切分器装置及其校准方法
【专利摘要】一种切分器装置及其校准方法。调整误差切分器进行误差切分操作所依据的差动参考信号对，以校准切分器装置的偏移电压。
【专利说明】
切分器装置及其校准方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种电子装置，且特别涉及一种切分器装置及其校准方法。
【背景技术】
[0002]在数据传输系统中，误差切分器(error slicer)与数据切分器(data slicer)为常常被使用到的元件。例如数据切分电路的主要功用为，将一模拟形式的输入信号与参考电平信号进行比对，以决定输入信号所代表的数字值(例如为二元值的O或I)，亦即将原本是模拟形式的输入信号转变成数字形式的输出信号。
[0003]一般来说，误差切分器(error slicer)与数据切分器(data slicer)的电路皆会具有晶体管不匹配或其他原因产生的偏移电压，此偏移电压可能会造成切分器输出错误的数据。为解决此问题，已知的切分器为通过在其信号输出路径上设置电流元件，藉由电流差异来进行偏移电压的补偿，然此方式将导致切分器的负载变重而降低电路效能，使切分器的判断速度变慢。
【发明内容】
[0004]本发明提供一种切分器装置及其校准方法，可在不影响电路效能的情形下有效地校准偏移电压。
[0005]本发明的切分器装置，包括均衡器、正电压误差切分器、负电压误差切分器、第一偏移校准单元以及第二偏移校准单元。其中均衡器输出均衡差动输出信号对。正电压误差切分器耦接均衡器，依据第一差动参考信号对对均衡差动输出信号对进行误差切分操作，以输出第一误差切分信号对。负电压误差切分器耦接均衡器，依据第二差动参考信号对对均衡差动输出信号对进行误差切分操作，以输出第二误差切分信号对。第一偏移校准单元耦接正电压误差切分器，依据第一误差切分信号对调整第一差动参考信号对，以校准正电压误差切分器的偏移电压。第二偏移校准单元耦接负电压误差切分器，依据第二误差切分信号对调整第二差动参考信号对，以校准负电压误差切分器的偏移电压。
[0006]本发明的切分器装置包括正电压误差切分器以及负电压误差切分器，切分器装置的校准方法包括下列步骤。输出均衡差动输出信号对。调整均衡差动输出信号对的值为一期望的正电压值。利用正电压误差切分器依据正电压差动参考信号对对均衡差动输出信号对进行误差切分操作，以输出正电压误差切分信号对。判断正电压误差切分信号对是否转态。若正电压误差切分信号对未转态，依据正电压误差切分信号对调整正电压差动参考信号对，以校准正电压误差切分器的偏移电压。若正电压误差切分信号对转态，存储一正电压误差校准值并停止调整该正电压差动参考信号对。调整该均衡差动输出信号对的值为一期望的负电压值。利用负电压误差切分器依据负电压差动参考信号对对均衡差动输出信号对进行误差切分操作，以输出负电压误差切分信号对。判断负电压误差切分信号对是否转态。若负电压误差切分信号对未转态，依据负电压误差切分信号对调整负电压差动参考信号对，以校准负电压误差切分器的偏移电压。若负电压误差切分信号对转态，存储一负电压误差校准值并停止调整负电压差动参考信号对。
[0007]本发明的切分器装置包括正电压误差切分器、负电压误差切分器以及数据切分器，切分器装置的校准方法包括下列步骤。输出均衡差动输出信号对。调整均衡差动输出信号对的值为大于数据切分器的一偏移电压值。利用数据切分器对均衡差动输出信号对进行数据切分操作，以输出数据切分信号对。判断数据切分信号对是否转态。若数据切分信号对未转态，依据数据切分信号对调整均衡差动输出信号对，以校准数据切分器的偏移电压。若数据切分信号对转态，停止调整均衡差动输出信号对，并依据校准均衡差动输出信号对所对应的校准值调整正电压差动参考信号对与负电压差动参考信号对，以校准数据切分器的偏移电压，其中正电压误差切分器与负电压误差切分器分别依据正电压差动参考信号对与负电压差动参考信号对对均衡差动输出信号对进行误差切分操作。
