适用于多电平脉冲幅度调制的自适应连续时间线性均衡器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及高速串行链路系统中高速信号的模拟均衡电路设计领域，具体为自 动补偿高速信号在传输过程中损耗的高频分量（即适用于多电平脉冲幅度调制的自适应 连续时间线性均衡器）。
【背景技术】
[0002] 高速串行数据在链路中传输时，受限于信道带宽（高频电介质损耗以及趋肤效 应），信号的高频分量严重衰减，导致码元波形畸变、展宽，并且单个码元对应的波形会出现 很长的拖尾。前后码元畸变波形的叠加，影响到当前码元的抽样时刻上，从而对当前码元的 判决造成干扰，这就是所谓的码间干扰现象。随着数据速率的提升，码间干扰现象也越为明 显。其中提升信道带宽的方法之一是采用模拟电路对信道损失的高频分量进行补偿，即连 续时间线性均衡器电路。但当前随着单线的数据传输速率上升，单纯的均衡已经不能应对 信号完整性问题，多电平传输模式能降低对信号带宽的要求，是高速串行链路系统中需要 结合的解决方案。
[0003] 连续时间均衡器电路具有电路代价少，提供高频增益高的优点。但如果连续时间 线性均衡器提供过量的高频增益，却也会造成码元波形的严重畸变，影响链路的传输性能。 传统的连续时间均衡器电路在补偿信号高频分量比例的同时也会削弱信号的低频分量，故 连续时间均衡器的自适应结构必须同时兼顾信号的高频分量与低频分量。连续时间线性均 衡器的自适应结构有两种。一、判决器前后信号高频分量比例比较法；二、自身信号频率分 量比较法。
[0004] 判决器前后信号高频分量比例比较法，先采用限幅放大器对两电平模式的信号进 行判决，然后分别对判决前后的信号分别都进行低通、高通滤波，再进行功率比较。低通分 量的比较结果，用于调整判决器输出信号的幅度；高通分量的比较结果，用于调整连续时间 线性均衡器的高频增益。此种方法采用了限幅放大器，会使多电平的信号畸变，因此只能适 用于两电平传输模式，不能适用于多电平的信号。
[0005] 自身频率比较法，针对特定的数据传输速率，设定高频分量与低频分量的分界频 率，使两者理论上相等。电路设计上，先对接收信号进行高通滤波与低通滤波，然后整流、比 较功率大小，以此作为控制连续时间均衡器收敛的控制依据。因为不同数据传输速率对应 的高频分量-低频分量分界频率点不同，因此此种连续时间均衡器自适应结构只能工作在 特定的数据传输速率，使用范围非常窄。
[0006] 适用于多电平模式高速串行链路的自适应连续时间均衡器需要解决以下问题：采 用限幅放大器会使多电平信号畸变，故不能采用限幅放大器调整信号的低频分量，就必须 设计新型的连续时间线性均衡器电路，能够在调整高频分量比例的同时，不影响低频分量。
【发明内容】
[0007] 本发明要解决的技术问题是如何设计新型的连续时间线性均衡器电路从而实现 多电平模式的自适应模拟均衡。输入信号经过连续时间线性均衡器高频补偿后得到的高频 分量与目标基准信号的高频分量功率比较，获取的电压信息，通过积分型电荷泵积分反馈 到连续时间线性均衡器，调整高频补偿力度。本发明在于如何实现新型的连续时间线性均 衡器，能在调整高频分量比例的同时，不影响低频分量。
[0008] 为了解决上述技术问题，本发明提供一种适用于多电平脉冲幅度调制的自适应连 续时间线性均衡器，包括连续时间线性均衡器、多电平接收器、参考信号发生器、反馈信号 发生器和积分型电荷泵块构成一个闭环；所述连续时间线性均衡器接收来自于信道的受干 扰信号Vin，并根据控制信号Vctrl的电压大小控制其高频增益对输出信号进行高频补偿， 之后输出输出信号Veq;所述多电平接收器接收输出信号Veq，并经过判决及译码后输出两 比特的数字信号MSB与LSB;所述参考电平发生器利用两比特数字信号MSB与LSB再生标准 参考信号Vref;所述反馈信号发生器通过对输出信号Veq和输出信号Vref进行大小比对 后输出反馈信号Vfb;所述积分型电荷泵对反馈信号Vfb进行积分后获得控制信号Vctrl。
[0009] 作为对本发明所述的适用于多电平脉冲幅度调制的自适应连续时间线性均衡器 的改进：所述连续时间线性均衡器采用三级差分级联构成，第二级差分电路与第三级差分 电路的源级接入成互补结构，实现调整高频分量比例同时，不改变低频分量。
[0010] 作为对本发明所述的适用于多电平脉冲幅度调制的自适应连续时间线性均衡器 的进一步改进：所述连续时间线性均衡器的三级差分级联中，晶体管11与晶体管12构成 第一级差分对，其源端负反馈接入固定电阻Rsl与可变电容Csl;晶体管N_3与晶体管N_4 构成第二级差分对，其源端负反馈接入固定电阻Rs2与晶体管N_8;晶体管N_5与晶体管 N_6构成第三级差分对，其源端负反馈接入可变电容Cs3,固定电阻Rs3以及晶体管N_9。
[0011] 作为对本发明所述的适用于多电平脉冲幅度调制的自适应连续时间线性均衡器 的进一步改进：所述多电平接收器通过晶体管串联结构增大初始增益值，加快采样速率； 通过双尾电流堆叠结构降低电源电压要求；并额外采用时钟控制晶体管放电，加快电路复 位。
