一种信号丢失检测电路制造技术

一种信号丢失检测电路，涉及集成电路技术领域，主要由一个输入缓冲电路、一个交流耦合电路、一个高速信号峰值检测电路、一个镜像峰值检测电路、一个比较器电路、两组电流数模转换电路以及一个数字算法控制逻辑构成。高速信号峰值检测电路检测输入信号的幅度并产生一个与输入信号幅度成正比的电压，镜像峰值检测电路产生一个可随PVT（工艺、电源电压、温度）变化的参考电压，通过比较器将这两个电压进行比较得到信号丢失检测结果。采用两组电流数模转换电路以及一个算法控制逻辑对两个峰值检测电路以及比较器的失调进行补偿，可进一步提高检测精度。本发明专利技术有效的减小了PVT和失调对检测精度的影响，提高信号丢失检测的精度。提高信号丢失检测的精度。提高信号丢失检测的精度。

【技术实现步骤摘要】
一种信号丢失检测电路


[0001]本专利技术是一种用于光纤通信等系统中接收端的信号丢失检测电路，可检测接收系统是否存在足够摆幅的信号输入，电路具有设计简单以及高精度的特点。

技术介绍

[0002]在高速光通信系统中，信号丢失(loss of signal，LOS)检测器位于接收系统的限幅放大器中，以检测前级跨阻放大器的高速信号是否存在。当输入信号电平低于LOS检测器阈值时，LOS检测电路触发信号丢失事件，系统停用发射驱动器，以节省消耗。传统的LOS检测电路检测输入信号的速率较低，且受工艺、电源电压和温度的影响，其精确度无法保证，这可能会导致系统在不同环境条件下工作异常。因此，设计一款高速、高精度的LOS电路对光纤通信系统而言具有重大意义。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是为了解决上述问题，提供一种高速高精度的信号丢失检测电路。
[0004]为达到上述目的，本专利技术采用的方法是：输入缓冲电路不失真的接收输入高速信号，通过交流耦合电路进行电平移位，采用高速信号峰值检测电路检测信号的幅度并产生一个与输入信号幅度成正比的电压，镜像峰值检测电路产生一个随 PVT变化的参考电压，通过比较器将这两个电压进行比较得到信号丢失检测结果。采用两组电流数模转换电路以及一个算法控制逻辑对两个峰值检测电路以及比较器的失调进行补偿，可进一步提高检测精度。本专利技术有效的减小了PVT和失调对检测精度的影响，提高信号丢失检测的精度。
[0005]所述信号丢失检测电路包含输入缓冲电路、交流耦合模块、两个峰值检测电路、比较器电路、两组电流DAC以及数字算法单元。差分输入缓冲的输出连接到差分交流耦合的输入，交流耦合的输出连接到一个峰值检测，高速信号峰值检测电路的输出连接比较器的负端，镜像峰值检测电路的输出连接比较器的正端。数字算法单元控制两组电流DAC，同时控制缓冲电路与镜像峰值检测电路的工作状态。
[0006]所述的输入缓冲电路，其特征在于，接收输入数据，并实现共模电平移位，减小前级电路的负载。所述输入缓冲电路包括：输入高速差分对NPN管Q0和Q1、电流源I0、开关SB、两个退化电阻Re、以及两个由电阻R
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与电感Ls组成的电感峰化负载。
[0007]Q0和Q1的发射极分别连接两个退化电阻Re的一端，退化电阻Re的另外一端共同与开关SB的一端相连，开关SB的另一端连接电流源I0。当开关SB闭合，缓冲器才进入工作状态；当开关SB断开，缓冲器的输出被上拉至电源电压。Q0和Q1的集电极分别连接两个负载电阻R
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的一端，负载电阻R
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的另外一端与电感 Ls相连，实现串联电感峰化技术。
[0008]所述的交流耦合电路，其特征在于，去除缓冲器输出的直流分量，通过缓冲器输出的交流分量。
[0009]所述交流耦合电路中电容C的一端连接前级缓冲器的输出，另外一端连接上拉电阻Rc，Rc连接电源电压。实现将高速信号的共模电平移位至电源电压。
[0010]所述的峰值检测电路，其特征在于，检测高速输入信号的信号幅度。所述峰值检测电路包括两个高速输入NPN晶体管Q2与Q3、电阻R0、R1、R2、电流源I1、滤波电容C
