[发明专利]一种基于翻转电压跟随器的电阻串相位差值电路

说明书

本发明属于模拟集成电路技术领域，具体涉及一种基于翻转电压跟随器的电阻串相位差值电路。本发明包括电流饥饿反相器、翻转电压跟随器、电阻串和交流耦合自偏置反相器。其中，电流饥饿反相器用于控制输入信号的压摆率；翻转电压跟随器既可以用作隔离的缓冲器，也可以有效提高输出驱动能力；电阻串对翻转电压跟随器的输出作分压插值；交流耦合的自偏置反相器起到了比较器的作用。本发明的有益效果为，电路结构简单，有效地缓解插值信号上升下降时间与相位差之间严苛的大小关系，增大处理的输入信号相位差的范围，功耗低，工艺适应性强，电阻串数目决定插值的多相位信号数目，可通过调整电阻数目灵活设计所需多相位信号数目。

技术领域

本发明属于模拟集成电路技术领域，具体涉及一种基于翻转电压跟随器的电阻串相位差值电路。

背景技术

相位差值电路通常是用来对两个有着一定相位差的输入信号进行相位差值，从而得到一系列在两个输入信号之间等间隔均匀分布的多相位信号。因此，相位差值电路被广泛地使用在各种系统中，例如：锁相环、延迟锁定环、数字时间转换器、片上系统和时钟数据恢复电路等。

传统的模拟相位差值电路多是利用模拟加法器的原理，将一对差分放大器组合在一起共用一组电阻负载，通过调控尾电流的比例大小，得到不同插值比例的多相位信号。这种结构虽然常用，但是很难应用到低电源电压的系统中。由于始终导通，导致电路的功耗很大，另一方面，想要精确控制电流的大小也是很难实现的。

考虑到工艺进步下电源电压的不断减小，出现了数字相位差值电路，将两个具有相位差的输入信号经过两组反相器之后的输出接到一起，通过控制反相器电流对输入信号的上升沿和下降沿作调制，以得到明显的信号斜坡，此外通过控制导通的反相器个数对输出电容节点作不同比例的电流充放电，从而得到相应的多相位信号。类似的，反相器电流调制还可以应用到基于电阻串分压的相位差值电路中，如图1所示，这种相位差值电路往往和数字电路相结合使用。这些数字相位差值电路结构简单，无需调控电流比例，能在低电源电压下工作，而且由于数字电路的动态特性，也可以实现低功耗。但是它们能处理的输入信号相位差大小一般要远小于调制后的上升或下降时间大小，导致应用范围大大受限。

发明内容

本发明的目的，就是针对上述传统电路存在的问题，提出一种基于翻转电压跟随器的电阻串相位差值电路。

本发明的技术方案是一种基于翻转电压跟随器的电阻串相位差值电路，其特征在于，包括电流饥饿反相器、翻转电压跟随器、电阻串和交流耦合自偏置反相器。其中，电流饥饿反相器用于控制输入信号的压摆率，得到合适的上升和下降时间；翻转电压跟随器既可以用作隔离的缓冲器，也可以有效提高输出驱动能力；电阻串对翻转电压跟随器的输出作分压插值；交流耦合的自偏置反相器起到了比较器的作用，将分压后的信号与自偏置的阈值电压作比较，得到所需的多相位信号。

所述电流饥饿反相器和翻转电压跟随器由PMOS管MP1、MP2、MP3、MP4、MP5、MP6，NMOS管MN1、MN2、MN3、MN4、MN5、MN6、MN7组成；其中，MP1的源极接电源，其栅极接第一偏置电压，其漏极与MN1的栅极漏极、MN2的栅极和MN3的栅极相连；MP2的源极接电源，其栅极与漏极相连，其漏极接MP3的栅极和MN2的漏极；MP3的源极接MP4的漏极，其漏极接MN3的漏极和MN5的栅极；MP4的源极接电源，其栅极与MN4栅极的连接点接输入信号；MP5的源极接电源电压，其栅极与MP6的栅极漏极和MN7的漏极相连，其漏极接MN5漏极和MN6栅极；MP6的源极接电源；MN1的源极接地；MN2的源极接地；MN3的源极接MN4的漏极；MN4的源极接地；MN5的源极与MN6的漏极的连接点作为这两级电路的输出；MN6的源极接地；MN7的源极接地，其栅极接第二偏置电压。