本发明涉及集成电路,具体地涉及一种比较器电路、集成电路、电子设备及时序设计方法。
背景技术:
1、比较器是混合信号处理系统中不可或缺的关键电路之一,是一种非线性的模拟电路,能够实现对不同输入信号的判别。在比较器设计中,通常采用前置预放大器与锁存器级联的结构,这是由于锁存器通常存在较大的失调电压(offset)且很难减小,而通过预放大器能够有效抑制其等效到输入端的失调电压,提高分辨率。并且,输入信号通过前置预放大器的预先放大能够降低比较器进入亚稳态(metalstability)的概率,并提高比较器的速度。此外,预放大器还能够有效隔离回踢噪声(kickback noise),抑制锁存器(latch)的噪声。
2、但是,现有比较器设计难以兼顾前置预放大器正向增益和锁存器复位能力。例如,为了提高前置预放大器的正向增益,通常选择减小预放大器中的pmos开关管的尺寸,但这会导致关联于pmos开关管的锁存器的复位速度受限,即比较器前级增益和复位能力之间存在折衷关系,这可能会极大地影响比较器的精度和速度。如此,现有比较器设计难以完全满足高速设计中的应用。
技术实现思路
1、本发明实施例的目的是提供一种比较器电路、集成电路、电子设备及时序设计方法,用于至少部分地解决上述技术问题。
2、为了实现上述目的,本发明实施例提供一种比较器电路,包括:前置级的预放大器;以及连接在所述预放大器的输出端的锁存器。其中,所述预放大器被配置具有:放大电路,用于对采样信号进行放大;开关负载对管,连接所述放大电路,用于在导通状态下控制所述比较器电路经所述锁存器的输出而进入复位阶段,其中该复位阶段被划分为复位初期阶段和复位后期阶段;以及辅助复位对管,连接所述开关负载对管,用于在所述复位初期阶段导通以辅助所述开关负载对管来控制所述比较器电路进入复位阶段,以及在所述复位后期阶段关断以使得所述比较器电路仅基于所述开关负载对管的控制而进入预放大阶段。
3、可选地,所述开关负载对管包括pmos管m5和pmos管m6,其中所述pmos管m5和所述pmos管m6两者的栅极各自接入控制端lat,源极各自接入vdd端,且漏极作为所述预放大器的输出端。并且,所述辅助复位对管包括pmos管m14和pmos管m15,其中所述pmos管m14和所述pmos管m15两者的栅极各自接入控制端lats,源极各自接入vdd端,且所述pmos管m14的漏极连接所述pmos管m5的漏极,所述pmos管m15的漏极连接所述pmos管m6的漏极。其中,所述控制端lat和所述控制端lats被输入各自对应的时序控制信号以控制相应pmos管的导通或关断。
4、可选地,适应于所述复位初期阶段和所述复位后期阶段,所述时序控制信号对应的工作时序被分为第一相位和第二相位;在所述第一相位下,所述控制端lat和所述控制端lats均被输入相同状态的电平以导通相应pmos管;在所述第二相位下,所述控制端lat和所述控制端lats被输入不同状态的电平以实现:导通pmos管m5和pmos管m6,以及关断pmos管m14和pmos管m15。
5、可选地,所述辅助复位对管和所述开关负载对管采用同类型的mos管,且所述辅助复位对管采用的mos管的尺寸大于所述开关负载对管采用的mos管的尺寸。
6、可选地,所述辅助复位对管的数量为一组或多组,且当存在多组所述辅助复位对管时,各组所述辅助复位对管以各自的导通电阻相并联的方式进行连接。
7、另一方面,本发明实施例还提供一种集成电路,包括上述任意的比较器电路。
8、另一方面,本发明实施例还提供一种电子设备,包括上述的集成电路。
9、另一方面,本发明实施例还提供一种针对上述任意比较器电路的时序设计方法,包括:设计针对所述开关负载对管的第一工作时序和针对所述辅助复位对管的第二工作时序,其中所述第一工作时序在整个复位阶段维持使得所述开关负载对管导通的第一电平状态,所述第二工作时序在所述复位初期阶段处于使得所述辅助复位对管导通的第二电平状态,而在所述复位后期阶段处于使得所述辅助复位对管关断的第三电平状态;以及将所设计的对应工作时序相应提供给所述开关负载对管和所述辅助复位对管,以实现用于控制相应对管的导通或关断的时序控制信号。
10、可选地,所述第一电平状态和所述第二电平状态相同,且与所述第三电平状态不同。
11、可选地,所述第一电平状态和所述第二电平状态是低电平状态,所述第三电平状态是高电平状态。
12、通过上述技术方案,本发明实施例在预放大器的负载端引入一组辅助复位对管,并保证其在复位初期辅助原有开关负载对管完成复位,复位后期立即关断,保持原开关负载对管的高阻抗,以实现比较器预放大级的正向增益。与现有比较器电路设计相比,不仅能够保证预放大级具有充分增益、降低亚稳态发生概率,同时还保证了锁存器输出的充分复位能力,降低过载(overload)引入的记忆效应,极大地提高了高速设计比较器的精度。
13、本发明实施例的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
1.一种比较器电路,其特征在于,包括:前置级的预放大器;以及连接在所述预放大器的输出端的锁存器;
2.根据权利要求1所述的比较器电路,其特征在于,所述开关负载对管包括pmos管m5和pmos管m6,其中所述pmos管m5和所述pmos管m6两者的栅极各自接入控制端lat,源极各自接入vdd端,且漏极作为所述预放大器的输出端;
3.根据权利要求2所述的比较器电路,其特征在于,适应于所述复位初期阶段和所述复位后期阶段,所述时序控制信号对应的工作时序被分为第一相位和第二相位;
4.根据权利要求1所述的比较器电路,其特征在于,所述辅助复位对管和所述开关负载对管采用同类型的mos管,且所述辅助复位对管采用的mos管的尺寸大于所述开关负载对管采用的mos管的尺寸。
5.根据权利要求1所述的比较器电路,其特征在于,所述辅助复位对管的数量为一组或多组,且当存在多组所述辅助复位对管时,各组所述辅助复位对管以各自的导通电阻相并联的方式进行连接。
6.一种集成电路,其特征在于,包括权利要求1至5中任意一项所述的比较器电路。
7.一种电子设备,其特征在于,包括权利要求6所述的集成电路。
8.一种针对权利要求1至5中任意一项所述的比较器电路的时序设计方法,其特征在于,包括:
9.根据权利要求8所述的时序设计方法,其特征在于,所述第一电平状态和所述第二电平状态相同,且与所述第三电平状态不同。
10.根据权利要求9所述的时序设计方法,其特征在于,所述第一电平状态和所述第二电平状态是低电平状态,所述第三电平状态是高电平状态。