[0008]基于上述，本发明藉由调整误差切分器进行误差切分操作所依据的差动参考信号对来校准偏移电压，以在不影响电路效能的情形下使误差切分器与数据切分器输出正确的信号。
[0009]为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。
【附图说明】
[0010]图1绘示为本发明一实施例的切分器装置的示意图。
[0011]图2绘示本发明一实施例的均衡器与均衡差动输出信号控制单元的示意图。
[0012]图3绘示本发明一实施例的补偿单元的示意图。
[0013]图4绘示本发明一实施例的误差切分器的示意图。
[0014]图5绘示本发明一实施例的信号波形示意图。
[0015]图6绘示本发明一实施例的数据切分器的示意图。
[0016]图7绘示本发明另一实施例的切分器装置的示意图。
[0017]图8绘示本发明另一实施例的切分器装置的示意图。
[0018]图9绘示本发明一实施例的均衡差动输出信号对的波形示意图。
[0019]图10绘示本发明一实施例的切分器装置的校准方法的流程示意图。
[0020]图11绘示本发明另一实施例的切分器装置的校准方法的流程示意图。
[0021]图12A、12B绘示本发明另一实施例的切分器装置的校准方法的流程示意图。
[0022]【符号说明】
[0023]102:均衡器
[0024]104:正电压误差切分器
[0025]106:负电压误差切分器
[0026]108、110:偏移校准单元
[0027]112、116:校准控制单元
[0028]114、118:补偿单元
[0029]202:负载单元
[0030]204:均衡差动输出信号控制单元
[0031]206:切换单元
[0032]402:主动负载单元
[0033]504:数据切分器
[0034]506:数据切分器校准单元
[0035]A、B、C:开关
[0036]CS:电容
[0037]V+、V-:差动输入信号对
[0038]VIP、VIN:均衡差动输出信号对
[0039]VRPl、VRN1、VRP2、VRN2:差动参考信号对
[0040]OUTPl、0UTM1、0UTP2、0UTM2:误差切分信号对[0041 ] 0UTP3、0UTM3:数据切分信号对
[0042]Q1、Q2:晶体管对
[0043]ID1、ID2:汲取电流源
[0044]VCC:操作电压
[0045]RL1、RL2、RS1、RS2:电阻
[0046]Rl?R7:分压电阻
[0047]VGND:接地电压
[0048]IC1、IC2、I1、I2:电流源
[0049]SWl ?SW9:开关
[0050]Ml?M4、M9?M10:差动晶体管对
[0051]M5 ?M8、M11 ?M13:晶体管
[0052]A1、A2、A3、A4:反相器
[0053]CLK:时钟信号
[0054]31002?31026、31102?31108:切分器装置的校准方法步骤
【具体实施方式】
[0055]图1绘示为本发明一实施例的切分器装置的示意图。请参照图1，切分器装置包括开关A、开关B、均衡器102、均衡差动输出信号控制单兀204、正电压误差切分器104、负电压误差切分器106、偏移校准单元108以及偏移校准单元110，其中开关A耦接在差动输入信号对V+、V-与均衡器102之间，开关B耦接在均衡器102与开关A的共同接点与操作电压VCC与之间，均衡器102親接正电压误差切分器104以及负电压误差切分器106，正电压误差切分器104以及负电压误差切分器106更分别耦接偏移校准单元108以及偏移校准单元110。
