專利名稱：一種信號(hào)檢測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種信號(hào)檢測(cè)裝置。
背景技術(shù)：
在高速通信系統(tǒng)中大量應(yīng)用了高速信號(hào)傳輸?shù)募夹g(shù)，這些應(yīng)用必然包括信號(hào)檢測(cè) 裝置。該檢測(cè)裝置用于監(jiān)視數(shù)字信號(hào)的幅度，并在其幅度低于某一設(shè)定值時(shí)，判定為傳輸信 號(hào)已經(jīng)丟失，同時(shí)給出信號(hào)丟失的告警，以便其他的信號(hào)處理裝置可作為依據(jù)及時(shí)對(duì)信號(hào) 參數(shù)進(jìn)行修正，從而維持傳輸信息的連續(xù)性。目前在數(shù)字信號(hào)傳輸中，有多種協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)描述了不同需求的數(shù)字信號(hào)電平規(guī)范， 常見的比如PECL/CM0S/TTL等電平標(biāo)準(zhǔn)，這些標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)范的邏輯電平其擺幅都有差異。因 此，這些不同標(biāo)準(zhǔn)的邏輯電平其信號(hào)丟失的判據(jù)都不一樣。對(duì)于信號(hào)檢測(cè)裝置而言，就有了 這么一個(gè)需求，使得信號(hào)檢測(cè)裝置可以兼容這些常見的電平標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)；并且，其成本和結(jié)構(gòu) 都不能過高或復(fù)雜，通過簡(jiǎn)單的設(shè)置，實(shí)現(xiàn)可靠的調(diào)節(jié)來滿足這種兼容性。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)以上信號(hào)檢測(cè)裝置的低成本高兼容性和可靠性的要求，本發(fā)明提出一種信號(hào) 檢測(cè)裝置，其技術(shù)方案如下一增益模塊；該模塊接入差分信號(hào)，具有一可變?cè)鲆娣糯笃?；該可變?cè)鲆娣糯笃?處理所述差分信號(hào)中的差模部分并得到一差模放大信號(hào)，同時(shí)還具有一調(diào)節(jié)器，通過該調(diào) 節(jié)器調(diào)整所述差模放大信號(hào)的增益；該模塊還具有一共模電壓跟隨器，用于跟隨調(diào)節(jié)器差 分信號(hào)中的共模信號(hào)的改變，并受所述差模放大信號(hào)增益的改變輸出一個(gè)相應(yīng)的共模參考 值；一運(yùn)算模塊；該模塊具有一閾值生成器，用于接收所述共模參考值并加以運(yùn)算并 得到一上限和一下限閾值電壓輸出；該模塊還具有一幅度轉(zhuǎn)化器，用于接收所述差模放大 信號(hào)并將其幅度轉(zhuǎn)化為一特定的直流參量；以及—比較模塊；該模塊接收并遲滯比較所述直流參量與所述上、下限閾值電壓之間 的差異，并依結(jié)果輸出信號(hào)丟失告警。作為本技術(shù)方案的優(yōu)選者，可以作如下的改進(jìn)一較佳實(shí)施例的所述調(diào)節(jié)器包括一連接在電源與地之間的分壓電阻網(wǎng)絡(luò)，通過改 變所述分壓電阻網(wǎng)絡(luò)的阻值參數(shù)而改變其輸出節(jié)點(diǎn)上的電壓，并以該電壓控制所述可變?cè)?益放大器的增益大小，得到不同的所述差模放大信號(hào)。一較佳實(shí)施例的所述增益模塊中的可變?cè)鲆娣糯笃靼ǘ鄠€(gè)級(jí)聯(lián)而結(jié)構(gòu)相同的 差分放大器，且該多級(jí)差分放大器除最末一級(jí)以外，其余各級(jí)均具有可調(diào)節(jié)的有源負(fù)載，所 述有源負(fù)載均受控于所述分壓電阻網(wǎng)絡(luò)。