專利名稱：直流電壓偏移消除電路及系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種電壓偏移消除電路及系統，尤指一種結構簡單、輸入共模電壓可控且反饋增益調節范圍較大的直流電壓偏移消除電路及系統。
背景技術：
在串行數據傳輸系統中，當要進行差分信號傳輸時，因差分信號在傳輸介質上的損耗，導致在差分信號的傳輸過程中，差分信號的共模電壓會發生偏移，發送端與接收端會產生直流耦合，最終導致輸入差分信號的直流電壓發生偏移。另外，由于傳輸線路兩端設備的供電狀況并不完全相同，設備本身以及負載的不完全匹配等多個因素疊加起來，會在一定程度上降低信號采樣的錯誤容限，使得誤碼率升高。因此有必要提供一種結構簡單、輸入共模電壓可控且反饋增益調節范圍較大的直流電壓偏移消除電路及系統。
發明內容
鑒于以上內容，有必要提供一種結構簡單、輸入共模電壓可控且反饋增益調節范圍較大的直流電壓偏移消除電路及系統。一種直流電壓偏移消除電路，所述直流電壓偏移消除電路包括一第一輸入端、一第二輸入端、一與所述第一輸入端及所述第二輸入端相連的均衡器、一與所述均衡器相連的限幅放大器、一與所述限幅放大器相連的第一輸出端、一與所述限幅放大器相連的第二輸出端、一與所述均衡器及所述限幅放大器相連的低通濾波器及一與所述低通濾波器、所述均衡器、所述第一輸入端及所述第二輸入端相連的消除控制電路，所述消除控制電路包括一與所述第一輸入端相連的第一電容、一與所述第二輸入端相連的第二電容、一與所述第一電容相連的第一電阻、一與所述第一電阻相連的第二電阻、一與所述第二電阻相連的第三電阻、一與所述第三電阻相連的第四電阻、一第五電阻、一與所述第五電阻、所述第二電阻及所述第三電阻相連的第一場效應管、一與所述第三電阻、所述第四電阻及所述低通濾波器相連的第二場效應管及一與所述第一電阻、所述第二電阻及所述低通濾波器相連的第三場效應管。一種直流電壓偏移消除系統，所述直流電壓偏移消除系統包括一第一輸入端、一第二輸入端、一與所述第一輸入端及所述第二輸入端相連用于補償所述第一輸入端及所述第二輸入端輸入差分信號在傳輸介質上頻譜分量損失的均衡器、一與所述均衡器相連用于控制所述第一輸出端與所述第二輸出端輸出差分信號的幅度的限幅放大器、一與所述限幅放大器相連的第一輸出端、一與所述限幅放大器相連的第二輸出端、一與所述均衡器及所述限幅放大器相連用于濾除接收到的高頻譜能量的低通濾波器及一與所述低通濾波器、所述均衡器、所述第一輸入端及所述第二輸入端相連用于消除所述低通濾波器傳送的直流電壓偏移的消除控制電路。相對現有技術，本發明直流電壓偏移消除電路及系統將消除控制單元設于輸入端與均衡器之間，將直流電壓偏移消除后直接傳送至均衡器的輸入端，降低了高速通路負載， 提升了直流電壓偏移消除的速度；且本發明通過對抽取電流大小的控制，實現了對輸入共模電壓的控制，結構簡單，且反饋增益調節范圍大。
圖1為本發明直流電壓偏移消除系統較佳實施方式的系統架構圖。圖2為本發明直流電壓偏移消除電路較佳實施方式的電路圖。
具體實施例方式請參閱圖1，本發明直流電壓偏移消除系統較佳實施方式包括一第一輸入端、一第二輸入端、一與該第一輸入端及該第二輸入端相連的均衡器、一與該均衡器相連的限幅放大器、一與該限幅放大器相連的第一輸出端、一與該限幅放大器相連的第二輸出端、一與該均衡器及該限幅放大器相連的低通濾波器及一與該低通濾波器、該均衡器、該第一輸入端及該第二輸入端相連的消除控制電路。該第一輸入端與該第二輸入端用于輸入一對差分信號。該第一輸出端與該第二輸出端用于輸出消除直流電壓偏移后的一對差分信號。