[0056]均衡器102可通过开关A接收差动输入信号对V+、V_，并接收均衡差动输出信号控制单元204的输出电流，在校准过程中，先将开关A关闭(turn off)并将开关B开启(turnon)，以将操作电压VCC连接至均衡器102的一对差动输入端(如图2所示)而进行校准。接着由均衡差动输出信号控制单元204提供或汲取电流至均衡器102，以产生均衡差动输出信号对VIP、VIN至正电压误差切分器104以及负电压误差切分器106。正电压误差切分器104可依据差动参考信号对VRPl、VRN1来对均衡差动输出信号对VIP、VIN进行误差切分操作，以输出误差切分信号对017^1、01^￥1。负电压误差切分器106可依据差动参考信号对￥1^2、￥1^2来对均衡差动输出信号对VIP、VIN进行误差切分操作，以输出误差切分信号对0UTP2、0UTM2。其中，差动参考信号对VRPl、VRN1为由偏移校准单元108产生，偏移校准单元108可依据误差切分信号对OUTPl、0UTM1调整差动参考信号对VRPl、VRN1，以校准正电压误差切分器104的偏移电压。类似地，差动参考信号对VRP2、VRN2为由偏移校准单元110产生，偏移校准单元108可依据误差切分信号对0UTP2、0UTM2调整差动参考信号对VRP2、VRN2，以校准负电压误差切分器106的偏移电压。在本实施例中，正电压误差切分器104为用以在信号VIP减去信号VIN为正电压时(例如ViP-VIN=VREF时，其中VREF为预设正电压，其可用以作为校正正电压误差切分器104的偏移电压时所依据的参考电压)对均衡差动输出信号对VIP、VIN进行误差切分操作，而负电压误差切分器106为用以在信号VIP减去信号VIN为负电压时(例如VIP-VIN = -VREF时，其中-VREF为预设负电压，其可用以作为校正负电压误差切分器106的偏移电压时所依据的参考电压)对均衡差动输出信号对VIP、VIN进行误差切分操作。
[0057]进一步来说，偏移校准单元108可包括校准控制单元112以及补偿单元114，而偏移校准单元110可包括校准控制单元116以及补偿单元118，其中校准控制单元112親接正电压误差切分器104与补偿单元114，补偿单元114更耦接正电压误差切分器104，校准控制单元116耦接负电压误差切分器106与补偿单元118，补偿单元118更耦接负电压误差切分器106，校准控制单元112与校准控制单元116可例如以逻辑电路来实施。校准控制单元112可依据误差切分信号对OUTPl、0UTM1控制补偿单元114调整差动参考信号对VRPl、VRNl，以校准正电压误差切分器104的偏移电压。而校准控制单元116则可依据误差切分信号对0UTP2、0UTM2控制补偿单元118调整差动参考信号对￥1^2、￥8吧，以校准负电压误差切分器106的偏移电压。待正电压误差切分器104与负电压误差切分器106皆被校准完成后，才开启开关A并关闭开关B以对差动输入信号对V+、V-进行均衡操作，亦即当开关A开启(turn on)且开关B关闭(turn off)时进行均衡操作，而当开关A关闭且开关B开启(turn on)时则进行校准操作。
[0058]图2绘示本发明一实施例的均衡器与均衡差动输出信号控制单元的示意图，请参照图2。详细来说，均衡器102可例如包括晶体管对Ql、Q2、负载单元202、汲取电流源IDl、ID2、电阻RSl、RS2、开关C以及电容CS，其中晶体管对Ql、Q2的输入端接收差动输入信号对V+、V_或操作电压VCC，负载单元202耦接在晶体管对Ql、Q2的输出端与操作电压VCC之间，在本实施例中负载单元202为以电阻RLl、RL2来实施，然并不以此为限，电阻RLl为耦接在晶体管Ql的漏极与操作电压VCC之间，而电阻RL2则耦接在晶体管Q2的漏极与操作电压VCC之间。此外，电阻RS1、RS2、开关C串接于晶体管对Ql与晶体管Q2的源极之间，且开关C耦接在电阻RSI与RS2之间，而电容CS耦接在晶体管对QI与晶体管Q2的源极之间。