TWI748735B - 取樣暨保持電路及方法 - Google Patents

Abstract

本發明揭露一種取樣暨保持電路及方法能夠放大輸入訊號。該方法包含下列步驟：令複數個第一（第二）電容的上電極於一取樣時期接收一第一（第二）輸入訊號，並令該些第一（第二）電容之至少一部分的下電極於該取樣時期接收該第二（第一）輸入訊號；令該些第一（第二）電容的上電極於一保持時期不接收該第一（第二）輸入訊號，並令該些第一（第二）電容的下電極於該保持時期接收一第一組（第二組）參考訊號，從而使該些第一（第二）電容於該保持時期藉由電荷重分配提供一第一（第二）取樣電壓於該些第一（第二）電容的上電極，其中該第一與第二輸入訊號為一差動輸入訊號的二互補訊號。

Description

取樣暨保持電路及方法

本發明是關於取樣暨保持電路，尤其是關於能夠放大輸入訊號的取樣暨保持電路。

在一類比至數位轉換過程中，一可程式化增益放大器(Programmable Gain Amplifier；PGA)常用來放大一類比訊號，或說調整該類比訊號的峰對峰值(peak to peak)，以提供一放大的類比訊號給一類比至數位轉換器(analog-to-digital converter；ADC)，從而讓該類比至數位轉換器能夠不失真地將該放大的類比輸入訊號轉換為一數位訊號。

然而，可程式化增益放大器通常包含運算放大器、電阻及電容，具有電路面積大與功耗大的特性。若能藉由類比至數位轉換的其它既存電路(例如：取樣暨保持電路)來放大訊號，類比至數位轉換就可用較經濟的方式來實現。

另外，即便保留可程式化增益放大器，考慮到可程式化增益放大器之輸出擺幅(swing)的限制，若能藉由類比至數位轉換的其它既存電路(例如：取樣暨保持電路)來進一步放大訊號，類比至數位轉換的效果會更好。

本揭露的目的之一在於提供一種取樣暨保持電路及方法能夠放大輸入訊號。

本揭露之取樣暨保持電路的一實施例包含一控制電路、一第一輸入開關、一第一組開關、一第一電容陣列、一第二輸入開關、一第二組開關以及一第二電容陣列。該控制電路用來產生一第一輸入開關控制訊號與一第一組開關控制訊號，並產生一第二輸入開關控制訊號與一第二組開關控制訊號。該第一(第二)輸入開關用來依據該第一(第二)輸入開關控制訊號於一取樣時期導通以接收一第一(第二)輸入訊號，並用來依據該第一(第二)輸入開關控制訊號於一保持時期不導通。該第一組(第二組)開關用來依據該第一組(第二組)開關控制訊號決定該第一組(第二組)開關的導通狀態。該第一(第二)電容陣列包含複數個第一(第二)電容耦接該第一(第二)輸入開關與該第一組(第二組)開關。該複數個第一(第二)電容的上電極於該取樣時期經由該第一(第二)輸入開關接收該第一(第二)輸入訊號；該複數個第一(第二)電容之至少一部分的下電極於該取樣時期經由該第一組(第二組)開關接收該第二(第一)輸入訊號；該複數個第一(第二)電容的上電極於該保持時期未接收該第一(第二)輸入訊號；該複數個第一(第二)電容的下電極於該保持時期經由該第一組(第二組)開關接收一第一組(第二組)參考訊號；該複數個第一(第二)電容於該保持時期藉由電荷重分配提供一第一(第二)取樣電壓於該複數個第一(第二)電容的上電極。上述第一輸入訊號與第二輸入訊號例如是一差動輸入訊號的二互補訊號；由於該複數個第一(第二) 電容之該至少一部分的上電極與下電極於該取樣時期分別接收該第一(第二)與第二(第一)輸入訊號，該複數個第一(第二)電容之該至少一部分等效上取樣到該第一(第二)輸入訊號的二倍，從而實現放大輸入訊號的效果。

