专利名称：直流电压偏移消除电路及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电压偏移消除电路及系统，尤指一种结构简单、输入共模电压可控且反馈增益调节范围较大的直流电压偏移消除电路及系统。
背景技术：
在串行数据传输系统中，当要进行差分信号传输时，因差分信号在传输介质上的损耗，导致在差分信号的传输过程中，差分信号的共模电压会发生偏移，发送端与接收端会产生直流耦合，最终导致输入差分信号的直流电压发生偏移。另外，由于传输线路两端设备的供电状况并不完全相同，设备本身以及负载的不完全匹配等多个因素叠加起来，会在一定程度上降低信号采样的错误容限，使得误码率升高。因此有必要提供一种结构简单、输入共模电压可控且反馈增益调节范围较大的直流电压偏移消除电路及系统。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提供一种结构简单、输入共模电压可控且反馈增益调节范围较大的直流电压偏移消除电路及系统。一种直流电压偏移消除电路，所述直流电压偏移消除电路包括一第一输入端、一第二输入端、一与所述第一输入端及所述第二输入端相连的均衡器、一与所述均衡器相连的限幅放大器、一与所述限幅放大器相连的第一输出端、一与所述限幅放大器相连的第二输出端、一与所述均衡器及所述限幅放大器相连的低通滤波器及一与所述低通滤波器、所述均衡器、所述第一输入端及所述第二输入端相连的消除控制电路，所述消除控制电路包括一与所述第一输入端相连的第一电容、一与所述第二输入端相连的第二电容、一与所述第一电容相连的第一电阻、一与所述第一电阻相连的第二电阻、一与所述第二电阻相连的第三电阻、一与所述第三电阻相连的第四电阻、一第五电阻、一与所述第五电阻、所述第二电阻及所述第三电阻相连的第一场效应管、一与所述第三电阻、所述第四电阻及所述低通滤波器相连的第二场效应管及一与所述第一电阻、所述第二电阻及所述低通滤波器相连的第三场效应管。一种直流电压偏移消除系统，所述直流电压偏移消除系统包括一第一输入端、一第二输入端、一与所述第一输入端及所述第二输入端相连用于补偿所述第一输入端及所述第二输入端输入差分信号在传输介质上频谱分量损失的均衡器、一与所述均衡器相连用于控制所述第一输出端与所述第二输出端输出差分信号的幅度的限幅放大器、一与所述限幅放大器相连的第一输出端、一与所述限幅放大器相连的第二输出端、一与所述均衡器及所述限幅放大器相连用于滤除接收到的高频谱能量的低通滤波器及一与所述低通滤波器、所述均衡器、所述第一输入端及所述第二输入端相连用于消除所述低通滤波器传送的直流电压偏移的消除控制电路。相对现有技术，本发明直流电压偏移消除电路及系统将消除控制单元设于输入端与均衡器之间，将直流电压偏移消除后直接传送至均衡器的输入端，降低了高速通路负载， 提升了直流电压偏移消除的速度；且本发明通过对抽取电流大小的控制，实现了对输入共模电压的控制，结构简单，且反馈增益调节范围大。
图1为本发明直流电压偏移消除系统较佳实施方式的系统架构图。图2为本发明直流电压偏移消除电路较佳实施方式的电路图。
