專利名稱：具有源極負反饋電路和反饋電路的差分均衡器的制作方法
技術領域：
實施例涉及用于有線線路通信的差分均衡器，并且更具體地涉及包括源極負反饋 (degeneration)電路和反饋電路的差分均衡器。
背景技術：
在有線線路通信中，由于來自信號信道的符號間干擾(ISI)而導致接收到的信號可能失真。ISI是從沿著傳輸介質(例如，印刷電路板(PCB)微帶線(microstrip)、線纜、 同軸連接器等)而發生的介電損耗以及與(由于趨膚效應而導致的)頻率相關的信號丟失而導致的。ISI通常引起顯著的眼圖抖動(eye jitter)，這使得接收機更加難以以得到可靠時鐘和數據恢復的方式來進行同步。在一些有線線路接收機中，實現自適應均衡電路(或“均衡器”)以補償ISI。均衡器接收來自傳輸介質的ISI失真信號，并且嘗試補償在信號帶寬上的損耗，以便于使眼圖抖動減少到可接受的水平。更具體地，均衡器具有增益對頻率傳遞函數，其理想地是信號信道的增益(損耗)對頻率特性的倒數。因此，均衡器可以通過在信號帶寬上將適當的增益施加到接收到的信號來補償由于信號信道而造成的損耗。因為信道的損耗特性往往隨著傳輸頻率的增加而增加，所以良好設計的均衡器應當在較高頻率處具有較高的增益對頻率斜率特性。盡管設計用于較低頻率傳輸的傳統均衡器已經充分地補償了在那些較低頻率處的ISI，但是這些均衡器不是被設計為針對變得越來越流行和期望的較高頻率的通信而穩健地執行。因此，大部分的傳統均衡器不能充分地補償在越來越高頻率的通信中所固有的較高的ISI。一些更現代的均衡器設計已經嘗試處理在較高頻率通信中所固有的ISI問題。例如，一些較新的均衡器包括多個級聯的“微分電路”的分支以組合成均衡器。然而，多個并聯級的電容寄生限制了高速能力。此外，這些均衡器通常使用許多增益級，其顯著地增加了接收機特別是在高頻率處的功耗。在一些新的均衡器設計中其它不期望的效應可能是固有的(例如，在感興趣的帶寬上的不充分或不一致的增益、敏感AC增益響應、頻率限制等)。 因此，設計者繼續努力開發能夠在越來越高的傳輸頻率處提供足夠的ISI補償的相對低功率的自適應的均衡電路。


圖1圖示了根據示例性實施例的有線線路接收機的一部分的簡化框圖；圖2圖示了根據示例性實施例的由串聯連接的初級均衡器和次級均衡器組成的均衡器的簡化框圖；圖3圖示了根據示例性實施例的初級均衡器的電路圖；圖4圖示了根據示例性實施例的源極負反饋阻抗電路的簡化電路圖；圖5圖示了根據另一示例性實施例的源極負反饋阻抗電路的簡化電路圖；圖6圖示了根據示例性實施例的反饋阻抗電路的簡化電路圖7圖示了根據現有技術的用于具有包括非零電阻和非零電容的源極負反饋電路的均衡器的跨導頻率傳遞函數的曲線圖；以及圖8圖示了根據示例性實施例的用于具有包括LC諧振電路的源極負反饋電路的均衡器的跨導頻率傳遞函數的曲線圖。
具體實施例方式實施例包括具有諧振電路的均衡器，該諧振電路使得均衡器的增益頻率響應能夠適合于更加有效地補償在感興趣的帶寬上的符號間干擾(ISI)。初級均衡器級的實施例包括與電流到電壓轉換器串聯耦合的電壓到電流轉換器。電壓到電流轉換器將差分輸入電壓轉換成差分電流，并且包括差分放大器和源極負反饋電路。如將在下文中更詳細描述的，在實施例中，源極負反饋電路包括影響均衡器的增益頻率響應的諧振電路。電流到電壓轉換器將由電壓到電流轉換器產生的差分電流轉換成差分輸出電壓。電流到電壓轉換器包括一對耦合的逆變器，每一個都具有反饋電路，并且利用電流吸收器(current sink)來偏置電流以進行差分操作。如還將在下文中更詳細地描述的，在實施例中，每個反饋電路還包括進一步影響均衡器的增益頻率響應的諧振電路。在替代實施例中，源極負反饋電路或反饋電路中的任何一個的諧振電路都可以由非諧振電路來代替。均衡器的其他實施例包括與初級均衡器串聯耦合的次級均衡器，其中該次級均衡器用作可互換的均衡器/限幅器。在下文中討論了源極負反饋電路和反饋電路的各種實施例。在一些下文中討論的實施例中，源極負反饋電路和/或反饋電路被描述為包括“電阻器”、“電容器”以及“電感器”。應當理解，在說明書或權利要求中的對“電阻器”、“電容器”或“電感器”的任何引用都應當被解釋為指分立組件(例如，單個電阻器、電容器或電感器)，或者指包括特定類型的多個互連的組件(例如，電阻器電路、電容器電路或電感器電路)的電路或網絡。類似地， 在說明書和權利要求中的對“電阻器電路”、“電容器電路”或“電感器電路”的引用可以被解釋為指特定類型的多個互連的組件或單個分立組件。圖1圖示了根據示例性實施例的有線線路接收機100的一部分的簡化框圖。