該均衡器用于對該第一輸入端及該第二輸入端輸入的失真的差分信號進行調整，以補償差分信號在傳輸介質上頻譜分量的損失。該限幅放大器用于控制該第一輸出端與該第二輸出端輸出的差分信號的幅度。該低通濾波器用于濾除接收到的高頻譜能量，并將低頻譜能量傳送至消除控制單元。該消除控制單元用于消除該低通濾波器傳送的直流電壓的偏移。請參閱圖2，圖2為本發明直流電壓偏移消除電路較佳實施方式的具體電路圖。其中，該第一輸入端為第一輸入端INP，該第二輸入端為第二輸入端INN，該均衡器為均衡器 EQ，該限幅放大器為限幅放大器LA，該第一輸出端為第一輸出端0UTP，該第二輸出端為第二輸出端0UTN，該低通濾波器為低通濾波器LF，該消除控制電路包括一第一電容Cl、一第二電容C2、一第一電阻R1、一第二電阻R2、一第三電阻R3、一第四電阻R4、一第五電阻R5、 一第一場效應管Ml、一第二場效應管M2及一第三場效應管M3。本發明直流電壓偏移消除電路較佳實施方式的具體電路連接關系如下該第一輸入端INP與該第一電容Cl的一端相連，該第一電容Cl的另一端與該第一電阻Rl的一端及該均衡器EQ的一第一輸入端相連。該第二輸入端INN與該第二電容C2的一端相連，該第二電容C2的另一端與該第四電阻R4的一端及該均衡器EQ的一第二輸入端相連。該第一電阻Rl的另一端與該第二電阻R2的一端共同連接該第三場效應管M3的漏極，該第二電阻 R2的另一端、該第三電阻R3的一端、該第五電阻R5的一端及該第一場效應管Ml的柵極、漏極共同連接一參考電壓端Vref。該第三電阻R3的另一端及該第四電阻R4的另一端共同連接該第二場效應管M2的漏極。該第二場效應管M2的柵極與該低通濾波器LF的一第二輸出端相連，并接收該低通濾波器LF輸出的電壓Vcmn。該第三場效應管M3的柵極與該低通濾波器LF的一第一輸出端相連，并接收該低通濾波器LF輸出的電壓Vcmp。該第五電阻 R5的另一端連接一電源端VDD，該第一場效應管Ml的源級、該第二場效應管M2的源級及該第三場效應管M3的源級共同連接一接地端GND。該均衡器EQ的一第一輸出端與該低通濾波器的一第二輸入端共同連接該限幅放大器的一第一輸入端，該均衡器EQ的一第二輸出端與該低通濾波器的一第一輸入端共同連接該限幅放大器的一第二輸入端。該限幅放大器的一第一輸出端連接該第一輸出端0UTP，該限幅放大器的一第二輸出端連接該第二輸出端 OUTN0本發明直流電壓偏移消除電路較佳實施方式的工作原理如下該第一電容Cl與該第二電容C2均為隔直耦合電容，該第二電阻R2的阻值與該第三電阻R3的阻值相等，該第一電阻Rl的阻值與該第四電阻R4的阻值相等，且該第二電阻R2的阻值與該第三電阻R3 的阻值遠遠小于該第一電阻Rl的阻值與該第四電阻R4的阻值。假設該第一輸入端INP輸入的信號沒有直流電壓偏移，該第二輸入端INN輸入信號的直流電壓有偏移。該第一輸入端INP與該第二輸入端INN輸入的差分信號經過該均衡器EQ及該低通濾波器LF之后，分別輸出直流電壓Vcmp與直流電壓Vcmn。由于流過該第二場效應管M2的電流為
h = ；
其中K =, μ為場效應管工藝的遷移率，Cox為場效應管工藝的柵氧厚度，
V th為場效應管的閾值電壓。由于該第四電阻R4的阻值遠遠大于該第三電阻R3的阻值，故該第二場效應管M2 的漏極電壓Vd近似等于該第二輸入端INN輸入信號的直流電壓Vn。則h= (Frif -ViVA= -m因此可從以上兩式看出，該第三電阻R3和參考電壓Vref的值是恒定不變的，則直流電壓Vcmn與電流A是成正比關系的，輸入信號的直流電壓Vn與電流A是成反比關系的，輸入信號的直流電壓Vn與直流電壓Vcmn是成反比關系的。當第二輸入端INN的直流電壓有偏移時，通過均衡器EQ和低通濾波器LF后的直流電壓Vcmn會發生變化，從而導致該第二場效應管M2從該第三電阻R3與該第四電阻R4
