一种驱动器输出摆幅、共模电压控制电路及控制方法技术

本发明专利技术提供了一种驱动器输出摆幅、共模电压控制电路及控制方法，包括输出共模电压控制电路、输出电压摆幅控制电路及驱动器电路；输出共模电压控制电路对驱动器的输出共模电压进行控制；输出电压摆幅控制电路对驱动器的输出电压摆幅进行控制；驱动器电路根据输出共模电压控制信号、输出电压摆幅控制信号对输出共模电压和输出电压摆幅进行调整。本发明专利技术避免了传统驱动器结构存在的输出共模电压和输出电压摆幅存在耦合关系的问题，使驱动器的输出共模电压和输出电压摆幅可以被控制并调整；在输出摆幅一定的情况下共模电压可以被调整以提升电路的性能，在输出共模电压一定的情况下输出摆幅可以被调整以更好的配合去加重功能使用、改善输出信号的质量。改善输出信号的质量。改善输出信号的质量。

【技术实现步骤摘要】
一种驱动器输出摆幅、共模电压控制电路及控制方法


[0001]本专利技术属于高速串行接口领域，尤其涉及一种可实现控制、调整驱动器输出共模电压与输出电压摆幅并优化电路性能、提升输出信号质量的驱动器输出摆幅、共模电压控制电路及控制方法。