一較佳實(shí)施例的所述差分放大器的相同結(jié)構(gòu)包括M0S差分對(duì)管的漏極各自通過 一漏極電阻連接到電源端；所述差分對(duì)管的源極共同通過一尾恒流源接地，該尾恒流源為工作在飽和區(qū)的MOS管；所述有源負(fù)載通過工作在飽和區(qū)的MOS管其源極漏極跨接在差分對(duì)的雙端輸出 端實(shí)現(xiàn)；第一級(jí)差分放大器的MOS差分對(duì)管柵極作為差分信號(hào)輸入端；末尾一級(jí)差分放大 器的雙端輸出作為差模放大輸出端；所有有源負(fù)載的柵極相連，再連接一跟隨管的柵極，該跟隨管柵極漏極相連再接 一第一恒流源到地；所述跟隨管的源極接所述分壓電阻網(wǎng)絡(luò)的所述輸出節(jié)點(diǎn)；其中，所有的所述第一恒流源與尾電流源實(shí)現(xiàn)形式相同，其所有柵極相連而接入 相同的偏置電壓，所有源極相連接地。一較佳實(shí)施例的所述共模電壓跟隨器包括串聯(lián)的一取樣電阻和一第二恒流源，其 中取樣電阻端接電源；第二恒流源柵極和源極分別與所述尾恒流源柵極和源極相連；所述 取樣電阻與第二恒流源連接點(diǎn)作為共模參考輸出端。一較佳實(shí)施例的所述所述閾值生成器包括一偽幅度轉(zhuǎn)化器和一運(yùn)算器；所述偽幅 度轉(zhuǎn)化器將來自所述共模電壓跟隨器的共模電壓轉(zhuǎn)化為一參考值，該參考值接入所述運(yùn)算 器得到所述上、下限閾值電壓。一較佳實(shí)施例的所述偽幅度轉(zhuǎn)化器和所述幅度轉(zhuǎn)化器均具有相同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的差 分對(duì)形式。一較佳實(shí)施例的所述差分對(duì)形式包括各自接有漏極電阻的差分對(duì)管，該差分對(duì) 管各自的柵極與漏極短接；所述的漏極電阻另一端相互連接并通過一頂恒流源連接到電源 端；所述差分對(duì)管源極相連再通過相互并聯(lián)的一源極電阻和一源極電容連接到地；其中所 述幅度轉(zhuǎn)化電路的差分對(duì)管兩個(gè)柵極分別連接所述差模放大輸出端，源極作為幅度轉(zhuǎn)化輸 出端；偽幅度轉(zhuǎn)化電路的差分對(duì)管其中一個(gè)的柵極接所述共模參考輸出輸出端，差分對(duì)管 的源極作為偽幅度轉(zhuǎn)化輸出端，并且兩個(gè)差分對(duì)管漏極相連。一較佳實(shí)施例的所述運(yùn)算器包括一比較器，一調(diào)整管和第一、第二及第三分壓電 阻；其中所述調(diào)整管的源極漏極與所述第一、第二和第三分壓電阻順次串聯(lián)后接入電源和 地，調(diào)整管位于電源端，第三分壓電阻端接地；所述比較器的負(fù)輸入端接所述偽幅度轉(zhuǎn)化輸 出端，比較器輸出端接所述調(diào)整管柵極，正輸入端接所述第二與第三分壓電阻的連接點(diǎn)；第一分壓電阻高電位端作為上限閾值輸出端，低電位端作為下限閾值輸出端。一較佳實(shí)施例的所述遲滯比較器包括一比較器和一對(duì)圖騰柱結(jié)構(gòu)MOS管，其圖騰 柱結(jié)構(gòu)為一 PMOS管和一 NMOS管漏極與柵極各自相連實(shí)現(xiàn)；所述比較器正輸入端接所述幅 度轉(zhuǎn)化輸出端，負(fù)輸入端接所述圖騰柱結(jié)構(gòu)MOS管的漏極，輸出端接MOS管的柵極；同時(shí) NMOS管源極接所述上限閾值輸出端；PMOS管源極接所述下限閾值輸出端。本發(fā)明帶來的有益效果是1.