降低通信中前向串扰的方法及前向合成电路与流程

专利检索2025-02-18  38


本发明涉及高速通信领域,具体涉及一种降低通信中前向串扰的方法及前向合成电路。


背景技术:

1、串行器和解串器(serializer and deserializer, serdes)是常用的高速通信技术。serdes技术通常需要链路均衡,而去加重技术、预加重技术是常用于实现反馈判决均衡器(decision feedback equalizer, dfe)和前向反馈均衡器(feed forward equalizer,ffe)的链路均衡方法。进一步地,加重技术可以分为:前向去加重、前向预加重、后向去加重、后向预加重,分别用于解决通信链路中的前向串扰、后向串扰问题。本发明关注于dfe或ffe中的前向预加重技术。

2、随着高速通信传输信号速率的增加,高速信号的高频分量在传输过程中受损很大,尤其是高速信号通过反射较大的传输信道后,会产生严重的前向串扰,而前向串扰会导致先前时刻信号的残留状态影响当前的信号幅度,增加系统的误码率。

3、现有技术中,前向串扰的补偿方法包括前向去加重技术和前向预加重技术,前向预加重技术不会降低输出信号幅度,但会额外增加功耗,而前向去加重不额外增加功耗,但会使信号幅度降低。在对电路输出信号幅度有要求的情况下,就需要使用前向预加重技术对高频信号进行补偿。

4、图1为现有技术中基于电流模结构的前向预加重电路示意图。电流模(currentmode logic,cml)结构通过控制电流,可以实现快速响应和低功耗,是高速通信电路的首选结构。如图1所示,前向预加重电路包括主路驱动电路、副路驱动电路、前向支路驱动电路、前向合成电路和预加重合成电路。

5、输入信号经过前向支路驱动电路后,与副路驱动电路的输出形成相位的超前,基于吉尔伯特结构的前向合成电路将前向支路驱动电路的输出取反后与副路驱动电路后的输出进行合成,得到前向合成信号。接着通过同样基于吉尔伯特结构的预加重合成电路把前向合成信号与主路驱动电路的输出进行合成,最终得到前向预加重信号。

6、然而,该实施方式在关闭前向预加重功能时,如果拉低前向合成电路的尾电流源的控制,使前向合成电路的尾电流彻底关断,则会使前向合成电路的输出共模点被拉高到电源电压,从而导致预加重合成电路中与前向合成电路输出耦合的第二支路的差分输入对管被偏置到开关状态,如不做处理则会引起预加重合成电路的差分输出端的导通,严重影响输出信号质量。

7、图2为传统前向合成电路示意图,利用分压电阻上产生的压降拉低前向合成电路的输出电压,以此保证系统关闭前向预加重功能时,预加重合成电路中前向合成信号的输入管被偏置到截至状态。但该实施例中,不管前向预加重功能是否开启,都必须保持前向合成电路尾电流的开启,不仅导致了电路功耗的增加,还会给芯片散热设计带来困难,导致芯片可靠性下降。

8、因此,如何设计一种有效的降低通信中前向串扰的方法及前向合成电路,以减弱高速信号通过反射较大的传输信道时的前向串扰,并增加芯片可靠性,是当前高速通信领域亟待解决的技术问题。


技术实现思路

1、为了缓解或部分缓解上述技术问题,本发明的解决方案如下所述:

2、一种降低通信中前向串扰的方法,包括如下步骤:

3、检测前向预加重功能开启或关闭状态;

4、当检测到前向预加重功能关闭时,切断前向合成电路的电源电压,关闭前向合成电路的第一尾电流源和第二尾电流源,并选择低电平作为前向合成电路的输出;

5、当检测到前向预加重功能开启时,前向合成电路的电源电压正常供电,前向合成电路的第一尾电流源和第二尾电流源正常开启,此时前向合成电路与正常工作时状态一致。

6、一种前向合成电路,应用于电流模结构的前向预加重电路,所述前向合成电路包括:

7、前向预加重功能检测电路,实时检测前向预加重功能的开启或关闭,产生电源开关电路控制信号、输出选择电路控制信号和尾电流源开关控制电路控制信号;

8、所述电源开关电路的控制端与所述电源开关电路控制信号耦接,所述电源开关电路的输入端耦接电源电压,所述电源开关电路的输出端耦接吉尔伯特电路模块的供电端;

9、所述吉尔伯特电路模块的第一差分输入与所述前向合成电路的第一前级电路的差分输出耦接,所述吉尔伯特电路模块的第二差分输入与所述前向合成电路的第二前级电路的差分输出耦接;其中,所述吉尔伯特电路模块的第一差分输入包括第一正信号和第一负信号,所述吉尔伯特电路模块的第二差分输入包括第二正信号和第二负信号;

10、所述输出选择电路的控制端与所述输出选择电路控制信号耦接,所述输出选择电路的第一差分输入与所述吉尔伯特电路模块的差分输出耦接,所述输出选择电路的第二差分输入均耦接于地,所述输出选择电路的差分输出为所述前向合成电路的差分输出;

11、所述尾电流源开关控制电路的控制端与尾电流源开关控制电路控制信号耦接,所述尾电流源开关控制电路的输出端与吉尔伯特电路模块中第一尾电流源和第二尾电流源的电流控制端耦接。

12、进一步地,所述吉尔伯特电路模块包括第一支路和第二支路;

13、其中,第一支路包括第一晶体管和第二晶体管,以及第一负载电阻和第一尾电流源;