技术介绍

[0002]近些年来，集成电路行业的快速发展和信息技术的日益进步使得人们对数据处理的需求越来越大，作为信息载体的电子器件工作的速度也越来越快。芯片的主频已经达到几GHz甚至十几GHz，但芯片之间数据的传输速率却要低很多，所以片间数据传输速率成为制约芯片性能的主要因素。高速串行传输技术(SerDes)能够减少所需的信道和器件管脚数目，降低通信成本，提升信号传输速度。因此提高高速串行接口的信号传输质量至关重要，而驱动器相关技术是数据传输接口的主要技术。在输出摆幅和共模电压均固定的驱动器控制技术中，在电源电压、温度等条件变化时，输出信号质量很容易受到影响；在输出摆幅和共模电压同时调整的驱动器控制技术中，在所需输出摆幅固定的情况下，输出共模电压无法独立调整，无法使电路工作在最佳状态下；在输出摆幅和共模电压同时调整的驱动器控制技术中，在所需输出共模电压固定的情况下，输出电压摆幅无法独立调整，在开启去加重功能时，虽然补偿了信道的高频损耗，但是驱动器输出信号眼图的眼高会变低，影响信号传输的质量；在采用纯模拟电路调整输出摆幅和共模电压的驱动器控制技术中，电路鲁棒差、可复用性差。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于：提供一种驱动器输出摆幅、共模电压控制电路及控制方法，解决传统驱动器结构存在的输出共模电压和输出电压摆幅存在耦合关系的问题，使驱动器的输出共模电压和输出电压摆幅可以被控制并调整，在输出摆幅一定的情况下共模电压可以被调整以提升电路的性能，在输出共模电压一定的情况下输出摆幅可以被调整以更好的配合去加重功能使用、改善输出信号的质量；同时调整控制技术，以提高电路的可复用性、鲁棒性，同时实现输出摆幅、共模电压的宽范围、高精确度的调整。
[0004]本专利技术提供的技术方案如下：
[0005]第一方面，一种驱动器输出摆幅、共模电压控制电路，包括输出共模电压控制电路、输出电压摆幅控制电路、以及驱动器电路；其中，
[0006]输出共模电压控制电路包含一个电流源阵列I1，一个NMOS管N1，一个TIA电路T1；电流源阵列I1和NMOS管N1根据输入的共模电压控制码A
n
<N:1>以及电流源阵列偏置电压V
p1
调整驱动器输出共模电压控制信号V
b1
；V
b1
作为输出共模电压控制电路的输出，输出至驱动器电路，并作为TIA电路T1的输入；TIA电路T1根据驱动器输出共模电压控制信号V
b1
生成输出共模电压控制电路的共模电压信号V
cm
至输出电压摆幅控制电路；
[0007]输出电压摆幅控制电路包含一个电流源阵列I2，两个串联的电阻R2、R3，一个NMOS
管N4，三个运算放大器A1、A2、A3，一个CML电路CML1，以及两个TIA电路T2、T3；运算放大器A1、NMOS管N4、电阻R2与R3以及电流源阵列I2构成反馈环路，将共模电压控制电路输出的共模电压信号V
cm
从运算放大器A1的负输入端复制到运算放大器A1的正输入端；电流源阵列I2、电阻R2根据输入的摆幅控制码B
n
<N:1>以及电流源阵列偏置电压V
p2
调整电阻R2、R3两端电压V
P2
'与V
N2
'；CML1结构的两个正输入端输入E1、E2为1，CML1结构的两个负输入端输入E1N、E2N为0；运算放大器A2、CML电路CML1、TIA电路T2与运算放大器A3、CML电路CML1、TIA电路T3分别构成的反馈环路分别将电阻R2、R3两端的电压V
P2
'与V
N2
'复制到运算放大器A2、A3的负输入端，并生成驱动器幅度控制信号V
b2
、V
b3
，输出至驱动器电路；
[0008]输出共模电压控制电路对驱动器的输出共模电压进行控制，输出电压摆幅控制电路对驱动器的输出电压摆幅进行控制，驱动器电路根据驱动器输出共模电压控制信号、驱动器幅度控制信号对输出共模电压和输出电压摆幅进行调整。
[0009]第二方面，一种驱动器输出摆幅、共模电压控制方法，包括如下步骤：
[0010]步骤(一)，驱动器输出共模电压控制信号V
b1
产生；电流源阵列I1、NMOS管N1根据输入的共模电压控制码A
n
<N:1>以及电流源阵列偏置电压V
p1
调整驱动器输出共模电压控制信号V
b1
；V
b1
作为输出共模电压控制电路的输出，输出至驱动器电路，并作为TIA电路T1的输入；
[0011]步骤(二)，驱动器输出共模电压信号V
cm
的产生；TIA电路T1根据驱动器输出共模电压控制信号V
b1
生成输出共模电压控制电路的共模电压信号V
cm
至输出电压摆幅控制电路；
[0012]步骤(三)，驱动器输出共模电压复制；运算放大器A1、NMOS管N4、电阻R2与R3以及电流源阵列I2构成反馈环路，将共模电压控制电路输出的共模电压信号V
cm
从运算放大器A1的负输入端复制到运算放大器A1的正输入端；
[0013]步骤(四)，驱动器输出电压摆幅值的产生；电流源阵列I2、电阻R2根据输入的摆幅控制码B
n
<N:1>以及电流源阵列偏置电压V
p2
调整电阻R2、R3两端电压V
P2
'与V
N2
'；
[0014]步骤(五)，驱动器输出电压摆幅控制信号产生；CML1结构的两个正输入端输入E1、E2为1，CML1结构的两个负输入端输入E1N、E2N为0；运算放大器A2、CML电路CML1、TIA电路T2与运算放大器A3、CML电路CML1、TIA电路T3分别构成的反馈环路分别将电阻R2、R3两端的电压V
P2
'与V
N2
'复制到运算放大器A2、A3的负输入端，并生成驱动器幅度控制信号V