可變?cè)鲆娣糯笃髦械恼{(diào)節(jié)器同對(duì)差模信號(hào)增益進(jìn)行調(diào)整，得到不同的上、下限 閾值電壓作為依據(jù)進(jìn)行信號(hào)丟失判斷，可滿足常見多電平規(guī)范的信號(hào)丟失檢測(cè)判據(jù)。2.采用分壓電阻網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)的調(diào)節(jié)器，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)低成本。3.跟隨管與第一恒流源的結(jié)構(gòu)，同多級(jí)差分放大器中有源負(fù)載和尾電流源的結(jié)構(gòu) 類似，如此可以實(shí)現(xiàn)溫度補(bǔ)償和克服工藝原因帶來的參數(shù)漂移，提高精度，穩(wěn)定性好。4.幅度\偽幅度轉(zhuǎn)化器具有相同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的差分對(duì)形式，如此的結(jié)構(gòu)也實(shí)現(xiàn)溫度 補(bǔ)償和克服工藝原因帶來的參數(shù)漂移，提高精度，穩(wěn)定性好。
5.遲滯比較器的遲滯系數(shù)不受調(diào)節(jié)器的影響，由電路本身固定元件所決定，因此 可實(shí)現(xiàn)精確而恒定的遲滯系數(shù)。
以下結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例一框圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例二增益模塊電路圖；圖3是本發(fā)明實(shí)施例二運(yùn)算模塊電路圖；圖4是本發(fā)明實(shí)施例二比較模塊電路圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例一如圖1所示，為本發(fā)明實(shí)施例一的框圖。Vin是待測(cè)的差分信號(hào)輸入端；增益模塊 A包括兩大部分，一部分是可變?cè)鲆娣糯笃鳎渲芯哂姓{(diào)節(jié)器；可變?cè)鲆娣糯笃髟谡{(diào)節(jié)器的 控制下將差分信號(hào)Vin中的差模部分放大得到Vo ；另一部分是電壓跟隨器，該電壓跟隨器 會(huì)根據(jù)Vo輸出一個(gè)共模參考值Vcom;其中，調(diào)節(jié)器由外部一個(gè)電阻Rx來調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)對(duì)Vo和 Vcom的確定。運(yùn)算模塊B也包括兩大部分，一部分是幅度轉(zhuǎn)化器，將放大的差模信號(hào)Vo轉(zhuǎn)化為 一特定的直流參量Vpeak;另一部分是閾值生成器；根據(jù)Vcom來確定后級(jí)判斷信號(hào)丟失需 要的上限閾值電壓Vde和下限閾值電壓Vas，其中Vde > Vas。比較模塊C其內(nèi)部將Vpeak同Vde和Vas作遲滯比較，該遲滯比較同一般的遲滯 比較法則，即當(dāng)Vpeak低于Vas時(shí)，告警輸出會(huì)提示信號(hào)已經(jīng)丟失，若要解除此告警信號(hào)， Vpeak必須回復(fù)到Vde。實(shí)施例二 如圖2所示，本發(fā)明實(shí)施例二的增益模塊電路圖。第一級(jí)差分放大器包括了 R1、 R2、M21、M22和M5，從圖可知類似的放大器有三級(jí)，其中第一級(jí)和第二級(jí)具有跨接雙端輸出 的負(fù)載M2和M3 ；圖中Set端接如圖1實(shí)施例中的可調(diào)電阻Rx，其RO和Rx就構(gòu)成一分壓電 阻網(wǎng)絡(luò)；跟隨管Ml其源極接入此分壓電阻網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)；Ml的柵極和漏極短接，并與作為第 一電流源的MO漏極連接，同時(shí)有源負(fù)載M2和M3的柵極也和Ml柵極連接。