[發明專利]用于共模電平移位的系統和方法

有效

• 申請號: 201580016005.6
• 申請日: 2015-03-06
• 公開（公告）號: CN106134073B
• 公開（公告）日: 2018-04-24
• 發明（設計）人: M·李;X·孔;Z·朱;J·徐
• 申請（專利權）人: 高通股份有限公司
• 主分類號: H03F3/45
• 分類號: H03F3/45;H03K3/356
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司31100
• 代理人: 亓云

相關申請的交叉引用

本申請要求于2014年3月27日提交的題為“SYSTEMS AND METHODS FOR COMMON MODE LEVEL SHIFTING(用于共模電平移位的系統和方法)”的美國臨時專利申請No.14/228,049的權益，該臨時申請的全部內容由此通過援引納入于此。

技術領域

本申請涉及電壓控制，尤其涉及共模電壓電平移位。

背景

在差分信令中，按常規是要從低共模電壓域轉換至高共模電壓域。例如，接收機可使用要求相對較高的共模電壓的NMOS晶體管差分對。但是該系統的發射機或其他組件可能正使用低共模電壓。

例如，在一些高速有線應用中，接收機輸入信號終接在低共模電壓電平處，諸如0V或數百mV。為了進一步處理高速信號(例如，6-10Gb/s)，NMOS差分對由于較低寄生效應而一般優于PMOS，盡管一些應用使用PMOS。轉換緩沖器被用于將低共模電壓高速信號轉換為高共模電壓電平。

為了執行向高共模域的電平移位，按常規是要通過分流電容器來接收每個差分輸入信號。例如，一個差分輸入信號可記為rxinp(接收機輸入正)，而互補差分輸入信號可記為rxinn(接收機輸入負)。Rxinp將通過分流電容器來被接收。類似地，rxinn也將通過分流電容器來被接收。這些分流電容器阻擋收到的共模電壓，從而收到信號隨后使用例如分壓器來被推升以提供期望的相對較高的共模電壓。但是此種安排一般僅對相對較高頻率的差分信號奏效。隨著輸入頻率被降低，分流電容器將不僅阻擋收到的共模電壓，而且還阻擋該信號的交流(AC)部分。此種常規電平移位安排因此不適于某些寬帶應用。

因此，本領域需要在低頻域和高頻域兩者(寬帶操作)中工作的改善型共模電平移位器。

概述

提供了用于對共模電壓進行電平移位的電路。在一個示例中，一種電路通過分流電容器向輸出節點對提供電平移位差分輸入信號，從而跨這些輸出節點的輸出差分電壓具有等于閾值電壓產生設備的閾值電壓的共模電壓。這些輸出節點由電流源來驅動，這些電流源以前饋方式從差分輸入信號的共模電壓來被反向控制。

在一個實施例中，該電路的操作包括在將每個差分輸入電壓通過電容器耦合至其相應的PMOS晶體管的源極之時，分別用差分輸入電壓來驅動PMOS晶體管對的柵極。該電路的操作還包括將被驅動經過每個PMOS晶體管驅動的電流反向控制到針對這些差分輸入電壓的共模電壓。

在另一實施例中，該電路的操作包括在將該差分輸入電壓的每個分量通過電容器耦合至其NMOS晶體管的漏極時，用差分輸入電壓來驅動NMOS晶體管對的源極。該電路的操作還包括將被驅動經過每個NMOS晶體管驅動的電流反向控制到針對這些差分輸入電壓的共模電壓。

各種實施例提供了優于常規解決方案的一個或多個優勢。例如，受前饋控制的電流源提供共模電壓的可靠電平移位，從而允許應用接收具有較高或較低共模電壓的信號。而且，差分信號的AC分量——攜帶信息的部分——通過驅動輸出晶體管的各端口來調制諸輸出節點的電壓，甚至是在較低頻率的電壓。因此，可在寬帶應用中采用各種實施例。這些和其它優勢可通過以下詳細描述來更好地領會。

附圖簡述

圖1解說了根據本公開的實施例的具有電壓電平移位電路的示例系統。

圖2解說了根據本公開的實施例的用于共模電壓電平移位電路的示例架構。

圖3解說了根據本公開的實施例的用于共模電壓電平移位電路的另一示例架構。

圖4解說了根據本公開的實施例的用于圖2和3的系統的示例方法的流程圖。

詳細描述

在討論各種實施例之前，一些概念的說明可幫助理解以下示例。差分信令包括在兩個成對導體上傳送信息，其中一個導體上的分量與另一導體上的分量互補。因此，差分信號的這兩個互補分量通常被稱為正和負信號。常規的差分信令接收機檢測這兩個互補信號之差。

差分信令對于高速數據可能是有利的，這與單端信令(諸如其中信號以接地為參照)是相反的。例如，在具有單端信令的情況下，傳輸線受制于噪聲，諸如當毗鄰于傳輸線的晶體管切換狀態時。單端接收機因此可被噪聲所欺騙并造成比特差錯。但在差分信令中，噪聲均等地(或至少接近均等地)影響正信號和負信號，且常規接收機將在其檢測正信號與負信號之差時忽略該噪聲。

共模電壓包括該差分信號的以一個符號呈現在該導體對的兩個導體上的分量。共模電壓是每個導體的電壓的矢量和的一半。共模電壓由式1給出，其中V1是一個導體的電壓，而V2是另一導體的電壓：