本揭露之取樣暨保持方法的一實施例包含下列步驟：令複數個第一(第二)電容的上電極於一取樣時期接收一第一(第二)輸入訊號，並令該複數個第一(第二)電容之至少一部分的下電極於該取樣時期接收該第二(第一)輸入訊號；令該複數個第一(第二)電容的上電極於一保持時期不接收該第一(第二)輸入訊號，並令該複數個第一(第二)電容的下電極於該保持時期接收一第一組(第二組)參考訊號，從而使該複數個第一(第二)電容於該保持時期藉由電荷重分配提供一第一(第二)取樣電壓於該複數個第一(第二)電容的上電極。上述第一輸入訊號與第二輸入訊號例如是一差動輸入訊號的二互補訊號；由於該複數個第一(第二)電容之該至少一部分的上電極與下電極於該取樣時期分別接收該第一(第二)與第二(第一)輸入訊號，該複數個第一(第二)電容之該至少一部分等效上取樣到該第一(第二)輸入訊號的二倍，從而實現放大輸入訊號的效果。

本揭露之取樣暨保持方法的另一實施例包含下列步驟：令複數個第一(第二)電容的上電極於一取樣時期接收一第一(第二)輸入訊號，並令該複數個第一(第二)電容之至少一部分的下電極於該取樣時期接收一第一(第二)參考訊號；令該複數個第一(第二)電容的上電極於一保持時期不接收該第一(第二)輸入訊號，並令該複數個第一(第二)電容的下電極於該保持時期接收一第一組(第二組)參考訊號，從而使該複數個第一(第二)電容於該保持時期藉由電荷重分配提供一第一(第二)取樣電壓於該複數個第一 (第二)電容的上電極。上述第一輸入訊號與第二輸入訊號例如是一差動輸入訊號的二互補訊號。上述第一參考訊號與第二參考訊號不同；舉例而言，該第一(第二)參考訊號例如是該第二(第一)輸入訊號的x倍，該x為正數；由於該複數個第一(第二)電容之該至少一部分的上電極與下電極於該取樣時期分別接收該第一(第二)參考訊號，該複數個第一(第二)電容之該至少一部分等效上取樣到該第一(第二)輸入訊號的(1+x)倍，從而實現放大輸入訊號的效果。

有關本發明的特徵、實作與功效，茲配合圖式作較佳實施例詳細說明如下。

100:取樣暨保持電路

110:控制電路

120:第一輸入開關

130:第一組開關

140:第一電容陣列

150:第二輸入開關

160:第二組開關

170:第二電容陣列

C_{1_1}、C_{1_2}、C_{1_3}、…、C_{1_(N-1)}、C_{1_N}:複數個第一電容

C_{2_1}、C_{2_2}、C_{2_3}、…、C_{2_(N-1)}、C_{2_N}:複數個第二電容

S₁:第一輸入開關控制訊號

S₂:第二輸入開關控制訊號

S_SET1:第一組開關控制訊號

S_SET2:第二組開關控制訊號

V_IP:第一輸入訊號

V_IN:第二輸入訊號

REF_SET1:第一組參考訊號

REF_SET2:第二組參考訊號

V_XP:第一取樣電壓

V_XN:第二取樣電壓

400:取樣暨保持電路

410:第一電容陣列

420:第二電容陣列

510~540:步驟

610~640:步驟

〔圖1〕顯示本揭露之取樣暨保持電路的一實施例；〔圖2〕顯示圖1之取樣暨保持電路的取樣時期的範例；〔圖3〕顯示圖1之取樣暨保持電路的保持時期的範例；〔圖4A〕顯示本揭露之取樣暨保持電路的另一實施例；〔圖4B〕顯示圖4A之實施例的變化型；〔圖5〕顯示本揭露之取樣暨保持方法的一實施例；以及〔圖6〕顯示本揭露之取樣暨保持電路的另一實施例。

本揭露揭示一種取樣暨保持電路與方法，能夠以經濟的方式來放大輸入訊號。

圖1顯示本揭露之取樣暨保持電路的一實施例；圖2顯示圖1之取樣暨保持電路的取樣時期(sample phase)的範例；圖3顯示圖1之取樣暨保持電路的保持時期(hold phase)的範例。圖1之取樣暨保持電路100可應用於一逐次逼近暫存器型類比至數位轉換器(SAR ADC)；但在實施為可行的前提下，圖1之取樣暨保持電路100可應用於其它種類的類比至數位轉換器或其它電路。圖1之取樣暨保持電路100包含一控制電路110、一第一輸入開關120、一第一組開關130、一第一電容陣列140、一第二輸入開關150、一第二組開關160以及一第二電容陣列170。該些電路分述於下。