又，汲取电流源IDI耦接在晶体管对Ql的源极与接地电压VGND之间，汲取电流源ID2耦接在晶体管对Q2的源极与接地电压VGND之间，而均衡差动输出信号控制单元204则耦接晶体管对Ql、Q2的源极。配合图1与图2来看，其中当开关A关闭，开关B开启且开关C关闭时，此时进行校准操作，电流IDl流过电阻RLl以产生均衡差动输出信号VIP，电流ID2流过电阻RL2以产生均衡差动输出信号VIN，均衡差动输出信号控制单元204可对晶体管对Ql、Q2的源极提供或汲取电流，以改变流经晶体管对Q1、Q2的电流，进而调整均衡差动输出信号对VIP、VIN，例如可使信号VIP减去信号VIN的值等于预设正电压VREF或使信号VIP减去信号VIN等于预设负电压-VREF。
[0059]详细来说，均衡差动输出信号控制单元204可例如包括电流源ICl、IC2以及切换单元206，其中电流源ICl耦接在操作电压VCC与切换单元206之间，电流源IC2耦接在切换单元206与接地电压VGND之间。切换单元206可切换其耦接状态以改变流经晶体管对Ql、Q2的电流，其中当切换单元206将晶体管QI耦接至电流源ICI时，亦同时将晶体管Q2耦接至电流源IC2(如图2所示)，相反地，当切换单元206将晶体管Ql耦接至电流源IC2时，则同时将晶体管Q2耦接至电流源ICl，藉由切换单元206切换电流源ICl、IC2与晶体管对Ql、Q2间的耦接状态，即可使均衡差动输出信号对VIP、VIN提供上述的预设正电压VREF或预设负电压-VREF。如此通过在晶体管对Q1、Q2的源极设置均衡差动输出信号控制单元204来控制均衡器102所输出的均衡差动输出信号对VIP、VIN，可避免增加均衡器102的输出端负载，而造成带宽下降。另一方面，其中当开关A开启，开关B关闭且开关C开启时，此时进行均衡操作。
[0060]图3绘示本发明一实施例的补偿单元114的示意图，请参照图3。详细来说，补偿单元114可例如包括多个分压电阻Rl?R7、多个开关SWl?SW6、电流源11以及电流源12，其中分压电阻Rl?R7串接于操作电压VCC与接地电压VGND之间，开关SWl?SW6分别耦接在正电压误差切分器104与对应的分压电阻的共同接点之间。例如，开关SWl親接在正电压误差切分器104与分压电阻Rl与分压电阻R2的共同接点之间，开关SW2?SW6的耦接方式亦依此类推，在此不再赘述。电流源Il以及电流源12分别耦接在其对应的分压电阻的共同接点与接地电压VGND之间，例如在本实施例中，电流源Il为耦接在分压电阻R3与分压电阻R4的共同接点与接地电压VGND之间，而电流源12为耦接在分压电阻R4与分压电阻R5的共同接点与接地电压VGND之间。值得注意的是，分压电阻以及开关的个数并不以本实施例为限，在其他实施例中，补偿单元114可包括更多或更少的分压电阻以及与其对应的开关，此外，电流源Il以及电流源12也可耦接至不同的分压电阻的共同接点，并不限定必须耦接至分压电阻R3与分压电阻R4的共同接点或分压电阻R4与分压电阻R5的共同接点。此外，开关SWl?SW6可例如以晶体管来实施，然不以此为限。
[0061 ] 此外，校准控制单元112耦接开关SWl?SW6以及电流源11、电流源12，校准控制单元112可依据正电压误差切分器104所输出的误差切分信号对OUTPl、0UTM1控制开关SWl?SW6的导通状态以及电流源11、12的电流大小，以控制使补偿单元114输出不同电压值的差动参考信号对VRPl、VRNl ο可使开关SW3、SW4导通而其他开关断开，若在此状态下补偿单元114所输出的差动参考信号对VRPl、VRNl的电压值太小，可改为使开关SW2、SW5导通而其他开关断开，以提升差动参考信号对VRPl、VRN1的电压值。此外，校准控制单元112也可通过控制电流源11、12的电流大小来对补偿单元114所输出的差动参考信号对VRP1、VRNl的电压值进行微调。