接收機100包括可變阻抗電路102、AC耦合電容器104、偏置電路106、均衡器108、緩沖器110、 時鐘與數據恢復(CDR)電路112以及處理和控制電路114。接收機100接收來自輸入傳輸介質的輸入信號130，傳輸介質可以包括例如印刷電路板(PCB)微帶線140、絲焊142、焊盤 144和/或包括有線傳輸介質的額外的或不同的導電結構(未圖示)。盡管輸入信號130 和其它后續描述的承載數據的信號(例如，信號132、134、136、138)被繪制為是單端的，但是應當理解，根據實施例這些信號實際上是差分信號?？勺冏杩闺娐?02被配置為減少由于在輸入傳輸介質與在接收機100的輸入處的組件之間的阻抗失配而導致的輸入信號130的反射?？梢酝ㄟ^改變在可變阻抗電路102內的可變組件的值來自適應地調整可變阻抗電路102的阻抗，其中可以在由處理和控制電路 114提供的控制信號150中傳遞該調整。處理和控制電路114可以基于對反饋信號(例如， 由⑶R電路112提供的信號138)的分析來計算該調整。AC耦合電容器104接收輸入信號130，并且被配置為對該輸入信號進行高通濾波以便于減少帶外信號和噪聲分量。通過偏置電路106對得到的濾波的輸入信號132施加輸入偏置，以便于最小化輸入相關的偏移。還可以由處理和控制電路114通過控制信號152來控制所施加的偏置，可以由數字到模擬轉換器(DAC) 116和偏置電路106將該控制信號152 轉換成在均衡器輸入端口處的輸入相關的偏移電壓的相反幅值。根據實施例，濾波的輸入信號132是編碼信號(例如，8比特/10比特編碼信號)。 均衡器108接收信號132，并且對信號132施加傳遞函數以便于自適應地補償由于傳輸介質而對信號132造成的信號丟失。如將在下文中更詳細描述的，均衡器108的實施例被設計為，特別是在相對高的頻率(例如，高達并且超過5千兆赫茲的頻率)處，比傳統的均衡器更有效地補償符號間干擾(ISI)，由此使得眼圖抖動能夠減少到使得CDR電路112進行穩健的數據檢測的水平。影響均衡器增益頻率響應的在均衡器108內的可變電阻器(例如，電阻器電路)和可變電容器(例如，變容抗器或電容器電路)可以通過由處理和控制電路114 提供的均衡器控制信號1 來調整，如將在下文中更詳細描述的。均衡器108的配置和可控制性支持在濾波的輸入信號132的眼圖抖動中減少到使得CDR電路112能夠穩健地執行其操作的水平。電壓緩沖器110包括單一增益緩沖器放大器，該單一增益緩沖器放大器基本上消除了可能在電路之間存在的負載效應。CDR電路112接收電壓緩沖器后的均衡信號136，并且根據近似的頻率基準來生成本地時鐘，該本地時鐘與在均衡信號136中所表示的數據流中的過渡基本上相位對準。相位對準的時鐘進而用于對接收到的均衡信號136作出正確的數據判定，以便于產生相位對準的信號138。處理和控制電路114接收相位對準的信號138，并且被配置為檢測每個信號脈沖的交叉點(例如，檢測在比特單元邊界處的信號)。更具體地，在從接收相位對準的信號138 的一部分的特定時間幀內并且周期性地，處理和控制電路114分析相位對準的信號138的脈沖邊沿分布，其中“脈沖邊沿”可以與上升沿或下降沿相對應。在該分析的背景下，處理和控制電路114確定包含不同數目的比特的脈沖(例如，1比特、2比特、...5比特等的脈沖寬度)的標稱零交叉位置。在后續的比較操作中，處理和控制電路114確定在各種比特脈沖中的零交叉位置是否指示均衡器是否以過均衡狀態或者以欠均衡狀態進行操作。經由控制信號154，處理和控制電路114然后可以調整在均衡器108內的各種組件值，這使均衡器狀態處于更優化的范圍內。根據實施例并且如稍后將更詳細討論的，解碼器邏輯電路(未圖示)可以用于控制均衡器108的各種可調諧的電阻器和/或電容器，以便于調整高頻率增益響應。圖2圖示了根據示例性實施例的包括串聯連接的初級均衡器級210和次級均衡器級220的均衡器200(例如，圖1的均衡器108)的簡化框圖。初級均衡器級210被配置為提供用于均衡器200的主要均衡，并且次級均衡器級220被配置為用作可互換的均衡器/ 限幅器，這在適當時增強了后續的均衡增益和/或作為限幅器。初級均衡器級210包括與第一電流到電壓(I到V)轉換器214耦合的第一電壓到電流(V到I)轉換器212。第一 V到I轉換器212接收差分輸入電壓信號230 (例如，圖1 的信號132)，并且將其轉換成差分電流信號232。如將結合圖3更詳細描述的，第一 V到I 轉換器212包括具有源極負反饋阻抗的差分放大器，其中源極負反饋阻抗通過源極負反饋阻抗電路(例如，圖3的電路320)來提供。在實施例中，源極負反饋阻抗電路可以包括與串聯電感器-電容器(LC)電路并聯的可變電阻器(例如，電阻器電路)，其中串聯LC電路包括與一個或多個可變電容器(例如，變容抗器或電容器電路)串聯的一個或多個電感器。