專利名稱：一種具有時(shí)域誤差校正功能的電流舵數(shù)模轉(zhuǎn)換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于數(shù)模轉(zhuǎn)換技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種具有時(shí)域誤差校正功能的電流舵數(shù)模轉(zhuǎn)換器。
背景技術(shù)：
隨著移動(dòng)通訊技術(shù)的普及和片上系統(tǒng)(system on chip，S0C)概念的提出，更多的模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)被集成在一塊系統(tǒng)芯片中。由于處理器的發(fā)展已經(jīng)能夠適應(yīng)高速數(shù)字信號(hào)處理的要求，因此，高速處理器和外圍模擬信號(hào)設(shè)備之間的通訊成為制約高速信號(hào)處理系統(tǒng)的主要因素；由此，近年來，高速高精度數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片設(shè)計(jì)得到了很大發(fā)展。電流舵數(shù)模轉(zhuǎn)換器是目前最為流行的高速高精度數(shù)模轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)，其一般包括譯碼電路、鎖存器陣列和電流元陣列。其中，譯碼電路通常將輸入的二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)化為溫度計(jì)編碼的數(shù)字信號(hào)，并輸入給鎖存器陣列，鎖存器利用時(shí)鐘信號(hào)對(duì)譯碼電路輸出的數(shù)字 信號(hào)做同步處理，并將同步后的數(shù)字信號(hào)傳輸給電流元，電流元根據(jù)輸入的數(shù)字信號(hào)決定其自身電流的流向，至此，數(shù)模轉(zhuǎn)換器完成了從輸入數(shù)字信號(hào)到輸出模擬信號(hào)的轉(zhuǎn)換。然而由于鎖存器陣列和電流元陣列中存在不匹配，不同電流元單元的輸出存在延時(shí)差，而此延時(shí)差大大降低了數(shù)模轉(zhuǎn)換器的動(dòng)態(tài)性能，因此需要一定的校正方法加以去除。而典型的具有時(shí)域誤差校正功能的數(shù)模轉(zhuǎn)換器如圖I所示，其在傳統(tǒng)的電流舵數(shù)模轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，通過在鎖存器和電流元之間設(shè)置延時(shí)電路，通過一時(shí)域誤差校正單元為延時(shí)電路提供延時(shí)信號(hào)，時(shí)域誤差校正單元包括有兩個(gè)放大器、時(shí)間差保持電路、運(yùn)算放大器、電容C和延時(shí)控制電路。該數(shù)模轉(zhuǎn)換器利用延時(shí)電路校正存在的時(shí)域誤差，電流元將輸入信號(hào)轉(zhuǎn)化為差分的電流信號(hào)輸出?；鶞?zhǔn)電流元與電流元結(jié)構(gòu)一致，基準(zhǔn)延時(shí)電路和延時(shí)電路也為相同模塊。基準(zhǔn)延時(shí)電路和基準(zhǔn)電流元在此作為校正系統(tǒng)的基準(zhǔn)模塊。電阻R2和R3為數(shù)模轉(zhuǎn)換器輸出端所接電阻，另外，電阻R3和電阻Rl可分別將電流元和基準(zhǔn)電流元輸出的電流信號(hào)轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)，并將其作為放大器的輸入。該數(shù)模轉(zhuǎn)換器采用依次校正的模式，即依次將需要校正的電流元與基準(zhǔn)電流元進(jìn)行比較，消除它們之間的時(shí)域誤差。其中，兩個(gè)放大器分別將電流元和基準(zhǔn)電流元的輸出的同相位的方波信號(hào)進(jìn)行放大，以便于時(shí)間差保持電路處理，時(shí)間差保持電路對(duì)輸入的兩個(gè)方波信號(hào)之間的時(shí)域誤差進(jìn)行保持，并輸出給運(yùn)算放大器，此時(shí)，由于運(yùn)算放大器輸入端的兩個(gè)方波信號(hào)之間存在時(shí)域誤差，因此，存在一段時(shí)間，在這段時(shí)間內(nèi)，運(yùn)算放大器兩個(gè)輸入信號(hào)之間存在電壓差，這種電壓差導(dǎo)致了運(yùn)算放大器輸出端對(duì)電容C進(jìn)行充放電，延時(shí)控制電路對(duì)電容C的電壓進(jìn)行檢測(cè)，并通過調(diào)整延時(shí)電路的延時(shí)大小，最后達(dá)成對(duì)時(shí)域誤差的消除。但該數(shù)模轉(zhuǎn)換器也存在以下一些缺陷(I)在數(shù)模轉(zhuǎn)換器輸出端做檢測(cè)會(huì)影響輸出性能；(2)利用電阻將電流元輸出電流信號(hào)轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)會(huì)在電流元輸出端引入較大的RC常數(shù)，若匹配不當(dāng)，則會(huì)引入巨大的時(shí)域誤差，從而影響原有時(shí)域誤差的檢測(cè)；(3)放大器需要較大的放大倍數(shù)才能將輸入的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)化為下級(jí)電路可識(shí)別的信號(hào)，從而增加了電路復(fù)雜度和功耗，并且如果兩個(gè)放大器無(wú)法完全匹配，則也會(huì)引入額外的時(shí)域誤差，影響最后的檢測(cè)；(4)系統(tǒng)的校正精度不聞。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)所存在的上述技術(shù)缺陷，本發(fā)明提供了ー種具有時(shí)域誤差校正功能的電流舵數(shù)模轉(zhuǎn)換器，校正精度高，靜態(tài)功耗低。ー種具有時(shí)域誤差校正功能的電流舵數(shù)模轉(zhuǎn)換器，包括n+l條數(shù)模轉(zhuǎn)換通道和一時(shí)域誤差校正単元；n+l條數(shù)模轉(zhuǎn)換通道分為一條基準(zhǔn)數(shù)模轉(zhuǎn)換通道和n條待測(cè)數(shù)模轉(zhuǎn)換通道，所述的時(shí)域誤差校正単元用于向待測(cè)數(shù)模轉(zhuǎn)換通道提供延時(shí)控制信號(hào)；n為大于I的自然數(shù)；所述的數(shù)模轉(zhuǎn)換通道包括鎖存器，用于產(chǎn)生數(shù)字方波信號(hào)； 延時(shí)電路，用于對(duì)數(shù)字方波信號(hào)進(jìn)行延時(shí)輸出；其中，基準(zhǔn)數(shù)模轉(zhuǎn)換通道的延時(shí)電路根據(jù)給定的基準(zhǔn)延時(shí)信號(hào)對(duì)數(shù)字方波信號(hào)進(jìn)行延時(shí)輸出，待測(cè)數(shù)模轉(zhuǎn)換通道的延時(shí)電路根據(jù)所述的延時(shí)控制信號(hào)對(duì)數(shù)字方波信號(hào)進(jìn)行延時(shí)輸出；電流兀，用于將延時(shí)后的數(shù)字方波信號(hào)轉(zhuǎn)換為電流方波信號(hào)輸出；所述的時(shí)域誤差校正單元包括電流方波檢測(cè)器，用于采集基準(zhǔn)數(shù)模轉(zhuǎn)換通道輸出的電流方波信號(hào)和任一待測(cè)數(shù)模轉(zhuǎn)換通道輸出的電流方波信號(hào)，并將這兩個(gè)信號(hào)分別轉(zhuǎn)換為第一電壓信號(hào)和第二電壓信號(hào);時(shí)間差放大器，用于對(duì)第一電壓信號(hào)與第二電壓信號(hào)之間的時(shí)域誤差進(jìn)行放大；時(shí)數(shù)轉(zhuǎn)換器，用于接收時(shí)域誤差放大后的第一電壓信號(hào)和第二電壓信號(hào)，并提取這兩個(gè)信號(hào)之間的時(shí)域誤差，井根據(jù)該時(shí)域誤差產(chǎn)生延時(shí)控制信號(hào)以校正對(duì)應(yīng)的待測(cè)數(shù)模轉(zhuǎn)換通道。