信号隔离器系统中的开关键调制信号的解调的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及信号隔离器，尤其设及根据开关键信号协议而运行的信号隔离器。
【背景技术】
[0002] 隔离器是在两个电隔离电路系统之间交换数据信号的器件。两个电路系统各自在 不同的电压域中运行，不同的电压域可W包括不同的电源电压和不同的接地基准。隔离器 件可W提供跨隔离势垒的数据交换，隔离势垒保持电隔离。典型的隔离器件包括微型变压 器、电容器、磁电阻器/巨型磁电阻器W及光电子器件。
[0003] 开关键控（"00K")是一种发信协议，其基于通过隔离势垒传输的信号的类型来识 别输入数据的数字状态。通过跨隔离势垒传输周期性信号，可W对第一数字数据状态（即， 数字"1")发信号。通过跨隔离势垒不传输信号，可W对第二数字数据状态（数字"0")发 信号。接收器电路将检测周期性信号的存在或不存在且对来自其的数字输出信号进行解 码。
[0004] 基于OOK的信号隔离器通常具有低效设计。例如，隔离器接收器可W包括乘法器 (或混合器）W及作为用于OOK解调的能量检测器的积分器。然而，混合器处理共模噪声的 能力有限。对于需要跨隔离势垒进行高数据率传输的应用而言，积分器通常非常慢。
[0005] 因此，发明人认识到了本领域对于提供改进的速度和改进的抗扰度的改进的接收 器的需要。
【附图说明】
[0006] 图1示出了根据本发明实施例的隔离器系统。
[0007] 图2示出了根据本发明实施例的接收器。
[0008] 图3示出了可通过图2的接收器处理的示例性的信号。
[0009] 图4示出了根据本发明实施例的电流比较器。
[0010] 图5示出了可通过图4的比较器处理的示例性的信号。
[0011] 图6示出了根据本发明另一实施例的接收器。
[0012] 图7示出了根据本发明另一实施例的输出驱动器。
[0013] 图8示出了根据本发明另一实施例的接收器。
【具体实施方式】
[0014] 本发明的实施例提供了用于开关键隔离器系统的接收器系统。该系统可W包括接 收器，该接收器基于OOK输入信号来产生中间电流信号。当输入信号具有第一OOK状态时， 可W提供第一电流电平的中间电流，而当输入信号具有第二OOK状态时，可W提供第二电 流电平的中间电流。该系统还可W包括产生中间电流信号的电压表示的输出驱动器。在电 流域中执行信号处理允许OOK状态之间的快速转变。
[0015] 图1示出了根据本发明实施例的隔离器系统100。系统100可W包括发送器110、 隔离器120、接收器130和输出驱动器140。隔离器120可跨越隔离边界150,其将两个电 压域彼此电隔离。发送器110可属于第一电压域，其处理其自身的电压和接地电源（示为 Vddi,GNDi)。接收器130和输出驱动器140可属于第二电压域，其处理与第一电压域分离的 电压和接地电源（Vdd2,GN02)。隔离边界150可防止一个域的电压域另一个域的电压连通。
[0016] 系统100可设置为通过开关键控（简写为"00K")将数字数据从第一电压域传送 到第二电压域。在该实施例中，发送器110可W接收取两个二进制电压电平中的一个的输 入信号。发送器110可W生成具有由输入信号状态确定的状态的输出信号。例如，如果输 入信号对应于二进制值"1"，则发送器110可生成周期性信号作为其输出，但是如果输入信 号对应于二进制值"0"，则发送器110可W输出惰性信号（不活跃）。基于输入信号状态在 活跃状态与不活跃状态之间的运种切换动作代表了开关键输出的一个实施例。
[0017] 隔离器120可设置为微型变压器（图1中显示）、电容隔离器、磁阻传感器、光信号 隔离器或霍尔效应器件。隔离器120可W接收来自第一电压域中的发送器110的输出且将 接收到的信号传递到第二电压域中的接收器130。虽然接收到的信号被图示为隔离器120 从发送器110接收到的OOK输出的副本，但是接收到的信号可W包括通过隔离器120引入 信号中的扰动（未示出），例如电压偏移、由于隔离器时间响应引发的失真和噪声效应。接 收到的信号可W作为电压提供给接收器130。