源極負反饋阻抗電路的電阻可以基于由系統的控制組件提供的電阻控制信號Ml (例如， 由圖1的處理和控制電路114提供的均衡器控制信號154)而變化，以便于調整由初級均衡器210所施加的信號增益。而且，可變電容器的電容可以基于由系統的控制組件提供的電容控制信號MO (例如，由圖1的處理和控制電路114提供的均衡器控制信號154)而變化， 以便于影響V到I轉換器212的頻率響應。第一 I到V轉換器214接收由第一 V到I轉換器212所產生的差分電流信號232， 并且將其轉換成差分電壓信號234。如還將在下文中結合圖3詳細描述的，在實施例中，第一 I到V轉換器214包括一對逆變器(例如，包括圖3的晶體管356、358、360、362的CMOS 逆變器)、反饋阻抗電路(例如，圖3的反饋阻抗電路364、366)以及尾端(tail)電流吸收器(例如，圖3的尾端電流吸收器374)，以支持針對該對逆變器和反饋阻抗電路的差分操作。反饋阻抗電路的電阻可以基于由系統的控制組件提供的電阻控制信號例如，由圖1的處理和控制電路114提供的均衡器控制信號154)而變化，以便于調整由初級均衡器 210施加的信號增益。另外，在其中反饋阻抗電路包括可變電容器的實施例中，可變電容器的電容可以基于由系統的控制組件提供的電容控制信號243而變化。如上所述，次級均衡器級220可以用作可互換的均衡器/限幅器。這意味著次級均衡器級220可以進一步提高在選擇的高頻帶中的信號增益(例如，當由初級均衡器級210 產生的電壓信號234在其波形處具有不充分陡峭的脈沖邊沿斜率或者具有頻域中的較低幅值的高頻譜時，其指示欠均衡的狀態)，或者次級均衡器級220可以用作切斷信號的限幅器電路(例如，當由初級均衡器級210產生的電壓信號234在其波形處具有充分陡峭的脈沖邊沿斜率或者在頻域中的足夠大幅值的高頻譜時，其指示過均衡的狀態)。如先前所提到的，處理和控制電路114評估由相位對準的信號138所指示的狀態，以確定均衡器108是否正在提供過均衡或欠均衡，并且基于該確定，處理和控制電路114可以使得次級均衡器級 220的功能模式在擴展均衡器級(當檢測到均衡不足的狀態時)或限幅器電路(當檢測到過均衡的狀態時)之間互換。次級均衡器級220與初級均衡器級210的輸出串聯耦合，并且包括第二 V到I轉換器222和第二 I到V轉換器224。第二 V到I轉換器222接收差分電壓信號234，并且將其轉換成差分電流信號236。第二 V到I轉換器222可以被配置為與第一 V到I轉換器212 基本上相同或者不同于第一 V到I轉換器212。在實施例中，第二 V到I轉換器222類似于第一 V到I轉換器212，其中第二 V到I轉換器222也包括差分放大器和源極負反饋阻抗電路，該源極負反饋阻抗電路具有與一個或多個可變電容器并聯的可變電阻器。然而，第二V 到I轉換器222的源極負反饋阻抗電路可以或可以不包括與一個或多個可變電容器串聯的一個或多個電感器。無論哪種方式，可變電容器的電容都可以基于由系統的控制組件提供的電容控制信號例如，由圖1的處理和控制電路114提供的均衡器控制信號154)而變化，以便于影響V到I轉換器222的頻率響應。此外，在實施例中，源極負反饋阻抗電路的電阻可以基于由系統的控制組件所提供的電阻控制信號對4(例如，由圖1的處理和控制電路114所提供的均衡器控制信號154)而變化，以便于調整由次級均衡器220施加的信號增 ο第二 I到V轉換器2Μ接收由第二 V到I轉換器222產生的差分電流信號236， 并且將其轉換成差分輸出電壓信號238。在實施例中，差分輸出電壓信號238與均衡器200的輸出信號(例如，圖1的均衡信號134)相對應。第二 I到V轉換器2M可以被配置為與第一 I到V轉換器214基本上相同或者不同于第一 I到V轉換器214。在實施例中，第二 I 到V轉換器2M也包括一對逆變器(例如，CMOS逆變器)以及反饋電阻器電路或反饋阻抗電路(一般地稱為“反饋電路”)。在前面的實施例中，反饋電阻器電路的電阻可以基于由系統的控制組件提供的電阻控制信號例如，由圖1的處理和控制電路114提供的均衡器控制信號154)而變化，以便于調整由次級均衡器220施加的信號增益。而且，在其中在第二 I到V轉換器224中實現具有可變電容器的反饋阻抗電路的實施例中，可變電容器的電容可以基于由系統的控制組件提供的電容控制信號247而變化。第二 I到V轉換器224 還可以包括尾端電流吸收器(例如，圖3的尾端電流吸收器374)以支持針對一對逆變器和反饋電路的差分操作。圖3圖示了根據示例性實施例的初級均衡器300 (例如，圖2的初級均衡器210)的電路圖。