DE102019125703A1

DE102019125703A1 - Hilfseingang für eine Analog-Digital-Wandler-Eingangsladung

Info

Publication number: DE102019125703A1
Application number: DE102019125703.4A
Authority: DE
Inventors: Rares Andrei Bodnar; Christopher Peter Hurrell
Original assignee: Analog Devices Global ULC
Current assignee: Analog Devices International ULC
Priority date: 2018-09-26
Filing date: 2019-09-24
Publication date: 2020-03-26
Anticipated expiration: 2039-09-25
Also published as: TW202025638A; CN110958020B; DE102019125703B4; CN110958020A; TWI717029B; US10541702B1

Abstract

Eingangsstufen für einen Analog-Digital-Wandler, wobei eine Ladung für das Laden von parasitären Kapazitäten in der Eingangsstufe und insbesondere im Eingangsschalter von einem Knoten bezogen wird, was bedeutet, dass er nicht durch das Eingangs-RC-Filter gehen muss. Dies hat den Effekt, dass das Eingangs-RC-Filter von geringerer Bandbreite sein kann und/oder einen größeren Widerstandswert haben kann mit dem daraus folgenden Ergebnis, dass in der ADW-Ansteuerschaltungsauslegung ein niedrigerer Leistungsverlust vorliegt. Bei einem Beispiel wird dieser Effekt durch Bereitstellen eines separaten Eingangs realisiert, in den eine Ladung zum Laden der parasitären Kapazitäten von einer externen Schaltungsauslegung eingespeist werden kann. Bei einem anderen Beispiel kann ein Operationsverstärker mit einer hohen (idealerweise unendlichen) Eingangsimpedanz verwendet werden, um eine Ladung von dem Eingang zu dem RC-Filter oder von dem Knoten zwischen dem Widerstand und dem Kondensator des Filters in den Eingangsschalter einzuspeisen, wieder ohne den Filter zu destabilisieren.

Description

Gebiet der Offenbarung
Die Offenbarung betrifft die Bereitstellung einer Schaltungsauslegung zum Laden von nichtlinearen Kapazitäten in der Eingangsstufe eines Analog-DigitalWandlers (ADW) und insbesondere eine Schaltungsauslegung, die das Laden der nichtlinearen Kapazitäten gestattet und gleichzeitig gestattet, dass die Ladung ein etwaiges bandbegrenzendes Filter umgeht, das sich am Eingang der Eingangsstufe befindet.
Allgemeiner Stand der Technik
Ein Analog-Digital-Wandler (ADW) weist typischerweise für jeden abzutastenden Kanal einen Eingangsschalter und einen Abtastkondensator auf, auf den das umzuwandelnde Signal über den Schalter abgetastet wird. Um den Umfang des Rauschens in dem abgetasteten Signal zu begrenzen, wird üblicherweise ein bandbegrenzendes RC-Filter am Eingang des ADW-Kanals zwischen dem Eingangsknoten und dem Eingangsschalter aufgenommen. Idealerweise würde die Bandbreite des RC-Filters der des gewünschten Signals, das abgetastet wird, entsprechen, doch hat sich dies in der Praxis als unmöglich herausgestellt, während gleichzeitig akzeptabel kurze Einschwingzeiten für den ADW gestattet werden. Dem ist so, weil die Komponenten des ADW verschiedene nichtlineare parasitäre Kapazitäten einführen, insbesondere in die Back-Gates des Eingangsschalters, was das ausreichende Laden erfordert, um eine stabile Signalerfassung zu gestatten. Um angesichts der endlichen Ladezeit dieser parasitären Kapazitäten einen ausreichend schnellen ADW-Betrieb zu gestatten, muss ein breitbandigeres RC-Filter verwendet werden, damit die Ladung von dem Eingangsknoten schnell genug zu den parasitären Kapazitäten läuft, damit sie für die gewünschte Abtastrate schnell genug einschwingen können. Beispielsweise ist bei einem bekannten ADW, der von der vorliegenden Anmelderin erhältlich ist (der LTC2387-18), eine RC-Filterbandbreite von 77 MHz erforderlich, um ein 50-kHz-Signal abzutasten. Diese große Bandbreite vergrößert das abgetastete Rauschen signifikant, was in vielen Fällen zu hohem Leistungsverlust in der ADW-Ansteuerschaltungsauslegung führen kann.
Kurze Darstellung der Offenbarung
Beispiele der vorliegenden Offenbarung betreffen Eingangsstufen für einen Analog-Digital-Wandler, wobei eine Ladung für das Laden von parasitären Kapazitäten in der Eingangsstufe und insbesondere im Eingangsschalter von einem Knoten bezogen wird, was bedeutet, dass er nicht durch das Eingangs-RC-Filter gehen muss. Dies hat den Effekt, dass das Eingangs-RC-Filter von geringerer Bandbreite sein kann und/oder einen größeren Widerstandswert haben muss mit dem daraus folgenden Ergebnis, dass in der ADW-Ansteuerschaltungsauslegung ein niedrigerer Leistungsverlust vorliegt. Bei einem Beispiel wird dieser Effekt durch Bereitstellen eines separaten Eingangs realisiert, in den eine Ladung zum Laden der parasitären Kapazitäten von einer externen Schaltungsauslegung eingespeist werden kann. Bei einem anderen Beispiel kann ein Operationsverstärker mit einer hohen (idealerweise unendlichen) Eingangsimpedanz verwendet werden, um eine Ladung von dem Eingang zu dem RC-Filter oder von dem Knoten zwischen dem Widerstand und dem Kondensator des Filters in den Eingangsschalter einzuspeisen, wieder ohne den Filter zu destabilisieren.
In mehr Detail wird in einem Beispiel eine Eingangsstufe für einen Signalverarbeitungsblock, der einen Analog-Digital-Wandler (ADW) aufweist, bereitgestellt, wobei die Eingangsstufe einen ersten Eingangsknoten, ein RC-Filter an seinem Eingangsknoten und einen ein an dem Eingangsknoten umzuwandelndes Eingangssignal empfangenden Eingangsschalter, von dem Eingangsknoten über das RC-Filter geliefert, aufweist. Die Eingangsstufe weist weiterhin einen zweiten Eingangsknoten getrennt von dem ersten Eingangsknoten und eine erste Schaltungsauslegung ausgelegt bei Benutzung zum Ansteuern einer oder mehrerer interner Lasten über den zweiten Eingangsknoten auf. Die Natur der internen Lasten ist derart, dass sie ansonsten, falls von dem ersten Eingangsknoten angesteuert, das Eingangssignal verfälschen würden. Die internen Lasten können beispielsweise reaktive Lasten oder resistive Lasten sein und können insbesondere kapazitive Lasten sein.
