电源噪声降低电路和电源噪声降低方法_3

文档序号:8415232阅读:来源:国知局
那样,电源轨312上形成的噪声可以是谐振噪声。例如,由于切换由驱动器304A、304B传输的一个或者多个信号,因此可以在电源轨312上形成谐振噪声。当由驱动器304A、304B传输的噪声同步切换时,由信号切换导致的噪声的量增加。由于驱动器304A、304B的同步开关输出(SSO),由信号的同步切换导致的噪声被称为“同步开关噪声”(SSN)。在一个实施例中,电源轨312上的作为切换信号的结果的噪声的量取决于在电源轨312和电源电压310之间的连接处的寄生电容的量和裸片308的内部电容的量。例如,电源轨312和电源电压310之间的连接处的更高的寄生电感可以在电源轨312上导致更高量的噪声。类似地,裸片308的更小的内部电容可以在功率轨312上导致更高量的噪声。注意,在一个实施例中,电源轨312上的噪声也可以是一个或者多个接收器316A、316B开关状态的结果。在一个实施例中,当耦合到接收器上的线上的信号切换至高状态时,根据楞次定律由于切换导致的线上的电压噪声可以经由端接电路装置(例如,图3的电阻器314A、314B)从线被耦合到电源轨 312。
[0038]在本公开的一个实施例中,为了防止噪声从电源轨312经由电阻器314A、314B耦合到信号,接收器侧IC裸片308包括在电源轨312和地轨318之间耦合的二极管320和电阻器321。二极管320和电阻器321被配置成基于电源轨312上的电压满足或者超过高电压阈值,泄放在电源轨312上的部分的电流。在一个实施例中,二极管320施加高电压阈值,并且高电压阈值可以基于例如,如上文所描述的那样,二极管320的拐点电压和/或二极管320的一个或者多个其它参数。该部分的电流的泄放将电源轨312上的电压限幅,因而防止电压超过一些电压电平。电源轨312上的电压的限幅将电压降低至高电压阈值之下,因而将电压从高电压状态去除,同时抑制谐振噪声。二极管320和电阻器321也被配置成当电源轨312上的电压小于高电压阈值时泄放电源轨312上的更小部分的电流。更小部分的电流的泄放不显著地影响电源轨312上的电压。
[0039]在本公开的一个实施例中,基于发射器侧IC裸片302的驱动器304A、304B优化由二极管320和电阻器321泄放的电流的量。例如,如果预期驱动器304A、304B将导致经传输的信号同步切换并且该状态将在接收侧的电源轨312上导致高噪声水平,则相应地设计二极管320和/或电阻器321的参数。在该示例中,高噪声水平可以导致电源轨312上的电压显著地高于高电压阈值。因此,为了将电压降低至高电压阈值之下,同时抑制可能的谐振噪声,从电源轨312泄放相对较大量的电流,并且基于该目标设计电阻器321的电阻值(例如,选择相对较小的电阻值用来泄放相对较大量的电流)。备选地,如果预期驱动器304A、304B将不会导致经传输的信号同步切换,或者电源轨312上的电压将不会超过高电压阈值,则设计电阻器321的电阻值用来从电源轨312泄放更小量的电流。
[0040]图3中图示的本公开的实施例描绘了具有两个驱动器304A、304B的发射器侧IC裸片302以及具有两个接收器316A、316B的接收器侧IC裸片308。进一步地,在图3中,二极管320和电阻器321共同包括单个限幅电路部件,用于抑制来自电源轨312的噪声耦合到经由传输线306A、306B接收的信号。然而,在本公开的其它实施例中,裸片302包括多于两个的驱动器,并且裸片308包括多于两个的接收器。在这些示例中,可以使用一个以上的限幅电路部件用来抑制来自电源轨312的噪声耦合到信号。例如,在其中发射器侧裸片302包括十六个驱动器并且接收器侧裸片308包括十六个接收器的示例中,两个限幅电路部件被耦合在电源轨312和地轨318之间。在一个实施例中,这两个限幅电路部件被并联连接到彼此以实现期望的限幅。在设计限幅电路或者将被包括在接收器侧IC裸片308上的电路时,可以考虑进去包括在传输侧IC裸片302的驱动器的数目和/或由这些驱动器所产生的噪声的量。可以基于这些参数优化包括在裸片308上的限幅电路的数目和限幅电路的参数。
[0041]图4是描绘了包括配置以分别产生输出517A、517B的多个接收器516A、516B的接收器侧IC裸片508的框图。在一个实施例中,接收器516A、516B中的每个都被实现为差分接收器。在通信系统500中,发射器侧IC裸片502包括用于经由第一传输线506A将第一信号传输至接收器侧IC裸片508的驱动器504A。发射器侧IC裸片502进一步包括用于经由第二传输线506B将第二信号传输至接收器侧IC裸片508的驱动器504B。接收器侧IC裸片508在第一输入节点507A处接收第一信号,在第二输入节点507B处接收第二信号。输入节点507A、507B被分别耦合到接收器516A、516B的输入端子。电阻器514A被耦合在接收器侧IC裸片508的输入节点507A和电源轨512之间,并且电阻器514B被耦合在输入节点507B和电源轨512之间。接收器侧IC裸片508的电源轨512从裸片外PCB的电源电压Vbrd 510接收电压。在电源轨512和电源电压Vfcd 510之间的连接上的寄生电感在图4中由电感器540表不。
