比较器的蒙特卡洛仿真失调电压

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魔陈公仔 发表于 2021-3-23 21:24
功耗的话，就是分动态功耗和静态功耗，仿的话确实不好仿。我一般就是让输出判定的逻辑高和逻辑低各占一半 ...

我是直接average it，看VDD的电流，是这样吧

魔陈公仔

17315768922 发表于 2021-4-6 21:43
我是直接average it，看VDD的电流，是这样吧

是啊，最好是让计算电流的这段时间内，判断逻辑高和逻辑低的个数相等，这样会准确一些，毕竟翻转是动态功耗。

IC2019

17315768922 发表于 2021-4-6 21:18
老哥知道动态比较器的功耗怎么计算嘛

求电源的电流平均值啊

likai19960617

大哥所以最后怎么解决的？能给说一下吗？

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魔陈公仔 发表于 2021-3-23 21:24
功耗的话，就是分动态功耗和静态功耗，仿的话确实不好仿。我一般就是让输出判定的逻辑高和逻辑低各占一半 ...

想请教一下，我的比较器瞬态仿真波形图没有问题，D触发器输出一个跳变点，offset在几uV，但是仿蒙特卡洛就有错，在第一个比较时钟到来，输入还是负值，比较结果就为1，后面一直都是1；然后我改动电路调大预放大输入管尺寸，瞬态放真开始出错：前半段比较结果该为0却比较是1，后半段变成0，不知道怎么修改。最后还有回答中说的优化比较器，上拉弱就加强NMOS，是看哪个波形，什么样情况叫上拉弱呢

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魔陈公仔 发表于 2021-3-23 21:24
功耗的话，就是分动态功耗和静态功耗，仿的话确实不好仿。我一般就是让输出判定的逻辑高和逻辑低各占一半 ...

求大佬空了回复...还是关于上拉弱下拉弱不理解，预放大PMOS NMOS尺寸不知道怎么调，跑蒙卡有的情况第一个时钟就翻转，有的到最后一个时钟也不翻转，不知道如何调。感谢！

魔陈公仔

sqxu1103 发表于 2021-6-16 19:47
求大佬空了回复...还是关于上拉弱下拉弱不理解，预放大PMOS NMOS尺寸不知道怎么调，跑蒙卡有的情况第一个 ...

你这样说，我也不知道该怎么调啊。。。。有预放大的话，应该就是预防+锁存器的这种结构吧？把电路图贴出来，凭空分析很无力。

看看mc瞬态波形，Probe一下预放大的输出和锁存的输出，看看是哪里的波形有问题啊。

mc第一个时钟的错了，后面都改不过来，要么是锁存器挂了，拉不动，要么就是预放大在这个失配下无法识别出输入的压差，这个要看波形来分析。

至于上拉弱加上拉，上拉就是给输出节点充电，拉高电位，下拉就是给输出节点放电。强弱就是充放电的速度，因为比较器是有时间的，半个周期内你要把输出节点充放电到逻辑电平，还有就是预放大要迅速放大压差，后面的锁存才能快速输出，所以强弱看速度呀。

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魔陈公仔 发表于 2021-6-16 21:23
你这样说，我也不知道该怎么调啊。。。。有预放大的话，应该就是预防+锁存器的这种结构吧？把电路图贴出 ...

电路图是预放大+锁存结构：

1.我先调整预放大器P/NMOS尺寸（瞎调的），跑了一下普通瞬态情况下固定输入为-1mV的输入，输出结果是错的，预放大器输出vp-vn和锁存器输出信号（电路图圈出来的波形）如下：
可见时钟信号ENb为1，开始采样和比较后，预放大器输出（第一个圈圈）是在0.5ns完成放大，1ns后恢复，锁存器输出（第二个圈圈）在这1ns中就一直下降，未在后0.5ns上升，因此输出为1，是错的。不懂这说明锁存器功能不对？

2.在以上基础上改动预放大器P/NMOS尺寸，得到普通瞬态情况下的正常比较值，失调为10u，然后跑输入为ramp波从负到正的蒙卡，和楼主设置的一样。结果有的第一个时钟就比较错，有的到最后一个时钟也不对，一直为0。下图选了第一个时钟就错的情况：
预放大器差分输出：

锁存器（还是电路圈起来的信号）输出：

看起来跟第一种错误一样，都是预放大器在1ns内完成放大，但是锁存器信号不能得到正确结果。
请大佬帮忙分析一下，感谢！

魔陈公仔

sqxu1103 发表于 2021-6-17 21:45
电路图是预放大+锁存结构：

1.我先调整预放大器P/NMOS尺寸（瞎调的），跑了一下普通瞬态情况下固定输入 ...

