比较器失调仿真总结
运算放大器及电压比较器失调电压测试方法的研究
运算放大器及电压比较器失调电压测试方法的研究运算放大器和电压比较器是电子领域中最常用的两种模拟集成电路。
在电路设计和实际应用中，失调电压是衡量这两种器件性能的重要参数。
本文将对运算放大器和电压比较器的失调电压测试方法进行研究，以期为电子工程师提供参考。
一、运算放大器失调电压测试方法1.直流偏置测试法直流偏置测试法是最常见的失调电压测试方法。
该方法通过在运算放大器的同相输入端和反相输入端分别加入相同的直流电压，测量输出端的电压差，从而得到失调电压。
测试步骤如下：（1）将运算放大器配置为同相放大器。
（2）在运算放大器的同相输入端和反相输入端加入相同的直流电压。
（3）测量输出端的电压差，即为失调电压。
2.交流测试法交流测试法主要用于测量运算放大器的动态失调电压。
该方法通过在输入端加入交流信号，测量输出端的电压差，从而得到失调电压。
测试步骤如下：（1）将运算放大器配置为同相放大器。
（2）在运算放大器的同相输入端和反相输入端加入相同的交流信号。
（3）测量输出端的电压差，通过计算得到失调电压。
二、电压比较器失调电压测试方法1.直流偏置测试法电压比较器的失调电压测试方法与运算放大器类似，同样采用直流偏置测试法。
测试步骤如下：（1）将电压比较器的同相输入端和反相输入端分别加入相同的直流电压。
（2）测量输出端的电压差，即为失调电压。
2.交流测试法电压比较器的交流测试法与运算放大器也有所不同。
测试步骤如下：（1）在电压比较器的同相输入端和反相输入端加入相同的交流信号。
（2）测量输出端的电压差，通过计算得到失调电压。
三、总结运算放大器和电压比较器的失调电压测试方法有多种，本文主要介绍了直流偏置测试法和交流测试法。
在实际应用中，工程师需要根据具体需求选择合适的测试方法，以确保电路的性能和稳定性。
同时，了解各种测试方法的优缺点，有助于提高测试的准确性和效率。
需要注意的是，测试过程中应严格控制测试条件，如温度、电源电压等，以确保测试结果的准确性。
比较器电路实习报告
一、实习目的本次比较器电路实习旨在通过实际操作，加深对比较器电路原理的理解，掌握比较器电路的设计、搭建、调试和故障排除方法。
通过实习，提高自己的动手能力，培养分析问题和解决问题的能力，为今后的学习和工作打下坚实的基础。
二、实习内容1. 比较器电路的基本原理比较器电路是一种模拟电路，用于比较两个电压信号的大小，并输出高电平或低电平。
它主要由输入电路、比较电路和输出电路组成。
输入电路将输入信号送入比较电路，比较电路根据输入信号的大小关系产生高电平或低电平输出。
2. 比较器电路的设计与搭建（1）设计要求本次实习要求设计一个简单的比较器电路，能够比较两个输入电压信号的大小，并驱动LED灯进行指示。
（2）电路搭建根据设计要求，我们选择了LM393四路比较器作为核心元件，搭建了如下电路：- 输入电路：将两个输入电压信号分别通过电阻R1和R2接入比较器的两个输入端。
- 比较电路：LM393内部包含四个比较器，我们使用其中的一个比较器进行电压比较。
- 输出电路：将比较器的输出端连接到LED灯，LED灯的另一端通过电阻R3接地。
3. 比较器电路的调试与测试（1）调试根据电路图，连接好各个元件，接入输入电压信号，观察LED灯的亮灭情况。
若LED灯不亮，则检查电路连接是否正确，电阻阻值是否合适。
（2）测试为了验证电路的性能，我们进行以下测试：- 输入电压分别为0V、2V、4V时，LED灯是否正常亮灭。
- 改变输入电压信号的极性，观察LED灯的亮灭情况。
4. 故障排除在调试过程中，如果出现故障，应按照以下步骤进行排除：- 检查电路连接是否正确，有无短路或断路现象。
- 测量电阻、电容等元件的阻值，确保元件质量。
- 检查电源电压是否稳定，输出电压是否符合要求。
三、实习总结1. 通过本次实习，我对比较器电路的基本原理有了更深入的了解，掌握了比较器电路的设计、搭建和调试方法。
2. 在实习过程中，我提高了自己的动手能力，学会了如何分析问题和解决问题。
SAR ADC的系统级建模与仿真
SAR ADC的系统级建模与仿真徐韦佳;田俊杰;施琴【摘要】为了实现逐次逼近型模数转换器(Successive Approximation Analog-to-Digital Converter, SAR ADC),在MATLAB平台上使用Simulink 工具,建立SAR ADC的理想模型,主要包括数模转换器(DAC)、比较器、译码器和寄存器模块.理论分析时钟抖动、开关非线性、比较器失调、电容失配等非理想因素对系统性能的影响,在理想模型基础上添加非理想因素,进行MATLAB仿真,通过分析输出信号频谱的变化,总结降低非理想因素对系统性能影响的方法,对实际电路设计具有指导意义.