专利名称：高精度动态比较器的输入失调电压测试电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种高精度动态比较器的输入失调电压测试电路。
背景技术：
动态比较器广泛应用于模数转换器，数据采集等系统中，其中低输入失调电压高精度的动态比较器发展尤为迅速，但是相对应的仿真方法还存在着很大的局限性。传统的仿真方法为运放结构的开环比较器可以通过DC扫描得到输入失调电压，即在开环比较器的一个输入端输入参考信号，在另外一端输入一个直流信号，设为变量，然后进行参数扫描，输出结果发生跳变时的转折点电压与参考信号电压的差值即为失调电压。因为比较器无法进行DC扫描。因此，为了找到实际的失调阈值电压必须输入不同的信号进行尝试。设计者必须使用多次仿真和逐次逼近的方法来获得实际的失调阈值电压，即刚开始预先估计输入失调电压值为多少，然后在比较器的输入端输入一个信号差，如果比较器能够正确分辨，那就说明信号差大于输入失调电压，那就减小输入信号差，再次仿真，看能不能比较，如果不能比较，说明第二次的输入信号差比实际输入失调电压小，比较器无法正常比较，那第三次输入的信号差就比第一次的小，比第二次大，如此反复，逐次逼近进行比较。这种传统的测量比较器输入失调电压的方法非常的耗时耗精力。当输入失调电压值可以容易地获得的话，那么就会加快设计和仿真的进度，这也使得找到一个有效的输入失调电压测试方法显得格外的重要。
发明内容本实用新型的目的是提供一种高精度动态比较器的输入失调电压测试电路，能实现对动态比较器的一次仿真就可以获得输入失调电压。本实用新型的电路采用以下方案实现一种高精度动态比较器的测试电路，其特征在于，包括一比较器；一钟控SR锁存器；其输入端与所述比较器的输出端连接；一单位增益放大器，其输入端与所述钟控SR锁存器的输出端连接；一缓冲器，其输入端与所述单位增益放大器的输出端连接；以及一二阶积分器，其输入端与所述缓冲器的输出端连接，输出端为所述比较器提供一反馈电压
^FJ ο在本实用新型一实施例中，进一步包括一用于控制所述比较器工作的时钟电路。本实用新型具有以下优点1、简洁快速性针对传统动态比较器的测试方法中只能通过瞬态仿真，一次又一次的尝试，这种逐次逼近的测试方法，本测试电路只需仿真一次就可获得比较器准确的输入失调电压。2、精度可调因此要提高该测试方法的精度，就要尽可能地减小平衡时波形的峰峰值大小。因为时钟的周期是固定的，可以通过设置二阶积分器的增益大小来改变积分斜率。增益设置越小，峰峰值越小，精度越高。
图1是本实用新型实施例测试电路连接示意图。图2是本实用新型实施例动态比较器没有输入失调电压时的仿真波形图。图3是本实用新型实施例动态比较器输入失调电压时的仿真波形图。
具体实施方式
本实施例提供一种高精度动态比较器的输入失调电压测试电路，其包括一比较器；一钟控SR锁存器；其输入端与所述比较器的输出端连接；一单位增益放大器，其输入端与所述钟控SR锁存器的输出端连接；一缓冲器，其输入端与所述单位增益放大器的输出端连接；以及一二阶积分器，其输入端与所述缓冲器的输出端连接，输出端为所述比较器提供一反馈电压 ^。
以下结合附图对本实用新型的实现原理做进一步说明。如图1所示，钟控SR锁存器的输出信号Q和δ接到理想的单位增益放大器的输入端。理想单位增益放大器= β — ,当Q为高，则放大器输出高电平，即电源电压VDD，当
C1为高，则单位增益放大器输出为负的VDD。二阶积分器根据缓冲器输出信号的正负进行
正向积分和反向积分。Clock是控制比较器工作的时钟，设时钟由低电平转为高电平时，比较器开始正常比较。现在假设比较器没有输入失调电压，并且二阶积分器的输出信号(电压反馈) 刚开始是低于参考电压，Q为高，β为低，也就是单位增益放大器的输出信号Gi3大于零， 二阶积分器进行正向积分。当时钟的上升沿到来时，如果Fra超过了正向输入端的参考电压，那么，比较器的输出发生跳变，β为低，g为高，使得Fot小于零，二阶积分器由正向积分转为反向积分。当下一个时钟上升沿来临时，二阶积分器已经经过一个时钟周期的反向积分，Gs小于参考电压，比较器的输出又一次发生跳变，二阶积分器又开始了正向积分，如此反复进行，整个环路达到稳定状态，仿真波形图如图2所示。如果比较器带有输入失调电压的话，假设在比较器的IP端有个正向的输入失调电压Fos ,那么，当有效时钟沿来临时，比较器IN端的输入信号必须大于+Fos ,比较器
的输出结果才会发生跳变。也就是说相当于实际的参考电压『—=Fra+ ^。平衡的时候，
说明二阶积分器的输出信号穿越了新的参考线。两条参考电压线的差值丨就是比较器的输入失调电压。当有效时钟来临时，二阶积分器的输出信号只要比实际的参考电压大或者小，比较器的输出就会发生变化。通常，我们取峰峰值的一半作为新的参考电压线，如图3的
C ·.—。这样的取值会存在偏差，如图3中的这个偏差的最大值为峰峰值的一半。因此要提高该测试方法的精度，就要尽可能地减小平衡时波形的峰峰值大小。因为时钟的周期是固定的，可以通过设置二阶积分器的增益大小来改变积分斜率。增益设置越小， 峰峰值越小，精度越高，但是积分速度慢，仿真时间加长了，因此，在仿真精度和仿真时间方面存在折衷关系。值得一提的是，本实用新型的测试电路可广泛应用于 Cadence1ADS, Hspice，Pspice等多种集成电路设计平台，其中二阶积分器模块与单位增益模块即可是实际电路也可是理想模型，对测试系统的要求较低，同时仿真时间大为减少，对服务器等硬件需要也较低。以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本实用新型的涵盖范围。
权利要求1.一种高精度动态比较器的输入失调电压测试电路，其特征在于，包括 一比较器；一钟控SR锁存器；其输入端与所述比较器的输出端连接； 一单位增益放大器，其输入端与所述钟控SR锁存器的输出端连接； 一缓冲器，其输入端与所述单位增益放大器的输出端连接； 以及一二阶积分器，其输入端与所述缓冲器的输出端连接，其输出端为所述比较器提供一反馈电压Fj2。
2.根据权利要求1所述的高精度动态比较器的输入失调电压测试电路，其特征在于 进一步包括一用于控制所述比较器工作的时钟电路。
专利摘要本实用新型涉及一种高精度动态比较器的输入失调电压测试电路，一比较器；一钟控SR锁存器；其输入端与所述比较器的输出端连接；一单位增益放大器，其输入端与所述钟控SR锁存器的输出端连接；一缓冲器，输入为单位增益放大器的输出，以提高其驱动能力和带负载能力以及一二阶积分器，其输入端与所述缓冲器的输出端连接，输出端为所述比较器提供一反馈电压。本实用新型只要通过对动态比较器的一次仿真就可以获得输入失调电压，并且测试精度可人为控制，实现了测试的快速性及准确可调性。
文档编号G01R19/00GK202330526SQ20112047046
公开日2012年7月11日 申请日期2011年11月24日 优先权日2011年11月24日
发明者何明华, 张志晓, 王法翔, 胡炜 申请人:福州大学