比较器反馈峰值检测器制造技术

公开了一种检测峰－峰值电压的电路及方法。该电路包括：第一比较器，所述第一比较器具有耦合到第一电容器的输出，用于接收高频ＡＣ波形的非反相输入，和反相输入；第二比较器，所述第二比较器具有耦合到第二电容器的输出，和第一第二输入；运算放大器，所述运算放大器具有耦合到第一比较器的反相输入的非反相输入，以及耦合到第一输入的反相输入。该方法包括当高频ＡＣ波形电压大于第一电容器的缓冲电压时对第一电容器充电，当第二电容器的反相缓冲电压大于高频ＡＣ波形电压时对第二电容器充电，并且输出基于第一电容器的缓冲电压和第二电容器的反相缓冲电压的电压。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及AC波形的峰-峰值电压的测量。相关技术说明制造商经常在将他们的电子系统运送给客户之前，测试这些电子系统和元件。电子系统和元件也在返修(rework)和修理时被进行测试。电测试一般利用数字和/或模拟逻辑器件执行。逻辑器件由于介电材料、内部电阻、电容和电感，而固有地具有受限的转换速度。半导体设计者集中精力来改善功率损耗和传播延迟。功率损耗是指逻辑器件运行时所消耗的功率。传播延迟是指逻辑器件在接收到输入信号后提供输出所花费的平均时间。随着对于更高转换速度的需求增长，半导体技术也取得了进展。例如，传统的二极管逻辑、电阻器-晶体管逻辑、和二极管-晶体管逻辑已经被共同的晶体管-晶体管逻辑(TTL)所代替。TTL技术作为逻辑电路的基础已经被广泛使用了约20年。肖特基、低功率肖特基、改进型肖特基、和改进型低功率肖特基系列TTL器件一般表现为分别为3ns、9ns、1.5ns和4ns的传输延迟，和分别为每门18mW、2mW、10mW和1mW的功率损耗。对于当今最高速的应用，设计者使用射极耦合逻辑(ECL)，其一般表现为0.5到2ns的传输延迟，和每门25mW的功率损耗。附图说明图1是简化电路图。图2是简化电路图。图3是简化电路图。
技术实现思路
在整个说明书中，所示的实施例和示例应当被认为是范例，而不是对本专利技术的设备和方法的限制。参照图1，所示为高速峰-峰值检测器100的简化电路图。该高速峰-峰值检测器100可以测量高频AC波形的峰-峰值电压。峰-峰值电压是指高频AC波形的最大电压和最小电压的幅值差。高频是指超过10MHz的频率。AC是指交流。波形是指作为时间的函数的电信号的电压。高速是指高速峰-峰值检测器100能够以小于2μs的间隔提供对高频AC波形的精确测量。当峰-峰值电压约为2.048V时，精确测量的最大误差在峰-峰值电压的+/-(1.9dB+5mV)以内。高速峰-峰值检测器可以安装在数字半导体测试仪、模拟计算机、手持式信号分析器或其他仪器中。高速峰-峰值检测器100可以包括正峰值子电路110、负峰值子电路120、运算放大器130和复位子电路105。正峰值子电路110可以包括第一比较器140、第一转换器145、第一高速二极管148、第一电容器149和第一缓冲放大器150。第一比较器140可以是高速比较器。高速比较器的特征在于传播速率约为2.5ns或更小。高速比较器包括ECL技术比较器，诸如ECL，正ECL(PECL)，低压正ECL(LVPECL)、负ECL(NECL)和低压负ECL(LVNECL)。然而，高速比较器不限于ECL技术。例如Maxim Integrated Products制造的高速比较器MAX9691。ECL比较器可由单个电源或双电源供电。由双电源或双电源轨(rail)供电的ECL比较器表现为比单电源轨ECL比较器更快的传播速率。对于信号表现为高频频率的高带宽应用，第一比较器140应当包括双电源轨。第一比较器140可以包括非反相输入141、反相输入142、和输出143。第一比较器140可以在非反相输入141和非反相输入142处接收模拟输入信号。如果在非反相输入141处接收的信号的电压值大于在反相输入142处接收的信号的电压值，那么第一比较器140在输出143处输出逻辑高电压，否则，第一比较器140在输出143处输出逻辑低电压。对于ECL逻辑的一般逻辑电平是-0.95V至-0.7V的逻辑高以及-1.9V至-1.6V的逻辑低。在例如大于10MHz的高频，高速比较器以比由二极管配置成的执行峰值检测器功能的标准运算放大器更高的精度和更快的速度进行操作。