%In order to achieve successive approximation analog-to-digital converter (SAR ADC), the ideal model of the SAR ADC is set up, using Simulink tools on the platform MATLAB.The digital-to-analog converter (DAC), comparator, decoder and send latch module are included.The effects of non ideal factors on the performance of the system are analyzed, such as clock jitter, switch nonlinearity, comparator offset, capacitor mismatch and so on.Adding non ideal factors on the basis of ideal model, MATLAB simulation is conducted.Through the analysis of the frequency spectrum of output signal changes, the method for reducing non ideal factors impact on the performance of the system is summarized, and it has guiding significance to the actual circuit design.【期刊名称】《微型机与应用》【年(卷),期】2017(036)008【总页数】5页(P19-22,25)【关键词】SARADC;MATLAB;非理想因素【作者】徐韦佳;田俊杰;施琴【作者单位】中国人民解放军理工大学理学院,江苏南京 211101;中国人民解放军理工大学理学院,江苏南京 211101;中国人民解放军理工大学理学院,江苏南京211101【正文语种】中文【中图分类】TN432模数转换器(Analog-to-Digital Converter, ADC)作为连接外界模拟信号和数字信号处理系统的桥梁，得到了广泛应用。
PWM比较器电路仿真设计
论文题目：PWM比较器电路仿真设计本科生毕业论文，绝对原创， 2011年06月01日摘要脉冲宽度调制（PWM）是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术，广泛应用在从测量、通信到功率控制与变换的许多领域中。
脉冲宽度调制是一种模拟控制方式，其根据相应载荷的变化来调制晶体管栅极或基极的偏置，来实现开关稳压电源输出晶体管或晶体管导通时间的改变，这种方式能使电源的输出电压在工作条件变化时保持恒定，是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术。
本文通过对PWM发展现状的了解，在掌握PWM反相器原理的基础上，比较分析了几种常见的比较器电路结构，根据PWM中对比较器的性能要求，设计了一种具有高增益和适当带宽、小的失调电压、在低功耗情况下具有较短响应时间的比较器；利用集成电路EDA设计软件，对各子模块电路进行了参数设计及仿真分析，同时进行了PWM比较器整体电路的仿真，并绘制了整体的电路版图。
本文所设计PWM比较器的增益达80dB以上，总版图面积为5674um2。
关键词PWM；比较器；增益；时延AbstractPWM is in English "Pulse Width Modulation" abbreviation ,It is used digital output ofmicroprocessor to control of the analog circuit this is a very effective technology,Used for everything from measuring, communications to power control and conversion of many areas.PWM is an analog control method,The changes under the appropriate load modulation transistor gate or base bias,To achieve the switching power supply output transistors or transistor conduction time change,This approach enables make the power supply output voltage changes in working conditions, constant,It is used digital output to microprocessor to control of the analog