[0062]此外，进一步来说，正电压误差切分器104的实施方式可如图4所示。正电压误差切分器104可包括主动负载单元402、差动晶体管对Ml、M2、差动晶体管对M3、M4以及开关SW7、SW8，其中差动晶体管对Ml、M2的输入端分别接收均衡差动输出信号对VIP、VIN，差动晶体管对Ml、M2的输出端耦接主动负载单元402，差动晶体管对Ml、M2的共同端则通过开关SW7耦接至接地电压VGND。差动晶体管对M3、M4的输入端分别接收来自补偿单元114的差动参考信号对VRNl ,VRPl，差动晶体管对M3、M4的输出端耦接差动晶体管对Ml、M2的输出端，差动晶体管对M3、M4的共同端则通过开关SW8耦接至接地电压VGND。另外，开关SW7、SW8的导通状态受控于时钟信号CLK，在本实施例中开关SW7、SW8可分别以晶体管M6、M5来实施，然不以此为限。此外，在部分实施例中，差动参考信号对VRPl与均衡差动输出信号VIN也可以相互对调。又，在本实施例中，主动负载单元402为以晶体管M7、M8以及反相器Al、A2来实施，其中晶体管M7、M8的输入端接收时钟信号CLK，晶体管M7、M8的源极耦接操作电压VCC。反相器Al的输入端与输出端分别耦接晶体管M7的漏极以及晶体管M8的漏极，反相器A2的输入端与输出端则分别耦接晶体管M8的漏极以及晶体管M7的漏极，反相器Al与反相器A2的第一电源端均接收操作电压VCC，反相器Al的第二电源端耦接至晶体管M4的漏极，反相器A2的第二电源端耦接至晶体管M3的漏极。
[0063]如上述实施例所述，正电压误差切分器104为用以在信号VIP减去信号VIN为正电压时对均衡差动输出信号对VIP、VIN进行误差切分操作，本实施例中均衡器102所提供的信号VIP减去信号VIN为正电压(例如上述的预设正电压VREF，其作为校正正电压误差切分器104的偏移电压的参考电压)。校准控制单元112可依据正电压误差切分器104所输出的误差切分信号对OUTPl、0UTM1控制补偿单元114调整差动参考信号对VRPl、VRN1的电压值大小，以校准正电压误差切分器104的偏移电压。举例来说，并配合图5来看，假设正电压误差切分器104所输出的误差切分信号对0UTP1、0UTM1的值分别为“I”、“O”，校准控制单元112可控制补偿单元114逐渐提高信号VRPl的电压值并同步降低信号VRNl的电压值，检视正电压误差切分器104所输出的误差切分信号对0UTP1、0UTM1的值是否分别转态为“0”、“1”。当误差切分信号对0UTP1、0UTM1的值分别转态为时，校准控制单元112才控制补偿单元114停止提高信号VRPl的电压值并同步停止降低信号VRNl的电压值，以完成正电压误差切分器104的偏移电压的校准。
[0064]类似地，补偿单元118也可以类似图3实施例的方式来实施，由于负电压误差切分器106为用以在信号VIP减去信号VIN为负电压时对均衡差动输出信号对VIP、VIN进行误差切分操作，因此当以图3实施例的方式来实施补偿单元118时，原本信号VRPl的输出端改为用以输出信号VRN2，而用以输出信号VRNl的输出端则改为用以输出信号VRP2。此外，负电压误差切分器106的实施方式也可以类似图4实施例的方式来实施，本领域技术人员应可由上述内容类推其运作方式，因此在此不再赘述。
