接收机中后向支路输出驱动电路及后向去加重电路的制作方法

专利检索2025-05-30  18


本发明涉及高速有线通信领域,具体涉及接收机中后向支路输出驱动电路及后向去加重电路。


背景技术:

1、串行器和解串器(serializer and deserializer, serdes)是常用的高速有线通信技术。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 forwardequalizer, 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中的后向去加重技术。

2、随着高速有线通信传输信号速率的增加,高速信号受趋肤效应和传输线介质损耗等原因的影响,导致信号的高频分量在传输过程中受损很大,这会使高速信号波形产生畸变,引起前向串扰与后向串扰,图1为理想信号经传输线传输后的波形示意图。

3、然而,后向串扰会导致当前信号幅度对之后的信号幅度产生影响,增加系统的误码率。后向去加重就是一种常用的抑制技术,用于减弱后向串扰,在电路整体功耗比较吃紧的情况下,对受损的高频信号进行抑制,以在接收终端能得到比较好的波形。

4、图2为后向去加重技术原理图,经后向去加重技术抑制后,产生的后向串扰幅度被压低,由此减弱了后向串扰。其中,实际主路信号指存在传输损耗的主路信号,理想主路信号指无传输损耗的主路信号,后向支路理想信号指无传输损耗的后向支路信号,实际后向去加重信号指存在传输损耗的后向去加重信号,理想后向去加重信号指无传输损耗的后向去加重信号。

5、电流模(current mode logic,cml)通过控制电流,可以实现快速响应和低功耗的优势,是高速有线通信电路的首选结构。图3为基于cml结构的后向去加重电路示意图,包括主路驱动电路、后向支路驱动电路和去重合加成电路,输入信号通过后向支路,与主路驱动电路的输出形成相位的滞后,之后把后向支路驱动电路的输出取反,再通过去加重合成电路与主路驱动电路后的信号进行合成,从而实现后向去加重的功能。

6、然而,该实施方式在关闭后向去加重功能时,如果彻底关断后向支路的尾电流源,则会使后向支路的输出共模电压被拉高到电源电压,从而导致去加重合成电路中后向支路的输入管被偏置到开关状态,如不做处理则会引起去加重合成电路的差分输出的导通,严重影响输出信号质量。

7、因此,对于包括多级驱动的后向支路,如包括后向支路前级驱动电路和后向支路输出驱动电路,现有技术通常是在关闭后向去加重功能时,采用只关闭后向支路前级驱动的尾电流,保持后向支路输出驱动尾电流开启,并在电源和输出负载电阻间加入分压电阻来降低输出共模电压,从而利用电阻上产生的压降来拉低后向支路的输出电压,以此保证去加重合成电路中的输入管被偏置到截止状态。但采用此种方式会导致:不管后向去加重功能是否开启,都必须保持后向支路输出驱动电路的尾电流开启,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,如何设计一种有效且低功耗的后向去加重电路,以减弱高频信号传输时的后向串扰,是当前高速有线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、一种接收机中后向支路输出驱动电路,应用于基于电流模的后向去加重电路的后向支路中包括:

3、电流模驱动模块,采用差分结构,所述电流模驱动模块的差分输入为所述后向支路输出驱动电路的差分输入,所述电流模驱动模块的差分输出为所述后向支路输出驱动电路的差分输出;

4、后向去加重功能检测电路,用于识别后向去加重功能是否开启,以产生降压电路控制信号和电源选择电路控制信号,以及尾电流源开关控制电路控制信号;

5、降压电路,在所述降压电路控制信号作用下对电源电压进行降压,得到第一电压,其中第一电压小于电源电压;

6、电源选择电路,在所述电源选择电路控制信号作用下选择电源电压或第一电压作为所述电流模驱动模块的供电电压;

7、尾电流源开关控制电路,在所述尾电流源开关控制电路控制信号的作用下,控制所述后向支路输出驱动电路中第一尾电流源的导通与关断。

8、进一步地,在检测到后向去加重功能关闭时,所述后向去加重功能检测电路控制所述电源选择电路选择所述第一电压作为所述后向支路输出驱动电路的输出共模电压,并控制所述尾电流源开关控制电路控制所述第一尾电流源关断。

9、进一步地,在检测到后向去加重功能启动时,所述后向去加重功能检测电路控制所述电源选择电路选择电源电压作为所述后向支路输出驱动电路的输出共模电压,并控制所述尾电流源开关控制电路控制所述第一尾电流源导通。

10、进一步地,所述后向去加重功能检测电路包括:

11、第一电压驱动器,对来自前级电路的控制信号进行驱动;

12、电压比较器,所述电压比较器的第二输入端与第一电压驱动器的输出端耦接,所述电压比较器的第一输入端与基准电压耦接,所述电压比较器将所述第一电压驱动器的输出与基准电压进行比较以输出比较结果;

13、第二电压驱动器,所述第二电压驱动器的输入端与电压比较器的输出端耦接,用于产生降压电路控制信号;

14、第三电压驱动器,所述第三电压驱动器的输入端与电压比较器的输出端耦接,用于产生电源选择电路控制信号;

15、第四电压驱动器,所述第四电压驱动器的输入端与电压比较器的输出端耦接,用于产生尾电流源开关控制电路控制信号。

16、进一步地,当检测到后向去加重功能启动时,电压比较器输出低电平;当检测到后向去加重功能关闭时,电压比较器输出高电平。

17、进一步地,所述电流模驱动模块包括第一晶体管和第二晶体管;