circuit a very effective technique.This paper is based on the PWM comparator Development of understanding.In the control based on PWM principle,Comparative analysis of several common comparator circuit structure,PWM comparator based on performance requirements,Design a suitable bandwidth, high gain and small offset voltage, low power consumption in case of a short response time comparator; Using integrated circuit design EDA software, each of sub-module circuit design and simulation parameters,PWM comparator and the overall simulationof the whole circuit.PWM comparator design in this paper gain of up to 100dB.For the overall layout of the drawing, the total layout areas 5674um2.KeywordsPWM; comparator; gain; delay目录第一章引言1.1 PWM介绍脉冲宽度调制(PWM)，是英文“Pulse Width Modulation”的缩写，简称脉宽调制，是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术，广泛应用在从测量、通信到功率控制与变换的许多领域中。
电压比较器实验总结
电压比较器实验总结在本次电压比较器实验中，我们主要通过实际操作来探究电压比较器的工作原理和特性。
通过实验，我们深入了解了电压比较器在电子电路中的重要作用，并总结了一些实验中的经验和教训。
首先，我们搭建了一个基本的电压比较器电路，包括一个运放和一些电阻元件。
通过调节输入电压，我们观察到了电压比较器的输出变化情况。
在此过程中，我们发现了一些重要的现象和规律。
在实验中，我们发现电压比较器的输入电压与输出电压之间存在着一定的关系。
当输入电压高于某一阈值时，输出电压会发生突变，从高电平变为低电平；反之，当输入电压低于该阈值时，输出电压则会由低电平变为高电平。
这种阈值电压被称为比较器的触发电压，是电压比较器工作的关键。
除此之外，我们还发现了电压比较器的输出具有一定的滞回特性。
也就是说，当输入电压在触发电压附近发生微小波动时，输出电压并不会立刻改变状态，而是需要经过一定的延迟才能完成状态转换。
这种滞回特性使得电压比较器在实际应用中更加稳定可靠。
在实验过程中，我们也遇到了一些问题和挑战。
例如，电压比较器的输入电压范围、输出电压稳定性、电源电压对比较器性能的影响等都需要我们认真对待和解决。
通过不断调整和实验，我们逐渐克服了这些问题，并取得了一些有益的实验结果。
总的来说，本次电压比较器实验让我们对电子电路中的电压比较器有了更深入的了解。
通过实际操作，我们不仅加深了对理论知识的理解，还积累了丰富的实验经验。
希望今后能够进一步应用这些知识，为我们的学习和科研工作提供更多的帮助。
通过本次实验，我们对电压比较器的工作原理和特性有了更深入的了解，也积累了丰富的实验经验。
希望今后能够进一步应用这些知识，为我们的学习和科研工作提供更多的帮助。
9-比较器仿真实验
实验九比较器电路仿真实验1、方波发生器电路如图9-1所示。
（1）仿真输出波形，计算方波的周期并与仿真值进行对比。
（2）改变元件的参数，观察输出波形的变化。
Rf图9-12、矩形波发生器电路如图9-2所示。
C上的电压波形，计算矩形波的周期并与仿真值进行对比。
（1）仿真输出波形及电容1（2）改变元件的参数，观察输出波形的变化。
Rf R43、双极点Butterworth 低通滤波器电路如图9-3所示，仿真滤波器特性曲线及截止频率，并与计算值进行比较。
图9-34、阶梯波发生器电路如图9-4所示，场效应管参数已知，仿真场效应管的转移特性曲线及输出波形，分别改变场效应管模型参数Vto 和积分电容C 3 的值，观察输出阶梯波的变化。
场效应管参数： .model J2N4393 NJF(Beta=9.109m Betatce=-.5 Rd=1 Rs=1 Lambda=6m Vto=-0.5+ Vtotc=-2.5m Is=10f Isr=33f N=1 Nr=2 Xti=3 Alpha=20.98u+ Vk=123.7 Cgd=4.57p M=.4069 Pb=1 Fc=.5 Cgs=4.06p Kf=123E-18 + Af=1)* National pid=51case=TO18*88-07-13 bam BVmin=40D4图9-45、反相比例运算放大电路如图9-5所示，设集成运放型号为μA741，且运放的电源电压12+=CC V V ，12-=EE V V 。
