比较器、模数转换器及电子设备制造技术

本申请涉及一种比较器、模数转换器及电子设备，比较器包括：锁存级，锁存级包括：放大电路，用于对锁存级的输入信号进行放大并输出放大后的信号；偏置电路，用于给所述放大电路提供电流偏置；复位电路，用于使工作于复位相时的锁存级的输入端连接共模电压，使工作于再生相时的锁存级的输入端连接比较器的差分输入信号且使锁存级接入工作电压；锁存器，用于对放大电路输出的放大后的信号进行锁存，且在锁存级工作于复位相时，所述锁存器将所述锁存级的失调电压进行存储；在锁存级工作于再生相时，所述锁存器将所述放大电路输出的放大后的信号抵消存储的所述失调电压。本申请提供的比较器可以减少失调电压，进而优化比较器的性能。能。能。

【技术实现步骤摘要】
比较器、模数转换器及电子设备


[0001]本申请涉及电子
，尤其涉及比较器、模数转换器及电子设备。

技术介绍

[0002]模拟数字转换器（Analog
‑
to
‑
digital Converter, ADC）实现模拟信号到数字信号的转换。ADC通过采样模拟信号，并且对采样后的模拟信号进行量化和编码，从而得到对应的数字信号。而比较器是ADC的量化器，实现量化功能，所以比较器是ADC的重要组成部分。比较器的性能，如：速度、噪声，回踢噪声，功耗、失调等对ADC整体性能有着重要影响。
[0003]比较器通常存在固有的失调电压，特别是含有锁存器的比较器中的失调电压非常影响比较器的性能。例如，含有CMOS锁存器的比较器有很大的失调电压，其失调电压可以达到几十毫伏的量级。再例如，在一些应用场景中，比较器用在两步ADC中形成粗量化全并行ADC，会导致粗量化全并行ADC与后级ADC之间因为失调电压的存在而导致量化错误。
[0004]因此，如何设计低失调电压的比较器尤其重要。

