[發(fā)明專利]動態(tài)比較器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210159696.3
• 申請日: 2012-05-22
• 公開（公告）號: CN102647189A
• 公開（公告）日: 2012-08-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱樟明;吳紅兵
• 申請（專利權(quán)）人: 成都啟臣微電子有限公司
• 主分類號: H03M1/34
• 分類號: H03M1/34
• 代理公司: 北京銀龍知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11243
• 代理人: 許靜;趙愛軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種比較器，尤其涉及一種動態(tài)比較器。

背景技術(shù)

比較器作為流水線A/D（模/數(shù)）轉(zhuǎn)換器的重要構(gòu)成單元，其性能對流水線A/D轉(zhuǎn)換器有著重要的影響。隨著流水線A/D轉(zhuǎn)換器向高速高精度方向發(fā)展，對其內(nèi)部子電路，特別是比較器的要求越來越高。在流水線A/D轉(zhuǎn)換器的MDAC（乘法數(shù)模轉(zhuǎn)換器）中，內(nèi)部的多個比較器需要把該級輸入模擬電壓信號轉(zhuǎn)化成后續(xù)電路所需的邏輯電平，再通過D/A（數(shù)/模）轉(zhuǎn)換器將邏輯電平信號轉(zhuǎn)換成模擬電壓信號，最終進行減法運算得到余差。通常比較器的傳輸時延占用了MDAC模塊中運放的建立時間，限制了整個流水線A/D轉(zhuǎn)換器的速度。

現(xiàn)有的比較器結(jié)構(gòu)包括：多級開環(huán)比較器、鎖存比較器、動態(tài)比較器和預放大鎖存比較器。其中，多級開環(huán)比較器由于受到帶寬的限制，難以做到高速度，而鎖存器結(jié)構(gòu)雖然滿足速度高，但踢回噪聲比較大，從而難以做到高精度。所以一般的高速高精度比較器采用預放大鎖存比較器結(jié)構(gòu)，以滿足速度和精度的要求。

現(xiàn)有技術(shù)中至少存在如下問題：一般預放大鎖存比較器只關(guān)注減小鎖存器的踢回噪聲，而沒有關(guān)注前置放大器的失調(diào)，這嚴重影響了比較器的精度，限制了CMOS比較器在高速高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換器中的應用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種動態(tài)比較器，在保證高速度的同時，可以有效減小失調(diào)電壓。

為了達到上述目的，本發(fā)明提供了一種動態(tài)比較器，包括順序連接的前置放大電路、動態(tài)鎖存電路和輸出級電路，其中，

所述的前置放大電路，包括依次連接的第一級放大單元和第二級放大單元；

所述第一級放大單元包括第一放大器、第一輸入失調(diào)存儲電容和第二輸入失調(diào)存儲電容；

所述第一輸入失調(diào)存儲電容、所述第二輸入失調(diào)存儲電容分別串聯(lián)于所述第一放大器的正相輸入端、反相輸入端，以在失調(diào)消除階段存儲所述第一放大器的失調(diào)電壓；

所述第二級放大單元包括第二放大器、第一輸出失調(diào)存儲電容和第二輸出失調(diào)存儲電容；

所述第一輸出失調(diào)存儲電容、所述第二輸出失調(diào)存儲電容分別串聯(lián)于所述第二放大器的反相輸出端、正相輸出端，以在失調(diào)消除階段存儲所述第二放大器的失調(diào)電壓；

所述動態(tài)鎖存電路，用于放大所述前置放大電路的輸出信號，并將放大后的信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字邏輯輸出電平；

所述輸出級電路，用于在鎖存相位輸出該數(shù)字邏輯輸出電平，在復位相位輸出邏輯零。

實施時，所述前置放大電路還包括源極跟隨器，其與所述第二級放大單元的輸出端連接。

實施時，所述前置放大電路為全差分結(jié)構(gòu)。

實施時，所述動態(tài)鎖存電路設(shè)置有以反相器首尾連接成的雙穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)。

實施時，正參考電壓通過依次串聯(lián)的第一時鐘開關(guān)和第一輸入失調(diào)存儲電容輸入所述第一級放大單元的正相輸入端；正輸入電壓通過依次串聯(lián)的第二時鐘開關(guān)和第一輸入失調(diào)存儲電容輸入所述第一級放大單元的正相輸入端；負參考電壓通過依次串聯(lián)的第三時鐘開關(guān)和第二輸入失調(diào)存儲電容輸入所述第一級放大單元的反相輸入端；負輸入電壓通過依次串聯(lián)的第四時鐘開關(guān)和第二輸入失調(diào)存儲電容輸入所述第一級放大單元的反相輸入端；

所述第一級放大單元的正相輸入端和反相輸出端之間連接有第五時鐘開關(guān)；所述第一級放大單元的反相輸入端和正相輸出端之間連接有第六時鐘開關(guān)；所述第一級放大單元的反相輸出端與所述第二級放大單元的正相輸入端連接；所述第一級放大單元的正相輸出端與所述第二級放大單元的反相輸入端連接；

所述第二級放大單元的反相輸出端通過第一輸出失調(diào)存儲電容連接至所述源極跟隨器的正相輸入端；所述第二級放大單元的正相輸出端通過第二輸出失調(diào)存儲電容連接至所述源極跟隨器的反相輸入端；

所述源極跟隨器的正相輸入端和反相輸入端之間連接有相互串聯(lián)的第七時鐘開關(guān)和第八時鐘開關(guān)；所述源極跟隨器的正相輸出端、反相輸出端分別通過第九時鐘開關(guān)、第十時鐘開關(guān)與所述動態(tài)鎖存電路的輸入端連接；

所述第一時鐘開關(guān)、所述第三時鐘開關(guān)、第五時鐘開關(guān)、第六時鐘開關(guān)、第七時鐘開關(guān)和第八時鐘開關(guān)都由第一時鐘信號控制；

所述第二時鐘開關(guān)、所述第四時鐘開關(guān)、所述第九時鐘開關(guān)和所述第十時鐘開關(guān)都由第二時鐘信號控制；

所述第一時鐘信號和所述第二時鐘信號反相。