FR2624324A1

FR2624324A1 - Electrical voltage comparator with differential autocalibration

Info

Publication number: FR2624324A1
Application number: FR8717054A
Authority: FR
Inventors: Francois Thomas; Bertrand Campagnie
Original assignee: Thomson Hybrides et Microondes
Current assignee: Thomson Hybrides et Microondes
Priority date: 1987-12-08
Filing date: 1987-12-08
Publication date: 1989-06-09
Anticipated expiration: 2007-12-08
Also published as: FR2624324B1

Abstract

The invention relates to a voltage comparator in which the offset voltage is corrected automatically. In this comparator, the input signals E, Ref are addressed to a differential preamplifier T1 to T12 whose outputs S1, S2 include two level shifters T13, T15 and T14, T16 which, on the one hand, deliver the output voltages 01, 02 and, on the other hand, supply two capacitors C1, C2 for measuring and storing the offset voltage, which acts on two input shifters T1 to T5 + T23, T24 of the preamplifier. The input shifters enable an autobias loop T21, T22, D7 to D12 to be matched to the quiescent condition of the preamplifier. Application to voltage comparators especially in the form of GaAs integrated circuits.

Description

COMPARATEUR DE TENSIONS ELECTRIQUES
A AUTOCALTBRATION DIEEBRENTIETTE
La présente invention concerne un comparateur de tensions électriques, autocalibré, muni de dispositifs de correction automatique de sa tension de décalage, et dont l'architecture lui permet de s'affranchir des imperfections technologiques de ses composants, notamment au niveau des interrupteurs nécessaires pour passer de la phase de mesure à la phase d'autocalibration. Ce comparateur est préférentiellement réalisé sous forme de circuit intégré, sur silicium ou sur matériaux du groupe III - V tel que GaAs, car il est prévu pour travailler dans les hyperfréquences.COMPARATOR OF ELECTRICAL VOLTAGES
A DIEEBRENTIET AUTOCALTBRATION
The present invention relates to an electrical voltage comparator, autocalibré, provided with automatic correction devices for its offset voltage, and whose architecture allows it to overcome the technological imperfections of its components, particularly at the switches needed to pass from the measurement phase to the self-calibration phase. This comparator is preferably made in the form of an integrated circuit, on silicon or on Group III - V materials such as GaAs, because it is intended for working in the microwave.

D'une manière générale, l'autocalibration consiste à mesurer et à compenser le décalage de tension par rapport à un potentiel de sortie Idéal lorsque les deux entrées du comparateur sont au même potentiel. Ce décalage de tension est couramment appelé tension d'offset. In general, autocalibration consists in measuring and compensating the voltage offset with respect to an ideal output potential when the two inputs of the comparator are at the same potential. This voltage shift is commonly called offset voltage.

Le fonctionnement d'un comparateur autocalibré met en oeuvre deux phases
- une phase de calibration, durant laquelle l'offset est mesuré et stocké dans un point mémoire,
- une phase de mesure, durant laquelle le comparateur reprend sa fonction normale de comparaison des signaux d'entrée, mais en tenant compte toutefois de l'offset mesuré lors de la phase précédente.The operation of a self-calibrated comparator implements two phases
a calibration phase, during which the offset is measured and stored in a memory point,
- A measurement phase, during which the comparator returns to its normal function of comparing the input signals, but taking into account the offset measured during the previous phase.

La figure 1 donne le schéma simplifié d'un comparateur autocalibré selon l'art connu. Un comparateur 1 reçoit sur ses deux entrées les signaux électriques E1 et E2, E1 étant la référence par exemple. I1 délivre sur ses sorties des signaux S et S, mais la tension de l'une d'elles, S par exemple, peut être mesurée et stockée dans une capacité 2, au moyen d'un interrupteur 3. La mesure de l'offset nécessite de pouvoir isoler les entrées au moyen des interrupteurs 4 et 5, et de les mettre au même potentiel au moyen de l'interrupteur 6. Figure 1 gives the simplified diagram of a self-balanced comparator according to the prior art. A comparator 1 receives on its two inputs the electrical signals E1 and E2, E1 being the reference for example. I1 delivers on its outputs S and S signals, but the voltage of one of them, S for example, can be measured and stored in a capacitor 2, by means of a switch 3. The measurement of the offset it is necessary to be able to isolate the inputs by means of the switches 4 and 5, and to put them at the same potential by means of the switch 6.

