适用于多电平脉冲幅度调制的自适应连续时间线性均衡器制造技术

本发明专利技术公开了一种适用于多电平脉冲幅度调制的自适应连续时间线性均衡器，包括连续时间线性均衡器等；连续时间线性均衡器接收来自于信道的受干扰信号Vin，并根据控制信号Vctrl的电压大小控制其高频增益对输出的信号进行高频补偿，之后输出信号Veq；多电平接收器接收输出信号Veq，并经过判决及译码后输出两比特的数字信号MSB与LSB；参考电平发生器利用两比特数字信号MSB与LSB再生标准参考信号Vref；反馈信号发生器通过对输出信号Veq和输出信号Vref进行大小比对后输出反馈信号Vfb；积分型电荷泵对反馈信号Vfb进行积分后获得控制信号Vctrl。

【技术实现步骤摘要】
适用于多电平脉冲幅度调制的自适应连续时间线性均衡器
本专利技术涉及高速串行链路系统中高速信号的模拟均衡电路设计领域,具体为自动补偿高速信号在传输过程中损耗的高频分量(即适用于多电平脉冲幅度调制的自适应连续时间线性均衡器)。
技术介绍
高速串行数据在链路中传输时，受限于信道带宽(高频电介质损耗以及趋肤效应)，信号的高频分量严重衰减，导致码元波形畸变、展宽，并且单个码元对应的波形会出现很长的拖尾。前后码元畸变波形的叠加，影响到当前码元的抽样时刻上，从而对当前码元的判决造成干扰，这就是所谓的码间干扰现象。随着数据速率的提升，码间干扰现象也越为明显。其中提升信道带宽的方法之一是采用模拟电路对信道损失的高频分量进行补偿，即连续时间线性均衡器电路。但当前随着单线的数据传输速率上升，单纯的均衡已经不能应对信号完整性问题，多电平传输模式能降低对信号带宽的要求，是高速串行链路系统中需要结合的解决方案。连续时间均衡器电路具有电路代价少，提供高频增益高的优点。但如果连续时间线性均衡器提供过量的高频增益，却也会造成码元波形的严重畸变，影响链路的传输性能。传统的连续时间均衡器电路在补偿信号高频分量比例的同时也会削弱信号的低频分量，故连续时间均衡器的自适应结构必须同时兼顾信号的高频分量与低频分量。连续时间线性均衡器的自适应结构有两种。一、判决器前后信号高频分量比例比较法；二、自身信号频率分量比较法。判决器前后信号高频分量比例比较法，先采用限幅放大器对两电平模式的信号进行判决，然后分别对判决前后的信号分别都进行低通、高通滤波，再进行功率比较。低通分量的比较结果，用于调整判决器输出信号的幅度；高通分量的比较结果，用于调整连续时间线性均衡器的高频增益。此种方法采用了限幅放大器，会使多电平的信号畸变，因此只能适用于两电平传输模式，不能适用于多电平的信号。自身频率比较法，针对特定的数据传输速率，设定高频分量与低频分量的分界频率，使两者理论上相等。电路设计上，先对接收信号进行高通滤波与低通滤波，然后整流、比较功率大小，以此作为控制连续时间均衡器收敛的控制依据。因为不同数据传输速率对应的高频分量-低频分量分界频率点不同，因此此种连续时间均衡器自适应结构只能工作在特定的数据传输速率，使用范围非常窄。适用于多电平模式高速串行链路的自适应连续时间均衡器需要解决以下问题：采用限幅放大器会使多电平信号畸变，故不能采用限幅放大器调整信号的低频分量，就必须设计新型的连续时间线性均衡器电路，能够在调整高频分量比例的同时，不影响低频分量。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是如何设计新型的连续时间线性均衡器电路从而实现多电平模式的自适应模拟均衡。输入信号经过连续时间线性均衡器高频补偿后得到的高频分量与目标基准信号的高频分量功率比较，获取的电压信息，通过积分型电荷泵积分反馈到连续时间线性均衡器，调整高频补偿力度。本专利技术在于如何实现新型的连续时间线性均衡器，能在调整高频分量比例的同时，不影响低频分量。