一种快速比较电路及电子设备制造技术

本发明专利技术涉及一种快速比较电路及电子设备，快速比较电路包括了比较锁存电路和输出驱动电路，其中输出驱动电路包括了两级输出单元和控制单元，提高比较电路的运行速度；快速比较电路还包括了逻辑判断电路和数模转换电路，对比较电路进行校准补偿，在不影响比较器锁存速度的前提下提高了比较电路的精度。

A fast comparison circuit and electronic equipment

【技术实现步骤摘要】
一种快速比较电路及电子设备
本专利技术属于比较器电路领域，具体涉及一种快速比较电路、电子设备。
技术介绍
在模拟到数字转换器中最基本的模块为比较器单元。它的作用是用于比较输入的两端电压的高低，然后输出一个有效信号。比较器的精度、速度以及功耗直接决定模数转换器的性能。随着数字信号处理技术的发展，以及工艺节点的不断推进，SOC倾向于在数字域处理更多算法、时序相关、接口相关的逻辑。但自然界是模拟的，因为在SOC前端需要进行模拟到数字域的转换。比较电路广泛应用于自然界的模拟信号到SOC中数字信号的转换过程，其速度和功耗都会直接影响SOC系统的性能。由于目前SOC系统的发展朝着高速、低功耗、低成本的角度发展，因此比较电路的速度需求也越来越高。
技术实现思路
针对现有技术中比较电路存在的延迟高的缺陷，本专利技术的目的在于提出了一种低延时高速的，具有高精度校准功能的比较电路及电子设备。为达到以上目的，本专利技术采用的技术方案是：一种快速比较电路，包括比较锁存电路、输出驱动电路，比较锁存电路用于将模拟输入信号与参考电压进行比较，将比较结果传输至输出驱动电路；输出驱动电路用于接收所述比较锁存电路的比较结果并转换为数字信号，在比较结束后对输出端快速复位，为下一次比较做准备。进一步的，输出驱动电路包括了输出单元和控制单元，输出单元包括了第一级输出电路和第二级输出电路，第一级输出电路分别连接比较锁存电路的输出端和第二级输出电路的输入端，控制单元连接第二级输出电路的输入端，将所述输出驱动电路的输出端迅速复位。进一步的，快速比较电路还包括逻辑判断电路和数模转换电路，对电路进行校准补偿。进一步的，输出单元包括4个PMOS管M16、M18、M20、M22，4个NMOS管M15、M17、M19、M21，所述M16、M18与M15、M17形成第一级输出电路，所述M20、M22与M19、M21形成第二级输出电路，M16、M18、M20、M22的源极接电源电压，M15、M17、M19、M21的源极接地；M16的栅极接M15的栅极，同时通过节点Von1连接比较锁存电路；M18的栅极接M17的栅极，同时通过节点Vop1连接比较锁存电路；M16的漏极接M15的漏极，同时通过节点Von2连接M20和M19的栅极；M18的漏极接M17的漏极，同时通过节点Vop2连接M22和M21的栅极；M20的漏极接M19的漏极，同时连接所述输出节点Von，M22的漏极接M21的漏极，同时连接所述输出节点Vop。进一步的，控制单元由两个NMOS管组成，两个NMOS管的漏极分别连接第二级输出电路的输入端，栅极分别接时钟信号，源极分别接地。进一步的，控制单元包括2个NMOS管M23、M24，M23的漏极连接M19和M20的栅极，M24的漏极连接M21和M22的栅极；M23和M24的栅极均连接clkb1；M23和M24的源极均接地。进一步的，比较锁存电路包括5个PMOS管M6、M7、M8、M9、M10，10个NMOS管M0、M1、M2、M3、M4、M5、M11、M12、M13、M14；M0的源极接地，M0的栅极接clkb，M0的漏极分别连接M1和M2的源极；M1的漏极分别连接M6的漏极及M4的漏极，同时连接M14的栅极；M2的漏极分别连接M7的漏极及M5的漏极，同时连接M11的栅极；M4的栅极连接模拟输入信号Vin，M5的栅极连接参考电压Vip；M6、M7及M8的源极接电源电压，M6的栅极和M7的栅极接时钟信号clkb；M4和M5的源极接M3的漏极；M3的栅极接clkb，M3的源极接地；M8的栅极接clk，M8的漏极分别连接M9和M10的源极；M9的栅极连接M12的栅极同时连接节点Vop1，M9的漏极分别连接M11和M12的漏极，同时连接节点Von1；M10的栅极连接M13的栅极同时连接节点Von1，M10的漏极分别连接M13和M14的漏极，同时连接节点Vop1；M11、M12、M13、M14的源极接地；比较锁存电路通过节点Von1和节点Vop1连接输出驱动电路。进一步的，逻辑判断电路两端分别连接输出驱动电路的输出节点和数模转换电路的输入端；数模转换电路的输出端Voffsetn连接M1的栅极，输出端Voffsetp连接M2的栅极，M2的栅极设置有补偿开关，开启时，M2的栅极同时连接M4和M5的栅极；关断时，M2的栅极同时断开与M4和M5的连接。进一步的，时钟信号clkb和clk为一对反向时钟信号，时钟信号clkb1的开启时间晚于clkb的开启时间，所述clkb1的关断时间晚于clkb的关断时间。本专利技术还提出一种电子设备，包括上述的快速比较电路。本专利技术的效果在于：1)本专利技术所述的快速比较电路在比较输出之前增加控制电路，控制比较电路在每次比较结束后快速置位，降低比较电路的延时；2)本专利技术所述的快速比较电路，增加了数模转换电路和逻辑判断电路，对快速比较电路中的比较锁存电路进行失调校准，在不影响锁存速度的前提下，提高比较器的精度，降低失调电压。附图说明图1是本专利技术快速比较电路的结构示意图；图2是本专利技术快速比较电路的原理图。图3是本专利技术快速比较电路的改进示意图；具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步描述。参见图1和图2，本专利技术的一实施例快速比较电路，包括了比较锁存电路和输出驱动电路，具体的，比较锁存电路用于将模拟信号Vin与参考电压Vip进行比较，将比较结果通过节点Von1和Vop1传输至输出驱动电路；输出驱动电路连接比较锁存电路，用于接收所述比较结果并转换为数字信号，同时在比较结束后对电路快速复位，为下一次比较做准备。优选的，输出驱动电路包括了输出单元和控制单元，所述输出单元包括了第一级输出电路和第二级输出电路，第一级输出电路分别连接比较锁存电路的输出端和第二级输出电路的输入端，即第一级输出电路通过节点Von1和Vop1连接比较锁存电路，并通过节点Von2和Vop2分别连接第二级输出电路，所述控制单元连接第二级输出电路的输入端，将所述输出驱动电路的输出端电平迅速复位，即控制单元通过节点Von2和Vop2连接第二级输出电路的输入端，将所述输出节点Von和Vop迅速复位。输出节点复位后，等待新一轮比较输出。具体的，输出单元包括4个PMOS管M16、M18、M20、M22，4个NMOS管M15、M17、M19、M21，所述M16、M18与M15、M17形成第一级输出电路，所述M20、M22与M19、M21形成第二级输出电路，M16、M18、M20、M22的源极接电源电压，M15、M17、M19、M21的源极接地；M16的栅极接M15的栅极，连接点同时为输出驱动电路的输入节点Von1；M18的栅极接M17的栅极，连接点同时为输出驱动电路的输入节点Vop1；M16的漏极接M15的漏极，同时连接M20和M19的栅极，同时接第一级输出电路的节点Von2；M18的漏极接M17的漏极，同时连接M22和M21的栅极，同时接第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种快速比较电路，其特征在于，包括比较锁存电路、输出驱动电路，所述比较锁存电路用于将模拟输入信号与参考电压进行比较，将比较结果传输至输出驱动电路；所述输出驱动电路用于接收所述比较锁存电路的比较结果并转换为数字信号，在比较结束后对输出端快速复位，为下一次比较做准备。/n

