CN107294514B - 具有输入衰减器的比较器电路 - Google Patents

Abstract

本公开涉及具有输入衰减器的比较器电路。根据本公开，可以使用输入信号衰减电路来增强比较器电路的信号范围。在一个例子中，比较器电路接收输入信号和参考信号。输入信号可以由衰减电路和调节电路中的一个或两个来调节，并且得到的调节信号可被呈现给比较元件。在输入信号近似等于参考信号的第一操作条件下，衰减电路可以实质上被旁路，并且可以将第一生成的调节信号呈现给比较元件。在输入信号实质上大于参考信号的第二操作条件下，衰减电路接收输入信号的一部分，并且可以将不同的第二产生的调节信号呈现给比较元件。

Description

具有输入衰减器的比较器电路

背景

用于电子设备测试的测试系统可以包括针对被测器件(DUT)提供电压测试脉冲的引脚驱动器电路。作为响应，测试系统可以被配置为测量来自DUT的响应，例如以确定DUT是否满足一个或多个指定的操作参数。测试系统可以可选地包括多个驱动器电路，例如AB类驱动器电路和A类驱动器电路，以提供具有不同幅度或时序特性的电路测试信号。在一个示例中，测试系统被配置为使用有源负载和比较器电路来测量来自DUT的响应，以检测DUT引脚上的转换。

已经提出了各种比较器电路结构。有些具有增强的锁存精度或增强的带宽能力，例如诸如模数转换器或自动测试设备的应用中的高速采样。在一个示例中，比较器电路包括AC输入节点，DC输入节点和输出节点。在包括被配置为执行DUT的自动测试的电路中的比较器的示例中，AC输入节点可以耦合到DUT接口节点，并且DC输入节点可以耦合到参考电压信号。在比较器电路的输出节点上的信号变化可以指示DUT输出和参考电压信号之间的关系。

自动测试设备可以根据ATE中与比较器电路相关的传播延迟特性，进行各种测试。比较器电路的传播延迟特性可以部分地取决于经由DUT接口节点从DUT接收的信号的特性。例如，在AC输入节点处的任何一个或多个转换速率、上升时间、过驱动状态、性或占空比中的变化可影响比较器电路的传播延迟特性。

发明内容

本发明人已经认识到，要解决的问题包括提供具有基本恒定的信号传播延迟特性的比较器电路，并且对输入信号特性的变化不敏感，诸如转换速率、上升时间、过驱动状态、极性或占空比。要解决的另一个问题包括使比较器电路的电压范围或带宽最大化。

在一个示例中，对传播延迟问题的解决方案包括：比较器电路，其使用调节器电路和衰减电路来选择性地处理输入信号并且在比较器电路中的比较元件处呈现输入信号的一部分。在一个示例中，该解决方案包括在比较器电路的输入节点和电路中的比较元件的输入之间使用诸如桥式电路的调节电路。该解决方案还包括使用衰减电路来帮助降低施加在桥式电路上的反向电压应力，例如来自比较器电路输入节点处的大幅度输入信号摆幅。本文所述的比较器电路可以被配置为提供具有响应于参考信号变化(例如，比较器电路的参考节点处的DC信号共模电压信号的变化)和响应于输入的实质上恒定的传播延迟的输出信号信号变化(例如，AC信号转换速率的变化，AC信号上升时间，AC信号过驱动状态，AC信号极性或AC信号占空比或比较器电路的输入节点处的频率)。

在一个示例中，解决上述问题的方案包括：系统，包括被配置为接收输入信号的输入节点，被配置为接收参考信号的参考节点和包括第一和第二比较器输入的比较器电路和比较器输出，其中所述第二比较器输入耦合到所述参考节点。在该示例中，解决方案包括或使用耦合到输入节点和第一比较器输入的调节电路。调节电路可以被配置为当输入信号的幅度与参考信号的幅度基本相同时，将输入信号从输入节点传递到第一比较器输入，并且还可以被配置为使经过衰减的部分当输入信号的幅度实质上不同于参考信号的幅度时，从输入节点到第一比较器输入的输入信号。在该示例中，该解决方案还包括具有与调节电路平行的第一信号路径和输入节点与第一比较器输入之间的衰减电路，并且第一信号路径包括第一信号衰减器，其被配置为呈现衰减部分的输入信号输入到第一个比较器输入。衰减电路还可以包括在第一和第二比较器输入之间延伸的第二信号路径，其中第二信号路径包括对调节电路和第一信号衰减器的电负载。在一个示例中，调节电路包括具有耦合到输入节点的第一侧和耦合到第一比较器输入的第二侧的二极管桥式电路。衰减电路的第一信号路径可以分流二极管桥式电路，即提供与二极管桥式电路平行的导电路径。

本概述旨在提供本专利申请的主题的概述。本发明不是提供专门或详尽的说明。包括详细描述以提供有关本专利申请的进一步信息。。

附图说明

在不一定按比例绘制的附图中，相同的数字可以在不同的视图中描述相似的部件。具有不同字母后缀的相似的数字可以表示类似组件的不同实例。附图通过举例而不是限制的方式示出本文件中讨论的各种实施例。

图1总体上示出了包括多个驱动器电路和比较器电路的测试系统拓扑的示例。

图2总体上示出了比较器电路的框图。

图3总体上示出了可容易受差分加热问题影响的第一比较器电路的示例。

图4大体上示出了具有比较元件钳位电路的第二比较器电路的示例。

图5总体上示出了具有第一衰减电路的第三比较器电路的示例。

图6总体上示出了具有第二衰减电路的第四比较器电路的示例。

图7大体上示出了包括选择性地衰减比较器电路的输入信号的方法的示例。

具体实施方式

该详细描述包括对作为详细描述的一部分的附图的参考。附图通过说明的方式示出了可以实施本发明的具体实施例。这些实施例在本文中也称为“示例”。除了所示出或描述的那些之外，这样的示例可以包括元件。然而，本发明人还考虑了仅提供示出或描述的那些元件的示例。本发明人考虑使用对于特定实施例(或其一个或多个方面)或相对于其它实施例(或一个或多个)的所示或描述的那些元件(或其一个或多个方面)的任何组合或置换的实施例或更多方面)。

