专利名称：共模电压控制的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于产生指示差分信号对的第一信号和第二信号中的共模电压的控制电压的共模控制电路及其方法，例如，本公开应用于模拟电子电路和数字电子电路。
背景技术：
差模信号常用在电子电路中，这是因为与单端信号相比其抗扰度有所提高。在利用双极性电源的电路中，差分信号通常是互补的正信号和负信号，所述正信号和负信号是在不同的信号通路上发送的。信息表达为互补的信号之间的电压差。互补信号之和的额定值为零，但由于电路缺陷，可能形成非零之和，这可能导致将误差引入到该信息中。术语“共模电压”通常应用于所述互补信号之和的一半，该信号成分由所述互补信号共用。在利用单极性电源的电路中，差分信号绕着一阈值以互补的方式变化，该阈值通常为电源电压的电压Vdd和零电压或接地电压之间的一半，即Vdd/2。信息类似地表达为互补信号之间的电压差，但在该情况下，互补信号之和的额定值为Vdd。距该额定值的偏差的一半通常称为共模电压。因此，互补信号之和指示出共模电压的幅值。非零共模电压的存在可以降低模拟信号和数字信号的抗扰度。当互补信号中的共模电压为零时，两个信号将相对于一阈值同时改变极性，并且所述信号将具有相反的极性。取决于使用了双极电源还是单极电源，阈值可以是零电压或Vdd/2。如果所述信号中存在非零共模电压，则它们将在不同时刻改变极性， 因此两个信号将在某时间段期间具有相同的极性。这种情形在相对于阈值而限幅的二进制数字信号中可能特别成问题，因为小偏差通过限幅而被放大至最大幅度。补偿电路可以用在发送差分信号的装置中以调整差分信号来降低或消除共模电压。这样的调整可以基于共模电压的指示。因此，需要用于产生指示差分信号对中的共模信号的控制信号的电路和方法。
发明内容
根据第一方面，提供了一种用于产生指示差分信号对中的第一信号和第二信号中的共模信号的控制信号的共模控制电路，所述共模控制电路包括第一电荷控制部件，所述第一电荷控制部件用于根据所述第一信号和所述第二信号相对于阈值的极性来使施加到电容性元件的电荷变化，其中所述第一电荷控制部件可操作成响应于所述第一信号和所述第二信号都同时从所述第一信号和所述第二信号不同的极性切换极性而保持电荷流动的方向。根据第二方面，提供了产生指示差分信号对中的第一信号和第二信号中的共模信号的控制信号的方法，所述方法包括根据所述第一信号和所述第二信号相对于阈值的极性来改变电容性元件上的电荷，响应于所述第一信号和所述第二信号都同时从所述第一信号和所述第二信号不同的极性切换极性而保持所述电荷的流动方向。这样的共模控制电路和产生控制信号的方法实现低功耗。CN 102549920 A
所述第一电荷控制部件可操作成响应于所述第一信号和所述第二信号都同时从所述第一信号和所述第二信号不同的极性切换极性且所述电荷流动为零而保持所述电荷流动为零。相应地，所述方法可包括响应于所述第一信号和所述第二信号都同时从所述第一信号和所述第二信号不同的极性切换极性且所述电荷流动为零而保持所述电荷流动为零。因此，如果所述电容性元件在切换之前已充电到所需电压，该电压将被保持且不发生使电压变化而消耗功率。所述共模控制电路可包括用于所述第一信号的第一控制输入；用于所述第二信号的第二控制输入；用于所述控制电压的控制输出；其中，所述电容性元件包括第一电容性元件、第二电容性元件和第三电容性元件；其中，所述第三电容性元件的第一端连接到所述控制输出，所述第三电容性元件的第二端连接到参考电压；以及其中，所述第一电荷控制部件包括与非门，所述与非门具有连接到所述第一控制输入的第一输入、连接到所述第二控制输入的第二输入以及连接到所述第一电容性元件的第一端的输出，所述第一电容性元件的第二端连接到所述控制输出；以及或非门，所述或非门具有连接到所述第一控制输入的第一输入、连接到所述第二控制输入的第二输入以及连接到所述第二电容性元件的第一端的输出，所述第二电容性元件的第二端连接到所述控制输出。这使共模控制电路简单地实现。具体地，所述与非门可操作成响应于所述第一信号和所述第二信号都相对于所述阈值具有第一极性而在其输出处提供第一电压电平，否则在其输出处提供第二电压电平， 以及所述或非门可操作成响应于所述第一信号和所述第二信号都相对于所述阈值具有第二极性而在其输出处提供所述第二电压电平，否则在其输出处提供所述第一电压电平。所述第一极性可以对应于所述阈值以上的电压，所述第二极性可以对应于所述阈值以下的电压，但可选择地，电压相对于所述阈值的极性的相反设置是可以使用的。