R0、Rx、M0、Ml、 M2和M3就構(gòu)成了所述的調(diào)節(jié)器主要部件。當(dāng)改變Rx大小時(shí)，RO與Rx的分壓節(jié)點(diǎn)電壓就 會(huì)改變，通過跟隨管Ml和第一恒流源M0，就可改變M2和M3導(dǎo)電溝道的交流電阻，從而就改 變了此三級(jí)放大器的總增益，從Vo端得到不同的差模放大電壓；R7與第二恒流源M8構(gòu)成 共模電壓跟隨器的主要部件，其中Vcom作為共模參考輸出端。同時(shí)第三級(jí)差分放大器雙端 輸出Vo作為差模放大輸出端。需要說明的是，M5、M6和M7均是差分放大器的尾恒流源，而第一、第二恒流源MO和 M8均與所有尾恒流源的拓?fù)湟恢?，這樣的線路結(jié)構(gòu)使得整個(gè)電路的在溫度補(bǔ)償和克服工藝 離散帶來的參數(shù)漂移方面具有良好的效果，因?yàn)橥瑯咏Y(jié)構(gòu)的電路可以互相抵消因?yàn)闇囟然?工藝原因所引起的元件參數(shù)漂移。如圖3所示，本發(fā)明實(shí)施例二運(yùn)算模塊電路圖。頂電流源M9，漏極電阻R8、R9，對(duì)管M91、M92，源極電阻RlO和濾波電容C8構(gòu)成了一個(gè)差分對(duì)形式的幅度轉(zhuǎn)化器；旁邊頂電 流源M10，漏極電阻Rl 1、R12、對(duì)管MlOl和M102、源極電阻R13和電容C9構(gòu)成了同樣的差 分對(duì)形式，此為所述的偽幅度轉(zhuǎn)化器。M91和M92的柵極分別作為差模放大信號(hào)的輸入端， MlOl和M102共同作為共模參考電壓Vcom的輸入端。該比較模塊還具有一運(yùn)算器，包括比 較器Al，調(diào)整管Mll和第一、第二和第三分壓電阻R14、R15及R16。其中R14高電位端作為 Vde輸出，低電位端作為Vas輸出。如圖4所示，本發(fā)明實(shí)施例二比較模塊電路圖。該部分即是一個(gè)遲滯比較電路。比 較器A2的正輸入端接Vpeak ；M12和M13構(gòu)成一圖騰柱式的結(jié)構(gòu)，比較器A2的輸出端Loss 作為信號(hào)丟失告警。通常狀態(tài)比較器負(fù)輸入端接入下限閾值電壓Vas ；當(dāng)Vpeak電壓低于 Vas時(shí)，Loss端輸出高電平，比較器A2的負(fù)輸入端跳變?yōu)閂de，因此，除非Vpeak再次回升 超過Vde，否則，Loss端不會(huì)回復(fù)低電平，信號(hào)丟失告警將一直持續(xù)。從圖2、圖3和圖4所示實(shí)施例二的電路結(jié)構(gòu)，可知Vde = Vin, de*A*KdeVas = Vin, as*A*Kas其中，A是可變?cè)鲆娣糯笃鞯脑鲆妫琄是幅度轉(zhuǎn)化器的轉(zhuǎn)化系數(shù)，而遲滯系數(shù)
y y *
「00461 HYS = ^= de -
in, asas de ,由于Vde、Vas, Kas, Kde均為預(yù)設(shè)固定值，因此遲滯系數(shù)與輸入信號(hào)大小，可變?cè)?益放大器的增益均無關(guān)，是一個(gè)固定值，由電路元件參數(shù)決定。由實(shí)施例可看出，通過調(diào)節(jié)可調(diào)電阻(圖1中Rx)阻值，以改變可變?cè)鲆娣糯笃?的增益，就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)丟失信號(hào)檢測(cè)上限閾值、下限閾值的編程，同時(shí)還能保持遲滯系數(shù)穩(wěn)定。以上所述，僅為本發(fā)明較佳實(shí)施例而已，故不能依此限定本發(fā)明實(shí)施的范圍。