初級均衡器300包括與I到V轉換器350(例如，圖2的I到V轉換器214)串聯連接的V到I轉換器310 (例如，圖2的V到I轉換器214)。如先前所討論的，V到I轉換器310被配置為將差分輸入電壓信號340(例如，圖1的信號132，或圖2的230)轉換成差分電流信號342(例如，圖2的信號232)。在實施例中，V到I轉換器310包括非反相輸入 312、反相輸入314、包括至少一對晶體管316、318的差分放大器電路、源極負反饋阻抗電路 320、反相輸出322、非反相輸出324、第一電流源326、第二電源源328、第一電流吸收器330 以及第二電流吸收器332。第一電流吸收器330和第二電流吸收器332從源級電壓338 (例如，Vdd)汲取功率。在實施例中，ρ型電流源可以用于第一電流源3 和第二電流源328， 這可以提高均衡器300的動態余量(headroom)。在替代實施例中，第一電流源3 和第二電流源3 可以用電流鏡像電路(例如，圖4的電流鏡像電路402)來代替。差分放大器分支電路的晶體管316、318被耦合在非反相輸入312、反相輸入314、 反相輸出322和非反相輸出3 之間，如圖3中所示出。在其中晶體管316、318是場效應晶體管(FET)(例如，金屬氧化物半導體FET (MOSFET))的實施例中，晶體管316、318的柵極分別被耦合到非反相輸入312和反相輸入314，并且晶體管316、318的漏極分別與第一電流源3 和第二電流源3 耦合。晶體管316、318的源極分別被耦合到第一電流吸收器330 和第二電流吸收器332，并且還通過源極負反饋阻抗電路320來耦合。源極負反饋阻抗電路320被配置為控制V到I轉換器310的增益頻率響應。根據實施例，源極負反饋阻抗電路320包括串聯電感器-電容器(LC)諧振電路334和電阻器 (R)電路336，其中電阻器電路336與串聯LC諧振電路334并聯耦合。在源極負反饋阻抗電路320的諧振頻率處，LC諧振電路334的阻抗變得非常小(例如，類似短路)，并且V到 I轉換器310的跨導被最大化(例如，V到I轉換器310的增益被最大化)。圖4圖示了根據示例性實施例的源極負反饋電路400(例如，圖3的源極負反饋阻抗電路320)的簡化電路圖。電路400包括以以下列出的順序串聯連接的第一電感器 404 (具有由電阻器402表示的串聯寄生電阻)、電容器406以及第二電感器408 (具有由電阻器410表示的串聯寄生電阻)。另外，電阻器412與串聯連接的電感器404、電容器406 和電感器408并聯連接。在實施例中，電容器406是可變電容器(例如，可經由圖2的電容控制信號240控制)，但是在替代實施例中，電容器406可以具有固定的電容。另外，在實施例中，電阻器412是可變電阻器(例如，可經由圖2的電阻控制信號241控制)。在替代實施例中，電容器406 和電阻器412中的任何一個或二者可以各自地具有固定的電容或電阻。在另一替代實施例中，可以從電路中排除第一電感器404或第二電感器408。圖5圖示了根據另一示例性實施例的源極負反饋阻抗電路500(例如，圖3的源極負反饋阻抗電路320)的簡化電路圖。電路500包括以以下列出的順序串聯連接的第一電容器502、電感器506(具有由電阻器504表示的串聯寄生電阻)以及第二電容器508。另夕卜，電阻器510與串聯連接的電容器502、電感器506和電容器508并聯連接。在實施例中，電容器502、508中的任何一個或二者是可變的電容器(例如，可經由圖2的電容控制信號240控制)，但是在替代實施例中，電容器502、508中的一個或二者可以具有固定電容。另外，在實施例中，電阻器510是可變電阻器(例如，可經由圖2的電阻控制信號241控制)。在替代實施例中，電容器502、508中的任何一個或二者和/或電阻器510可以分別具有固定的電容或電阻。在另一替代實施例中，可以從電路中排除電感器 506。雖然在上文中結合圖4和圖5說明了源極負反饋阻抗電路的兩個示例，但是應當理解，在圖4和圖5中提供的電路配置僅出于示例目的而提供，并且其它的實施例可以采用不同地配置的LC諧振電路。另外，雖然可以結合圖4-6描繪分立的電容器、電感器和電阻器，但是所圖示的分立組件中的每一個都可以用串聯和/或并聯連接的組件的電路來實現。與傳統的源極負反饋電路不同，在上文中結合圖4-5討論的源極負反饋阻抗電路的每一個都包括一個或多個感應組件。在替代實施例中，源極負反饋阻抗電路320可以用不包括任何感應組件的源極負反饋電路來替代。再次參考圖3，并且根據實施例，LC諧振電路334的電容是可調整的(例如，經由圖2的電容控制信號M0)，這使得能夠調諧增益頻率響應的均衡器傳輸函數。