专利名称：新连续时间可适性等化器架构的制作方法
技术领域：
本发明关于一种等化器(equalizer),尤指一种连续时间可适性等化器 (continuous-time adaptive equalizer)。
背景技术：
如本领域所公知，当信号在传输线上进行传输时，信号会随着传输线的 长度而相对应地衰减，因此，当信号传输至目的地(信号接收器)时，信号接收 器所接收的信号可能已经有失真的状况。
为了解决上述的问题，本领域技术人员通常会于信号接收器的前端建置 —个等化器，以将衰减后的信号还原为原本的信号，以允许其后的信号接收 器能够正确地处理传输过来的信号。
举例来说，在电脑系统的USB、 PCI-E介面的信号传输中，或是液晶显 示器的HDMI介面的信号传输中，信号的高频部分经常会在传输的过程中有 所衰减，因此，前述的等化器便经常建置于前述数个介面的接收端，以于信 号的高频部分提供一个适当的增益，使衰减后的信号还原为原本的信号。如 此，电脑系统/液晶显示器便可以正确地理解所传输过来的数据信号，而进行 适当的处理。
于Srikaiith Gandi、 Jri Lee、 Daishi Takeuchi与Brhzad Razavi发表的论 文"ISSCC2005/ SESSION 18/HIGH-SPEED INTERCONNECTS AND BUILDING BLOCKS/ 18.1(A lOGb/s CMOS Adaptive Equalizer for Backplane Applicatoins)"之中，揭露了 一种连续时间可适性等化器。在此请参阅第1图， 第1图为公知连续时间可适性等化器100的功能方块图。如第1图所示，连 续时间可适性等化器100包含有主动式高通滤波器(active high-pass fiter)110, 选切器(slicer)120，增进控制模块(boost control module)130,振幅控制模块 (swing control module) 140，以及緩冲器(buffer)150。
其中，主动式高通滤波器110用来进行前述的高频信号放大操作，换言之，主动式高通滤波器110将所接收到的数据信号Din的高频信号部分加以放 大，以输出处理后的数据信号D。ut。而处理后的数据信号D。ut便会经过缓冲
器150的緩冲之后，输出至下一级的信号接收器(未显示于图中)。
然而，由于等化器lOO在接收数据信号Din时，并无法得知信号的状况，
举例来说，等化器100并无法得知信号的衰减程度，因此，等化器100尚须 一个调整机制，以根据所接收到的数据信号Dh,的性质，来动态地调整主动 式高通滤波器110的频宽。
而选切器120与增进控制模块130便是用来作为前述的调整机制，如第 1图所示，而选切器120与增进控制模块130为回授回路，以回授控制主动 式高通滤波器110的滤波频宽。
其中，选切器120与增进控制模块130将A点信号(DJ转换为方波型式， 而增进控制模块140便会根据A点与B点的信号差异，输出回授信号至主动 式高通滤波器110,以使主动式高通滤波器110的滤波频宽(频率响应)能够逐 步地接近正确的频宽，进而使数据信号D。ut能够与原始的数据相符合。
然而，仅仅只有一个增进控制回路尚不足以保证数据信号D福的正确性 ;在此请注意，由于等化器lOO在接收数据信号Din时，亦无法得知数据信号 Din的振幅，然而，若选切器120所输出的方波振幅无法对应A点信号D。ut 的振幅，那么即使增进控制模块130能够运作，仍然可能会使等化器100整 体电路锁定于错误的操作点(使主动式高通滤波器IIO具有错误的频率响应)， 而无法使数据信号D。ut还原为原始的数据。