所述的延時(shí)控制信號(hào)和基準(zhǔn)延時(shí)信號(hào)均為m位的數(shù)字碼；m為大于I的自然數(shù)；所述的延時(shí)電路由m個(gè)延時(shí)単元和四個(gè)MOS管Mll M14組成；其中，所述的延時(shí)単元的第一輸入端與MOS管Mll的源極相連并接電源電壓，延時(shí)單元的第一輸出端與MOS管Mll的漏極和MOS管M12的源極相連，MOS管Mll的柵極接收給定的偏置電壓信號(hào)vpb，MOS管M12的柵極與MOS管M13的柵極相連且為延時(shí)電路的輸入端，MOS管M12的漏極與MOS管M13的漏極相連且為延時(shí)電路的輸出端，延時(shí)單元的第二輸入端與MOS管M13的源極和MOS管M14的漏極相連，延時(shí)單元的第二輸出端與MOS管M14的源極相連并接地；M0S管M14的柵極接收給定的偏置電壓信號(hào)vnb ；所述的延時(shí)單元由兩個(gè)MOS管Ml M2和一個(gè)反相器INVl組成；其中，MOS管Ml的源極為延時(shí)單元的第一輸入端，MOS管Ml的漏極為延時(shí)單元的第一輸出端，MOS管Ml的柵極與反相器INVl的輸入端相連且為延時(shí)單元的控制端，反相器INVl的輸出端與MOS管M2的柵極相連，MOS管M2的漏極為延時(shí)單元的第二輸入端，MOS管M2的源極為延時(shí)單元的第二輸出端；m個(gè)延時(shí)單元的控制端分別接收延時(shí)控制信號(hào)對(duì)應(yīng)的m位數(shù)字碼或基準(zhǔn)延時(shí)信號(hào)對(duì)應(yīng)的m位數(shù)字碼；其中，MOS管MUMll和M12均為PMOS管，MOS管M2、M13和M14均為NMOS管；偏置電壓信號(hào)vpb與偏置電壓信號(hào)vnb相位互補(bǔ)。
本發(fā)明延時(shí)電路是在簡(jiǎn)單的反相器結(jié)構(gòu)上拓展得來的電路，因此結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于實(shí)現(xiàn)；由于該延時(shí)電路的延時(shí)調(diào)節(jié)是通過改變上拉和下拉MOS管的數(shù)量實(shí)現(xiàn)的，所以具有很高的延時(shí)調(diào)節(jié)精度；理論上用于調(diào)節(jié)延時(shí)的上拉和下拉MOS管的數(shù)量是不受限制的，所以可以在很大范圍內(nèi)做延時(shí)調(diào)節(jié)。所述的電流元由一電流源I、一反相器INV2、七個(gè)MOS管M21 M27和兩個(gè)電阻Rl R2組成；其中，電流源I的輸入端接電源電壓，電流源I的輸出端與MOS管M21的源極和MOS管M22的源極相連，MOS管M21的柵極和MOS管M22的柵極分別接收給定的偏置電壓信號(hào)Vl和偏置電壓信號(hào)V2，M0S管M21的漏極與MOS管M23的源極和MOS管M24的源極相連，MOS管M22的漏極與MOS管M25的源極和MOS管M26的源極相連，MOS管M23的柵極與MOS管M25的柵極和反相器INV2的輸入端相連且為電流元的輸入端，反相器INV2的輸出端與MOS管M24的柵極和MOS管M26的柵極相連，MOS管M23的漏極與電阻Rl的一端相連，電阻Rl的另一端接地，MOS管M24的漏極與電阻R2的一端相連，電阻R2的另一端接地，MOS管M25的漏極為電流元的輸出端，MOS管M26的漏極與MOS管M27的漏極和柵極相連，MOS管M27的源極接地；其中，MOS管M21 M26均為PMOS管，MOS管M27為NMOS管。 本發(fā)明電流元因?yàn)樵谡９ぷ鞯牟罘州敵隹谥庖鲇糜跈z測(cè)的電流輸出，所以檢測(cè)電路的存在不會(huì)影響正常電路的工作；電流元結(jié)構(gòu)中將用于導(dǎo)通檢測(cè)電流的MOS管直接加在電流源下方，避免了在一些關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)(如輸出端)，增加不必要的電容而破壞電流元性能。所述的電流方波檢測(cè)器由兩個(gè)電流比較器組成；所述的電流比較器由七個(gè)MOS管M31 M37和兩個(gè)反相器INV3 INV4組成；其中，MOS管M32的柵極與MOS管M31的柵極和漏極相連且為電流比較器的輸入端，MOS管M32的漏極與MOS管M33的漏極、MOS管M34的源極、MOS管M35的源極、MOS管M36的柵極和MOS管M37的柵極相連，MOS管M33的柵極接收給定的偏置電壓信號(hào)VB，MOS管M34的柵極與MOS管M35的柵極、MOS管M36的漏極、MOS管M37的漏極和反相器INV3的輸入端相連，MOS管M33的源極與MOS管M34的漏極和MOS管M37的源極相連并接電源電壓，MOS管M31的源極與MOS管M32的源極、MOS管M35的漏極和MOS管M36的源極相連并接地，反相器INV3的輸出端與反相器INV4的輸入端相連，反相器INV4的輸出端為電流比較器的輸出端；其中，MOS管M33、M35和M37均為PMOS管，MOS 管 M31、M32、M34 和 M36 均為 NMOS 管。電流方波檢測(cè)器的核心電路為電流比較器，而非傳統(tǒng)電路中的電阻和運(yùn)算放大器；電流比較器具有快速響應(yīng)的性能，該檢測(cè)器可以快速跟蹤輸入電流方波，而且由于結(jié)構(gòu)中不存在電阻，避免了由于電阻匹配問題而導(dǎo)致的兩個(gè)輸出電壓方波上升沿不一致，從而方便了下級(jí)電路對(duì)時(shí)域誤差的檢測(cè)；另外，由于電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，檢測(cè)電路幾乎不會(huì)引入額外的時(shí)域誤差。所述的時(shí)間差放大器由兩個(gè)互斥單元Ul U2和兩個(gè)或門ORl 0R2組成；其中，互斥單兀Ul的第一輸入端與互斥單兀U2的第二輸入端相連且為時(shí)間差放大器的第一信號(hào)輸入端，互斥單元U2的第一輸入端與互斥單元Ul的第二輸入端相連且為時(shí)間差放大器的第二信號(hào)輸入端，互斥單兀Ul的第一輸出端和第二輸出端分別與或門ORl的兩個(gè)輸入端相連，互斥單元U2的第一輸出端和第二輸出端分別與或門0R2的兩個(gè)輸入端相連，或門ORl的輸出端和或門0R2的輸出端分別為時(shí)間差放大器的第一信號(hào)輸出端和第二信號(hào)輸出端；