在本文件中，专利文献中常用的术语“a”或“an”包括一个或多于一个，独立于“至少一个”或“一个或多个”的任何其他实例或用途。“在本文件中，”或“一词用于指”非“或”A“或”B“，除非另有说明，否则”A或B“包括”A但不是B“，”B但不是A“和”A和B“指出。在本文中，术语“包括”和“其中”用作各自术语“包括”和“其中”的简体英文等同物。

在一个示例中，测试系统的引脚驱动器电路在指定时间向待测器件(DUT)提供电压脉冲激励，并且可选地测量来自DUT的响应。测试系统可以配置为在相对较大的输出信号幅度范围内提供高保真输出信号脉冲，以适应不同类型的被测设备。在一些示例中，测试系统包括用于处理来自DUT的响应信息的比较器电路。

本文所述的系统和方法尤其提供了由于衰减电路部分而具有增强的工作电压范围的比较器电路。作为衰减电路的结果，可以通过减小在比较器电路的输入节点处由大电压信号幅度摆动施加的反向电压应力来保持包括在比较器电路中的桥式电路的完整性。比较器电路还可以具有增强的增益和带宽特性，例如通过在转换信号范围内有效地透明。本文中的一些示例包括或显示了在测试系统或ATE的上下文中的各种比较器电路，然而，也考虑了其他用途。

图1总体上示出了包括多个驱动器电路和比较器电路的测试系统拓扑的示例100。示例100包括AB类驱动器电路110，A类驱动器电路120，比较器电路130，有源负载140和DUT引脚101。示例100还包括输出元件102，其被配置为提供指定的输出或负载阻抗。测试系统提供输出电流105，i_OUT。比较器电路130、有源负载140和输出元件102可被配置为从DUT接收和解释信号。

在一个示例中，AB类驱动器电路110被配置为通过在并联连接的二极管桥之间选择并通过由独特的专用DC电压电平驱动的每个桥来产生电压刺激信号。在图1的示例100中，DC电压Vih 111和Vil 112驱动AB类驱动电路110中的二极管电桥。开关级可以跟随有电压缓冲级，其可以提供功率增益，例如可用于产生大电流以服务于50欧姆DUT环境。

与AB类驱动级相反，A类驱动器电路120被配置为使用直接耦合到DUT引脚101的相对较大的电流开关级在DUT引脚101处产生电压转换。该类中的当前切换级响应于控制信号Swing 122(例如，电压控制信号)，驱动器电路120交替地切换电流进入DUT引脚101和从DUT引脚101流出。A类驱动器电路120可以提供高速操作，因为它不受AB级电压缓冲级负担，伴随着带宽和其他性能限制。

在一个示例中，A类驱动器电路120被配置为在DUT引脚101处提供相对较低的幅度信号。例如，A类驱动器电路120可以提供具有大约2伏摆幅的信号。AB类驱动电路110可以被配置为在DUT引脚101处提供相对较高的振幅信号，例如-1.5至+7伏特。A类驱动器电路120通常以比AB类驱动器电路110更高的开关速度或带宽工作。在一个示例中，AB类驱动电路110被配置为吸收来自A类驱动器电路120的开关电流。也就是说，AB类驱动电路110可以用作A类驱动电路120可以例如通过输出元件102将电流馈送到的缓冲器。

选择AB类驱动电路110和A类驱动器电路120以满足不同的DUT测试要求，否则可以由单个驱动器来满足。例如，当两个驱动器电路都可以提供DUT波形时，AB类驱动电路110可被配置成提供大幅度，低带宽的刺激信号，并且A类驱动电路120可被配置成提供低幅度，高带宽的刺激信号。

在一个例子中，AB类驱动电路110和A类驱动电路120不共享使能引脚。相反，每个驱动器电路包括通过引脚EnAB 113和EnA 121的独立使能控制。独立使能控制便于AB类驱动电路110用作低速，高电压刺激源，并且用作静态，转换缓冲器以吸收来自A类驱动器电路120的开关电流。

图2总体上示出了比较器电路230的框图。在一个示例中，比较器电路230从图1的示例形成比较器电路130的一部分。在图2中，比较器电路230包括AC输入节点202，DC输入节点203和比较器输出节点208。AC输入节点202可以从图1的示例连接到DUT引脚101。

在一个示例中，AC输入节点202被配置为从DUT引脚101接收高频宽带宽信号波形。DC输入节点203可以被配置为接收相对低频的低带宽信号信息，诸如DC参考电压信号。在操作中，比较器电路230将AC输入节点202处的第一信号与DC输入节点203处的第二信号进行比较，并且作为响应，在比较器输出节点208处提供或呈现输出信号，该输出信号包括关于在第一和第二信号之间。

图3总体上示出了第一比较器电路300的示例。第一比较器电路300包括AC输入节点202和DC输入节点203。在一个示例中，第一比较器电路300可以接收第一高频DUT信号321，例如具有指定的最大幅度322和指定的最小幅度323。第一比较器电路300可以包括第一和第二晶体管305和306的第一差分对304。如图3所示，第一比较器电路300包括增益网络310，所述增益网络310包括增益设置电阻器309、各种开关和偏置电压信号源312。

第一比较器电路300可遭受信号传播延迟的不一致。例如，第一比较器电路300可以具有分别取决于AC输入节点202和DC输入节点203处的AC或DC信号特性的信号传播延迟特性。第一比较器电路300的传播延迟特性可以取决于AC输入节点202处的信号的上升时间、转换速率、过驱动状态、极性、占空比、频率或其它特性。在一个示例中，传播延迟第一比较器电路300的特性可以取决于DC输入节点203处的共模电压信号范围。