請參閱圖1-3。控制電路110用來產生一第一輸入開關控制訊號(S₁)與一第一組開關控制訊號(S_SET1)，並產生一第二輸入開關控制訊號(S₂)與一第二組開關控制訊號(S_SET2)。本實施例中，S₁與S₂是相同的二訊號，用來控制第一輸入開關120與第二輸入開關150的導通狀態；S_SET1與S_SET2於該取樣時期與該保持時期是相同的二組訊號，但S_SET1與S_SET2於一SAR ADC的比較時期會因應該第一電容陣列140之電壓與該第二電容陣列170之電壓之間的比較而具有不同控制準位。由於該SAR ADC及其比較時期非屬本發明的範疇，本說明書不予詳述。

請參閱圖1-3。第一輸入開關120用來依據S₁於該取樣時期導通以接收一第一輸入訊號(V_IP)，並用來依據S₁於該保持時期不導通；類似地，第二輸入開關150用來依據S₂於該取樣時期導通以接收一第二輸入訊號(V_IN)， 並用來依據S₂於該保持時期不導通。另外，第一組開關130的導通狀態由S_SET1而定；類似地，第二組開關160的導通狀態由S_SET2而定。

請參閱圖1-3。第一電容陣列140包含複數個第一電容(C_{1_1}、C_{1_2}、C_{1_3}、…、C_{1_(N-1)}、C_{1_N})耦接第一輸入開關120與第一組開關130，其中該複數個第一電容的上電極於該取樣時期經由第一輸入開關120接收V_IP；該複數個第一電容之至少一部分(例如：圖2的C_{1_1})的下電極於該取樣時期經由第一組開關130接收V_IN；該複數個第一電容的上電極於該保持時期未接收V_IP；該複數個第一電容的下電極於該保持時期經由第一組開關130接收一第一組參考訊號(REF_SET1)(例如：由控制電路110所指派的M個參考電壓V_R與K個接地電壓GND，其中M、K由控制電路110的S_SET1決定)；該複數個第一電容於該保持時期藉由電荷重分配提供一第一取樣電壓(V_XP)於該複數個第一電容的上電極。類似地，第二電容陣列170包含複數個第二電容(C_{2_1}、C_{2_2}、C_{2_3}、…、C_{2_(N-1)}、C_{2_N})耦接第二輸入開關150與第二組開關160，其中該複數個第二電容的上電極於該取樣時期經由第二輸入開關150接收V_IN；該複數個第二電容之至少一部分(例如：圖2的C_{2_1})的下電極於該取樣時期經由第二組開關160接收V_IP；該複數個第二電容的上電極於該保持時期未接收V_IN；該複數個第二電容的下電極於該保持時期經由第二組開關160接收一第二組參考訊號(REF_SET2)(例如：由控制電路110所指派的P個參考電壓V_R與Q個接地電壓GND，其中P、Q由控制電路110的S_SET2決定)；該複數個第二電容於該保持時期藉由電荷重分配提供一第二取樣電壓(V_XN)於該複數個第二電容的上電極。值得注意的是，REF_SET1與REF_SET2是依設計與實施需求而定，屬於已知/自行開發的技術，非屬本發明的討論內容。

請參閱圖1-3。本實施例中，V_IP與V_IN是一差動輸入訊號的二互補訊號。由於該複數個第一電容之該至少一部分(例如：圖2的C_{1_1})的上電極與下電極於該取樣時期分別接收V_IP與V_IN，該至少一部分等效上取樣到V_IP的二倍(V_IP-V_IN=V_IP+V_IP=2V_IP)，從而實現放大輸入訊號的效果。類似地，由於該複數個第二電容之該至少一部分(例如：圖2的C_{2_1})的上電極與下電極於該取樣時期分別接收V_IN與V_IP，該至少一部分等效上取樣到V_IN的二倍(V_IN-V_IP=V_IN+V_IN=2V_IN)，從而實現放大輸入訊號的效果。