組成的電路中抽取電流Ib，由于輸入信號的直流電壓Vn與電流厶是成反比關系的，因此輸
入信號的直流電壓Vn也會發生變化，變化后的直流電壓Vn進一步被輸入至整個電路，直到消除直流電壓的偏移，該直流電壓偏移消除電路處于穩定狀態。同理，當第一輸入端INP的直流電壓有偏移時，通過均衡器EQ和低通濾波器LF后的直流電壓Vcmp會發生變化，從而導致該第三場效應管M3從該第一電阻Rl與該第二電阻
R2組成的電路中抽取電流4，由于輸入信號的直流電壓Vp與電流4也是成反比關系的，
因此輸入信號的直流電壓Vp也會發生變化，變化后的直流電壓Vp進一步被輸入至整個電路，直到消除直流電壓的偏移，該直流電壓偏移消除電路處于穩定狀態。本發明直流電壓偏移消除電路及系統將消除控制單元設于輸入端與均衡器之間， 將直流電壓偏移消除后直接傳送至均衡器的輸入端，降低了高速通路負載，提升了直流電壓偏移消除的速度；且本發明通過對抽取電流大小的控制，實現了對輸入共模電壓的控制， 結構簡單，且反饋增益調節范圍大。
權利要求
1.一種直流電壓偏移消除電路，其特征在于所述直流電壓偏移消除電路包括一第一輸入端、一第二輸入端、一與所述第一輸入端及所述第二輸入端相連的均衡器、一與所述均衡器相連的限幅放大器、一與所述限幅放大器相連的第一輸出端、一與所述限幅放大器相連的第二輸出端、一與所述均衡器及所述限幅放大器相連的低通濾波器及一與所述低通濾波器、所述均衡器、所述第一輸入端及所述第二輸入端相連的消除控制電路，所述消除控制電路包括一與所述第一輸入端相連的第一電容、一與所述第二輸入端相連的第二電容、一與所述第一電容相連的第一電阻、一與所述第一電阻相連的第二電阻、一與所述第二電阻相連的第三電阻、一與所述第三電阻相連的第四電阻、一第五電阻、一與所述第五電阻、所述第二電阻及所述第三電阻相連的第一場效應管、一與所述第三電阻、所述第四電阻及所述低通濾波器相連的第二場效應管及一與所述第一電阻、所述第二電阻及所述低通濾波器相連的第三場效應管。
2.如權利要求1所述的直流電壓偏移消除電路，其特征在于所述第一輸入端與所述第一電容的一端相連，所述第一電容的另一端與所述第一電阻的一端及所述均衡器的一第一輸入端相連，所述第二輸入端與所述第二電容的一端相連，所述第二電容的另一端與所述第四電阻的一端及所述均衡器的一第二輸入端相連。
3.如權利要求2所述的直流電壓偏移消除電路，其特征在于所述第一電阻的另一端與所述第二電阻的一端共同連接所述第三場效應管的漏極，所述第二電阻的另一端、所述第三電阻的一端、所述第五電阻的一端及所述第一場效應管的柵極、漏極共同連接一參考電壓端。
4.如權利要求3所述的直流電壓偏移消除電路，其特征在于所述第三電阻的另一端及所述第四電阻的另一端共同連接所述第二場效應管的漏極，所述第二場效應管的柵極與所述低通濾波器的一第二輸出端相連，所述第三場效應管的柵極與所述低通濾波器的一第一輸出端相連。
5.如權利要求4所述的直流電壓偏移消除電路，其特征在于所述第五電阻的另一端連接一電源端，所述第一場效應管的源級、所述第二場效應管的源級及所述第三場效應管的源級共同連接一接地端。
6.如權利要求5所述的直流電壓偏移消除電路，其特征在于所述均衡器的一第一輸出端與所述低通濾波器的一第二輸入端共同連接所述限幅放大器的一第一輸入端，所述均衡器的一第二輸出端與所述低通濾波器的一第一輸入端共同連接所述限幅放大器的一第二輸入端，所述限幅放大器的一第一輸出端連接所述第一輸出端，所述限幅放大器的一第二輸出端連接所述第二輸出端。