交流输入节点处的AC信号的传播延迟依赖性可能至少部分地归因于第一差分对304中的第一和第二晶体管305和306的差分加热。晶体管加热或功率耗散可以是基于晶体管的集电极电流和集电极-发射极电压的乘积。在一个示例中，当第一晶体管305的基极比第二晶体管306的基极更正时，第一晶体管305中的第一集电极电流可以变得大于第二晶体管306中的第二集电极电流。因此，第一晶体管305消耗比第二晶体管306更多的功率。当第一晶体管305耗散比第二晶体管306更多的功率时，第一晶体管305变得比第二晶体管306变热。作为加热的结果，基极-发射极电压可发生变化，例如约2mV/℃的量级。这种占空因数导致的加热差可以被认为是时间依赖的输入偏移，这进而导致第一比较器电路300中的传播延迟特性变化。

第一比较器电路300的信号传播延迟特性也可以响应于输入信号摆动振幅或上升时间的变化而改变。例如，第一差分对304被配置为跟踪比较器电路输入端的全部信号摆幅。由较小振幅，较慢上升脉冲产生的传播延迟可能比由较大振幅，较快上升脉冲引起的传播延迟更长，例如由于第一和第二晶体管305中的每一个的发射极的容性负载，以及这种寄生电容性负载可能实质上不影响或加载比较器电路用于较小幅度，较慢上升的脉冲。然而，较大振幅，较快上升的脉冲产生电容效应，导致杂散信号负载并人为地降低电路的传播延迟特性。

第一比较器电路300可受到加热问题的影响，例如，当偏置电压信号源312提供接近最大正电源电平的信号电平时。在一个示例中，偏置电压信号源312被配置为提供满足或超过AC输入节点202或DC输入节点203处的输入共模范围的最大正偏移的偏置信号。当来自偏置电压信号源312处于或接近最大信号电平，则差分对304具有大的集电极-发射极电压，因此具有高功率电平差。总加热幅度可以响应于AC或DC共模输入信号的变化而改变，例如，因为第一和第二晶体管305和306中的每一个的集电极-发射极电压可以随共模信号变化而改变。因此，加热的一个结果是第一比较器电路的传播延迟特性随着共模输入信号的变化而改变。

在一个示例中，第一比较器电路300的差分信号范围可以受到第一差分对304的第一和第二晶体管305和306中的一个或多个中的基极-发射极结的击穿特性的限制。在一个示例中，击穿特性可以约为2伏。为了避免这种故障，可以使用肖特基二极管312和313，然而，二极管312和313可以降低电路增益和带宽特性。

图4总体上示出了第二比较器电路400的示例。第二比较器电路400相对于第一比较器电路300具有改善的传播延迟特性性能。类似于第一比较器电路300的示例，第二比较器电路400包括AC输入节点202和DC输入节点203，以及可以包括包括第一晶体管405和第二晶体管406的差分对晶体管的比较电路。第二比较器电路400可以被配置为将经调节的信号的幅度比较节点401(例如，对应于差分对的第一晶体管405的基极)和DC输入节点203的幅度(例如，对应于差分对的第二晶体管406的基极)。

第二比较器电路400可以分别在第一和第二晶体管405和406的发射极处包括肖特基二极管412和413，以帮助避免基极-发射极结击穿。第二比较器电路400还包括钳位电路430，其耦合第一和第二晶体管405和406的基极。第二比较器电路400还包括限制电路440，其有助于最小化跨越第一和第二晶体管405和406的集电极-发射极电压差晶体管405和406。

第二比较器电路400包括有助于最小化相对于AC和DC信号输入变化的变化的传播延迟特性变化的其它特征。例如，第二比较器电路400包括第一桥式电路420，钳位电路430和约束电路440，它们一起有助于最小化在AC输入节点202处的输入信号的一部分，该部分可以被施加到第一和第二晶体管405和406。

例如，跨越第一和第二晶体管405和406的最大差分信号摆幅可以由钳位电路430的第一和第二肖特基二极管430A和430B的正向压降电压来限制。夹紧动作例如由第一桥式电路420与其对应的电流源的非线性相互作用，包括第一电流源403和第二电流源404。当第一和第二电流源403和404具有基本相同的电流幅度时，以及当输入AC输入节点202处的信号幅度实质上等于DC输入节点203处的输入信号幅度，则第一桥式电路420中的电流信号可以在第一桥式电路420的二极管之间基本相等地分布(例如，包括第一桥式电路420的第一，第二，第三和第四肖特基二极管420A，420B，420C和420D)。在这种条件下，钳位电路430的二极管430A和430B中可以存在大约零电流。然而，如果AC输入节点202处的输入信号移动至少一个二极管正向电压电平(例如，二极管430A之一或430B)高于或低于DC输入节点203处的参考信号幅度，则第一桥式电路420“打开”，并且电流(例如，来自第一和第二电流源403和404中的一个或多个)被转移到钳位电路430。在该示例中，第一晶体管405的基极可以是高于或低于DC输入节点203处的输入信号电平的一个肖特基二极管正向电压电平。

响应于足够大以使第一桥式电路420完全换向的大输入信号摆幅电压，AC输入信号幅度的至少一部分超过DC输入信号的幅度(即，在DC输入节点203处)可以施加在换向的第一桥式电路420上。例如，第一桥式电路420的左侧可以对应于AC输入节点202处的AC输入信号幅度。第一桥式电路420的右侧处于比较节点401可以由钳位电路430钳位到高于DC输入节点203处的参考或DC输入信号幅度的一个二极管正向电压(例如，肖特基二极管约0.3V)。

在图4的示例中，第二比较器电路400包括约束电路440。约束电路440包括耦合到感测开关417的电流源407。感测开关417响应DC输入节点203处的参考信号的变化，以调整经由第一和第二开关415和416，对于第一和第二晶体管405和406中的每一个的集电极电压信号幅度。