具体实施例方式请参阅图1，本发明直流电压偏移消除系统较佳实施方式包括一第一输入端、一第二输入端、一与该第一输入端及该第二输入端相连的均衡器、一与该均衡器相连的限幅放大器、一与该限幅放大器相连的第一输出端、一与该限幅放大器相连的第二输出端、一与该均衡器及该限幅放大器相连的低通滤波器及一与该低通滤波器、该均衡器、该第一输入端及该第二输入端相连的消除控制电路。该第一输入端与该第二输入端用于输入一对差分信号。该第一输出端与该第二输出端用于输出消除直流电压偏移后的一对差分信号。该均衡器用于对该第一输入端及该第二输入端输入的失真的差分信号进行调整，以补偿差分信号在传输介质上频谱分量的损失。该限幅放大器用于控制该第一输出端与该第二输出端输出的差分信号的幅度。该低通滤波器用于滤除接收到的高频谱能量，并将低频谱能量传送至消除控制单元。该消除控制单元用于消除该低通滤波器传送的直流电压的偏移。请参阅图2，图2为本发明直流电压偏移消除电路较佳实施方式的具体电路图。其中，该第一输入端为第一输入端INP，该第二输入端为第二输入端INN，该均衡器为均衡器 EQ，该限幅放大器为限幅放大器LA，该第一输出端为第一输出端0UTP，该第二输出端为第二输出端0UTN，该低通滤波器为低通滤波器LF，该消除控制电路包括一第一电容Cl、一第二电容C2、一第一电阻R1、一第二电阻R2、一第三电阻R3、一第四电阻R4、一第五电阻R5、 一第一场效应管Ml、一第二场效应管M2及一第三场效应管M3。本发明直流电压偏移消除电路较佳实施方式的具体电路连接关系如下该第一输入端INP与该第一电容Cl的一端相连，该第一电容Cl的另一端与该第一电阻Rl的一端及该均衡器EQ的一第一输入端相连。该第二输入端INN与该第二电容C2的一端相连，该第二电容C2的另一端与该第四电阻R4的一端及该均衡器EQ的一第二输入端相连。该第一电阻Rl的另一端与该第二电阻R2的一端共同连接该第三场效应管M3的漏极，该第二电阻 R2的另一端、该第三电阻R3的一端、该第五电阻R5的一端及该第一场效应管Ml的栅极、漏极共同连接一参考电压端Vref。该第三电阻R3的另一端及该第四电阻R4的另一端共同连接该第二场效应管M2的漏极。该第二场效应管M2的栅极与该低通滤波器LF的一第二输出端相连，并接收该低通滤波器LF输出的电压Vcmn。该第三场效应管M3的栅极与该低通滤波器LF的一第一输出端相连，并接收该低通滤波器LF输出的电压Vcmp。该第五电阻 R5的另一端连接一电源端VDD，该第一场效应管Ml的源级、该第二场效应管M2的源级及该第三场效应管M3的源级共同连接一接地端GND。该均衡器EQ的一第一输出端与该低通滤波器的一第二输入端共同连接该限幅放大器的一第一输入端，该均衡器EQ的一第二输出端与该低通滤波器的一第一输入端共同连接该限幅放大器的一第二输入端。该限幅放大器的一第一输出端连接该第一输出端0UTP，该限幅放大器的一第二输出端连接该第二输出端 OUTN0本发明直流电压偏移消除电路较佳实施方式的工作原理如下该第一电容Cl与该第二电容C2均为隔直耦合电容，该第二电阻R2的阻值与该第三电阻R3的阻值相等，该第一电阻Rl的阻值与该第四电阻R4的阻值相等，且该第二电阻R2的阻值与该第三电阻R3 的阻值远远小于该第一电阻Rl的阻值与该第四电阻R4的阻值。假设该第一输入端INP输入的信号没有直流电压偏移，该第二输入端INN输入信号的直流电压有偏移。该第一输入端INP与该第二输入端INN输入的差分信号经过该均衡器EQ及该低通滤波器LF之后，分别输出直流电压Vcmp与直流电压Vcmn。由于流过该第二场效应管M2的电流为
h = ；
其中K =, μ为场效应管工艺的迁移率，Cox为场效应管工艺的栅氧厚度，
V th为场效应管的阈值电压。由于该第四电阻R4的阻值远远大于该第三电阻R3的阻值，故该第二场效应管M2 的漏极电压Vd近似等于该第二输入端INN输入信号的直流电压Vn。则h= (Frif -ViVA= -m因此可从以上两式看出，该第三电阻R3和参考电压Vref的值是恒定不变的，则直流电压Vcmn与电流A是成正比关系的，输入信号的直流电压Vn与电流A是成反比关系的，输入信号的直流电压Vn与直流电压Vcmn是成反比关系的。当第二输入端INN的直流电压有偏移时，通过均衡器EQ和低通滤波器LF后的直流电压Vcmn会发生变化，从而导致该第二场效应管M2从该第三电阻R3与该第四电阻R4