本發(fā)明時(shí)間差放大器基本為數(shù)字電路結(jié)構(gòu)，對(duì)單個(gè)MOS管性能的要求不高，所以電路實(shí)現(xiàn)方便；其次由于利用了亞穩(wěn)態(tài)的原理，在一定范圍內(nèi)，該放大器的放大倍數(shù)可以保持穩(wěn)定，因此可靠性高；另外由于該放大器的放大倍數(shù)可以達(dá)到10倍以上，方便了下級(jí)電路的檢測(cè)，并且提聞了檢測(cè)的速度和精度。所述的時(shí)數(shù)轉(zhuǎn)換器由m個(gè)時(shí)數(shù)轉(zhuǎn)換單元依次級(jí)聯(lián)而成；其中，第一時(shí)數(shù)轉(zhuǎn)換單元的第一輸入端和第二輸入端分別為時(shí)數(shù)轉(zhuǎn)換器的第一輸入端和第二輸入端，第i-1時(shí)數(shù)轉(zhuǎn)換單元的第一級(jí)聯(lián)端和第二級(jí)聯(lián)端分別與第i時(shí)數(shù)轉(zhuǎn)換單元的第一輸入端和第二輸入端相連，第m時(shí)數(shù)轉(zhuǎn)換單元的第一級(jí)聯(lián)端和第二級(jí)聯(lián)端均懸空，m個(gè)時(shí)數(shù)轉(zhuǎn)換單元的輸出端分別輸出延時(shí)控制信號(hào)對(duì)應(yīng)的m位數(shù)字碼；i為自然數(shù)且2 < i < m ;所述的時(shí)數(shù)轉(zhuǎn)換單元由一互斥単元U3和四個(gè)反相器INV5 INV8組成；其中，互斥単元U3的第一輸入端與反相器INV5的輸入端相連且為時(shí)數(shù)轉(zhuǎn)換單元的第一輸入端，互斥単元U3的第二輸入端與反相器INV7的輸入端相連且為時(shí)數(shù)轉(zhuǎn)換單元的第二輸入端，反相器INV5的輸出端與反相器INV6的輸入端相連，反相器INV7的輸出端與反相器INV8的輸入端相連，反相器INV6的輸出端和反相器INV8的輸出端分別為時(shí)數(shù)轉(zhuǎn)換單元的第一級(jí) 聯(lián)端和第二級(jí)聯(lián)端，互斥単元U3的第一輸出端為時(shí)數(shù)轉(zhuǎn)換單元的輸出端。本發(fā)明時(shí)數(shù)轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)基本為數(shù)字電路，因此電路功能容易實(shí)現(xiàn)；其基本原理是利用了反相器對(duì)之間的延時(shí)差，所以檢測(cè)精度可以做到幾皮秒；該結(jié)構(gòu)中大量使用了重復(fù)的結(jié)構(gòu)，因此，在版圖實(shí)現(xiàn)時(shí)，可以做到一起，提高匹配性。所述的互斥單元由兩個(gè)與非門NANDl NAND2和四個(gè)MOS管M41 M44組成；其中，與非門NANDl的第一輸入端和與非門NAND2的第一輸入端分別為互斥單兀的第一輸入端和第二輸入端，與非門NANDl的第二輸入端與第二與非門的輸出端、MOS管M41的源極、MOS管M43的柵極和MOS管M44的柵極相連，第二與非門的第二輸入端與第一與非門的輸出端、MOS管M43的源極、MOS管M41的柵極和MOS管M42的柵極相連，MOS管M42的源極與MOS管M44的源極相連并接地，MOS管M41的漏極與MOS管M42的漏極相連且為互斥單元的第一輸出端，MOS管M43的漏極與MOS管M44的漏極相連且為互斥單元的第二輸出端；其中，MOS管M41和M43均為PMOS管，MOS管M42和M44均為NMOS管。本發(fā)明的誤差校正原理為首先利用電流方波檢測(cè)器將待測(cè)電流元和基準(zhǔn)電流元輸出的電流方波轉(zhuǎn)化為電壓方波，再利用時(shí)間差放大器將電流方波檢測(cè)器輸出的電壓方波之間的時(shí)域誤差進(jìn)行線性放大，接著利用時(shí)數(shù)轉(zhuǎn)換器將放大后的時(shí)域誤差轉(zhuǎn)化為數(shù)字量，最后利用時(shí)數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)字量對(duì)延時(shí)電路的延時(shí)大小進(jìn)行調(diào)整，達(dá)成消除時(shí)域誤差的效果。本發(fā)明的有益技術(shù)效果為(I)本發(fā)明采用了時(shí)間差放大器和時(shí)數(shù)轉(zhuǎn)換器，存在于數(shù)模轉(zhuǎn)換器中的時(shí)域誤差可以被線性放大，并且直接轉(zhuǎn)化為數(shù)字量，所以時(shí)域誤差檢測(cè)的精度大大提高；相對(duì)傳統(tǒng)的時(shí)域誤差校正単元只能檢測(cè)到Ips的時(shí)域誤差，而本發(fā)明中的校正単元可以檢測(cè)到200fs的時(shí)域誤差。(2)本發(fā)明采用時(shí)間差放大器對(duì)時(shí)域誤差進(jìn)行放大，檢測(cè)微小的時(shí)域誤差變得更加容易和快速；相對(duì)傳統(tǒng)的校正単元需要50個(gè)周期才能檢測(cè)出時(shí)域誤差，而本發(fā)明中的校正単元只需要I到2個(gè)周期便可以精確地檢測(cè)出時(shí)域誤差；并且因?yàn)闀r(shí)數(shù)轉(zhuǎn)換器直接將時(shí)間量轉(zhuǎn)化為了數(shù)字量，而不需要先轉(zhuǎn)化為模擬量，因此，單個(gè)檢測(cè)周期的時(shí)間也被縮短了。(3)本發(fā)明中的校正單元可完全采用數(shù)字電路得以實(shí)現(xiàn)，所以靜態(tài)功耗幾乎為0，而傳統(tǒng)的校正單元中包含的運(yùn)算放大器等模擬電路存在較大而穩(wěn)定的靜態(tài)功耗。(4)本發(fā)明利用電流方波檢測(cè)器將電流元輸出的電流方波轉(zhuǎn)化為電壓方波可精確地做到跟蹤電流方波的上升沿，并且不需要電阻的輔助，這樣可以減小RC常數(shù)不匹配造成的額外時(shí)間差對(duì)檢測(cè)精度的影響。


圖I為傳統(tǒng)具有時(shí)域誤差校正系統(tǒng)的數(shù)模轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明數(shù)模轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為延時(shí)電路的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為電流元的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為電流比較器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖6為時(shí)間差放大器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖7為時(shí)數(shù)轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖8為互斥單元的結(jié)構(gòu)示意圖。圖9為延時(shí)電路輸入輸出信號(hào)的波形示意圖。圖10為電流元輸入輸出信號(hào)的波形示意圖。圖11為電流比較器輸入輸出信號(hào)的波形示意圖。圖12為時(shí)間差放大器輸入輸出信號(hào)的波形示意圖。