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。Q2、Q3的基极连接交流耦合的输出，集电极连接电源，发射极共同连接电阻R0的一端。电阻R0、R1、R2串联连接，电阻R2连接电流源I1。电阻R1与R2的结点A连接滤波电容C
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，结点A作为峰值检测电路的输出。
[0011]所述的镜像峰值检测电路，其特征在于，为比较器提供一个参考电压，该参考电压与高速信号峰值检测电路的输出电压具有相同的PVT(工艺脚、电源电压、温度)变化特性。
[0012]所述镜像峰值检测电路中，两个上拉电阻Rc的一端共同连接电源电压，另外一端分别连接至NPN晶体管Q4、Q5的基极。Q4、Q5的集电极共同连接电源电压，发射极共同连接电阻R3的一端，电阻R3、R4、R5串联连接。R5连接电流源I2。
[0013]所述Rc与交流耦合电路的上拉电阻Rc阻值一致，电阻R3与峰值检测电路中电阻R0相等，电阻R4与峰值检测电路中电阻R1相等，电阻R5与峰值检测电路中电阻R2相等。
[0014]所述镜像峰值检测电路中的结点C连接开关SB的一端，结点B连接开关S 的一端。若果开关S导通，则SB断开；开关S断开，则SB导通。开关S与SB 的另外一端共同连接滤波电容C
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。
[0015]所述镜像峰值检测电路中的开关SB与所述权利要求1中的输入缓冲中的开关SB控制信号一致。
[0016]所述比较器电路，其特征在于，采用两级开环运算放大器结构；
[0017]所述电流DAC为5bit电流DAC，包括：
[0018]第一开关NMOS管MSN0，栅极连接至控制信号S0，源极连接至参考电流源I，漏极连接至OUT；
[0019]第二开关NMOS管MSN1，栅极连接至控制信号S1，源极连接至参考电流源 2I，漏极连接至OUT；
[0020]第三开关NMOS管MSN2，栅极连接至控制信号S2，源极连接至参考电流源 4I，漏极连接至OUT；
[0021]第四开关NMOS管MSN3，栅极连接至控制信号S3，源极连接至参考电流源 8I，漏极连接至OUT；
[0022]第五开关NMOS管MSN4，栅极连接至控制信号S4，源极连接至参考电流源 16I，漏极连接至OUT；
[0023]所述两组5bit电流DAC的输出分别连接比较器电路差分输入管MN0与MN1 的漏极。
[0024]所述数字算法单元包括12个带有负电平复位功能的D触发器RDF0-RDF11、 11个与门AD0-AD10、1个异或非门NX0、一个或门OR0、3个非门IV0-IV2、5 个或非门NOR0-NOR4、一个缓冲buffer BF0。
[0025]输入引脚CLK连接IV0以及AD1的输入端；
[0026]IV0的输出连接RDF0-RDF2的CLK端；
[0027]输入引脚ResetN连接RDF0-RDF2的RN端，同时连接AD0的输入端；
[0028]RDF0的D端连接电源电压VDD、输出Q连接RDF1的D端与异或非门NX0的一端；
[0029]RDF1的输出Q连接RDF2的D端与异或非门NX0的一端；
[0030]RDF2的输出Q连接RDF3的CLK端；
[0031]RDF3的D端连接电源电压VDD，RN端连接AD2的输出，输出Q端连接输出引脚CM_STATE、AD1的输入、IV2的输入、BF0的输入；
[0032]IV2的输出连接输出引脚SB；
[0033]BF0的输出连接输出引脚S；
[0034]AD0的一端输入连接异或非门NX0的输出，另一端输入连接ResetN，输出连接AD1、AD2的一端输入以及RDF4-RDF11的RN端；