7.一種直流電壓偏移消除系統，其特征在于所述直流電壓偏移消除系統包括一第一輸入端、一第二輸入端、一與所述第一輸入端及所述第二輸入端相連用于補償所述第一輸入端及所述第二輸入端輸入差分信號在傳輸介質上頻譜分量損失的均衡器、一與所述均衡器相連用于控制所述第一輸出端與所述第二輸出端輸出差分信號的幅度的限幅放大器、一與所述限幅放大器相連的第一輸出端、一與所述限幅放大器相連的第二輸出端、一與所述均衡器及所述限幅放大器相連用于濾除接收到的高頻譜能量的低通濾波器及一與所述低通濾波器、所述均衡器、所述第一輸入端及所述第二輸入端相連用于消除所述低通濾波器傳送的直流電壓偏移的消除控制電路。
8.如權利要求7所述的直流電壓偏移消除系統，其特征在于所述消除控制電路包括一與所述第一輸入端相連的第一電容、一與所述第二輸入端相連的第二電容、一與所述第一電容相連的第一電阻、一與所述第一電阻相連的第二電阻、一與所述第二電阻相連的第三電阻、一與所述第三電阻相連的第四電阻、一第五電阻、一與所述第五電阻、所述第二電阻及所述第三電阻相連的第一場效應管、一與所述第三電阻、所述第四電阻及所述低通濾波器相連的第二場效應管及一與所述第一電阻、所述第二電阻及所述低通濾波器相連的第三場效應管。
9.如權利要求8所述的直流電壓偏移消除系統，其特征在于所述所述第一輸入端與所述第一電容的一端相連，所述第一電容的另一端與所述第一電阻的一端及所述均衡器的一第一輸入端相連，所述第二輸入端與所述第二電容的一端相連，所述第二電容的另一端與所述第四電阻的一端及所述均衡器的一第二輸入端相連，所述第一電阻的另一端與所述第二電阻的一端共同連接所述第三場效應管的漏極，所述第二電阻的另一端、所述第三電阻的一端、所述第五電阻的一端及所述第一場效應管的柵極、漏極共同連接一參考電壓端。
10.如權利要求9所述的直流電壓偏移消除系統，其特征在于所述第三電阻的另一端及所述第四電阻的另一端共同連接所述第二場效應管的漏極，所述第二場效應管的柵極與所述低通濾波器的一第二輸出端相連，所述第三場效應管的柵極與所述低通濾波器的一第一輸出端相連，所述第五電阻的另一端連接一電源端，所述第一場效應管的源級、所述第二場效應管的源級及所述第三場效應管的源級共同連接一接地端，所述均衡器的一第一輸出端與所述低通濾波器的一第二輸入端共同連接所述限幅放大器的一第一輸入端，所述均衡器的一第二輸出端與所述低通濾波器的一第一輸入端共同連接所述限幅放大器的一第二輸入端，所述限幅放大器的一第一輸出端連接所述第一輸出端，所述限幅放大器的一第二輸出端連接所述第二輸出端。
全文摘要
一種直流電壓偏移消除電路，包括一第一輸入端、一第二輸入端、一均衡器、一限幅放大器、一第一輸出端、一第二輸出端、一低通濾波器及一消除控制電路，所述消除控制電路包括一與第一輸入端相連的第一電容、一與第二輸入端相連的第二電容、一與第一電容相連的第一電阻、一與第一電阻相連的第二電阻、一與第二電阻相連的第三電阻、一與第三電阻相連的第四電阻、一第五電阻、一與第五電阻、第二電阻及第三電阻相連的第一場效應管、一與第三電阻、第四電阻及低通濾波器相連的第二場效應管及一與第一電阻、第二電阻及低通濾波器相連的第三場效應管。本發明還提供一種直流電壓偏移消除系統。本發明降低了高速通路負載。
文檔編號H03K19/003GK102340301SQ20111031544
公開日2012年2月1日 申請日期2011年10月18日 優先權日2011年10月18日
發明者張子澈, 李磊 申請人:四川和芯微電子股份有限公司