若输入信号幅度为1±V ，周期为100μs 的方波脉冲。
试求输出电压1o v 、o v 的波形。
图9-56、 电路如图9-6所示，运放μA741的电源电压15+=CC V V ，15-=EE V V，电容器的初始电压0)0(=C v 。
(1) 若输入500=f Hz ，幅度为4±V 的方波信号时，试观察输出电压o v 的波形。
(2) 改变方波频率，观察波形变化，若波形失真应如何调整电路参数？验证分析。
电子电路中常见的数字比较器问题解析
电子电路中常见的数字比较器问题解析数字比较器是电子电路中常用的一种功能模块，用于比较两个数字信号的大小关系。
在实际应用中，数字比较器经常出现各种问题，如误比较、延时不准确等，本文将对这些问题进行详细解析，并提供解决方案。
I. 误比较问题分析误比较是数字比较器中常见的问题之一，它可能导致输出错误以及系统性能下降。
产生误比较的原因主要有以下几点：1. 输入信号幅值过小：当输入信号的幅值过小时，数字比较器容易误判信号的高低电平，造成误比较。
解决方案是通过适当的放大电路增加输入信号幅值，以确保比较器正常工作。
2. 杂散噪声干扰：数字比较器在工作过程中可能受到来自外部环境的杂散噪声干扰，从而导致误比较。
为了减少这种干扰，可以采用滤波电路来滤除杂散噪声，确保输入信号的稳定性。
3. 工作电压波动：数字比较器对工作电压的要求较高，如果电压存在波动，比较器输出可能不稳定，导致误比较。
解决方法是使用稳压电路或电压稳定器，确保比较器工作电压的稳定性。
II. 延时不准确问题分析数字比较器在进行比较操作时，经常面临延时不准确的问题，这可能导致输出信号的时序性不稳定及系统性能下降。
延时不准确的原因主要有以下几点：1. 电路布线不合理：不合理的电路布线容易引起信号传输延时不一致，进而导致比较器的延时不准确。
合理规划电路布线，缩短信号传输路径，可以有效减少延时不准确的问题。
2. RC电路参数设计不当：在数字比较器电路中，RC电路常用于延时控制，如果RC电路参数设计不当，就会引起延时不准确。
通过严格计算和仿真，合理选择RC电路参数，以满足系统要求。
3. 驱动电路选型不合理：数字比较器的驱动电路选型也会影响延时准确性，如果选用的驱动电路响应速度较慢，就会导致延时不准确。
合理选择驱动电路的响应速度，并与比较器匹配，可以提高延时的准确性。
III. 解决方案针对以上问题，我们可以采取以下解决方案：1. 优化电路设计：合理选择电路元器件，并根据实际需求进行布线和参数设计，以保证数字比较器的稳定性和准确性。
电子电路中的比较器故障排查方法
电子电路中的比较器故障排查方法比较器是电子电路中常用的重要元件之一，用于将两个电压进行比较并输出相应的结果。
然而，在使用比较器的过程中，可能会遇到各种故障，如输出不准确、波形失真等。
本文将介绍一些常见的比较器故障排查方法，帮助读者快速定位和解决问题。
一、比较器输出不准确当比较器的输出结果与预期不符合时，可能是由于以下原因导致的故障。
1. 电源电压异常：检查比较器所使用的电源电压是否正常，过高或过低的电压都会影响比较器的工作，导致输出不准确。
2. 简化电路错误：检查比较器周围的简化电路是否正确连接。
确保输入信号和参考电压正确输入，减少可能的干扰。
3. 模拟开关故障：比较器中常使用模拟开关进行信号处理，当模拟开关损坏或连接不良时，会导致输出不准确。
检查模拟开关的连接情况，确保其正常工作。
4. 参考电压偏移：比较器的输出结果通常与参考电压有关，若参考电压源存在偏移，将导致输出不准确。
检查参考电压源的稳定性和准确性。
二、比较器波形失真比较器输出的波形应该是清晰、准确的，但在实际使用中，可能会出现波形失真的情况。
以下是一些常见的波形失真故障排查方法。
1. 输入信号幅值过大：若输入信号的幅值超过了比较器的工作范围，将导致输出波形失真。
检查输入信号的幅值是否在比较器规定的范围之内。
2. 输出负载不匹配：比较器的输出端通常需要连接负载电阻，若负载电阻与比较器不匹配，会导致波形失真。
检查输出负载电阻的阻值是否与比较器要求相符。
3. 输入信号干扰：输入信号受到干扰也会导致波形失真。
检查输入信号线路附近是否有干扰源，适当采取屏蔽措施，减少信号干扰。
4. 比较器速度不匹配：比较器的速度特性与其他组件的速度要相匹配，否则会导致波形失真。
检查比较器的速度特性是否满足系统要求。
三、比较器工作不稳定有时比较器可能出现工作不稳定的情况，如输出时忽高忽低、产生杂散振荡等。
下面是一些解决比较器工作不稳定问题的方法：1. 反馈电阻选择：比较器的反馈电阻是决定稳定性的重要因素之一。