18、所述第一晶体管的控制极接收后向支路输出驱动电路的差分输入中的正输入,所述第一晶体管的第一电极耦接第一尾电流源的输入端,所述第一晶体管的第二电极耦接第一电阻的一端且作为后向支路输出驱动电路的差分输出中的负输出,第一电阻的另一端与电源选择电路的输出耦接,所述第一尾电流源的输出端接地;

19、所述第二晶体管的控制极接收后向支路输出驱动电路的差分输入中的负输入,所述第二晶体管的第一电极耦接第一尾电流源的输入端,所述第二晶体管的第二电极耦接第二电阻的一端且作为后向支路输出驱动电路的差分输出中的正输出,第二电阻的另一端与电源选择电路选择的输出耦接。

20、一种后向去加重电路,所述后向去加重电路包括主路驱动电路、后向支路驱动电路和去加重合成电路;

21、所述主路驱动电路的输入端和所述后向支路驱动电路的输入端同时耦接所述后向去加重电路的输入信号;

22、所述去加重合成电路的第一输入端耦接所述主路驱动电路的输出,所述去加重合成电路的第一输入端耦接所述后向支路驱动电路的输出,所述去加重合成电路实现向后去加重功能;

23、其中,所述后向支路驱动电路为如前所述的接收机中后向支路输出驱动电路。

24、进一步地,所述去加重合成电路采用吉尔伯特电路结构。

25、进一步地,所述降压电路为低压差线性稳压器。

26、进一步地,所述尾电流源开关控制电路包括:

27、p型串联开关管,其控制端与所述尾电流源开关控制电路控制信号耦接,其第一电极与电流镜的第一支路耦接,其第二电极与第二电流源的输出端耦接,所述第二电流源的输入端耦接电源;

28、电流镜,包括第一支路与第二支路,所述第一支路中的n型晶体管与所述第二支路中的n型晶体管组成镜像基准电流通路,其中所述第二支路上的电流作为后向支路输出驱动电路电流;

29、n型并联开关管,其控制端与所述尾电流源开关控制电路控制信号耦接,其第一电极接地,其第二电极同时与所述第一支路和所述第二支路中n型晶体管的控制端耦接。

30、本发明还涉及一种基于电流模的后向去加重电路中后向支路输出驱动方法,包括如下步骤:

31、实时检测后向去加重功能是否开启;

32、若是,则后向支路输出驱动电路选择电源电压供电,后向支路输出驱动电路的第一尾电流源正常开启,此时去加重电路处于正常工作状态;

33、若否,则降压电路产生的低于电源电压的第一电压,后向支路输出驱动电路选择所述第一电压供电,所述后向支路输出驱动电路的第一尾电流源关闭,此时后向支路输出驱动电路的输出电压为所述第一电压,以保证后续电路中与所述后向支路输出驱动电路耦接的输入晶体管被偏置到截止状态。

34、本发明的部分或全部实施例,在现有技术的基础上进行了改进。本发明的后向去加重电路在后向去加重功能关闭时,通过降压电路就可以使后向支路输出驱动电路输出较低的共模电压,尾电流源不用保持开启。而现有方式必须保持后向支路输出驱动电路尾电流源的开启来获得较低的输出共模电压,对比现有技术,此发明可以有效的降低电路的功耗,提升了芯片的可靠性。

35、具体来说,本发明技术方案,具有如下有益的技术效果之一或多个:

36、(1)本发明在后向去加重电路中引入后向去加重功能检测电路,可有效识别后向去加重功能是否开启,降低后向串扰的同时,提升了系统的可靠性、降低了功耗。

37、(2)本发明通过降压电路产生远低于电源电压的第一电压,而不用像传统方式一样利用开启第一尾电流源在电阻上产生的压降来降低输出电压,方式简单、功耗更低。

38、(3)本发明利用电源选择电路选择电源电压或降压电路的输出电压,并相应地控制第一尾电流源的开断,保证系统正常工作的同时,节约功耗。

39、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:

1.一种接收机中后向支路输出驱动电路,应用于基于电流模的后向去加重电路的后向支路中,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的接收机中后向支路输出驱动电路,其特征在于:

3.根据权利要求1所述的接收机中后向支路输出驱动电路,其特征在于:

4.根据权利要求1至3任一项所述的接收机中后向支路输出驱动电路,其特征在于,所述后向去加重功能检测电路包括:

5.根据权利要求4所述的接收机中后向支路输出驱动电路,其特征在于:

6.根据权利要求1所述的接收机中后向支路输出驱动电路,其特征在于:

7.一种后向去加重电路,其特征在于:

8.根据权利要求7所述的后向去加重电路,其特征在于:


技术总结
本发明公开了一种接收机中后向支路输出驱动电路及后向去加重电路。为了低功耗地抑制高速信号在传输过程中的后向串扰问题且增加系统可靠性,本发明的后向支路输出驱动电路应用于基于电流模的后向去加重电路的后向支路中,利用后向去加重功能检测电路识别后向去加重功能是否开启,以产生降压电路控制信号和电源选择电路控制信号,以及尾电流源开关控制电路控制信号,控制电源选择电路选择电源电压或所述第一电压作为电流模驱动模块的供电电压,并控制所述后向支路输出驱动电路中第一尾电流源的导通与关断。本发明在接收终端能得到比较好的波形,提升了系统可靠性的同时,有效降低了功耗。本发明适用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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