[發(fā)明專利]一種高增益高補償范圍的均衡濾波器有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201410035279.7 | 申請日： | 2014-01-24 |
| 公開（公告）號： | CN103746671B | 公開（公告）日： | 2017-02-22 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 張長春;趙宗良;李志貞;趙江;劉蕾蕾;郭宇鋒 | 申請（專利權(quán)）人： | 南京郵電大學(xué) |
| 主分類號： | H03H17/02 | 分類號： | H03H17/02 |
| 代理公司： | 南京經(jīng)緯專利商標代理有限公司32200 | 代理人： | 葉連生 |
| 地址： | 210023 江*** | 國省代碼： | 江蘇;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 增益 補償 范圍 均衡 濾波器 | ||
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于半導(dǎo)體集成電路設(shè)計領(lǐng)域，主要涉及到一種高增益、高補償范圍的均衡濾波器。
背景技術(shù)
現(xiàn)代通信系統(tǒng)對通信速率的要求已越來越高，比如USB3.0、HDMI1.4、SATA3.0、PCI?Express等總線接口的傳輸速率已經(jīng)達到幾Gb/s甚至十幾Gb/s。在如此高的數(shù)據(jù)傳輸速率下，由趨膚效應(yīng)和介質(zhì)損耗所引起的數(shù)據(jù)傳輸信道高頻損耗將對信號的完整性產(chǎn)生嚴重影響，容易引起碼間串擾（Inter-Symbol?Interference，ISI）。比如，在3.125GHz下，當信道損耗大于6dB的時候，6.25Gb/s的數(shù)據(jù)在接收端的衰減將超過50%，此時信號眼圖完全閉合，數(shù)據(jù)變得不可恢復(fù)。
為了克服高速信號在信道中傳輸?shù)膿p耗問題，需要對經(jīng)過信道傳輸?shù)男盘栠M行高頻補償，也就是進行均衡。均衡器（Equalizer），特別是自適應(yīng)均衡器（Adaptive?Equalizer）在高速信號傳輸中被廣泛應(yīng)用。均衡濾波器（Equalizing?filter）是均衡器的關(guān)鍵部件，均衡濾波器的帶寬、增益及其可調(diào)范圍決定著均衡器的性能。
在集成電路中，均衡濾波器可分為數(shù)字和模擬兩大類。數(shù)字均衡器可以通過不同的算法實現(xiàn)均衡效果，但其存在依賴時鐘、可均衡的信號速率低、電路占用面積大等缺點。采用標準CMOS工藝實現(xiàn)的模擬均衡濾波器可均衡的信號速率較高，且結(jié)構(gòu)簡單，面積也相對較小。
為了使均衡器具有更高的均衡性能，需要均衡濾波器具有更高的帶寬、更高的高頻增益、更大的高頻補償范圍。為此，在基本均衡濾波器結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，帶有無源電感、有源電感、負電容、有源負反饋等具有帶寬展寬功能結(jié)構(gòu)的均衡濾波器被設(shè)計使用。
發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的：針對現(xiàn)有均衡濾波器對帶寬、增益等方面的要求越來越高，本發(fā)明的目的是提供一種高增益高補償范圍的均衡濾波器。
技術(shù)方案：為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明的一種高增益、高補償范圍的均衡濾波器，在傳統(tǒng)均衡濾波器結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，增加了一對可變電阻和可變電容。
所述的均衡濾波器由兩級級聯(lián)差分放大器和一級反饋差分放大器組成；
其中第一對NMOS管、第一對可變電阻和可變電容、第一對電阻組成第一級差分放大器；第一對電阻分別接在第一對NMOS管漏極與VDD之間做負載，第一對可變電阻和可變電容跨接在第一對NMOS管源極，第一對NMOS管（M1，M2）柵極分別接輸入Vin+、Vin-；
第二對NMOS管、第二對電阻組成第二級差分放大器，第二對電阻分別接在第二對NMOS管漏極與VDD之間做負載；
第三對NMOS管、第二對可變電阻和可變電容組成反饋差分放大器；第二級差分放大器的第二對NMOS管的柵極與第一級差分放大器的第一對NMOS管的漏極相連；反饋差分放大器的第三對NMOS管的柵極與第二級差分放大器的輸出Vout+、Vout-相連組成有源負反饋回路，第三對NMOS管源極跨接的可變電阻和可變電容，使反饋可調(diào)，第三對NMOS管的漏極輸出連接到第二對NMOS管的柵極，成為第二級差分放大器輸入的一部分；第一對可變電阻和可變電容、第二對可變電阻和可變電容均可通過控制電壓進行調(diào)節(jié)，進而改變均衡濾波器的頻譜特性。
通過對所述的均衡濾波器進行多級級聯(lián)，得到更高的電路性能，滿足均衡器對低頻和高頻增益補償能力以及增益補償范圍的需求。
有益效果：本發(fā)明在普通反饋差分對的源極跨接入并聯(lián)可變電阻和可變電容，通過控制電壓使反饋回路的低頻和高頻反饋量可調(diào)。可變電阻用于調(diào)節(jié)反饋的低頻增益，可變電容則負責調(diào)節(jié)反饋的高頻增益。從而增加了均衡濾波器的低頻、高頻增益及增益的可調(diào)范圍和補償能力。
附圖說明
圖1是傳統(tǒng)的均衡濾波器結(jié)構(gòu)；
圖2是本發(fā)明均衡濾波器結(jié)構(gòu)；
圖3是本發(fā)明均衡濾波器四級級聯(lián)圖；
圖4是本發(fā)明均衡濾波器四級級聯(lián)在不同電壓下的頻譜圖；
圖5是本發(fā)明均衡濾波器四級級聯(lián)對通過40英寸FR4印刷電路板線的6.25Gb/s信號的均衡效果圖；
具體實施方式
為了進一步說明本發(fā)明的優(yōu)勢，以下將結(jié)合附圖詳細說明本發(fā)明的具體實施方式和電路結(jié)構(gòu)。
所述的均衡濾波器由兩級級聯(lián)差分放大器和一級反饋差分放大器組成；
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