[发明专利]一种低失调的预放大锁存比较器

说明书

技术领域

本发明涉及一种低失调的预放大锁存比较器，属于比较器技术。

背景技术

比较器将输入模拟信号转化为数字信号，是模拟到数字的一个重要接口，广泛运用于模数转换器，数模转换器等电路。其中预放大锁存比较器由于预放大器能够放大输入模拟信号、隔离输出数字对输入信号影响，以及锁存器的快速比较锁存，相对于精度高速度慢的放大器型比较器，能够很好的发挥锁存型比较器的速度优势，并在精度上有一定的提高。因而预放大锁存比较器在实际工程实践中得到广泛应用。但是随着数字电路的飞速发展，对模数转换器，数模转换器等电路的速度、精度要求不断提高，利用传统的预放大锁存比较器很难满足高精度要求，因此对预放大锁存比较器的失调校准在高速高精度的应用中发挥着重要的作用。

传统的失调校准技术是在比较器工作的时候用电容存储失调，再对预放大器进行失调校准。这种方法会限制比较器的速度，并且只能校准预放大器的失调，并没有对锁存器进行失调校准。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种低失调的预放大锁存比较器，提高比较器的精度。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种低失调的预放大锁存比较器，包括基础预放大锁存比较器、失调补偿对管、失调校准开关和失调校准控制电路，所述基础预放大锁存比较器包括第一级的预放大器、第二级的锁存器，所述失调补偿对管包括失调调整管，所述失调调整管并联在预放大器的输出端，作为比较器失调补偿的载体，通过改变失调调整管的差分栅压来补偿比较器的失调电压；所述失调校准开关作为失调校准控制电路是否进行失调校准操作的使能开关；所述失调校准控制电路采用双向移位寄存器，用于存储失调信息并调整失调调整管的栅压以补偿比较器的失调。失调校准控制电路采用有源器件，能够保证校准后的失调补偿对管的偏置电压V_{cal_L}/V_{cal_R}保持不变，避免了用电容作为存储失调的器件时，电路中MOS漏电流使得电容漏电的情况。

所述失调校准控制电路包括失调补偿对管偏置电路、偏置调整电路、偏置调整选通开关和偏置调整控制模块；所述失调补偿对管偏置电路用于将电流源产生的电流转化为偏置电压；所述偏置调整电路用于产生调整电流，通过失调补偿对管偏置电路调整失调补偿对管的栅压；所述偏置调整选通开关用于将偏置调整电路产生的调整电流源选通至失调补偿对管偏置电路进行偏置；所述偏置调整控制模块主要由双向移位寄存器构成，对偏置调整电路的电流源开关进行控制。

所述失调补偿对管偏置电路主要由第二十PMOS管M20、二十一PMOS管M21、第二十二PMOS管M22、第二十五NMOS管M25和第二十六NMOS管M26构成；第二十PMOS管M20与第二十一PMOS管M21和第二十二PMOS管M22构成电流镜；第二十五NMOS管M25和第二十六NMOS管M26连接成二极管形式作为MOS管电阻，将由电流源镜像而来的电流I_r1叠加上由失调调整电路产生的补偿电流I_CL/I_CR转化为失调补偿对管的偏置电压V_{cal_L}/V_{cal_R}。

所述偏置调整电路包括一组并联的调整电流源，每个调整电流源串联一个电流源开关；每个调整电流源为一个PMOS管，每个电流源开关为一个PMOS管；所述第二十PMOS管M20与调整电流源构成电流镜。本发明所采取的失调校准方法能够将失调电压降低为校准前的1/N，其中N为调整电流源的数量。调整电流源的数量取决于所要达到的精度，增加调整电流源的个数能够提高失调校准的精度，而相应减少调整电流源的个数则会减小失调校正的效果；电流源开关的状态决定了所串联的调整电流源的是否有效。设计所有作为调整电流源的PMOS管是带有权重的，权重体现在PMOS管的宽长比；加入权重可以使得每一步调整的比较器失调电压相同，即输入失调电压调整步长相同。