因此，LC諧振電路334可以被調諧為使得其諧振頻率與此時由系統實現的通信協議的帶寬相對應。根據實施例，電容控制信號(例如，圖2的電容控制信號M0)包括兩個比特，其值可以與用于 LC諧振電路334的電容的四個不同的電容值相對應。在其它實施例中，電容控制信號可以包括更多或更少的比特，其可以與更多或更少的不同的電容值相對應。I到V轉換器級350被配置為將由V到I轉換器310所產生的差分電流信號；342 轉換成差分輸出電壓信號344。在實施例中，I到V轉換器350包括反向輸入352、非反相輸入354、包括第一晶體管356和第二晶體管358的第一逆變器(例如，CMOS逆變器)、包括第三晶體管360和第四晶體管362的第二逆變器(還例如，CMOS逆變器)、第一反饋阻抗電路364、第二反饋阻抗電路366、非反相輸出370、反相輸出372以及尾端電流吸收器374。第一逆變器和第二逆變器的晶體管356、358、360、362被耦合在反相輸入352、非反相輸入354、非反相輸出370以及反相輸出372之間，如圖3中所示出。在其中晶體管 356、358、360、362是MOSFET的實施例中，晶體管356、358的柵極被耦合到反相輸入352，而晶體管360、362的柵極被耦合到非反相輸入354。晶體管356、360的漏極與源極電壓338 耦合，并且晶體管358、362的漏極與尾端電流吸收器374耦合。晶體管356、358的源極被耦合在一起并且耦合到非反相輸出370，而晶體管360、362的源極被耦合在一起并且耦合到反相輸出372。尾端電流吸收器374提供了用于兩個耦合的逆變器和相關的反饋電路(例如，晶體管356、358、360和362，以及電路364和366)的偏置電流，以便于支持用于更高的切換速度的差分電路操作。尾端電流吸收器374還可以提高對電源噪聲(例如，來自源極電壓338 或接地的噪聲)和輸入共模噪音(例如，在兩個輸入352和3M處的共模噪聲)的抗噪能力。第一反饋阻抗電路364跨晶體管356、358的柵極和源極并且因此在反相輸入352 和非反相輸出370之間耦合。類似地，第二反饋阻抗電路366跨晶體管360、362的柵極和源極并且因此在非反相輸入3M與反相輸出372之間耦合。第一反饋阻抗電路364和第二反饋阻抗電路366被配置為提高初級均衡器300的增益和帶寬性能。根據實施例，反饋阻抗電路364、366中的每一個包括與電阻器(R)電路386、388串聯耦合的阻抗(Z)電路380、 382。在各種實施例中，阻抗電路380、382可以包括電感電路、電容電路或組合的LC電路。 例如，阻抗電路380、382的每一個可以包括與電阻器電路串聯連接的并聯連接的電感器電路和電容器電路，如將結合圖6描述的。在替代實施例中，阻抗電路380、382中的每一個可以包括與電阻器電路(即，沒有電容器電路的情況下)串聯的電感器電路。在另一替代實施例中，阻抗電路380、382可以用電阻器電路來替代。圖6圖示了根據示例性實施例的反饋阻抗電路600(例如，圖3的反饋阻抗電路 364,366的任何一個或兩個)的簡化電路圖。電路600包括與電容器606并聯連接的電感器602 (具有由電阻器604表示的串聯寄生電阻)以及與并聯連接的電感器602和電容器 606串聯連接的電阻器608。在實施例中，電阻器608是可變電阻器(例如，可經由圖2的電阻控制信號242控制)，并且電容器606是可變電容器(例如，可經由圖2的電容控制信號243控制)。在替代實施例中，電容器606和電阻器608中的任何一個或二者可以分別具有固定的電容或電阻。再次參考圖3，在第一阻抗電路380和第二阻抗電路382的諧振頻率處，阻抗電路 380、382的阻抗變得非常大(例如，類似開路)，并且I到V轉換器350的跨阻抗被最大化 (例如，I到V轉換器350的增益被最大化)。換句話說，在諧振頻率處，由阻抗電路380、 382提供的額外阻抗將提高均衡器300的總體AC增益。根據實施例，電阻器電路386、388的電阻是可調整的(例如，經由圖2的電阻控制信號M2)。另外，在其中阻抗電路380、382包括電容器的實施例中，電容器也可以是可調整的(例如，經由圖2的電容控制信號M3)。電阻器和阻抗電路380、382、386、388的可調整性再一次使得增益頻率響應的均衡器傳遞函數進一步被調諧。類似于LC電路334，阻抗電路380、382可以被調諧為使得其諧振頻率與在此時由系統實現的通信協議的帶寬相對應。 根據實施例，電容控制信號(例如，圖2的電容控制信號對幻包括兩個比特，其值可以與用于阻抗電路380、382的電容的四個不同的電容值相對應。