一种比较器失调电压和漂移的测试方法
负反馈机制自动收敛到比较器的亚稳 态。在长时间的漂移测试中，这种自 动跟随的能力大大简化了寻找亚稳态 的过程，使得测试简便而又可靠。影
本方案测试方法 因此，本文中提出一种测试比较
器失调电压漂移的闭环方法。该方法 利用负反馈特性得到比较器的输入失 调电压，并能够自动跟随电源、温度
比较器的主要技术指标是速度 和精度。比较器的速度决定了其能够 正确解析模拟信号的最短时间间隔； 精度则决定了比较器能够做出正确解 析的最小电压差。随着现代集成电路 生产工艺由深亚微米级转到纳米级， M O S器件的尺寸不断减小，器件的速 度得以大幅提高；但与此同时，M O S 器件的失配误差变得更大（C M O S工 艺中M O S管的失配程度和器件面积 平方根成反比）。由于比较器一般采 用对称性设计，M O S器件的失配会 对比较器产生解析误差，对比较器的 精度要求提出了更大的挑战。如图2
· 2018年9月 · 今日电子
48 应用设计
Applications
图3 比较器开环测试方法示意图
图4 比较器闭环测试方法示意图 压并观察比较器的输出状态：当输入 电压差值较大时，比较器会输出稳定 的“0”或“1”，当输入电压差接近 失调电压时，比较器输出结果变得有 “0”有“1”，然后微调输入电压使 得输出“0”和“1”的概率相等时， 比较器处于亚稳态，这时输入端的 电压差值就是比较器的失调电压。如 果长时间观测失调电压随温度、电源 电压等外界因素影响导致的漂移，就 需要不断地去主动寻找比较器的亚稳 态，对整个测试系统控制的复杂度提 出了较高的要求。
图1 高速链路系统示意图
图2 失调电压及漂移的定义
随着电压、温度等环境因素的变化， 产生失调电压的漂移（d r i f t），从而 影响比较器的工作精度。因此，精确 测量比较器的失调电压及其漂移变得 尤为关键。
比较器失调的仿真方法
比较器失调的仿真用到了蒙特卡罗分析：首先是蒙特卡罗分析窗口的一些设置，如下图所示，在此不再赘述。
其中Analysis Variation：Process是指device mismatch on two different dies（die to die）。
Mismatch是指device mismatch on the same die。
记得要把“Save Data Between Runs to Allow Family Plots”勾选，通过Calculator可以获取output的表达式。
比较器失调仿真的整体仿真图如图1所示：（其中包含有①单端到差分的转换（xfmr），输入的共模电平值由VCM确定，②理想的采保电路sah_ideal，其属性设置如图2所示。
③比较器）本实例中的比较器是由预放大器与锁存器组成，锁存器由时钟控制，当时钟的上升沿到来后，比较器产生比较结果，当时钟变为低电平后，比较器的输出复位到Vdd。
图1图2输入源vpwl的设置如图3所示：图3仿真后得到Comp的VP和VN的输入分别如图4所示。
对于每一个输入值Xi，在时钟的上升沿到来后，比较器都有一个确定的输出值。
由于对称性，我们只选取16.4ns之前的41组Xdata数据：图4在理想的情况下，当Xi>Xth时，比较器输出为高电平；当Xi<Xth时，比较器输出为低电平（如图5所示）。
实际情况下，当Xi>Xth时，比较器输出可能为低电平；同时Xi<Xth 时，比较器输出可能为高电平，将实际的比较器模型等效为图6所示。
图5图6仿真可以得到P（y i=1）=P（（X i-X th）>X off）=n i/N=z i，其中N是蒙特卡罗分析的总次数，n i是某个X i下输出为1的次数。
这个函数是X off的概率密度函数的积分，从而得到比较器失调的统计特性。
拟合出Z i和X i的关系曲线，z=p1*X+p2。
代码部分导出cadence仿真数据到matlab处理的ocean脚本程序：openResults("/home/music/simulation/SIM_pre_amp1/spectre/schematic/psf")selectResult('tran)ocnPrint(?output"/home/music/simulation/SIM_pre_amp1/spectre/schematic/psf/comp.txt" ?precision2 ?numberNotation `none ?from 0.1e-6 ?to 16.1e-6 ?step 0.4e-6 v("/OUTP"))offset仿真的第一段matlab代码：xdata=-20:1:20;x=load('J:\comp.txt');ydata=[]; %ydata原来为空x(:,1)=[]; %删除x中的第一列，为时间x1=x; %将新的x记作x1for i=1:41y=sum(x1(i,:))/(1.8*50); %输出为1的概率（本实例进行了50次蒙特卡罗仿真）ydata=[ydata y]; %每次存入新的yendplot (xdata,ydata);axis([-20 20 0 1.05]);offset仿真的第二段matlab代码：v=sqrt(2)*erfinv(ydata(1:41)*2-1);i=find(v>-3&v<3); %3sigma原则[p,s]=polyfit(xdata(i), v(i),1); %对离散点进行拟合，1表示直线拟合sigma=1/p(1); %标准差mu=-p(2)/p(1); %平均值figure(2);plot(xdata(i),v(i),'.k',xdata(i),polyval(p,xdata(i)),'r');axis([-15 15 -3 3]);text(-4,2,sprintf('sigma=%2.2f mV \n mu=%3.2f uV',sigma,mu*1000));更详细的情况请参见文档《A Methodology for the offset Simulation of Comparators》。
失调电压(比较器输入端产生)
失调电压
失调电压，又称输入失调电压，记为U1，一个理想的运放，当输入电压为0时，输出电压也应为0。
但实际上它的差分输入级很难做到完全对称。
通常在输入电压为0时，存在一定的输出电压。
解释一：在室温25℃及标准电源电压下，输入电压为0时，为使输出电压为0，在输入端加的补偿电压叫做失调电压。
解释二：输入电压为0时，输出电压Vo折合到输入端的电压的负值，即VIO=- VO|VI=0/AVO
输入失调电压反映了电路的对称程度，其值一般为±1~10mV
失调电压测试电路图
由例图得出输入失调电压计算公式：
U1 = R1/(R1+Rf)·Uo。
基于平衡态的动态比较器失调电压分析和设计优化
文 章 编 号 ： １ ０—２ ９（０ ２ ０ －０ －６ ０ ７０ ４ ２ １） １０ １ ０ １
电路 与 系 统 学 报
Ｊ ０ＵＲ ＮＡＬ ＯＦ ＣＩ ＵＩ ＲＣ ＴＳ ＡＮＤ ＹＳ Ｍ Ｓ Ｓ ＴＥ
Ｖｏ ． ７ １ １
基 金 项 目 国 家 自然 科 学 基 金 重 点 基 金 （ １３ ０ ４ ： 国家 自然 科 学 基 金 面 上 基 金 （ １７ ０ ４ ６０６０ ） ６０６２ ）
ห้องสมุดไป่ตู้
１ ２
电路 与 系 统 学 报
第 １ ７卷
的 电流 相 等 ，对 应 的两 支 路 各 个 结 点 的 电压 也相 等 。此 时 平 衡态 可 以用 一 个 由结 点 电压确 定 的状 态 函 数 来 描 述 ，如 公式 （ ）所示 ： １
基础 ，通 过 在复 位 电压 跳变 时刻引 入补 偿 电压 的方法 ，逐 一分 析 了动态 比较器 各 晶体 管参数 对 总体 失调 电压 的影 响，
建 立 了 失 调 电压 的 数 学 模 型 ； 用 Ｃ ａｔｒｄ０１ｕ Ｐ Ｍ 工 艺 对 Ｌ ｗｉ． ａ 采 ｈ ｒ ｅ ．８ ｍｌ ６ ｅ ｅ ｓＧｒｙ型 动 态 比 较 器 进 行 了 电路 和 版 图 设 计 ，并
ＮＯ １ ．
Ｆ ｂｕｒ ２ ２ ｅ ｒａｙ， ０１
基 于 平衡 态 的动态 比较 器 失调 电压 分析 和设计 优 化
巫朝发 ， 姚素英， 赵士彬 ， 高静 ， 徐江涛
（ 津 大 学 电子 信 息 工 程 学 院 ，天 津 ３ ０ ７ ） 天 ０ ０ ２
摘要 本 文 提 出了一种 基 于平衡 态 的动 态 比较 器 失调 电压 分析 设计 技术 。 以两 支路 电压 电流 相等 的平衡 态 为分 析
10bit500MS_sPipeline-SARADC的设计
摘要模数转换器（ADC）作为现代通信系统中的关键电路，其性能直接决定了通信系统的整体性能。
在需要中等精度高速ADC的应用场合，如无线网802.11ac通信协议等，流水线逐次逼近型模数转换器（Pipeline-SAR ADC）以其兼顾高速和低功耗的结构特点、对先进工艺兼容良好等优良特性被广泛使用。
针对现代高速通信系统的应用场合，论文设计了一款10bit 500MS/s的Pipeline-SAR ADC，其系统架构为两级结构，两级SAR ADC都实现6bit的数据量化，级间放大器提供4倍增益，设置2bit 级间冗余。
在第一级SAR ADC中，提出了一种基于自关断比较器的非环路（Loop-unrolled）结构，在每位比较完成后，通过自关断信号将当前位比较器关断，在不影响比较器锁存级保持数据的前提下，极大减小了Loop-unrolled结构的功耗；同时，针对Loop-unrolled结构多个比较器之间的失调失配，采用了一种基于参考比较器的后台失调校准方法，参考比较器的引入使得该校准方法可以在不增加额外校准时间的前提下完成后台校准，保证了系统的高速特性。
级间放大器采用了一种增益稳定的动态放大器，通过将动态放大器的增益构造为同种参数比例乘积的形式，实现增益稳定，并对其工作时序进行了优化，避免了额外时钟相的引入。
第二级SAR ADC采用了两路交替比较器结构，同时对两个比较器采用了前台失调校准，以避免引入额外的校准时间。
