一种利用开关电容校准片上RC时间常数的电路和方法与流程

文档序号:20436711发布日期:2020-04-17 22:07阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种利用开关电容校准片上rc时间常数的电路,其特征在于,该电路包括rc滤波器片上电阻rint、片上可变电容c1和校准电路,该校准电路包括由三个pmos管构成的电流镜,比较器,逻辑控制单元,和由偏置电阻r0与电流镜的第一pmos管m0共同组成的偏置电路,以及开关电容电路;其中,电流镜的三个pmos管的源极分别与偏置电阻r0、片上电阻rint和开关电容电路的一端相连,电流镜的三个pmos管的漏极均与电压vdd相连,电流镜的三个pmos管的栅极相互连接后与偏置电阻r0相连;所述片上电阻rint与电流镜第二pmos管m1相连的一端同时与比较器的正输入端相连,开关电容电路与电流镜的第三pmos管m2相连的一端同时与比较器的负输入端相连,比较器的输出端与逻辑控制单元相连;该逻辑单元输出可变电容控制码,电容控制码连接到待校准的可变电容c1,用于调整电容c1的有效容值;所述偏置电阻r0、片上电阻rint和开关电容电路的另一端均接地。

2.一种利用开关电容校准片上rc时间常数的电路,其特征在于,该电路包括rc滤波器片上电阻rint、片上可变电容c1和校准电路,该校准电路包括由三个pmos管构成的电流镜,比较器,逻辑控制单元,和由偏置电阻r0与电流镜的第一pmos管m0共同组成的偏置电路,以及开关电容电路;其中,电流镜的三个pmos管的源极分别与偏置电阻r0、片上电阻rint和开关电容电路的一端相连,电流镜的三个pmos管的漏极均与电压vdd相连,电流镜的三个pmos管的栅极相互连接后与偏置电阻r0相连;所述片上电阻rint与电流镜第二pmos管m1相连的一端同时与比较器的正输入端相连,开关电容电路与电流镜的第三pmos管m2相连的一端同时与比较器的负输入端相连,比较器的输出端与逻辑控制单元相连;该逻辑单元输出电阻rint的控制码,电阻rint控制码连接到待校准的电阻rint,用于调整电阻rint的有效阻值;所述偏置电阻r0、片上电阻rint和开关电容电路的另一端均接地。

3.如权利要求1或2所述利用开关电容校准片上rc时间常数的电路,其特征在于,所述开关电容电路由由非交叠时钟clk和clkb驱动,该电路包括可变电容c1、去耦电容c2和两个开关,其中,第二开关s2与第一电容c1并联连接,第一开关s1一端与由第二开关s2与可变电容c1并联组成的电路串联,第一开关s1的另一端接地,去耦电容c2一端与由第一电容c1,第一开关s1和第二开关s2共同组成的电路并联后接地,另一端与电流镜相连为开关电容电路的输出端。

4.一种如权利要求1或2所述电路的校准方法,其特征在于,包括如下步骤:

1)校准开始,上电和电路初始化;

2)使能偏置电路,偏置电路开始工作,pmos管m0开始建立电流,待栅极电压逐渐稳定,电流镜工作点完成建立;载入电容控制字的初始值;使能外部非交叠时钟clk/clkb;电路进入充放电工作状态;

3)比较器对电压v1和v2进行比较,判断结果传递给逻辑控制单元;

4)逻辑控制单元根据比较器的输出结果相应调整电容控制字,更新电容控制字;

5)重复步骤3)到步骤4),同时累计比较次数和检查收敛情况;

6)根据步骤5)得到的结果,判断是否满足退出校准循环的条件,若是没收敛且没达到设定的最大比较次数,则不满足校准退出条件,转步骤3)继续进行校准循环过程;若收敛或者达到预设的最大比较次数,则满足校准退出条件,校准循环结束;

7)记录并输出校准控制字;

8)校准结束。

5.如权利要求4所述方法,其特征在于,

所述步骤3)具体为:比较器对电压v1和v2进行比较,如果电压v1>v2,比较器输出1;如果电压v1<v2,比较器输出0;

所述步骤4)具体为:如果比较器输出为1,逻辑控制单元根据这个结果调节电容控制码使电容有效值值减小,v2相应增大;如果比较器输出为0,逻辑控制单元通过调节控制码使电容有效值增大,电压v2相应减小,使得电压v1和v2逐渐接近;直到收敛到v1和v2之差小于电容控制字1lsb引起的电压变化;

所述步骤6)具体为:退出条件判定:如果比较器输出结果为1,经过下一次调整电容控制码后,比较器输出变为0,在下一次调节电容控制字,比较器输出又变为1,如此重复说明校准收敛到了1lsb,校准退出条件满足;另一个退出条件是比较次数达到预设最大比较次数,如果比较次数达到最大比较次数,也满足校准退出条件;两个条件有其一满足,校准过程退出,否则,校准过程继续进行,直到满足退出条件。


技术总结
本发明涉及一种利用开关电容校准片上RC时间常数的电路和方法,属于模拟电路校准领域;该电路包括RC滤波器片上电阻、可变电容;以及电流镜,比较器,逻辑控制单元,偏置电阻和开关电容电路;其中,电流镜的三个PMOS管分别与偏置电阻、片上电阻和开关电容电路的一端相连,电流镜的三个PMOS管的漏极均与电压相连,片上电阻与比较器的正输入端相连,开关电容电路与比较器的负输入端相连,比较器的输出端与逻辑控制单元相连;该逻辑单元输出可变电容控制码,电容控制码连接到待校准的可变电容;偏置电阻、片上电阻和开关电容电路的另一端均接地;本发明可排除寄生参数的对校准精度的影响,最大限度地提高校准精度,且校准目标可灵活改变。

技术研发人员:陈勇刚;肖玉忠
受保护的技术使用者:深圳市纽瑞芯科技有限公司
技术研发日:2019.12.06
技术公布日:2020.04.17
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