電阻控制信號(例如，圖2的電阻控制信號M2)包括四個比特，其值可以與用于電阻器電路386、388的電阻的十六個不同的電阻值相對應。在其它實施例中，電容和/或電阻控制信號可以包括更多或更少的比特， 其可以與更多或更少的不同的電容值和電阻值相對應。通過均衡器300中包括諧振電路，均衡器的增益頻率傳遞函數可以被“成形”為匹配通信信道的增益(損失)傳遞特性。另外，峰值增益可以被設置為期望的頻率，并且可以限定在較低頻率處的最小增益。例如，在V到I轉換器310中，在大值的電阻器電路336的情況下，總的負反饋阻抗在LC諧振電路334的諧振頻率處變得最小。這使得V到I轉換器310能夠生成用于I到V轉換器350的期望的增益頻率傳遞函數。在I到V轉換器350中， 可以基于反饋阻抗電路364、366的電容來將峰值增益設置為期望頻率，并且可以控制反抗阻抗電路364、366的電阻來限定在較低頻率處的最小增益。圖7圖示了根據現有技術的用于具有包括非零電阻和非零電容(即，源極負反饋電路不包括電感電路)的源極負反饋電路的均衡器的跨導頻率傳遞函數702的曲線圖700。 在圖700中，沿著水平軸表示頻率，并且沿著垂直軸表示跨導。如傳遞函數702示出，非零電阻使輸入信號在相對低的頻率處衰減，并且非零電容使得信號在相對高的頻率處通過均衡器。圖8圖示了根據示例性實施例的用于具有包括LC諧振電路(例如，圖3的LC諧振電路334)的源極負反饋電路(例如，圖3的源極負反饋電路320)的均衡器的跨導頻率傳遞函數802的曲線圖800。在曲線圖800中，沿著水平軸表示頻率，并且沿著垂直軸表示跨導。如傳遞函數802示出，LC諧振電路中存在的電感引起傳遞函數，其中跨導在沒有在LC 諧振電路的諧振頻率804處的源極負反饋減小的情況下保持與差分對(例如，晶體管316 和318)的相同，這導致了在諧振頻率804處的傳遞函數中的峰值806。在峰值806的另一側，增益衰減。因此，在上文中已經描述了具有源極負反饋電路和反饋電路的差分均衡器的各種實施例。均衡器的實施例包括電壓到電流轉換器以及電流到電壓轉換器。電壓到電流轉換器被配置為將差分輸入電壓轉換為差分電流，并且包括具有第一晶體管和第二晶體管的差分放大器以及在第一晶體管與第二晶體管之間耦合的第一源極負反饋電路。第一源極負反饋電路包括第一諧振電路。電流到電壓轉換器被耦合到電壓到電流轉換器，并且被配置成將差分電流轉換為差分輸出電壓。電流到電壓轉換器包括具有第一反饋電路的第一逆變器以及包括第二反饋電路的耦合到第一逆變器的第二逆變器。第一反饋電路包括第二諧振電路，并且第二反饋電路包括第三諧振電路。均衡器的另一實施例也包括電壓到電流轉換器以及電流到電壓轉換器。電壓到電流轉換器被配置為將差分輸入電壓轉換成差分電流，并且包括具有第一晶體管和第二晶體管的差分放大器以及在第一晶體管與第二晶體管之間耦合的第一源極負反饋電路。第一源極負反饋電路包括第一諧振電路。電流到電壓轉換器被耦合到電壓到電流轉換器，并且被配置為將差分電流轉換成差分輸出電壓。電流到電壓轉換器包括具有第一反饋電路的第一逆變器以及包括第二反饋電路的耦合到第一逆變器的第二逆變器。均衡器的另一實施例也包括電壓到電流轉換器以及電流到電壓轉換器。電壓到電流轉換器被配置為將差分輸入電壓轉換成差分電流，并且包括具有第一晶體管和第二晶體管的差分放大器以及在第一晶體管與第二晶體管之間耦合的第一源極負反饋電路。電流到電壓轉換器被耦合到電壓到電流轉換器，并且被配置為將差分電流轉換成差分輸出電壓。 電流到電壓轉換器包括具有第一反饋電路的第一逆變器以及具有第二反饋電路的耦合到第一逆變器的第二逆變器。第一反饋電路包括第一諧振電路，并且第二反饋電路包括第二諧振電路。在說明書和權利要求中的術語“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果有的話) 可以用于區分類似的元件或步驟，而不必用于描述特定的順序或時間順序。應當理解，如此使用的術語在適當的情況下是可互換的，使得本文中所述的實施例例如能夠以除了本文所述的那些或者以另外的順序或布置來操作或制作。另外，結合任何流程圖所描繪的和所描述的過程、框或步驟的順序僅用于示例的目的，并且應當理解，在其它實施例中，各種過程、 框或步驟可以以其他順序和/或并行地執行，和/或應當理解過程、框或步驟中的特定幾個可以被合并、刪除或分成多個過程、框或步驟，和/或應當理解額外的或不同的過程、框或步驟可以被結合實施例來執行。此外，術語“包括”、“具有”及其任何變體意在涵蓋非排他性包括，使得包括一系列元件或步驟的過程、方法、物體或裝置不必限于那些元件或步驟， 而可以包括沒有明確列出的或這樣的過程、方法、物體或裝置所固有的其它元件或步驟。