基于电荷匹配的全对称四端动态比较器的失调校正方法技术

本发明专利技术公开了一种基于电荷匹配的全对称四端动态比较器的失调校正方法，包括以下步骤：根据时钟信号、复位信号和校正信号控制比较器进入失调校正状态；向比较器的输入端输入共模电平信号；控制与比较器的输出端相连的可调电容，以在可调电容的作用下使比较器输出正负端电荷匹配，其中，可调电容通过将NMOS晶体管源极和漏极短接形成。本发明专利技术的方法能够消除浮空节点对比较器速度和精度的影响，以及消除动态比较器中各种因素引起的失调，提高电路精度。本发明专利技术还提供了一种基于电荷匹配的全对称四端动态比较器的失调校正系统。

【技术实现步骤摘要】
基于电荷匹配的全对称四端动态比较器的失调校正方法
本专利技术涉及集成电路
，特别涉及一种基于电荷匹配的全对称四端动态比较器的失调校正方法及系统。
技术介绍
高速逐次逼近模数转换器多应用于无线传感网络的射频前端接收机，在该应用中，高速、中等转换精度以及低功耗的模数转换器对系统性能具有显著影响。逐次逼近模数转换器主要包括采样保持电路、数模转换器、比较器和数字控制逻辑四个部分。其中比较器是逐次逼近模数转换器中主要的功耗来源，主要分为静态比较器和动态比较器。其中静态比较器通过使用运算放大器，将输入电压差放大到后级所能识别的幅度，然后进行比较。这种结构的好处是比较器精度较高，失调较小，但是由于运算放大器的使用，导致电路中静态电流的存在，功耗较大，而且速度也较慢，所以并不适用于高速电路的设计。而在动态比较器中，不再使用前置运算放大器，通过正反馈锁存器实现电压的迅速判决，有利于实现低功耗设计，与此同时可实现较快的速度。但与此同时，这种结构的失调较大，也较容易受噪声干扰。所以采用动态比较器时，经常要对比较器的失调进行校正。比较器失调的来源包括工艺偏差导致的晶体管尺寸不匹配以及阈值电压偏差等方面，而各种失配因素可以等效成比较器中输出节点电荷不匹配引起。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决上述相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的目的在于提出一种基于电荷匹配的全对称四端动态比较器的失调校正方法，该方法能够消除浮空节点对比较器速度和精度的影响，以及消除动态比较器中各种因素引起的失调，提高电路精度。本专利技术的另一个目的在于提供一种基于电荷匹配的全对称四端动态比较器的失调校正系统。为达到上述目的，本专利技术的第一方面实施例提出了一种基于电荷匹配的全对称四端动态比较器的失调校正方法，包括以下步骤：根据时钟信号、复位信号和校正信号控制比较器进入失调校正状态；向所述比较器的输入端输入共模电平信号；控制与所述比较器的输出端相连的可调电容，以在所述可调电容的作用下使所述比较器输出正负端电荷匹配，其中，所述可调电容通过将NMOS晶体管源极和漏极短接形成。根据本专利技术实施例提出的基于电荷匹配的全对称四端动态比较器的失调校正方法，可实现比较器电路中没有浮空节点，消除了浮空节点对比较器速度和精度的影响。另外，可消除动态比较器中各种因素引起的失调。并且对比较器输出节点进行电容补偿，保证比较器输出正负端电荷匹配，减小在中间级进行校正补偿对输入信号端的影响，提高电路精度。另外，根据本专利技术上述实施例的基于电荷匹配的全对称四端动态比较器的失调校正方法还可以具有如下附加的技术特征：进一步地，所述比较器具有第一输出信号和第二输出信号，所述可调电容包括第一电容和第二电容，其中，所述第一电容的一端与所述第一输出信号相连，所述第一电容的另一端与第一校正反馈信号相连，所述第二电容的一端与所述第二输出信号相连，所述第二电容的另一端与第二校正反馈信号相连。进一步地，所述第一电容和第二电容有多个晶体管并联构成。进一步地，还包括：在所述比较器处于复位状态时，通过电平检测电路卸放浮空节点寄生电荷。本专利技术第二方面的实施例还提供了一种基于电荷匹配的全对称四端动态比较器的失调校正系统，包括：状态切换模块，所述状态切换模块用于根据时钟信号、复位信号和校正信号控制比较器进入失调校正状态；输入模块，所述输入模块用于向所述比较器的输入端输入共模电平信号；控制模块，所述控制模块用于控制与所述比较器的输出端相连的可调电容，以在所述可调电容的作用下使所述比较器输出正负端电荷匹配，其中，所述可调电容通过将NMOS晶体管源极和漏极短接形成。根据本专利技术实施例提出的基于电荷匹配的全对称四端动态比较器的失调校正系统，可实现比较器电路中没有浮空节点，消除了浮空节点对比较器速度和精度的影响。另外，可消除动态比较器中各种因素引起的失调。并且对比较器输出节点进行电容补偿，保证比较器输出正负端电荷匹配，减小在中间级进行校正补偿对输入信号端的影响，提高电路精度。另外，根据本专利技术上述实施例的基于电荷匹配的全对称四端动态比较器的失调校正系统还可以具有如下附加的技术特征：进一步地，所述比较器具有第一输出信号和第二输出信号，所述可调电容包括第一电容和第二电容，其中，所述第一电容的一端与所述第一输出信号相连，所述第一电容的另一端与第一校正反馈信号相连，所述第二电容的一端与所述第二输出信号相连，所述第二电容的另一端与第二校正反馈信号相连。进一步地，所述第一电容和第二电容有多个晶体管并联构成。进一步地，还包括：卸放模块，所述卸放模块用于在所述比较器处于复位状态时，通过电平检测电路卸放浮空节点寄生电荷。本专利技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1是通过电荷泵实现电流补偿的比较器失调方法的原理示意图；图2是通过电荷泵实现电流补偿的比较器失调校正方法的校正过程波形图；图3是通过比较器输出节点电容补偿的校正方法的原理示意图；图4是根据本专利技术一个实施例的基于电荷匹配的全对称四端动态比较器的失调校正方法的流程图；图5是根据本专利技术一个实施例的基于电荷匹配的全对称四端动态比较器的失调校正方法的原理示意图；图6是根据本专利技术一个实施例的基于电荷匹配的全对称四端动态比较器的失调校正方法的控制信号的波形示意图；以及图7是根据本专利技术一个实施例的基于电荷匹配的全对称四端动态比较器的失调校正系统的结构框图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。下面在描述根据专利技术实施例提出的基于电荷匹配的全对称四端动态比较器的失调校正方法及系统之前，先来简单描述一下相关技术中比较器失调校正方法。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于电荷匹配的全对称四端动态比较器的失调校正方法，其特征在于，包括以下步骤：根据时钟信号、复位信号和校正信号控制比较器进入失调校正状态；向所述比较器的输入端输入共模电平信号；控制与所述比较器的输出端相连的可调电容，以在所述可调电容的作用下使所述比较器输出正负端电荷匹配，其中，所述可调电容通过将NMOS晶体管源极和漏极短接形成。