为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种适用于多电平脉冲幅度调制的自适应连续时间线性均衡器，包括连续时间线性均衡器、多电平接收器、参考信号发生器、反馈信号发生器和积分型电荷泵块构成一个闭环；所述连续时间线性均衡器接收来自于信道的受干扰信号Vin，并根据控制信号Vctrl的电压大小控制其高频增益对输出信号进行高频补偿，之后输出输出信号Veq；所述多电平接收器接收输出信号Veq，并经过判决及译码后输出两比特的数字信号MSB与LSB；所述参考电平发生器利用两比特数字信号MSB与LSB再生标准参考信号Vref；所述反馈信号发生器通过对输出信号Veq和输出信号Vref进行大小比对后输出反馈信号Vfb；所述积分型电荷泵对反馈信号Vfb进行积分后获得控制信号Vctrl。作为对本专利技术所述的适用于多电平脉冲幅度调制的自适应连续时间线性均衡器的改进：所述连续时间线性均衡器采用三级差分级联构成，第二级差分电路与第三级差分电路的源级接入成互补结构，实现调整高频分量比例同时，不改变低频分量。作为对本专利技术所述的适用于多电平脉冲幅度调制的自适应连续时间线性均衡器的进一步改进：所述连续时间线性均衡器的三级差分级联中，晶体管N_1与晶体管N_2构成第一级差分对，其源端负反馈接入固定电阻Rs1与可变电容Cs1；晶体管N_3与晶体管N_4构成第二级差分对，其源端负反馈接入固定电阻Rs2与晶体管N_8；晶体管N_5与晶体管N_6构成第三级差分对，其源端负反馈接入可变电容Cs3，固定电阻Rs3以及晶体管N_9。作为对本专利技术所述的适用于多电平脉冲幅度调制的自适应连续时间线性均衡器的进一步改进：所述多电平接收器通过晶体管串联结构增大初始增益值，加快采样速率；通过双尾电流堆叠结构降低电源电压要求；并额外采用时钟控制晶体管放电，加快电路复位。作为对本专利技术所述的适用于多电平脉冲幅度调制的自适应连续时间线性均衡器的进一步改进：所述多电平接收器由三个判决器与译码器构成；所述输出信号Veq分别输入三个判决器后获得判决结果Vout1、判决结果Vout2与判决结果Vout3；所述判决结果Vout1、判决结果Vout2与判决结果Vout3通过对应的译码器译码成实际的两比特信号MSB与LSB。作为对本专利技术所述的适用于多电平脉冲幅度调制的自适应连续时间线性均衡器的进一步改进：所述积分型电荷泵采用校准共源共栅结构增大电流镜输出电阻，增强积分器的稳定积分性能。作为对本专利技术所述的适用于多电平脉冲幅度调制的自适应连续时间线性均衡器的进一步改进：所述积分型电荷泵由N_1、N_2、P_1、P_3、P_11与P_12、P_5、P_6、N_3与N_4、P_2、P_4、P_13与P_14、P_7、P_8、N_5与N_6、N_9、N_10、N_11与N_12、P_9、P_10、N_7与N_8、电容C构成；其中，P_1、P_3、P_11与P_12构成电流镜I1；P_5、P_6、N_3与N_4构成电流镜I1的校准电路；P_2、P_4、P_13与P_14构成电流镜I2；P_7、P_8、N_5与N_6构成电流镜I2的校准电路；N_9、N_10、N_11与N_12构成电流镜I3；P_9、P_10、N_7与N_8构成电流镜I3的校准电路；所述电流镜I1的电流完全灌入I3；所述反馈信号Vfb作用到差分对管N_1、N_2的栅极，此刻P_1、P_3、P_2与P_4都作为差分对N_1、N_2的电流源负载；当Vfb为正时，P_2、P_4、P_13与P_14构成的电流镜电流I2，大于P_1、P_3、P_11与P_12构成的电流镜电流I3，P_13、P_14、N_11与N12支路的电流流入电容C，对电容充电，输出电压Vctrl上升；当Vfb为负时，电容C通过晶体管N_11、N_12放电，输出电压Vctrl下降。传统的连续时间均衡器在提高高频分量比例的同时，会降低低频分量，一方面使得整体信号的包络幅度下降，另一方面不利于均衡器的自适应调整。传统的判决器前后信号高频分量比例比较法，采用限幅放大器实现，不能保证线性度，无法向多电平模式推广。本专利技术，将可变增益放大器结合到连续时间线性均衡器的设计中，实现了在调整高频分量比例的同时，不影响低频分量，从而能实现多电平模式的自适应模拟均衡调本文档来自技高网...