應當理解，在不背離本發明主題的范圍的情況下，可以對上述實施例進行各種修改。盡管已經在上文中結合特定系統、裝置和方法描述了本發明主題的原理，但是應當清楚地理解，僅通過示例的方式而不是作為對本發明的主題的范圍的限制來做出本說明書。本文中所討論的以及在附圖中所圖示的各種功能或處理塊可以以硬件、固件、軟件或其任何組合來實現。另外，本文中所采用的措辭或術語是用于說明的目的而不是限制性的目的。特定實施例的以上描述充分地揭示了本發明的主題的一般性質，使得其他人可以在不偏離一般概念的情況下通過應用現有知識針對各種應用容易地進行修改和/或調整。 因此，這樣的改寫和修改在所公開的實施例的等同物的意義和范圍內。發明的主題包括如落入權利要求的精神和廣泛范圍內的所有這樣的替換物、修改、等同物以及變體。
權利要求
1.一種均衡器，包括電壓到電流轉換器，所述電壓到電流轉換器被配置為將差分輸入電壓轉換成差分電流，所述電壓到電流轉換器包括差分放大器，所述差分放大器具有第一晶體管和第二晶體管，以及第一源極負反饋電路，所述第一源極負反饋電路被耦合在所述第一晶體管與所述第二晶體管之間，其中，所述第一源極負反饋電路包括第一諧振電路；以及電流到電壓轉換器，所述電流到電壓轉換器被耦合到所述電壓到電流轉換器，其中，所述電流到電壓轉換器被配置為將所述差分電流轉換成差分輸出電壓，所述電流到電壓轉換器包括第一逆變器，所述第一逆變器具有第一反饋電路，其中，所述第一反饋電路包括第二諧振電路，以及第二逆變器，所述第二逆變器被耦合到所述第一逆變器，其中，所述第二逆變器包括具有第三諧振電路的第二反饋電路。
2.根據權利要求1所述的均衡器，其中，所述第一源極負反饋電路包括 電阻器電路，所述電阻器電路與所述第一諧振電路并聯耦合，其中，所述第一諧振電路包括與電感器電路串聯耦合的電容器電路。
3.根據權利要求2所述的均衡器，其中，所述電阻器電路包括可變電阻器電路。
4.根據權利要求2所述的均衡器，其中，所述電容器電路包括可變電容器電路。
5.根據權利要求1所述的均衡器，其中，所述第一晶體管是具有第一源極、第一柵極和第一漏極的場效應晶體管(FET)，并且所述第二晶體管是具有第二源極、第二柵極和第二漏極的FET，并且所述第一源極負反饋電路被耦合在所述第一源極與所述第二源極之間。
6.根據權利要求1所述的均衡器，其中 所述第一反饋電路包括第一電阻器電路，所述第一電阻器電路與所述第二諧振電路串聯耦合，其中，所述第二諧振電路包括與第一電感器電路并聯耦合的第一電容器電路；并且所述第二反饋電路包括第二電阻器電路，所述第二電阻器電路與所述第三諧振電路串聯耦合， 其中，所述第三諧振電路包括與第二電感器電路并聯耦合的第二電容器電路。
7.根據權利要求6所述的均衡器，其中，所述第一電阻器電路包括第一可變電阻器電路，并且所述第二電阻器電路包括第二可變電阻器電路。
8.根據權利要求6所述的均衡器，其中，所述第一電容器電路包括第一可變電容器電路，并且所述第二電容器電路包括第二可變電容器電路。
9.根據權利要求1所述的均衡器，其中，所述電壓到電流轉換器以及所述電流到電壓轉換器形成初級均衡器的各部分，并且所述均衡器進一步包括次級均衡器，所述次級均衡器與所述初級均衡器串聯耦合，其中，所述次級均衡器包括與附加的電流到電壓轉換器串聯耦合的附加的電壓到電流轉換器；以及控制電路，所述控制電路被配置為確定是否存在過均衡狀態或欠均衡狀態，其中，所述控制電路被進一步配置為使得所述次級均衡器在存在所述過均衡狀態時用作限幅器電路， 并且使得所述次級均衡器在存在所述欠均衡狀態時用作擴展均衡器級。
10.根據權利要求1所述的均衡器，其中，所述電壓到電流轉換器進一步包括一對電流源。
11.根據權利要求1所述的均衡器，其中，所述電壓到電流轉換器進一步包括電流鏡像電路。
12.根據權利要求1所述的均衡器，其中，所述電流到電壓轉換器進一步包括電流吸收器，所述電流吸收器被耦合到所述第一逆變器和所述第二逆變器。
13.根據權利要求12所述的均衡器，其中所述第一逆變器包括具有第一源極、第一柵極和第一漏極的第一場效應晶體管 (FET)；以及具有第二源極、第二柵極和第二漏極的第二 FET，其中，所述第一源極和所述第二源極被一起耦合到反相輸出并且被耦合到所述第一反饋電路；所述第二逆變器包括具有第三源極、第三柵極和第三漏極的第三FET ；以及具有第四源極、第四柵極和第四漏極的第四FET，其中，所述第三源極和所述第四源極被一起耦合到非反相輸出并且耦合到所述第二反饋電路；并且其中，所述電流吸收器被耦合到所述第一逆變器的所述第二漏極并且被耦合到所述第二逆變器的所述第四漏極。