所述共模控制电路可包括第二电荷控制部件，其中所述第二电荷控制部件可操作成响应于所述第一信号和所述第二信号相对于所述阈值具有相同极性来经由电阻元件改变所述第一电容性元件、所述第二电容性元件和所述第三电容性元件上的电荷。所述第一电荷控制部件和所述第二电荷控制部件的结合可以使控制回路稳定性提高。所述共模控制电路可以设置在用于产生差分信号对的装置中，所述装置包括第一信号通路、第二信号通路和根据本发明的所述第一方面的共模控制电路，其中所述共模控制电路连接至用于接收所述差分信号对的所述第一信号的所述第一信号通路以及用于接收所述差分对的所述第二信号的所述第二信号通路，且所述装置可操作成响应于所述共模控制电路产生的所述控制信号来控制所述共模信号。因此，还提供了一种用于产生差分信号对的装置，所述装置包括第一信号通路、第二信号通路和根据本发明的第一方面的共模控制电路，其中所述共模控制电路连接至用于接收所述差分信号对的所述第一信号的所述第一信号通路以及用于接收所述差分对的所述第二信号的所述第二信号通路，且所述装置可操作成响应于所述共模控制电路产生的所述控制信号来控制所述共模信号。所述共模控制电路可以提供在用于产生脉宽调制差分信号对的设备中，所述设备包括用于产生差分信号对的装置。因此，提供了一种用于产生脉宽调制差分信号的设备，所述设备包括用于产生差分信号对的装置。用于产生脉宽调制信号的所述设备可以设置在积分器中。因此，提供了一种包括产生脉宽调制信号的设备的积分器。
现在将参照附图来仅通过示例描述优选实施方式，其中图1是用于产生差分信号对的装置的示意图；图2是共模控制电路的示意图；图3是共模控制电路的示意图；图4是共模控制电路的示意图；图5是积分器的示意图；图6是用于产生差分信号对的装置的示意图；图7是加法级和滤波器的示意图；图8是具备共模调整的电路的示意图；图9示出了与共模控制电路有关的信号的波形；以及图10是示出根据频率的幅度的波特图。
具体实施例方式参照图1，用于产生差分信号对的装置100具有信号源10，信号源10具有用于该差分信号对的第一信号r的第一输出12和用于该差分信号对的第二信号τ的第二输出 14。共模控制电路20具有第一控制输入22和第二控制输入Μ，第一控制输入22连接到信号源10的第一输出12以接收第一信号V+，第二控制输入M连接到信号源10的第二输出 14以接收第二信号V—。共模控制电路20响应于第一信号ψ和第二信号Ψ而在共模控制电路20的控制输出沈处产生控制信号V。tl。共模控制电路20的控制输出沈连接到信号源10的控制输入16以将控制信号Vetl传递至信号源10。响应于控制信号V。tl，信号源10 调整第一信号t和第二信号V—的共模信号。可以通过对差分信号对V+、T的第一信号V+和第二信号Ψ求和来得出该控制信号V。tl。图2示出了用于形成该和的低复杂度的共模控制电路。具有电容Cp的第一电容性元件250具有连接到第一控制输入22的第一端和连接到控制输出沈的第二端。具有电容 Cp的第二电容性元件260具有连接到第二控制输入M的第一端和连接到控制输出沈的第二端。具有电容Cs的第三电容性元件270具有连接到控制输出沈的第一端和连接到供给电压Vss的第二端，Vss可以是接地电压，但是也可以使用任何方便的参考电压。第一信号V+ 的变化引起第一电流在第一电容性元件250中流动，并且第二信号Ψ的变化引起第二电流在第二电容性元件260中流动。所述的第一电流和第二电流都在第三电容性元件270中流动，结果是控制信号V。tl指示第一信号V+和第二信号T之和。
然而，图2中示出的共模控制电路的缺点是即使是在控制信号V。tl已达到稳定值以及已进行调整以消除第一信号V+和第二信号Ψ的任何共模信号时，因第一信号V+和第二信号变化，所以第一电容性元件250和第二电容性元件沈0中发生电流流动。电流流动能够引起功耗。当第一信号V+和第二信号Ψ是在最大工作电压Vdd和最小工作电压Vss 之间变化的二进制信号时，由于电流流动最大化，该现象特别明显。参照图3，示出了共模控制电路300的另一实施方式，该共模控制电路可以用作图 1的装置100中的共模控制电路20。共模控制电路300具有第一控制输入22、第二控制输入M和控制输出26，它们对应于图1和图2中具有相同附图标记的元件。共模控制电路 300还具有第一电容性元件250、第二电容性元件260和第三电容性元件270，它们对应于图 2中具有相同附图标记的元件。控制输入22连接到与非门330的第一输入和或非门340的第一输入，并且控制输入M连接到与非门330的第二输入和或非门340的第二输入。第三电容性元件270具有连接到控制输出沈的第一端和连接到供给电压Vss的第二端，Vss可以是接地电压，但也可以使用任何方便的参考电压。与非门330的输出连接到第一电容性元件250的第一端，第一电容性元件250的第二端连接到控制输出26。或非门340的输出连接到第二电容性元件260的第一端，第二电容性元件沈0的第二端连接到控制输出26。为了简单，考虑Vss为零，在稳态条件下，控制信号V。tl可以表示为
