【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于集成电路，尤其涉及一种高精度片上延时产生电路。
技术介绍
1、高精度片上延时单元广泛用于各类时钟产生电路、如片上振荡器、模数转换器的控制时序产生等等。常用实现片上延时的一般方法有几类，其中一种常用方法是采用外部时钟和d触发器产生，如图1所示。此时延时由外部时钟周期准确定义，但是对于低延时(ns级)产生电路，该方法需要高频外部参考时钟，因此功耗高，成本高，多用于较大延时(us级)产生。
2、另一种常用方法是通过片上逻辑器件或延时单元如反相器的延时产生，如图2所示。该方法简洁，容易产生ns级延时，但是由于反相器等延时单元随温度、供电、工艺偏差较大，所产生的延时偏差较大，且随工作环境而变化，因此延时的精度不高。
3、除了上述通过反相器延时的方法外，采用无源器件如rc延时产生电路也可以实现片上延时，如图3所示。传统的rc延时产生电路精度低，对电源电压敏感。
4、基于上述现状，现有技术不足以产生高可靠性高精度的片上延时。
技术实现思路
1、专利技术目的：本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种高精度片上延时产生电路。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术公开了一种高精度片上延时产生电路，包括电容电阻延时网络和波形整形模块，所述电容电阻延时网络，用于对输入信号进行模拟滤波，实现相位延迟，获得第一输出信号和第二输出信号；所述波形整形模块，用于对所述第一输出信号和第二输出信号进行比较整形，获得输出信号，即所述输入信号的
3、进一步地，所述电容电阻延时网络包括第一反相器、第一电容电阻网络和第二电容电阻网络，所述第一反相器用于对输入信号取反，获得反向信号；所述第一电容电阻网络和第二电容电阻网络并联，并联的一端输入所述输入信号，并联的另一端输入所述反向信号；第一电容电阻网络输出第一输出信号，第二电容电阻网络输出第二输出信号。
4、进一步地，所述第一电容电阻网络包括第一电阻和第一电容，所述第一电阻的一端连接输入信号，另一端与第一电容的一端连接，第一电容的另一端连接反向信号；第一电阻和第一电容的连接处输出第一输出信号；
5、第二电容电阻网络包括第二电阻和第二电容，所述第二电阻的一端连接反向信号，另一端与第二电容的一端连接，第二电容的另一端连接输入信号；第二电阻和第二电容的连接处输出第二输出信号。所述电容电阻延时网络采用全差分结构，能够提升延时精度。
6、进一步地，所述第一电容电阻网络还包括第三电容，所述第三电容和第一电阻并联连接，所述第二电容电阻网络还包括第四电容，所述第四电容和第二电阻并联连接。当第一电容和第二电容的一端电位从0到vdd发生突变时，第三电容的变化刚好和第一电容相反，两者相互抵消；第四电容的变化刚好与第二电容相反，两者相互抵消，保证第一输出信号和第二输出信号不会出现过冲现象，保证了器件的可靠性。
7、进一步地，所述第一电容电阻网络还包括第一复位开关，所述第一复位开关与第一电阻、第三电容并联连接；所述第二电容电阻网络还包括第二复位开关，所述第二复位开关与第二电阻、第四电容并联连接；当所述反向信号为高时，第一复位开关和第二复位开关闭合；当所述反向信号为低时，第一复位开关和第二复位开关打开。当输入信号为低，即其反向信号为高时，第一复位开关和第二复位开关闭合直接将第二输出信号和第一输出信号的电位复位为vdd或0。此时，当下一次输入信号的上升沿来临时，第二输出信号和第一输出信号的初始状态始终保持vdd和0，和输入信号的频率无关。