Bei einem Beispiel liefert die erste Schaltungsauslegung eine Ladung über den zweiten Eingangsknoten an die eine oder mehreren internen Lasten in dem Eingangsschalter bei mindestens einem Übergang von einer Umwandlungsphase zu einer Erfassungsphase des ADW und/oder während mindestens der Erfassungsphase des ADW.
Bei einem Beispiel ist der erste Eingangsknoten mit einem auf einem integrierten Schaltungspackage vorgesehenen ersten Eingangspin verbunden und der zweite Eingangsknoten ist mit einem zweiten Eingangspin auf dem integrierten Schaltungspackage verbunden. Dies ist auf modernen IC-Kapselungsauslegungen besonders möglich, die hinsichtlich Pin nicht beschränkt sind, wobei beispielsweise das integrierte Schaltungspackage ein Package vom Ball-Grid-Array-Typ aufweist.
Bei einem Beispiel sind die eine oder mehreren internen Lasten eine oder mehrere parasitäre Kapazitäten und ausreichend Ladung wird von dem zweiten Eingangsknoten zu den parasitären Kapazitäten gelenkt, um die parasitären Kapazitäten zu laden, ohne dass eine vernachlässigbare Ladung von dem ersten Eingangsknoten über das RC-Filter zu den parasitären Kapazitäten gespeist werden muss. Dies ermöglicht, dass die Bandbreite des RC-Filters kleiner ist, als anderweitig der Fall sein würde, falls die internen Lasten nur von dem ersten Eingangsknoten über das RC-Filter angesteuert werden würden.
Bei einem Beispiel ist der Eingangsschalter ein Feldeffekttransistor (FET), und mindestens eine oder mehrere der internen Lasten ist eine parasitäre Kapazität zwischen einem Back-Gate des FET und einem oder mehreren anderen elektrischen Knoten in der Schaltung.
Bei einem Beispiel kann eine Verstärkungsschaltungsauslegung weiterhin aufgenommen sein, die ausgelegt ist zum Speisen einer Verstärkungsspannung zu dem Eingangsschalter während einer Erfassungsphase des ADW, wobei die Verstärkungsschaltungsauslegung die Verstärkungsspannung zwischen dem Eingangsschalter und dem zweiten Eingangsknoten bereitstellt. Bei besonderen Beispielen kann die Verstärkungsschaltungsauslegung einen Verstärkungskondensator und einen Verstärkungsschaltkreis aufweisen, und der Verstärkungsschaltkreis arbeitet zum: i) zum Laden des Verstärkungskondensators während einer ersten Phase; ii) Schalten des Verstärkungskondensators zwischen den Eingangsschalter und den zweiten Eingangsknoten während einer zweiten Erfassungsphase des ADW.
Bei dem obigen besonderen Beispiel kann der Eingangsschalter ein Feldeffekttransistor (FET) sein, und die Verstärkungsspannung wird zwischen dem Gateanschluss des FET und dem zweiten Eingangsknoten bereitgestellt.
Bei einem weiteren Beispiel ist eine Eingangsstufe für einen Analog-Digital-Wandler (ADW) vorgesehen, wobei die Eingangsstufe einen ersten Eingangsknoten, bei dem bei Verwendung ein umzuwandelndes Eingangssignal empfangen wird, ein RC-Filter und einen Eingangsschalter, der das umzuwandelnde Eingangssignal über das RC-Filter empfängt, aufweist. Die Eingangsstufe weist weiterhin einen zweiten Eingangsknoten getrennt von dem ersten Eingangsknoten auf und weist weiterhin eine Verstärkungsschaltungsauslegung ausgelegt zum Speisen einer Verstärkungsspannung zu dem Eingangsschalter während einer Erfassungsphase des ADW auf, wobei die Verstärkungsschaltungsauslegung die Verstärkungsspannung zwischen dem Eingangsschalter und dem zweiten Eingangsknoten bereitstellt.
Bei einem Beispiel ist der zweite Eingangsknoten im Wesentlichen frei von dem an dem Eingangsknoten empfangenen Eingangssignal, so dass die Verstärkungsspannung nicht damit moduliert wird.
Bei einem Beispiel weist die Verstärkungsschaltungsauslegung einen Verstärkungskondensator und einen Verstärkungsschaltkreis auf, wobei der Verstärkungsschaltkreis arbeitet zum:

i) Verbinden des Verstärkungskondensators mit einer Spannungsdifferenz zum Laden des Kondensators während einer Umwandlungs- oder Ladephase des ADW; und
ii) Schalten des Verstärkungskondensators zwischen den Eingangsschalter und den zweiten Eingangsknoten während der Erfassungsphase des ADW.

Bei einem Beispiel ist der Eingangsschalter ein Feldeffekttransistor (FET), und die Verstärkungsspannung wird zwischen dem Gateanschluss des FET und dem zweiten Eingangsknoten bereitgestellt.
Bei noch einem weiteren Beispiel der vorliegenden Offenbarung weist eine Eingangsstufe für einen Analog-Digital-Wandler (ADW) eine Eingangssignalleitung in Reihe mit einem ersten Eingangsknoten, einem Tiefpass-RC-Filter und einem Eingangsschalter auf, wobei die Auslegung der Eingangssignalleitung derart ist, dass bei Verwendung der Eingangsschalter ein umzuwandelndes Eingangssignal von dem Eingangsknoten über das RC-Filter empfängt. Die Eingangsstufe weist weiterhin einen Verstärker auf, wobei der Verstärker einen an einem beliebigen Punkt auf der Eingangssignalleitung zwischen den Eingangsknoten und den Eingangsschalter geschalteten Eingang und einen Ausgang, der zum Ansteuern einer oder mehrerer interner Lasten verwendet wird, besitzt. Die Natur der internen Lasten ist derart, dass sie anderweitig, falls von dem ersten Eingangsknoten angesteuert, das Eingangssignal verfälschen würden. Beispielsweise kann es sich bei den internen Lasten um reaktive Lasten oder resistive Lasten handeln und es kann sich insbesondere um kapazitive Lasten handeln und ganz besonders parasitäre Kapazitäten zwischen dem Eingangsschalter und einem oder mehreren anderen elektrischen Knoten in der Schaltung.
