无源采样网络的高速比较器制造技术

本发明专利技术公开了一种无源采样网络的高速比较器，其中一种无源采样网络的高速比较器用于接收单端信号，包括：第一开关、第二电容、第四开关、第一电容依次串联，第一开关的一端作为无源采样网络的高速比较器的第一输入端；预放大器的正输入端与第一电容的一端连接，负输入端与接地端连接，输出端通过第七开关与接地端连接；第二开关的一端与接地端连接，另一端连接于第一开关与第二电容之间；第三开关的一端与接地端连接，另一端连接于第二电容与第四开关之间；锁存器的输入端与预放大器的输出端连接，锁存器的输出端作为无源采样网络的高速比较器的输出端。本发明专利技术采用无源采样网络，可以实现较宽的带宽。

【技术实现步骤摘要】
无源采样网络的高速比较器
本专利技术属于比较器
，尤其涉及一种无源采样网络的高速比较器。
技术介绍
开关电容高速比较器通常具有一个低增益的预放大器(pre-amplifier)级联一个正反馈的锁存器(latch)，加上一些开关和电容组成，用于将模拟信号与一个阈值电压比较，根据比较结果，输出数字信号。传统的开关电容高速比较器结构，如图1所示(此处给出全差分结构作为示意图)，由pre-amplifier(预放大器)、latch(锁存器)、开关、电容Cs组成，Cp是pre-amplifier的等效输入寄生电容。其中，vbias是直流偏置电压；vthp-vthn为一对差分的阈值电压；vin_p-vin_n为一对差分输入信号；voutp-voutn是pre-amplifier的差分输出电压；doutp-doutn是该开关电容高速比较器的差分输出信号。图1中的开关旁边标注ck1，表示该开关由信号ck1控制其闭合或断开，ck1p、ck2、ck2p的标注方式，含义类似。ck1/ck1p与ck2/ck2p是两组非交叠时钟，ck1p控制的开关比ck1控制的开关提前断开，ck2p控制的开关比ck2控制的开关提前断开(假设时钟为高点平时开关闭合，低电平时开关断开)，如图2所示。图1所示的比较器的缺点是ck2/ck2p的跟踪/采样相位，采样网络包括开关ck2、ck2p、电容Cs和pre-amplifier，由于pre-amplifier由有源器件构成，其带宽难以做得很宽，或者说提高pre-amplifier的带宽的代价极大。并且，图1所示的比较器也不容易与MDAC(multiplyingdigitaltoanalogconverter，余量增益数模转换器)中的采样网络匹配，因为MDAC中的采样网络通常为无源网络。另外，该比较器的失调电压需要用另外的电路去校正，增加了电路的复杂度。用于校正失调电压的校准电路的具体做法很多，其结构都比较复杂，有的还跟pre-amplifier的具体结构有关。有的校准电路是在比较器的某个输入点，比如pre-amplifier的输入，或者vin(输入信号)的输入，或者vth(阈值电压)的输入叠加一个电压Vcal，去抵消比较器的等效输入Vos；或者产生一路校准电流Ical，注入到pre-amplifier内部某电流信号节点，或者中voutp-voutn节点，抵消比较器的等效输入Vos。确定需要多大的Vcal或者Ical，也需要一部分电路去计算，包含数字逻辑电路、存储单元等，因此校准电路比较复杂。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是为了克服现有技术中比较器的带宽窄、消除失调电压的成本高的缺陷，提供一种无源采样网络的高速比较器。本专利技术是通过下述技术方案来解决上述技术问题：一种无源采样网络的高速比较器，无源采样网络的高速比较器用于接收单端信号，包括：第一开关、第二开关、第三开关、第四开关、第五开关、第六开关、第七开关、第一电容、第二电容、预放大器、锁存器；第一开关的一端作为无源采样网络的高速比较器的第一输入端，第一开关的另一端、第二电容、第四开关、第一电容依次串联，接入预放大器的正输入端，预放大器的负输入端与接地端连接，预放大器的输出端通过第七开关与接地端连接；第二开关的一端与接地端连接，另一端连接于第一开关与第二电容之间；第三开关的一端与接地端连接，另一端连接于第二电容与第四开关之间；第五开关的一端作为无源采样网络的高速比较器的第二输入端，另一端连接于第四开关与第一电容之间；第六开关的一端与接地端连接，另一端与所述预放大器的正输入端连接；锁存器的输入端与预放大器的输出端连接，锁存器的输出端作为无源采样网络的高速比较器的输出端；第一开关、第五开关的闭合或断开由第一控制信号控制；第三开关、第六开关的闭合或断开由第二控制信号控制；第一控制信号与第二控制信号为一组非交叠时钟信号，第二控制信号控制的第三开关、第六开关比第一控制信号控制的第一开关、第五开关提前断开；第二开关、第四开关的闭合或断开由第三控制信号控制；第七开关的闭合或断开由第四控制信号控制；第三控制信号与第四控制信号为一组非交叠时钟信号，第四控制信号控制的第七开关比第三控制信号控制的第二开关、第四开关提前断开。较佳地，第一电容与第二电容的电容值相等。较佳地，无源采样网络的高速比较器的第一输入端用于与阈值电压连接，无源采样网络的高速比较器的第二输入端用于与外部的输入电压连接；或，无源采样网络的高速比较器的第一输入端用于与外部的输入电压连接，无源采样网络的高速比较器的第二输入端用于与阈值电压连接。本专利技术还提供一种无源采样网络的高速比较器，无源采样网络的高速比较器用于接收差分信号，包括：第一开关、第二开关、第三开关、第四开关、第五开关、第六开关、第七开关、第一电容、第二电容、预放大器、锁存器、第八开关、第九开关、第十开关、第十一开关、第十二开关、第十三开关、第三电容、第四电容；第一开关的一端作为无源采样网络的高速比较器的第一正输入端，第一开关的另一端、第二电容、第四开关、第一电容依次串联，接入预放大器的正输入端；第二开关的一端与第一共模电压连接，另一端连接于第一开关与第二电容之间；第三开关的一端与第二共模电压连接，另一端连接于第二电容与第四开关之间；第五开关的一端作为无源采样网络的高速比较器的第二正输入端，另一端连接于第四开关与第一电容之间；第六开关的一端与第三共模电压连接，另一端与预放大器的正输入端连接；第八开关的一端作为无源采样网络的高速比较器的第一负输入端；第八开关的另一端、第四电容、第十一开关、第三电容依次串联，接入预放大器的负输入端；第九开关的一端与第一共模电压连接，另一端连接于第八开关与第四电容之间；第十开关的一端与第二共模电压连接，另一端连接于第四电容与第十一开关之间；第十二开关的一端作为无源采样网络的高速比较器的第二负输入端，另一端连接于第十一开关与第三电容之间；第十三开关的一端与第三共模电压连接，另一端与预放大器的负输入端连接；预放大器的正输出端通过第七开关与预放大器的负输出端连接，预放大器的正输出端与锁存器的正输入端连接，预放大器的负输出端与锁存器的负输入端连接；锁存器的正输出端作为无源采样网络的高速比较器的正输出端，锁存器的负输出端作为无源采样网络的高速比较器的负输出端；第一开关、第五开关、第八开关、第十二开关的闭合或断开由第一控制信号控制；第三开关、第六开关、第十开关、第十三开关的闭合或断开由第二控制信号控制；第一控制信号与第二控制信号为一组非交叠时钟信号，第二控制信号控制的第三开关、第六开关、第十开关、第十三开关比第一控制信号控制的第一开关、第五开关、第八开关、第十二开关提前断开；第二开关、第四开关、第九开关、第十一开关的闭合或断开由第三控制信号控制；第七开关的闭合或断开由第四控制信号控制；第三控制信号与第四控制信号为一组非交叠时钟信号，第四控制信号控制的第七开关比第三控制信号控制的第二开关、第四开关、第九开关、第十一开关提前断开；第一电容与第三电容的电容值相等，第二电容与第四电容的电容值相等。较佳地，第一电容与第二电容的电容值相等。较佳地，无源采样网络的高速比较器的第一正输入端用于与正阈值电压连接，无源采样网络的高速比本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无源采样网络的高速比较器，其特征在于，所述无源采样网络的高速比较器用于接收单端信号，包括：第一开关、第二开关、第三开关、第四开关、第五开关、第六开关、第七开关、第一电容、第二电容、预放大器、锁存器；所述第一开关的一端作为所述无源采样网络的高速比较器的第一输入端，所述第一开关的另一端、第二电容、第四开关、第一电容依次串联，接入所述预放大器的正输入端，所述预放大器的负输入端与接地端连接，所述预放大器的输出端通过第七开关与接地端连接；所述第二开关的一端与所述接地端连接，另一端连接于所述第一开关与所述第二电容之间；所述第三开关的一端与所述接地端连接，另一端连接于所述第二电容与所述第四开关之间；所述第五开关的一端作为所述无源采样网络的高速比较器的第二输入端，另一端连接于所述第四开关与所述第一电容之间；所述第六开关的一端与所述接地端连接，另一端与所述预放大器的正输入端连接；所述锁存器的输入端与所述预放大器的输出端连接，所述锁存器的输出端作为所述无源采样网络的高速比较器的输出端；所述第一开关、第五开关的闭合或断开由第一控制信号控制；所述第三开关、第六开关的闭合或断开由第二控制信号控制；所述第一控制信号与所述第二控制信号为一组非交叠时钟信号，所述第二控制信号控制的第三开关、第六开关比所述第一控制信号控制的第一开关、第五开关提前断开；所述第二开关、第四开关的闭合或断开由第三控制信号控制；所述第七开关的闭合或断开由第四控制信号控制；所述第三控制信号与所述第四控制信号为一组非交叠时钟信号，所述第四控制信号控制的第七开关比所述第三控制信号控制的第二开关、第四开关提前断开。...

【技术特征摘要】
1.一种无源采样网络的高速比较器，其特征在于，所述无源采样网络的高速比较器用于接收单端信号，包括：第一开关、第二开关、第三开关、第四开关、第五开关、第六开关、第七开关、第一电容、第二电容、预放大器、锁存器；所述第一开关的一端作为所述无源采样网络的高速比较器的第一输入端，所述第一开关的另一端、第二电容、第四开关、第一电容依次串联，接入所述预放大器的正输入端，所述预放大器的负输入端与接地端连接，所述预放大器的输出端通过第七开关与接地端连接；所述第二开关的一端与所述接地端连接，另一端连接于所述第一开关与所述第二电容之间；所述第三开关的一端与所述接地端连接，另一端连接于所述第二电容与所述第四开关之间；所述第五开关的一端作为所述无源采样网络的高速比较器的第二输入端，另一端连接于所述第四开关与所述第一电容之间；所述第六开关的一端与所述接地端连接，另一端与所述预放大器的正输入端连接；所述锁存器的输入端与所述预放大器的输出端连接，所述锁存器的输出端作为所述无源采样网络的高速比较器的输出端；所述第一开关、第五开关的闭合或断开由第一控制信号控制；所述第三开关、第六开关的闭合或断开由第二控制信号控制；所述第一控制信号与所述第二控制信号为一组非交叠时钟信号，所述第二控制信号控制的第三开关、第六开关比所述第一控制信号控制的第一开关、第五开关提前断开；所述第二开关、第四开关的闭合或断开由第三控制信号控制；所述第七开关的闭合或断开由第四控制信号控制；所述第三控制信号与所述第四控制信号为一组非交叠时钟信号，所述第四控制信号控制的第七开关比所述第三控制信号控制的第二开关、第四开关提前断开。2.如权利要求1所述的无源采样网络的高速比较器，其特征在于，所述第一电容与所述第二电容的电容值相等。3.如权利要求1所述的无源采样网络的高速比较器，其特征在于，所述无源采样网络的高速比较器的第一输入端用于与阈值电压连接，所述无源采样网络的高速比较器的第二输入端用于与外部的输入电压连接；或，所述无源采样网络的高速比较器的第一输入端用于与外部的输入电压连接，所述无源采样网络的高速比较器的第二输入端用于与阈值电压连接。4.一种无源采样网络的高速比较器，其特征在于，所述无源采样网络的高速比较器用于接收差分信号，包括：第一开关、第二开关、第三开关、第四开关、第五开关、第六开关、第七开关、第一电容、第二电容、预放大器、锁存器、第八开关、第九开关、第十开关、第十一开关、第十二开关、第十三开关、第三电容、第四电容；所述第一开关的一端作为所述无源采样网络的高速比较器的第一正输入端，所述第一开关的另一端、第二电容、第四开关、第一电容依次串联，接入所述预放大器的正输入端；所述第二开关的一端与第一共模电压连接，另一端连接于所述第一开关与所述第二电容之间；所述第三开关的一端与第二共模电压连接，另一端连接于所述第二电容与所述第四开关之间；所述第五开关的一端作为所述无源采样网络的高速比较器的第二正输入端，另一端连接于所述第四开关与所述第一电容之间；所述第六开关的一端与第三共模电压连接，另一端与所述预放大器的正输入端连接；所述第八开关的一端作为所述无源采样网络的高速比较器的第一负输入端；所述第八开关的另一端...

【专利技术属性】
技术研发人员：李丹，张辉，王海军，富浩宇，陈正，李琪林，高远，魏亮，孙毅，
申请(专利权)人：上海贝岭股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31