具體實(shí)施例方式為了更為具體地描述本發(fā)明，下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案及其相關(guān)原理進(jìn)行詳細(xì)說明。如圖2所示，一種具有時(shí)域誤差校正功能的電流舵數(shù)模轉(zhuǎn)換器，包括譯碼電路、32條數(shù)模轉(zhuǎn)換通道和一時(shí)域誤差校正單元；32條數(shù)模轉(zhuǎn)換通道分為一條基準(zhǔn)數(shù)模轉(zhuǎn)換通道和31條待測(cè)數(shù)模轉(zhuǎn)換通道，待測(cè)數(shù)模轉(zhuǎn)換通道與譯碼電路相連；譯碼電路用于將輸入的二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)化為溫度計(jì)編碼的數(shù)字信號(hào)，時(shí)域誤差校正單元用于向待測(cè)數(shù)模轉(zhuǎn)換通道提供延時(shí)控制信號(hào)；數(shù)模轉(zhuǎn)換通道包括一鎖存器、一延時(shí)電路和一電流兀；其中鎖存器在數(shù)模轉(zhuǎn)換通道處于正常工作時(shí)用于利用時(shí)鐘信號(hào)對(duì)譯碼電路對(duì)應(yīng)輸出的數(shù)字信號(hào)做同步處理，在數(shù)模轉(zhuǎn)換通道處于誤差校正時(shí)根據(jù)給定的信號(hào)輸出一數(shù)字方波信號(hào)；其中，基準(zhǔn)數(shù)模轉(zhuǎn)換通道對(duì)應(yīng)的鎖存器不與譯碼電路連接，其根據(jù)給定的信號(hào)輸出一數(shù)字方波信號(hào)作為基準(zhǔn)，其輸出信號(hào)相對(duì)于待測(cè)數(shù)模轉(zhuǎn)換通道對(duì)應(yīng)的鎖存器的輸出信號(hào)存在延時(shí)；待測(cè)數(shù)模轉(zhuǎn)換通道對(duì)應(yīng)的鎖存器在做誤差校正時(shí)與譯碼電路斷開，其根據(jù)給定的信號(hào)輸出一數(shù)字方波信號(hào)作為檢測(cè)。延時(shí)電路用于對(duì)數(shù)字方波信號(hào)進(jìn)行延時(shí)輸出；其中，基準(zhǔn)數(shù)模轉(zhuǎn)換通道的延時(shí)電路根據(jù)給定的基準(zhǔn)延時(shí)信號(hào)對(duì)數(shù)字方波信號(hào)進(jìn)行延時(shí)輸出，待測(cè)數(shù)模轉(zhuǎn)換通道的延時(shí)電路根據(jù)延時(shí)控制信號(hào)對(duì)數(shù)字方波信號(hào)進(jìn)行延時(shí)輸出；延時(shí)控制信號(hào)和基準(zhǔn)延時(shí)信號(hào)均為4位的數(shù)字碼BI B4 ;如圖3所示，延時(shí)電路由4條延時(shí)單元和四個(gè)MOS管Mll M14組成；其中，延時(shí)単元的第一輸入端與MOS管Mll的源極相連并接電源電壓VDD，延時(shí)單元的第一輸出端與MOS管Mll的漏極和MOS管M12的源極相連，MOS管Mll的柵極接收給定的偏置電壓信號(hào)vpb, MOS管M12的柵極與MOS管M13的柵極相連且為延時(shí)電路的輸入端，MOS管M12的漏極與MOS管M13的漏極相連且為延時(shí)電路的輸出端，延時(shí)單元的第二輸入端與MOS管M13的源極和MOS管M14的漏極相連，延時(shí)單元的第二輸出端與MOS管M14的源極相連并接地；MOS管M14的柵極接收給定的偏置電壓信號(hào)vnb ；延時(shí)單元由兩個(gè)MOS管Ml M2和一個(gè)反相器INVl組成；其中，MOS管Ml的源極為延時(shí)單兀的第一輸入端，MOS管Ml的漏極為延時(shí)單兀的第一輸出端，MOS管Ml的柵極與反相器INVl的輸入端相連且為延時(shí)單元的控制端，反相器INVl的輸出端與MOS管M2的柵極相連，MOS管M2的漏極為延時(shí)單元的第二輸入端，MOS管M2的源極為延時(shí)單元的第二輸出端；4條延時(shí)単元的控制端分別接收延時(shí)控制信號(hào)對(duì)應(yīng)的4位的數(shù)字碼BI B4或基準(zhǔn) 延時(shí)信號(hào)對(duì)應(yīng)的4位的數(shù)字碼BI B4 ;M0S管MUMll和M12均為PMOS管，MOS管M2、M13和M14均為NMOS管；偏置電壓信號(hào)vpb與偏置電壓信號(hào)vnb相位互補(bǔ)。延時(shí)電路包含一個(gè)輸入端、ー個(gè)輸出端和一個(gè)控制端；輸入端與對(duì)應(yīng)鎖存器相連并接收數(shù)字方波信號(hào)，輸出端輸出的信號(hào)為數(shù)字方波信號(hào)經(jīng)過大小為H的延時(shí)之后的信號(hào)，控制端接收時(shí)域誤差校正単元提供的延時(shí)控制信號(hào)對(duì)應(yīng)的4位的數(shù)字碼以調(diào)節(jié)H的大小(基準(zhǔn)數(shù)模轉(zhuǎn)換通道的延時(shí)電路接收的4位的數(shù)字碼為預(yù)設(shè)值0000);延時(shí)電路輸入輸出信號(hào)波形如圖9所示。在延時(shí)電路結(jié)構(gòu)中，M12和M13為普通反相器結(jié)構(gòu)，其輸入為IN，輸出為OUT。Mll和M14在vpb和vnb的偏置下，在任何工作條件下都處于導(dǎo)通狀態(tài)，分別作為反相器的上拉電阻和下拉電阻。四條延時(shí)単元中Ml的導(dǎo)通與關(guān)斷分別由BI B4控制，當(dāng)它們導(dǎo)通時(shí)，便減小了反相器的上拉電阻，當(dāng)它們關(guān)斷時(shí)，便増大了反相器的上拉電阻，同理四條延時(shí)單元中M2的導(dǎo)通與關(guān)斷分別由BI B4的取反信號(hào)控制，它們的開通與關(guān)斷影響了下拉電阻的大小，BI B4信號(hào)的取反由四條延時(shí)単元中反相器INVl實(shí)現(xiàn)；故該電路結(jié)構(gòu)就是通過改變上拉和下拉電阻的大小實(shí)現(xiàn)了對(duì)延時(shí)的控制。電流元用于將延時(shí)后的數(shù)字方波信號(hào)轉(zhuǎn)換為電流方波信號(hào)輸出；如圖4所示，電流元由一電流源I、一反相器INV2、七個(gè)MOS管M21 M27和兩個(gè)電阻Rl R2組成；其中，電流源I的輸入端接電源電壓VDD，電流源I的輸出端與MOS管M21的源極和MOS管M22的源極相連，MOS管M21的柵極和MOS管M22的柵極分別接收給定的偏置電壓信號(hào)Vl和偏置電壓信號(hào)V2，MOS管M21的漏極與MOS管M23的源極和MOS管M24的源極相連，MOS管M22的漏極與MOS管M25的源極和MOS管M26的源極相連，MOS管M23的柵極與MOS管M25的柵極和反相器INV2的輸入端相連且為電流元的輸入端，反相器INV2的輸出端與MOS管M24的柵極和MOS管M26的柵極相連，MOS管M23的漏極與電阻Rl的一端相連，電阻Rl的另ー端接地，MOS管M24的漏極與電阻R2的一端相連，電阻R2的另一端接地，MOS管M25的漏極為電流元的輸出端，MOS管M26的漏極與MOS管M27的漏極和柵極相連，MOS管M27的源極接地；其中，MOS管M21 M26均為PMOS管，MOS管M27為NMOS管。