通过将第一桥式电路420，钳位电路430和约束电路440并入第二比较器电路400可以实现若干优点。例如，可以减小差分对的集电极-发射极电压，例如通过使使用约束电路440将第一和第二晶体管405和406的集电极电压提供给DC输入节点203。作为集电极电压从动的结果，可以使占空比相关的加热最小化。此外，第一和第二晶体管405和406的加热对于直流输入节点203处的共模电压信号的变化实质上不敏感，因为差分对的集电极-发射极电压参考直流输入节点203。

在比较器电路的差分对暴露于大电压电平摆幅的拓扑中，增加的发射极电容可能会对传播延迟产生负面影响。然而，在图4的示例中，作为第一和第二晶体管405和406的差分对的集电极电压从动的结果，差分对没有暴露于大的电压电平摆动。因此，可以使第一和第二晶体管405和406的发射极电容最小化，并且可以提供更一致的传播延迟特性。

在图4的示例中，分别在第一和第二晶体管405和406的发射极处的肖特基二极管412和413被配置为有助于避免在AC输入节点202上的大摆动下的晶体管的基极-发射极结击穿。由于大的摆动是由于第一桥式电路420和钳位电路430的相互作用，如上所述避免了肖特基二极管412和413的选择性地被去除。在一个示例中，去除肖特基二极管412和413可以帮助进一步减少与第一和第二晶体管405和406相关联的发射极电容。去除肖特基二极管412和413消除了与二极管相关联的电阻特性，结果是可以提高第二比较器电路400的增益特性。

可以选择在第一桥式电路420中使用的二极管420A-420D的特性来平衡各种竞争参数。例如，物理二极管尺寸可能会影响二极管电容和电阻特性。正向电流能力可以影响二极管电容，电阻，也可能影响对存储电荷的影响的灵敏度，从而影响信号定时精度特性。反向二极管击穿可以影响二极管带宽，例如基于击穿电压对正向电阻的影响。可以通过调整各种器件制造参数来调整二极管420A-420D的这些和其它特性。

在一个示例中，改进的比较器电路在AC输入节点202处承受大的电压幅度摆动(例如，使用具有高击穿和高正向电阻特性的第一桥式电路420中的二极管)，并且同时维持高带宽能力(例如，使用第一桥式电路420中的二极管具有低击穿和低正向电阻特性)。在一个示例中，改进的比较器可以包括被配置为选择性地衰减AC输入节点202处的输入信号的一部分的衰减电路。例如，衰减电路可以被配置为对于接近于参考信号电平在DC输入节点203处，并且衰减电路可以被配置为当输入信号电平超过参考信号电平以上或低于参考信号电平的某个阈值时，衰减输入信号的一部分。

图5总体上示出了具有第一衰减电路520和加载装置530的第三比较器电路500的示例。第三比较器电路500包括与第二比较器电路400类似的拓扑结构，例如包括第一桥式电路420，第一和第二晶体管405和406，AC输入节点202和DC输入节点203，电流源403,404和407，约束电路440和感测开关417。如图5所示，来自第二比较器电路400的钳位电路430被第一加载装置530替换。在第三比较器电路500的操作中，比较节点401处的第一信号可以与来自DC输入节点的第二信号203(例如，使用第一和第二晶体管405和406的差分对)产生来自第三比较器电路500的指示第一和第二信号之间的关系的输出信号。

第一加载装置530可以包括阻抗元件或电阻装置，其提供围绕第一和第二晶体管405和406围绕第三比较器电路500的比较元件的导电路径的一部分。例如，第一加载装置530可以包括分流第一和第二晶体管405和406的基极的电阻器。可以选择第一衰减电路520和/或第一加载装置530的特性或值，以提供期望量的输入信号电平在比较节点401处的衰减。如图5所示，来自第二比较器电路400的肖特基二极管412和413被去除。为了简洁起见，先前对第一和第二晶体管405和406，约束电路440，第一桥式电路420和感测开关417的描述和讨论通过引用并入本文。

在图5的示例中，第一衰减电路520围绕第一桥电路420包括在第三比较器电路500中。第一衰减电路520的一部分提供在AC输入节点202和第三比较器的比较节点401之间延伸的信号路径也就是说，第一衰减电路520可以提供围绕第一桥式电路420的至少一部分的并行信号路径。第一衰减电路520提供除了通过第一桥式电路420之外的相对高阻抗的路径，在AC输入节点202和比较节点401之间，例如当第一桥式电路420被换向时。当第一桥式电路420未被换向或仅被部分换向时，来自电流源403和404的所有电流通过第一桥式电路420的二极管420A-420D，并且第一桥式电路420出现为AC输入节点202和比较节点401之间的电阻(例如，约25欧姆)。然而，当第一桥式电路420被换向时，桥式电路充当实质上不可靠的信号壁，并且在AC输入节点202处的任何变化不通过。

如上所述，改进的比较器电路可以承受交流输入信号幅度的大摆动。在第一桥式电路420中，这种比较器电路可以在理论上实现使用高击穿和高电阻二极管。如上所述，改进的比较器电路还可以表现出高信号带宽能力，例如使用低的击穿和低电阻二极管第一桥式电路420。因此，这些竞争二极管特性通常需要被平衡以提供可工作的比较器电路。在一个示例中，第三比较器电路500实现这些比较器电路目标，以达到大的输入信号摆幅并且同时管理高带宽应用，诸如使用第一衰减电路520可用于处理AC输入节点202处的信号。

在一个示例中，第二和第三比较器电路400和500可以类似地响应于AC输入节点202处的小输入信号摆动。在该讨论中，“小”或低幅度输入信号摆幅对应于输入信号电平第一桥式电路420不能完全换向。在“大”或高幅度输入信号摆幅下，输入信号幅度足够大以使第一桥式电路420完全换向。