Dans la phase de calibratlon, pour mesurer l'offset en sortie, on place les entrées en court-circuit, donc au même potentiel, grâce à une porte analogique, interrupteur 6, puis la tension en sortie du comparateur est stockée dans la capacité 2 qui sert de point mémoire, l'interrupteur 3 étant fermé. In the calibration phase, to measure the output offset, the inputs are short-circuited, therefore at the same potential, thanks to an analog gate, switch 6, then the output voltage of the comparator is stored in the capacitor 2 which serves as a memory point, the switch 3 being closed.

Dans la phase de mesure, les entrées ne sont plus en court-circuit, mais attaquées par les signaux E1 et E2 à comparer. D'autre part, la valeur de l'offset est envoyée en un point adéquat du comparateur de façon à compenser qu'introduirait cet offset, l'interrupteur 3 étant ouvert. In the measurement phase, the inputs are no longer short-circuited, but attacked by the signals E1 and E2 to be compared. On the other hand, the value of the offset is sent to a suitable point of the comparator so as to compensate for the introduction of this offset, the switch 3 being open.

En fait, les interrupteurs 3,4,5 et 6 sont des portes ananlogiques, donc des transistors, qui stockent plus ou moins de charges électriques, et qui ne sont pas tous rigoureusement identiques, car il y a dispersion technologique en cours de fabrication d'un circuit intégré. C'est pourquoi cette méthode d'autocallbration ne permet pas de s'affranchir des imperfections des portes analogiques. In fact, the switches 3,4,5 and 6 are analogue gates, thus transistors, which store more or less electric charges, and which are not all rigorously identical, because there is technological dispersion during the manufacturing process. an integrated circuit. That is why this method of autocallbration does not make it possible to overcome the imperfections of analog gates.

En effet, lors de l'ouverture ou de la fermeture des interrupteurs, il y a extraction ou injection de charges dans le circuit. La charge stockée dans la capacité se trouve donc perturbée par cette injection ou extraction de charges. I1 en résulte que la tension aux bornes de la capacité n'est plus la tension d'offset mais l'offset auquel stajoute une tension d'erreur. Cette tension d'erreur est d'autant plus grande que la capacité 2 est petite, et peut prendre des valeurs non négllgeables lorsque l'on travaille avec des capacités inférieures au picofarad susceptibles d'être intégrées dans une puce de circuit intégré. Dans certains cas défavorables, liés aux dispersions technologiques ou aux effets de la température, cette tension d'erreur peut être supérieure à l'offset lui-même. Indeed, during the opening or closing of the switches, there is extraction or injection of charges in the circuit. The charge stored in the capacitor is thus disturbed by this injection or extraction of charges. As a result, the voltage across the capacitance is no longer the offset voltage but the offset at which an error voltage is added. This error voltage is even greater than the capacity 2 is small, and can take non-negellable values when working with capacities lower than picofarad likely to be integrated into an integrated circuit chip. In certain unfavorable cases, related to technological dispersions or to the effects of temperature, this error voltage may be greater than the offset itself.

L'autocallbration ne sert plus à rien, et même elle peut conduire à une dégradation des performances. Self-healing is no longer useful, and even it can lead to performance degradation.

En bref, les imperfections des interrupteurs tendent à nuire au bon fonctionnement du comparateur autocalibré. In short, the imperfections of the switches tend to interfere with the proper functioning of the self-balanced comparator.

Ces inconvénients sont supprimés dans le comparateur selon l'invention, dont l'architecture permet - de compenser l'offset du comparateur lié aux imperfections technologiques des composants, - de s'affranchir des injections de charges et des imperfections des interrupteurs chargés d'effectuer cette callbration. These disadvantages are eliminated in the comparator according to the invention, whose architecture makes it possible to compensate for the offset of the comparator related to the technological imperfections of the components, to overcome the injections of charges and imperfections of the switches responsible for performing this callbration.