電流兀包含一個(gè)輸入端和ー個(gè)輸出端；輸入端與延時(shí)電路的輸出端相連接收延時(shí)后的數(shù)字方波信號(hào)，輸出端輸出電流方波信號(hào)；如圖10所示，本實(shí)施方式中，輸入的數(shù)字方波信號(hào)為電壓信號(hào)，其電壓幅值為I. 8V，輸出的電流方波信號(hào)為電流信號(hào)，其電流幅值為30uA，且兩信號(hào)間的移相角為180度。如圖4所示，當(dāng)電流元正常工作時(shí)，偏置電壓V2拉高，將M22關(guān)斷，由于偏置電壓Vl在任何工作狀態(tài)下都使得M21導(dǎo)通，電流源I的電流均流向M21，M23和M24分別由輸入信號(hào)及其反相信號(hào)控制，輸入信號(hào)的反相信號(hào)通過INV2得到，同一時(shí)間M23和M24只有一個(gè)導(dǎo)通，因此，電流元正常工作時(shí)，I的電流要么通過M21和M23流向Rl，要么通過M21和M24流向R2。當(dāng)電流元處于校正狀態(tài)時(shí)，偏置電壓V2拉低，使得M22導(dǎo)通，I的電流將有一部分流向M22，M25和M26分別由輸入信號(hào)及其反相信號(hào)控制，同一時(shí)間M25和M26只有一個(gè)導(dǎo)通，因此，流過M22的電流要么通過M25從輸出端OUT流出，要么通過M26流向M27，M27為二極管方式連接的作為負(fù)載的MOS管。時(shí)域誤差校正單元包括一電流方波檢測(cè)器、一時(shí)間差放大器和一時(shí)數(shù)轉(zhuǎn)換器；其中電流方波檢測(cè)器用于采集基準(zhǔn)數(shù)模轉(zhuǎn)換通道輸出的電流方波信號(hào)和任一待測(cè)數(shù)模轉(zhuǎn)換通道輸出的電流方波信號(hào)，并將這兩個(gè)信號(hào)分別轉(zhuǎn)換為第一電壓信號(hào)和第二電壓信號(hào)；電流方波檢測(cè)器由兩個(gè)電流比較器組成；如圖5所示，電流比較器由七個(gè)MOS管M31 M37和兩個(gè)反相器INV3 INV4組成；其中，MOS管M32的柵極與MOS管M31的柵極和漏極相連且為電流比較器的輸入端，MOS管M32的漏極與MOS管M33的漏極、MOS管M34的源極、MOS管M35的源極、MOS管M36的柵極和MOS管M37的柵極相連，MOS管M33的柵極接收給定的偏置電壓信號(hào)VB，MOS管M34的柵極與MOS管M35的柵極、MOS管M36的漏極、MOS管M37的漏極和反相器INV3的輸入端相連，MOS管M33的源極與MOS管M34的漏極和MOS管M37的源極相連并接電源電壓VDD，MOS管M31的源極與MOS管M32的源極、MOS管M35的漏極和MOS管M36的源極相連并接地，反相器INV3的輸出端與反相器INV4的輸入端相連，反相器INV4的輸出端為電流比較器的輸出端；其中，MOS管M33、M35和M37均為PMOS管，MOS 管 M31、M32、M34 和 M36 均為 NMOS 管。電流比較器包含一個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端，其中，輸入信號(hào)為電流信號(hào)，輸出信號(hào)為電壓信號(hào)；如圖11所示，當(dāng)輸入的電流信號(hào)大于i = 500nA時(shí)，輸出電壓信號(hào)輸出邏輯高電平I. 8V,當(dāng)輸入電流信號(hào)小于500nA時(shí),輸出電壓信號(hào)輸出邏輯低電平0V。兩個(gè)電流比較器其中的一個(gè)電流比較器的輸入端與基準(zhǔn)數(shù)模轉(zhuǎn)換通道對(duì)應(yīng)的電流元的輸出端相連以接收電流方波信號(hào)，輸出端輸出第一電壓信號(hào)；另一個(gè)電流比較器的輸入端與待測(cè)數(shù)模轉(zhuǎn)換通道對(duì)應(yīng)的電流元的輸出端相連以接收電流方波信號(hào)，輸出端輸出第二電壓信號(hào)；電流比較器的結(jié)構(gòu)中，M31成二極管形式連接，并與M32形成電流鏡結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)將輸入的電流信號(hào)復(fù)制給M32，M33為由電壓VB偏置的小電流源，電流大小為500nA。當(dāng)輸入電流為OA時(shí)，M31和M32上的電流均為0，此時(shí)M33上的電流均流向M35，M35導(dǎo)通作用加上M37和M36所組成反相器的正反饋功能將會(huì)快速拉低M35柵端的電壓，拉高M(jìn)35源端的電壓，從而將M34關(guān)斷，并且由于M35柵端電壓(同時(shí)也為M36漏端電壓)的下降，輸出端OUT將輸出邏輯低電平；當(dāng)輸入電流大于500nA時(shí)，M31和M32的電流均大于500nA，此時(shí)，M33的電流均流向M32，同時(shí)有電流將流過M34，M34的導(dǎo)通效應(yīng)加上M37和M36所組成的反相器的正反饋?zhàn)饔?，將迅速拉高M(jìn)34柵端電壓，拉低M34源端電壓，從而關(guān)斷M35，并且由于M34柵端電壓(同時(shí)也是M37的漏端電壓)升高，輸出端OUT將輸出邏輯高電平；因此，該電路結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)將輸入電流方波轉(zhuǎn)化為輸出電壓方波的功能。
時(shí)間差放大器用于對(duì)第一電壓信號(hào)與第二電壓信號(hào)之間的時(shí)域誤差進(jìn)行放大；如圖6所示，時(shí)間差放大器由兩個(gè)互斥単元Ul U2和兩個(gè)或門ORl 0R2組成；其中，互斥單兀Ul的第一輸入端與互斥單兀U2的第二輸入端相連且為時(shí)間差放大器的第一信號(hào)輸入端，互斥単元U2的第一輸入端與互斥単元Ul的第二輸入端相連且為時(shí)間差放大器的第二信號(hào)輸入端，互斥單兀Ul的第一輸出端和第二輸出端分別與或門ORl的兩個(gè)輸入端相連，互斥單兀U2的第一輸出端和第二輸出端分別與或門0R2的兩個(gè)輸入端相連,或門ORl的輸出端和或門0R2的輸出端分別為時(shí)間差放大器的第一信號(hào)輸出端和第二信號(hào)輸出端；如圖8所示，互斥單元由兩個(gè)與非門NANDl NAND2和四個(gè)MOS管M41 M44組成；其中，與非門NANDl的第一輸入端和與非門NAND2的第一輸入端分別為互斥單兀的第一輸入端和第二輸入端，與非門NANDl的第二輸入端與第二與非門的輸出端、MOS管M41的源極、MOS管M43的柵極和MOS管M44的柵極相連,第二與非門的第二輸入端與第一與非門的輸出端、MOS管M43的源極、MOS管M41的柵極和MOS管M42的柵極相連，MOS管M42的源極與MOS管M44的源極相連并接地，MOS管M41的漏極與MOS管M42的漏極相連且為互斥単元的第一輸出端，MOS管M43的漏極與MOS管M44的漏極相連且為互斥單元的第二輸出端；其中，MOS管M41和M43均為PMOS管，MOS管M42和M44均為NMOS管。