請參閱圖2-3。該複數個第一電容是由前述該複數個第一電容的至少一部分(例如：圖2的C_{1_1})以及該複數個第一電容的其餘部分(例如：圖2-3的C_{1_2}、C_{1_3}、…、C_{1_(N-1)}、C_{1_N})構成，該複數個第一電容之該其餘部分的下電極於該取樣時期經由第一組開關130接收REF_SET1。類似地，該複數個第二電容是由前述該複數個第二電容的至少一部分(例如：圖2的C_{2_1})以及該複數個第二電容的其餘部分(例如：圖2-3的C_{2_2}、C_{2_3}、…、C_{2_(N-1)}、C_{2_N})構成，該複數個第二電容之該其餘部分的下電極於該取樣時期經由第二組開關160接收REF_SET2。值得注意的是，該複數個第一(第二)電容之電容值是依實施需求而定；舉例而言，該複數個第一(第二)電容之該至少一部分的電容量不小於該複數個第一(第二)電容之該其餘部分的電容量；另舉例而言，該複數個第一(第二)電容之電容值為因應SAR ADC之需求的遞減電容值。

請參閱圖1-3。於一示範性實作中，V_IP為(V_CM+dV)，V_IN為(V_CM-dV)，其中V_CM為一共模電壓，dV為一訊號電壓；該複數個第一電容之該至少一部分(例如：圖2的C_{1_1})的電容值與該複數個第一電容之該其餘部分(例如：圖2-3的C_{1_2}、C_{1_3}、…、C_{1_(N-1)}、C_{1_N})的電容值的比例為

，其中 C_U為一單位的電容值；於該取樣時期，該複數個第一電容之該其餘部分的下電極接收一參考電壓V_R，因此，該複數個第一電容所取到的電荷如底下式(1)所示：Q=(xC_U)(V_IP-V_IN)+(yC_U)(V_IP-V_R)=(xC_U)(2dV)+(yC_U)(V_CM+dV-V_R)=(xC_U)(2dV)+(yC_U)V_CM+(yC_U)dV-(yC_U)V_R=(2xC_U+yC_U)dV+(yC_U)(V_CM-V_R) 式(1)於該保持時期，該複數個第一電容之上電極的電壓為前述第一取樣電壓V_XP，該複數個第一電容之該至少一部分的下電極接收一接地電壓GND，該複數個第一電容之該其餘部分的下電極接收該參考電壓V_R，因此，該複數個第一電容所儲存的電荷如底下式(2)所示：Q=(xC_U)(V_XP-0)+(yC_U)(V_XP-V_R)=(x+y)C_UV_XP-yC_UV_R 式(2)基於電荷守恆，式(1)應等於式(2)，因此，V_XP可表示如下：

若前述比例

等於1(亦即：x=y)，V_XP可表示如下：

假定共模電壓V_CM為0.5V以及參考電壓V_R為1.1V，式(4)的第一取樣電壓V_XP會是(

+0.5×1.1V=1.5dV-0.3V+0.55V=1.5dV+0.25V=1.5dV+0.25V)，先前技術的第一取樣電壓相對地會較小(例如：在其餘條件不變的情形下(V_IP=V_CM+dV；x=y；V_CM=0.5V；V_R=1.1V)，該複數個第一電容之該至少一部分的下電極於該取樣時期接收該參考電壓V_R，從而得到儲存電荷Q ₁=(xC_U)(V_IP-V_R)+(yC_U)(V_IP-V_R)=(x+y)×C_U×(V_IP-V_R)；該複數個第一電容之該至少一部分的下電極於該保持時期接收該接地電壓GND，從而得到儲存電荷Q ₂=(xC_U)(V_XP-0)+(yC_U)(V_XP-V_R)=(x+y)C_UV_XP-yC_UV_R；基於電荷守恆，Q ₁=Q ₂，從而得到先前技術的第一取樣電壓為(dV-0.05V))；據上所述，本實施例的第一取樣電壓高於先前技術的第一取樣電壓，訊號放大效果顯著。

由於本領域具有通常知識者能夠依據前述第一取樣電壓V_XP的推導說明來推導出第二取樣電壓V_XN，重複及冗餘的說明在此省略。

圖4A顯示本揭露之取樣暨保持電路的另一實施例。相較於圖1的實施例，圖4A之取樣暨保持電路400的第一(第二)電容陣列410(420)中所有第一(第二)電容的下電極於該取樣時期接收該第二(第一)輸入訊號V_IN(V_IP)，故能取到更多電荷，從而達到更強的訊號放大效果。圖4B顯示圖4A之實施例的變化型；相較於圖4A，圖4B的用來接收輸入訊號V_IN(V_IP)的線路略有不同。