【技术保护点】
适用于多电平脉冲幅度调制的自适应连续时间线性均衡器，其特征是：包括连续时间线性均衡器(1)、多电平接收器(2)、参考信号发生器(3)、反馈信号发生器(4)和积分型电荷泵(5)块构成一个闭环；所述连续时间线性均衡器(1)接收来自于信道的受干扰信号Vin，并根据控制信号Vctrl的电压大小控制其高频增益对输出的信号进行高频补偿，之后输出输出信号Veq；所述多电平接收器(2)接收输出信号Veq，并经过判决及译码后输出两比特的数字信号MSB与LSB；所述参考电平发生器(3)利用两比特数字信号MSB与LSB再生标准参考信号Vref；所述反馈信号发生器(4)通过对输出信号Veq和输出信号Vref进行大小比对后输出反馈信号Vfb；所述积分型电荷泵(5)对反馈信号Vfb进行积分后获得控制信号Vctrl。

【技术特征摘要】
1.适用于多电平脉冲幅度调制的自适应连续时间线性均衡器，其特征是：包括连续时间线性均衡器(1)、多电平接收器(2)、参考信号发生器(3)、反馈信号发生器(4)和积分型电荷泵(5)构成一个闭环；所述连续时间线性均衡器(1)接收来自于信道的受干扰信号Vin，并根据控制信号Vctrl的电压大小控制其高频增益对输出的信号进行高频补偿，之后输出输出信号Veq；所述多电平接收器(2)接收输出信号Veq，并经过判决及译码后输出两比特的数字信号MSB与LSB；所述参考电平发生器(3)利用两比特数字信号MSB与LSB产生标准参考信号Vref；所述反馈信号发生器(4)通过对输出信号Veq和标准参考信号Vref进行大小比对后输出反馈信号Vfb；所述积分型电荷泵(5)对反馈信号Vfb进行积分后获得控制信号Vctrl。2.根据权利要求1所述的适用于多电平脉冲幅度调制的自适应连续时间线性均衡器，其特征是：所述连续时间线性均衡器(1)采用三级差分级联构成，第二级差分电路与第三级差分电路的源级接入成互补结构，实现调整高频分量比例同时，不改变低频分量。3.根据权利要求2所述的适用于多电平脉冲幅度调制的自适应连续时间线性均衡器，其特征是：所述连续时间线性均衡器(1)的三级差分级联中，晶体管N_1与晶体管N_2构成第一级差分对，其源端负反馈接入固定电阻Rs1与可变电容Cs1；晶体管N_3与晶体管N_4构成第二级差分对，其源端负反馈接入固定电阻Rs2与晶体管N_8；晶体管N_5与晶体管N_6构成第三级差分对，其源端负反馈接入可变电容Cs3，固定电阻Rs3以及晶体管N_9。4.根据权利要求1所述的适用于多电平脉冲幅度调制的自适应连续时间线性均衡器，其特征是：所述多电平接收器(2)通过晶体管串联结构增大初始增益值，加快采样速率；通过双尾电流堆叠结构降低电源电压要求；并额外采用时钟控制晶体管放电，加快电路复位。5.根据权利要求4所述的适用于多电平脉冲幅度调制的自适应连续时间线性均衡器，其特征是：所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李顺斌，刘鹏，王维东，方兴，吴东，谢向辉，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33