8、进一步地，所述波形整形模块为比较器，所述比较器包括第一cmos反相器、第二cmos反相器和锁存器，所述第一cmos反相器和第二cmos反相器并联，第一cmos反相器的输入端连接第一输出信号，输出端连接锁存器的一端；第二cmos反相器的输入端连接第二输出信号，输出端连接锁存器的另一端。所述比较器无静态功耗，能够进一步提高能量效率，同时当使用该比较器时，比较器的输入电压接近vdd/2时，比较器的电流最大，此时延时最小，从而减小对所述高精度片上延时产生电路的影响，保证延时由前一级的电容电阻延时网络决定。比较器的输出通过锁存器，保证发生翻转后锁定输出状态，避免因为复位开关切换、噪声等造成的影响。
9、进一步地，还包括反馈延时模块，所述反馈延时模块用于根据所述反向信号和所述输出信号，反馈控制第一复位开关和第二复位开关，使得在所述比较器发生翻转后，将比较器输入分别短接到电源和地，减小输入在中间状态的时间，降低比较器的功耗，提高能量效率。
10、进一步地，所述反馈延时模块包括或门电路，所述或门电路的输入包括所述反向信号和所述输出信号，所述或门电路的输出用于控制第一复位开关和第二复位开关闭合或打开。
11、进一步地，所述反馈延时模块包括或门电路和辅助延时单元，所述辅助延时单元的输入端连接所述输出信号，输出端连接或门电路的一输入端，或门电路的另一输入端连接所述反向信号，或门电路的输出用于控制第一复位开关和第二复位开关闭合或打开。所述辅助延时单元仅用于反馈控制第一复位开关和第二复位开关，其精度并不影响所述输出信号的延时。
12、进一步地，所述辅助延时单元通过片上反相器延时实现。
13、进一步地，所述第一电阻和第二电阻为n位可调电阻，n≥1；所述n位可调电阻包括独热码编码单元和开关电阻阵列，二进制的n位通过独热码编码单元，控制开关电阻阵列中开关的导通或断开。由于所述高精度片上延时产生电路的延时大小和电容电阻绝对值有关，第一电阻和第二电阻设置为可调，进一步提升延时精度。
14、有益效果：本申请提供的高精度片上延时产生电路提升了精度，解决了输出电压过冲的问题，提高了可靠性。通过增加第一复位开关和第二复位开关，解决了延时随输入信号频率的相关性问题，进一步提高了精度。增加反馈延时控制进一步降低了比较器的功耗。该延时产生电路中的比较器可以采用基于反相器的比较器，降低比较器的延时影响。采用独热码编码对第一电阻和第二电阻进行校准，进一步提升延时精度。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种高精度片上延时产生电路，其特征在于，包括电容电阻延时网络和波形整形模块，所述电容电阻延时网络，用于对输入信号进行模拟滤波，实现相位延迟，获得第一输出信号和第二输出信号；所述波形整形模块，用于对所述第一输出信号和第二输出信号进行比较整形，获得输出信号，即所述输入信号的延时信号。
2.根据权利要求1所述的一种高精度片上延时产生电路，其特征在于，所述电容电阻延时网络包括第一反相器、第一电容电阻网络和第二电容电阻网络，所述第一反相器用于对输入信号取反，获得反向信号；所述第一电容电阻网络和第二电容电阻网络并联，并联的一端输入所述输入信号，并联的另一端输入所述反向信号；第一电容电阻网络输出第一输出信号，第二电容电阻网络输出第二输出信号。
3.根据权利要求2所述的一种高精度片上延时产生电路，其特征在于，所述第一电容电阻网络包括第一电阻和第一电容，所述第一电阻的一端连接输入信号，另一端与第一电容的一端连接，第一电容的另一端连接反向信号；第一电阻和第一电容的连接处输出第一输出信号；
4.根据权利要求3所述的一种高精度片上延时产生电路，其特征在于，所述第一
5.根据权利要求4所述的一种高精度片上延时产生电路，其特征在于，所述第一电容电阻网络还包括第一复位开关，所述第一复位开关与第一电阻、第三电容并联连接；所述第二电容电阻网络还包括第二复位开关，所述第二复位开关与第二电阻、第四电容并联连接；当所述反向信号为高时，第一复位开关和第二复位开关闭合；当所述反向信号为低时，第一复位开关和第二复位开关打开。
