專利名稱：比較器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及比較器電路。特別地，它涉及-"種由時(shí)鐘精確控制、對(duì)兩輸入電壓大小進(jìn)行 判斷并以高電平或低電平方式體現(xiàn)比較結(jié)果的比較器電路。
背景技術(shù)：
信號(hào)處理最重要的功能之一就是在模擬和數(shù)字信號(hào)之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換，而比較器就廣泛應(yīng)用 于模擬信號(hào)到數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換過(guò)程中。在模-數(shù)轉(zhuǎn)換過(guò)程中，首先必須對(duì)輸入進(jìn)行采樣。接著， 經(jīng)過(guò)采樣的信號(hào)通過(guò)比較器以決定模擬信號(hào)的數(shù)字值。在最簡(jiǎn)單的情況下，比較器可以作為 1位模-數(shù)轉(zhuǎn)換器，通過(guò)輸出高電平或低電平來(lái)表示兩輸入信號(hào)的比較結(jié)果。目前比較器的涉及技術(shù)比較成熟，主要有基于非補(bǔ)償運(yùn)算放大器的丌環(huán)比較器，類tt于 傳感器放大器或觸發(fā)器的正反饋來(lái)完成對(duì)兩個(gè)信號(hào)幅度進(jìn)行比較的再生放大器，以及結(jié)合兩 者優(yōu)點(diǎn)的綜合型比較器。然而在以上所列的各種比較器中，基于時(shí)鐘精確控制的類型并不多見(jiàn)考慮到時(shí)鐘效應(yīng) 的各種設(shè)計(jì)中，又缺乏必要的電平返回技術(shù)，從而在兩輸入電壓變化迅速的情況下，不能得 到正確的結(jié)果，從而限制了比較器應(yīng)用的電壓幅度范圍和電平轉(zhuǎn)換速率。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明即為解決上述問(wèn)題提出的。本發(fā)明提出的比較器電路，既通過(guò)前置放大能夠測(cè)量 兩輸入電壓差值很小的情形，又通過(guò)鎖存器和緩存器，特別是鐨存器中的傳輸門(mén)電路，在時(shí) 鐘信號(hào)未到達(dá)時(shí)迅速的返回基準(zhǔn)比較電平，使前次的比較結(jié)果不會(huì)對(duì)后續(xù)的比較產(chǎn)生影響， 從而擴(kuò)大了比較器應(yīng)用的電壓幅度范圍和電平轉(zhuǎn)換速率。本發(fā)明是通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的---種比較器，由時(shí)鐘精確控制，在時(shí)鐘下降沿到來(lái)時(shí)對(duì)兩輸入端的電壓進(jìn)行精確比較，并根據(jù)需要輸出高電平或低電平作為判斷的結(jié)果，其特征在于，包括-前置放大器，主要部件為差分對(duì)PMOS管，MOS管的柵極作為信號(hào)輸入端連接兩電壓Vinl 和Vin2, MOS管的漏極作為信號(hào)輸出端，將輸入的兩電壓信號(hào)進(jìn)佇放大 鎖存器，由差分對(duì)PMOS管、傳輸門(mén)和一對(duì)交叉連接的NMOS轉(zhuǎn)以及電流源組成，信號(hào)輸入 端連接前置放大器的輸出，在時(shí)鐘信號(hào)的精確控制下，問(wèn)隔一段時(shí)間對(duì)兩輸入信號(hào)的大小進(jìn) 行比較，并將這一結(jié)果鎖存后傳輸至緩存器緩存器，由—對(duì)交叉連接的PMOS管和一對(duì)MOS管組成，對(duì)比較結(jié)果進(jìn)行緩沖輸出 時(shí)鐘處理電路，對(duì)時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行處理，并由此控制鎖存器的傳輸門(mén)； 偏覽電路，由電流源方式連接的一組MOS管組成，為前置放大器和鎖存器提供驅(qū)動(dòng)。 所述的前置放大器，包括以下部分電流源，連接在供電電源VDD與差分對(duì)PMOS管之間，可由共源極方式連接偏覽電路第一 輸出端的PMOS管構(gòu)成，也可以由其他等同于恒定電流源的器件構(gòu)成 差分對(duì)PMOS管，連接在電流源與電流源負(fù)載之問(wèn)，MOS管的柵極作為信號(hào)輸入端連接兩電 壓Vinl和Vin2， MOS管的漏極作為信號(hào)輸出端，將輸入的兩電壓信號(hào)進(jìn)行放大，并傳輸至 緩存器；電流源負(fù)載，由連接偏置電路第二輸出端的—對(duì)NMOS管組成,NMOS管連接在差分對(duì)PMOS管的漏極和地GND之間。