[0042]为了抑制来自电源轨512的噪声经由电阻器514A、514B耦合到第一信号和第二信号,裸片508包括在裸片508的地轨518和电源轨512之间耦合的二极管520和电阻器521。上文参考图2和图3描述了使用二极管520和电阻器521抑制来自电源轨512的噪声親合到第一信号和第二信号。
[0043]尽管使用了二极管520和电阻器521,但是一些量的噪声可以仍然从电源轨512耦合到第一和第二信号。在本公开的一个实施例中,为了去除耦合到信号的至少部分噪声,接收器侧IC裸片508使用参考电压产生方案。具体地,包括在裸片508上的接收器516A、516B中每个都包括(i)耦合到裸片508的输入节点的第一输入(ii)配置以接收参考电压的第二输入。因此,如图4所示,接收器516A具有耦合到输入节点507的第一输入和配置以接收参考电压550A的第二输入。类似地,接收器516B具有耦合到输入节点507B的第一输入和配置以接收参考电压550B的第二输入。
[0044]在其中接收器516A、526B被实现为差分接收器的实施例中,由接收器516A产生的输出517A基于经由接收器516A的第一输入接收的信号与经由第二输入接收的参考电压550A之间的差值。类似地,在该实施例中,由接收器516B产生的输出517B取决于经由接收器516B的第一输入接收的信号与经由第二输入接收的参考电压550B之间的差值。参考电压550A据称“跟踪”经由电阻器514A耦合到第一信号的噪声,而参考电压550B据称“跟踪”经由电阻器514B耦合到第二信号的噪声。具体地,耦合到第一信号和第二信号的噪声可以导致(i)第一信号的电压超过其相应的额定值量,和(ii)第二信号的电压超过其相应的额定值量Δν2,并且参考电压550A、550B可以分别同样地增加量AVjP AV2。因此,例如,如果耦合到第一信号的噪声导致第一信号的电压在一段时间期间超过其额定值0.15V,则参考电压550A在该段时间期间也可以增加0.15V。在一个实施例中,因为电压增加AV1和八^是电源轨512上的噪声的结果,所以参考电压550A、550B分别增加量八八和AV2,并且电源轨512上的噪声以与在电源轨512和参考电压550A、550B之间相同的方式被耦合在电源轨512与第一输入节点507A和第二输入节点507B之间。
[0045]当接收器516A、516B执行减法操作时,耦合到第一信号和第二信号的噪声的至少一部分在输出517A、517B被去除。注意,接收器侧IC裸片508包括用于在裸片508处保持低噪声信号的两个机制:(i) 二极管520和电阻器521降低电源轨512上的噪声因此降低从电源轨512耦合到第一信号和第二信号的噪声的量,和(ii)参考电压产生方案经由减法操作过滤第一信号和第二信号以去除耦合到信号的噪声。
[0046]图5是根据本发明的一个实施例描绘了包括核心电压轨660和配置以泄放核心电压轨660上的部分的电流的限幅电路664的接收器侧IC裸片608的框图。IC裸片可以包括多个电压轨。在图5中图示的本公开的实施例中,IC裸片608包括电源轨612和核心电压轨660。电源轨612被配置以提供操作电压给裸片608的各种部件,并且耦合到裸片外PCB的电源电压Vfcd 610。核心电压轨660被配置以提供操作电压给IC裸片608的子电路662和/或裸片608的其它部件。
[0047]由于发射器侧IC裸片602的驱动器604所产生的信号的切换,可以在电源轨612上形成噪声。如图5中图示的那样,IC裸片608经由传输线606接收信号,传输线606经由端接电路装置614被耦合到电源轨612。具体地,在IC裸片608的输入节点607处接收信号,其中输入节点607被耦合到接收器616的输入端子。为了抑制来自电源轨612的噪声经由端接电路装置614到接收到的信号的耦合,IC裸片608包括电路部件620。电路部件620被耦合在IC裸片608的电源轨612和地轨618之间,并且可以包括一个或者多个有源和/或无源电路部件,用于抑制来自电源轨612的噪声到接收到的信号的耦合。上文参考图1A至图4描绘了电路部件620的一些特征。例如,图5的电路部件620可以使用图1A的电路部件120、图2的二极管220和电阻器221、图3的二极管320和电阻器321、图4的二极管520和电阻器521、或其它合适的有源或无源部件来实现。
[0048]噪声也可以在核心电压轨660上形成。核心电压轨660上的噪声可以表现为各种形式,包括谐振噪声。谐振噪声导致核心电压轨660上的电压在最大和最小电压之间以特定的频率或多个不同频率振荡,其中振荡电压包括超过第二高电压阈值的部分。在本公开的一个实施例中,为了抑制核心电压轨660上的噪声,IC裸片608包括在核心电压轨660和地轨618之间耦合的限幅电路6
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