基于BBPD模块实现自校准的时间交织FLASHADC电路

技术特征：
1.一种基于bbpd模块实现自校准的时间交织flash adc电路，其特征在于，包括电压时间转换器vtc、bang-bang鉴相器bbpd、时钟、电荷泵cp、低通滤波器lpf、环形振荡器rvco、rsg电路和多路选择器mux，输入信号x(t)先由vtc进行采样，其输出输送到bbpd，bbpd检测脉宽信号与时钟之间的相位误差，将相位误差信息转化为up或down信号，up或down信号控制cp对lpf进行充放电，lpf输出至rvco的电压v
c
发生变化，导致rvco的振荡角频率和相位随之变化，进而输出经过校准后的时钟，校准后的时钟重新回到vtc进行采样，经过量化器得到校准后的输出。2.根据权利要求1所述的基于bbpd模块实现自校准的时间交织flashadc电路，其特征在于，rvco的振荡角频率和相位的变化满足下式：其中，ω
o
、ω
out
分别是初始角频率和变化后的角频率；f
o
、f
out
分别是初始振荡频率和变化后振荡频率；k
rvco
是rvco的增益；当v
c
发生变化时，输出给vtc的采样时钟的相位随之改变；假设rvco初始输出为v(t)＝cos(2πf
o
t)，根据频率f与相位φ的关系其中φ
o
为初始相位，得到lpf上电压变化δv
c
时的输出为：3.根据权利要求1所述的基于bbpd模块实现自校准的时间交织flashadc电路，其特征在于，所述vtc为3级级联动态比较器，由浮动反向放大器fla、动态锁存比较器和锁存器组成；当比较器的控制时钟为高电平时，输入信号先经过fla放大，再送至动态锁存器进行比较，最后通过级联的锁存器保证当控制时钟为低电平时，动态比较器仍然保持比较后的结果输出。4.根据权利要求1所述的基于bbpd模块实现自校准的时间交织flash adc电路，其特征在于，所述bbpd用于检测输入的脉宽信号与采样时钟之间的相位误差信息，并将相位误差信息转化为相应的up或dn信号，用于驱动后续电路；所述bbpd共有两个部分，分别为用于采样的3组vtc和将相位误差转化为up或者dn信号的逻辑门阵列；其中每组vtc包括5个相同的vtc，每组vtc的参考电压不一样，分别为v
ref_h
、v
ref_m
和v
ref_l
；在每组vtc中，前4个vtc分别由数据采样时钟clk0～clk3来触发，clk0～clk3分别代表相位为0
°
、90
°
、180
°
、270
°
的时钟，而最后一个vtc则由边沿采样时钟clk
en
触发，clk
en
由相位为45
°
、135
°
、215
°
和315
°
的时钟组成；其中每个时钟周期有4个vtc输出的脉宽信号进入量化器得到量化后的输出，同时这4个脉宽信号又与其他vtc的输出一起参与时延失配的校准。5.根据权利要求1所述的基于bbpd模块实现自校准的时间交织flash adc电路，其特征在于，所述cp采用反相器作为开关，以此将输入管与其输出节点隔离开，从而降低开关管电流泄漏效应的影响；同时采用cascade结构的电流镜，使镜像的电流不受沟道调制效应的影
响，保证cp的上拉电流和下拉电流严格匹配；为了保证镜像的栅极电压足够，偏置电路串联反相器；为了在有限的尺寸和压降的情况下得到较大电流，偏置使用栅压提升技术。6.根据权利要求1所述的基于bbpd模块实现自校准的时间交织flash adc电路，其特征在于，所述rvco用于为系统提供周期性的采样时钟，采用四级差分rvco结构，其中一级的连接不反相，以实现偶数级联的振荡器；所述rvco的延迟单元结构采用差分连接方式，以抑制共模噪声和衬底噪声。7.根据权利要求1所述的基于bbpd模块实现自校准的时间交织flash adc电路，其特征在于，所述rsg电路用于控制4个边沿采样时钟的工作顺序，4个边沿采样时钟分别是相位为45
°
、135
°
、225
°
、315
°
的时钟，每个时钟周期只通过一个边沿采样时钟触发vtc；所述rsg电路由2个d触发器和4个与门构成。

技术总结
本发明涉及一种基于BBPD模块实现自校准的时间交织FLASH ADC电路，包括电压时间转换器VTC、Bang-Bang鉴相器BBPD、时钟、电荷泵CP、低通滤波器LPF、环形振荡器RVCO、RSG电路和多路选择器MUX，输入信号先由VTC进行采样，其输出输送到BBPD，BBPD检测脉宽信号与时钟之间的相位误差，将相位误差信息转化为UP或DOWN信号，UP或DOWN信号控制CP对LPF进行充放电，LPF输出至RVCO的电压发生变化，导致RVCO的振荡角频率和相位随之变化，进而输出经过校准后的时钟，校准后的时钟重新回到VTC进行采样，经过量化器得到校准后的输出。该电路结构简单，功耗低。低。低。


技术研发人员：钱慧 李登基
受保护的技术使用者：福州大学
技术研发日：2022.04.08
技术公布日：2022/6/21