Bei einem Beispiel ist der Verstärker ein Operationsverstärker mit einer hohen Eingangsimpedanz, und der Eingangsschalter ist ein Feldeffekttransistor (FET). Mindestens einer oder mehrere der parasitären Kapazitäten sind parasitäre Kapazitäten zwischen einem Back-Gate des FET und einem oder mehreren anderen elektrischen Knoten in der Schaltung. Bei einem weiteren Beispiel ist eine Eingangsstufe für einen Analog-Digital-Wandler (ADW) vorgesehen, wobei die Eingangsstufe eine Eingangssignalleitung in Reihe mit einem ersten Eingangsknoten, einem Tiefpass-RC-Filter, einem Eingangsschalter und einem Abtastkondensator aufweist, wobei die Auslegung der Eingangssignalleitung derart ist, dass bei Verwendung der Eingangsschalter ein umzuwandelndes Eingangssignal von dem Eingangsknoten über das RC-Filter empfängt und das Eingangssignal an den Abtastkondensator zur Abtastung für eine digitale Umwandlung ausgibt, wobei die Eingangsstufe weiterhin einen zweiten Eingangsknoten getrennt von dem ersten Eingangsknoten aufweist und die erste Schaltungsauslegung den zweiten Eingangsknoten mit dem Abtastkondensator verbindet, wobei die Auslegung derart ist, dass der zweite Eingangsknoten bei Verwendung ein Vorladesignal empfängt, das zum Vorladen des Abtastkondensators verwendet wird, ohne dass eine weitere Verstärkung auf das Vorladesignal angewendet wird. Mit einer derartigen Auslegung kann der Hilfseingang auch zum Beziehen einer Ladung zu Vorladezwecken des Abtastkondensators verwendet werden. Der Hilfseingang kann mit einer Stromquelle mit niedriger Ausgangsimpedanz für solche Zwecke verbunden werden, wobei die Notwendigkeit für einen Spannungsfolgerverstärker auf dem ADW-Chip selbst, mit der Signalleitung verbunden, umgangen wird.
Das obige Beispiel kann weiterhin eine zweite Schaltungsanordnung aufweisen, die den zweiten Eingangsknoten oder einen dritten Eingangsknoten mit einer oder mehreren internen Lasten in dem Eingangsschalter mindestens beim Übergang von einer Umwandlungsphase zu einer Erfassungsphase des ADW oder während einer Erfassungsphase des ADW verbindet, wobei die internen Lasten derart sind, dass sie anderweitig, falls von dem ersten Eingangsknoten angesteuert, das Eingangssignal verfälschen würden. Als solches kann ein Strom sowohl für das Vorladen des Abtastkondensators und das Einschalt-Vorspannen (d. h. Gate-Verstärkung) des Eingangsschalters beides von entsprechenden Stromquellen bezogen werden, die sich außerhalb des Chips befinden, und ohne dass der Strom für jedes das RC-Filter am ADW-Eingang stören muss.
Weitere Merkmale, Beispiele und Vorteile der vorliegenden Offenbarung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und aus den beigefügten Ansprüchen.
Figurenliste
Beispiele der vorliegenden Offenbarung werden nun unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, wobei sich gleiche Bezugszahlen auf gleiche Teile beziehen. Es zeigen: -

1 ein Diagramm einer typischen ADW-Eingangsstufe, die in den Back-Gates des Eingangsschalters vorliegende parasitäre Kapazitäten veranschaulicht;
2 ein Diagramm eines ersten Beispiels der vorliegenden Offenbarung, wo ein separater Eingang vorgesehen ist, in den eine Ladung geliefert werden kann, um die parasitären Kapazitäten zu laden;
3 ein Diagramm eines zweiten Beispiels der vorliegenden Offenbarung, wobei eine Ladung über einen Operationsverstärker bezogen wird, um die parasitären Kapazitäten zu laden;
4 ein Diagramm einer herkömmlichen „Gate-Verstärkungs“-Schaltungsanordnung, um ein schnelles Einschalten des Eingangsschalters bei Umschalten von der Umwandlungs- zur Erfassungsphase des ADW sicherzustellen;
5 ein Diagramm eines dritten Beispiels der vorliegenden Offenbarung, wo eine „Gate-Verstärkungs“-Schaltungsanordnung so modifiziert worden ist, dass sie einen sekundären Eingang besitzt, der das Eingangs-RC-Filter umgeht;
6 ein Diagramm der modifizierten Gate-Verstärkungsschaltungsanordnung von 5;
7 und 8 Bilder von Ball-Grid-Arrays, die verwendet werden können, um den sekundären Eingang bereitzustellen, wenn die Beispiele in einem integrierten Schaltungspackage umgesetzt werden;
9 einen Schaltplan einer Vorladeschaltung mit einem Vorladeverstärker;
10 ein Diagramm einer Vorladeschaltung unter Verwendung eines Hilfseingangs;
11 ein Diagramm einer kombinierten Vorlade- und Gate-Verstärkungsschaltung unter Verwendung eines gemeinsamen Hilfseingangs; und
12 ein Diagramm einer kombinierten Vorlade- und Gate-Verstärkungsschaltung unter Verwendung jeweiliger separater Hilfseingänge für die Vorladeschaltungsanordnung und die Gate-Verstärkungsschaltungsanordnung.

Ausführliche Beschreibung
Der Eingangsschalter zu einem Abtastkondensator in einem Analog-Digital-Wandler (ADW) absorbiert eine signifikante Ladungsmenge während des Übergangs zur Erfassungsphase des ADW oder während der Erfassungsphase aufgrund der nichtlinearen Kapazitäten in seinem Back-Gate. Diese Ladung wird herkömmlicherweise von dem Eingang Vin über das am Eingang zu dem ADW vorgesehene Eingangs-RC-Filter an den Eingangsschalter geliefert, was bedeutet, um schnellere Einschwingzeiten für diese parasitären Ladungen bereitzustellen, ist ein RC-Filter mit großer Bandbreite erforderlich, was wiederum das abgetastete Rauschen vergrößert.
Um dieses Problem zu behandeln, wird, anstatt die nichtlinearen Kapazitäten in dem Schalter über das RC-Filter zu laden, ein getrennter Sekundäreingang bereitgestellt, um Ladung von einer Stromquelle zu nehmen, um alle die parasitären Kapazitäten in dem Eingangsschalter zu laden, ohne dass die Ladung durch das Eingangs-RC-Filter gehen muss. Dies gestattet ein Filter mit geringerer Bandbreite oder einen größeren Widerstandswert, was zu einem geringeren abgetasteten Rauschen führt. Physisch kann sich bei einem Beispiel der zusätzliche Eingang auf dem ADW-Chip als ein zusätzlicher Eingangspin manifestieren, was bei der modernen Ball-Grid-Array-Chip-Kapselungstechnologie kein Problem ist, was im Vergleich zu traditioneller DIL-Kapselung viele mögliche Pins gestattet. Bei einem anderen Beispiel kann die Ladung durch einen Operationsverstärker generiert werden, der direkt mit VIN vor dem RC-Filter oder mit dem Knoten zwischen dem Widerstand und dem Kondensator des RC-Filters verbunden ist.