14.一種均衡器，包括電壓到電流轉換器，所述電壓到電流轉換器被配置為將差分輸入電壓轉換成差分電流，所述電壓到電流轉換器包括差分放大器，所述差分放大器具有第一晶體管和第二晶體管，以及第一源極負反饋電路，所述第一源極負反饋電路被耦合在所述第一晶體管和所述第二晶體管之間，其中，所述第一源極負反饋電路包括第一諧振電路；以及電流到電壓轉換器，所述電流到電壓轉換器被耦合到所述電壓到電流轉換器，其中，所述電流到電壓轉換器被配置為將所述差分電流轉換成差分輸出電壓，所述電流到電壓轉換器包括第一逆變器，以及第二逆變器，所述第二逆變器被耦合到所述第一逆變器。
15.根據權利要求14所述的均衡器，其中，所述第一源極負反饋電路包括 電阻器電路，所述電阻器電路與所述第一諧振電路并聯耦合，其中，所述第一諧振電路包括與電感器電路串聯耦合的電容器電路。
16.根據權利要求14所述的均衡器，其中所述第一逆變器包括具有第二諧振電路的第一反饋電路；并且所述第二逆變器包括具有第三諧振電路的第二反饋電路。
17.根據權利要求14所述的均衡器，其中，所述電流到電壓轉換器進一步包括電流吸收器，所述電流吸收器被耦合到所述第一逆變器和所述第二逆變器。
18.根據權利要求14所述的均衡器，其中，所述電壓到電流轉換器以及所述電流到電壓轉換器形成初級均衡器的各部分，并且所述均衡器進一步包括次級均衡器，所述次級均衡器與所述初級均衡器串聯耦合，其中，所述次級均衡器包括與附加的電流到電壓轉換器串聯耦合的附加的電壓到電流轉換器；以及控制電路，所述控制電路被配置為確定是否存在過均衡狀態或欠均衡狀態，其中，所述控制電路被進一步配置為使得所述次級均衡器在存在所述過均衡狀態時用作限幅器電路， 并且使得所述次級均衡器在存在所述欠均衡狀態時用作擴展均衡器級。
19.一種均衡器，包括電壓到電流轉換器，所述電壓到電流轉換器被配置為將差分輸入電壓轉換成差分電流，所述電壓到電流轉換器包括差分放大器，所述差分放大器具有第一晶體管和第二晶體管，以及第一源極負反饋電路，所述第一源極負反饋電路被耦合在所述第一晶體管與所述第二晶體管之間；以及電流到電壓轉換器，所述電流到電壓轉換器被耦合到所述電壓到電流轉換器，其中，所述電流到電壓轉換器被配置為將所述差分電流轉換成差分輸出電壓，所述電流到電壓轉換器包括第一逆變器，所述第一逆變器具有第一反饋電路，其中，所述第一反饋電路包括第一諧振電路，以及第二逆變器，所述第二逆變器被耦合到所述第一逆變器，其中，所述第二逆變器包括具有第二諧振電路的第二反饋電路。
20.根據權利要求19所述的均衡器，其中，所述第一源極負反饋電路包括第三諧振電路。
21.根據權利要求19所述的均衡器，其中 所述第一反饋電路包括第一電阻器電路，所述第一電阻器電路與所述第一諧振電路串聯耦合，其中，所述第一諧振電路包括與第一電感器電路并聯耦合的第一電容器電路；并且所述第二反饋電路包括第二電阻器電路，所述第二電阻器電路與所述第二諧振電路串聯耦合， 其中，所述第二諧振電路包括與第二電感器電路并聯耦合的第二電容器電路。
22.根據權利要求19所述的均衡器，其中，所述電壓到電流轉換器和所述電流到電壓轉換器形成初級均衡器的各部分，并且所述均衡器進一步包括次級均衡器，所述次級均衡器與所述初級均衡器串聯耦合，其中，所述次級均衡器包括與附加的電流到電壓轉換器串聯耦合的附加的電壓到電流轉換器；以及控制電路，所述控制電路被配置為確定是否存在過均衡狀態或欠均衡狀態，其中，所述控制電路被進一步配置為使得所述次級均衡器在存在所述過均衡狀態時用作限幅器電路， 并且使得所述次級均衡器在存在所述欠均衡狀態時用作擴展均衡器級。
全文摘要
一種具有源極負反饋電路和反饋電路的差分均衡器(200)，包括電壓到電流轉換器(310)以及電流到電壓轉換器(350)。電壓到電流轉換器(310)被配置為將差分輸入電壓轉換成差分電流，并且包括具有第一晶體管(316)和第二晶體管(318)的差分放大器以及在第一晶體管(316)與第二晶體管(318)之間耦合的第一源極負反饋電路(320)。第一源極負反饋電路(320)的實施例包括第一諧振電路(334)。電流到電壓轉換器(350)被耦合到電壓到電流轉換器(310)，并且被配置為將該差分電流轉換成差分輸出電壓。電流到電壓轉換器(350)包括具有第一反饋電路(364)的第一逆變器以及包括第二反饋電路(366)的耦合到第一逆變器的第二逆變器。第一反饋電路(364)的實施例包括第二諧振電路(380)，并且第二反饋電路(366)的實施例包括第三諧振電路(382)。
文檔編號H04L25/03GK102469054SQ20111036278
公開日2012年5月23日 申請日期2011年11月16日 優先權日2010年11月17日
發明者常毅成 申請人:飛思卡爾半導體公司