具有适应性比较机制的比较电路及其运作方法技术

本申请涉及具有适应性比较机制的比较电路及其运作方法。一种具有适应性比较机制的比较电路。比较器在比较阶段由位于使能状态的使能信号使能后，比较第一电压及第二电压以产生比较结果。比较判断电路在比较结果产生前后分别使阶段指示信号位于比较阶段未完成状态以及比较阶段完成状态。时间累计电路在使能信号位于使能状态时起始累计累计时间，并在阶段指示信号位于比较阶段完成状态时停止累计以产生比较时间。决定电路在比较阶段中对比较时间进行统计以产生预设阈值时间，进一步在比较阶段中判断累计时间超过预设阈值时间且比较结果尚未产生时，直接将预设比较结果设置为比较结果。结果。结果。

【技术实现步骤摘要】
具有适应性比较机制的比较电路及其运作方法


[0001]本专利技术是关于比较电路技术，尤其是关于一种具有适应性比较机制的比较电路及其运作方法。

技术介绍

[0002]比较电路是用以对多个信号进行比较的电路，并可应用于不同类型的电路中。举例而言，比较电路可应用于将连续的模拟信号或者物理量(通常为电压)转换成数字信号的模拟至数字转换电路中。其中，连续渐进式模拟至数字转换电路需要依靠数字至模拟电路的不同组态以及比较电路的运作，来对输入的模拟信号处理并进行比较，达到对输入信号进行追踪的目的。然而，比较电路的比较时间经常受到例如温度、制程、电压等因素影响而不同。当比较时间不稳定时，将对比较电路的效能造成影响。

