置。在阶段PH 6期间开关41、43、48、54、64和66闭合。其它开关断开。差分输出电压VOUT+/VOUT-在不含电压偏移的情况下被放大。差分输出电压在图10中在阶段PH 6处的电平V5处。
由于实施本发明的设备大部分由本领域的技术人员已知的电子组件和电路组成,因此为了理解和了解本发明的基本概念并且为了不混淆或偏离本发明的教示,将不以比上文所示认为必要的任何更大程度阐述电路细节。
虽然本文中参考具体实施例描述了本发明,但是在不脱离如所附权利要求书所阐述的本发明的范围的情况下可以进行各种修改和改变。因此,说明书和各图应视为示意性而不是限制性意义,并且预期所有这些修改都包括在本发明的范围内。并不希望将本文中相对于具体实施例描述的任何优势、优点或针对问题的解决方案理解为任何或所有权利要求的关键、必需或必不可少的特征或元件。
如本文中所使用,不希望将术语“耦合”限制于直接耦合或机械耦合。
此外,如本文所使用,术语“一”限定为一个或一个以上。而且,权利要求书中例如“至少一个”和“一个或多个”等介绍性短语的使用不应被解释为暗示由不定冠词“一”导入的另一权利要求要素将含有如此导入的权利要求要素的任何特定权利要求限于仅含有一个此要素的发明,即使在同一权利要求包含介绍性短语“一个或多个”或“至少一个”和例如“一”等不定冠词时。对于定冠词的使用也是如此。
除非另外说明,否则例如“第一”和“第二”等术语用于任意地区分此类术语所描述的元件。因此,这些术语未必意图指示此类元件的时间或其它优先级排序。
Claims (16)
1.一种斜坡电压产生器,其特征在于,包括:
开关电容器放大器,所述开关电容器放大器具有第一输入端子、第一输出端子、第一采样电容器、以及第一增益电容器;第一采样电容器具有可切换地耦合到所述第一输入端子的第一端子,第一增益电容器具有可切换地耦合到所述第一输出端子的第一端子;
第一电流源,所述第一电流源具有耦合到第一电源端子的第一端子,以及耦合到所述第一输入端子的第二端子;
第一开关,所述第一开关具有耦合到第二电源端子的第一端子,以及耦合到所述第一采样电容器的所述第一端子的第二端子;
第二开关,所述第二开关具有耦合到所述第二电源端子的第一端子,以及耦合到所述第一采样电容器的第二端子的第二端子;以及
第三开关,所述第三开关具有耦合到所述第二电源端子的第一端子,以及耦合到所述第一增益电容器的所述第一端子的第二端子;
所述开关电容器放大器是差分开关电容器放大器,进一步包括第二输入端子和第二输出端子、第二采样电容器、以及第二增益电容器;第二采样电容器具有可切换地耦合到所述第二输入端子的第一端子,第二增益电容器具有可切换地耦合到所述第二输出端子的第一端子;并且其中所述斜坡电压产生器进一步包括:
第二电流源,所述第二电流源具有耦合到第三电源端子的第一端子,以及耦合到所述第二输入端子的第二端子;
第四开关,所述第四开关具有耦合到第二电源端子的第一端子,以及耦合到所述第二采样电容器的所述第一端子的第二端子;
第五开关,所述第五开关具有耦合到所述第二电源端子的第一端子,以及耦合到所述第二采样电容器的第二端子的第二端子;以及
第六开关,所述第六开关具有耦合到所述第二电源端子的第一端子,以及耦合到所述第二增益电容器的所述第一端子的第二端子。
2.根据权利要求1所述的斜坡电压产生器,其特征在于,进一步包括第一偏移产生电路,所述第一偏移产生电路耦合到所述第一增益电容器的第二端子。
3.根据权利要求2所述的斜坡电压产生器,其特征在于,所述第一偏移产生电路包括偏移电容器,所述偏移电容器可切换地耦合到所述第一电源端子且可切换地耦合到所述第二电源端子。
4.根据权利要求1所述的斜坡电压产生器,其特征在于,进一步包括第二偏移产生电路,所述第二偏移产生电路耦合到所述第二增益电容器的第二端子。
5.根据权利要求4所述的斜坡电压产生器,其特征在于,所述第二偏移产生电路包括第二偏移电容器,所述第二偏移电容器可切换地耦合到所述第二电源端子且可切换地耦合到所述第三电源端子。
6.根据权利要求1所述的斜坡电压产生器,其特征在于,进一步包括测试控制单元,所述测试控制单元被耦合成提供控制信号到差分开关电容器放大器,以及到所述第一、第二、第三、第四、第五和第六开关。
7.一种模数转换器系统,其特征在于,包括模/数转换器(ADC),所述模/数转换器具有差分输入端子,所述差分输入端子耦合到根据权利要求1所述的斜坡电压产生器的所述差分开关电容器放大器的所述第一和第二输出端子。
8.一种斜坡电压产生器,其特征在于,包括:
第一电流源,所述第一电流源具有耦合到第一电源端子的第一端子,以及第二端子;
第一开关,所述第一开关具有耦合到所述第一电流源的所述第二端子的第一端子,以及第二端子;
第二开关,所述第二开关具有耦合到第二电源端子的第一端子,以及耦合到所述第一开关的所述第二端子的第二端子;
第三开关,所述第三开关具有耦合到所述第二电源端子的第一端子,以及第二端子;
第四开关,所述第四开关具有第一端子和第二端子;
第一电容器,所述第一电容器具有耦合到所述第一开关的所述第二端子的第一端子,以及耦合到所述第三开关的所述第二端子的第二端子;
第二电容器,所述第二电容器具有耦合到所述第一电容器的所述第二端子的第一端子,以及耦合到所述第四开关的所述第一端子的第二端子;以及
放大器,所述放大器具有耦合到所述第一电容器的所述第二端子的第一输入端子,以及耦合到所述第四开关的所述第二端子的第一输出端子;
所述放大器是进一步包括第二输入端子和第二输出端子的差分放大器,并且其中所述斜坡电压产生器另外包括:
第二电流源,所述第二电流源具有耦合到第三电源端子的第一端子,以及第二端子;
第九开关,所述第九开关具有耦合到所述第二电流源的所述第二端子的第一端子,以及第二端子;
第十开关,所述第十开关具有耦合到所述第二电源端子的第一端子,以及耦合到所述第九开关的所述第二端子的第二端子;
第十一开关,所述第十一开关具有耦合到所述第二电源端子的第一端子,以及第二端子;
第十二开关,所述第十二开关具有耦合到所述放大器的所述第二输出端子的第一端子,以及第二端子;