時(shí)間差放大器包含兩個(gè)信號(hào)輸入端和兩個(gè)信號(hào)輸出端；其中，第一信號(hào)輸入端SINl與電流方波檢測(cè)器中的第一電流比較器的輸出端相連以接收第一電壓信號(hào),第二信號(hào)輸入端SIN2與電流方波檢測(cè)器中的第二電流比較器的輸出端相連以接收第二電壓信號(hào)；若第一電壓信號(hào)和第二電壓信號(hào)為頻率相同，幅值相同，占空比相同的方波，并且第一電壓信號(hào)與第二電壓信號(hào)之間存在At的時(shí)間延時(shí)，那么時(shí)間差放大器的兩個(gè)信號(hào)輸出端輸出的兩個(gè)電壓信號(hào)也為頻率相同，幅值相同，占空比相同的方波，且輸出的兩個(gè)電壓信號(hào)之間會(huì)存在AT = P At的時(shí)間延吋，P為時(shí)間差放大電路的放大倍數(shù)，本實(shí)施方式中，@ =10，At = Ips ;則輸出兩個(gè)電壓信號(hào)之間便會(huì)存在AT = IOps的時(shí)間延時(shí)，其波形關(guān)系如圖12所示?；コ鈪g元的功能在于可以判斷INl與IN2對(duì)應(yīng)輸入信號(hào)的上升沿哪個(gè)先出現(xiàn)，比如原來INl和IN2的輸入均為0V，當(dāng)INl出現(xiàn)上升沿而IN2沒有出現(xiàn)上升沿時(shí)，與非門NANDl的輸出電平將會(huì)下降，而與非門NAND2的輸出電平依舊為高電平，此時(shí)，M41將會(huì)開通，而M42、M43、M44均關(guān)斷，OUTl將輸出上升沿，而0UT2依舊維持在低電平，IN2上升沿先出現(xiàn)的情況類似。故總結(jié)可得當(dāng)INl上升沿先出現(xiàn)時(shí)，OUTl變?yōu)楦唠娖剑?UT2為低電平；IN2上升沿先出現(xiàn)時(shí)，OUTl為低電平，0UT2變?yōu)楦唠娖?；而?dāng)INl和IN2的上升沿同時(shí)出現(xiàn)，或者它們之間的上升沿延時(shí)相差不大時(shí)，又可利用其亞穩(wěn)態(tài)的原理，組合作為時(shí)間差放大器。放大器中當(dāng)SINl和SIN2的上升沿時(shí)間差為皮秒級(jí)時(shí)，利用互斥単元的亞穩(wěn)態(tài)原理，輸出SOUTl和S0UT2之間的時(shí)間差A(yù)T可用公式表示為AT= T In (toff+ A t) - x In (toff- A t)其中T為與電路中器件大小有關(guān)的常量，At為SINl和SIN2的上升沿之間存在的時(shí)間差，toff為互斥単元中與非門NANDl與NAND2之間存在不匹配而引入的時(shí)間量。
dAT Ir對(duì)上式求導(dǎo)，可得一，從該式中可知AT與At之間存在線性放大關(guān)
tOff
系o
時(shí)數(shù)轉(zhuǎn)換器用于接收時(shí)域誤差放大后的第一電壓信號(hào)和第二電壓信號(hào)，并提取這兩個(gè)信號(hào)之間的時(shí)域誤差，并根據(jù)該時(shí)域誤差產(chǎn)生延時(shí)控制信號(hào)以校正對(duì)應(yīng)的待測(cè)數(shù)模轉(zhuǎn)換通道。如圖7所示，時(shí)數(shù)轉(zhuǎn)換器由四個(gè)時(shí)數(shù)轉(zhuǎn)換單元依次級(jí)聯(lián)而成；其中，第一時(shí)數(shù)轉(zhuǎn)換單兀的第一輸入端和第二輸入端分別為時(shí)數(shù)轉(zhuǎn)換器的第一輸入端和第二輸入端，第i_l時(shí)數(shù)轉(zhuǎn)換單元的第一級(jí)聯(lián)端和第二級(jí)聯(lián)端分別與第i時(shí)數(shù)轉(zhuǎn)換單元的第一輸入端和第二輸入端相連，第4時(shí)數(shù)轉(zhuǎn)換單元的第一級(jí)聯(lián)端和第二級(jí)聯(lián)端均懸空，四個(gè)時(shí)數(shù)轉(zhuǎn)換單元的輸出端分別輸出延時(shí)控制信號(hào)對(duì)應(yīng)的4位數(shù)字碼(BI B4) ；i為自然數(shù)且2 < i < 4 ;時(shí)數(shù)轉(zhuǎn)換單元由一互斥單元U3和四個(gè)反相器INV5 INV8組成；其中，互斥單元U3的第一輸入端與反相器INV5的輸入端相連且為時(shí)數(shù)轉(zhuǎn)換單元的第一輸入端，互斥單元U3的第二輸入端與反相器INV7的輸入端相連且為時(shí)數(shù)轉(zhuǎn)換單元的第二輸入端，反相器INV5的輸出端與反相器INV6的輸入端相連，反相器INV7的輸出端與反相器INV8的輸入端相連，反相器INV6的輸出端和反相器INV8的輸出端分別為時(shí)數(shù)轉(zhuǎn)換單元的第一級(jí)聯(lián)端和第二級(jí)聯(lián)端，互斥單元U3的第一輸出端為時(shí)數(shù)轉(zhuǎn)換單元的輸出端。時(shí)數(shù)轉(zhuǎn)換器包含兩個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端口 ；其中，兩個(gè)輸入端分別與時(shí)間差放大器的兩個(gè)信號(hào)輸出端相連，輸出端口與每條待測(cè)數(shù)模轉(zhuǎn)換通道中延時(shí)電路的控制端相 連；如果輸入端INl和輸入端IN2對(duì)應(yīng)的兩個(gè)輸入信號(hào)為頻率相同，幅值相同，占空比相同的方波，且兩個(gè)輸入信號(hào)之間存在Δ T的時(shí)間延時(shí),那么輸出端口則輸出能夠表不ΔΤ大小
的數(shù)字量。如圖7所示，四個(gè)時(shí)數(shù)轉(zhuǎn)換單元中的INV5和INV6為四個(gè)相同的反相器對(duì)，且歸為第一類反相器對(duì)；INV7和INV8也為四個(gè)相同的反相器對(duì)，且歸為第二類反相器對(duì)；第一類反相器對(duì)的延時(shí)比第二類反相器對(duì)的延時(shí)少5ps ;互斥單元U3的結(jié)構(gòu)如圖8所示，作用在于判斷兩個(gè)輸入信號(hào)上升沿哪個(gè)先到來。時(shí)間差放大器輸出的兩個(gè)電壓信號(hào)為輸入信號(hào)，先由第一時(shí)數(shù)轉(zhuǎn)換單元中的互斥單元判斷兩個(gè)電壓信號(hào)的上升沿哪個(gè)先出現(xiàn)，若INl上升沿先出現(xiàn)，則BI被置為高電平，若IN2上升沿先出現(xiàn)，則BI被置為低電平，INl在經(jīng)過INV5和INV6的延時(shí)之后的信號(hào)與IN2經(jīng)過INV7和INV8延時(shí)之后的信號(hào)再次交由第二時(shí)數(shù)轉(zhuǎn)換單元比較，比較結(jié)果再對(duì)B2賦值，以此類推，最終得到BI B4。本實(shí)施方式的校正流程為首先，基準(zhǔn)數(shù)模轉(zhuǎn)換通道和待測(cè)數(shù)模轉(zhuǎn)換通道的鎖存器分別提供I. 8V、10MHZ、50%占空比、相位基本一致但可能存在略微偏差的兩個(gè)數(shù)字方波信號(hào)給各自對(duì)應(yīng)延時(shí)電路；基準(zhǔn)數(shù)模轉(zhuǎn)換通道和待測(cè)數(shù)模轉(zhuǎn)換通道的電流元分別將各自對(duì)應(yīng)的延時(shí)電路輸出幅值為I. 