权利要求
1.一种共模控制电路，用于产生指示差分信号对中的第一信号和第二信号中的共模信号的控制信号，所述共模控制电路包括第一电荷控制部件，所述第一电荷控制部件用于根据所述第一信号和所述第二信号相对于阈值的极性来使施加到电容性元件的电荷变化，其中所述第一电荷控制部件可操作成响应于所述第一信号和所述第二信号都同时从所述第一信号和所述第二信号的不同的极性切换极性而保持电荷流动的方向。
2.如权利要求1所述的共模控制电路，其中，所述第一电荷控制部件可操作成响应于所述第一信号和所述第二信号都同时从所述第一信号和所述第二信号的不同的极性切换极性且所述电荷流动为零而保持所述电荷流动为零。
3.如权利要求1或2所述的共模控制电路，所述共模控制电路包括用于所述第一信号的第一控制输入；用于所述第二信号的第二控制输入；用于所述控制信号的控制输出；其中，所述电容性元件包括第一电容性元件、第二电容性元件和第三电容性元件；其中，所述第三电容性元件的第一端连接到所述控制输出，所述第三电容性元件的第二端连接到参考电压；以及其中，所述第一电荷控制部件包括与非门，所述与非门具有连接到所述第一控制输入的第一输入、连接到所述第二控制输入04)的第二输入以及连接到所述第一电容性元件的第一端的输出，所述第一电容性元件的第二端连接到所述控制输出；以及或非门，所述或非门具有连接到所述第一控制输入的第一输入、连接到所述第二控制输入的第二输入以及连接到所述第二电容性元件的第一端的输出，所述第二电容性元件的第二端连接到所述控制输出。
4.如权利要求3所述的共模控制电路，其中，所述与非门可操作成响应于所述第一信号和所述第二信号都相对于所述阈值具有第一极性而在其输出处提供第一电压电平，否则在其输出处提供第二电压电平，以及所述或非门可操作成响应于所述第一信号和所述第二信号都相对于所述阈值具有第二极性而在其输出处提供所述第二电压电平，否则在其输出处提供所述第一电压电平。
5.如权利要求4所述的共模控制电路，其中，所述第一极性对应于所述阈值以上的电压，所述第二极性对应于所述阈值以下的电压。
6.如权利要求3、4或5所述的共模控制电路，其中，所述共模控制电路包括第二电荷控制部件，其中所述第二电荷控制部件可操作成响应于所述第一信号和所述第二信号相对于所述阈值具有相同极性来经由电阻元件改变所述第一电容性元件、所述第二电容性元件和所述第三电容性元件上的电荷。
7.一种用于产生差分信号对的装置，所述装置包括第一信号通路、第二信号通路和前述任一项权利要求中所述的共模控制电路，其中所述共模控制电路连接至用于接收所述差分信号对中的所述第一信号的所述第一信号通路以及用于接收所述差分信号对中的所述第二信号的所述第二信号通路，且其中，所述装置可操作成响应于所述共模控制电路产生的所述控制信号来控制所述共模信号。
8.一种用于产生脉宽调制差分信号对的设备，所述设备包括权利要求7所述的装置。
9.一种包括权利要求8所述的设备的积分器。
10.一种产生指示差分信号对中的第一信号和第二信号中的共模信号的控制信号的方法，所述方法包括根据所述第一信号和所述第二信号相对于阈值的极性来改变电容性元件的电荷，响应于所述第一信号和所述第二信号都同时从所述第一信号和所述第二信号的不同的极性切换极性而保持所述电荷的流动方向。
全文摘要
一种用于产生指示差分信号对的第一信号和第二信号中的共模信号的控制信号的共模控制电路(400)，所述共模控制电路包括第一电荷控制部件(300)，所述第一电荷控制部件用于根据所述第一信号和所述第二信号相对于阈值的极性来使所述电容性元件(250，260，270)上的电荷变化。所述第一电荷控制部件(300)可操作成响应于所述第一信号和所述第二信号都同时从相反的极性切换极性而保持电荷流动的方向。所述第一电荷控制部件(300)可操作成响应于所述第一信号和所述第二信号都同时从相反的极性切换极性且所述电荷流动为零而保持所述电荷流动为零。
文档编号H03F3/45GK102549920SQ201080036748
公开日2012年7月4日 申请日期2010年6月18日 优先权日2009年6月19日
发明者巴斯·普特尔 申请人:意法爱立信有限公司