於一替代實施例中，該第一輸入訊號V_IP為一訊號電壓，該第二輸入訊號V_IN為一固定電壓，其中該訊號電壓通常隨著時間而變。於一替代實施例中，該第一輸入訊號V_IP與該第二輸入訊號V_IN是一差動輸入訊號的二互補訊 號，該複數個第一(第二)電容之該至少一部分的下電極於該取樣時期接收一第一(第二)參考訊號，該第一參考訊號與第二參考訊號不同；舉例而言，該第一(第二)參考訊號例如是該第二(第一)輸入訊號的x倍，該x為正數。

圖5顯示本揭露之取樣暨保持方法的一實施例，包含下列步驟：S510：令複數個第一電容的上電極於一取樣時期接收一第一輸入訊號，並令該複數個第一電容之至少一部分的下電極於該取樣時期接收一第二輸入訊號；S520：令該複數個第一電容的上電極於一保持時期不接收該第一輸入訊號，並令該複數個第一電容的下電極於該保持時期接收一第一組參考訊號，從而使該複數個第一電容於該保持時期藉由電荷重分配提供一第一取樣電壓於該複數個第一電容的上電極；S530：令複數個第二電容的上電極於該取樣時期接收該第二輸入訊號，並令該複數個第二電容之至少一部分的下電極於該取樣時期接收該第一輸入訊號；以及S540：令該複數個第二電容的上電極於該保持時期不接收該第二輸入訊號，並令該複數個第二電容的下電極於該保持時期接收一第二組參考訊號，從而使該複數個第二電容於該保持時期藉由電荷重分配提供一第二取樣電壓於該複數個第二電容的上電極。

圖6顯示本揭露之取樣暨保持方法的另一實施例，包含下列步驟： S610：令複數個第一電容的上電極於一取樣時期接收一第一輸入訊號，並令該複數個第一電容之至少一部分的下電極於該取樣時期接收一第一參考訊號；S620：令該複數個第一電容的上電極於一保持時期不接收該第一輸入訊號，並令該複數個第一電容的下電極於該保持時期接收一第一組參考訊號，從而使該複數個第一電容於該保持時期藉由電荷重分配提供一第一取樣電壓於該複數個第一電容的上電極；S630：令複數個第二電容的上電極於該取樣時期接收該第二輸入訊號，並令該複數個第二電容之至少一部分的下電極於該取樣時期接收一第二參考訊號，其中該第二參考訊號不同於該第一參考訊號；以及S640：令該複數個第二電容的上電極於該保持時期不接收該第二輸入訊號，並令該複數個第二電容的下電極於該保持時期接收一第二組參考訊號，從而使該複數個第二電容於該保持時期藉由電荷重分配提供一第二取樣電壓於該複數個第二電容的上電極。

由於本領域具有通常知識者能夠參酌圖1-4之實施例的揭露來瞭解圖5-6之實施例的細節與變化，亦即圖1-4之實施例的技術特徵可合理地應用於圖5-6的實施例中，因此，重複及冗餘之說明在此省略。值得注意的是，圖5-6的步驟在實施為可行的前提下無順序限制。

請注意，在實施為可能的前提下，本技術領域具有通常知識者可選擇性地實施前述任一實施例中部分或全部技術特徵，或選擇性地實施前述複數個實施例中部分或全部技術特徵的組合，藉此增加本發明實施時的彈性。

綜上所述，本發明能夠以經濟的方式來放大輸入訊號。

雖然本發明之實施例如上所述，然而該些實施例並非用來限定本發明，本技術領域具有通常知識者可依據本發明之明示或隱含之內容對本發明之技術特徵施以變化，凡此種種變化均可能屬於本發明所尋求之專利保護範疇，換言之，本發明之專利保護範圍須視本說明書之申請專利範圍所界定者為準。

100:取樣暨保持電路

110:控制電路

120:第一輸入開關

130:第一組開關

140:第一電容陣列

150:第二輸入開關

160:第二組開關

170:第二電容陣列

C_{1_1}、C_{1_2}、C_{1_3}、...、C_{1_(N-1)}、C_{1_N}:複數個第一電容

C_{2_1}、C_{2_2}、C_{2_3}、...、C_{2_(N-1)}、C_{2_N}:複數個第二電容

S₁:第一輸入開關控制訊號

S₂:第二輸入開關控制訊號

S_SET1:第一組開關控制訊號

S_SET2:第二組開關控制訊號

V_IP:第一輸入訊號

V_IN:第二輸入訊號

REF_SET1:第一組參考訊號

REF_SET2:第二組參考訊號

Claims (10)

