一种基于三态反相器的高精度时间放大器

发布时间：2021-01-25 21:01

　　传统的基于三态反相器设计的时间放大器（TDA）具有电路复杂度低、对电压余度和温度的影响不敏感的特点,但该结构的时间分辨率低,增益误差大,应用范围相对较窄.本文提出一种改进的时间放大器结构,通过重新设计延迟链控制信号产生电路以实现高精度增益的要求.基于40 nm CMOS工艺进行Spectre仿真结果表明,本文提出的TDA结构不仅具有稳定可控的增益（增益误差保持在±4%以下）和高时间分辨率（380 fs）,而且输入范围得到进一步提升. 

【文章来源】：微电子学与计算机. 2020,37(08)北大核心

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

传统的基于三态反相器的时间放大器

针对上述问题,本文将获得高精度增益的要求更改为ats=Δt,即传输Bi信号的延迟链始终由1X倍尺寸的三态反相器驱动.基于该工作原理,本文对控制电路和基于三态反相器的延迟链进行重新设计和优化.3 时间放大器的电路设计

本文设计的TDA电路结构如图3所示,它主要包含两组延迟链TD1和TD2以及两组控制信号产生电路.该电路采用对称的结构设计以缩小信号之间的传输误差,图中虚线左侧的电路主要用于实现EN和EN"的对称翻转,为准确地实现ats=Δt的要求,电路还需要保证Bi经过两级三态反相器后信号的上升沿与EN的下降沿对齐(调整基本反相器B1、B2的尺寸),虚线的右侧包含M2级三态反相器延迟单元,TD1链中反相器的控制信号由Bi经过固定时长的延迟后给出,相应地TD2链中反相器的控制信号由Ai经过相同时长的延迟后给出.本文提出使用传输门加基本反相器的结构(如图4所示)实现原始信号的延迟输出和取反信号的延迟输出,考虑到EN和EN"信号(EN2和EN2"信号)之间负载不同的情况,本文通过配平负载的方式进行负载均衡,最终获得完全对称的EN和EN"信号(EN2和EN2"信号).图4 传输门逻辑


本文编号：2999891