傳統(tǒng)的基于三態(tài)反相器設(shè)計的時間放大器（TDA）具有電路復(fù)雜度低、對電壓余度和溫度的影響不敏感的特點,但該結(jié)構(gòu)的時間分辨率低,增益誤差大,應(yīng)用范圍相對較窄.本文提出一種改進的時間放大器結(jié)構(gòu),通過重新設(shè)計延遲鏈控制信號產(chǎn)生電路以實現(xiàn)高精度增益的要求.基于40 nm CMOS工藝進行Spectre仿真結(jié)果表明,本文提出的TDA結(jié)構(gòu)不僅具有穩(wěn)定可控的增益（增益誤差保持在±4%以下）和高時間分辨率（380 fs）,而且輸入范圍得到進一步提升. 

【文章來源】：微電子學(xué)與計算機. 2020,37(08)北大核心

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

傳統(tǒng)的基于三態(tài)反相器的時間放大器

針對上述問題,本文將獲得高精度增益的要求更改為ats=Δt,即傳輸Bi信號的延遲鏈?zhǔn)冀K由1X倍尺寸的三態(tài)反相器驅(qū)動.基于該工作原理,本文對控制電路和基于三態(tài)反相器的延遲鏈進行重新設(shè)計和優(yōu)化.3 時間放大器的電路設(shè)計

本文設(shè)計的TDA電路結(jié)構(gòu)如圖3所示,它主要包含兩組延遲鏈TD1和TD2以及兩組控制信號產(chǎn)生電路.該電路采用對稱的結(jié)構(gòu)設(shè)計以縮小信號之間的傳輸誤差,圖中虛線左側(cè)的電路主要用于實現(xiàn)EN和EN"的對稱翻轉(zhuǎn),為準(zhǔn)確地實現(xiàn)ats=Δt的要求,電路還需要保證Bi經(jīng)過兩級三態(tài)反相器后信號的上升沿與EN的下降沿對齊(調(diào)整基本反相器B1、B2的尺寸),虛線的右側(cè)包含M2級三態(tài)反相器延遲單元,TD1鏈中反相器的控制信號由Bi經(jīng)過固定時長的延遲后給出,相應(yīng)地TD2鏈中反相器的控制信號由Ai經(jīng)過相同時長的延遲后給出.本文提出使用傳輸門加基本反相器的結(jié)構(gòu)(如圖4所示)實現(xiàn)原始信號的延遲輸出和取反信號的延遲輸出,考慮到EN和EN"信號(EN2和EN2"信號)之間負載不同的情況,本文通過配平負載的方式進行負載均衡,最終獲得完全對稱的EN和EN"信號(EN2和EN2"信號).圖4 傳輸門邏輯


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