因此，振幅控制模块140便是用来解决前述的问题，而选切器120与振 幅控制模块140为回授回路，以回授控制选切器120所输出的方波振幅。换 言之，振幅控制模块140根据A点与B点的信号振幅差异，输出另一回授信 号至选切器120,以使选切器120所输出的方波振幅能够与A点信号的振幅 相同。
经过前述的两个回授回路，等化器100便可大致确保其所输出的数据信 号D。ut会对应原始的数据，因此也使信号的传输品质提升。
然而，前述的等化器IOO有其缺点，如第1图所示，由于两个回4吏回路 位于同一个信号路径，因此，此两个回路无法同时运作，若使此两个回路同 时运作，那么会使等化器IOO的稳定性降低(譬如可能会产生震荡)■，因此，在 实际应用上，为了提升等化器100的稳定性，振幅控制模块140(振幅控制回路)的运作速度(频宽)必须比增进控制模块130(增进控制回路)更高，换言之，
等化器100必须先利用振幅控制模块140,使A点信号与B点信号所对应的 振幅相同，之后再切换至增进控制模块130,以利用增进控制模块130正确 地进行回授控制，如此方能使数据信号D。w正确地输出。
简言之，电路设计者必须对前述的等化器100进行稳定性分析，并且进 行较为复杂的设计，才能使前述的等化器正常地运作；举例来说，若设计不 佳，譬如振幅控制模块140运作时间尚不足以A点信号与B点信号所对应的 振幅相同，如此便会使增进控制模块130无法正确地执行回授运作，进而使 主动式高通滤波器110具有错误的频率响应，而无法正确地还原出原本的数 据信号。
此外，除了设计复杂之外，在电路设计上，若要使增进控制模块130的 频宽低于振幅控制模块140,增进控制模块更必须使用较大的电容，如此便 增加了整体电路的面积与耗电量。
发明内容
因此，本发明的主要目的之一在于提供一种连续时间可适性等化器，其 利用两个个别的单回路达成增进控制操作以及振幅控制操作，以解决现有技 术中双回路系统所造成的问题。
根据本发明的 一 实施例，揭露 一 种连续时间可适性等化器 (continuous-time adaptive equalizer),该连续日f间可适性等4匕器包含有滤波 器，接收该第一传送信号，用来依据回授控制信号以对该第一传送信号进行 滤波，并产生输出信号；第一选切器，耦接至该滤波器，用来依据该输出信 号的信号位准以产生第一选切信号，并依据振幅控制信号调整该第一选切信 号的振幅；增进控制模块，耦接至该滤波器以及该第一选切器，用来依据该 输出信号以及该第一选切信号，产生该回授控制信号；以及控制电路，耦接 至该第一选切器，该控制电路用来接收该传输线上的第二传送信号，并依据 该第二传送信号的振幅以输出该振幅控制信号。
本发明连续时间可适性等化器分别利用两个个别的单回路达成增进控制 操作以及振幅控制操作的目的，因此，本发明并不会具有现有的双回路的缺 点，进而降低了电路设计的复杂度，并且可以降低整体电路的面积与耗电量。
第1图为现有连续时间可适性等化器的功能方块图。
第2图为本发明连续时间可适性等化器的一实施例的功能方块图。
具体实施例方式
在此请参阅第2图，第2图是连续时间可适性等化器200的一实施例的 功能方块图。如第2图所示，连续时间可适性等化器200包含有一主动式高 通滤波器(active high-pass filter)210,两选切器(slicer)220、 221, —增进控制冲莫 块(boost control module)230， 一振幅控制模块(swing control module)240，以及 两緩沖器(buffer)250、 251。
其中，增进控制模块230与振幅控制模块240与前述的增进控制模块130 与振幅控制模块140具有相同的功能，操作，以及电路组态，此领域具有通 常知识者应可理解并加以实作，故不另赘述于此。