8V的電壓方波轉(zhuǎn)換為30uA的電流方波輸出；然后，電流方波檢測(cè)器將兩個(gè)電流元輸出的幅值為30uA兩個(gè)電流方波分別轉(zhuǎn)換為幅值為I. 8V兩個(gè)電壓方波輸出；時(shí)間差放大器將電流方波檢測(cè)器輸出的兩個(gè)電壓方波之間存在的延時(shí)差放大10倍后再將兩個(gè)電壓方波輸出給時(shí)數(shù)轉(zhuǎn)換器；最后，時(shí)數(shù)轉(zhuǎn)換器將輸入的兩個(gè)方波之間的時(shí)間差轉(zhuǎn)化為數(shù)字量，輸出給待測(cè)數(shù)模轉(zhuǎn)換通道的延時(shí)電路，則延時(shí)電路根據(jù)時(shí)數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出的數(shù)字控制量對(duì)延時(shí)大小進(jìn)行調(diào)整；依此循環(huán)，直至基準(zhǔn)數(shù)模轉(zhuǎn)換通道和待測(cè)數(shù)模轉(zhuǎn)換通道的電流元輸出的信號(hào)同步。本實(shí)施方式中，基準(zhǔn)通道的延時(shí)電路的延時(shí)控制信號(hào)一直設(shè)定為0000，待測(cè)通道的延時(shí)電路的延時(shí)控制信號(hào)初始值也為0000,由于基準(zhǔn)鎖存器的輸出方波信號(hào)相比于其他鎖存器的輸出方波信號(hào)存在延時(shí)，導(dǎo)致基準(zhǔn)數(shù)模轉(zhuǎn)換通道的輸出波形相比于待測(cè)數(shù)模轉(zhuǎn)換通道的輸出波形存在延時(shí)，設(shè)該延時(shí)量為lps，并且時(shí)間差放大器的放大倍數(shù)為10倍，則時(shí)數(shù)轉(zhuǎn)換器的第一輸入信號(hào)將領(lǐng)先第二輸入信號(hào)10ps，經(jīng)過時(shí)數(shù)轉(zhuǎn)換器檢測(cè)之后輸出的BI B4的信號(hào)為1100,該信號(hào)作為延時(shí)控制信號(hào)傳輸給延時(shí)電路,若姆個(gè)延時(shí)單兀的變化 會(huì)造成500f s的延時(shí)，則當(dāng)延時(shí)控制信號(hào)從0000變?yōu)?100時(shí)，延時(shí)電路將會(huì)在原有延時(shí)基礎(chǔ)上再延時(shí)lps，這樣便完成了對(duì)該數(shù)模轉(zhuǎn)換通道的時(shí)域誤差校正。
權(quán)利要求
1.一種具有時(shí)域誤差校正功能的電流舵數(shù)模轉(zhuǎn)換器，包括n+l條數(shù)模轉(zhuǎn)換通道和一時(shí)域誤差校正單元；n+l條數(shù)模轉(zhuǎn)換通道分為一條基準(zhǔn)數(shù)模轉(zhuǎn)換通道和n條待測(cè)數(shù)模轉(zhuǎn)換通道，所述的時(shí)域誤差校正單元用于向待測(cè)數(shù)模轉(zhuǎn)換通道提供延時(shí)控制信號(hào)，n為大于I的自然數(shù)；其特征在于 所述的數(shù)模轉(zhuǎn)換通道包括 鎖存器，用于產(chǎn)生數(shù)字方波信號(hào)； 延時(shí)電路，用于對(duì)數(shù)字方波信號(hào)進(jìn)行延時(shí)輸出；其中，基準(zhǔn)數(shù)模轉(zhuǎn)換通道的延時(shí)電路根據(jù)給定的基準(zhǔn)延時(shí)信號(hào)對(duì)數(shù)字方波信號(hào)進(jìn)行延時(shí)輸出，待測(cè)數(shù)模轉(zhuǎn)換通道的延時(shí)電路根據(jù)所述的延時(shí)控制信號(hào)對(duì)數(shù)字方波信號(hào)進(jìn)行延時(shí)輸出；所述的延時(shí)控制信號(hào)和基準(zhǔn)延時(shí)信號(hào)均為m位的數(shù)字碼；m為大于I的自然數(shù)； 電流兀，用于將延時(shí)后的數(shù)字方波信號(hào)轉(zhuǎn)換為電流方波信號(hào)輸出； 所述的時(shí)域誤差校正單元包括 電流方波檢測(cè)器，用于采集基準(zhǔn)數(shù)模轉(zhuǎn)換通道輸出的電流方波信號(hào)和任一待測(cè)數(shù)模轉(zhuǎn)換通道輸出的電流方波信號(hào)，并將這兩個(gè)信號(hào)分別轉(zhuǎn)換為第一電壓信號(hào)和第二電壓信號(hào)； 時(shí)間差放大器，用于對(duì)第一電壓信號(hào)與第二電壓信號(hào)之間的時(shí)域誤差進(jìn)行放大； 時(shí)數(shù)轉(zhuǎn)換器，用于接收時(shí)域誤差放大后的第一電壓信號(hào)和第二電壓信號(hào)，并提取這兩個(gè)信號(hào)之間的時(shí)域誤差，并根據(jù)該時(shí)域誤差產(chǎn)生延時(shí)控制信號(hào)以校正對(duì)應(yīng)的待測(cè)數(shù)模轉(zhuǎn)換通道。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的具有時(shí)域誤差校正功能的電流舵數(shù)模轉(zhuǎn)換器，其特征在于所述的延時(shí)電路由m個(gè)延時(shí)單元和四個(gè)MOS管Mll M14組成；其中，所述的延時(shí)單元的第一輸入端與MOS管Mll的源極相連并接電源電壓，延時(shí)單元的第一輸出端與MOS管Mll的漏極和MOS管M12的源極相連，MOS管MlI的柵極接收給定的偏置電壓信號(hào)vpb，M0S管M12的柵極與MOS管M13的柵極相連且為延時(shí)電路的輸入端，MOS管M12的漏極與MOS管M13的漏極相連且為延時(shí)電路的輸出端，延時(shí)單元的第二輸入端與MOS管M13的源極和MOS管M14的漏極相連，延時(shí)單元的第二輸出端與MOS管M14的源極相連并接地；M0S管M14的柵極接收給定的偏置電壓信號(hào)vnb。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有時(shí)域誤差校正功能的電流舵數(shù)模轉(zhuǎn)換器，其特征在于所述的延時(shí)單元由兩個(gè)MOS管Ml M2和一個(gè)反相器INVl組成；其中，MOS管Ml的源極為延時(shí)單兀的第一輸入端，MOS管Ml的漏極為延時(shí)單兀的第一輸出端，MOS管Ml的柵極與反相器INVl的輸入端相連且為延時(shí)單元的控制端，反相器INVl的輸出端與MOS管M2的柵極相連，MOS管M2的漏極為延時(shí)單元的第二輸入端，MOS管M2的源極為延時(shí)單元的第二輸出端個(gè)延時(shí)單元的控制端分別接收延時(shí)控制信號(hào)對(duì)應(yīng)的m位數(shù)字碼或基準(zhǔn)延時(shí)信號(hào)對(duì)應(yīng)的m位數(shù)字碼。