第四电容器,所述第四电容器具有耦合到所述第九开关的所述第二端子的第一端子,以及耦合到所述第十一开关的所述第二端子且耦合到所述放大器的所述第二输入端子的第二端子;以及
第五电容器,所述第五电容器具有耦合到所述第四电容器的所述第二端子的第一端子,以及耦合到所述第十二开关的所述第二端子的第二端子。
9.根据权利要求8所述的斜坡电压产生器,其特征在于,另外包括偏移产生电路,所述偏移产生电路耦合到所述第二电容器的所述第一输入端子。
10.根据权利要求9所述的斜坡电压产生器,其特征在于,所述偏移产生电路包括:
第五开关,所述第五开关具有耦合到所述第一电源端子的第一端子,以及第二端子;
第六开关,所述第六开关具有耦合到所述第二电源端子的第一端子,以及耦合到所述第一开关的所述第二端子的第二端子;以及
第三电容器,所述第三电容器具有第一端子以及第二端子,第三电容器的第一端子耦合到所述第五开关的所述第二端子以及所述第六开关,第三电容器的第二端子耦合到所述第二电容器的所述第一端子。
11.根据权利要求8所述的斜坡电压产生器,其特征在于,另外包括:
第七开关,所述第七开关具有耦合到所述放大器的所述第一输入端子的第一端子,以及耦合到所述放大器的所述第一输出端子的第二端子;以及
第八开关,所述第八开关具有耦合到所述第二电源端子的第一端子,以及耦合到所述第二电容器的所述第二端子的第二端子。
12.根据权利要求8所述的斜坡电压产生器,其特征在于,另外包括测试控制单元,所述测试控制单元被耦合成提供控制信号到所述差分放大器,以及到所述第一到第四开关、第九到第十二开关。
13.一种用于测试模/数转换器(ADC)的系统,其特征在于,包括差分ADC,所述差分ADC具有差分输入端子,所述差分输入端子耦合到根据权利要求12所述的斜坡电压产生器的所述差分放大器的第一和第二输出端子。
14.一种用于产生斜坡式电压的方法,其特征在于,所述方法在根据权利要求8所述的斜坡电压产生器中执行,所述方法包括:
在第一阶段期间,使多个开关具有第一配置,以及使用所述电流源为所述第一电容器充电;以及
在第二阶段期间,使所述多个开关具有第二配置,以及将电荷从所述第一电容器传递到所述第二电容器,使得所述第二电容器处的电荷的改变导致所述第一和第二输出端子处的第一预定的电压变化。
15.根据权利要求14所述的方法,其特征在于,所述斜坡电压产生器电路进一步包括偏移产生电路,并且其中所述方法进一步包括:
在第三阶段期间,使所述多个开关具有第三配置,以及将电荷从所述偏移产生电路传递到所述第二电容器,使得所述第二电容器处的电荷的改变导致所述第一和第二输出端子处的第二预定的电压变化。
16.根据权利要求15所述的方法,其特征在于,进一步包括将信号从测试控制单元耦合到所述多个开关以配置所述多个开关。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US14/745,641 US9319033B1 (en) | 2015-06-22 | 2015-06-22 | Ramp voltage generator and method for testing an analog-to-digital converter |
US14/745,641 | 2015-06-22 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN106257838A CN106257838A (zh) | 2016-12-28 |
CN106257838B true CN106257838B (zh) | 2021-08-17 |
Family
ID=55700124
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201610460373.6A Active CN106257838B (zh) | 2015-06-22 | 2016-06-22 | 斜坡电压产生器以及用于测试模/数转换器的方法 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9319033B1 (zh) |
EP (1) | EP3110007B1 (zh) |
CN (1) | CN106257838B (zh) |
Families Citing this family (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9438262B1 (en) | 2015-06-22 | 2016-09-06 | Freescale Semiconductor, Inc. | Method for testing differential analog-to-digital converter and system therefor |
EP3415925A1 (en) * | 2017-06-15 | 2018-12-19 | EM Microelectronic-Marin SA | An interface circuit for a capacitive accelerometer sensor |
KR102384104B1 (ko) * | 2017-12-15 | 2022-04-08 | 에스케이하이닉스 주식회사 | 기준 전압 발생 장치 |
CN108400786A (zh) * | 2018-01-22 | 2018-08-14 | 航天科工防御技术研究试验中心 | 基于电流积分法的adc典型静态参数测试装置与方法 |
DE102018008109A1 (de) * | 2018-10-12 | 2020-04-16 | WAGO Verwaltungsgesellschaft mit beschränkter Haftung | Sicherheitsschaltung und verfahren zum testen einer sicherheitsschaltung in einer automatisierungsanlage |
