高速低功耗动态比较器研究

论文总字数：20844字

摘 要

本文通过对传统比较器和改进的高速动态比较器进行设计和仿真，研究了高速低功耗动态比较器的性能并对他们的性能进行对比。

对传统比较器和高速低功耗动态比较器进行了仿真和分析。结果表明改进之后的比较器，它展示出了比传统的动态锁存比较器更优越的性能，在同样的仿真环境下，改进之后的比较器相对于传统比较器来说，拥有更小的失调电压，更高的精度，以及更短的延迟时间。另外，对比较器的SR锁存器进行了优化和改进。使得输出结果更加稳定。

最后，根据仿真出来的实验结果，建立了能适应一般情况的高速低功耗动态比较器模型

关键词：比较器，高速低功耗，动态，能耗，延迟，失调电压， SR锁存器

A STUDY ON THE HIGH SPEED LOW POWER

DYNAMIC COMPARAOR

Abstract

In this thesis, the performance of High-Speed Low-Power dynamic comparator is studied by designing and simulating the traditional comparator and the improved high-speed comparator, and carry out a comparison between the performance of these two comparator.

The test and analysis of the traditional comparator and the high speed and low power consumption comparator are carried out. Results turned out that after the improvement of the comparator, it shows a better performance than the traditional one, under the same experimental conditions, the proposed comparator has lower offset voltage, higher precision, and shorter delay time than the traditional one after the improvement. In addition, the SR latch of the comparator is optimized and improved, and the output result is more stable.

Finally, according to the experimental results of the simulation tests, a high-speed and low-power dynamic comparator model is established which can adapt to the practical situation.

KEY WORDS: comparator, high speed, low power consumption, dynamic, delay, offset voltage, SR latch.

目 录

摘要 …………………………………………………………………………………Ⅰ

Abstract ……………………………………………………………………………Ⅱ

1. 绪论

1.1 引言 ………………………………………………………………5

1.2 高速低功耗动态比较器发展现状 ………………………………………5

1.3 论文的任务以及结构 ……………………………………………………5

1.3.1 论文的任务 …………………………………………………………5

1.3.2 论文的结构 …………………………………………………………6

1.4 本文的研究目的和主要研究内容……………………………………… 6

1. 比较器研究

2.1 比较器的分类…………………………………………………………… 7

2.2 比较器的参数…………………………………………………………… 7

2.3传统比较器……………………………………………………………… 11

2.3.1 原理及原理图………………………………………………………12

2.3.2 传统比较器的不足…………………………………………………13

1. 比较器的优化与改进

3.1原理及原理图 ……………………………………………………………15

3.2 改进与优化 ………………………………………………………………16

1. SR锁存器

4.1 SR锁存器作用……………………………………………………………17

4.2传统SR锁存器……………………………………………………………17

4.3 改进后SR锁存器……………………………………………………… 18

1. 比较器仿真结果与性能对比

5.1 比较器仿真……………………………………………………………… 20

5.1.1比较器的逻辑仿真………………………………………………… 21

5.1.2比较器的工作速度和精度………………………………………… 22

5.1.3比较器的传输延迟………………………………………………… 24

5.1.4比较器的功耗……………………………………………………… 26

5.1.5比较器的失调电压………………………………………………… 27

5.2 比较器性能对比 …………………………………………………… 29

第六章 总结与归纳

结论 …………………………………………………………………………………30

致谢 …………………………………………………………………………………31

参考文献………………………………………………………………………………32

1. 绪 论

1.1 引言

随着半导体技术的快速持续发展，以数字电路为基础的电子部件“如cpu等”渐渐走进了人们的生活并对我们的生活习惯带来了巨大的改变。动态锁存比较器由于高速，低功耗，高输入阻抗和全摆幅输出受到了许多的应用例如高速模拟数字信号转换器，内存灵敏度放大器和数据接收器的欢迎。因此对于比较器性能进行研究和提升显得十分必要，本文研究的是如何使得动态比较器在改进之后能够在工作速度，精准度以及功耗上有所提升的同时，电路的版图面积和电路整体结构的复杂度还能与之前的电路相差无几。

1.2 高速低功耗动态比较器发展现状

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