所述的鎖存器，包括以下部分電流源，連接在供電電源VDD與差分對(duì)PMOS管之間，可由共源極方式連接的PMOS管構(gòu) 成，也可以由其他等同于恒定電流源的器件構(gòu)成差分對(duì)PMOS管，連接在電流源和傳輸門(mén)之間，柵極連接前置放大器的信號(hào)輸出端，漏極連 接傳輸門(mén)并作為輸出連接至緩存器傳輸門(mén)，受時(shí)鐘處理電路控制，信號(hào)通路連接在差分對(duì)PMOS管的兩漏極之問(wèn)； 一對(duì)交叉連接的NMOS管，漏極連接差分對(duì)PMOS管的漏極，亦即傳輸門(mén)的信號(hào)通路兩端， 源極和柵極交叉連接并連接在地GND上。 所述的緩存器，包括以下部分—對(duì)交叉連接的PMOS管，源極連接供電電源VDD漏極和柵極交叉連接，并作為比較器的 信號(hào)輸出，同時(shí)連接一對(duì)MOS管，該對(duì)交叉連接的PMOS管，可以采用任總一支路的交叉 連接的漏極和柵極作為比較器的信號(hào)輸出，也可以同時(shí)采用兩條支路的交叉連接的漏極和柵 極作為比較器的信號(hào)輸出--對(duì)MOS管，柵極作為信號(hào)輸入端連接鎖存器的信號(hào)輸出端，漏極連接一對(duì)交叉連接的PMOS管，嬋極連接地GND。所述的時(shí)鐘處理電路，由兩個(gè)反向器串聯(lián)組成，第一反向器的輸出控制鎖存器傳輸門(mén)的P控 制端，第二反向器的輸出控制鎖存器傳輸門(mén)的N控制端。所述的偏置電路由兩組串聯(lián)的電流鏡方式連接的MOS管對(duì)和-'組串聯(lián)的共源極連接的 PMOS管-NMOS管支路并聯(lián)而成，電流鏡方式連接的MOS管對(duì)各有一端輸出，分別控制串 聯(lián)的共源極方式連接的PMOS管和NMOS管的柵極,并作為輸出端向前置放大器和鎖存器提 供驅(qū)動(dòng)。工業(yè)上利用和應(yīng)用的可能性本發(fā)明比較器可以應(yīng)用于但不限于信號(hào)處理，特別是模擬信號(hào)到數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換過(guò)程中與本 發(fā)明相關(guān)的所有應(yīng)用范圍和場(chǎng)合中。
權(quán)利要求
1. 一種比較器，由時(shí)鐘精確控制，在時(shí)鐘下降沿到來(lái)時(shí)對(duì)兩輸入端的電壓進(jìn)行精確比較，并根據(jù)需要輸出高電平或低電平作為判斷的結(jié)果，其特征在于，包括前置放大器，主要部件為差分對(duì)PMOS管，MOS管的柵極作為信號(hào)輸入端連接兩電壓Vin1和Vin2，MOS管的漏極作為信號(hào)輸出端，將輸入的兩電壓信號(hào)進(jìn)行放大；鎖存器，由差分對(duì)PMOS管、傳輸門(mén)和一對(duì)交叉連接的NMOS管以及電流源組成，信號(hào)輸入端連接前置放大器的輸出，在時(shí)鐘信號(hào)的精確控制下，間隔一段時(shí)間對(duì)兩輸入信號(hào)的大小進(jìn)行比較，并將這一結(jié)果鎖存后傳輸至緩存器；緩存器，由一對(duì)交叉連接的PMOS管和一對(duì)MOS管組成，對(duì)比較結(jié)果進(jìn)行緩沖輸出；時(shí)鐘處理電路，對(duì)時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行處理，并由此控制鎖存器的傳輸門(mén)；偏置電路，由電流源方式連接的一組MOS管組成，為前置放大器和鎖存器提供驅(qū)動(dòng)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種比較器，由前置放大器、鎖存器和緩存器組成，由時(shí)鐘精確控制，在時(shí)鐘下降沿到來(lái)時(shí)對(duì)兩輸入端的電壓進(jìn)行精確比較，并根據(jù)需要輸出高電平或低電平作為判斷的結(jié)果；在時(shí)鐘信號(hào)未到達(dá)時(shí)迅速的返回基準(zhǔn)比較電平，使前次的比較結(jié)果不會(huì)對(duì)后續(xù)的比較產(chǎn)生影響，從而擴(kuò)大了比較器應(yīng)用的電壓幅度范圍和電平轉(zhuǎn)換速率。
文檔編號(hào)H03K3/023GK101222216SQ20071003662
公開(kāi)日2008年7月16日 申請(qǐng)日期2007年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月13日
發(fā)明者曹先國(guó) 申請(qǐng)人:曹先國(guó)