技术实现思路

[0003]鉴于先前技术的问题，本专利技术之一目的在于提供一种具有适应性比较机制的比较电路及其运作方法，以改善先前技术。
[0004]本专利技术包括一种具有适应性比较机制的比较电路，包括：比较器、比较判断电路、时间累计电路以及决定电路。比较器在比较阶段由位于使能状态的使能信号使能后，比较第一电压以及第二电压以产生比较结果。比较判断电路在比较阶段中的比较结果产生前使阶段指示信号位于比较阶段未完成状态，并在比较结果产生后使阶段指示信号位于比较阶段完成状态。时间累计电路在使能信号位于使能状态时起始累计累计时间，并在阶段指示信号位于比较阶段完成状态时停止累计以产生比较时间。决定电路在比较阶段中对比较时间进行统计以产生预设阈值时间，进一步在比较阶段中判断累计时间超过预设阈值时间且比较结果尚未产生时，直接将预设比较结果设置为比较结果。
[0005]本专利技术还包括一种具有适应性比较机制的比较电路运作方法，包括：使比较器在比较阶段由位于使能状态的使能信号使能后，比较第一电压以及第二电压以产生比较结果；使比较判断电路在比较阶段中的比较结果产生前使阶段指示信号位于比较阶段未完成状态，并在比较结果产生后使阶段指示信号位于比较阶段完成状态；使时间累计电路在使能信号位于使能状态时起始累计累计时间，并在阶段指示信号位于比较阶段完成状态时停止累计以产生比较时间；以及使决定电路在比较阶段中对比较时间进行统计以产生预设阈值时间，进一步在比较阶段中判断累计时间超过预设阈值时间且比较结果尚未产生时，直接将预设比较结果设置为比较结果。
[0006]有关本申请的特征、实作与功效，兹配合图式作较佳实施例详细说明如下。
附图说明
[0007][图1A]示出本专利技术之一实施例中，一种具有适应性比较机制的比较电路的框图；
[0008][图1B]示出本专利技术之一实施例中，包括比较电路的模拟至数字转换电路的框图；
[0009][图2]示出本专利技术一实施例中，时间累计电路的电路图；
[0010][图3]示出本专利技术一实施例中，一种具有适应性比较机制的比较电路运作方法的流程图；
[0011][图4]示出本专利技术一实施例中，比较电路应用于模拟至数字转换电路时的比较电路运作方法的流程图；以及
[0012][图5]示出本专利技术另一实施例中，比较电路应用于模拟至数字转换电路时的比较电路运作方法的流程图。
具体实施方式
[0013]本专利技术之一目的在于提供一种具有适应性比较机制的比较电路及其运作方法，借由对比较器的比较时间进行统计以设置预设阈值时间，并在比较器运作的累计时间超过预设阈值时间仍未产生比较结果时直接将预设比较结果设置为比较结果，避免比较时间过长迟迟无法产生比较结果的状况。
[0014]请同时参照图1A以及图1B。图1A示出本专利技术之一实施例中，一种具有适应性比较机制的比较电路100的框图。图1B示出本专利技术之一实施例中，包括比较电路100的模拟至数字转换电路150的框图。
[0015]比较电路100包括：比较器110、比较判断电路120、时间累计电路130以及决定电路140。
[0016]比较器110在一个在比较阶段中比较第一电压Va以及第二电压Vb产生比较结果CR。其中，比较器110包括的电路元件在每个比较阶段中，自开始比较到产生比较结果的比较时间随着温度、电压、制程等因素变动而非定值。当比较时间过长而比较器110仍未产生比较结果CR时，需要具有处理机制，以避免上述状况造成系统的不稳定。
[0017]因此，比较判断电路120、时间累计电路130以及决定电路140将运作以对比较器110的比较时间进行统计，进而设置预设阈值时间，以在各比较阶段中判断比较器110进行比较的累计时间超过预设阈值时间时，直接将预设比较结果设置为比较结果CR。
[0018]于一实施例中，比较电路100可应用于如图1B所示的模拟至数字转换电路150中。以下将就模拟至数字转换电路100中各电路元件的操作以及比较电路100应用于其中的实施方式进行更详细的说明。
[0019]模拟至数字转换电路150包括比较电路100、数字至模拟转换电路160以及控制电路170。
[0020]操作上，数字至模拟转换电路160每执行一次模拟至数字转换，将对正端输入电压Vip以及负端输入电压Vin进行取样并输出第一电压Va以及第二电压Vb。比较器110比较第一电压Va以及第二电压Vb产生比较结果CR，并由控制电路170根据比较结果CR产生数字码DC切换数字至模拟转换电路160的组态。
[0021]数字至模拟转换电路160、比较器110以及控制电路170将形成一个回路，在多个比较阶段中反复进行上述的程序。控制电路170在第一电压Va以及第二电压Vb间的差值小于预设电平时输出对应的数字码DC作为数字输出信号DOUT。于一实施例中，此差值为最低有效位元(least significant bit；LSB)的量。
[0022]数字至模拟转换电路160对正端输入电压Vip以及负端输入电压Vin进行取样，并
输出第一电压Va以及第二电压Vb。
[0023]于一实施例中，数字至模拟转换电路160可包括例如，但不限于正端电容阵列、负端电容阵列以及切换电路(未绘示)，且正端电容阵列与负端电容阵列可分别透过开关Sip以及开关Sin与模拟信号源连接。在开关Sip以及开关Sin被使能时，正端电容阵列以及负端电容阵列分别接收正端输入电压Vip以及负端输入电压Vin。
[0024]在开关Sip以及开关Sin被抑能时，正端电容阵列以及负端电容阵列分别与模拟信号源断开而完成取样。切换电路在各比较阶段借由接收数字码DC切换正端电容阵列以及负端电容阵列的组态，进而输出不同的第一电压Va以及第二电压Vb。
[0025]比较器110在各比较阶段由位于使能状态的使能信号EN使能后，分别比较第一电压Va以及第二电压Vb以产生比较结果CR。
[0026]于一实施例中，使能信号EN可由逻辑电路(未绘示)运算产生。逻辑电路可根据例如，但不限于用以指示取样完成的信号、用以指示比较器110尚未完成比较的信号以及用以指示模拟至数字转换尚未完成的信号进行逻辑运算，而产生位于使能状态的使能信号EN。因此，使能比较器110可本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有适应性比较机制的比较电路，包括：一比较器，配置以在一比较阶段中由位于一使能状态的一使能信号使能后，比较一第一电压以及一第二电压以产生一比较结果；一比较判断电路，配置以在该比较阶段中的该比较结果产生前使一阶段指示信号位于一比较阶段未完成状态，并在该比较结果产生后使该阶段指示信号位于一比较阶段完成状态；一时间累计电路，配置以在该使能信号位于该使能状态时起始累计一累计时间，并在该阶段指示信号位于该比较阶段完成状态时停止累计以产生一比较时间；以及一决定电路，配置以在该比较阶段中对该比较时间进行统计以产生一预设阈值时间，进一步在该比较阶段中判断该累计时间超过该预设阈值时间且该比较结果尚未产生时，直接将一预设比较结果设置为该比较结果。2.根据权利要求1所述的比较电路，其中该决定电路对应不同的多个环境条件分别产生对应的该预设阈值时间，并在检测到不同的所述多个环境条件下根据对应的该预设阈值时间进行判断。3.根据权利要求2所述的比较电路，其中所述多个环境条件分别对应一制程边角。4.根据权利要求1所述的比较电路，其中该时间累计电路包括：一延迟电路，包括相互串联的多个延迟单元，配置以传递该使能信号；一触发电路，包括相互串联的多个触发D型正反器，分别包括：一输入端，其中第一个所述多个触发D型正反器配置以直接接收该使能信号，其他所述多个触发D型正反器分别电性耦接于其中之一所述多个延迟单元以接受所述多个延迟单元其中之一传递的该使能信号；一输出端；以及一时钟输入端，配置以接收该阶段指示信号；以及其中各所述多个触发D型正反器的该输出端在该阶段指示信号位于该比较阶段完成状态时输出该输入端的信号，该比较时间由输出位于该使能状态的该使能信号的所述多个触发D型正反器的一数目决定，且该数目与对应传递位于该使能状态的该使能信号的所述多个延迟单元的一总延迟时间长度相关。5.根据权利要求4所述的比较电路，其中该决定电路与各所述多个延迟单元的一延迟输出端电性耦接并据以获得该累计时间，且该决定电路与各所述多个触发D型正反器的该输出端电性耦接并据以获得该比较时间。6.根据权利要求1所述的比较电路，其中该比较电路设置于一模拟至数字转换电路中，该比较器配置以在各多个该比较阶段由位于该使能状态的该使能信号使能后，分别比较该第一电压以及该第二电压以产生该比较结果，该比较电路还包括：一数字至模拟转换电路，配置以对一正端输入电压以...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄诗雄，
申请(专利权)人：瑞昱半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：