[0065]图6绘示本发明一实施例的数据切分器的示意图。详细来说，数据切分器504可例如包括主动负载单元602、差动晶体管对M9、M10、以及开关SW9，其中差动晶体管对M9、M10的输入端分别接收均衡差动输出信号对VIP、VIN，差动晶体管对M9、M10的输出端耦接主动负载单元602，差动晶体管对M9、M10的共同端则通过开关SW9耦接至接地电压VGND。其中，开关SW9的导通状态受控于时钟信号CLK，在本实施例中开关SW9可以晶体管Mll来实施，然不以此为限。又，在本实施例中，主动负载单元602为以晶体管M12、M13以及反相器A3、A4来实施，其中晶体管Ml 2、Ml 3的输入端分别接收时钟信号CLK，晶体管Ml 2、Ml 3的源极耦接操作电压VCC。反相器A3与反相器A4的第一电源端均接收操作电压VCC，反相器A3的第二电源端耦接至晶体管MlO的漏极，反相器A4的第二电源端耦接至晶体管M9的漏极，反相器A3的输入端与输出端分别耦接晶体管M12的漏极以及晶体管M13的漏极，反相器A4的输入端与输出端则分别親接晶体管Ml 3的漏极以及晶体管Ml 2的漏极。
[0066]图7绘示本发明另一实施例的切分器装置的示意图，请参照图7。本实施例的切分器装置与图1实施例的切分器装置的不同之处在于，切分器装置可还包括数据切分器504以及数据切分器校准单元506。其中数据切分器504耦接均衡器102以及数据切分器校准单元506，数据切分器校准单元506更耦接均衡差动输出信号控制单元204、补偿单元114以及补偿单元118，数据切分器504用以对均衡差动输出信号对VIP、VIN进行数据切分操作，以输出数据切分信号对0UTP3、0UTM3。更进一步来说，数据切分器校准单元506可耦接补偿单元114、116中的各个开关以及电流源，而可控制补偿单元114、116所输出的差动参考信号对乂1^1、￥8附以及差动参考信号对￥1^2、￥1^2。此外，本实施例的偏移校准单元108与偏移校准单元110可不包括校准控制单元112与校准控制单元116。也就是说，在本实施例中，可不须先对正电压误差切分器104与负电压误差切分器106进行校准，数据切分器校准单元506可直接依据数据切分器504所输出的数据切分信号对OUTP3、OUTM3控制均衡差动输出信号控制单元204调整均衡器102输出的均衡差动输出信号对VIP、VIN，并依据数据切分信号对OUTP3、OUTM3转态时所对应的均衡差动输出信号对VIP、VIN的校准值控制补偿单元114以及补偿单元118调整其对应的差动参考信号对VRPUVRN1与差动参考信号对VRP2、VRN2，以校准数据切分器504的偏移电压。
[0067]在补偿单元114、补偿单元118分别校准正电压误差切分器104以及负电压误差切分器106的偏移电压后，数据切分器校准单元506可依据数据切分器504所输出的数据切分信号对0UTP3、0UTM3控制均衡差动输出信号控制单元204调整均衡器102输出的均衡差动输出信号对VIP、VIN。举例来说，数据切分器校准单元506可通过均衡差动输出信号控制单元204控制图2的电流源ICl、IC2的电流值以及切换单元206的耦接状态，以调整均衡差动输出信号对VIP、VIN的电压值。其中当数据切分器校准单元506判断出数据切分信号对0UTP3、0UTM3转态时，数据切分器校准单元506停止调整均衡差动输出信号对VIP、VIN，并依据数据切分器校准单元506的输出校准值来控制补偿单元114以及补偿单元118反方向调整其对应的差动参考信号对VRPUVRN1与差动参考信号对VRP2、VRN2，以校准数据切分器504的偏移电压。
[0068]图8绘示本发明另一实施例的切分器装置的示意图。本实施例的切分器装置与图7实施例的切分器装置的不同之处在于，本实施例的切分器装置的偏移校准单元108与偏移校准单元110分别可还包括校准控制单元112与116。在完成数据切分器504的校准时，正电压误差切分器104所对应的校准值为将数据切分信号对0UTP3、0UTM3转态时所对应的均衡差动输出信号对VIP、VIN的校准值(其可例如为均衡差动输出信号对VIP、VIN的电压调整值)进行正负值的转换后加上误差切分信号对OUTPl、0UTM1转态时所对应的差动参考信号对VRP1、VRNl的校准值(其可例如为差动参考信号对VRP1、VRNl的电压调整值)。