Selon l'invention, la tension d'offset n'est plus représentée par la charge d'une capacité, mais par une différence de charge entre deux capacités, d'où le nom de callbration différentielle. t > e ce fait, les imperfections des interrupteurs conduisent à des injections de charges égales dans chaque capacité, ces charges se neutralisant par symétrie. According to the invention, the offset voltage is no longer represented by the load of a capacitance, but by a difference in charge between two capacitors, hence the name of differential callbration. Because of this, the imperfections of the switches lead to equal charge injections in each capacitor, these charges being neutralized by symmetry.

I1 en résulte que, lors d'une injection de charges, la différence entre les tensions aux bornes des capacités n'est pas modifiée, bien que la tension aux bornes de chaque capacité le soit. As a result, during a charge injection, the difference between the voltages across the capacitors is not changed, although the voltage across each capacitor is.

La correction d'offset est effectuée grâce à deux translateurs de niveaux placés en entrée du premier étage du comparateur, dans lesquels le courant est directement proportionnel à la tension présente aux bornes des condensateurs. Le décalage entre l'entrée et la sortie d'un translateur est donc proportionnel Â cette tension. The offset correction is carried out by means of two level translators placed at the input of the first stage of the comparator, in which the current is directly proportional to the voltage present across the capacitors. The offset between the input and the output of a translator is therefore proportional to this voltage.

I1 en résulte que la différence entre les décalages de chaque transiateur est proportionnelle à la différence de charge des deux capacités, donc à l'offset. As a result, the difference between the offsets of each transiator is proportional to the load difference of the two capacitors, and therefore to the offset.

De façon plus précise l'invention concerne un comparateur de tensions électriques à autocallbration, comportant un préamplificateur différentiel sur les entrées duquel sont adressés les signaux à comparer, et sur les sorties duquel sont connectés deux translateurs qui déllvrent les signaux de sorties, ce comparateur étant caractérisé en ce que sa tension de décalage au repos, entre les deux sorties, dite tension d'offset, est mesurée et stockée de façon différentielle au moyen de deux capacités, connectées au moyen de deux interrupteurs sur les deux sorties, la tension stockée dans chacune des capacités étant adressée à travers un décaleur de tension sur la grille d'un transistor qui assure l'autocallbration du préamplificateur. More specifically, the invention relates to a self-healing voltage comparator, comprising a differential preamplifier on whose inputs the signals to be compared are addressed, and on the outputs of which two translators are connected which divide the output signals, this comparator being characterized in that its offset voltage at rest, between the two outputs, said offset voltage, is measured and stored differentially by means of two capacitors, connected by means of two switches on both outputs, the voltage stored in each of the capacitors being addressed through a voltage shifter on the gate of a transistor which provides autocallbration of the preamplifier.

L'invention sera mieux comprise, et ses avantages ressortiront mieux grâce à la description plus détaillée qui suit, et qui s'appuie sur les figures jointes en annexe, représentant - figure 1 schéma simplifie d'un comparateur à autocalíbration, selon l'art connu, et qui a déjà été expliquée ci-dessús, - figure 2 : schéma simplifié d'un comparateur à autocalibration différentielle, selon ltinvention,
- figure 3 : circuit électrique d'un comparateur selon l'invention
Le schéma simplifié d'un comparateur à autocalibration différentielle selon l'invention est donné en figure 2. Pour faciliter la comparaison avec le comparateur selon l'art connu, donné en figure 1, les mêmes indices de repères sont conservés lorsqu'ils désignent les mêmes objets.The invention will be better understood, and its advantages will become more apparent thanks to the more detailed description which follows, and which is based on the figures attached in the appendix, showing - figure 1 simplified diagram of a self-healing comparator, according to the art known, and which has already been explained above, - Figure 2: simplified diagram of a differential self-calibration comparator, according to the invention,
FIG. 3: Electrical circuit of a comparator according to the invention
The simplified diagram of a differential self-calibration comparator according to the invention is given in FIG. 2. In order to facilitate the comparison with the comparator according to the known art, given in FIG. 1, the same reference indices are retained when they designate the same objects.