6.根据权利要求5所述的一种高精度片上延时产生电路，其特征在于，所述波形整形模块为比较器，所述比较器包括第一CMOS反相器、第二CMOS反相器和锁存器，所述第一CMOS反相器和第二CMOS反相器并联，第一CMOS反相器的输入端连接第一输出信号，输出端连接锁存器的一端；第二CMOS反相器的输入端连接第二输出信号，输出端连接锁存器的另一端。
7.根据权利要求6所述的一种高精度片上延时产生电路，其特征在于，还包括反馈延时模块，所述反馈延时模块用于根据所述反向信号和所述输出信号，反馈控制第一复位开关和第二复位开关，使得在所述比较器发生翻转后，将比较器输入分别短接到电源和地。
8.根据权利要求7所述的一种高精度片上延时产生电路，其特征在于，所述反馈延时模块包括或门电路，所述或门电路的输入包括所述反向信号和所述输出信号，所述或门电路的输出用于控制第一复位开关和第二复位开关闭合或打开。
9.根据权利要求7所述的一种高精度片上延时产生电路，其特征在于，所述反馈延时模块包括或门电路和辅助延时单元，所述辅助延时单元的输入端连接所述输出信号，输出端连接或门电路的一输入端，或门电路的另一输入端连接所述反向信号，或门电路的输出用于控制第一复位开关和第二复位开关闭合或打开。
10.根据权利要求9所述的一种高精度片上延时产生电路，其特征在于，所述辅助延时单元通过片上反相器延时实现。
11.根据权利要求4-10任一项所述的一种高精度片上延时产生电路，其特征在于，所述第一电阻和第二电阻为N位可调电阻网络，N≥1；所述N位可调电阻网络包括独热码编码单元和开关电阻阵列，二进制的N位通过独热码编码单元，控制开关电阻阵列中开关的导通或断开。
...【技术特征摘要】
1.一种高精度片上延时产生电路，其特征在于，包括电容电阻延时网络和波形整形模块，所述电容电阻延时网络，用于对输入信号进行模拟滤波，实现相位延迟，获得第一输出信号和第二输出信号；所述波形整形模块，用于对所述第一输出信号和第二输出信号进行比较整形，获得输出信号，即所述输入信号的延时信号。
2.根据权利要求1所述的一种高精度片上延时产生电路，其特征在于，所述电容电阻延时网络包括第一反相器、第一电容电阻网络和第二电容电阻网络，所述第一反相器用于对输入信号取反，获得反向信号；所述第一电容电阻网络和第二电容电阻网络并联，并联的一端输入所述输入信号，并联的另一端输入所述反向信号；第一电容电阻网络输出第一输出信号，第二电容电阻网络输出第二输出信号。
3.根据权利要求2所述的一种高精度片上延时产生电路，其特征在于，所述第一电容电阻网络包括第一电阻和第一电容，所述第一电阻的一端连接输入信号，另一端与第一电容的一端连接，第一电容的另一端连接反向信号；第一电阻和第一电容的连接处输出第一输出信号；
4.根据权利要求3所述的一种高精度片上延时产生电路，其特征在于，所述第一电容电阻网络还包括第三电容，所述第三电容和第一电阻并联连接，所述第二电容电阻网络还包括第四电容，所述第四电容和第二电阻并联连接。
5.根据权利要求4所述的一种高精度片上延时产生电路，其特征在于，所述第一电容电阻网络还包括第一复位开关，所述第一复位开关与第一电阻、第三电容并联连接；所述第二电容电阻网络还包括第二复位开关，所述第二复位开关与第二电阻、第四电容并联连接；当所述反向信号为高时，第一复位开关和第二复位开关闭合；当所述反向信号为低时，第一复位开关和第二复位开关打开。
...【专利技术属性】
技术研发人员：唐中，谭年熊，陈鹏鹏，江向阳，
申请(专利权)人：杭州万高科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。