采样开关、模拟信号采样电路、方法及电子设备与流程

本发明涉及集成电路领域，特别是涉及一种采样开关、模拟信号采样电路、方法及电子设备。

背景技术：

1、芯片上模拟信号的采样由采样开关和保持电容来实现，其中，采样开关由mos管组成。mos管导通时，保持电容上的电压与输入信号的电压相等，实现对输入信号的跟随；mos管关断时，保持电容上的电压维持不变，实现对采样信号的保持。为了满足输入信号在电源电压轨和地电压轨之间的摆动，采样开关通常由nmos管及pmos管并联组成，即cmos开关。

2、如图1所示，nmos管mn0与pmos管mp0并联构成采样开关，nmos管mn0与pmos管mp0的源极连接在一起并连接输入信号vin，漏极连接在一起并作为输出端（输出采样信号vout）；nmos管mn0的栅极接收控制信号ctl1，pmos管mp0的栅极接收控制信号ctl2，ctl1与ctl2反向；nmos管mn0的衬底接地，pmos管mp0的衬底接电源电压vdd。保持电容c0的上极板连接采样开关的输出端，下极板接地。当控制信号ctl1为高电平，控制信号ctl2为低电平时，nmos管mn0与pmos管mp0导通，采样信号vout跟随输入信号vin；当控制信号ctl1为低电平，控制信号ctl2为高电平时，nmos管mn0与pmos管mp0关断，采样信号vout保持不变。由于开关的非理想特性，采样信号的采样质量会受到影响；mos管的衬偏效应会影响其导通时的电阻大小，进而影响开关导通时对输入信号的跟随，同时衬偏效应与输入信号的电压大小有关，进一步恶化了信号采样的线性度。

3、因此，如何提高采样信号的线性度、保证采样质量，已成为本领域技术人员亟待解决的问题之一。

4、应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本发明的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本发明的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。

技术实现思路

1、鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种采样开关、模拟信号采样电路、方法及电子设备，用于解决现有技术中采样信号线性度差、采样质量低等问题。

2、为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种采样开关，所述采样开关至少包括：

3、第一开关管、第二开关管、衬底切换模块及补偿模块，其中，所述第一开关管为nmos管，所述第二开关管为pmos管；

4、所述第一开关管与所述第二开关管并联，并联结构的第一端接收输入信号，第二端输出采样信号；所述第一开关管与所述第二开关管的通断状态一致；

5、所述衬底切换模块分别连接所述第一开关管及所述第二开关管的衬底，在所述第一开关管与所述第二开关管导通时，将所述第一开关管及所述第二开关管的衬底连接至所述输入信号；在所述第一开关管与所述第二开关管关断时，将所述第一开关管的衬底拉至地，将所述第二开关管的衬底拉至电源电压；

6、所述补偿模块分别连接所述第一开关管及所述第二开关管的衬底，在所述第一开关管与所述第二开关管导通前，通过所述电源电压将所述第一开关管及所述第二开关管的衬底充电至与所述输入信号相同的电压，以实现电荷注入补偿。

7、可选地，所述采样开关还包括同向缓冲器及反向缓冲器；

8、所述同向缓冲器的输入端接收开关控制信号，输出端连接所述第一开关管的控制端；

9、所述反向缓冲器的输入端接收所述开关控制信号，输出端连接所述第二开关管的控制端。

10、可选地，所述衬底切换模块包括第三传输门、第四传输门、下拉管及上拉管；

11、所述第三传输门的一端连接所述输入信号，另一端连接所述第一开关管的衬底，控制端连接第一切换控制信号；

12、所述下拉管的一端连接所述第一开关管的衬底，另一端接地，控制端接收第二切换控制信号；

13、所述第四传输门的一端连接所述输入信号，另一端连接所述第二开关管的衬底，控制端连接所述第一切换控制信号；

14、所述上拉管的一端连接所述第二开关管的衬底，另一端连接所述电源电压，控制端接收所述第二切换控制信号的反信号；

15、其中，各传输门的通断状态与各开关管的通断状态一致。

16、更可选地，所述衬底切换模块还包括第五传输门及第六传输门；

17、所述第五传输门的一端连接所述采样信号，另一端连接所述第一开关管的衬底，控制端连接所述第一切换控制信号；

18、所述第六传输门的一端连接所述采样信号，另一端连接所述第二开关管的衬底，控制端连接所述第一切换控制信号。

19、更可选地，所述下拉管为nmos管，所述上拉管为pmos管。

20、更可选地，所述补偿模块包括第一模拟缓冲器、第二模拟缓冲器、第一传输门及第二传输门；

21、所述第一模拟缓冲器的输入端连接所述输入信号，输出端经由所述第一传输门连接所述第一开关管的衬底；所述第一传输门的控制端接收补偿控制信号；

22、所述第二模拟缓冲器的输入端连接所述输入信号，输出端经由所述第二传输门连接所述第二开关管的衬底；所述第二传输门的控制端接收所述补偿控制信号；

23、所述补偿控制信号为脉冲信号，在所述第一开关管与所述第二开关管导通前有效。

24、为实现上述目的及其他相关目的，本发明还提供一种模拟信号采样电路，所述模拟信号采样电路至少包括：

25、电容及上述采样开关；所述电容的上极板连接所述采样开关的输出端，下极板接地。

26、为实现上述目的及其他相关目的，本发明还提供一种模拟信号采样方法，基于上述模拟信号采样电路实现，所述模拟信号采样方法至少包括：

27、采样时，基于电源电压将第一开关管与第二开关管的衬底预充电至与输入信号相同的电压；然后导通所述第一开关管及所述第二开关管，同时，将所述第一开关管及所述第二开关管的衬底连接至所述输入信号；所述输入信号被采集到采样开关的输出端并保存在电容上，得到采样信号；

28、保持时，关断所述第一开关管及所述第二开关管；然后将所述第一开关管的衬底接地，所述第二开关管的衬底连接所述电源电压；所述电容上的采样信号维持不变。

29、可选地，在所述第一开关管及所述第二开关管导通时，所述第一开关管及所述第二开关管的衬底还连接所述采样开关的输出端。

30、为实现上述目的及其他相关目的，本发明还提供一种电子设备，所述电子设备至少包括：上述采样开关。

31、如上所述，本发明的采样开关、模拟信号采样电路、方法及电子设备，具有以下有益效果：

32、本发明的采样开关、模拟信号采样电路、方法及电子设备对开关导通前后的衬底进行切换，以克服衬偏效应的影响，并进一步提高信号采样的线性度。

33、本发明的采样开关、模拟信号采样电路、方法及电子设备在开关导通前对衬底进行预充，抑制电荷注入效应，进而降低电荷注入的影响，提高信号采样的精度。