在一个示例中，在小幅度或低幅度输入信号摆动条件下，例如由于桥式电路二极管420A-420D中的每个二极管420A-420D中的每个二极管420A-420D，第一桥式电路420的有效阻抗由桥式电路二极管之一的电阻特性决定。第一桥式电路420可以承载大致相等的电流信号。也就是说，第一桥式电路420的有效阻抗部分地取决于通过每个二极管420A-420D的电流和每个二极管本身的正向电阻特性。在一个示例中，由第一桥式电路420在小的输入信号摆幅下提供的有效电阻幅度比第一衰减电路520中的任何一个电阻元件的电阻低得多(例如，大约一个数量级或更多)因此，在低或小输入信号摆动条件下，第一衰减电路520可以被认为是透明的，并且第一衰减电路520对输入信号的影响可以被忽略或忽略。在小的输入信号摆动条件下，第二和第三比较器电路400和500因此呈现出大约一对一从AC输入节点202到比较节点401的增益。结果，第二和第三比较器电路400和500都可以在小的输入信号摆幅条件下通过第一桥式电路420在AC输入节点202处提供约零衰减，这可以增强电路增益和带宽特点。

如上面关于第二比较器电路400所讨论的，在交流输入节点202处的大幅度输入信号(例如足以使第一桥式电路420充分整流)可以跨越换向的第一桥式电路420施加。左侧第一桥式电路420耦合到AC输入节点202并接收来自AC输入节点202的输入信号。比较节点401处的第一桥式电路420的右侧被钳位到约一个二极管正向电压(例如，大约0.3V)高于直流输入节点203处的输入信号。结果，在第二比较器电路400中实质上限制在第一和第二晶体管405和406的基础上的电压偏移。

在第三比较器电路500的示例中，第一衰减电路520和第一加载装置530一起起作用，以限制比较节点401处的电压偏移。例如，在AC输入节点202处的大振幅输入信号，足以使第一桥式电路420完全换向，可以施加在整流的第一桥式电路420和第一衰减电路520两端。第一桥式电路420和第一衰减电路520的组合的左侧可以耦合到，并且可以从AC输入节点202接收输入信号。第一桥式电路420和第一衰减电路520的组合的右侧，例如在比较节点401，可以由当前信号确定流过第一加载装置530。流过第一加载装置530的电流信号可以至少部分地由下述的阻抗特性之间的关系确定：第一衰减电路520和第一负载装置530。作为阻抗关系的结果，可以通过增加比较节点401处的电压来衰减施加在第一桥电路420上的电压。在一个示例中，第一桥电路420可以包括或使用作为二极管420A-420D中的每一个的低正压二极管器件。在一个示例中，第一桥式电路420可以包括或使用有源二极管桥，例如使用低损耗MOSFET器件代替二极管。

第一衰减电路520可以在AC输入节点202和比较节点401之间提供电流信号路径。可以使用第一衰减电路520的各种配置。图1的例子中的第一衰减电路520。图5包括多个阻抗元件，包括第一阻抗元件520A，第二阻抗元件520B，第三阻抗元件520C和第四阻抗元件520D。第一衰减电路520的每个阻抗元件可以对应于或分流第一桥式电路420中的元件之一。例如，第一桥式电路420包括第一至第四肖特基二极管420A-420D。第一阻抗元件520A可以分流第一肖特基二极管420A，第二阻抗元件520B可以分流第二肖特基二极管420B等等，以提供AC输入节点202和比较节点401之间的电流信号路径。

在图5的示例中，第一桥式电路420可以包括或使用在某些输入信号条件下可能不适合于承受它们经受的完全反向电压幅度的二极管。第一衰减电路520通过允许输入信号的一部分(例如，从AC输入节点202)绕第一桥电路420传递到比较节点401来解决这个问题。结果，在基极处的电压信号相对于没有衰减电路的条件(参见例如图4的第二比较器电路400)，第一晶体管405的增益更慢。也就是说，当第一桥电路420被换向并且AC输入节点202处的输入信号增加时，比较节点401处的电压信号可以增加小于输入信号增加的全部量的一些量。

可以选择第一衰减电路520的一个或多个元件来调整电路的衰减特性，从而确定在比较节点401处施加的输入信号增加的哪一部分。在一个示例中，电路可以通过选择第一衰减电路520的组件的阻抗值，使得在输入信号的最大偏移下，针对第一桥式电路420中的一个或多个二极管接近击穿电压。

图6总体上示出了具有第二衰减电路620的第四比较器电路600的示例。第四比较器电路600包括与第三比较器电路500类似的拓扑结构，例如包括第一桥式电路420，第一和第二晶体管405和406，AC输入节点202和DC输入节点203，电流源403,404和407，约束电路440，第一加载装置530和感测开关417。为了简洁起见，先前的描述和各种共同要素的讨论通过引用并入本文。在第四比较器电路600中，如在第三比较器电路500中，第一加载装置530跨越比较器的比较元件，例如在差分对的第一和第二晶体管405和406的基极处耦合。也就是说，在图1的示例中。如图6所示，第一加载装置530被施加在比较节点401和DC输入节点203之间。

在第四比较器电路600的示例中，第二衰减电路620可以包括阻抗元件或电阻器件，其提供围绕第一桥式电路420的导电路径的一部分。也就是说，第二衰减电路620可以包括信号AC输入节点202和第一比较节点401之间的路径(例如，电阻信号路径)。第二衰减电路620和第一加载装置530一起起作用以在AC输入节点202处提供一部分输入信号第一比较节点401。可以选择第二衰减电路620和第一加载装置530的特性或值，以在比较节点401处提供期望量的输入信号电平衰减。

在一个示例中，第一加载装置530和第二衰减电路620包括形成分压器电路的各自的无源电阻装置。在一个示例中，第一加载装置530和第二衰减电路620中的一个或两个包括一个或多个有源装置，其可提供可用于调谐比较节点401处的电压信号的静态或可调阻抗特性。

图7大体上示出了包括选择性地衰减比较器电路的输入信号的方法700的示例。这里参考第三比较器电路500讨论方法700的一些操作，然而，其他比较器电路实施例可以类似地用于执行方法700。

