主要内容概述采样开关及其非理想特性福■开关的导通电阻引入的非理想性■开关的时钟馈通和电荷注入■开关电容放大器■开关电容积分器西安文道大学Lec.#4.开关电容电路UNIVESITNUAOTONC11/68Lab of Mixed-Signal Systems
Lab of Mixed-Signal Systems 11 /68 Lec. #4. 开关电容电路 主要内容 概述 采样开关及其非理想特性 开关的导通电阻引入的非理想性 开关的时钟馈通和电荷注入 开关电容放大器 开关电容积分器
理想采样保持电路准确名称：跟踪保持（trackandhold）Φ1ContinuousTimeVINVOUTS1PIOHT/H signalC(Sampled-DataSignal)Clock=1/fDiscrete-TimeSignal西安文通大学Lec.#4.开关电容电路12/68LabofMixed-SignalSystems
Lab of Mixed-Signal Systems 12 /68 Lec. #4. 开关电容电路 理想采样保持电路 准确名称：跟踪保持（track and hold）
实际采样保持电路的问题Φ1二VINVoOUTM1EC■开关导通电阻引入的非理想性■导通电阻引入噪声导通电阻限制了带宽，限制转换速度1导通电阻是输入信号的函数，存在非线性，造成SFDR降低开关的电荷注入和时钟馈通西安文通大学Lec.#4.开关电容电路NIVEESIE13/68Lab of Mixed-Signal Systems
Lab of Mixed-Signal Systems 13 /68 Lec. #4. 开关电容电路 实际采样保持电路的问题 开关导通电阻引入的非理想性 导通电阻引入噪声 导通电阻限制了带宽，限制转换速度 导通电阻是输入信号的函数，存在非线性，造成SFDR降低 开关的电荷注入和时钟馈通
问题1：kT/C噪声Φ14kTR△f目VINLOMVINVOUTVOUTRM1S1C-C导通电阻与电容C形成低通滤波器，产生的输出噪声功率为kT/C（与电阻大小无关），在高精度ADC中有较大影响要求：kT/C<量化噪声功率■由此，可根据转换精度确定采样电容的大小kBT_△?28C≥12kBTC≥12kBTVFS12CVFS西安文通大学Lec.#4.开关电容电路NIYEESIE14/68LabofMixed-SignalSystems
Lab of Mixed-Signal Systems 14 /68 Lec. #4. 开关电容电路 问题1：kT/C噪声 导通电阻与电容C形成低通滤波器，产生的输出噪声功率为kT/C（与电阻大 小无关），在高精度ADC中有较大影响 要求：kT/C<量化噪声功率 由此，可根据转换精度确定采样电容的大小
采样电容与转换精度的关系22BC≥12kBTVFSRequiredCminasaFunctionof ADCResolutionBCmin (VFs = 0.5V)Cmin (VFs = 1V)80.003pF0.012pF120.8 pF2.4 pF1413 pF52 pF16206pF824 pF2052,800pF211,200 pF对于ADC前端的采样电路：电容面积限制了乃奎斯特率ADC精度的提高过采样ADC可以降低对电容面积的要求西安文通大学Lec.#4.开关电容电路NIESITLMAOTON15/68LabofMixed-SignalSystems
Lab of Mixed-Signal Systems 15 /68 Lec. #4. 开关电容电路 采样电容与转换精度的关系 对于ADC前端的采样电路： 电容面积限制了乃奎斯特率ADC精度的提高 过采样ADC可以降低对电容面积的要求