【技术特征摘要】
1.一种基于电荷匹配的全对称四端动态比较器的失调校正方法，其特征在于，包括以下步骤：根据时钟信号、复位信号和校正信号控制比较器进入失调校正状态；向所述比较器的输入端输入共模电平信号；控制与所述比较器的输出端相连的可调电容，以在所述可调电容的作用下使所述比较器输出正负端电荷匹配，其中，所述可调电容通过将NMOS晶体管源极和漏极短接形成；在所述比较器处于复位状态时，通过电平检测电路卸放浮空节点寄生电荷。2.根据权利要求1所述的基于电荷匹配的全对称四端动态比较器的失调校正方法，其特征在于，所述比较器具有第一输出信号和第二输出信号，所述可调电容包括第一电容和第二电容，其中，所述第一电容的一端与所述第一输出信号相连，所述第一电容的另一端与第一校正反馈信号相连，所述第二电容的一端与所述第二输出信号相连，所述第二电容的另一端与第二校正反馈信号相连。3.根据权利要求2所述的基于电荷匹配的全对称四端动态比较器的失调校正方法，其特征在于，所述第一电容和第二电容有多个晶体管并联构成。4.一种基于电荷匹配的全对称四端动态比较器的失调校正...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩雪，魏琦，杨华中，汪蕙，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11