在操作710，该示例包括在比较器电路的桥式电路处接收输入信号。例如，可以使用第三比较器电路500的AC输入节点202来接收输入信号。AC输入节点202可以耦合到第一桥式电路420的第一侧。在该示例中，输入信号可以另外在诸如第一衰减电路520的衰减电路的第一节点处被接收。第一衰减电路520可以分流第一桥式电路420的至少一部分，以在AC输入节点202和比较节点401，如上所述。在操作712，该示例包括接收诸如在DC输入节点203处的参考信号。DC输入节点203可以耦合到第二比较器输入，并且比较节点401可以耦合到第一比较器输入，例如如图5的示例所示。

在操作720，该示例可以包括将输入信号的第一部分(例如，在710处接收)从AC输入节点202传递到比较节点401。操作720可以包括使用桥式电路，例如二极管桥式电路。在一个示例中，二极管桥式电路被电流源403和404偏置，并且当输入信号在幅度上与参考信号基本相似时，桥式电路中的每个二极管可承载基本相似的电流量。

在操作730，该示例可以包括基于输入信号和输入信号与参考信号的关系来确定桥式电路是否完全整流。如果输入信号幅度小于大于参考信号幅度的规定阈值，则桥电路不能完全换向，并且桥式电路在AC输入节点202和比较节点401。在一个示例中，衰减电路具有比桥式电路不换向时的桥式电路的电阻特性大的电阻特性，因此在操作750处实质上所有的输入信号都绕过衰减电路，在操作752被呈现给比较节点401。

如果输入信号幅度足够大于参考信号幅度，则桥式电路可以被完全换向，并且示例在操作740继续。当桥式电路完全换向时，其出现在AC输入节点202之间的信号路径中和比较节点401作为大于衰减电路的电阻特性的电阻。结果，在操作740，可以使用诸如使用衰减电路520的衰减电路来代替使用桥式电路不通过的输入信号的一部分衰减。输入信号的衰减部分可以从在操作742到比较节点401的衰减电路。来自桥式电路的输入信号的第一部分和来自衰减电路的输入信号的衰减部分因此可以呈现给比较节点401并与参考信号进行比较来自DC输入节点202，使用诸如晶体管的差分对的比较元件。

这里讨论的比较器电路，例如第三和第四比较器电路500和600，包括有助于最大化比较器电路的输入信号范围容差的衰减电路。例如，在第三和第四比较器电路500和600中，可以选择或调整第一和第二衰减电路520和620和/或第一加载装置530的一个或多个部件，以提供可伸缩的衰减比较节点401上的输入信号。也就是说，可以基于比较器电路中包括的各种衰减电路和器件的分量的值来确定输入信号的衰减量，例如降低反向电压在第一桥式电路420上施加压力，并且增强比较器电路的增益和带宽性能标准。

各种注释和示例

示例1可以包括或使用诸如设备、装置或机器的主题，诸如可以包括或使用包括被配置为接收输入信号的输入节点的系统，被配置为接收参考信号的参考节点和比较器电路，包括第一和第二比较器输入和比较器输出，第二比较器输入耦合到参考节点。示例1还可以包括耦合到输入节点和第一比较器输入的调节电路，其中调节电路将输入信号从输入节点传递到第一比较器输入，当输入信号的幅度实质上与参考信号的幅度，并且其中当输入信号的幅度实质上不同于参考信号的幅度时，调节电路将输入信号的衰减部分从输入节点传递到第一比较器输入。示例1还可以包括衰减电路，其包括平行于调节电路的第一信号路径和输入节点与第一比较器输入之间，其中第一信号路径包括第一信号衰减器，其被配置为呈现衰减部分输入信号到第一比较器输入，以及在第一和第二比较器输入之间的第二信号路径，其中第二信号路径包括到调节电路和第一信号衰减器的电负载。

示例2可以包括或可以可选地与示例1的主题组合，以可选地包括其中调节电路包括具有耦合到输入节点的第一侧的二极管桥式电路和耦合到第一比较器输入的第二侧。

示例3可以包括或可以任选地与示例2的主题组合，以可选地包括其中当二极管桥式电路不换向时，二极管电桥的电阻特性实质上小于第一信号衰减器的电阻特性第一个信号路径。

示例4可以包括或可以任选地与示例2或3的一个或任何组合的主题组合，以可选地包括其中当二极管电桥换向时，二极管桥的电阻特性实质上大于电阻特性的第一信号衰减器在第一信号路径中。

示例5可以包括或可以任选地与示例2至4的一个或任何组合的主题组合，以可选地包括其中第一信号衰减器包括电阻网络，其包括电阻元件，每个电阻元件分别对应于二极管桥式电路。

示例6可以包括或可以任选地与示例2至5的一个或任何组合的主题组合，以可选地包括其中当二极管桥式电路换向时，输入信号的幅度与第一比较器输入端的信号小于二极管电路中一个或多个二极管的击穿电压。

示例7可以包括或可以任选地与示例2至6的一个或任何组合的主题组合，以可选地包括其中二极管桥电路包括四个肖特基二极管。

示例8可以包括或可以任选地与示例1至7的一个或任何组合的主题组合，以可选地包括其中衰减电路包括作为第一信号衰减器的第一电阻器和作为电负载的第二电阻器，以及其中所述第一和第二电阻器耦合到所述第一比较器输入，并且其中所述第一和第二电阻器形成分压器电路，所述分压器电路将所述输入信号的衰减部分提供给所述第一比较器输入。

示例9可以包括或可以任选地与示例1至8的一个或任何组合的主题组合，以可选地包括其中电负载包括一个或多个二极管器件。

示例10可以包括或可以可选地与示例1至9的一个或任何组合的主题相结合，以可选地包括其中输入节点被配置为接收具有超过以下的击穿电压特性的AC信号幅度的输入信号调节电路。