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的具有時(shí)域誤差校正功能的電流舵數(shù)模轉(zhuǎn)換器，其特征在于所述的電流元由一電流源I、一反相器INV2、七個(gè)MOS管M21 M27和兩個(gè)電阻Rl R2組成；其中，電流源I的輸入端接電源電壓，電流源I的輸出端與MOS管M21的源極和MOS管M22的源極相連，MOS管M21的柵極和MOS管M22的柵極分別接收給定的偏置電壓信號(hào)Vl和偏置電壓信號(hào)V2，MOS管M21的漏極與MOS管M23的源極和MOS管M24的源極相連，MOS管M22的漏極與MOS管M25的源極和MOS管M26的源極相連，MOS管M23的柵極與MOS管M25的柵極和反相器INV2的輸入端相連且為電流元的輸入端，反相器INV2的輸出端與MOS管M24的柵極和MOS管M26的柵極相連，MOS管M23的漏極與電阻Rl的一端相連，電阻Rl的另一端接地，MOS管M24的漏極與電阻R2的一端相連，電阻R2的另一端接地，MOS管M25的漏極為電流元的輸出端，MOS管M26的漏極與MOS管M27的漏極和柵極相連，MOS管M27的源極接地。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的具有時(shí)域誤差校正功能的電流舵數(shù)模轉(zhuǎn)換器，其特征在于所述的電流方波檢測(cè)器由兩個(gè)電流比較器組成；所述的電流比較器由七個(gè)MOS管M31 M37和兩個(gè)反相器INV3 INV4組成；其中，MOS管M32的柵極與MOS管M31的柵極和漏極相連且為電流比較器的輸入端，MOS管M32的漏極與MOS管M33的漏極、MOS管M34的源極、MOS管M35的源極、MOS管M36的柵極和MOS管M37的柵極相連，MOS管M33的柵極接收給定的偏置電壓信號(hào)VB，MOS管M34的柵極與MOS管M35的柵極、MOS管M36的漏極、MOS管M37的漏極和反相器INV3的輸入端相連，MOS管M33的源極與MOS管M34的漏極和MOS管M37的源極相連并接電源電壓，MOS管M31的源極與MOS管M32的源極、MOS管M35的漏極和MOS管M36的源極相連并接地，反相器INV3的輸出端與反相器INV4的輸入端相連，反相器INV4的輸出端為電流比較器的輸出端。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的具有時(shí)域誤差校正功能的電流舵數(shù)模轉(zhuǎn)換器，其特征在于所述的時(shí)間差放大器由兩個(gè)互斥單元Ul U2和兩個(gè)或門ORl 0R2組成；其中，互斥單元Ul的第一輸入端與互斥單兀U2的第二輸入端相連且為時(shí)間差放大器的第一信號(hào)輸入端，互斥單兀U2的第一輸入端與互斥單兀Ul的第二輸入端相連且為時(shí)間差放大器的第二信號(hào)輸入端，互斥單元Ul的第一輸出端和第二輸出端分別與或門ORl的兩個(gè)輸入端相連，互斥單元U2的第一輸出端和第二輸出端分別與或門0R2的兩個(gè)輸入端相連，或門ORl的輸出端和或門0R2的輸出端分別為時(shí)間差放大器的第一信號(hào)輸出端和第二信號(hào)輸出端。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的具有時(shí)域誤差校正功能的電流舵數(shù)模轉(zhuǎn)換器，其特征在于所述的時(shí)數(shù)轉(zhuǎn)換器由m個(gè)時(shí)數(shù)轉(zhuǎn)換單元依次級(jí)聯(lián)而成；其中，第一時(shí)數(shù)轉(zhuǎn)換單元的第一輸入端和第二輸入端分別為時(shí)數(shù)轉(zhuǎn)換器的第一輸入端和第二輸入端，第i_l時(shí)數(shù)轉(zhuǎn)換單元的第一級(jí)聯(lián)端和第二級(jí)聯(lián)端分別與第i時(shí)數(shù)轉(zhuǎn)換單元的第一輸入端和第二輸入端相連，第m時(shí)數(shù)轉(zhuǎn)換單元的第一級(jí)聯(lián)端和第二級(jí)聯(lián)端均懸空，m個(gè)時(shí)數(shù)轉(zhuǎn)換單元的輸出端分別輸出延時(shí)控制信號(hào)對(duì)應(yīng)的m位數(shù)字碼；i為自然數(shù)且2 < i < m。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的具有時(shí)域誤差校正功能的電流舵數(shù)模轉(zhuǎn)換器，其特征在于所述的時(shí)數(shù)轉(zhuǎn)換單元由一互斥單元U3和四個(gè)反相器INV5 INV8組成；其中，互斥單元U3的第一輸入端與反相器INV5的輸入端相連且為時(shí)數(shù)轉(zhuǎn)換單元的第一輸入端，互斥單元U3的第二輸入端與反相器INV7的輸入端相連且為時(shí)數(shù)轉(zhuǎn)換單元的第二輸入端，反相器INV5的輸出端與反相器INV6的輸入端相連，反相器INV7的輸出端與反相器INV8的輸入端相連，反相器INV6的輸出端和反相器INV8的輸出端分別為時(shí)數(shù)轉(zhuǎn)換單元的第一級(jí)聯(lián)端和第二級(jí)聯(lián)端，互斥單元U3的第一輸出端為時(shí)數(shù)轉(zhuǎn)換單元的輸出端。
9.根據(jù)權(quán)利要求6或8所述的具有時(shí)域誤差校正功能的電流舵數(shù)模轉(zhuǎn)換器，其特征在于所述的互斥單元由兩個(gè)與非門NANDl NAND2和四個(gè)MOS管M41 M44組成；其中，與非門NANDl的第一輸入端和與非門NAND2的第一輸入端分別為互斥單兀的第一輸入端和第二輸入端，與非門NANDl的第二輸入端與第二與非門的輸出端、MOS管M41的源極、MOS管M43的柵極和MOS管M44的柵極相連，第二與非門的第二輸入端與第一與非門的輸出端、MOS管M43的源極、MOS管M41的柵極和MOS管M42的柵極相連，MOS管M42的源極與MOS管M44的源極相連并接地，MOS管M41的漏極與MOS管M42的漏極相連且為互斥單元的第一輸出 端，MOS管M43的漏極與MOS管M44的漏極相連且為互斥單元的第二輸出端。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種具有時(shí)域誤差校正功能的電流舵數(shù)模轉(zhuǎn)換器，包括n+1條數(shù)模轉(zhuǎn)換通道和一時(shí)域誤差校正單元；數(shù)模轉(zhuǎn)換通道包括鎖存器、延時(shí)電路和電流元，時(shí)域誤差校正單元包括電流方波檢測(cè)器、時(shí)間差放大器和時(shí)數(shù)轉(zhuǎn)換器。本發(fā)明采用了時(shí)間差放大器和時(shí)數(shù)轉(zhuǎn)換器，存在于數(shù)模轉(zhuǎn)換器中的時(shí)域誤差可以被線性放大，并且直接轉(zhuǎn)化為數(shù)字量，所以時(shí)域誤差檢測(cè)的精度大大提高；且檢測(cè)微小的時(shí)域誤差變得更加容易和快速；同時(shí)本發(fā)明中的校正單元可完全采用數(shù)字電路得以實(shí)現(xiàn)，所以靜態(tài)功耗幾乎為零。
文檔編號(hào)H03M1/10GK102769470SQ20121026141
公開日2012年11月7日 申請(qǐng)日期2012年7月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月26日
發(fā)明者何樂年, 施琦鋒, 薛曉博 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)