[发明专利]低压自校准CMOS峰值检测器

说明书

技术领域

本发明涉及峰值检测器电路领域，并且更具体地涉及低压自校准CMOS峰值检测器。

背景技术

信号处理应用中的常见的电路是峰值检测器。峰值检测器的功能是接收随时间变化的输入信号，如正弦信号，数据脉冲等，并检测和保持输出信号，所述输出信号为与输入信号的最大值或最小值成比例的DC信号。

参考图1，传统的峰值检测器电路10包含一个用于比较输入电压Vi和存储在电容器14上的电压Vh的模拟比较器12，所述电容器14耦合到峰值检测器电路10的输出端OUT。

在正峰值检测器的示例中，输入信号IN的输入电压Vi提供给比较器12的同相输入端(+)，反之，电容器电压Vh提供给比较器的12的反相输入端(-)。

当输入电压Vi超过电容器电压Vh时，比较器12的输出变高，导通连接在电源电压Vdd和电容器14之间的开关元件16，从而耦合电源电压到到电容器14。作为结果，电容器14通过流经开关元件16的电流充电，并且电容器电压Vh因此被提升。当Vh达到输入电压Vi的正峰值Vimax时，比较器12的输出变低，并切断开关元件16，从而将电源电压Vdd从电容器14去耦合。电容器14充电终止并在正峰值Vimax处记住电容器电压Vh。

然而，由于元件的不匹配，每个比较器具有独特的固有偏移电压Voff，即当其输入端(+)和(-)短路时在其输入端出现的电压。峰值检测器电路10在输出端OUT的输出电压Vout因此将被对应于比较器12的偏移电压Voff的误差所影响，如下面的等式(1)所示：

Vout＝Vimax+Voff            (1)

因此，峰值检测器电路10的准确度遭受了偏移电压Voff的影响。由于独特的组件不匹配，对于每个峰值检测器而言，它的大小是独特的，偏移电压的影响是不可预测的，并且因此难以补偿。

当使用内建自测试(BIST)技术对集成电路进行测试时或被RF或中频(IF)中不希望的高电平脉冲的检测所影响时，峰值检测器被广泛应用于集成电路，并且特别是在射频(RF)收发机中。在这样的峰值检测器中，输出电压Vout和输入信号IN的最大幅度Vimax之间的转换增益α是一个重要的参数，其需要尽可能的高和准确。然而，这种峰值检测器的准确度不仅受到来自偏移电压Voff(其幅度和极性是未知的)的影响，幅度和极性，而且还受到温度，工艺或不匹配的范围的影响。

发明内容

因此，本发明的一个目标是在轨到轨配置中提供低压自校准CMOS峰值检测器电路，其显示出非常高的转换增益和输入信号动态范围。

这个目标通过如权利要求1中所要求的电路装置、如权利要求9中所要求的系统、如权利要求10中所要求的方法、如权利要求14中所要求的计算机程序和如权利要求15中所要求的集成电路来实现。

根据本发明，提供了一种电路装置，其包含：

-具有第一输入端和第二输入端的第一比较器，当第一和第二输入端短路时第一比较器具有第一输入偏移电压；

-具有第三输入端和第四输入端的第二比较器，当第三和第四输入端短路时第二比较器具有第二输入偏移电压；

-具有第五输入端和第六输入端的第三比较器，当第五和第六输入端短路时第三比较器具有第三输入偏移电压；

其中，

-第三比较器配置在第一状态，用于补偿第一和第二输入偏移电压和使由第三输入偏移电压所产生的偏移误差最小；和

-第二比较器配置在第二状态，用于基于第一状态补偿第一输入偏移电压，第二状态跟随在第一状态之后；

-第一、第二和第三比较器的每一个具有一起耦合到高阻抗节点的输出。

在第一状态：

-第一比较器配置为在开环方式下工作，并且第一和第二输入端短路且由参考电压供电；

-第二比较器配置为在开环方式下工作，并且第三和第四输入端短路且由参考电压供电；

-第三比较器配置为在闭环方式下工作，且比较由参考电压供电的第五输入端和耦合到高阻抗节点的第六输入端。

另外，当第六输入端的第一电压值达到了第五输入端的参考电压时，第三比较器的比较结果可以存储在第一存储器元件中。

在第二状态：

-第一比较器配置为在开环方式下工作，并且第一和第二输入端短路且由参考电压供电；

-第二比较器配置为在闭环方式下工作，且比较由参考电压供电的第四输入端和由参考电压经过开关元件供电的输入端；

-第三比较器配置为在开环方式下工作，且比较由参考电压供电的第五输入端和由第一电压值供电的第六输入端。