1 zeigt eine vereinfachte typische ADW-Eingangsstufe. Eine ADW-Eingangsstufe weist typischerweise einen Eingangsknoten VIN auf, bei dem ein abzutastendes analoges Signal eingegeben wird. Eine RC-Eingangsstufe, die einen Widerstand 2 in Reihe mit dem Eingang VIN und einen Kondensator 4, der zwischen den Widerstand und Masse geschaltet ist, aufweist, ist ebenfalls vorgesehen, wobei das resultierende RC-Filter dahin wirkt, das Eingangssignal bandzubegrenzen, wodurch das Rauschen, das abgetastet wird, reduziert wird. Der Knoten zwischen dem Widerstand und dem Kondensator wird dann mit dem Sourceanschluss des Eingangsschalters 6, der typischerweise ein FET ist, verbunden. Mit dem Drainanschluss des Eingangsschalters 6 ist der Abtastkondensator 8 verbunden, auf den das zu digitalisierende Signal abgetastet und während einer Erfassung gehalten wird. Ein Widerstand 10 ist mit der entgegengesetzten Platte des Abtastkondensators 10 verbunden, wobei die verbleibende Umwandlungsschaltungsanordnung des ADW konventionell ist und nicht gezeigt wird.
Der Eingangsschalter 6 ist typischerweise ein Dual-Gate-FET mit einem Front- und Back-Gate. Nichtlineare parasitäre Kapazitäten entstehen innerhalb des Bauelements, insbesondere im Back-Gate zwischen dem Gateknoten und dem Ausgangsknoten des FET. Diese sind in 1 als parasitäre Kapazitäten 12, 14 und 16 gezeigt. Das Back-Gate des FET ist über den Schalter 18 mit der Eingangsleitung und über den Schalter 20 mit Masse verbunden. Während der Erfassung ist der Schalter 18 geschlossen und der Schalter 20 ist offen; während der Umwandlung ist der Schalter 18 offen und der Schalter 20 ist geschlossen.
Die grundlegende Funktionsweise eines ADW wechselt zwischen zwei Modi; Erfassung des abzutastenden Signals und Umwandlung des erfassten Signals. Während der Erfassung ist der Eingangsschalter eingeschaltet, damit Strom von dem Eingang VIN durch den Eingangsschalter 6 und in den Abtastkondensator 8 fließen kann, um die auf dem Abtastkondensator 8 gehaltene Spannung zu dem Pegel der am VIN abzutastenden Spannung zu bringen. Aufgrund der parasitären Back-Gate-Kapazitäten kann der Schalter jedoch nicht als ideal angesehen werden, und ein Teil der Eingangsladung wird beispielsweise durch den Schalter 18 zum Laden der parasitären Kapazitäten umgeleitet, wodurch die Einschwingzeit verlängert wird, die erforderlich ist, um den Abtastkondensator 8 zu dem Eingangspegel zu bringen. Um diese Einschwingzeit zu minimieren, ist das den Widerstand 2 und den Kondensator 4 aufweisende Eingangs-RC-Filter üblicherweise so ausgelegt, dass es eine viel größere Bandbreite als das abzutastende Eingangssignal besitzt, wodurch die parasitären Kapazitäten so schnell wie möglich geladen werden können und die Einschwingzeit reduziert wird. Durch diese große Bandbreite wird jedoch selbst das Problem eingeführt, dass die Treiberschaltungsanordnung für den ADW mehr Leistung liefern und abführen muss, als streng genommen für die Bandbreite des abgetasteten Signals notwendig ist, wodurch der Stromverbrauch in dem Bauelement erhöht wird. Es besteht somit herkömmlicherweise ein Kompromiss zwischen schnellen Einschwingzeiten des ADW, der aber ein RC-Filter mit großer Bandbreite besitzt, was zu einem höheren Stromverbrauch in dem Treiber führt, oder einem RC-Filter geringerer Bandbreite mit niedrigerer Treiberleistung, aber längeren Einschwingzeiten (und somit niedrigeren Abtastraten).
2 veranschaulicht ein erstes vereinfachtes Beispiel der vorliegenden Offenbarung, die das obige Problem behandelt. Das Problem wird insbesondere in diesem Beispiel durch Bereitstellen eines sekundären Eingangs VIN_AUX behandelt, der mit einer externen Stromquelle außerhalb des Chips verbunden sein kann, von der Strom geliefert werden kann, um die parasitären Back-Gate-Kapazitäten beim Umschalten zur Erfassung zu laden. Insbesondere ist der sekundäre Eingang VIN_AUX über den Schalter 18 direkt mit dem Back-Gate-Knoten 16 des Eingangsschalters 6 verbunden. Wenn der ADW in die Erfassung eintritt, schaltet der Schalter 18 ein und der Schalter 20 schaltet aus und der Strom wird direkt von dem sekundären Eingang VIN_AUX zum Back-Gate 16 geliefert, um die parasitären Kapazitäten 12, 14 und 16 zu laden. Der Ladestrom für die parasitären Kapazitäten umgeht dadurch das RC-Filter ganz, und somit kann das RC-Filter von niedrigerer Bandbreite sein, der Abtastrate stärker angepasst, und erfordert somit weniger Treiberleistung.
3 zeigt ein zweites vereinfachtes Beispiel, das das gleiche Problem auf geringfügig andere Weise löst. Hier ist der Schalter 18 über einen Operationsverstärker 22 mit der Eingangsleitung verbunden. Der Eingang zu dem Operationsverstärker 22 ist mit dem Knoten zwischen dem Widerstand 2 und dem Kondensator 4 des RC-Eingangsfilters geschaltet, könnte aber gleichermaßen mit dem Eingangsknoten VIN verbunden sein. Angesichts dessen, dass ein idealer Operationsverstärker eine unendliche Eingangsimpedanz besitzt (und ein realer Operationsverstärker von sehr hoher Eingangsimpedanz ist), wird wenig oder kein zusätzlicher Strom durch den Eingang VIN in den Operationsverstärker gezogen, und somit kann das RC-Filter von geringerer Bandbreite sein als die Anordnung von 1, dem abzutastenden Signal stärker angepasst. Der Operationsverstärker (dessen Stromversorgung nicht gezeigt ist) liefert dann den Strom zum Laden der parasitären Kapazitäten. Wieder ist deshalb der Ladestrom für die parasitäre Kapazität nicht über das RC-Filter geliefert worden, was bedeutet, dass das Filter wieder von geringerer Bandbreite sein kann mit den damit einhergehenden, zuvor beschriebenen Treiberleistungsvorteilen, d. h. niedrigerer Stromverbrauch.
