[發(fā)明專利]一種比較器的亞穩(wěn)態(tài)檢測電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010080567.X
• 申請日: 2020-02-05
• 公開（公告）號: CN111262561B
• 公開（公告）日: 2023-03-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 唐鶴;曹文臻;童燦;彭析竹
• 申請（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號: H03K5/19
• 分類號: H03K5/19
• 代理公司: 成都點睛專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51232
• 代理人: 葛啟函

一種比較器的亞穩(wěn)態(tài)檢測電路，適用于比較速度隨著輸入電壓的減少而變慢的比較器。本發(fā)明包括兩級檢測模塊，第一級檢測模塊用于根據(jù)比較器的兩個差分輸出信號檢測在第一延時時間內(nèi)比較器是否獲得比較結(jié)果，若是則輸出低電平的第一級檢測信號，否則輸出高電平的第一級檢測信號；第二級檢測模塊用于在第二延時時間內(nèi)比較第一采樣單元和第二采樣單元對比較器的兩個差分輸出信號的采樣結(jié)果，當(dāng)在第二延時時間內(nèi)第一采樣單元和第二采樣單元的采樣結(jié)果中出現(xiàn)高電平時產(chǎn)生低電平的第二級檢測信號，否則產(chǎn)生高電平的第二級檢測信號，第二級檢測信號為高表示比較器處于亞穩(wěn)態(tài)。本發(fā)明在兩級結(jié)構(gòu)的保證下，能夠?qū)Ρ容^器的亞穩(wěn)態(tài)檢測達到一個較高的精確度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于模擬集成電路技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種比較器的亞穩(wěn)態(tài)檢測電路。

背景技術(shù)

比較器是比較其輸入兩端電壓大小的模塊，比如逐次逼近型比較器、流水線型比較器或者快閃型比較器，廣泛應(yīng)用于各種模數(shù)轉(zhuǎn)換器。比較器亞穩(wěn)態(tài)指的則是比較器共模保證的情況下，由于其輸入電壓過小而導(dǎo)致比較器無法比較的狀態(tài)。該狀態(tài)是比較器一個較為特殊的狀態(tài)，代表著比較器的差分輸入電壓已經(jīng)十分接近于零，其相當(dāng)于一個標(biāo)志。在使用了比較器的模數(shù)轉(zhuǎn)換器中，利用該標(biāo)志可以完成對模數(shù)轉(zhuǎn)換器的一些誤差進行校準(zhǔn)，比如在逐次逼近型模數(shù)轉(zhuǎn)換器中可以用來校準(zhǔn)由于電容失配而帶來誤差。而基于StrongArm Latch的比較器由于其高速、軌到軌輸出以及沒有靜態(tài)功耗的特點而被大范圍應(yīng)用。若能準(zhǔn)確完成對基于StrongArm Latch的比較器的亞穩(wěn)態(tài)檢測，利用比較器亞穩(wěn)態(tài)進行校準(zhǔn)的算法便有了成功的基礎(chǔ)。因此對比較器亞穩(wěn)態(tài)的正確檢測成為了這些校準(zhǔn)方法中的一個關(guān)鍵，然而現(xiàn)有的比較器亞穩(wěn)態(tài)檢測方法往往存在較大的誤差，無法準(zhǔn)確得到亞穩(wěn)態(tài)檢測結(jié)果。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述傳統(tǒng)比較器亞穩(wěn)態(tài)檢測方法存在的誤差大、檢測結(jié)果不準(zhǔn)確的不足之處，本發(fā)明提出了一種比較器的亞穩(wěn)態(tài)檢測電路，在檢測的過程中充分利用了比較器的比較速度隨著輸入電壓減少而變慢的特點，能夠準(zhǔn)確的完成亞穩(wěn)態(tài)檢測，從而為一些模數(shù)轉(zhuǎn)換器的校準(zhǔn)算法的成功提供基礎(chǔ)。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：

一種比較器的亞穩(wěn)態(tài)檢測電路，所述比較器的比較速度隨著輸入電壓的減少而變慢；

所述亞穩(wěn)態(tài)檢測電路包括第一級檢測模塊，所述第一級檢測模塊用于根據(jù)所述比較器的兩個差分輸出信號檢測在第一延時時間內(nèi)所述比較器是否獲得比較結(jié)果，當(dāng)在第一延時時間內(nèi)所述比較器獲得比較結(jié)果時所述第一級檢測模塊輸出低電平的第一級檢測信號，否則所述第一級檢測模塊輸出高電平的第一級檢測信號；

所述亞穩(wěn)態(tài)檢測電路還包括第二級檢測模塊，所述第二級檢測模塊包括第一采樣單元和第二采樣單元，所述第一采樣單元和第二采樣單元用于在所述第一檢測信號為高電平時分別采樣所述比較器的兩個差分輸出信號；

所述第二級檢測模塊用于在第二延時時間內(nèi)比較所述第一采樣單元和第二采樣單元的采樣結(jié)果，當(dāng)在第二延時時間內(nèi)所述第一采樣單元和第二采樣單元的采樣結(jié)果中出現(xiàn)高電平時產(chǎn)生低電平的第二級檢測信號，否則產(chǎn)生高電平的第二級檢測信號，所述第二級檢測信號為高電平時表示所述比較器處于亞穩(wěn)態(tài)。

具體的，所述第二級檢測模塊包括第二D觸發(fā)器、第三D觸發(fā)器、第二或非門、第二延時單元和與門，其中第二D觸發(fā)器為所述第一采樣單元，第三D觸發(fā)器為所述第二采樣單元；

第二D觸發(fā)器的數(shù)據(jù)輸入端連接所述比較器的第一差分輸出信號，其時鐘輸入端連接所述第一級檢測信號，其輸出端連接第二或非門的第一輸入端；

第三D觸發(fā)器的數(shù)據(jù)輸入端連接所述比較器的第二差分輸出信號，其時鐘輸入端連接所述第一級檢測信號，其輸出端連接第二或非門的第二輸入端；

第二延時單元的延時時間為所述第二延時時間，其輸入端連接所述第一級檢測信號，其輸出端連接與門的第一輸入端；

與門的第二輸入端連接第二或非門的輸出端，其輸出端輸出所述第二級檢測信號。