Le comparateur selon l'invention possède deux entrées sur lesquelles sont appliquées des tensions d'entrée El et E2 ces entrées peuvent être isolées par les interrupteurs 4 et 5, ou court-circuitées par l'interrupteur 6. I1 possède également deux sorties sur lesquelles sont recueillis les signaux S et S une première capacité 2, commandée par un interrupteur 3, mesure le signal sur la deuxième sortie S, le stocke, et l'adresse sur une première voie du comparateur 1, tandis qu'une deuxième capacité 7, commandée par un interrupteur 8, mesure le signal sur la première sortie S, le stocke, et l'adresse sur une deuxième vole du comparateur 1. I1 y a donc une action symétrique : la tension d'offset mesurée sur une sortie est aussi appliquée pour correction sur la voie qui délivre l'autre sortie. Ainsi, les deux voies s'équilibrent réciproquement
Le schéma de la figure 2 est très simplifié le circuit électrique, complet, de la figure 3 permettra de mieux décrire l'architecture et le fonctionnement du comparateur à autocalibration différentielle. Sur ce cirucit, les tensions d'alimentations n'ont pas été systématiquement reportées, pour ne pas surcharger la figure, mais il est bien entendu que tout le circuit est alimenté entre + VDD et - Vss. The comparator according to the invention has two inputs to which input voltages E1 and E2 are applied. These inputs can be isolated by switches 4 and 5, or short-circuited by switch 6. It also has two outputs on which the signals S and S are collected a first capacitor 2, controlled by a switch 3, measures the signal on the second output S, stores it, and the address on a first channel of the comparator 1, while a second capacitor 7, controlled by a switch 8, measures the signal on the first output S, stores it, and the address on a second flight of the comparator 1. There is therefore a symmetrical action: the offset voltage measured on an output is also applied for correction on the channel that delivers the other output. Thus, the two paths balance each other
The diagram of FIG. 2 is very simplified. The complete electrical circuit of FIG. 3 will better describe the architecture and operation of the differential autocalibration comparator. On this cirucit, the supply voltages have not been systematically reported, so as not to overload the figure, but it is understood that the entire circuit is powered between + VDD and - Vss.

Les signaux d'entrées, repérés E et Réf, sont appliqués à travers deux interrupteurs d'entrées IEl et IE2 - en fait deux portes analogiques commandées par un signal d'horloge
H2- sur les grilles des transistors T1 etT2 de deux translateurs d'entrées réglables T1,T3,T23, et T2,T4,T24, montés de manière différentielle grâce à T5. Les transistors T3 et T4 servent de trimmers aux transistors T23 et T24 avec lesquels ils sont montés chacun en parallèle. Le valeur du décalage des translateurs d'entrées est ajustée par les signaux CTL1 et CTL2.The input signals, labeled E and Ref, are applied through two input switches IE1 and IE2 - in fact two analog gates controlled by a clock signal
H2- on the gates of transistors T1 and T2 of two adjustable input translators T1, T3, T23, and T2, T4, T24, differentially mounted thanks to T5. Transistors T3 and T4 serve as trimmers for transistors T23 and T24 with which they are each mounted in parallel. The offset value of the input translators is adjusted by the CTL1 and CTL2 signals.

Ainsi translatés, les signaux d'entrées sont prélevés aux points E01 et E02 et amplifiés par un préamplificateur cascadé, dont les transistors sont repérés- T6 à T12, et dont les sorties sont S1 et S2. les tensions de repos de cet amplificateur sont stabilisées par une boucle d'autoasservissement T21, D7 à D12, T22 qui, à partir de la tension de sortie en S2, polarise la grille du transistor T6 source de courant de l'amplificateur. Thus translated, the input signals are taken at the points E01 and E02 and amplified by a cascaded preamplifier, whose transistors are marked T6 to T12, and whose outputs are S1 and S2. the resting voltages of this amplifier are stabilized by a self-servoing loop T21, D7 to D12, T22 which, from the output voltage at S2, bias the gate of the current source transistor T6 of the amplifier.