4 veranschaulicht eine „Gate-verstärkte“ ADW-Eingangsstufe, auf die die Konzepte der vorliegenden Offenbarung angewendet werden können. Hier weist die ADW-Eingangsstufe ein Eingangs-RC-Filter auf, das einen Widerstand Rf und einen Kondensator Cf, die als ein Tiefpassfilter angeordnet sind, aufweist, und einen Eingangs-Back-Gate-FET-Schalter 42, der ein Eingangssignal von Eingang Vin über das RC-Filter auf den Abtastkondensator C_DAC schaltet. Eine „Gate-Verstärkungs“-Schaltung wird dann bereitgestellt, um während der Erfassungsphase eine Vorspannung an dem Eingangsschalter 42 zu platzieren, damit der Schalter auf stärker lineare Weise reagieren kann. Die Gate-Verstärkungsschaltung weist einen Schalter 44 auf, der während der Umwandlungsphase geschlossen ist und während der Erfassungsphase offen ist. Der Schalter 44 ist zwischen eine 3,3 V-Spannungsversorgung und eine erste Platte eines großen Kondensators C_Boost geschaltet. Die zweite Platte von C_Boost ist über den Schalter 50 mit Masse verbunden, der während der Umwandlungsphase geschlossen und während der Erfassungsphase offen ist. Mit der zweiten Platte von C_Boost ist auch ein Schalter 48 verbunden, der so gesteuert wird, dass er während der Erfassungsphase geschlossen und während der Umwandlungsphase offen ist. Die andere Seite des Schalters 48 ist mit dem Knoten zwischen der Source des Eingangsschalters 42 und dem RC-Filter, als Vin1 markiert, geschaltet.
Die erste Platte von C_Boost ist über den Schalter 46 mit dem Gateknoten des Eingangsschalters verbunden, wobei der Schalter 46 so gesteuert wird, dass er während der Erfassungsphase geschlossen und während der Umwandlungsphase offen ist. Zwischen dem Gateknoten des Eingangsschalters und Masse ist auch ein Schalter 52 geschaltet, der so gesteuert wird, dass er während der Erfassungsphase offen und während der Umwandlungsphase geschlossen ist.
Die Komponenten der bisher beschriebenen Gate-Verstärkungsschaltungsanordnung arbeiten auf eine zu beschreibende Weise, um die Gate-Source-Spannung Vgs des Eingangsschalters 42 zu steuern. Es ist jedoch auch notwendig, die Back-Gate-Spannung zu steuern, und dies wird durch die Bereitstellung der Schalter 54 und 56 erzielt. Insbesondere ist der Schalter 54 zwischen den Knoten Vin1 und den Back-Gate-Knoten des Schalters 42 geschaltet, und der Schalter 56 ist zwischen den Back-Gate-Knoten des Schalters 42 und die lokale Masse geschaltet. Die beiden Schalter 54 und 56 arbeiten in Gegenphase, d. h., der Schalter 54 ist während der Erfassung geschlossen und während der Umwandlung offen, wohingegen der Schalter 56 während der Erfassung offen und während der Umwandlung geschlossen ist.
Die Funktionsweise der Gate-verstärkten Eingangsstufe ist wie folgt. Während der Umwandlungsphase schalten die Schalter 44, 50, 52 und 56 ein und die Schalter 46, 48 und 54 schalten aus. Dies hat den Effekt, dass der Verstärkungskondensator C_Boost von dem Rest der Schaltung getrennt und er stattdessen zwischen die Stromversorgung VDD (3,3 V) und lokaler Masse geschaltet wird. Infolgedessen wird C_Boost während der Umwandlungsphase auf VDD (3,3 V) geladen.
Gleichzeitig sind sowohl das Gate als auch das Back-Gate des Eingangsschalters 42 mit Masse verbunden, und somit ist der Eingangsschalter fest ausgeschaltet. Der Abtastkondensator ist deshalb von dem Eingang getrennt und die Umwandlung kann stattfinden.
Nach der Umwandlung schaltet die Operation um zur Erfassungsphase. In dieser Phase öffnen die Schalter 44, 50, 52 und 56 und die Schalter 46, 48 und 54 schließen. Dies hat den Effekt, dass die auf C_Boost gehaltene Verstärkungsspannung über den Gate-Source-Übergang geschaltet und somit Vgs verstärkt wird, wie zuvor beschrieben. Gleichzeitig verbindet das Öffnen des Schalters 56 und das Schließen des Schalters 54 das Back-Gate des Schalters 54 mit dem Knoten Vin1, und somit fließt Ladung zum Laden der parasitären Kapazitäten von VIN zu Vin1 über das RC-Filter, was zu den oben angemerkten Problemen mit der dann erforderlichen großen RC-Bandbreite führt.
Zur Behandlung dieser Probleme wird dann gemäß einem ausführlichen Beispiel der Offenbarung, wie in 5 gezeigt, ein Hilfseingang 62 vorgesehen, um Strom an die Gate-Verstärkungsschaltungsanordnung 60 zu liefern, während das RC-Filter umgangen wird. Der Hilfseingang 62 kann beispielsweise mit einer Stromversorgung außerhalb des Chips verbunden sein, so dass Strom über einen anderen Schaltungspfad als durch den Eingang für das abzutastende Signal an die Gate-Verstärkungsschaltungsanordnung geliefert werden kann. Bei einigen Beispielen kann sich der Hilfseingang physisch als ein separater externer Eingang zu der integrierten Schaltung (IC) manifestieren, die den ADW implementiert, wenn beispielsweise der IC in einem Ball-Grid-Array-Package gekapselt ist. Zu Beginn der Erfassungsphase kann, wenn die parasitären Kapazitäten in den Schalter 42 geladen werden und das Signal einschwingt, die elektrische Ladung für solche parasitären Elemente dann von dem Hilfseingang anstatt von dem Signaleingang über das RC-Filter kommen. Infolgedessen kann die Bandbreite des RC-Filters reduziert werden mit einer einhergehenden Reduktion beim Stromverbrauch in der ADW-Ansteuerschaltungsanordnung, wie zuvor erörtert.