组成的电路中抽取电流Ib，由于输入信号的直流电压Vn与电流厶是成反比关系的，因此输
入信号的直流电压Vn也会发生变化，变化后的直流电压Vn进一步被输入至整个电路，直到消除直流电压的偏移，该直流电压偏移消除电路处于稳定状态。同理，当第一输入端INP的直流电压有偏移时，通过均衡器EQ和低通滤波器LF后的直流电压Vcmp会发生变化，从而导致该第三场效应管M3从该第一电阻Rl与该第二电阻
R2组成的电路中抽取电流4，由于输入信号的直流电压Vp与电流4也是成反比关系的，
因此输入信号的直流电压Vp也会发生变化，变化后的直流电压Vp进一步被输入至整个电路，直到消除直流电压的偏移，该直流电压偏移消除电路处于稳定状态。本发明直流电压偏移消除电路及系统将消除控制单元设于输入端与均衡器之间， 将直流电压偏移消除后直接传送至均衡器的输入端，降低了高速通路负载，提升了直流电压偏移消除的速度；且本发明通过对抽取电流大小的控制，实现了对输入共模电压的控制， 结构简单，且反馈增益调节范围大。
权利要求
1.一种直流电压偏移消除电路，其特征在于所述直流电压偏移消除电路包括一第一输入端、一第二输入端、一与所述第一输入端及所述第二输入端相连的均衡器、一与所述均衡器相连的限幅放大器、一与所述限幅放大器相连的第一输出端、一与所述限幅放大器相连的第二输出端、一与所述均衡器及所述限幅放大器相连的低通滤波器及一与所述低通滤波器、所述均衡器、所述第一输入端及所述第二输入端相连的消除控制电路，所述消除控制电路包括一与所述第一输入端相连的第一电容、一与所述第二输入端相连的第二电容、一与所述第一电容相连的第一电阻、一与所述第一电阻相连的第二电阻、一与所述第二电阻相连的第三电阻、一与所述第三电阻相连的第四电阻、一第五电阻、一与所述第五电阻、所述第二电阻及所述第三电阻相连的第一场效应管、一与所述第三电阻、所述第四电阻及所述低通滤波器相连的第二场效应管及一与所述第一电阻、所述第二电阻及所述低通滤波器相连的第三场效应管。
2.如权利要求1所述的直流电压偏移消除电路，其特征在于所述第一输入端与所述第一电容的一端相连，所述第一电容的另一端与所述第一电阻的一端及所述均衡器的一第一输入端相连，所述第二输入端与所述第二电容的一端相连，所述第二电容的另一端与所述第四电阻的一端及所述均衡器的一第二输入端相连。
3.如权利要求2所述的直流电压偏移消除电路，其特征在于所述第一电阻的另一端与所述第二电阻的一端共同连接所述第三场效应管的漏极，所述第二电阻的另一端、所述第三电阻的一端、所述第五电阻的一端及所述第一场效应管的栅极、漏极共同连接一参考电压端。
4.如权利要求3所述的直流电压偏移消除电路，其特征在于所述第三电阻的另一端及所述第四电阻的另一端共同连接所述第二场效应管的漏极，所述第二场效应管的栅极与所述低通滤波器的一第二输出端相连，所述第三场效应管的栅极与所述低通滤波器的一第一输出端相连。
5.如权利要求4所述的直流电压偏移消除电路，其特征在于所述第五电阻的另一端连接一电源端，所述第一场效应管的源级、所述第二场效应管的源级及所述第三场效应管的源级共同连接一接地端。
6.如权利要求5所述的直流电压偏移消除电路，其特征在于所述均衡器的一第一输出端与所述低通滤波器的一第二输入端共同连接所述限幅放大器的一第一输入端，所述均衡器的一第二输出端与所述低通滤波器的一第一输入端共同连接所述限幅放大器的一第二输入端，所述限幅放大器的一第一输出端连接所述第一输出端，所述限幅放大器的一第二输出端连接所述第二输出端。