技术实现思路

[0005]鉴于此，本申请提供一种比较器，其可以减少乃至消除失调电压。
[0006]本申请提供的比较器包括：锁存级，所述锁存级工作于复位相和再生相，所述锁存级包括：放大电路，用于对锁存级的输入信号进行放大并输出放大后的信号；偏置电路，用于给所述放大电路提供电流偏置；复位电路，用于使工作于复位相时的锁存级的输入端连接共模电压VCM，使工作于再生相时的锁存级的输入端连接比较器的差分输入信号且使锁存级接入工作电压；锁存器，用于对放大电路输出的放大后的信号进行锁存，且在锁存级工作于复位相时，所述锁存器将所述锁存级的失调电压进行存储；在锁存级工作于再生相时，所述锁存器将所述放大电路输出的放大后的信号抵消存储的所述失调电压。
[0007]在一实施例中， 所述放大电路为输入对管，所述输入对管连接于所述复位电路与所述锁存器之间，且所述输入对管的两个控制端分别连接所述锁存级的正极输入端和负极输入端。
[0008]在一实施例中， 所述复位电路包括：连接于所述工作电压与所述放大电路之间的复位开关管；连接于所述共模电压与锁存级的正极输入端之间的第一开关；及连接于所述共模电压与锁存级的负极输入端之间的第二开关；所述复位开关管的控制端、所述第一开关的控制端、及所述第二开关的控制端均连接复位信号；在复位相时，所述复位开关管断开，且所述第一开关及第二开关均闭合，以使工作于复位相时的锁存级的正极输入端和负极输入端均连接所述共模电压；在再生相时，所述复位开关管闭合，且所述第一开关及第二开关均断开，以使工作于再生相时的锁存级的输入端连接比较器的差分输入信号且使锁存级接入工作电压。
[0009]在一实施例中，所述放大电路为输入对管，所述输入对管包括P型第一场效应管MP1及P型第二场效应管MP2；所述复位开关管为P型场效应管MP0；其中，P型第一场效应管
MP1及P型第二场效应管MP2的栅极分别连接所述锁存级的正极输入端和负极输入端，P型第一场效应管MP1及P型第二场效应管MP2的源极均连接所述P型场效应管MP0的漏极，P型第一场效应管MP1及P型第二场效应管MP2的漏极均与所述锁存器电连接；P型场效应管MP0的栅极与复位信号电连接，P型场效应管MP0的源极连接所述工作电压。
[0010]在一实施例中，所述锁存器包括：第三场效应管MP3、第四场效应管MP4、第五场效应管MN1、第六场效应管MN2、第一电容C1、第二电容C2、第三开关、及第四开关；其中，第三场效应管MP3的源极及第四场效应管MP4的源极均与所述放大电路电连接，第三场效应管MP3的漏极与第五场效应管MN1的漏极电连接，第四场效应管MP4的漏极与第六场效应管MN2的漏极电连接，第三场效应管MP3的漏极与第五场效应管MN1的漏极的电连接处为所述锁存级的负极输出端，第四场效应管MP4的漏极与第六场效应管MN2的漏极电连接处为所述锁存级的正极输出端；所述第一电容C1与第四开关串联后连接于所述锁存级的正极输出端与锁存级的负极输出端之间，所述第二电容C2与第三开关串联后连接于所述锁存级的正极输出端与锁存级的负极输出端之间，所述第二电容C2与第三开关的连接处同时与所述第三场效应管MP3的栅极及第五场效应管MN1的栅极电连接，所述第一电容C1与第四开关的连接处同时与所述第四场效应管MP4的栅极及第六场效应管MN2的栅极电连接，第五场效应管MN1的源极与第六场效应管MN2的源极电连接。
[0011]在一实施例中，所述锁存级处于复位相时，所述锁存器中的第三开关及第四开关均闭合，所述锁存级处于再生相时，所述锁存器中的第三开关及第四开关均断开。
[0012]在一实施例中，比较器还包括：用于将比较器的差分输入信号预先进行放大的预放大级，所述预放大级的输入端连接所述比较器的差分输入信号，预放大级的输出端连接所述锁存级的输入端。
[0013]在一实施例中，所述预放大级包括：放大器、第五开关、及第六开关，所述放大器的输入端连接所述比较器的差分输入信号，所述放大器的两个输出端分别与第五开关及第六开关的第一端连接，第五开关及第六开关的第二端为所述预放大级的输出端，所述第五开关及第六开关用于根据复位信号控制预放大级与锁存级的通断。
[0014]在一实施例中，所述复位信号为高电平时，所述锁存级工作于复位相，所述预放大级的两个开关均断开，所述复位开关管断开，且所述第一开关及第二开关均闭合；所述复位信号为低电平时，所述锁存级工作于再生相，所述预放大级的两个开关均闭合，所述复位开关管闭合，且所述第一开关及第二开关均断开。
