[发明专利]抑制失调电压的比较器及抑制比较器失调电压的方法有效

专利信息
申请号: 202110094207.X 申请日: 2021-01-25
公开(公告)号: CN112422106B 公开(公告)日: 2021-04-06
发明(设计)人: 刘森;张均安;刘兴龙;杨超;李建平 申请(专利权)人: 微龛(广州)半导体有限公司
主分类号: H03K3/011 分类号: H03K3/011;H03K3/023
代理公司: 上海光华专利事务所(普通合伙) 31219 代理人: 施婷婷
地址: 510663 广东省广州市高新技术*** 国省代码: 广东;44
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摘要:
搜索关键词: 抑制 失调 电压 比较 方法
【说明书】:

发明提供一种抑制失调电压的比较器及抑制比较器失调电压的方法,包括:比较模块;差分运算模块,产生第一、第二失配信号;压控振荡模块,基于第一、第二失配信号产生第一、第二振荡信号;计数模块,对第一、第二振荡信号进行计数;数字控制模块,基于计数值产生控制信号;译码模块,对控制信号进行译码得到修调信号。比较模块的正相和反相输入端接收共模信号,输出第一、第二失配信号;分别对第一、第二失配信号进行量化;基于计数值产生控制信号以对比较模块的负载大小或输入管尺寸进行修调。本发明完全自动化,消耗面积小,占用时间少,且对比较器本身的带宽影响非常小;同时,由于本发明在芯片上电时执行,因此可追踪失调电压的漂移。

技术领域

本发明涉及集成电路设计领域,特别是涉及一种抑制失调电压的比较器及抑制比较器失调电压的方法。

背景技术

比较器是绝大部分模数转换器(Analog to Digital Converter,ADC)最常用的模块。无论是逐次转换ADC,sigma-delta ADC,还是Flash ADC,比较器都是其重要一个模块,比较器的失调(offset)直接影响到ADC输出精度,甚至使得输出饱和,影响ADC正常工作。因此,比较器的设计一般会重点考虑如何去抑制或者消除失调电压。

现有技术中,一般采用增大比较器输入对管尺寸和输出负载尺寸的方法来从设计端抑制比较器的失调电压,输入对管和输出负载的尺寸增大相对的失配就会减小,失调电压就会较小,但是这样的设计会占用较大的面积,特别是当比较器使用较多的时候;比如像Flash ADC,其比较器数目随转换精度指数增长,3bit需要7(按23-1计算)个,6bit就得63个,因此,这些类型的ADC单纯靠增大面积去抑制失调电压显然是不可取的,直接增加了单颗芯片的成本。

另外一种方法是在设计中引入一个自动存储抵消机制,即先将输入短接,然后将输出连接到电容上,这样等效输出的失调电压就被存到电容上,等正常转换时候再用实际输出减去电容上存储的失调电压,以此抵消比较器的失调。此种方法也属于自动校准方法,但是需要提供一个额外的相位让比较器每次正常工作前,先进入输入短接模式来存储失调电压,显然此种情况会占用转换时间;另外还需要插入一个电容,该电容会增大比较器输出容性负载,降低比较器带宽;因此,此种方法不适用于超高速ADC设计中。

除了此以外,还有一种比较常用的方法就是给比较器输入一个较小的斜坡信号,去捕捉输出跳变点对应输入信号的位置,然后再根据记录的输入信号位置调整尺寸并记录在存储器中,此种方法只用校准一次,以后每次使用的时候都是从存储器中载入即可,不用占用额外的相位,但是测试难以做到全自动,且对测试用输入信号有严格要求。

因此,如何在实现比较器失调电压的自动校准的同时,减小芯片消耗面积、减少转换时间、不影响比较器带宽,已成为本领域技术人员亟待解决的问题之一。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点,本发明的目的在于提供一种抑制失调电压的比较器及抑制比较器失调电压的方法,用于解决现有技术中比较器失调电压的校准电路消耗芯片面积大、占用转换时间、影响比较器带宽等问题。

为实现上述目的及其他相关目的,本发明提供一种抑制失调电压的比较器,所述抑制失调电压的比较器至少包括:

比较模块,用于对输入信号进行比较;

差分运算模块,连接所述比较模块的输出端,输出第一失配信号及第二失配信号,所述第一失配信号与所述第二失配信号为所述比较模块输出失配的差分信号;

压控振荡模块,连接所述差分运算模块的输出端,分别基于所述第一失配信号及第二失配信号产生第一振荡信号及第二振荡信号;

计数模块,连接所述压控振荡模块的输出端,在预设时间段内分别对所述第一振荡信号及所述第二振荡信号进行计数,得到第一计数值及第二计数值;

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