在说明本发明的技术原理之前，请先注意到，在一些信号传输介面(譬如 HDMI、 DVI、 LVDS、 RSDS等介面)中，除了进行数据信号的传输之外，亦 会同时传输一个频率信号，此外，如业界所公知，前述的频率信号与数据信 号会具有相同的振幅。
本发明利用前述的性质，来达成振幅控制操作的目的，亦即，本发明使 用前述的频率信号来进行振幅回授控制，如此便可等效于利用数据信号来进 行振幅回授控制。
此外，如第2图所示，等化器200具有两个信号路径，其中l个信号路 径接收数据信号Din，并且用来作为增进控制回路之用，而另一个路径则接收 频率信号CKin，以作为l展幅控制回^各之用。
相同地，其中主动式高通滤波器210用来进行高频放大操作，换言之， 主动式高通滤波器210将所接收到的数据信号Din的高频部分加以放大，以输 出等化后的数据信号D。ut。而等化后的数据信号D。ut便会经过緩冲器250的 緩冲之后，输出至下一级的信号接收器(未显示于图中)。
而选切器220与增进控制模块230为一增进控制回授回路，以回授控制 主动式高通滤波器210的滤波频宽。其中，选切器220与增进控制模块230 将A点信号(D。ut)转换为方波型式，而增进控制模块240便会根据A点与B 点的信号差异，输出一回授信号至主动式高通滤波器210,以使主动式高通滤波器210的滤波频宽(频率响应)能够逐步地接近正确的频宽，进而使数据信
号D。ut能够与原始的数据相符合。
此外，相同地，为了确保增进控制模块230能够正确地运作，以将等化 器200整体电路锁定于正确的操作点(使主动式高通滤波器210具有正确的频 率响应)，等化器200另需一个调整机制，以使选切器220能够所输出的方波 振幅能够与A点信号的振幅相同。
在此请注意，于本实施例中，频率信号CKiJ余了单纯地透过緩沖器251 的緩冲输出为频率信号CK则之夕卜；选切器221与振幅控制模块240另利用频 率信号CKj,，，来进行前述的调整机制，以使选切器220能够所输出的方波振 幅能够与A点信号的振幅相同。其中，选切器221将频率信号CKin转换为方 波。
如前所述，由于频率信号CKin与数据信号Din大致上对应相同的振幅，
因此，若选切器221与选切器220具有相同的结构，那么，侦测选切器221 输入与输出信号振幅彼此之间的差异便会等效于侦测选切器220输入与输出 信号振幅彼此之间的差异。
因此，于本实施例中，振幅控制模块240侦测选切器221所输出的方波 与频率信号CKm之间的信号振幅(或等效位准)差异，输出一振幅控制信号至 选切器221,以使选切器221所输出的方波振幅能够与频率信号CKi。的振幅 相同；此外，该振幅控制信号亦同时输入至选切器220,因此，当选切器221 所输出的方波信号振幅与频率信号CKin的振幅相同时，理论上，选切器220 所输出的方波信号振幅亦会同时与数据信号D。ut的振幅相同。另外，4衣据本 发明的一实施例，由振幅控制模块240所输出的振幅控制信号，可控制选切 器220、 221中的电流源，改变其电流值，或控制电阻，改变其电阻值，使得 选切器220、 221所输出的方波信号振幅与其输入信号的振幅相同。
此外，由于频率信号CKin—般会比数据信号具有更完整的波形，因此，
理论上侦测选切器221的输入输出信号也会比侦测选切器220的输入输出信 号更佳。
由前述的揭露可知，藉由前述的振幅控制回路，便可使选切器220所输 出的方波信号振幅亦会同时与数据信号D。ut的振幅相同，因此增进控制回路 亦可正确地运作，以使数据信号D。ut能够与原始的数据相符合。
在此请注意，由于本发明利用两个单回路(亦即两回路位于不同的信号路径)来达成增进控制与振幅控制的目的，前述的机制的好处在于由于两独立 回路不位于同一信号路径，因此本发明两独立回^各可以同时运作，而没有震
