[發(fā)明專利]一種將單端信號轉(zhuǎn)換為差分信號的方法與電路

有效

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• 申請日: 2012-07-03
• 公開（公告）號: CN102723944A
• 公開（公告）日: 2012-10-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐延臻
• 申請（專利權(quán)）人: 佛山敏石芯片有限公司
• 主分類號: H03K19/0175
• 分類號: H03K19/0175
• 代理公司: 廣州科粵專利商標(biāo)代理有限公司 44001
• 代理人: 莫瑤江

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電子電路領(lǐng)域，尤其涉及的是一種將單端信號轉(zhuǎn)換為差分信號的方法與電路。

背景技術(shù)

跨阻放大器是將電流信號轉(zhuǎn)化成電壓信號并加以放大的電子電路。其最常見的用途之一是光電通信技術(shù)中用于光電接收器的前置放大器。用于光通信信號接收器中的跨阻放大器有兩種工作模式，即連續(xù)模式與突發(fā)模式。在突發(fā)模式下，信號流是斷續(xù)式的，前后兩段信號之間會有停頓，而且每段信號的強度可以有比較大的差異。突發(fā)模式功能要求對于跨阻放大器這來說是一個新的挑戰(zhàn)。同時，隨著光通信網(wǎng)絡(luò)速率的提高，經(jīng)光信號轉(zhuǎn)化而來的電信號一般都需要采用差分的形式。輸出信號為差分形式這一要求也是突發(fā)模式跨阻放大器設(shè)計遇到的另一個挑戰(zhàn)。

光信號經(jīng)光電二極管轉(zhuǎn)化與跨阻放大器放大產(chǎn)生的電信號一般為單端非差分信號。單端信號包含直流與交流兩部分。其中交流部分?jǐn)y帶通信信息，而直流部分只與放大器結(jié)構(gòu)有關(guān)與通信信號無關(guān)。差分信號一般只包含通信信息，其直流部分近似于零。將單端信號轉(zhuǎn)換為差分信號通常是利用一個直流恢復(fù)電路完成的。直流恢復(fù)電路的作用是利用負(fù)反饋回路產(chǎn)生一個與單端信號直流分量相等或相近的直流參考電壓。同時將單端信號與直流參考電壓連接到差分放大器的輸入端，輸出信號就變成了差分信號。現(xiàn)有突發(fā)模式跨阻放大器就是在上述直流恢復(fù)電路結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上增加一個負(fù)反饋回路時間常數(shù)選擇開關(guān)S來實現(xiàn)差分輸出轉(zhuǎn)換功能的（如圖1所示）。

因此，現(xiàn)有技術(shù)還有待于改進和發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種一種將單端信號轉(zhuǎn)換為差分信號的方法與電路，旨在解決現(xiàn)有的連續(xù)模式與突發(fā)模式的跨阻放大器不能互用，且用于突發(fā)工作模式的跨阻放大器需要在直流恢復(fù)電路結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上增加一個負(fù)反饋回路時間常數(shù)選擇開關(guān)來實現(xiàn)差分輸出轉(zhuǎn)換功能的問題。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種將單端信號轉(zhuǎn)換為差分信號的方法，其中，先利用高通濾波器消除信號中的直流成分；再利用差分施密特觸發(fā)器完成信號的差分轉(zhuǎn)化。

所述的將單端信號轉(zhuǎn)換為差分信號的方法，其中，在差分施密特觸發(fā)器的兩個輸入端之間設(shè)置直流偏壓電路，使施密特觸發(fā)器兩個輸入端的直流工作電壓趨向相等。

一種將單端信號轉(zhuǎn)換為差分信號的電路，其包括跨阻放大器、高通濾波器、交流耦合電阻、直流偏壓電路、穩(wěn)壓電容和施密特觸發(fā)器。跨阻放大器連接高通濾波器；高通濾波器連接施密特觸發(fā)器一個輸入端；施密特觸發(fā)器的另一個輸入端與地線之間連接穩(wěn)壓電容；交流耦合電阻設(shè)置在施密特觸發(fā)器的兩個輸入端之間；所述直流偏壓電路連接在施密特觸發(fā)器的兩個輸出之間，用于為施密特觸發(fā)器兩個輸入端提供直流工作電壓，使施密特觸發(fā)器兩個輸入端的直流工作電壓趨向相等。

所述的將單端信號轉(zhuǎn)換為差分信號的電路，其中，所述施密特觸發(fā)器為差分施密特觸發(fā)器。

所述的將單端信號轉(zhuǎn)換為差分信號的電路，其中，施密特觸發(fā)器的輸入級為CMOS管或或雙極晶體管。

所述的將單端信號轉(zhuǎn)換為差分信號的電路，其中，當(dāng)施密特觸發(fā)器的輸入級為CMOS管時，施密特觸發(fā)器的兩個輸入端之間的交流耦合電阻合并為一個電阻跨接在斯密特觸發(fā)器的兩個輸入端之間，所述直流偏壓電路直接連接在該電阻的任意一端，高通濾波器的電容連接跨阻放大器的輸出端，斯密特觸發(fā)器一個輸入端連接高通濾波器的輸出端，另一個輸入端通過穩(wěn)壓電容接地。

所述的將單端信號轉(zhuǎn)換為差分信號的電路，其中，在施密特觸發(fā)器的前端增加一級放大器，用于提高整個電路的工作范圍。

所述的將單端信號轉(zhuǎn)換為差分信號的電路，其中，在施密特觸發(fā)器的前端增加的放大器為差分放大器。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明通過先利用高通濾波器消除信號中的直流成分，再利用差分施密特觸發(fā)器完成信號的差分轉(zhuǎn)化。新方法最為明顯的優(yōu)勢是這種差分信號轉(zhuǎn)化方法既適用于連續(xù)模式跨阻放大器又適用于突發(fā)模式跨阻放大器。也就是說利用這種方法設(shè)計的跨阻放大器可以兼容連續(xù)與突發(fā)兩種應(yīng)用。在突發(fā)模式應(yīng)用中，這種跨阻放大器無需現(xiàn)有技術(shù)中的外部控制信號。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有突發(fā)模式跨阻放大器的差分轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)。

圖2是本發(fā)明提供的電路的原理框圖。

圖3是本發(fā)明提供的優(yōu)選實施例一的電路原理圖。

圖4是本發(fā)明提供的優(yōu)選實施例二的電路原理圖。

圖5是本發(fā)明實施例的基礎(chǔ)上進一步改進后的電路原理圖。

圖6是本發(fā)明提供的電路處理的信號波形圖。

具體實施方式