示例11可以包括或使用诸如设备，设备或机器的主题，诸如可以包括或使用比较器系统。在示例11中，比较器系统可以包括被配置为接收输入信号的输入节点，被配置为接收参考信号的参考节点和包括第一和第二比较器输入和比较器输出的比较器电路，第二比较器输入耦合到参考节点。示例11可以包括耦合到输入节点和第一比较器输入的二极管桥式电路，其中当二极管桥式电路被换向时，二极管桥式电路阻止输入信号的第一部分传递到第一比较器输入，以及当二极管桥式电路不换向时，二极管桥式电路阻止输入信号的较小的第二部分传递到第一比较器输入端。示例11还可以包括分流二极管桥式电路的电阻分流电路，电阻分流电路包括耦合到输入节点的第一侧，并且包括耦合到第一比较器输入的第二侧，以及耦合在第一和第二比较器输入，电阻负载被配置为电二极管桥式电路和电阻分路电路。

示例12可以包括或可以可选地与示例11的主题组合，以可选地包括其中电阻性分流电路包括具有分别耦合到输入节点和第一比较器输入的第一和相对的第二侧的电阻桥式电路。

示例13可以包括或可以可选地与示例12的主题组合，以可选地包括其中二极管桥电路包括四个肖特基二极管，其中电阻桥电路包括四个无源电阻器件，并且其中四个被动电阻器件分流二极管桥式电路中的相应的一个肖特基二极管。

示例14可以包括或可以任选地与示例11至13的一个或任何组合的主题组合，以可选地包括其中当二极管桥式电路不通用时，电阻桥式电路的电阻幅度特性超过电阻幅度特性的二极管桥式电路。

示例15可以包括或可以任选地与示例11至14的一个或任何组合的主题组合，以可选地包括其中电阻性桥式电路和电阻性负载在第一比较器输入端耦合，并且其中电阻桥式电路和电阻负载在第一比较器输入端提供输入信号的衰减部分。

示例16可以包括或使用诸如方法，用于执行动作的装置或设备可读介质的主题，包括当由设备执行时可以使设备执行动作的指令，诸如可以包括接收AC信号在比较器系统的输入节点处，使用二极管桥式电路，对AC信号进行调节，并将得到的经调节的信号提供给比较器电路的第一比较器输入，该比较器电路被配置为基于比较器输出状态，所得到的调节信号和比较器电路的第二比较器输入端的参考信号，以及当二极管桥式电路基于接收到的AC信号被换向时，使用衰减电路衰减接收到的AC信号的一部分并呈现衰减部分在比较器电路的第一比较器输入端接收到的交流信号。

示例17可以包括或可以可选地与示例16的主题组合，以可选地包括其中衰减所接收的AC信号的部分包括使用分压器，该分压器包括分流二极管桥式电路的第一阻抗和第二阻抗阻抗，分流比较器电路的第一和第二比较器输入。

示例18可以包括或可以可选地与示例17的主题组合，以可选地包括基于所接收的AC信号的规定的最大电压幅度特性来选择第一和第二阻抗的阻抗特性，以避免超过击穿电压的二极管电路中的一个或多个二极管器件。

示例19可以包括或可以可选地与示例16至18的一个或任何组合的主题组合，以可选地包括其中衰减所接收的AC信号的部分包括使用分流二极管桥式电路的电阻性桥式电路，电阻桥电路包括分立电阻器件，分别对应于二极管桥式电路中的每个二极管。

示例20可以包括或可以任选地与示例16至19的一个或任何组合的主题相结合，以可选地包括其中当二极管桥电路基于接收到的AC信号而不通用时，使用二极管桥式电路实质上呈现所有的AC信号作为在第一比较器输入端产生的调节信号。

这些非限制性实例中的每一个可以独立地存在，或者可以以与一个或多个其它实例的各种排列或组合来组合。

在以下的权利要求中，术语“包括”和“包含”是不限成员身份的，即包括除了在该权利要求之后列出的那些元素之外的元素的系统，装置，物品，组成，制定或过程仍然被认为属于该索赔的范围。此外，在下面的权利要求中，术语“第一”，“第二”和“第三”等仅用作标签，并不意图对其对象施加数字要求。

本文描述的方法示例可以是至少部分地机器或计算机实现的。一些示例可以包括编码有可操作以配置电子设备以执行如上述示例中所描述的方法的指令的计算机可读介质或机器可读介质。这种方法的实现可以包括诸如微代码、汇编语言代码、更高级语言代码等的代码。这样的代码可以包括用于执行各种方法的计算机可读指令。代码可以形成计算机程序产品的一部分。此外，在一个示例中，代码可以有形地存储在一个或多个易失性，非暂时性或非易失性有形计算机可读介质上，诸如在执行期间或在其它时间。这些有形的计算机可读介质的示例可以包括但不限于硬盘，可移动磁盘，可移动光盘(例如，光盘和数字视频盘)，磁带盒，存储卡或棒，随机存取存储器RAM)，只读存储器(ROM)等。

以上描述旨在是说明性的而不是限制性的。例如，上述实施例(或其一个或多个方面)可以彼此组合使用。可以使用其它实施例，例如本领域普通技术人员在阅读上述描述之后。摘要提供符合37C.F.R.§1.72(b)，允许读者快速确定技术披露的性质。提交它的理解是，它不会用于解释或限制权利要求的范围或含义。另外，在上述详细描述中，各种特征可以被分组在一起以简化本公开。这不应被解释为意图无声公开的功能对于任何声明都是至关重要的。相反，本发明的主题可以在于比特定公开的实施例的所有特征的少。因此，以下权利要求书作为示例或实施例被并入详细描述中，其中每个权利要求独立地作为单独的实施例，并且预期这些实施例可以以各种组合或排列彼此组合。本发明的范围应参照所附权利要求以及这些权利要求的等同物的全部范围来确定。

Claims (20)

