يك مقايسه كننده قفل‌شده تمام تفاضلي مجهز به روش نوين حذف آفست

A Fully Differential Latched Comparator with a Novel Offset Cancellation Technique

در اين مقاله يك مدار مقايسه‌كننده قفل‌شده تمام تفاضلي با استفاده از روشي جديد براي حذف آفست معرفي شده است. مدار مقايسه‌كننده شامل سه‌طبقه كلي: طبقه پيش‌تقويت‌كننده، طبقه قفل‌كننده و مدارهاي حذف آفست مي‌باشد. تأثير نويز كيك-بك در ورودي به‌ طور قابل‌ ملاحظه‌اي توسط بهره مدار پيش‌ تقويت‌ كننده طراحي‌شده كاهش داده شده است. هم‌چنين با استفاده از طبقه قفل‌كننده عمل باز توليد سيگنال سريع‌تر انجام شده و خروجي ديجيتال با نوسان كامل فراهم مي‌شود. مزيت اصلي طبقه آخر يعني مدار حذف آفست پيشنهادي اين است كه براي حذف آفست نيازي به ايجاد وقفه در عملكرد طبيعي مدار مقايسه‌كننده ندارد و در نتيجه سرعت بيش‌تري براي مقايسه قابل دست‌يابي خواهد بود. براي ارزيابي عملكرد مقايسه‌كننده پيشنهادي شبيه‌سازي‌ها با استفاده از فن‌آوري 0.18 انجام شده است. نتايج شبيه‌سازي نشان مي‌دهند مقادير آفست ناشي از طبقات پيش‌ تقويت‌كننده و قفل‌كننده به‌ طور قابل‌ ملاحظه‌اي در ورودي كاهش يافته و آفست منتقل شده به ورودي بسيار ناچيز و در حدود 450 مي‌باشد. مدار مقايسه‌ كننده پيشنهادي با فركانس كلاك MHz 500 عمل مقايسه را انجام مي‌دهد و توان مصرفي آن 373 از منبع تغذيه 1.8 ولتي مي‌باشد. هم‌چنين تأخير انتشار آن pS138 و نويز كيك-بك آن فقط mV 0.54 مي‌باشد.

A Fully Diff erential latched comparator using a new off set cancellation technique is presented. The comparator consists of three stages: the input pre-amplifier, a latch stage and the off set cancellation circuitry. The kick-back noise can be significantly reduced by using a pre-amplifier stage. Also, the off set and noise of the latch and off set cancellation stages are attenuated by the gain of the pre-amplifier when referred to the input. Latches regenerate faster than pre-amplifiers and provide a full swing digital output for the comparator. The last stage is the off set cancellation circuitry. The main advantage of the proposed off set cancellation technique is that it does not need to make any interrupt in normal operation of comparator to eliminate off set error. In order to evaluate the performance of the comparator, simulations are performed in a 0.18μm standard CMOS technology. Simulation results show that the off set of the pre-amplifier and latch stages are significantly eliminated by this cancellation technique and only about 450μv off set voltage will be referred to the input. The proposed comparator operates at 500MHz clock frequency and dissipates 373μw from a 1.8v supply. Also, it has a propagation delay of 138ps and kick-back noise of 0.54mv.