6 veranschaulicht eine modifizierte Gate-Verstärkungsschaltung, um das Obige bereitzustellen. Aus einem Vergleich von 6 mit 4 ist ersichtlich, dass das Schaltungslayout das gleiche ist, mit der gleichen Anordnung von Schaltern und Kondensatoren, wie oben bezüglich 4 beschrieben. Bei der Anordnung von 6 entsteht jedoch der Unterschied, dass die Schalter 48 und 54 in 6 an einem Ende mit dem Hilfseingang VIN_AUX anstatt mit Vin1 verbunden sind, wie in der Anordnung von 4. Das heißt, wie in 6 gezeigt, schaltet der Schalter 48 nun zwischen der unteren Platte des Kondensators C_Boost und dem Hilfseingang, wobei der Schalter während der Erfassung eingeschaltet und während der Umwandlung ausgeschaltet ist. Außerdem ist der Schalter 54 zwischen den Hilfseingang VIN AUX und das Back-Gate (BG) des Schalters 42 geschaltet. Die Signifikanz dieser Änderungen ist zweifach; zuerst wird die Ladung zum Laden der parasitären Kapazitäten im Back-Gate über den Schalter 54 direkt von dem Hilfseingang VIN_AUX bezogen, anstatt durch die RC-Schaltung nach VIN, und zweitens wird der Verstärkungskondensator C_Boost während der Erfassung geschaltet, um zwischen den Gateanschluss des Schalters 54 und den Hilfseingang geschaltet zu werden, was bedeutet, dass die Spannung, die durch C_Boost an den Gateanschluss des den Schalter 54 bildenden FET während der Erfassung geliefert wird, durch kein abzutastendes Eingangssignal, das auch auf der VIN-Leitung vorliegen sollte, moduliert wird. Als solches besteht keine Möglichkeit, dass das Vgs des Schalters durch das abzutastende Signal zu einem derartigen Ausmaß moduliert wird, dass die durch den Verstärkungskondensator bereitgestellte Verstärkungsvorspannung reduziert wird und somit kann der Schalter 54 während der ganzen Erfassungsphase hart vorgespannt eingeschaltet bleiben, wodurch eine etwaige Modulationsverzerrung, die ansonsten möglicherweise vorliegt, reduziert wird.
Wie oben angemerkt, bedeutet bei moderner IC-Kapselung die Verwendung von Ball-Grid-Arrays, wie in 7 und 8 gezeigt, dass in der IC-Kapselung oftmals viele Eingangspins zur Verfügung stehen. Der Hilfseingang VIN_AUX 62 kann deshalb seinen eigenen zugewiesenen Eingangspin besitzen, d. h. mit einem Eingangspin in der IC-Kapselung verbunden sein, so dass er mit einer Spannung separat von dem VIN-Eingang versorgt werden kann. Eine derartige Anordnung stellt sicher, dass die Ladung zum Laden der parasitären Kapazitäten in den Abtastschalter-Back-Gates vom Eingangskanal VIN weggehalten wird mit dem Ergebnis, dass das RC-Filter von kleinerer Bandbreite sein kann, wie zuvor beschrieben.
Zusätzlich dazu, dass der Hilfseingang Vin verwendet wird, um Strom an den Eingangsschalter des ADW bereitzustellen, kann er auch verwendet werden, um eine Ladung an den Abtastkondensator zu Vorladezwecken unmittelbar vor oder bei Start der Erfassungsphase zu schicken. Das Vorladen des Abtastkondensators ist bereits aus unserem früheren US-Patent US 8994564B2 bekannt, sowohl im Kontext eines multiplexierten Eingangs-ADW (d. h. mit einem Multiplexer an dem Eingang für einen einkanaligen ADW). In beiden Fällen würde der Vorladestrom üblicherweise von der Eingangsleitung nach dem RC-Filter mit den zuvor beschriebenen, einhergehenden Nachteilen genommen werden, dass dann das RC-Filter von breiterer Bandbreite sein muss, als es für ideale Rauschfilterungszwecke sein sollte, so dass die Vorladung in einer akzeptabel kurzen Zeit durchgeführt wird. Wir beschreiben jedoch auch, dass der Eingang für die Vorladung von der Eingangsleitung vor dem RC-Filter genommen werden kann, doch ist in jedem Fall, d. h., ob vor oder hinter dem RC-Filter genommen, ein Spannungsfolgerverstärker enthalten, um als ein Vorladungsverstärker zu wirken und eine verstärkte Version des Eingangssignals zum Vorladen des Abtastkondensators zu liefern. Einer der Gründe zum Aufnehmen des Spannungsfolgerverstärkers besteht darin, dass die Eingangsstufe vor dem ADW typischerweise einen Ausgang mit hoher Impedanz besitzt und insbesondere, wenn dies ein Multiplexer ist. Ein derartiger Ausgang mit hoher Impedanz bedeutet, dass der Strom zum Vorladen des Abtastkondensators nur sehr langsam fließen kann und insbesondere nicht schnell genug, damit das Vorladen für die gewünschte Abtastrate von dem ADW schnell genug stattfinden kann.
9 veranschaulicht eine derartige bekannte Anordnung. Hier ist ein Spannungsfolger-Vorladeverstärker 92 enthalten, der seinen Eingang von der Eingangssignalleitung vor dem RC-Filter nimmt und ein Vorladesignal an den Abtastkondensator 8 ausgibt.
Eines der Probleme mit einer derartigen Vorladeanordnung ist die Notwendigkeit für den Vorlade-Spannungsfolger-Verstärker 92, der auf einer Umsetzung als integrierte Schaltung viel Siliziumfläche einnehmen kann und auch unnötigerweise zusätzlichen Strom verbrauchen kann. Um dieses Problem zu lösen, ist in dem vorliegenden Beispiel der vorliegenden Offenbarung der Vorladeverstärker nicht enthalten und stattdessen ist der Abtastkondensator direkt mit dem AUX_VIN-Ausgang über einen Steuerschalter 94 (typischerweise einen FET) verbunden, wie in 10 gezeigt.
Ausführlicher zeigt 10 die Eingangsstufe eines ADW wie zuvor beschrieben, die einen Eingangsknoten VIN aufweist, bei dem ein abzutastendes analoges Signal eingegeben wird. Die ADW-Eingangsstufe weist eine RC-Filtereingangsstufe auf, die den Widerstand 2 in Reihe mit dem Eingangsknoten VIN und dem Kondensator 4, zwischen den Widerstand und Masse geschaltet, aufweist, wobei das resultierende RC-Filter dahingehend wirkt, das Eingangssignal bandzubegrenzen, wodurch das Rauschen, das abgetastet wird, reduziert wird. Das RC-Filter befindet sich in diesem Beispiel außerhalb des ADW-Chips, so dass die Eingänge zu dem ADW-Chip als Eingangsknoten 22 und 102 bezeichnet sind, jeweils mit VIN_AUX und VIN_SAMPLING bezeichnet. Der VIN_SAMPLING-Knoten zwischen dem Widerstand und dem Kondensator wird dann mit dem Sourceanschluss des Eingangsschalters 6 verbunden, der typischerweise ein FET ist. Mit dem Drainanschluss des Eingangsschalters 6 ist der Abtastkondensator 8 verbunden, auf den das zu digitalisierende Signal abgetastet und während der Erfassung gehalten wird. Ein Widerstand 10 ist mit der gegenüberliegenden Platte des Abtastkondensators 10 verbunden, wobei die übrige Umwandlungsschaltungsanordnung des ADW konventionell ist und nicht gezeigt wird. Eine passive Signalkonditionierungsschaltungsanordnung 104 (die ein RC-Tiefpassfilter sein kann) ist innerhalb des Hilfseingangs-Signalpfads enthalten, entweder auf dem Chip nach VIN_AUX oder außerhalb des Chips vor VIN_AUX, um die Signalphasenverschiebung zwischen dem Hilfseingangspfad durch VIN_AUX und dem Haupteingangssignalpfad durch VIN_SAMPLING abzustimmen.