EP3657682B1 (en) * | 2018-11-26 | 2021-07-07 | Nxp B.V. | Digital to analog and analog to digital converter |
KR102524472B1 (ko) * | 2018-12-31 | 2023-04-20 | 에스케이하이닉스 주식회사 | 기준 전압 생성 회로 |
WO2020149095A1 (ja) * | 2019-01-15 | 2020-07-23 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | 撮像装置および撮像システム |
DE102019102132B4 (de) * | 2019-01-29 | 2020-08-06 | Infineon Technologies Ag | Schaltung mit Kondensatoren und entsprechendes Verfahren |
US10734981B1 (en) * | 2019-10-22 | 2020-08-04 | Cirrus Logic, Inc. | Direct driver voltage to ramp signal generation |
US11290070B2 (en) | 2020-05-07 | 2022-03-29 | Cirrus Logic, Inc. | Common-mode leakage error calibration for current sensing in a class-D stage using a pilot tone |
CN114079470A (zh) * | 2020-08-14 | 2022-02-22 | 恩智浦美国有限公司 | 能够在传感器系统中使用的模拟前端电路 |
US11329617B1 (en) | 2021-01-19 | 2022-05-10 | Cirrus Logic, Inc. | Dual-channel class-D audio amplifier having quantizer-combined orthogonal modulation |
WO2022165345A1 (en) | 2021-01-29 | 2022-08-04 | Cirrus Logic International Semiconductor Ltd. | Common mode output voltage biasing in class-d audio amplifiers having selectable differential or dual single-ended operation and class-d zero-crossing management |
US11309853B1 (en) | 2021-01-29 | 2022-04-19 | Cirrus Logic, Inc. | Common mode output voltage biasing in class-D audio amplifiers having selectable differential or dual single-ended operation |
CN115309222B (zh) * | 2022-08-26 | 2024-01-16 | 中国计量大学 | 一种基于数字调控斜坡补偿的精密电流源装置 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4754226A (en) * | 1983-11-02 | 1988-06-28 | Stanford University | Switched capacitor function generator |
CN1909378A (zh) * | 2005-08-03 | 2007-02-07 | 三星电子株式会社 | 互补金属氧化物半导体图像传感器的噪声补偿模数转换器 |
CN101179272A (zh) * | 2006-11-10 | 2008-05-14 | 株式会社东芝 | 斜坡波发生电路和ad变换器 |
CN101236444A (zh) * | 2007-01-30 | 2008-08-06 | 夏普株式会社 | 恒流源、斜坡电压发生电路、a/d转换器 |
CN102938611A (zh) * | 2011-08-15 | 2013-02-20 | 美国亚德诺半导体公司 | 斜坡补偿电压生成电路及方法,开关调节器及电源 |
Family Cites Families (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5049831A (en) | 1990-03-29 | 1991-09-17 | Motorola, Inc. | Single-ended input to differential output amplifier with integral two-pole filter |
US5220286A (en) | 1991-06-28 | 1993-06-15 | International Business Machines Corporation | Single ended to fully differential converters |
US7129734B2 (en) | 2003-05-23 | 2006-10-31 | Iowa State University Research Foundation, Inc. | Method for testing analog and mixed-signal circuits using functionally related excitations and functionally related measurements |