[0035]AD1的输出连接IV1的输入以及RD本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种信号丢失检测电路，其特征在于包含输入缓冲电路、交流耦合模块、高速信号峰值检测电路、镜像峰值检测电路、比较器、两组电流DAC以及数字算法单元；所述输入缓冲电路的两路输出分别连接到交流耦合模块的两个输入端；所述交流耦合模块的两路输出分别连接到高速信号峰值检测电路的两个输入端；所述高速信号峰值检测电路的输出连接比较器的负端；所述镜像峰值检测电路的输出连接比较器的正端；所述两组电流DAC的输出分别连接比较器的第一级差分输入管的漏极；所述比较器的输出连接数字算法单元的输入端；所述数字算法单元的输出控制两组电流DAC、输入缓冲电路及镜像峰值检测电路的工作状态。2.如权利要求1所述的信号丢失检测电路，其特征在于：所述输入缓冲电路包括输入高速差分对NPN管Q0和Q1、电流源I0、开关SB、两个退化电阻Re以及两个由电阻R
L
与电感Ls组成的电感峰化负载；NPN管Q0和Q1的基极连接输入信号，发射极分别连接两个退化电阻Re的一端，两个退化电阻Re的另外一端共同与开关SB的一端相连，开关SB的另一端连接电流源I0后接地；NPN管Q0和Q1的集电极分别连接两个负载电阻R
L
的一端，两个负载电阻R
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的另外一端分别与两个电感Ls相连。3.如权利要求1所述的信号丢失检测电路，其特征在于：所述交流耦合电路包括两个电容C和两个上拉电阻Rc，两个电容C的一端分别连接输入缓冲器的两路输出，另外一端分别经上拉电阻Rc连接电源电压。4.如权利要求1所述的信号丢失检测电路，其特征在于：所述高速信号峰值检测电路包括两个NPN晶体管Q2与Q3，电阻R0、R1、R2、电流源I1、滤波电容C
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；NPN晶体管Q2、Q3的基极分别连接交流耦合电路的两路输出，集电极连接电源电压，发射极共同连接电阻R0的一端，电阻R0、R1、R2串联连接，电阻R2连接电流源I1后接地；电阻R1与R2的结点A连接滤波电容C
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后接地，结点A作为高速信号峰值检测电路的输出端连接比较器的负输入端。5.如权利要求1所述的信号丢失检测电路，其特征在于：所述镜像峰值检测电路为比较器提供一个参考电压，该参考电压与高速信号峰值检测电路的输出电压具有相同的PVT变化特性；所述镜像峰值检测电路包括两个NPN晶体管Q4与Q5，电阻R3、R4、R5、电流源I2、滤波电容C
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及两个上拉电阻Rc；两个上拉电阻Rc的一端共同连接电源电压，另外一端分别连接至NPN晶体管Q4、Q5的基极；NPN晶体管Q4、Q5的集电极共同连接电源电压，发射极共同连接电阻R3的一端，电阻R3、R4、R5串联连接，R5连接电流源I2后接地；电阻R3与R4的结点C连接开关SB的一端，电阻R4与R5的结点B连接开关S的一端；开关S与SB连接相反的控制信号，开关S导通，则SB断开，开关S断开，则SB导通；开关S与SB共同连接滤波电容C
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后接地，开关S与SB的结点连接比较器的正输入端。6.如权利要求1所述的信号丢失检测电路，其特征在于：所述比较器采用两级开环运算放大器结构。7.如权利要求1所述的信号丢失检测电路，其特征在于：所述电流DAC为5bit电流DAC，包括：第一开关NMOS管MSN0，栅极连接至数字算法单元的控制信号S0，源极连接至参考电流源I，漏极连接至OUT；
第二开关NMOS管MSN1，栅极连接至数字算法单元的控制信号S1，源极连接至参考电流源2I，漏极连接至OUT；第三开关NMOS管MSN2，栅极连接至数字算法单元的控制信号S2，源极连接至参考电流源4I，漏极连接至OUT；第四开关NMOS管MSN3，栅极连接至数字算法单元的控制信号S3，源极连接至参考电流源8I，漏极连接至OUT；第五开关NMOS管MSN4，栅极连接至数字算法单元的控制信号S4，源极连接至参考电流源16I，漏极连接至OUT。8.如权利要求1所述的信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晖，孙振华，
申请(专利权)人：南京砺行微电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：