类似地，负电压误差切分器106所对应的校准值为将数据切分信号对0UTP3、0UTM3转态时所对应的均衡差动输出信号对VIP、VIN的校准值乘上负号后加上误差切分信号对0UTP2、0UTM2转态时所对应的差动参考信号对VRP2、VRN2的校准值(其可例如为差动参考信号对VRP2、VRN2的电压调整值)。由于本实施例的其他实施细节类似图7实施例的运作方式，本领域技术人员应可由上述内容类推本实施例的运作方式，因此在此不再赘述。
[0069]图9绘示本发明一实施例的均衡差动输出信号对的波形示意图。举例来说，数据切分器504的校准结果可例如图9实施例的均衡差动输出信号对的波形示意图所示，以信号0UTP3为例，假设在本实施例中数据切分器输入偏移电压为-5mV，当信号VIP减去VIN的电压值大于_5mV，则信号0UTP3由“O”转态为“1”(当信号VIP大于信号VIN时，信号0UTP3的值为”I”)。数据切分器校准单元506可控制均衡差动输出信号控制单元204调整均衡器102所输出的均衡差动输出信号对VIP、VIN(亦即调整信号VIP减去信号VIN的差值)，以使数据切分器504所输出的信号0UTP3由“O”转态为“I”。当信号0UTP3由“O”转态为“I”时，数据切分器校准单元506可依据此时均衡差动输出信号对VIP、VIN所对应的校准值乘上负号后加上正电压误差切分信号对OUTPl、0UTM1转态时所对应的差动参考信号对VRPl、VRN1的校准值来校准正电压误差切分器104。依据均衡差动输出信号对VIP、VIN所对应的校准值乘上负号后加上误差切分信号对0UTP2、0UTM2转态时所对应的差动参考信号对VRP2、VRN2的校准值来校准负电压误差切分器106。
[0070]参考图7与图8，如此通过数据切分器校准单元506依据数据切分信号对0UTP3、0UTM3控制均衡差动输出信号控制单元204调整均衡差动输出信号对VIP、VIN。数据切分器校准单元506控制补偿单元114、118调整输出至正电压误差切分器104以及负电压误差切分器106的差动参考信号对VRPl、VRNl以及差动参考信号对VRP2、VRN2来校准数据切分器504的偏移电压，即可不须如已知技术般通过在数据切分器的输出端设置电流元件(或电容元件)来进行偏移电压的补偿，亦即不会使数据切分器504的输出端负载增加而降低电路效能，也不会使数据切分器504的判断速度变慢。
[0071]图10绘示本发明一实施例的切分器装置的校准方法的流程示意图。在本实施例中，切分器装置包括正电压误差切分器以及负电压误差切分器。由上述实施例可知，误差切分器装置的校准方法可包括下列步骤。首先，断开差动输入信号对并将一操作电压连接至均衡器之一对差动输入端，将均衡差动输出信号控制单元接上均衡器，以输出均衡差动输出信号对(步骤S1002)。接着，调整均衡差动输出信号对为一期望的正电压值(步骤S1004)，例如在图2实施例中使信号VIP减去信号VIN等于预设正电压VREF。之后，正电压误差切分器依据正电压差动参考信号对对均衡差动输出信号对进行误差切分操作(步骤S1006)，以输出正电压误差切分信号对。然后，判断正电压误差切分信号对是否转态(步骤S1008)。若正电压误差切分信号对未转态，依据正电压误差切分信号对调整正电压差动参考信号对，以校准正电压误差切分器的偏移电压(步骤S1010)，并回到步骤S1006，继续利用正电压误差切分器依据正电压差动参考信号对对均衡差动输出信号对进行误差切分操作。相反地，若正电压误差切分信号对转态，则记住此时的正电压误差校准值(步骤S1012)。然后，停止调整正电压差动参考信号对(步骤S1014)。之后，调整均衡差动输出信号对的值为一期望的负电压值(步骤S1016)，例如在图2实施例中使信号VIP减去信号VIN等于预设负电压-VREF。