US7477100B2 (en) | 2004-04-27 | 2009-01-13 | Broadcom Corporation | Method and system for single ended to differential ended demodulation |
US7230561B2 (en) * | 2005-01-27 | 2007-06-12 | Micron Technology, Inc. | Programmable integrating ramp generator and method of operating the same |
US8089302B2 (en) | 2007-09-12 | 2012-01-03 | Nxp B.V. | Time interleaved track and hold |
KR20090069803A (ko) * | 2007-12-26 | 2009-07-01 | 삼성전자주식회사 | 램프 신호 발생기 및 이를 포함하는 이미지 센서 |
US7907079B1 (en) * | 2008-02-21 | 2011-03-15 | Foveon, Inc. | Delta sigma modulator for analog-to-digital converter |
US7852252B2 (en) | 2008-12-31 | 2010-12-14 | Intel Corporation | Single-ended to differential amplification and pipeline analog-to-digital conversion for digitally controlled DC-DC converters |
US8605173B2 (en) | 2010-08-16 | 2013-12-10 | SK Hynix Inc. | Differential column ADC architectures for CMOS image sensor applications |
US8198937B1 (en) | 2011-03-15 | 2012-06-12 | Freescale Semiconductor, Inc. | Switched-capacitor amplifier circuit |
US8344798B2 (en) | 2011-03-30 | 2013-01-01 | Freescale Semiconductor, Inc. | Correlated-double-sampling switched-capacitor gain stages, systems implementing the gain stages, and methods of their operation |
US8400339B2 (en) | 2011-03-30 | 2013-03-19 | Freescale Semiconductor, Inc. | Correlated-level-shifting and correlated-double-sampling switched-capacitor gain stages, systems implementing the gain stages, and methods of their operation |
US8922261B2 (en) | 2012-07-24 | 2014-12-30 | Forza Silicon Corporation | Low noise, glitch free accelerated continuous-time ramp generator |
US8614639B1 (en) * | 2012-08-24 | 2013-12-24 | Himax Imaging, Inc. | Integrator ramp generator with DAC and switched capacitors |
US8803569B1 (en) * | 2013-06-27 | 2014-08-12 | International Business Machines Corporation | Ramp generator using operational amplifier based integration and switched capacitor techniques |
-
2015
- 2015-06-22 US US14/745,641 patent/US9319033B1/en active Active
-
2016
- 2016-06-21 EP EP16175440.3A patent/EP3110007B1/en active Active
- 2016-06-22 CN CN201610460373.6A patent/CN106257838B/zh active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4754226A (en) * | 1983-11-02 | 1988-06-28 | Stanford University | Switched capacitor function generator |
CN1909378A (zh) * | 2005-08-03 | 2007-02-07 | 三星电子株式会社 | 互补金属氧化物半导体图像传感器的噪声补偿模数转换器 |
CN101179272A (zh) * | 2006-11-10 | 2008-05-14 | 株式会社东芝 | 斜坡波发生电路和ad变换器 |
CN101236444A (zh) * | 2007-01-30 | 2008-08-06 | 夏普株式会社 | 恒流源、斜坡电压发生电路、a/d转换器 |
