[發明專利]串行信號通信接收端的信號檢測電路和方法

在審

• 申請號: 201310696474.X
• 申請日: 2013-12-18
• 公開（公告）號: CN104734675A
• 公開（公告）日: 2015-06-24
• 發明（設計）人: 沈炎俊;唐重林;劉寅
• 申請（專利權）人: 北京華大九天軟件有限公司
• 主分類號: H03K5/19
• 分類號: H03K5/19
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

技術領域

本發明涉及集成電路技術領域，特別是串行信號通信接收端的信號檢測電路和方法。

背景技術

在串行信號通信中，發送端發出的信號需要經過線纜傳輸到接收端，而線纜的長度根據實際的應用場景來決定。通常情況下，線纜長度越長，其對輸入信號高頻部分的衰減就越多，此外當信號的速率變大時，衰減就更加厲害。因此通常需要在接收端加上一個均衡器，來補償信號的高頻衰減部分。理想情況下，線纜和均衡器級聯后在所關心的頻率范圍內是一條平坦的線，從而可以得到質量比較好的輸入信號給后續電路。但是在接收機的前端加上均衡器也會帶來的一個問題是，當輸入端沒有信號時，即只有噪聲存在的情況下，均衡器也同樣會將其放大，當均衡器的增益比較大時，其輸出的噪聲信號就會被誤認為是正常的信號，從而影響了整個系統。

發明內容

本發明為了解決上述問題，提供了用于串行信號通信接收端的信號檢測電路和方法，可以由寄存器配置來模擬噪聲的幅度大小，通過輸出反饋控制的方式來調節觸發器的閾值電壓，并引入數字延時單元來防止誤判。

本發明的技術方案如下：

串行信號通信接收端的信號檢測電路，其特征在于：參考電平Vref由信號的輸入共模電平VinN產生，而VinN為兩路差分預放大器的共同輸入部分，兩路差分預放大器的輸出分別連接到兩路差分功率檢測電路的柵極，差分檢測的源級連接在一起作為一路輸出。輸出后的電平信號連接到施密特觸發器進行比較后連接到數字計數單元，數字計數單元經反相后連接到觸發器的差分開關的柵極。

所述參考電壓Vref是由運放精確控制的電阻比值的方式來實現，其中VinN連接運放的P端，運放的輸出連接到NMOS管的柵極，NMOS管的源級連接運放的N端。

所述輸入共模電平VinN連接到兩路差分預放大器的柵極。

所述預放大器中的電流IBIAS1可以由寄存器來配置，從而可以實現靈活的增益。

所述預放大器的差分輸出分別連接到其中一路的功率檢測電路的柵極，它們的源級連接在一起作為輸出，在輸出端分別連接一個電容和一個小的電流源到地。

所述信號檢測電路的輸出信號經過一級反相器后來控制觸發器的開關管MN10。

所述當信號檢測電路輸出邏輯低電平時，反相輸出為邏輯高電平，開關管MN10導通，電流源IBIAS4流過開關管MN10，IBIAS4的大小可以通過寄存器配置來調節，從而可以改變觸發器閾值電壓的大小。

所述為了減小失調，使用了差分對管MN10和MN11，其中MN10管的柵極連接信號檢測電路的反向輸出，漏極連接到MP0的漏極，而MN11管的柵極接地，漏極連接到MP1的漏極。

所述為了防止誤判，在施密特觸發器的輸出端連接了一個數字電路實現的計數單元，該計數單元的功能是由一個參考時鐘對觸發器的輸出邏輯電平進行計數（時鐘上升沿到來時，讀取輸出的值，如果為邏輯高電平，則計數器值加1；否則該計數器值保持不變）。當經過1000個時鐘周期后，讀取計數器器的值，如果它大于900，則計數單元輸出邏輯高電平，即表明此時芯片的輸入端有信號；反之，則輸出邏輯低電平，即表明此時芯片的輸入端沒有檢測到信號。

串行信號通信接收端的信號檢測方法，如圖1所示。圖中VinP為芯片的輸入信號，VinN是輸入共模電平，Vref為由共模電平產生的一個參考電平，并可以通過寄存器來調節它與VinN之間的差值，該差值用于模擬預估的噪聲電平；在高速串行通信的接收端的信號比較弱，所以需要先經過預放大器進行放大；然后將放大后的預估噪聲信號和實際信號分別連接到功率檢測電路進行整流濾波，分別輸出電平V1和V2；接著連接至施密特觸發器比較輸出后得到Vout；為了防止單次誤判，在施密特觸發器的輸出端連接了一個數字電路實現的計數單元，計數單元的輸出經反相后連接到施密特觸發器的一個輸入端（MN10）來控制其閾值電壓。當計數單元輸出邏輯高電平時，表明芯片輸入口有信號；反之，當輸出邏輯低電平時，表明芯片輸入口沒有信號。

本發明的有益效果如下：

采用信號檢測電路可以避免噪聲帶來的誤判，從而使得系統可以在只存在信號的情況下正常工作。另外加入了數字計數單元，更加保證了系統的可靠性。

附圖說明

圖1??為本發明的模塊級聯框圖。

圖2??為本發明的預放大器結構示意圖。

圖3??為本發明的Vref產生電路結構示意圖。

圖4??為本發明的功率檢測結構示意圖。

圖5??為本發明的施密特觸發器及數字延時單元結構示意圖。