175 如图所设计的动态比较器,其主体电路包括差分输入的预防大部分和正反馈锁存器,猪蹄电路的输出进入RS触发器,以保证比较器的数字输出在一个时钟周期内保持不变。CK
和CKB为反相时钟。在CKB为高时,预放大电路工作时交叉耦合正反馈并不工作,因此输入馆的工作状态与V+和V-无关,也就不会产生迟滞效应问题。同时CK为高时,V+和V-反相送至RS输出触发器更新输出结构。当CK为低时,RS触发器的两个输入都为1,根据RS触发器输出逻辑,输入为11时维持上次输出结构不变。
180 这种比较器结构简单,并且速度快,适合应用于高速的sigma一delta调制器结构中。
具体分析如下:第一级为预放大级,第止级为输出级。输出级由时钟控制,当时钟位低的时候,电路处在预充电阶段;当时钟为高的时候,电路处十比较输出阶段。因为预充电时,两个输出端均输出为高,故需要接RS触发器,使其保持原有状态,直至下一个比较结果输出。需要指出预放大级中D1和D2管是嵌位管,这个对管的存在使得运放能更快跟踪输入信号185 的变化,也就是说加快了整个电路的工作速度。
3.4 开关的设计
动态电路一个重要的电路单元就是开关,它主要用在开关电容电路中,用来实现阻值较大的电阻[7]。理想情况下,开关导通时的电阻为零,断开时的电阻为无穷大。然而实际开关中存在导通电阻、沟道电荷注入和时钟馈通等非理想因素,它们将限制信号的输入范围和电190 路的最高工作频率,而且还会在电路中引入谐波失真,因此必须仔细设计开关。
在开关开断时,有两个非理想效应会使MOS开关产生误差,这两个效应是电荷注入和时钟馈通。把PMOS和NMOS器件结合起来可以有效的降低电荷注入效应。
开关对电路进行采样时,为了减少电荷泄露,需要很高的断开电阻;开关的导通电阻以及采样电容的大小会决定采样速度的快慢。因此,为了获得较高的采样速度,使电路在半个195 周期内完成电荷转移,需要采用大宽长比的器件以及小的采样电容值。为了消除与信号相关
的电荷注入,与输入信号相连的开关的时钟控制信clk1d、clk2d的下降沿稍微有些滞后。 4 结论
本文主要在总体设计了一款四阶一位的Sigma-Delta调制器。在达到矿用温度传感器的基本要求下,对总体的结构进行了设计。通过对积分器电路,比较器电路以及开关电路都进200 行了大体的分析,选择了比较合适的电路设计。本文只是大体上的一个总结,在以后的工作
中要对具体的参数以及电路设计功能进行设计仿真和优化,这是一个更加复杂且需要大量时间的工作。
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