1. 一種取樣暨保持電路(sample and hold circuit)，包含：一控制電路，用來產生一第一輸入開關控制訊號與一第一組開關控制訊號，以及產生一第二輸入開關控制訊號與一第二組開關控制訊號；一第一輸入開關，用來依據該第一輸入開關控制訊號於一取樣時期(sample phase)導通以接收一第一輸入訊號，並用來依據該第一輸入開關控制訊號於一保持時期(hold phase)不導通；一第一組開關，用來依據該第一組開關控制訊號決定該第一組開關的導通狀態；一第一電容陣列，包含複數個第一電容耦接該第一輸入開關與該第一組開關，其中該複數個第一電容的上電極於該取樣時期經由該第一輸入開關接收該第一輸入訊號，該複數個第一電容之至少一部分的下電極於該取樣時期經由該第一組開關接收一第二輸入訊號，該複數個第一電容的上電極於該保持時期未接收該第一輸入訊號，該複數個第一電容的下電極於該保持時期經由該第一組開關接收一第一組參考訊號，該複數個第一電容於該保持時期藉由電荷重分配提供一第一取樣電壓於該複數個第一電容的上電極；一第二輸入開關，用來依據該第二輸入開關控制訊號於該取樣時期導通以接收該第二輸入訊號，並用來依據該第二輸入開關控制訊號於該保持時期不導通；一第二組開關，用來依據該第二組開關控制訊號決定該第二組開關的導通狀態；以及 一第二電容陣列，包含複數個第二電容耦接該第二輸入開關與該第二組開關，其中該複數個第二電容的上電極於該取樣時期經由該第二輸入開關接收該第二輸入訊號，該複數個第二電容之至少一部分的下電極於該取樣時期經由該第二組開關接收該第一輸入訊號，該複數個第二電容的上電極於該保持時期未接收該第二輸入訊號，該複數個第二電容的下電極於該保持時期經由該第二組開關接收一第二組參考訊號，該複數個第二電容於該保持時期藉由電荷重分配提供一第二取樣電壓於該複數個第二電容的上電極，其中該複數個第一電容是由該複數個第一電容的該至少一部分以及該複數個第一電容的其餘部分構成；該複數個第一電容的其餘部分的下電極於該取樣時期經由該第一組開關接收該第一組參考訊號；複數個第二電容是由該複數個第二電容的該至少一部分以及該複數個第二電容的其餘部分構成；該複數個第二電容的其餘部分的下電極於該取樣時期經由該第二組開關接收該第二組參考訊號。
2. 如請求項1之取樣暨保持電路，其中該取樣暨保持電路包含於一逐次逼近暫存器型類比至數位轉換器中。
3. 如請求項1之取樣暨保持電路，其中該複數個第一電容之該至少一部分的電容量不小於該複數個第一電容的其餘部分的電容量；該複數個第二電容之該至少一部分的電容量不小於該複數個第二電容的其餘部分的電容量。
4. 如請求項1之取樣暨保持電路，其中該第一輸入訊號與該第二輸入訊號為二互補訊號。
5. 一種取樣暨保持電路(sample and hold circuit)，包含： 一控制電路，用來產生一第一輸入開關控制訊號與一第一組開關控制訊號，以及產生一第二輸入開關控制訊號與一第二組開關控制訊號；一第一輸入開關，用來依據該第一輸入開關控制訊號於一取樣時期(sample phase)導通以接收一第一輸入訊號，並用來依據該第一輸入開關控制訊號於一保持時期(hold phase)不導通；一第一組開關，用來依據該第一組開關控制訊號決定該第一組開關的導通狀態；一第一電容陣列，包含複數個第一電容耦接該第一輸入開關與該第一組開關，其中該複數個第一電容的上電極於該取樣時期經由該第一輸入開關接收該第一輸入訊號，該複數個第一電容之至少一部分的下電極於該取樣時期經由該第一組開關接收一第二輸入訊號，該複數個第一電容的上電極於該保持時期未接收該第一輸入訊號，該複數個第一電容的下電極於該保持時期經由該第一組開關接收一第一組參考訊號，該複數個第一電容於該保持時期藉由電荷重分配提供一第一取樣電壓於該複數個第一電容的上電極；一第二輸入開關，用來依據該第二輸入開關控制訊號於該取樣時期導通以接收該第二輸入訊號，並用來依據該第二輸入開關控制訊號於該保持時期不導通；一第二組開關，用來依據該第二組開關控制訊號決定該第二組開關的導通狀態；以及一第二電容陣列，包含複數個第二電容耦接該第二輸入開關與該第二組開關，其中該複數個第二電容的上電極於該取樣時期經由該第二輸入開關接收該第二輸入訊號，該複數個第二電容之至少一部分的下電極於該取樣時期經 