CN102938611A (zh) * | 2011-08-15 | 2013-02-20 | 美国亚德诺半导体公司 | 斜坡补偿电压生成电路及方法,开关调节器及电源 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
Switched-Capacitor Frequency Control Loop;T.R.VISWANATHAN等;《IEEE JOURNAL OF SOLID-STATE CIRCUITS》;19820831;参见第363页第1、2段及图2 * |
Switched-Capacitor Function Generators;CICHOCKI等;《International Journal of Electronics》;19880301;第64卷(第3期);参见第775页右栏第3段至第5段及图1 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN106257838A (zh) | 2016-12-28 |
US9319033B1 (en) | 2016-04-19 |
EP3110007A1 (en) | 2016-12-28 |
EP3110007B1 (en) | 2022-04-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN106257838B (zh) | 斜坡电压产生器以及用于测试模/数转换器的方法 | |
CN105322964B (zh) | 用于噪声整形sar模数转换器的方法和电路 | |
US10033402B2 (en) | Low power analog to digital converter | |
CN106257837B (zh) | 用于测试差分模/数转换器的方法及其对应系统 | |
CN101765836A (zh) | 使用单个外部连接在串行总线上配置多位从属寻址 | |
US10295572B1 (en) | Voltage sampling switch | |
US9484905B1 (en) | Voltage sampling switch and method therefor | |
US20160224146A1 (en) | Digital switch-capacitor based bandgap reference and thermal sensor | |
CN109644002B (zh) | 可扩展的随机逐次逼近寄存器模数转换器 | |
EP2940862B1 (en) | Reference buffer with wide trim range | |
CN111034051A (zh) | 使用自举开关的开关电容dac | |
TWI492547B (zh) | 連續近似式類比至數位轉換器 | |
WO2016172228A1 (en) | Method and apparatus for compensating offset drift with temperature | |
US11867572B2 (en) | Method for implementing Vptat multiplier in high accuracy thermal sensor | |
EP3358830A1 (en) | Imaging element, imaging device, and electronic apparatus | |
US8384579B2 (en) | Systems and methods for data conversion | |
US10277237B2 (en) | Successive approximation type A/D conversion circuit | |
US9660659B2 (en) | Apparatus for correcting gain error of analog-to-digital converter | |
Shikata et al. | A 4–10 bit, 0.4–1 V Power Supply, Power Scalable Asynchronous SAR-ADC in 40 nm-CMOS with Wide Supply Voltage Range SAR Controller | |
CN112769417B (zh) | 时钟故障检测器 | |
US11799470B2 (en) | Multi-purpose output circuitry | |
KR20160046696A (ko) | 고해상도 아날로그-디지털 변환기를 포함하는 센서 장치 | |
CN103973309A (zh) | 带有调整过的量化器参考电压的σδ调制器 | |
JP2018019197A (ja) | 逐次比較型ad変換装置 | |
JP2018064188A (ja) | 逐次比較型ad変換装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
TA01 | Transfer of patent application right | ||
TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20170921 Address after: American Texas Applicant after: NXP America Co Ltd Address before: texas Applicant before: Fisical Semiconductor Inc. |
|
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |