一种基于翻转电压跟随器的电阻串相位差值电路制造技术

本发明专利技术属于模拟集成电路技术领域，具体涉及一种基于翻转电压跟随器的电阻串相位差值电路。本发明专利技术包括电流饥饿反相器、翻转电压跟随器、电阻串和交流耦合自偏置反相器。其中，电流饥饿反相器用于控制输入信号的压摆率；翻转电压跟随器既可以用作隔离的缓冲器，也可以有效提高输出驱动能力；电阻串对翻转电压跟随器的输出作分压插值；交流耦合的自偏置反相器起到了比较器的作用。本发明专利技术的有益效果为，电路结构简单，有效地缓解插值信号上升下降时间与相位差之间严苛的大小关系，增大处理的输入信号相位差的范围，功耗低，工艺适应性强，电阻串数目决定插值的多相位信号数目，可通过调整电阻数目灵活设计所需多相位信号数目。

A Resistance Series Phase Difference Circuit Based on Flip Voltage Follower

The invention belongs to the technical field of analog integrated circuits, in particular to a resistance series phase difference circuit based on a flip voltage follower. The invention comprises a current starvation inverter, a flip voltage follower, a resistance series and an AC coupled self-bias inverter. Among them, the current starvation inverter is used to control the voltage swing rate of the input signal; the flip voltage follower can be used as an isolated buffer, but also can effectively improve the output drive ability; the resistance string interpolates the output of the flip voltage follower as a voltage divider; and the AC-coupled self-bias inverter acts as a comparator. The invention has the advantages of simple circuit structure, effectively alleviating the stringent relationship between the rising and falling time of interpolation signal and phase difference, increasing the range of phase difference of input signal processed, low power consumption, strong process adaptability, and the number of resistance strings determines the number of interpolated multi-phase signals, and flexibly designing the number of required multi-phase signals by adjusting the number of resistors.

