[发明专利]具有离散增益之电压时间转换器

权利要求书

1.一种具有离散增益之电压时间转换器，其特征在于，由动态放大器、增益校正电路、反相器、负载电容(C_L)以及校正码生成电路(CCG)组成；其中，动态放大器由3个N型晶体管(MN1- MN 3)和两个P型晶体管(MP1- MP2)组成；增益校正电路以及校正码生成电路(CCG)依序连接；增益校正电路由4个N型晶体管(NM4- NM 7) 依序连接组成，校正码生成电路由温度码-二进制码转换电路(T2B)、找出最大值和最小值电路电路以及加法器组成；当控制信号(CKP)为0时，负载电容(C_L)被充电到VDD；当控制信号(CKP)为1时，根据两输入电压的信号产生两条不同大小的电流，使得两个负载电容(C_L)以不同速率从VDD放电至地；最后当放电的电压小于反相器的门槛电压时，反相器输出由0转变至1，两个反相器输出时间信号的相位差即为放大的时间信号；加入的增益校正电路用于产生离散增益，以稳定电压时间转换器之增益。

2.根据权利要求1所述的电压时间转换器，其特征在于，主要藉由电压-时间转换的方式来实现一个放大的效果；两输入电压的电压差，经过电压时间转换器后得到一个对应的时间差；根据电容充放电的特性，当输入的电压差值越小时，输出的时间差和输入呈现一个稳定增益的放大。

3.根据权利要求1所述的电压时间转换器，其特征在于，动态放大器中使用一个控制信号(CKP)决定负载电容(C_L)是否充放电，在控制信号为1时，产生电流放电至地，以节省静态功率的消耗。

4.根据权利要求1所述的电压时间转换器，其特征在于，当输入电压产生的电流过大或过小时，增益校正电路根据校正码生成电路(CCG)的输出(Cali[3:0])打开或关闭四个N型晶体管，产生两输入电压产生的电流大小，以维持稳定的转换增益；此外，增益校正电路所产生的离散增益，可扩展增益校正的范围并减少固定延时的产生，以提高转换速率。

5.根据权利要求1所述的电压时间转换器，其特征在于，所述的校正码生成电路通过产生数字控制位进行增益校正；产生数字控制位的方法为将时间数字转换器输出转为二进制码，并藉由电路max和电路min找出时间数字转换器输出的最大和最小值，其中最小值代表时间数字转换器中的偏差，并得到其范围的大小，最后将输出范围与理想的输出范围相减得到差值，并输入至增益校正电路中。

6.如权利要求1-5之一所述的电压时间转换器在混合式时间数字转换器中的应用。

7.如权利要求6所述的应用，所述混合式时间数字转换器架构包括仿真时间转换器、所述的电压时间转换器以及时间数字转换器；架构中的模拟数字转换器主要为逐次逼近式模拟数字转换器，而时间数字转换器的为快闪时间数字架构，当输入电压信号进入模拟数字转换器进行量第一次量化后，余量电压的误差藉由电压时间转换器转成时间信号输入至时间数字转换器进行第二次量化，以实现高精度的特性；电压时间转换器藉由校正码生成电路的设计，实现增益校正，进一步提升混合式时间数字转换器的线性度。