[0015]在一实施例中，所述比较器还包括预放大级，所述预放大级包括：放大器、第五开关、及第六开关，所述放大器的输入端连接所述比较器的差分输入信号，所述放大器的两个输出端分别与第五开关及第六开关的第一端连接，第五开关及第六开关的第二端为所述预放大级的输出端，所述第五开关及第六开关用于根据复位信号控制预放大级与锁存级的通断。
[0016]在一实施例中，所述偏置电路包括第七场效应管MP5，其栅极接偏置电压，其源极接所述工作电压，其漏极连接所述放大电路。
[0017]在一实施例中，所述第七场效应管及复位开关管均为P型场效应管；所述复位开关管的源极接所述工作电压，所述复位开关管的漏极同时连接所述第七场效应管的漏极及放大电路，所述复位开关管的栅极接所述复位信号。
[0018]在一实施例中，锁存级工作于复位相时，所述锁存器中的第三开关及第四开关均闭合，所述第一电容及第二电容存储所述锁存级的失调电压；锁存级工作于再生相时，所述第三开关及第四开关均断开，所述锁存器将所述放大电路输出的放大后的信号抵消存储的所述失调电压。
[0019]本申请还提出一种模数转换器，其包括上述任意一种比较器。
[0020]本申请还提出一种电子设备，其包括上述任意一种比较器或者包括上述的模数转换器。
[0021]本申请提供本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种比较器，包括：锁存级，其特征在于，所述锁存级工作于复位相和再生相，所述锁存级包括：放大电路，用于对锁存级的输入信号进行放大并输出放大后的信号；偏置电路，用于给所述放大电路提供电流偏置；复位电路，用于使工作于复位相时的锁存级的输入端连接共模电压，使工作于再生相时的锁存级的输入端连接比较器的差分输入信号且使锁存级接入工作电压；锁存器，用于对放大电路输出的放大后的信号进行锁存，且在锁存级工作于复位相时，所述锁存器将所述锁存级的失调电压进行存储；在锁存级工作于再生相时，所述锁存器将所述放大电路输出的放大后的信号抵消存储的所述失调电压。2.根据权利要求1所述的比较器，其特征在于， 所述放大电路为输入对管，所述输入对管连接于所述复位电路与所述锁存器之间，且所述输入对管的两个控制端分别连接所述锁存级的正极输入端和负极输入端。3.根据权利要求1或2所述的比较器，其特征在于，所述复位电路包括：连接于所述工作电压与所述放大电路之间的复位开关管；连接于所述共模电压与锁存级的正极输入端之间的第一开关；及连接于所述共模电压与锁存级的负极输入端之间的第二开关；所述复位开关管的控制端、所述第一开关的控制端、及所述第二开关的控制端均连接复位信号；在复位相时，所述复位开关管断开，且所述第一开关及第二开关均闭合，以使工作于复位相时的锁存级的正极输入端和负极输入端均连接所述共模电压；在再生相时，所述复位开关管闭合，且所述第一开关及第二开关均断开，以使工作于再生相时的锁存级的输入端连接比较器的差分输入信号且使锁存级接入工作电压。4.根据权利要求3所述的比较器，其特征在于， 所述放大电路为输入对管，所述输入对管包括P型第一场效应管MP1及P型第二场效应管MP2；所述复位开关管为P型场效应管MP0；其中，P型第一场效应管MP1及P型第二场效应管MP2的栅极分别连接所述锁存级的正极输入端和负极输入端，P型第一场效应管MP1及P型第二场效应管MP2的源极均连接所述P型场效应管MP0的漏极，P型第一场效应管MP1及P型第二场效应管MP2的漏极均与所述锁存器电连接；P型场效应管MP0的栅极与复位信号电连接，P型场效应管MP0的源极连接所述工作电压。5.根据权利要求1所述的比较器，其特征在于，所述锁存器包括：第三场效应管MP3、第四场效应管MP4、第五场效应管MN1、第六场效应管MN2、第一电容C1、第二电容C2、第三开关SW3、及第四开关SW4；其中，第三场效应管MP3的源极及第四场效应管MP4的源极均与所述放大电路电连接，第三场效应管MP3的漏极与第五场效应管MN1的漏极电连接，第四场效应管MP4的漏极与第六场效应管MN2的漏极电连接，第三场效应管MP3的漏极与第五场效应管MN1的漏极的电连接处为所述锁存级的负极输出端，第四场效应管MP4的漏极与第六场效应管MN2的漏极电连接处为所述锁存级的正极输出端；所述第一电容C1与第四开关串联后连接于所述锁存级的正极输出端与锁存级的负极
输出端之间，所述第二电容C2与第三开关串联后连接于所...

【专利技术属性】
技术研发人员：余祖顺，何海龙，
申请(专利权)人：成都市九天睿芯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：