荡的问题；这代表了本发明连续时间可适性等化器200具有较高的稳定性， 并且在设计上，电路设计者亦无须进行复杂的稳定性分析，也可以避免于电 路中使用过大的电容元件，进而节省了电路面积。
此外，由于两个回路可以同时运作，这代表了在增进控制模块230进行 回授控制的同时，振幅控制模块240也持续地在进行A点与B点的信号振幅 的调整；因此，相较于现有的等化器架构，本发明无须担心振幅控制模块240 不足以使A点与B点信号振幅相等，由于振幅控制模块240持续地进行A点 与B点的信号振幅调整，振幅控制模块240与增进控制模块230在运作上并 没有先后的问题，因此，于运作一段时间之后，振幅控制模块240便可以使 A点与B点的信号振幅相等，如此便确保了数据信号D喊可以正确地还原回 原始的数据。
在此请注意，虽然于前面的揭露之中，本发明连续时间可适性等化器200 利用频率信号来进4亍振幅的回授控制，而较佳地使用HDMI、 DVI、 LVDS、 RSDS等介面之中；然而，这样的作法仅为本发明的一实施例，而非本发明 的限制。在实际应用上，仅须参考信号与数据信号对应相同的振幅，那么该 参考信号便可于振幅回授机制之中。
举例来说，在USB介面或是PCI-E介面的信号传输中，并不会有频率信 号的传输，但是却会同时传递数个数据信号，因此，本发明便可以利用另外 一个数据信号，来作为振幅回授控制的参考信号；换言之，对应于前述的第
2图，仅须将频率信号CKjn代换为另一个数据信号，那么亦可达成相同的目的。
甚至，本发明亦可利用同一数据信号，来作为参考信号之用，换言之， 对应于前述的第2图，仅须将数据信号Din(或数据信号D。ut)输入至选切器221, 以代换频率信号CKin,那么亦可达成相同的目的。
在此请注意，虽然于前面的揭露之中，系利用选切器250、 251，以将前 述的数据信号(频率信号)转换为方波；然而，这样的作法亦仅为本发明的一实 施例，而非本发明的限制。在实际应用中，凡可将信号转换为方波的电路， 均可用来代换选切器250、 251,举例来说，等化器200中，可利用取样保持 电路(sample and hold circuit), 1位的类比数位转换电路(l-bit ADC)、比较器(comparator)、数据恢复电路(data recovery circuit)等电路，来取代选切器以执 行相同的功能，而前述的各种相对应变化，亦属本发明的范畴。
此外，对于此领域具有通常知识者应可理解并实作出前述的主动式高通 滤波器210;举例来说，在频率响应的角度而言，主动式高通滤波器210具 有可调整的极点(pole)与零点(zero),亦即，主动式高通滤波器210本身可以 根据接收到的回授信号，来调整自身的极点(pole)与零点(zero)的位置，以进 而调整主动式高通滤波器210的频率响应(等效于调整主动式高通滤波器210 的滤波频宽与增益)；以一实施例来说，主动式高通滤波器210内部可具有可 调整的电容元件或电阻元件，其可根据回授信号来调整其具有的电容值及电 阻值，如此j吏可达成前述的^几制。
相较于现有技术，本发明连续时间可适性等化器分别利用两个个别的单 回路达成增进控制操作以及振幅控制操作的目的，因此，本发明并不会具有 现有双回路的缺点，进而降低了电路设计的复杂度，并且可以同时降低整体 电路的面积与耗电量。
以上虽以实施例说明本发明，但并不因此限定本发明的范围，只要不脱 离本发明的要旨，该行业者可进行各种变形或变更。
权利要求
1. 一种等化器，用来等化传输线上的第一传送信号，该等化器包含滤波器，接收该第一传送信号，用来依据一回授控制信号以对该第一传送信号进行滤波，并产生输出信号；第一选切器，耦接至该滤波器，用来依据该输出信号的信号位准以产生第一选切信号，并依据振幅控制信号调整该第一选切信号的振幅；增进控制模块，耦接至该滤波器以及该第一选切器，用来依据该输出信号以及该第一选切信号，产生该回授控制信号；以及控制电路，耦接至该第一选切器，该控制电路用来接收该传输线上的第二传送信号，并依据该第二传送信号的振幅以输出该振幅控制信号。