En outre, les signaux prélevés en S1 et S2 sont appliqués à deux translateurs de niveaux T13,R1,T15,R3 et T14, R2,T16,R4 qui les transmettent aux deux mémoires consituées par des capacités C1 et C2. Deux interrupteurs d'autocalibration lAi etIA2 permettent de mesurer ces tensions de sorties ou d'isoler les mémoires ; ils sont commandés par un signal d'horloge H1. In addition, the signals taken at S1 and S2 are applied to two level translators T13, R1, T15, R3 and T14, R2, T16, R4 which transmit them to the two memories constituted by capacitors C1 and C2. Two autocalibration switches lAi andIA2 make it possible to measure these output voltages or to isolate the memories; they are controlled by a clock signal H1.

Deux décaleurs T17, D1, Dl > D3, D5, T19 et T18,D2,D4,D6,T20, sont nécessaires pour rendre les tensions stockées dans C1 et C2 compatibles avec les tensions requises sur les grilles des transistors T3 et T4 des translateurs d'entrées. Ces tensions de corrections sont - CUL1, prélevée sur le drain du transistor T20 source de courant, et appliquée sur la grille de T3, - CTL2, prélevée sur le drain du transistor T19 et appliquée sur la grille de T4. Two shifters T17, D1, D1> D3, D5, T19 and T18, D2, D4, D6, T20, are necessary to make the voltages stored in C1 and C2 compatible with the voltages required on the gates of transistors T3 and T4 of the translators. entries. These correction voltages are - CUL1, taken from the drain of the current source transistor T20, and applied to the T3 gate, - CTL2, taken from the drain of the transistor T19 and applied to the gate of T4.

Enfin, deux interrupteurs M1 et IM2, commandés par un signal d'horloge H1, sont montés en série entre les deux grilles des transistors d'entrées T1 et T2. Réunis à la tension de référence, ils permettent d'injecter cette même tension sur les deux voies du comparateur, pour mesure de la tension d'offset dûe aux disparités de réalisation des transistors. Finally, two switches M1 and IM2, controlled by a clock signal H1, are connected in series between the two gates of the input transistors T1 and T2. Gathered at the reference voltage, they make it possible to inject this same voltage on the two channels of the comparator, for measuring the offset voltage due to the different embodiments of the transistors.

Les sorties 01 et 02 du comparateur sont prises au niveau des armatures des capacités C1 et C2 qui ne sont pas à la masse, toutefois avant les interrupteurs IA1 et IA2. The outputs 01 and 02 of the comparator are taken at the level of the armatures of the capacitors C1 and C2 which are not grounded, however before the switches IA1 and IA2.

Le nombre de diodes en série dans les décaleurs et dans la boucle d'autoasservissement n'est pas limitatif de l'invention. I1 correspond à une technologie sur GaAs, et peut varier avec la technologie, la nature des transistors et le matériau, silicium ou matériaux III - V. The number of diodes in series in the shifters and in the self-servo loop is not limiting of the invention. I1 corresponds to a technology on GaAs, and can vary with the technology, the nature of the transistors and the material, silicon or materials III - V.

Le fonctionnement s'effectue en deux phases. The operation is carried out in two phases.

Dans la phase de calibration, les entrées sont mises en court circuit, les interrupteurs IM1 et IM2, IA1 et IA2 sont conducteurs; la tension de référence étant sur les deux entrées, il apparait une tension d'offset entre les sorties S1 et S2. In the calibration phase, the inputs are short-circuited, the switches IM1 and IM2, IA1 and IA2 are conductive; the reference voltage being on the two inputs, it appears an offset voltage between the outputs S1 and S2.

Les tensions en S1 et S2 sont décalées par les deux translateurs de niveaux, et on retrouve ainsi l'offset entre R1 et T15 d'une part, R2 et T16 d'autre part. The voltages at S1 and S2 are shifted by the two level translators, and thus we find the offset between R1 and T15 on the one hand, and R2 and T16 on the other hand.