14、第一晶体管的控制极接收所述前向合成电路的第一前级电路的第一正信号,第一晶体管的第一电极耦接第一尾电流源的输入端,第一晶体管的第二电极耦接第一负载电阻的一端且作为吉尔伯特电路模块的负输出,第一负载电阻的另一端与电源选择电路的输出耦接;

15、第二晶体管的控制极接收所述前向合成电路的第一前级电路的第一负信号,第二晶体管的第一电极耦接第一尾电流源的输入端,第二晶体管的第二电极耦接第二负载电阻的一端且作为吉尔伯特电路模块的正输出,第二负载电阻的另一端与电源选择电路的输出耦接;

16、其中,第二支路包括第三晶体管和第四晶体管,以及第二负载电阻和第二尾电流源;

17、第三晶体管的控制极接收所述前向合成电路的第二前级电路的第二负信号,第三晶体管的第一电极耦接第二尾电流源的输入端,第三晶体管的第二电极耦接吉尔伯特电路模块的负输出;

18、第四晶体管的控制极接收所述前向合成电路的第二前级电路的第二正信号,第四晶体管的第一电极耦接第二尾电流源的输入端,而第四晶体管的第二电极耦接吉尔伯特电路模块的正输出;

19、所述吉尔伯特电路模块的正输出和所述吉尔伯特电路模块的负输出构成所述吉尔伯特电路模块的差分输出。

20、进一步地,所述第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管和第四晶体管均为n型场效应晶体管或n型三极管。

21、进一步地,所述尾电流源开关控制电路包括:

22、电流镜,包括n型第五晶体管与n型第六晶体管组成镜像基准电流通路,其中,n型第五晶体管的控制极与n型第六晶体管的控制极耦接,n型第五晶体管的第一极和n型第六晶体管的第一极均耦接于地,n型第五晶体管的第二极与n型第五晶体管的控制极耦接,n型第六晶体管的第二电极输出的电流作为前向支路输出驱动电路电流;

23、p型串联开关管,所述p型串联开关管的控制端与所述尾电流源开关控制电路控制信号耦接,所述p型串联开关管的第一电极与所述n型第五晶体管的第二极耦接,所述p型串联开关管的第二电极与所述尾电流源开关控制电路中第三电流源的输出端耦接;

24、n型并联开关管,所述n型并联开关管的控制端与所述尾电流源开关控制电路控制信号耦接,所述n型并联开关管的第一电极接地,所述n型并联开关管的第二电极同时与所述n型第五晶体管与所述n型第六晶体管的控制端耦接。

25、进一步地,当检测到前向预加重功能关闭时,所述电源开关电路控制信号控制电源开关电路断开,切断电源电压;

26、所述输出选择电路控制信号控制输出选择电路选择地电平作为所述前向合成电路的输出;

27、所述尾电流源开关控制电路控制信号控制所述尾电流源开关控制电路的输出以使所述吉尔伯特电路模块中的第一尾电流源和第二尾电流源关断。

28、进一步地,当检测到前向预加重功能启动时,所述电源开关电路控制信号控制电源开关电路导通,保持电源电压的正常供电;

29、所述输出选择电路控制信号控制输出选择电路选择所述吉尔伯特电路的差分输出作为所述前向合成电路的输出;

30、所述尾电流源开关控制电路控制信号控制所述尾电流源开关控制电路的输出以使所述吉尔伯特电路模块中的第一尾电流源和第二尾电流源导通。

31、进一步地,所述电源开关电路控制信号、输出选择电路控制信号和尾电流源开关控制电路控制信号相同。

32、本发明技术方案,具有如下有益的技术效果之一或多个:

33、(1)本发明通过实时检测预加重功能是否开启,可有效降低高速信号通过反射较大的传输信道时的前向串扰,提升了系统的精确性,降低系统的误码率。

34、(2)本发明在检测到前向预加重功能关闭时,切断电源供电,并通过输出选择电路就使前向合成电路输出地电平,使得前向合成电路的尾电流源不用保持开启,降低电路功耗的同时,避免后续电路的差分输入对管被偏置到开关状态,增加系统可靠性,提升输出信号质量。

35、(3)本发明与现有技术相比提升了系统的可靠性。

36、此外,本发明还具有的其它有益效果将在具体实施例中提及。


技术特征:

1.一种降低通信中前向串扰的方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.一种前向合成电路,应用于电流模结构的前向预加重电路,其特征在于,所述前向合成电路包括:

3.根据权利要求2所述的前向合成电路,其特征在于:

4.根据权利要求3所述的前向合成电路,其特征在于:

5.根据权利要求4所述的前向合成电路,其特征在于,所述尾电流源开关控制电路包括:

6.根据权利要求5所述的前向合成电路,其特征在于:

7.根据权利要求6所述的前向合成电路,其特征在于:


技术总结
本发明公开了一种降低通信中前向串扰的方法及前向合成电路。为解决如何不降低输出信号幅度且有效减弱高频信号传输时的前向串扰,同时增加系统可靠性的技术问题,本发明实时检测前向预加重功能是否开启或关闭;当检测到前向预加重功能关闭时,切断前向合成电路的电源电压,关闭前向合成电路的第一尾电流源和第二尾电流源,并选择低电平作为前向合成电路的输出;当检测到前向预加重功能启动时,前向合成电路的电源电压正常供电,前向合成电路的第一尾电流源和第二尾电流源正常开启,此时前向合成电路与正常工作时状态一致。本发明可有效降低高速信号通过反射较大的传输信道时的前向串扰,降低系统的误码率。本发明适于高速有线通信领域。

技术研发人员:请求不公布姓名,请求不公布姓名,请求不公布姓名,请求不公布姓名,请求不公布姓名
受保护的技术使用者:成都电科星拓科技有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
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