[发明专利]一种低回踢噪声的动态比较器

说明书

本发明公开了一种低回踢噪声的动态比较器。所述动态比较器包括第一级无尾电流开关管双锁存器放大电路，第二级动态锁存器和延时触发器。预放大电路无尾电流源，差分输入管的源极接地，避免了传统动态比较器比较时源极电压从电源电压放电到地而引起的共模回踢噪声。第二级动态锁存器对第一级放大电路的输出进行比较，得到最终的比较结果。延时触发器负责在第一级预放大电路输出最高值处开启第二级动态锁存器。由于没有尾电流开关管，输入管的源极电位固定为地电位，漏极电位接近地电位，本发明不牺牲噪声与比较器速度的前提下，可以有效地减弱动态比较器的回踢噪声，适用于高精度的逐次逼近型模数转换器。

技术领域

本发明涉及模拟集成电路技术领域，具体涉及一种低回踢噪声的动态比较器。

背景技术

模数转换器是连接现实世界与数字世界的桥梁，在信号采集和处理领域有着广泛的应用。在信号采集领域，高精度模数转换器发挥着重要的作用。高精度模数转换器主要有过采样模数转换器和逐次逼近型模数转换器，而逐次逼近型模数转换器因其高度的数字化和低功耗而受到广泛的关注。随着逐次逼近型模数转换器的精度不断提高，比较器噪声成为限制模数转换器的主要限制因素。其中，动态比较器的回踢噪声严重影响比较器的噪声性能。

图1为传统的Strong-Arm动态比较器电路图。复位阶段时，尾电流开关管关断，无电流流经输入管M1和M2，因此节点P的电位很高，节点X和Y的电位为高电平。当时钟信号上升沿来临时，尾电流开关管导通，节点P的电位放电到地，该节点的电压变化经过输入管M1和M2的栅源寄生电容耦合到比较器输入端，由于比较器输入端到地的阻抗不同，耦合到M1栅极与M2栅极的电压大小不同，即在比较器输入端产生了一个动态失调(Noise_Analysis_of_Regenerative_Comparators_for_Reconfigurable_ADC_Archit ectures)。

发明内容

为了解决上述传统Strong-Arm比较器的回踢噪声和动态失调问题，本发明提出了一种低回踢噪声的动态比较器。

本发明的目的至少通过如下技术方案之一实现。

一种适用于高精度逐次逼近型模数转换器的低回踢噪声的动态比较器，包括第一级无尾电流开关管双锁存器预放大电路、第二级动态锁存器和延时触发器；

第一级无尾电流开关管双锁存器预放大电路包括第一输出节点、第二输出节点、第三输出节点和第四输出节点；

第二级动态锁存器包括第五输出节点、第六输出节点、第一输入节点、第二输入节点、第三输入节点和第四输入节点；

延时触发器包括一个输出节点；

第一级无尾电流开关管双锁存器预放大电路接收第一输入差分信号和第二输入差分信号；第二级动态锁存器的第一输入节点、第二输入节点、第三输入节点和第四输入节点分别连接第一输出节点、第二输出节点、第三输出节点和第四输出节点；延时触发器分别连接第一输出节点、第二输出节点、第三输出节点、第四输出节点、第五输出节点和第六输出节点；

在时钟信号未到来之前，动态比较器处于复位阶段，第一级无尾电流开关管双锁存器预放大电路的第一输出节点、第二输出节点、第三输出节点和第四输出节点被放电到地电位即低电平；延时触发器的输出节点被充电至高电平；第二级动态锁存器的第五输出节点和第六输出节点被放电至地电位；

在时钟信号到来之后进入，动态比较器处于比较阶段，第一级无尾电流开关管双锁存器预放大电路放大输入的第一输入差分信号和第二输入差分信号，所述延时触发器触发第二级动态锁存器将第一级无尾电流开关管双锁存器预放大电路的输出电压进行比较并锁存，作为比较结果输出。

进一步地，所述第一级无尾电流开关管双锁存器预放大电路包括多个输入管、多个时钟信号控制的复位放电管、第一锁存器、第二锁存器以及多个失调电压注入晶体管；