b2
、V
b3
，输出至驱动器电路。
[0015]本专利技术提供的一种驱动器输出摆幅、共模电压控制电路及控制方法，与现有技术相比具有如下有益效果：
[0016](1)本专利技术对驱动器控制方式进行了设计创新，通过实现驱动器的输出电压摆幅、输出共模电压可以被控制并调整的功能，在电源电压、温度等条件变化时，可以改变输出电压摆幅、输出共模电压以提升输出信号质量。
[0017](2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种驱动器输出摆幅、共模电压控制电路，其特征在于，包括输出共模电压控制电路、输出电压摆幅控制电路、以及驱动器电路；其中，输出共模电压控制电路包含一个电流源阵列I1，一个NMOS管N1，一个TIA电路T1；电流源阵列I1和NMOS管N1根据输入的共模电压控制码A
n
<N:1>以及电流源阵列偏置电压V
p1
调整驱动器输出共模电压控制信号V
b1
；V
b1
作为输出共模电压控制电路的输出，输出至驱动器电路，并作为TIA电路T1的输入；TIA电路T1根据驱动器输出共模电压控制信号V
b1
生成输出共模电压控制电路的共模电压信号V
cm
至输出电压摆幅控制电路；输出电压摆幅控制电路包含一个电流源阵列I2，两个串联的电阻R2、R3，一个NMOS管N4，三个运算放大器A1、A2、A3，一个CML电路CML1，以及两个TIA电路T2、T3；运算放大器A1、NMOS管N4、电阻R2与R3以及电流源阵列I2构成反馈环路，将共模电压控制电路输出的共模电压信号V
cm
从运算放大器A1的负输入端复制到运算放大器A1的正输入端；电流源阵列I2、电阻R2根据输入的摆幅控制码B
n
<N:1>以及电流源阵列偏置电压V
p2
调整电阻R2、R3两端电压V
P2
'与V
N2
'；CML1结构的两个正输入端输入E1、E2为1，CML1结构的两个负输入端输入E1N、E2N为0；运算放大器A2、CML电路CML1、TIA电路T2与运算放大器A3、CML电路CML1、TIA电路T3分别构成的反馈环路分别将电阻R2、R3两端的电压V
P2
'与V
N2
'复制到运算放大器A2、A3的负输入端，并生成驱动器幅度控制信号V
b2
、V
b3
，输出至驱动器电路；输出共模电压控制电路对驱动器的输出共模电压进行控制，输出电压摆幅控制电路对驱动器的输出电压摆幅进行控制，驱动器电路根据驱动器输出共模电压控制信号、驱动器幅度控制信号对输出共模电压和输出电压摆幅进行调整。2.根据权利要求1所述的驱动器输出摆幅、共模电压控制电路，其特征在于：所述输出共模电压控制电路中电流源阵列I1的N个共模电压控制码输入端的第k个输入端连接第k路共模电压控制码A
n
<k>，其中1≤k≤N；电流源阵列I1的电流源阵列偏置电压输入端连接电流源偏置电压V
p1
，电流源阵列I1的电流源阵列偏置电压输出端连接NMOS管N1的漏极以及栅极，并与TIA电路T1的偏置电压输入端以及整体驱动器共模电压控制电路的驱动器输出共模电压控制信号输出端连接；整体驱动器共模电压控制电路的另一个输出端为TIA电路T1的共模电压输出端，用于输出共模电压信号V
cm
；TIA电路T1的电流输入端悬空。3.根据权利要求1所述的驱动器输出摆幅、共模电压控制电路，其特征在于：所述电流源阵列I1包括N个相同的电流源MP1<N:1>以及N个相同的开关MP<N:1>，电流源阵列I1的电流源和开关均由单个PMOS管构成；其中N个相同的电流源MP1<N:1>的栅极均与电流源阵列偏置电压输入端连接，N个相同的电流源MP1<N:1>的漏极均与整体电流源阵列I1的电流源阵列偏置电压输出端连接，第i个电流源MP1<N:1>的源极分别与第i个开关MP<i>的漏极连接；N个相同的开关MP<N:1>的源极均与电源电压V
DD
相连，第i个开关MP<i>的栅极分别与N个共模电压控制码输入端的第i个输入端连接；当控制信号MP<i>为0时，其中1≤k≤N，对应控制的电流源阵列的电流源开关MP<i>导通，与该导通的电流源开关的漏极连接的电流源的电流流向电流源阵列偏置电压输出端；当控制信号MP<i>为1时，其中1≤k≤N，对应控制的电流源阵列的电流源开关MP<i>断开，与该断开的电流源开关的漏极连接的电流源没有电流流向电流源阵列偏置电压输出端。4.根据权利要求1所述的驱动器输出摆幅、共模电压控制电路，其特征在于：所述TIA电路T1包括两个NMOS管N2与N3、一个PMOS管P1、以及一个电阻R1；其中，NMOS管N2的栅极为整
体TIA电路T1的电流输入端，同时与电阻R1的一端、以及PMOS管P1的栅极连接；NMOS管N2的漏极为整体TIA电路T1的共模电压输出端，同时与电阻R1的另一端、以及PMOS管P1的漏极连接；PMOS管P1的源极与电源V
DD
连接，NMOS管N3的源极与地电位GND连接。5.根据权利要求1所述的驱动器输出摆幅、共模电压控制电路，其特征在于：所述电流源阵列I2的内部结构及内部连接方式均与电流源阵列I1相同。6.根据权利要求5所述的驱动器输出摆幅、共模电压控制电路，其特征在于：所述TIA电路T2、T3的内部结构及内部连接方式均与TIA电路T1相同。7.根据权利要求6所述的驱动器输出摆幅、共模电压控制电路，其特征在于：所述输出电压摆幅控制电路中，电流源阵列I2的N个共模电压控制码输入端的第...

【专利技术属性】
技术研发人员：柳博，王宗民，张铁良，张雷，杨龙，杨松，
申请(专利权)人：北京微电子技术研究所，
类型：发明
国别省市：