Les interrupteurs lAi et IA2 étant conducteurs, les capacités se chargent, et la différence de tension entre C1 et
C2 est égale à l'offset en sortie 01-02.The switches IA1 and IA2 being conductive, the capacitors are charged, and the voltage difference between C1 and
C2 is equal to the output offset 01-02.

Les potentiels aux points supérieurs de C1 et C2 sont ensuite translatés d'environ 3V vers les potentiels négatifs pour que ceux-ci puissent servir de contrôle de courant dans les deux translateurs d'entrées à décalage contrôlé T1, T3 et T2,
T4.The potentials at the higher points of C1 and C2 are then translated by about 3V towards the negative potentials so that they can serve as a current control in the two translators of controlled shift inputs T1, T3 and T2,
T4.

Le fait de contrôler le courant dans chaque translateur d'entrée permet de contrôler la grandeur du décalage qui a une valeur dffférente dans chaque translateur, cette différence étant fonction de la tension d'offset. Controlling the current in each input translator makes it possible to control the magnitude of the offset which has a different value in each translator, this difference being a function of the offset voltage.

En phase de calibration, le système est donc rebouclé sur lui-même. I1 en résulte que l'offset résiduel, c'est à dire l'offset après correction, est égal à l'offset initial divisé par le gain. L'offset initial est la valeur que prendrait l'offset s'il n y avait pas de compensation. In the calibration phase, the system is looped back on itself. As a result, the residual offset, ie the offset after correction, is equal to the initial offset divided by the gain. The initial offset is the value that the offset would take if there was no compensation.

En phase de mesure, les interrupteurs, IE1 et IE2 sont conducteurs ; IM1 et IM2 sont non conducteurs ainsi que
IA1 et IA2.In measurement phase, the switches, IE1 and IE2 are conductive; IM1 and IM2 are non-conductive as well as
IA1 and IA2.

Les capacités C1 et C2 servant de point mémoire, la correction d'offset est maintenue durant toute cette phase. Capacities C1 and C2 serve as memory point, offset correction is maintained throughout this phase.

La fonction de comparaison est assurée de manière classique, avec toutefois, une correction de l'offset. The comparison function is provided in a conventional manner, with, however, an offset correction.

L'originalité de cette architecture réside en ce que
- la tension d'offset n'est pas stockée dans une seule capacité, comme dans l'art connu, mais dans deux capacités, de manière différentielle,
- la correction d'offset se fait grâce au contrôle de courant dans les translateurs d'entrées T1, T3 et T2, T4.The originality of this architecture lies in that
the offset voltage is not stored in a single capacitor, as in the prior art, but in two capacitors, in a differential manner,
- The offset correction is done through the current control in the input translators T1, T3 and T2, T4.

- les transistors T3 et T4 focntionnent en différentiel, alimentés par la même source de courant T5. the transistors T3 and T4 operate in differential mode, powered by the same current source T5.

- les transistors T3 et T4 agissent comme trimmers par rapport aux transistors T23 et T24 dont ils modulent le courant,
- le transiateur différentiel d'entrée, distinct du préamplificateur différentiel, permet d'adapter une boucle d'autopolarisation au préamplificateur, les boucles d'autoasservissement et d'autocalibration étant séparées.the transistors T3 and T4 act as trimmers with respect to the transistors T23 and T24 whose current they modulate,
- The differential input transceiver, distinct from the differential preamplifier, allows to adapt a self-bias loop to the preamplifier, the self-servoing and autocalibration loops being separated.

Ce comparateur a de nombreux avantages
- la tension d'offset est divisée par le gain du préamplificateur différentiel,
- les injections de charges doies aux interrupteurs ne sont pas gênantes puisqu'elles se font de manière symétrique dans les branches d'Autoca]lbration correspondant aux sorties 01 et 02.This comparator has many advantages
the offset voltage is divided by the gain of the differential preamplifier,
- The injections of charges doies to the switches are not annoying since they are done symmetrically in the branches of Autoca] celebration corresponding to the outputs 01 and 02.