【技术实现步骤摘要】
一种基于翻转电压跟随器的电阻串相位差值电路
本专利技术属于模拟集成电路
，具体涉及一种基于翻转电压跟随器的电阻串相位差值电路。
技术介绍
相位差值电路通常是用来对两个有着一定相位差的输入信号进行相位差值，从而得到一系列在两个输入信号之间等间隔均匀分布的多相位信号。因此，相位差值电路被广泛地使用在各种系统中，例如：锁相环、延迟锁定环、数字时间转换器、片上系统和时钟数据恢复电路等。传统的模拟相位差值电路多是利用模拟加法器的原理，将一对差分放大器组合在一起共用一组电阻负载，通过调控尾电流的比例大小，得到不同插值比例的多相位信号。这种结构虽然常用，但是很难应用到低电源电压的系统中。由于始终导通，导致电路的功耗很大，另一方面，想要精确控制电流的大小也是很难实现的。考虑到工艺进步下电源电压的不断减小，出现了数字相位差值电路，将两个具有相位差的输入信号经过两组反相器之后的输出接到一起，通过控制反相器电流对输入信号的上升沿和下降沿作调制，以得到明显的信号斜坡，此外通过控制导通的反相器个数对输出电容节点作不同比例的电流充放电，从而得到相应的多相位信号。类似的，反相器电流调制还可以应用到基于电阻串分压的相位差值电路中，如图1所示，这种相位差值电路往往和数字电路相结合使用。这些数字相位差值电路结构简单，无需调控电流比例，能在低电源电压下工作，而且由于数字电路的动态特性，也可以实现低功耗。但是它们能处理的输入信号相位差大小一般要远小于调制后的上升或下降时间大小，导致应用范围大大受限。
技术实现思路
本专利技术的目的，就是针对上述传统电路存在的问题，提出一种基于翻转电压跟随器的电阻串相位差值电路。本专利技术的技术方案是一种基于翻转电压跟随器的电阻串相位差值电路，其特征在于，包括电流饥饿反相器、翻转电压跟随器、电阻串和交流耦合自偏置反相器。其中，电流饥饿反相器用于控制输入信号的压摆率，得到合适的上升和下降时间；翻转电压跟随器既可以用作隔离的缓冲器，也可以有效提高输出驱动能力；电阻串对翻转电压跟随器的输出作分压插值；交流耦合的自偏置反相器起到了比较器的作用，将分压后的信号与自偏置的阈值电压作比较，得到所需的多相位信号。所述电流饥饿反相器和翻转电压跟随器由PMOS管MP1、MP2、MP3、MP4、MP5、MP6，NMOS管MN1、MN2、MN3、MN4、MN5、MN6、MN7组成；其中，MP1的源极接电源，其栅极接第一偏置电压，其漏极与MN1的栅极漏极、MN2的栅极和MN3的栅极相连；MP2的源极接电源，其栅极与漏极相连，其漏极接MP3的栅极和MN2的漏极；MP3的源极接MP4的漏极，其漏极接MN3的漏极和MN5的栅极；MP4的源极接电源，其栅极与MN4栅极的连接点接输入信号；MP5的源极接电源电压，其栅极与MP6的栅极漏极和MN7的漏极相连，其漏极接MN5漏极和MN6栅极；MP6的源极接电源；MN1的源极接地；MN2的源极接地；MN3的源极接MN4的漏极；MN4的源极接地；MN5的源极与MN6的漏极的连接点作为这两级电路的输出；MN6的源极接地；MN7的源极接地，其栅极接第二偏置电压。所述电阻串由大小相同的电阻R1、R2、R3、R4组成；其中，R1、R2、R3、R4依次首尾相连，R1的另一个端口接翻转电压跟随器的第一个输出，R4的另一个端口接翻转电压跟随器的第二个输出。所述交流耦合自偏置反相器由PMOS管MP，NMOS管MN，电阻R，电容C组成；其中，MP的源极接电源，其栅极与MN栅极、电阻R一侧端口、电容C一侧端口相连，其漏极与MN漏极、电阻R的另一侧端口的连接点作为输出；MN的源极接地；电容C的另一侧端口接输入信号。本专利技术的有益效果为，电路结构简单，能够有效地缓解插值信号上升下降时间与相位差之间严苛的大小关系，增大可处理的输入信号相位差的范围，整体结构基于数字电路，电路可以应用到低电源电压下，功耗低，工艺适应性强，而且电阻串的数目直接决定了插值得到的多相位信号数目，可以通过调整电阻数目灵活设计所需多相位信号数目。附图说明图1为电阻串分压实现相位差值的原理图。图2为本专利技术基于翻转电压跟随器的相位差值电路的结构示意图。图3为实施例的电流饥饿反相器和翻转电压跟随器电路示意图。图4为本专利技术中交流耦合的自偏置反相器的电路示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式进行描述。根据数字相位差值电路的特点：当插值的两个信号相位差无法保证远小于调制后的上升或下降时间时，会出现两路反相器的NMOS管和PMOS管交叉导通，导致插值后的信号保持在电源和地之间的中间电平，严重影响插值电路的精度和线性度。本专利技术通过引入翻转电压跟随器隔绝两路反相器，避免了上述情况的产生，而且其输出阻抗较低，可以结合电阻串分压实现很好的相位差值效果。本专利技术的技术方案是通过电阻串分压实现相同压摆率的具有相位差的两路信号插值，如图2所示，利用翻转电压跟随器不仅可以隔离两路反相器，还可以有效减小跟随器的输出阻抗，保证分压的范围。如图3所示，本专利技术的方案由电流饥饿反相器、翻转电压跟随器、电阻串和交流耦合自偏置反相器组成。