由于级间放大器仅提供4倍增益，第二级的量化范围较小，本文在第二级电容阵列的设计上使用了非二进制冗余，以减小DAC建立误差造成的影响。
本文还设计了数字码整合电路、全局时钟产生电路，以保证整个Pipeline-SAR ADC设计的完整性。
本文基于TSMC 40nm CMOS工艺设计了具体的电路与版图。
后仿真结果表明，在1.1V电源电压下，采样率为500MS/s时，输入近奈奎斯特频率的信号，在tt工艺角下，有效位数（ENOB）达到9.2位，无杂散动态范围（SFDR）达到64.5dB，功耗为7.52mW，FoM值为25.76fJ/conv.step，达到设计指标要求。
运算放大器及电压比较器失调电压测试方法的研究
运算放大器及电压比较器失调电压测试方法的研究全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：运算放大器和电压比较器是电子电路中常用的集成电路之一，它们在许多应用中发挥着重要作用。
在实际应用过程中，由于器件制造工艺和温度等因素的影响，这两种器件的失调电压是难以避免的。
失调电压是指在理想情况下应该为零的输入信号为零时放大器输出仍有输出的电压，这会对电路的性能产生不利影响。
了解并测试失调电压是必不可少的。
失调电压主要包括输入失调电压、输出失调电压和共模失调电压。
输入失调电压是指在理想情况下，两个输入端的电压应该完全相等，但是实际上存在微小偏差。
输出失调电压是指在理想情况下，输出应该为零，但是实际上输出有一个微小的偏移值。
共模失调电压是指在理想情况下，放大器对共模信号的增益应该为零，即共模信号不会被放大，但是实际上由于失调电压的存在，共模信号也会被放大。
测试失调电压是非常重要的。
对运算放大器和电压比较器的失调电压进行测试有许多种方法，其中一种常用的方法是零漂移方法。
零漂移方法是一种通过比较两个电路的输出来准确测量失调电压的方法。
将一个信号源输入到被测试的运算放大器或电压比较器中，然后将另一个信号源输入到另外一个电路中，通过测量两个电路的输出，可以准确地测量出失调电压。
除了零漂移方法外，还有一些其他方法可以用来测试失调电压，例如差动输入电压法、差分输入电压法和传递函数法等。
不同的方法适用于不同的电路和应用场景。
对运算放大器和电压比较器的失调电压进行测试是非常必要的。
了解失调电压可以帮助我们评估电路的性能，并且可以采取相应的措施来减小失调电压的影响，提高电路的性能表现。
希望以上内容能对大家有所帮助。
第二篇示例：运算放大器和电压比较器是电子电路中常用的器件，它们在各种应用中起着至关重要的作用。
由于制造工艺和环境因素的影响，这些器件会存在一定程度的失调。
失调电压是指在理想情况下应为零的输入信号为零时，实际输出信号与理想输出信号之间的误差，它会影响到电路的性能和稳定性。
电压比较器仿真实验报告
贵州大学实验报告
学院：人民武装学院专业：交通运输班级：智能人141 姓名谢诗月学号93 实验组
实验时间2016.7.21
指导教
师
宁阳成绩
实验项目名称电压比较器仿真实验
实
验目的1、熟悉使用Multisim仿真软件
2、运用集成运放设计并分析过零比较器性能
3、运用集成运放设计并分析滞回比较器性能
实验原理
电压比较器的功能是能够将输入信号与一个参考电压进行大小比较，并用输出高、低电平来表示比较的结果。
电压比较器的特点是电路中的集成运放工作在开环或正反馈状态。
输出与输入之间呈现非线性传输特性。
过零比较器的特点是阈值电压等于零。
滞回比较器特点是具有两个阈值电压。
当输入逐渐由小增大或由大减小时，阈值电压不同。
实
验
仪
器
Multisim软件，函数发生器，运算放大器，示波器，电阻
实验步骤1、连接过零比较器电路，如下图
2、调整函数发生器数据，如下图
3、运行仿真，调整示波器数据，得到下图波形
4、连接滞回比较器电路，如下图
5、调整函数发生器数值，如下图
6、运行仿真，调整示波器数值，得到如下波形
实验总结
比较两种形式的比较器，虽然电路的性能不同，但共同点是输出不是高电平就是低电平，，观察电路可以发现集成运放不是工作在开环状态就是工作在反馈状态，所以，电路工作在集成运放的非线性区
指
导
教
师
意
见
签名：年月日。
比较器失调仿真总结
比较器失调仿真总结第一篇：比较器失调仿真总结动态比较器失调仿真一、条件1、需要在比较器后面加个理想的比较器和D触发器2、需要输入vinn=constant，vinp为一个上升非常缓慢的斜坡。
3、时钟速度也要慢一点二、仿真参数设置1、电路图2、输入信号输入共模=700mV 1）Vinp为缓慢上升的斜坡2）vinn=0 3）时钟clk周期为20nS 4）MC仿真公式在计算器里写仿真公式，写好后在ADE中的outputs—setup里点击get expression即可写好的公式如下1e-08为10ns（时时钟周期的一半）即输出过0.5时的时间减去10nS 5）MC仿真设置4、理想比较器、ADE和D触发器内部设置5、CML比较器内部电路图仿真结果第二篇：电压比较器仿真实验报告电压比较器时间6月6日实验目的：1)熟悉使用仿真软件； 2)进一步了解运放的特性。