1.一种电路系统，包括：

被配置为接收输入信号的输入节点；

被配置为接收参考信号的参考节点；

比较器电路，包括第一比较器输入和第二比较器输入以及比较器输出，所述第二比较器输入耦合到参考节点；

耦合到输入节点和第一比较器输入的调节电路，其中当输入信号的幅度与参考信号的幅度相同时，所述调节电路将输入信号从输入节点传递到第一比较器输入，并且其中当所述输入信号的幅度不同于所述参考信号的幅度时，所述调节电路将所述输入信号的衰减部分从所述输入节点传递到所述第一比较器输入；和

衰减电路，包括：

第一信号衰减器，耦合到所述输入节点和所述第一比较器输入，其中所述第一信号衰减器被配置为向所述第一比较器输入提供所述输入信号的衰减部分；和

电负载电路，耦合到所述第一比较器输入和所述第二比较器输入，其中所述电负载电路向所述调节电路和所述第一信号衰减器提供电负载。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述调节电路包括具有耦合到所述输入节点的第一侧和耦合到所述第一比较器输入的第二侧的二极管桥式电路。

3.根据权利要求2所述的系统，其中，当所述二极管桥式电路不换向时，二极管桥式电路的电阻特性小于所述第一信号衰减器的电阻特性。

4.根据权利要求2所述的系统，其中，当所述二极管桥式电路被换向时，二极管桥式电路的电阻特性大于所述第一信号衰减器的电阻特性。

5.根据权利要求2所述的系统，其中，所述第一信号衰减器包括电阻器网络，其包括电阻元件，每个电阻元件分别对应于二极管桥式电路中的不同二极管。

6.根据权利要求2所述的系统，其中，当所述二极管桥式电路被换向时，所述输入信号的幅度与所述第一比较器输入的信号的幅度之间的差小于所述二极管桥式电路中的一个或多个的二极管的击穿电压。

7.根据权利要求2所述的系统，其中，所述二极管桥式电路包括四个肖特基二极管。

8.根据权利要求1所述的系统，其中，所述衰减电路包括作为所述第一信号衰减器的第一电阻器和作为所述电负载的第二电阻器，并且其中所述第一和第二电阻器耦合到所述第一比较器输入，并且其中所述第一和第二电阻器形成分压器电路，其将输入信号的衰减部分提供给第一比较器输入。

9.根据权利要求1所述的系统，其中，所述电负载包括一个或多个二极管器件。

10.根据权利要求1所述的系统，其中，所述输入节点被配置为接收具有超过所述调节电路的击穿电压特性的AC信号幅度的输入信号。

11.一种比较器系统，包括：

被配置为接收输入信号的输入节点；

被配置为接收参考信号的参考节点；

比较器电路，包括第一和第二比较器输入和比较器输出，第二比较器输入耦合到参考节点；

耦合到所述输入节点和所述第一比较器输入的二极管桥式电路，其中当所述二极管桥式电路换向时，所述二极管桥式电路禁止所述输入信号的第一部分通过所述第一比较器输入，并且当所述二极管桥式电路不换向时，所述二极管桥式电路阻止输入信号的较小的第二部分传递到第一比较器输入；

电阻分流电路，其分流二极管桥式电路，所述电阻分流电路包括耦合到所述输入节点的第一侧并且包括耦合到所述第一比较器输入的第二侧；和

耦合在所述第一和第二比较器输入之间的电阻负载，所述电阻负载被配置为作为所述二极管桥式电路和所述电阻分流电路的电负载。

12.根据权利要求11所述的比较器系统，其中，所述电阻分流电路包括具有分别耦合到所述输入节点和所述第一比较器输入的第一和相对的第二侧的电阻桥式电路。

13.根据权利要求12所述的比较器系统，其中，所述二极管桥式电路包括四个肖特基二极管，其中所述电阻桥式电路包括四个无源电阻器件，并且其中所述四个无源电阻器件中的每一个分流所述二极管桥式电路中的所述肖特基二极管中的相应一个。

14.根据权利要求12所述的比较器系统，其中，当所述二极管桥式电路不换向时，所述电阻桥式电路的电阻幅度特性超过所述二极管桥式电路的电阻幅度特性。

15.根据权利要求12所述的比较器系统，其中，所述电阻桥式电路和电阻性负载在所述第一比较器输入处被耦合，并且其中所述电阻桥式电路和所述电阻性负载在所述第一比较器输入处提供所述输入信号的衰减部分。

16.一种用于信号处理的方法，包括：

在比较器系统的输入节点处接收AC信号，所述比较器系统包括所述输入节点和不同的参考节点；

使用二极管桥式电路，对AC信号进行调节，并将得到的经调节的信号提供给比较器电路的第一比较器输入，该比较器电路被配置为基于所得到的调节信号和所述比较器电路的所述参考节点处的参考信号之间的关系来更新比较器输出状态；和

当二极管桥式电路基于接收到的AC信号进行换向时，使用衰减电路衰减接收到的AC信号的一部分，并且将来自所述衰减电路的接收到的AC信号的衰减部分呈现给所述比较器电路的第一比较器输入，其中所述衰减电路分流所述比较器系统的输入节点和所述比较器电路的所述第一比较器输入。

17.根据权利要求16所述的方法，其中，衰减所述接收的AC信号的所述部分包括使用分压器，所述分压器包括分流所述二极管桥式电路的第一阻抗和分流所述比较器电路的所述第一和第二比较器输入的第二阻抗。

18.根据权利要求17所述的方法，还包括基于所接收的AC信号的规定的最大电压幅度特性来选择所述第一和第二阻抗的阻抗特性，以避免超过所述二极管桥式电路中的一个或多个二极管器件的击穿电压。

19.根据权利要求16所述的方法，其中，衰减所接收的AC信号的部分包括使用分流二极管桥式电路的电阻桥式电路，所述电阻桥式电路包括分立电阻器件，其分别对应于二极管桥式电路中的每个二极管。

20.根据权利要求16所述的方法，其中，当所述二极管桥式电路基于所接收的AC信号而不换向时，使用所述二极管桥式电路将所有的交流信号呈现为所述第一比较器输入处的所得到的调节信号。

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