你理解的不对吧？看差分信号是没问题的，但是你不能只看差分信号啊。我就问一个问题，你知道电路的工作原理吗？就是在什么时候，哪些点的电平应该是怎么变化的？如果你不知道，你要如何debug？先不要跑仿真了，自己拿纸笔画一画，分析一下自己加一个enb信号和vip、号，电路中各个节点应该是什么样的波形吧，这个算是数字电路了，不要你去看小信号，应该很好分析的。
首先，enb=0的时候，电路处于复位状态，这时候各个节点的电平是怎么样的？最下面的NMOS尾管关断，电路没有静态电流，von和vop以及交叉反相器的节点都被你的pmos复位到高电平了，你的输出output和output-是低电平状态。说白了就是尾管以上的节点电平全高。

之后enb=1，跳变为1，那4个用于复位的pmos管就都断开了，nmos尾管导通，开始有下拉的放电电流。这时候如果输入信号有差，比如vip大于vin，但是不论哪个大，这时候输入对管都要导通，把von和vop的电平放电拉低（这时候pmos断开，没有东西给这个节点充电），所以造成vop和von差异的就是两个输入对管放电速度的不一致。你看单个节点波形就会知道，vop和von是一直放电直到放光电荷，但是放电的速度有差异。

vop和von放电速度的差异，和你的输入对管尺寸还有下面Nmos尾管尺寸有关，如果要更敏感，就是加nmos的尺寸。预放大输出的差异，在第二级锁存器进一步放大。因为vop放电慢一点，von放电快一点，所以锁存器左半支路导通时间会比右边长，所以交叉反相器左边节点下降更快，右边下降更慢，下降快的会反过来制约慢的那一端不再下降，最后导致的就是左边电平低，右边电平高，再经过一级反相器到输出，就是output是高电平，output-是低电平。比较器输出只有逻辑电平1或者逻辑电平0，差分的话就是-1和1。

所以现在你知道为什么开始采样比较后，预放大会先有一段差值后又变成0了吗？为什么锁存器最终的输出会一直朝着一个方向吗？

另外，你仿真就只看一个边沿？？你的enb是只有一个上升跳变沿吗？？你仿真的完整时域波形是像楼主在25楼发的图那样吗？？甚至你的测试电路都没有照搬楼主的，我也没看到你的激励信号怎么加的，我也不知道你加的对不对。

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魔陈公仔 发表于 2021-6-17 22:26
你理解的不对吧？看差分信号是没问题的，但是你不能只看差分信号啊。我就问一个问题，你知道电路的工作原 ...

我的时钟给到1000个周期，输入信号从-10mV到10mV的ramp波。图里只是放大第一个输出错误的周期为了看的更清晰。测试电路就加了理想D触发器，参数设置跟楼主设置一样，考虑到理想比较器用来整形我没用，但是我也仿了锁存器的输出，不会影响，应该没问题。我对动态过程的理解基本和你一致，就是在划线这里有偏差：


我的理解是，vop下降比von快，即vop<von，所以到了锁存器这里就是von对应的交叉反相器右半边节点下降更快，使右边反相器翻转，就是OUTPUT-为高电平，所以是右边节点一直下降；而左边节点应该下降一段时间回到高电平，OUTPUT=0,这是正确的波形图。 我的蒙卡图里是错误的结果，就是交叉反相器左半边节点一直下降，我的疑问就在这个地方，按照你的说法，预放大器输出也是没问题的对吧，那对交叉反相器来说，一直下降这该是另一边节点的波形才对啊。不知道我是不是上一条没表达清楚或者哪里误解了你的意思