实验器材：装有Multisim仿真软件的计算机一台。
实验原理：通过一个开环状态的运放将其正、反向输入端作为电压比较端，当同相端电压高于反相端时，输出电压为正最大值，当同相端电压低于反相端电压时，输出负最大值，下面通过仿真实验来实现此功能，实验步骤：1)打开仿真软件将以下电路连接好；2)给运放输入正玄波后启动仿真；3)打开示波器调节各值后达到以下两个波形（红色为输入，蓝色为输出）实验结论（结果）：通过以上实验证明，理论值成立，电路将输入的正玄波变成了输出的正最大值和负最大值。
第三篇：器乐队总结（精选）日常工作需注意的事项：1、安排训练时间要合理，追求高效率。
安排训练的时候，尽量让每个人在课余时间都能有专门的时间去联系。
又因为每个人的水平有高低，所以安排的时候必须要把同一类的乐器分在一个时间段，并且水平相对较好的搭配水平相对较弱的。
2、在训练的时候，每次都要定下目标，追求效率，并且在固定时间内进行验收。
3、要注重对队员的任务分配。
根据每个队员的特点安排不同的曲子，分配不同的任务。
蒙特卡洛分析比较器的输入误差
原理：From《A Methodology for the Offset-Simulation of Comparators》上图是测量用蒙特卡洛测offset的原理，由于器件的失配，可以到如图，在本该输出0的地方输出了1.经过多次仿真可以得到其中N是蒙特卡洛次数，ni为在xi输入下输出为1的次数由概率的知识可以看出，这个函数其实就是xoff的概率分布函数pdf，所以我们可以由这个函数来估计offset的一系列特性（详见下文matlab程序的注释）步骤：用mento carlo分析对比较器的失调（offset）进行仿真的步骤如下：搭建testbench如下：其中使用到sah_ideal这是抽样保持电路，一般将其中的vtrans_clk设为你的vdd的一半，这个vtrans_clk在ahdllib库中的verilog A语言描述是当以上升的方式越过vtrans_clk的时候进行采样并保持xfmr进行单双端转换，连接方式如图所示，vcm一般设置为你想要的值，vcm也会对offset产生一些影响，一般都设vdd/2我的comparator是动态的，后面接了两个inv缓冲，这里有一个小问题大家注意一下，刚开始我做的时候，因为估计误差只需要用到outp的值不用到outn，所以我只在outp后面加了缓冲，outn后面什么都没有加，后来怎么测怎么不对，原因是comparator输出端的电容负载将一定程度上影响比较器的offset，所以要都加上buffer激励的话我们采用斜坡信号，这样可以更全面的估计offset的范围，vpwl的设置如下：这里我的时钟周期为1us，由于我是12bit的adc，所以步长选的比较小（0.25mv），大家根据自己情况考虑。
下面就可以进行蒙特卡洛分析啦，mc的设置如下在仿真之前要在model library导入mc模型，有的可能还需要导入失配的模型，我用的工艺mc section 里面已经有失配的模型了还有就是要用有失配模型的管子之后仿真就好了，我结果如下（仅取其中几次的）下面需要导出仿真的数据到matlab分析Ocean脚本如下：openResult(“....../psf”)%...../psf为你的psf文件路径selectResult(‘tran)Ocn(?output“..../mc.txt”?precision4NumberNotation‘none?from0.7r-6?to 40.7e-6?step1e-6v(“/outp”))%...../mc.txt为输出文件路径具体函数参见cadence的oceanref运行ocean程序只需在terminal下键入ocean回车就可以了导出后还需要对这个txt修改，去掉时间以及名称只保留输出电压信息，然后导入matlab matlab部分程序如下Xdata=-5:0.25:5;%这个因人而异，取决于你的ramp的范围和步长X=load(‘d:\mc.txt’);Ydata=[];For i=1:41Y=sum(x1(i,:))/(1.8*100)Ydata=[ydata y];EndPlot(xdata,ydata);V=sqrt(2)*erfinv(ydata(1:41)*2-1)%估计在ydata概率出的标准正态分布的x取值I=find(v>-3&v<3);%3sigma准则[p,s]=polyfit(xdata(i),v(i),1);%用一阶xdata去拟合v从而得出xdata的方差和均值Sigma=1/p(1);Mu=-p(2)/p(1);%%%%%%%%%%%%%%%%原文后面还有一段程序，但很多人不需要那一段，那一段是描述拟合程度的，这里不再写了，有兴趣的朋友去参考原文即可。