[0012] 作为对本发明所述的适用于多电平脉冲幅度调制的自适应连续时间线性均衡器 的进一步改进：所述多电平接收器由三个判决器与译码器构成；所述输出信号Veq分别输 入三个判决器后获得判决结果Voutl、判决结果V〇ut2与判决结果V〇ut3 ;所述判决结果 Voutl、判决结果Vout2与判决结果Vout3通过对应的译码器译码成实际的两比特信号MSB 与LSB〇
[0013] 作为对本发明所述的适用于多电平脉冲幅度调制的自适应连续时间线性均衡器 的进一步改进：所述积分型电荷泵采用校准共源共栅结构增大电流镜输出电阻，增强积分 器的稳定积分性能。
[0014] 作为对本发明所述的适用于多电平脉冲幅度调制的自适应连续时间线性均衡器 的进一步改进：所述积分型电荷泵由N_1、N_2、P_1、P_3、P_11与P_12、P_5、P_6、N_3与N_4、 P_2、P_4、P_13 与P_14、P_7、P_8、N_5 与N_6、N_9、N_10、N_ll与N_12、P_9、P_10、N_7 与 N_8、电容C构成；其中，P_1、P_3、P_11与？_12构成电流镜II#_5、？_6、13与14构成电 流镜II的校准电路；P_2、P_4、P_13与P_14构成电流镜12 ;P_7、P_8、N_5与N_6构成电流 镜12的校准电路；N_9、N_10、N_11与N_12构成电流镜13 ;P_9、P_10、N_7与N_8构成电流 镜13的校准电路；所述电流镜II的电流完全灌入13;所述反馈信号Vfb作用到差分对管 N_1、N_2的栅极，此刻P_1、P_3、P_2与P_4都作为差分对N_1、N_2的电流源负载；当Vfb为 正时，P_2、P_4、P_13与P_14构成的电流镜电流12,大于P_l、P_3、P_ll与P_12构成的电 流镜电流13,P_13、P_14、N_11与N12支路的电流流入电容C，对电容充电，输出电压Vctrl 上升；当Vfb为负时，电容C通过晶体管N_11、N_12放电，输出电压Vctrl下降。传统的连 续时间均衡器在提高高频分量比例的同时，会降低低频分量，一方面使得整体信号的包络 幅度下降，另一方面不利于均衡器的自适应调整。传统的判决器前后信号高频分量比例比 较法，采用限幅放大器实现，不能保证线性度，无法向多电平模式推广。本发明，将可变增益 放大器结合到连续时间线性均衡器的设计中，实现了在调整高频分量比例的同时，不影响 低频分量，从而能实现多电平模式的自适应模拟均衡调节。
[0015] 本发明提出的连续时间线性均衡器及其自适应结构在实现信号均衡时，使用连续 时间线性均衡器补偿信号的高频分量（同时保持低频分量）；连续时间均衡器的输出信号 经过多电平接收器判决译码成数字逻辑；所得的数字逻辑由参考电平发生器产生标准的多 电平模拟信号；将连续时间线性均衡器的输出信号与参考电平发生器产生的标准信号输入 到反馈信号发生器，比较两者高频分量的功率大小，获取反馈控制信号；若均衡后信号高频 分量小于标准信号，则增大连续时间线性均衡器的高频增益，反之，减少连续时间线性均衡 器的高频增益；对连续时间均衡器的控制操作由积分型电荷泵的输出电压实现。当连续时 间线性均衡器的高频分量与标准信号相等时，则积分型电荷泵输出电压不再改变，信号也 实现了自适应均衡。
【附图说明】
[0016] 下面结合附图对本发明的【具体实施方式】作进一步详细说明。
[0017]图1为本发明的自适应连续时间线性均衡器的系统结构图；
[0018] 图2为本发明的连续时间线性均衡器1的结构图；
[0019] 图3为本发明的连续时间线性均衡器1的电路结构图；
[0020] 图4为本发明的多电平接收器2的结构图；
[0021] 图5为本发明的多电平接收器2中判决器21的电路结构图；
[0022] 图6为本发明的多电平接收器2中的译码逻辑真值表；
[0023] 图7为本发明的参考信号发生器3的电路结构图；
[0024] 图8为本发明的反馈信号发生器4的电路结构图；
[0025] 图9为本发明的积分型电荷泵电路5的结构图。
【具体实施方式】
[0026] 实施例1、图1给出一种适用于多电平脉冲幅度调制的自适应连续时间线性均衡 器，其包括连续时间线性均衡器1、多电平接收器2、参考信号发生器3、反馈信号发生器4和 积分型电荷泵5五个部件组成。
[0027] 连续时间线性均衡器1接收来自于信道的受干扰信号Vin，根据控制信号Vctrl 的电压大小控制其高频增益对输出信号进行高频补偿（即均衡），均衡所得的输出信号为 Veq〇
[0028] 多电平接收器2由判决器21与译码电路22组成。它接收来自于连续时间线性均 衡器1的输出结果Veq，经过判决及译码后输出两比特的数字信号MSB与LSB。
[0029] 参考电平发生器3利用多电平接收器2所得的两比特数字信号MSB与LSB再生标 准参考信号Vref。
[0030] 反馈信号发生器4由两个高通滤波器41、42与一个功率比较器43构成。连续时 间线性均衡器1的输出信号Veq与参考信号发生器3的输出信号Vref分别