依本 發(fā)明專利范圍及說明書內(nèi)容所作的等效變化與修飾，屬于本發(fā)明思路的內(nèi)容，皆應(yīng)仍屬本 發(fā)明涵蓋的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種信號(hào)檢測(cè)裝置，其特征在于，它包括一增益模塊；該模塊接入差分信號(hào)，具有一可變?cè)鲆娣糯笃鳎辉摽勺冊(cè)鲆娣糯笃魈幚?所述差分信號(hào)中的差模部分并得到一差模放大信號(hào)，同時(shí)還具有一調(diào)節(jié)器，通過該調(diào)節(jié)器 調(diào)整所述差模放大信號(hào)的增益；該模塊還具有一共模電壓跟隨器，用于跟隨調(diào)節(jié)器差分信 號(hào)中的共模信號(hào)的改變，并受所述差模放大信號(hào)增益的改變輸出一個(gè)相應(yīng)的共模參考值；一運(yùn)算模塊；該模塊具有一閾值生成器，用于接收所述共模參考值并加以運(yùn)算并得到 一上限和一下限閾值電壓輸出；該模塊還具有一幅度轉(zhuǎn)化器，用于接收所述差模放大信號(hào) 并將其幅度轉(zhuǎn)化為一特定的直流參量；以及一比較模塊；該模塊接收并遲滯比較所述直流參量與所述上、下限閾值電壓之間的差 異，并依結(jié)果輸出信號(hào)丟失告警。
2.如權(quán)利要求1所述一種信號(hào)檢測(cè)裝置，其特征在于所述調(diào)節(jié)器包括一連接在電源 與地之間的分壓電阻網(wǎng)絡(luò)，通過改變所述分壓電阻網(wǎng)絡(luò)的阻值參數(shù)而改變其輸出節(jié)點(diǎn)上的 電壓，并以該電壓控制所述可變?cè)鲆娣糯笃鞯脑鲆娲笮?，得到不同的所述差模放大信?hào)。
3.如權(quán)利要求2所述一種信號(hào)檢測(cè)裝置，其特征在于所述增益模塊中的可變?cè)鲆娣?大器包括多個(gè)級(jí)聯(lián)而結(jié)構(gòu)相同的差分放大器，且該多級(jí)差分放大器除最末一級(jí)以外，其余 各級(jí)均具有可調(diào)節(jié)的有源負(fù)載，所述有源負(fù)載均受控于所述分壓電阻網(wǎng)絡(luò)。
4.如權(quán)利要求3所述一種信號(hào)檢測(cè)裝置，其特征在于所述差分放大器的相同結(jié)構(gòu)包括MOS差分對(duì)管的漏極各自通過一漏極電阻連接到電 源端；所述差分對(duì)管的源極共同通過一尾恒流源接地，該尾恒流源為工作在飽和區(qū)的MOS 管；所述有源負(fù)載通過工作在飽和區(qū)的MOS管其源極漏極跨接在差分對(duì)的雙端輸出端實(shí) 現(xiàn)；第一級(jí)差分放大器的MOS差分對(duì)管柵極作為差分信號(hào)輸入端；末尾一級(jí)差分放大器的 雙端輸出作為差模放大輸出端；所有有源負(fù)載的柵極相連，再連接一跟隨管的柵極，該跟隨管柵極漏極相連再接一第 一恒流源到地；所述跟隨管的源極接所述分壓電阻網(wǎng)絡(luò)的所述輸出節(jié)點(diǎn)；其中，所有的所述第一恒流源與尾電流源實(shí)現(xiàn)形式相同，其所有柵極相連而接入相同 的偏置電壓，所有源極相連接地。
5.如權(quán)利要求4所述一種信號(hào)檢測(cè)裝置，其特征在于所述共模電壓跟隨器包括串聯(lián) 的一取樣電阻和一第二恒流源，其中取樣電阻端接電源；第二恒流源柵極和源極分別與所 述尾恒流源柵極和源極相連；所述取樣電阻與第二恒流源連接點(diǎn)作為共模參考輸出端。
6.如權(quán)利要求5所述一種信號(hào)檢測(cè)裝置，其特征在于所述所述閾值生成器包括一偽 幅度轉(zhuǎn)化器和一運(yùn)算器；所述偽幅度轉(zhuǎn)化器將來自所述共模電壓跟隨器的共模參考值轉(zhuǎn)化 為一閾值參考值，該閾值參考值接入所述運(yùn)算器得到所述上、下限閾值電壓。