【技术特征摘要】
1.一种快速比较电路，其特征在于，包括比较锁存电路、输出驱动电路，所述比较锁存电路用于将模拟输入信号与参考电压进行比较，将比较结果传输至输出驱动电路；所述输出驱动电路用于接收所述比较锁存电路的比较结果并转换为数字信号，在比较结束后对输出端快速复位，为下一次比较做准备。


2.如权利要求1所述的一种快速比较电路，其特征在于：所述输出驱动电路包括了输出单元和控制单元，所述输出单元包括了第一级输出电路和第二级输出电路，所述第一级输出电路分别连接比较锁存电路的输出端和第二级输出电路的输入端，所述控制单元连接第二级输出电路的输入端，将所述输出驱动电路的输出端迅速复位。


3.如权利要求1所述的一种快速比较电路，其特征在于：所述快速比较电路还包括逻辑判断电路和数模转换电路，对电路进行校准补偿。


4.如权利要求2所述的一种快速比较电路，其特征在于：所述输出单元包括4个PMOS管M16、M18、M20、M22，4个NMOS管M15、M17、M19、M21，所述M16、M18与M15、M17形成第一级输出电路，所述M20、M22与M19、M21形成第二级输出电路，M16、M18、M20、M22的源极接电源电压，M15、M17、M19、M21的源极接地；M16的栅极接M15的栅极，同时通过节点Von1连接比较锁存电路；M18的栅极接M17的栅极，同时通过节点Vop1连接比较锁存电路；M16的漏极接M15的漏极，同时通过节点Von2连接M20和M19的栅极；M18的漏极接M17的漏极，同时通过节点Vop2连接M22和M21的栅极；M20的漏极接M19的漏极，同时连接所述输出节点Von，M22的漏极接M21的漏极，同时连接所述输出节点Vop。


5.如权利要求2所述的一种快速比较电路，其特征在于：所述控制单元由两个NMOS管组成，所述两个NMOS管的漏极分别连接第二级输出电路的输入端，栅极分别接时钟信号，源极分别接地。


6.如权利要求5所述的一种快速比较电路，其特征在于：所述控制单元包括2个NMOS管M23、M24，M23的漏极连接M1...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵喆，朱敏，
申请(专利权)人：芯创智北京微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11