其中，电流饥饿反相器用于控制输入信号的压摆率，得到合适的上升和下降时间；翻转电压跟随器既可以用作隔离的缓冲器，也可以有效提高输出驱动能力；电阻串对翻转电压跟随器的输出作分压插值；交流耦合的自偏置反相器起到了比较器的作用，将分压后的信号与自偏置的阈值电压作比较，得到所需的多相位信号。实施例如图3所示，电流饥饿反相器和翻转电压跟随器由PMOS管MP1、MP2、MP3、MP4、MP5、MP6，NMOS管MN1、MN2、MN3、MN4、MN5、MN6、MN7组成；其中，MP1的源极接电源，其栅极接第一偏置电压，其漏极与MN1的栅极漏极、MN2的栅极和MN3的栅极相连；MP2的源极接电源，其栅极与漏极相连，其漏极接MP3的栅极和MN2的漏极；MP3的源极接MP4的漏极，其漏极接MN3的漏极和MN5的栅极；MP4的源极接电源，其栅极与MN4栅极的连接点接输入信号；MP5的源极接电源电压，其栅极与MP6的栅极漏极和MN7的漏极相连，其漏极接MN5漏极和MN6栅极；MP6的源极接电源；MN1的源极接地；MN2的源极接地；MN3的源极接MN4的漏极；MN4的源极接地；MN5的源极与MN6的漏极的连接点作为这两级电路的输出；MN6的源极接地；MN7的源极接地，其栅极接第二偏置电压。如图4所示，交流耦合的自偏置反相器由PMOS管MP，NMOS管MN，电阻R，电容C组成；其中，MP的源极接电源，其栅极与MN栅极、电阻R一侧端口、电容C一侧端口相连，其漏极与MN漏极、电阻R的另一侧端口的连接点作为输出；MN的源极接地；电容C的另一侧端口接输入信号。本例的工作原理为：在图3的电流饥饿反相器中，通过调节第一偏置电压的大小控制流过MP1的电流，利用MN1和MN3，MP2和MP3的两组电流镜像作用，控制流经MP4和MN4的电流大小，在MP3和MN3的漏极连接点处得到有足够长的上升和下降时间的信号，类似于三角波。在图3的翻转电压跟随器中，MN5的使用有效地隔离了两路反相器之间可能出现的交叉导通情况，对其作交流小信号特性分析，得到其交流小信号输出电阻比传统源跟随器的要小得多，且输出电阻越小本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于翻转电压跟随器的电阻串相位差值电路，其特征在于，包括电流饥饿反相器、翻转电压跟随器、电阻串和交流耦合自偏置反相器；其中，电流饥饿反相器用于控制输入信号的压摆率，得到合适的上升和下降时间；翻转电压跟随器既可以用作隔离的缓冲器，也可以有效提高输出驱动能力；电阻串对翻转电压跟随器的输出作分压插值；交流耦合自偏置反相器起到了比较器的作用，将分压后的信号与自偏置的阈值电压作比较，得到所需的多相位信号；所述电流饥饿反相器和翻转电压跟随器由PMOS管MP1、MP2、MP3、MP4、MP5、MP6，NMOS管MN1、MN2、MN3、MN4、MN5、MN6、MN7组成；其中，MP1的源极接电源，其栅极接第一偏置电压，其漏极与MN1的栅极漏极、MN2的栅极和MN3的栅极相连；MP2的源极接电源，其栅极与漏极相连，其漏极接MP3的栅极和MN2的漏极；MP3的源极接MP4的漏极，其漏极接MN3的漏极和MN5的栅极；MP4的源极接电源，其栅极与MN4栅极的连接点接输入信号；MP5的源极接电源电压，其栅极与MP6的栅极漏极和MN7的漏极相连，其漏极接MN5漏极和MN6栅极；MP6的源极接电源；MN1的源极接地；MN2的源极接地；MN3的源极接MN4的漏极；MN4的源极接地；MN5的源极与MN6的漏极的连接点作为这两级电路的输出；MN6的源极接地；MN7的源极接地，其栅极接第二偏置电压；所述电阻串由大小相同的电阻R1、R2、R3、R4组成；其中，R1、R2、R3、R4依次首尾相连，R1的另一个端口接翻转电压跟随器的第一个输出，R4的另一个端口接翻转电压跟随器的第二个输出；所述交流耦合自偏置反相器由PMOS管MP，NMOS管MN，电阻R，电容C组成；其中，MP的源极接电源，其栅极与MN栅极、电阻R一侧端口、电容C一侧端口相连，其漏极与MN漏极、电阻R的另一侧端口的连接点作为输出；MN的源极接地；电容C的另一侧端口接输入信号。...

【技术特征摘要】
1.一种基于翻转电压跟随器的电阻串相位差值电路，其特征在于，包括电流饥饿反相器、翻转电压跟随器、电阻串和交流耦合自偏置反相器；其中，电流饥饿反相器用于控制输入信号的压摆率，得到合适的上升和下降时间；翻转电压跟随器既可以用作隔离的缓冲器，也可以有效提高输出驱动能力；电阻串对翻转电压跟随器的输出作分压插值；交流耦合自偏置反相器起到了比较器的作用，将分压后的信号与自偏置的阈值电压作比较，得到所需的多相位信号；所述电流饥饿反相器和翻转电压跟随器由PMOS管MP1、MP2、MP3、MP4、MP5、MP6，NMOS管MN1、MN2、MN3、MN4、MN5、MN6、MN7组成；其中，MP1的源极接电源，其栅极接第一偏置电压，其漏极与MN1的栅极漏极、MN2的栅极和MN3的栅极相连；MP2的源极接电源，其栅极与漏极相连，其漏极接MP3的栅极和MN2的漏极；MP3的源极接MP4的漏极，其漏极接MN3的漏极和MN5的栅极；M...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡炎，周雄，李强，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川,51