7.如權(quán)利要求6所述一種信號(hào)檢測(cè)裝置，其特征在于所述偽幅度轉(zhuǎn)化器和所述幅度 轉(zhuǎn)化器均具有相同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的差分對(duì)形式。
8.如權(quán)利要求7所述一種信號(hào)檢測(cè)裝置，其特征在于所述差分對(duì)形式包括各自接有 漏極電阻的差分對(duì)管，該差分對(duì)管各自的柵極與漏極短接；所述的漏極電阻另一端相互連 接并通過一頂恒流源連接到電源端；所述差分對(duì)管源極相連再通過相互并聯(lián)的一源極電阻 和一源極電容連接到地；其中所述幅度轉(zhuǎn)化電路的差分對(duì)管兩個(gè)柵極分別連接所述差模放大輸出端，源極作為幅度轉(zhuǎn)化輸出端；偽幅度轉(zhuǎn)化電路的差分對(duì)管其中一個(gè)的柵極接所述 共模參考輸出輸出端，差分對(duì)管的源極作為偽幅度轉(zhuǎn)化輸出端，并且兩個(gè)差分對(duì)管漏極相 連。
9.如權(quán)利要求8所述一種信號(hào)檢測(cè)裝置，其特征在于所述運(yùn)算器包括一比較器，一調(diào) 整管和第一、第二及第三分壓電阻；其中所述調(diào)整管的源極漏極與所述第一、第二和第三分 壓電阻順次串聯(lián)后接入電源和地，調(diào)整管位于電源端，第三分壓電阻端接地；所述比較器的 負(fù)輸入端接所述偽幅度轉(zhuǎn)化輸出端，比較器輸出端接所述調(diào)整管柵極，正輸入端接所述第 二與第三分壓電阻的連接點(diǎn)；第一分壓電阻高電位端作為上限閾值輸出端，低電位端作為下限閾值輸出端。
10.如權(quán)利要求9所述一種信號(hào)檢測(cè)裝置，其特征在于所述遲滯比較器包括一比較器 和一對(duì)圖騰柱結(jié)構(gòu)MOS管，其圖騰柱結(jié)構(gòu)為一 PMOS管和一 NMOS管漏極與柵極各自相連實(shí) 現(xiàn)；所述比較器正輸入端接所述幅度轉(zhuǎn)化輸出端，負(fù)輸入端接所述圖騰柱結(jié)構(gòu)MOS管的漏 極，輸出端接MOS管的柵極；同時(shí)NMOS管源極接所述上限閾值輸出端；PMOS管源極接所述 下限閾值輸出端。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種信號(hào)檢測(cè)裝置，其特征在于它包括一增益模塊、一運(yùn)算模塊和一比較模塊。增益模塊內(nèi)部具有調(diào)節(jié)器，可調(diào)節(jié)地放大輸入差分信號(hào)中的差模信號(hào)，并連通內(nèi)部跟隨的共模參考值一起傳輸至運(yùn)算模塊；運(yùn)算模塊將共模參考值轉(zhuǎn)化為上、下限閾值電壓，同時(shí)將放大后的差模信號(hào)轉(zhuǎn)化為一直流參量，最后在比較模塊中，將直流參量與上、下限閾值電壓進(jìn)行遲滯比較，得出信號(hào)丟失告警?？勺?cè)鲆娣糯笃髦械恼{(diào)節(jié)器同對(duì)差模信號(hào)增益進(jìn)行調(diào)整，得到不同的上、下限閾值電壓作為依據(jù)進(jìn)行信號(hào)丟失判斷，可滿足常見多電平規(guī)范的信號(hào)丟失檢測(cè)判據(jù)，同時(shí)具有溫度補(bǔ)償和克服參數(shù)漂移的特點(diǎn)，電路工作狀態(tài)和遲滯系數(shù)穩(wěn)定性好。
文檔編號(hào)H04B17/00GK102088424SQ201010607020
公開日2011年6月8日 申請(qǐng)日期2010年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月24日
發(fā)明者林少衡 申請(qǐng)人:廈門優(yōu)迅高速芯片有限公司