7.一种直流电压偏移消除系统，其特征在于所述直流电压偏移消除系统包括一第一输入端、一第二输入端、一与所述第一输入端及所述第二输入端相连用于补偿所述第一输入端及所述第二输入端输入差分信号在传输介质上频谱分量损失的均衡器、一与所述均衡器相连用于控制所述第一输出端与所述第二输出端输出差分信号的幅度的限幅放大器、一与所述限幅放大器相连的第一输出端、一与所述限幅放大器相连的第二输出端、一与所述均衡器及所述限幅放大器相连用于滤除接收到的高频谱能量的低通滤波器及一与所述低通滤波器、所述均衡器、所述第一输入端及所述第二输入端相连用于消除所述低通滤波器传送的直流电压偏移的消除控制电路。
8.如权利要求7所述的直流电压偏移消除系统，其特征在于所述消除控制电路包括一与所述第一输入端相连的第一电容、一与所述第二输入端相连的第二电容、一与所述第一电容相连的第一电阻、一与所述第一电阻相连的第二电阻、一与所述第二电阻相连的第三电阻、一与所述第三电阻相连的第四电阻、一第五电阻、一与所述第五电阻、所述第二电阻及所述第三电阻相连的第一场效应管、一与所述第三电阻、所述第四电阻及所述低通滤波器相连的第二场效应管及一与所述第一电阻、所述第二电阻及所述低通滤波器相连的第三场效应管。
9.如权利要求8所述的直流电压偏移消除系统，其特征在于所述所述第一输入端与所述第一电容的一端相连，所述第一电容的另一端与所述第一电阻的一端及所述均衡器的一第一输入端相连，所述第二输入端与所述第二电容的一端相连，所述第二电容的另一端与所述第四电阻的一端及所述均衡器的一第二输入端相连，所述第一电阻的另一端与所述第二电阻的一端共同连接所述第三场效应管的漏极，所述第二电阻的另一端、所述第三电阻的一端、所述第五电阻的一端及所述第一场效应管的栅极、漏极共同连接一参考电压端。
10.如权利要求9所述的直流电压偏移消除系统，其特征在于所述第三电阻的另一端及所述第四电阻的另一端共同连接所述第二场效应管的漏极，所述第二场效应管的栅极与所述低通滤波器的一第二输出端相连，所述第三场效应管的栅极与所述低通滤波器的一第一输出端相连，所述第五电阻的另一端连接一电源端，所述第一场效应管的源级、所述第二场效应管的源级及所述第三场效应管的源级共同连接一接地端，所述均衡器的一第一输出端与所述低通滤波器的一第二输入端共同连接所述限幅放大器的一第一输入端，所述均衡器的一第二输出端与所述低通滤波器的一第一输入端共同连接所述限幅放大器的一第二输入端，所述限幅放大器的一第一输出端连接所述第一输出端，所述限幅放大器的一第二输出端连接所述第二输出端。
全文摘要
一种直流电压偏移消除电路，包括一第一输入端、一第二输入端、一均衡器、一限幅放大器、一第一输出端、一第二输出端、一低通滤波器及一消除控制电路，所述消除控制电路包括一与第一输入端相连的第一电容、一与第二输入端相连的第二电容、一与第一电容相连的第一电阻、一与第一电阻相连的第二电阻、一与第二电阻相连的第三电阻、一与第三电阻相连的第四电阻、一第五电阻、一与第五电阻、第二电阻及第三电阻相连的第一场效应管、一与第三电阻、第四电阻及低通滤波器相连的第二场效应管及一与第一电阻、第二电阻及低通滤波器相连的第三场效应管。本发明还提供一种直流电压偏移消除系统。本发明降低了高速通路负载。
文档编号H03K19/003GK102340301SQ20111031544
公开日2012年2月1日 申请日期2011年10月18日 优先权日2011年10月18日
发明者张子澈, 李磊 申请人:四川和芯微电子股份有限公司