一種中速高精度模擬電壓比較器的設計
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當φ為高電平時(shí)，輸入信號In+和In-與鎖存器斷開(kāi)，而鎖存器與電源、地相連的開(kāi)關(guān)接通，鎖存器處于正反饋工作段，輸出信號Out+、Out-與時(shí)間呈正指數關(guān)系變化，使輸出迅速達到電源電壓或低電平，直接滿(mǎn)足數字輸出要求；同時(shí)，在數字觸發(fā)電路中，低電平φ/使得開(kāi)關(guān)管VMN7、VMN8關(guān)斷，高電平 φ//別使VMP4、VMP6關(guān)斷和VMN4、VMN6導通，因此，此時(shí)2個(gè)與非門(mén)的輸入端便分別成為了由VMP3、VMN3組成的反向器和VMP5、 VMN5組成的反向器的輸出端，其取值直接由反向器的輸入Out+、Out-決定．使得后級的數字RS觸發(fā)器根據輸入的變化而變化，得到正確輸出。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/188689.htm
3 比較器的工作時(shí)序與仿真
考慮到要最大限度降低鎖存器和數字觸發(fā)電路部分對前面的模擬電路部分產(chǎn)生的干擾，以及使比較器在每個(gè)比較周期完成后迅速復位，必須使用復位控制。該比較器工作過(guò)程依次分為失調校準和比較兩個(gè)階段。比較階段由數個(gè)比較周期組成，在每個(gè)比較周期開(kāi)始時(shí)(除了失調校準結束后的第一個(gè)比較周期)，預放級1～3和鎖存器在復位信號rst的作用下進(jìn)行復位操作；在每個(gè)比較周期結束時(shí)，鎖存器在鎖存信號西作用下鎖存放大信號。
仿真中使用Hspice進(jìn)行瞬態(tài)仿真驗證，為了降低比較器功耗和干擾，設定鎖存信號φ的有效信號占空比為1：8，要達到20 MHz的速度，則鎖存信號的周期應為50 ns。為此。設定Vcm=1．2 V，而Vin每50 ns變化一次，從0 ns到250 ns分別為1．2 V，1．200 2 V，1．199 8 V，2 V，1．199 8 V，其中，0～50 ns期間，比較器處于失調校準階段，之后每個(gè)比較周期為50 ns。
當預放級1～3無(wú)輸入失調，存在20 mV輸入失調時(shí)，比較器的仿真結果分別如圖5和圖6所示，其中西為鎖存信號，rst為復位信號，Out為比較器輸出，Vo3+、Vo3-為預放級3的輸出信號。由仿真結果知，比較器在上述的Vcm和Vin的輸入下，能夠在20 MHz的輸人信號頻率下準確輸出結果。因此，該比較器既能夠準確的識別0．2 mV的小信號，也能在0．8 V的大信號輸入下具有很強恢復能力。而當預放級1～3都有20 mV輸入失調時(shí)，從圖5看出，預放級3的輸出會(huì )在復位信號后產(chǎn)生波動(dòng)，但由于使用了恰當的失調校準技術(shù)，波動(dòng)后的信號依然能夠快速復位，比較器依然能夠準確有效地辨別電壓。也就是說(shuō)，20 mV輸入失調并沒(méi)有淹沒(méi)小至0．2 mV的小信號輸入差值，失調校準技術(shù)取得預期效果。
4 結束語(yǔ)
在傳統的多級結構的基礎上，實(shí)現中速高精度模擬電壓比較器。通過(guò)仿真，比較器達到各項預定指標，在20 mV輸入失調下精度達到0．2 mV，速度20 MHz，功耗約1 mW。
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