Um das Vorladen durch Vermeiden des RC-Filters bereitzustellen und keinen Spannungsfolgerverstärker zu erfordern, ist jedoch in diesem Beispiel der Hilfseingang VIN_AUX vorgesehen, bei dem bei Verwendung eine Kopie des abzutastenden Signals über eine nichtgezeigte Ansteuerschaltungsanordnung mit niedriger Impedanz in der ADW-Ansteuerschaltungsanordnung und die passive Signalkonditionierungsschaltungsanordnung 104 (falls außerhalb des Chips angeordnet) geliefert wird. Die Natur der Ansteuerschaltungsanordnung mit niedriger Impedanz gestattet das Vorladen des Abtastkondensators durch das abzutastende Signal innerhalb der für das Vorladen verfügbaren Zeit, während die erforderliche Abtastrate beibehalten wird, ohne dass der Spannungsfolger-Vorladeverstärker 92 in der ADW-Eingangsstufe enthalten sein muss, wie in dem Beispiel von 9 nach dem Stand der Technik. Infolgedessen wird die ADW-Eingangsstufe unheimlich vereinfacht.
11 zeigt ein weiteres Beispiel, wo der VIN_AUX-Eingang verwendet wird, um eine Ladung zum Verstärken des Gates des Eingangsschalters 6 bereitzustellen, während das RC-Eingangsfilter umgangen wird, wie zuvor beschrieben, sowie eine Ladung zum Vorladen des Abtastkondensators bereitzustellen, wie oben beschrieben. Bei einer in 12 gezeigten weiteren Variante können jeweilige getrennte Hilfseingänge VIN_AUX und VIN_AUX2 verwendet werden, wobei einer der Eingänge (VIN_AUX) eine Ladung für den Eingangsschalter 6 liefert und der andere Eingang (VIN_AUX2) die Eingangsleitung spiegelt und einen Vorladestrom an den Abtastkondensator 8 liefert, um den Abtastkondensator vor der Erfassung vorzuladen. Innerhalb der beiden Beispiele von 11 und 12 befindet sich das Eingangs-RC-Filter außerhalb des Chips und ein Knoten VIN_SAMPLING ist an einem der Eingangspins zu dem Chip auf der Primärsignalleitung zu dem Abtastschalter vorgesehen, und Eingangsknoten VIN_AUX und VIN_AUX2 (jeweils entsprechend) sind als weitere jeweilige Eingangspins zu dem ADW-Chip vorgesehen.
Außerdem kann innerhalb der Beispiele von 11 und 12, wie bei dem Beispiel von 10, eine passive Signalkonditionierung in Form eines weiteren RC-Filters auf den Signalpfaden VIN_AUX und/oder VIN_AUX2, wie angemessen, vorgesehen sein zur Phasenanpassung des Signals auf dem Hilfspfad mit dem Signal auf dem Hauptabtasteingangspfad durch den Schalter 6. Wiederum kann sich die passive Signalkonditionierung entweder auf dem ADW-Chip befinden (d. h. die rechts von den Eingangspins VIN_AUX und VIN_AUX2 gezeigten Blöcke) oder außerhalb des ADW-Chips am Eingang zu den Eingangspins (d. h. die links von den Eingangspins VIN_AUX und VIN_AUX2 gezeigten Blöcke).
Verschiedene Modifikationen, sei es über Hinzufügung, Löschung oder Substitution können an den oben erwähnten Beispielen vorgenommen werden, um weitere Beispiele bereitzustellen, die alle von den beigefügten Ansprüchen eingeschlossen sein sollen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 8994564 B2 [0036]

Claims

Eingangsstufe für einen Signalverarbeitungsblock, der einen Analog-Digital-Wandler (ADW) aufweist, wobei die Eingangsstufe einen ersten Eingangsknoten, ein RC-Filter an seinem Eingangsknoten und einen ein an dem Eingangsknoten umzuwandelndes Eingangssignal empfangenden Eingangsschalter, über das RC-Filter geliefert, aufweist, wobei die Eingangsstufe weiterhin einen zweiten Eingangsknoten getrennt von dem ersten Eingangsknoten und eine erste Schaltungsauslegung ausgelegt zum Umgehen des RC-Filters und zum Ansteuern einer oder mehrerer interner Lasten über den zweiten Eingangsknoten aufweist.
Eingangsstufe nach Anspruch 1, wobei die erste Schaltungsauslegung eine Ladung über den zweiten Eingang an die eine oder mehreren internen Lasten in dem Eingangsschalter bei mindestens einem Übergang von einer Umwandlungsphase zu einer Erfassungsphase des ADW liefert.
Eingangsstufe nach Ansprüchen 1 oder 2, wobei die erste Schaltungsauslegung eine Ladung über den zweiten Eingangsknoten an die eine oder mehreren internen Lasten in dem Eingangsschalter während mindestens der Erfassungsphase des ADW liefert.
Eingangsstufe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der erste Eingangsknoten mit einem auf einem integrierten Schaltungspackage vorgesehenen ersten Eingangspin verbunden ist und der zweite Eingangsknoten mit einem zweiten Eingangspin auf dem integrierten Schaltungspackage verbunden ist.
Eingangsstufe nach Anspruch 4, wobei das integrierte Schaltungspackage ein Package vom Ball-Grid-Array-Typ aufweist.
Eingangsstufe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die eine oder mehreren internen Lasten eine oder mehrere parasitäre Kapazitäten sind und ausreichend Ladung von dem zweiten Eingangsknoten zu den parasitären Kapazitäten gelenkt wird, um die parasitären Kapazitäten zu laden, ohne dass eine Ladung von dem ersten Eingangsknoten über das RC-Filter zu den parasitären Kapazitäten gespeist werden muss.
