[发明专利]无源采样网络的高速比较器

说明书

本发明公开了一种无源采样网络的高速比较器，其中一种无源采样网络的高速比较器用于接收单端信号，包括：第一开关、第二电容、第四开关、第一电容依次串联，第一开关的一端作为无源采样网络的高速比较器的第一输入端；预放大器的正输入端与第一电容的一端连接，负输入端与接地端连接，输出端通过第七开关与接地端连接；第二开关的一端与接地端连接，另一端连接于第一开关与第二电容之间；第三开关的一端与接地端连接，另一端连接于第二电容与第四开关之间；锁存器的输入端与预放大器的输出端连接，锁存器的输出端作为无源采样网络的高速比较器的输出端。本发明采用无源采样网络，可以实现较宽的带宽。

技术领域

本发明属于比较器技术领域，尤其涉及一种无源采样网络的高速比较器。

背景技术

开关电容高速比较器通常具有一个低增益的预放大器(pre-amplifier)级联一个正反馈的锁存器(latch)，加上一些开关和电容组成，用于将模拟信号与一个阈值电压比较，根据比较结果，输出数字信号。传统的开关电容高速比较器结构，如图1所示(此处给出全差分结构作为示意图)，由pre-amplifier(预放大器)、latch(锁存器)、开关、电容C_s组成，C_p是pre-amplifier的等效输入寄生电容。其中，vbias是直流偏置电压；vthp-vthn为一对差分的阈值电压；vin_p-vin_n为一对差分输入信号；voutp-voutn是pre-amplifier的差分输出电压；doutp-doutn是该开关电容高速比较器的差分输出信号。图1中的开关旁边标注ck1，表示该开关由信号ck1控制其闭合或断开，ck1p、ck2、ck2p的标注方式，含义类似。ck1/ck1p与ck2/ck2p是两组非交叠时钟，ck1p控制的开关比ck1控制的开关提前断开，ck2p控制的开关比ck2控制的开关提前断开(假设时钟为高点平时开关闭合，低电平时开关断开)，如图2所示。

图1所示的比较器的缺点是ck2/ck2p的跟踪/采样相位，采样网络包括开关ck2、ck2p、电容Cs和pre-amplifier，由于pre-amplifier由有源器件构成，其带宽难以做得很宽，或者说提高pre-amplifier的带宽的代价极大。并且，图1所示的比较器也不容易与MDAC(multiplying digital to analog converter，余量增益数模转换器)中的采样网络匹配，因为MDAC中的采样网络通常为无源网络。

另外，该比较器的失调电压需要用另外的电路去校正，增加了电路的复杂度。用于校正失调电压的校准电路的具体做法很多，其结构都比较复杂，有的还跟pre-amplifier的具体结构有关。有的校准电路是在比较器的某个输入点，比如pre-amplifier的输入，或者vin(输入信号)的输入，或者vth(阈值电压)的输入叠加一个电压Vcal，去抵消比较器的等效输入Vos；或者产生一路校准电流Ical，注入到pre-amplifier内部某电流信号节点，或者中voutp-voutn节点，抵消比较器的等效输入Vos。确定需要多大的Vcal或者Ical，也需要一部分电路去计算，包含数字逻辑电路、存储单元等，因此校准电路比较复杂。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中比较器的带宽窄、消除失调电压的成本高的缺陷，提供一种无源采样网络的高速比较器。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：一种无源采样网络的高速比较器，无源采样网络的高速比较器用于接收单端信号，包括：第一开关、第二开关、第三开关、第四开关、第五开关、第六开关、第七开关、第一电容、第二电容、预放大器、锁存器；

第一开关的一端作为无源采样网络的高速比较器的第一输入端，第一开关的另一端、第二电容、第四开关、第一电容依次串联，接入预放大器的正输入端，预放大器的负输入端与接地端连接，预放大器的输出端通过第七开关与接地端连接；

第二开关的一端与接地端连接，另一端连接于第一开关与第二电容之间；