2. 如权利要求1所述的等化器，其中该控制电路包含 第二选切器，接收该第二传送信号，用来依据该第二传送信号的信号位准，产生第二选切信号；以及振幅控制模块，耦接至该第二选切器，用来根据该第二传送信号以及该 第二选切信号的位准差异，产生该振幅控制信号。
3. 如权利要求1所述的等化器，其中该第一传送信号与该第二传送信号 实质上具有相同的振幅。
4. 如权利要求l所述的等化器，其中该第一选切信号为方波信号。
5. 如权利要求1所述的等化器，其中该第二传送信号为该第一传送信号。
6. 如权利要求1所述的等化器，其中该第二传送信号为该传输线上的频 率信号。
7. 如权利要求1所述的等化器，其中该回授控制信号控制该滤波器中的 电容值，以调整该滤波器的频率响应。
8. 如权利要求1所述的等化器，其中该振幅控制信号控制该选切器中的 电流源的电流量，以调整该第 一选切信号的信号振幅。
9. 如权利要求1所述的等化器，其中该振幅控制信号控制该选切器中的 电阻值，以调整该第一选切信号的信号振幅。
10. 如权利要求1所述的等化器，其中该滤波器为主动式高通滤波器。
11. 如权利要求1所述的等化器，其应用于USB、PCI-EHDMI、DVI、LVDS 或RSDS的传输介面中。
12. —种信号等化方法，用来等化传输线上的第一传送信号，该等化方法包含接收该第一传送信号；依据回授控制信号，对该第一传送信号进行滤波，并产生输出信号； 依据该输出信号的信号位准，产生第一选切信号，并依据振幅控制信号调整该第一选切信号的振幅；依据该输出信号以及该第一选切信号，产生该回授控制信号；以及 接收该传输线上的第二传送信号，并依据该第二传送信号的振幅，以输出该振幅控制信号。
13. 如权利要求12所述的等化方法，其中依据该第二传送信号的信号振 幅，以输出该振幅控制信号的步骤更包含依据该第二传送信号，产生第二选切信号；以及依据该第二传送信号以及该第二选切信号的振幅，产生该振幅控制信号。
14. 如权利要求12所述的等化方法，其中该第一传送信号与该第二传送 信号实质上具有相同的振幅。
15. 如权利要求12所述的等化方法，其中该该第二传送信号为该第一传送信号。
16. 如权利要求12所述的等化器，其中该第二传送信号为该传输线上的 频率信号。
17. 如权利要求12所述的等化方法，更包含 依据该回授控制信号调整电容值。
18. 如权利要求12所述的等化方法，更包含依据该振幅控制信号调整电流源的电流量，以调整该第 一选切信号的振幅。
19. 如权利要求12所述的等化方法，更包含 依据该振幅控制信号调整电阻值，以调整该第一选切信号的振幅。
20. 如权利要求12所述的等化方法，应用于USB、 PCI-EHDMI、 DVI、 LVDS或RSDS的传输介面中。
全文摘要
一种连续时间可适性等化器，用来等化传输线上的第一传送信号，该等化器包含滤波器，接收该第一传送信号，用来依据回授控制信号以对该第一传送信号进行滤波，并产生输出信号；第一选切器，耦接至该滤波器，用来依据该输出信号之信号位准以产生第一选切信号，并依据振幅控制信号调整该第一选切信号的振幅；增进控制模块，耦接至该滤波器以及该第一选切器，用来依据该输出信号以及该第一选切信号，产生该回授控制信号；以及控制电路，耦接至该第一选切器，该控制电路用来接收该传输线上的第二传送信号，并依据该第二传送信号的振幅以输出该振幅控制信号。
文档编号H04L25/03GK101471906SQ200710305458
公开日2009年7月1日 申请日期2007年12月28日 优先权日2007年12月28日
发明者王腾毅 申请人:瑞昱半导体股份有限公司