Eingangsstufe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Bandbreite des RC-Filters kleiner ist, als anderweitig der Fall sein würde, falls die internen Lasten nur von dem ersten Eingangsknoten über das RC-Filter angesteuert werden würden.
Eingangsschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Eingangsschalter ein Feldeffekttransistor (FET) ist und mindestens einer oder mehrere der internen Lasten eine parasitäre Kapazität zwischen einem Back-Gate des FET und einem oder mehreren anderen elektrischen Knoten in der Schaltung ist.
Eingangsstufe nach einem der Ansprüche 1 bis 8 und weiterhin aufweisend eine Verstärkungsschaltungsauslegung, die ausgelegt ist zum Speisen einer Verstärkungsspannung zu dem Eingangsschalter während einer Erfassungsphase des ADW, wobei die Verstärkungsschaltungsauslegung die Verstärkungsspannung zwischen dem Eingangsschalter und dem zweiten Eingangsknoten bereitstellt.
Eingangsstufe nach Anspruch 9, wobei die Verstärkungsschaltungsauslegung einen Verstärkungskondensator und einen Verstärkungsschaltkreis aufweist, wobei der Verstärkungsschaltkreis arbeitet zum: i) zum Laden des Verstärkungskondensators während einer ersten Phase; ii) Schalten des Verstärkungskondensators zwischen den Eingangsschalter und den zweiten Eingangsknoten während einer zweiten Erfassungsphase des ADW.
Eingangsstufe nach Ansprüchen 9 oder 10, wobei der Eingangsschalter ein Feldeffekttransistor (FET) ist und die Verstärkungsspannung zwischen dem Gateanschluss des FET und dem zweiten Eingangsknoten bereitgestellt ist.
Eingangsstufe für einen Analog-Digital-Wandler (ADW), wobei die Eingangsstufe einen ersten Eingangsknoten, bei dem bei Verwendung ein umzuwandelndes Eingangssignal empfangen wird, ein RC-Filter und einen Eingangsschalter, der das umzuwandelnde Eingangssignal über das RC-Filter empfängt, aufweist, wobei die Eingangsstufe weiterhin einen zweiten Eingangsknoten getrennt von dem ersten Eingangsknoten aufweist und weiterhin eine Verstärkungsschaltungsauslegung ausgelegt zum Speisen einer Verstärkungsspannung zu dem Eingangsschalter während einer Erfassungsphase des ADW aufweist, wobei die Verstärkungsschaltungsauslegung die Verstärkungsspannung zwischen dem Eingangsschalter und dem zweiten Eingangsknoten bereitstellt.
Eingangsstufe nach Anspruch 12, wobei der zweite Eingangsknoten im Wesentlichen frei von dem an dem Eingangsknoten empfangenen Eingangssignal ist, so dass die Verstärkungsspannung nicht damit moduliert wird.
Eingangsstufe nach Ansprüchen 12 oder 13, wobei die Verstärkungsschaltungsauslegung einen Verstärkungskondensator und einen Verstärkungsschaltkreis aufweist, wobei der Verstärkungsschaltkreis arbeitet zum: i) Verbinden des Verstärkungskondensators mit einer Spannungsdifferenz zum Laden des Kondensators während einer Umwandlungs- oder Ladephase des ADW; und ii) Schalten des Verstärkungskondensators zwischen den Eingangsschalter und den zweiten Eingangsknoten während der Erfassungsphase des ADW.
Eingangsstufe nach Anspruch 14, wobei der Eingangsschalter ein Feldeffekttransistor (FET) ist und die Verstärkungsspannung zwischen dem Gateanschluss des FET und dem zweiten Eingangsknoten bereitgestellt ist.
Eingangsstufe für einen Analog-Digital-Wandler (ADW), wobei die Eingangsstufe eine Eingangssignalleitung in Reihe mit einem ersten Eingangsknoten, einem Tiefpass-RC-Filter und einem Eingangsschalter aufweist, wobei die Auslegung der Eingangssignalleitung derart ist, dass bei Verwendung der Eingangsschalter ein umzuwandelndes Eingangssignal von dem Eingangsknoten über das RC-Filter empfängt, wobei die Eingangsstufe weiterhin einen Verstärker aufweist, wobei der Verstärker einen an einem beliebigen Punkt auf der Eingangssignalleitung zwischen den Eingangsknoten und den Eingangsschalter geschalteten Eingang und einen Ausgang, der bei Verwendung eine oder mehrere interne Lasten ansteuert, besitzt, wobei die internen Lasten parasitäre Kapazitäten in dem Eingangsschalter sind.
Eingangsstufe nach Anspruch 16, wobei der Verstärker ein Operationsverstärker ist.
Eingangsstufe nach Anspruch 17, wobei der Eingangsschalter ein Feldeffekttransistor (FET) ist und mindestens eine oder mehrere der parasitären Kapazitäten zwischen einem Back-Gate des FET und einem oder mehreren anderen elektrischen Knoten in der Schaltung liegen.
Eingangsstufe für einen Analog-Digital-Wandler (ADW), wobei die Eingangsstufe eine Eingangssignalleitung in Reihe mit einem ersten Eingangsknoten, einem Tiefpass-RC-Filter, einem Eingangsschalter und einem Abtastkondensator aufweist, wobei die Auslegung der Eingangssignalleitung derart ist, dass bei Verwendung der Eingangsschalter ein umzuwandelndes Eingangssignal von dem Eingangsknoten über das RC-Filter empfängt und das Eingangssignal an den Abtastkondensator zur Abtastung für eine digitale Umwandlung ausgibt, wobei die Eingangsstufe weiterhin einen zweiten Eingangsknoten getrennt von dem ersten Eingangsknoten aufweist und die erste Schaltungsauslegung den zweiten Eingangsknoten mit dem Abtastkondensator verbindet, wobei die Auslegung derart ist, dass der zweite Eingangsknoten bei Verwendung ein Vorladesignal empfängt, das zum Vorladen des Abtastkondensators verwendet wird, ohne dass eine weitere Verstärkung auf das Vorladesignal angewendet wird.
Eingangsstufe nach Anspruch 19 und weiterhin aufweisend eine zweite Schaltungsanordnung, die den zweiten Eingangsknoten oder einen dritten Eingangsknoten mit einer oder mehreren internen Lasten in dem Eingangsschalter mindestens beim Übergang von einer Umwandlungsphase zu einer Erfassungsphase des ADW oder während einer Erfassungsphase des ADW verbindet, wobei die internen Lasten derart sind, dass sie anderweitig, falls von dem ersten Eingangsknoten angesteuert, das Eingangssignal verfälschen würden.