- le temps séparant deux phases de calibration peut être grand. En effet, la charge stockés dans les capacités peut se décomposer en une "charge commune, dûe aux interrupteurs, qui peut atteindre IV, et en une "charge differentielle", dûe à la tension d'offset, de quelques mV. I,R décharge des capacités due aux fuites de courant est égale pnlxr la "charge commune" de C1 et C2 seule la "charge differontielle" contribue à une perte de charge très légèrement différente pour C1 et C2, mais qui est elle-même divisée par le gain d" préamplificateur. the time separating two calibration phases can be large. In fact, the charge stored in the capacitors can be broken down into a "common load, due to the switches, which can reach IV, and in a" differential load ", due to the offset voltage, of a few mV. capacity discharge due to current leakage is equal to the "common load" of C1 and C2 only the "differential load" contributes to a very slightly different pressure drop for C1 and C2, but which is itself divided by the gain preamplifier.

Puisque le montage n'est pas sensible à la perte de "charge commune", le temps séparant deux phases de calibratlon peut être très grand, ce qui esi roste tout à fait relatif puisque le comparateur selon l'invention est dédié aux hyperfréquences, et est réalise preferentiellement en circuit intégré sur GaAs. Since the assembly is not sensitive to the loss of "common load", the time separating two calibration phases can be very large, which is quite relative since the comparator according to the invention is dedicated to microwave frequencies, and is preferably performed in an integrated circuit on GaAs.

I1 est utilisé dans le traitement de l'information, logique ou analogique codée, dans les systèmes hyperfréquences civils ou militaires, tels que les faisroRlu hertziens ou les radars. It is used in the processing of information, logic or analog coded, in civil or military microwave systems, such as radio waves or radars.

Dans tous ces systèmes. le dispositif selon l'invention est utilisé soit directement comme comparateur entre, deux tensions analogiques. soit intégra dans un convertisseur analogique-numérique, dont on sait que le premier étage commence par comparer la tension analogique à numériser à une tension de référence. In all these systems. the device according to the invention is used either directly as a comparator between two analog voltages. is integrated in an analog-digital converter, which is known that the first stage begins by comparing the analog voltage to be digitized at a reference voltage.

Claims

1 - Comparator of self-calibrating electrical voltages, comprising a differential preamplifier (T1 to T12) on whose inputs (T1, T2) are addressed the signals (E, ref) to be compared, and whose outputs (T11, T12) are connected two level translators (T13, T15, and T14, T16) which output the output signals (01, 02), this comparator at

characterized in that its offset voltage at rest between the two outputs, said offset voltage, is measured and stored differentially by means of two capacitors (C1, C2), connected by means of two switches (IAI, IA2 ) on the two outputs (01,02), the voltage stored in each of the capacitors (Ci, C2) being addressed through a voltage shifter (T17, T19 and T18, T20) on the gate of a transistor (T3, T4) T4) which ensures the autocallbration of the preamplifier.

2 - autocalibration comparator according to claim 1, characterized in that the differential preamplifier comprises two adjustable input converters, each of which comprises an input transistor (T1, T2) connected in series with a supply transistor (T23, T24) supplied in differential by a common current source (T5), each power supply transistor (T23, T24) being itself connected in parallel with a self-calibration transistor (T3, T4) T4) which receives on its gate the offset voltage stored in a capacitance (C1, C2) for storing said offset voltage, the input signals thus translated (E01, E02) being taken at the common point between the input transistor (T1, T2) and the supply transitor (T23, T24) and applied on the differential stage (T6 to T12) of the preamplifier.

3 - autocalibration comparator according to claim 2, characterized in that the input translators (Ti, T3, T23> T5 and T2, T4, T24, T5) isolate the differential stage (T6 to T12) of the preamplifier and allow to adapt a self-biasing loop (T21, T22, D7 to D12), which takes, at rest, the voltage on an output (S2) of said differential stage and autopolarise the gate of the transistor (T6) current source for this stage .

4 - autocalibration comparator according to claim 1, characterized in that the offset voltage is divided by the gain (G) of the preamplifier (T1 to T12).

5 - autocalibration comparator according to claim 1, characterized in that the correction of the offset voltage is independent of the technological imperfections of the transistors and switches (in1, IA2) since the correction is differential.

6 - Analog-digital converter using the comparator according to the invention, any one of claims i to 5.