[0018] 接收器130和输出驱动器140可W共同构成OOK接收器系统。接收器130可W根 据由隔离器120供给其的OOK信号来生成电流信号。输出驱动器140可根据由接收器130 供给其的电流信号来生成电压信号。在实施例中，接收器130和输出驱动器140可W交换 电流域信号W响应于由隔离器120提供的OOK信号来提供低等待时间输出。
[0019] 图2示出了根据本发明实施例的接收器200,其可用作图1的系统中的接收器。接 收器200可W包括电流源210、两个差分对电路220、230,W及一对电流镜240、250。
[0020] 差分对电路220、230各自可包括用于对220的一对失配晶体管222、224W及用于 对230的一对失配晶体管232、234。每个对220、230中的晶体管可根据预定的尺寸比失配， 预定的尺寸比显示为N比1。因此，晶体管222和232可W比其对应的晶体管224、234大N 倍。在运行期间，响应于共同的控制电压，晶体管222、232可W比对应的晶体管224和234 传递大N倍的电流。
[0021] 输入信号Viw可W是由分量信号VIWW和VIW表示的差分信号。晶体管222和234的 栅极可W接收第一输入电压V"，其他晶体管224和232的栅极可W接收第二输入电压Viww。 第一差分对220中的晶体管222、224的源极可W连接到共同的节点，该共同的节点可W与 电流镜240内的晶体管244禪合。第二差分对230中的晶体管232、234的源极可W连接到 第二节点，该第二节点可W与电流镜240内的另一晶体管246禪合。两个差分对220、230 的单位尺寸的晶体管224、234的漏极可W连接在一起且连接到第二电流镜250中的第一晶 体管252。两个差分对220、230的N尺寸晶体管222、232的漏极可W连接到电压源Vdd。
[0022] 第一电流镜240可W包括其栅极连接在一起的多个晶体管242-248。第一晶体管 242可W在其漏极处连接到电流源210。第一晶体管242还可W配置为二极管连接配置。因 此，通过第一晶体管242的电流量（由电流源210来限定）限定了通过电流镜240的其余 晶体管244-248的电流量。晶体管244-248可W定尺寸使得大两倍的电流随着通过晶体管 248而通过晶体管244和246 (分别显示为Ie和1/21B)。
[0023] 第二电流镜250可W包括一对晶体管252和254。如所论述的，第一晶体管252可 W连接到差分对220、230的单位尺寸的晶体管224和234。第二晶体管254可W连接到第 一电流镜240中的晶体管248。第一晶体管252可W设置为二极管连接配置。因此，通过晶 体管252的电流限定了通过晶体管254的电流的量。
[0024] 接收器200的输出端子Iout可W设在晶体管254和248之间的连接处。在操作期 间，晶体管254和248执行输出端子I。。,处的电流比较。晶体管248可W吸收来自输出端 子的等于l/2Ie的电流量。晶体管254可W将将由差分对220确定的量的电流量ISK源送 到输出端子，差分对220、230反过来由输入信号Viw和VIWW来确定。当ISie声1/21e时，残 留电流或者源送给输出端子1。^或者从输出端子I。。1吸取。
[0025] 在图2所示的实施方案中，晶体管图示为MOSFET晶体管，具体而言，晶体管 222-224、232-234W及242-248图示为NMOS晶体管，晶体管252-254图示为PMOS晶体管。 本发明的原理适用于其他工艺技术的晶体管，例如BJT晶体管等。而且，如下文要论述的， 通过适当的反转电源电压，可W将工艺类型反转（例如，在图示出NMOS晶体管的情况下可 W提供PMOS晶体管，在图示出PMOS晶体管的情况下可W提供NMOS晶体管）。除非本文中 提及，否则运些变化对于本发明的原理不重要。
[00%] 图3示出了可由图2的接收器处理的示例性的输入信号和输出信号。输入信号Viw和VIW可W根据系统的OOK信号