由該第二組開關接收該第一輸入訊號，該複數個第二電容的上電極於該保持時期未接收該第二輸入訊號，該複數個第二電容的下電極於該保持時期經由該第二組開關接收一第二組參考訊號，該複數個第二電容於該保持時期藉由電荷重分配提供一第二取樣電壓於該複數個第二電容的上電極，其中該第一輸入訊號為一訊號電壓，該第二輸入訊號為一固定電壓。
6. 一種取樣暨保持方法，包含：令複數個第一電容的上電極於一取樣時期接收一第一輸入訊號，並令該複數個第一電容之至少一部分的下電極於該取樣時期接收一第二輸入訊號；令該複數個第一電容的上電極於一保持時期不接收該第一輸入訊號，並令該複數個第一電容的下電極於該保持時期接收一第一組參考訊號，從而使該複數個第一電容於該保持時期藉由電荷重分配提供一第一取樣電壓於該複數個第一電容的上電極；令複數個第二電容的上電極於該取樣時期接收該第二輸入訊號，並令該複數個第二電容之至少一部分的下電極於該取樣時期接收該第一輸入訊號；以及令該複數個第二電容的上電極於該保持時期不接收該第二輸入訊號，並令該複數個第二電容的下電極於該保持時期接收一第二組參考訊號，從而使該複數個第二電容於該保持時期藉由電荷重分配提供一第二取樣電壓於該複數個第二電容的上電極，其中該複數個第一電容由該複數個第一電容之該至少一部分以及該複數個第一電容的其餘部分構成；該複數個第二電容由該複數個第二電容之該至少一部分以及該複數個第二電容的其餘部分構成；該取樣暨保持方法進一步包含：令該複數個第一電容的其餘部分的下電極於該取樣時期接收該第一組 參考訊號；令該複數個第二電容的其餘部分的下電極於該取樣時期接收該第二組參考訊號。
7. 如請求項6之取樣暨保持方法，其中該取樣暨保持方法是由一逐次逼近暫存器型類比至數位轉換器來執行。
8. 如請求項6之取樣暨保持方法，其中該複數個第一電容之該至少一部分的電容量不小於該複數個第一電容的其餘部分的電容量；該複數個第二電容之該至少一部分的電容量不小於該複數個第二電容的其餘部分的電容量。
9. 一種取樣暨保持方法，包含：令複數個第一電容的上電極於一取樣時期接收一第一輸入訊號，並令該複數個第一電容之至少一部分的下電極於該取樣時期接收一第一參考訊號；令該複數個第一電容的上電極於一保持時期不接收該第一輸入訊號，並令該複數個第一電容的下電極於該保持時期接收一第一組參考訊號，從而使該複數個第一電容於該保持時期藉由電荷重分配提供一第一取樣電壓於該複數個第一電容的上電極；令複數個第二電容的上電極於該取樣時期接收一第二輸入訊號，並令該複數個第二電容之至少一部分的下電極於該取樣時期接收一第二參考訊號，其中該第二參考訊號不同於該第一參考訊號；以及令該複數個第二電容的上電極於該保持時期不接收該第二輸入訊號，並令該複數個第二電容的下電極於該保持時期接收一第二組參考訊號，從而使該複數個第二電容於該保持時期藉由電荷重分配提供一第二取樣電壓於該複數個第二電容的上電極。
10. 如請求項9之取樣暨保持方法，其中該複數個第一電容由該複數個第一電容之該至少一部分以及該複數個第一電容的其餘部分構成；該複數個第二電容由該複數個第二電容之該至少一部分以及該複數個第二電容的其餘部分構成；該取樣暨保持方法進一步包含：令該複數個第一電容的其餘部分的下電極於該取樣時期接收該第一組參考訊號；令該複數個第二電容的其餘部分的下電極於該取樣時期接收該第二組參考訊號。

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