高速比较器，不同于标准运算放大器，不会由于饱和而遭受慢传播。高速比较器表现出比由二极管配置成的执行峰值检测器功能的标准运算放大器具有精确测量更小电压的能力。此外，关于波形的变化波形的波峰因数，高速比较器以比二极管配置成的执行峰值检测器功能的标准运算放大器更高的精度进行工作。第一比较器140的非反相输入141可以从电压输入144接收AC波形的电压。该AC波形可以表现为例如150kHz、1MHz或者50MHz的频率。第一转换器145可以包括输入146和输出147。第一转换器145的输入146可以被耦合到第一比较器140的输出143上。第一转换器145可以对从第一比较器140的输出145提供的电压进行电平移位。电平移位可以是从ECL逻辑电平到TTL逻辑电平。一般的TTL逻辑电平包括0V到0.4V的逻辑低和2.4V到5V的逻辑高。如果第一比较器140提供TTL或者CMOS电平输出电压，则可以将第一转换器145从正峰值子电路110中略去。第一高速二极管148可以耦合到第一转换器145的输出148。第一高速二极管148可以具有快速传播速率。高速二极管例如是肖特基二极管。肖特基二极管能够在不降低经过它的信号的幅值的情况下以高频率进行切换。第一高频二极管148可以被选择为仅当信号至少具有TTL逻辑高电压时才允许信号穿过第一高速二极管148。第一电容器149可以耦合于第一高速二极管148与地之间。地一词是指具有零电压的电气源端(sink)。源端可具有零电压或其他公共电压。当第一比较器140输出逻辑高电压时，转换器145将输出TTL逻辑高电压，其经过第一高速二极管148并对第一电容器149充电。当第一比较器140输出逻辑低电压时，转换器将输出TTL逻辑低电压，其不经过第一高速二极管148。第一高速二极管148可以阻止电流从第一电容器149流向第一转换器145的输出148。第一缓冲放大器可以包括非反相输入151、反相输入152和输出153。第一缓冲放大器150的非反相输入151可以耦合在第一高速二极管148和第一电容器149之间。第一缓冲放大器150的输出153可以耦合到第一缓冲放大器150的反相输入152和第一比较器140的反相输入142。第一缓冲放大器150可以是表现为高输入阻抗和低输出阻抗的运算放大器。因为高输入阻抗，第一电容器149将表现为通过第一缓冲放大器150进行最小放电或不进行放电。第一缓冲放大器150将耦合到第一缓冲放大器150的非反相输入151的元件与第一缓冲放大器的输出153隔离开，因为第一缓冲放大器150的非反相输入151具有1012欧姆级的阻抗。由于低输出阻抗和高功率增益，第一缓冲放大器150可能经由第一缓冲放大器150的输出153对几个元件输出与第一电容器149具有基本相同电压的信号。当第一比较器142的非反相输入141处的AC波形的电压大于第一比较器140的反相输入142处的第一电容器149的缓冲电压时，第一比较器140将输出逻辑高电压。第一电容器149表现出被称为转换速率(slew rate)的特性。转换速率是电压相对于时间的最大变化，一般以V/μs来计量。如果AC波形表现出非常快速的频率，则第一电容器149的转换速率可以使得在AC波形的第一正周期期间，第一电容器149仅仅部分地充电到AC波形的正峰值电压。因此，第一电容器149可能需要超过AC波形一个周期的时间来充电到AC波形的峰值电压。负峰值子电路120可以包括第二比较器160、第二转换器165、第二高速二极管170、第二电容器171、第二缓冲放大器172和反相放大器180。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电路，包括：第一电容器第一比较器，具有耦合到第一电容器的输出用于接收高频ＡＣ波形的非反相输入反相输入第二电容器第二比较器，具有耦合到第二电容器的输出第一输入第二输入运算放大器，具有耦合到第一比较器的反相输入的非反相输入耦合到第一输入的反相输入。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：中村敦，
申请(专利权)人：泰洛丹公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]