[发明专利]基于悬浮放大器的增益及噪声可编程比较器及控制方法

说明书

本发明属于集成电路技术领域，具体涉及一种基于悬浮放大器的增益及噪声可编程比较器及控制方法。其中，一种基于悬浮放大器的增益及噪声可编程比较器，包括前置预放大器和锁存器；前置预放大器采用基于悬浮电源的预放大器；锁存器采用SA动态锁存器，SA动态锁存器具有正反馈锁存的锁存结构。本发明通过基于悬浮电源的预放大器和SA动态锁存器两个电路模块，使得该比较器能够在多种模式下工作，在不同的工作模式下可以分别实现比较器不同的功耗和低噪声性能。

技术领域

本发明属于集成电路技术领域，具体涉及一种比较器及其控制方法。

背景技术

比较器作为所有模数转换器(ADC)中重要的模块之一，对于实现高速高精度、低功耗的ADC，比较器结构的选择显得至关重要，实际上，比较器就是一个一位的ADC。按照比较器的功耗性能来分，可以将比较器可分为静态比较器和动态比较器。动态比较器不存在静态电流，而静态比较器存在静态电流，因此相比静态比较器，动态比较器功耗比较低，此外，动态比较器具有更快的比较速度，因而在高性能、低功耗ADC设计中，设计人员更加青睐于使用动态比较器。

动态比较器通常是由前置预放大器和锁存器组成。放大和正反馈是动态比较器的基本工作原理，首先前置预放大器对输入信号进行放大，由于输入信号不一样，存在电压差，导致预放大器的漏电流不同，预放大器输出节点的放电速度也有差异，触发锁存器导通，比较器进入正反馈阶段，通过正反馈分别将两个输出节点的电位拉至电源电位和地电位。作为模数转换器(ADC)的重要组成部分，比较器的结构及性能的优化十分重要，在高精度、低功耗ADC中具有很高的研究意义。

但是现有的动态比较器的失调和输入噪声均比较大，严重制约了ADC的性能。

发明内容

本发明针对现有的动态比较器输入噪声均比较大，严重制约了ADC的性能的技术问题，目的在于提供一种基于悬浮放大器的增益及噪声可编程比较器及控制方法。

一种基于悬浮放大器的增益及噪声可编程比较器，包括前置预放大器和锁存器；

所述前置预放大器采用基于悬浮电源的预放大器，所述预放大器输入端侧分别连接两个电压输入端、一个共模电压输入端、一对两相非交叠的时钟信号、一对两相非交叠的编程控制信号，所述预放大器的输出端侧具有一对预放大器输出信号；

所述锁存器采用SA动态锁存器，所述SA动态锁存器具有正反馈锁存的锁存结构，所述SA动态锁存器的输入端侧分别连接一对所述预放大器输出信号，所述SA动态锁存器的输出端侧具有一对锁存器输出信号作为所述比较器的输出信号；

一对所述时钟信号分别为时钟信号CLK和时钟信号CLKB，所述时钟信号CLK和所述时钟信号CLKB为一对相互反相的时钟信号，所述时钟信号CLKB还与所述SA动态锁存器的输入端侧连接。

作为优选方案，所述预放大器包括晶体管M1、M2、M3、M4、M5和M6，电容C_X1、C_X2和C_RES0，CMOS传输门I1和I2，开关S1和S2，其中，M5、M6、C_RES0、I1和I2组成一组工作模式组件；

M1的源极与M2的源极相连并连至I1的输出端，M1的漏极与M3的漏极相连，M2的漏极与M4的漏极相连，M1的漏极与M3的漏极之间的公共端、M2的漏极与M4的漏极之间的公共端分别作为一对所述预放大器输出信号分别与C_X1、C_X2的上极板连接，C_X1、C_X2的上极板又分别通过S1、S2与所述共模电压输入端相连接，C_X1、C_X2的下极板分别与地电位相连接，M3的源极与M4的源极相连并连至I2的输出端，M1的栅极与M3的栅极相连并与一个所述电压输入端连接，M2的栅极与M4的栅极相连并与另一个所述电压输入端连接；