接着，负电压误差切分器依据负电压差动参考信号对对均衡差动输出信号对进行误差切分操作(步骤S1018)，以产生负电压误差切分信号对。然后，判断负电压误差切分信号对是否转态(步骤S1020)。若负电压误差切分信号对转态，则记住此时的负电压误差校准值(步骤S1022)。然后，停止调整负电压差动参考信号对(步骤S1024)。相反地，若负电压误差切分信号对未转态，则依据负电压误差切分信号对调整负电压差动参考信号对，以校准负电压误差切分器的偏移电压(步骤S1026)，并回到步骤S1018，继续利用负电压误差切分器依据负电压差动参考信号对对均衡差动输出信号对进行误差切分操作。
[0072]值得注意的是，在部分实施例中，也可直接对数据切分器进行校准，而不先对正电压误差切分器与负电压误差切分器进行校准。如图11所示的另一切分器装置的校准方法的流程示意图所示，与图10实施例相比，图11实施例在步骤S1002后，直接进入步骤SI 102，调整均衡差动输出信号对的值为大于数据切分器偏移电压的值。然后，数据切分器对均衡差动输出信号对进行数据切分操作，以输出数据切分信号对(步骤S1104)。然后再判断数据切分信号对是否转态(步骤S1106)，若数据切分信号对未转态，依据数据切分信号对调整均衡差动输出信号对，以校准数据切分器的偏移电压(步骤S1108)，然后再回到步骤S1104，对均衡差动输出信号对进行数据切分操作。相反地，若数据切分信号对转态，则停止调整均衡差动输出信号对，并依据校准均衡差动输出信号对所对应的校准值调整正电压差动参考信号对与负电压差动参考信号对，以校准数据切分器的偏移电压(步骤S1110)，其中正电压误差切分器与负电压误差切分器分别依据正电压差动参考信号对与负电压差动参考信号对对均衡差动输出信号对进行误差切分操作。
[0073]图12A、12B绘示本发明另一实施例的切分器装置的校准方法的流程示意图。本实施例的切分器装置相较于图10实施例还包括数据切分器，由上述实施例可知，本实施例的切分器装置的校准方法还包括步骤S1102?步骤S1202。其中，在步骤S1024后，调整均衡差动输出信号对的值为大于数据切分器偏移电压的值(步骤S1102)。然后，数据切分器对均衡差动输出信号对进行数据切分操作，以输出数据切分信号对(步骤S1104)。然后再判断数据切分信号对是否转态(步骤S1106)。若数据切分信号对未转态，依据数据切分信号对调整均衡差动输出信号对，以校准数据切分器的偏移电压(步骤S1108)，然后再回到步骤S1104，对均衡差动输出信号对进行数据切分操作。相反地，若数据切分信号对转态，则停止调整该均衡差动输出信号对，此时正电压误差切分器所对应的校准值为数据切分信号对转态时所对应的均衡差动输出信号对的校准值乘上负号后加上正电压误差切分信号对转态时所对应的差动参考信号对的校准值，负电压误差切分器所对应的校准值为数据切分信号对转态时所对应的均衡差动输出信号对的校准值乘上负号后加上负电压误差切分信号对转态时所对应的差动参考信号对的校准值(步骤S1202)。
[0074]综上所述，本发明藉由调整误差切分器进行误差切分操作所依据的差动参考信号对来校准误差切分器与数据切分器的偏移电压，如此便可不须如已知技术般通过在切分器的输出端设置电流元件来进行偏移电压的补偿，而不会使数据切分器的输出端负载增加而降低电路效能，也不会使数据切分器的判断速度变慢，最终可使误差切分器与数据切分器输出正确的信号。
【主权项】
1.一种切分器装置，包括: 均衡器，输出均衡差动输出信号对； 正电压误差切分器，耦接该均衡器，依据第一差动参考信号对对该均衡差动输出信号对进行误差切分操作，以输出第一误差切分信号对； 负电压误差切分器，耦接该均衡器，依据第二差动参考信号对对该均衡差动输出信号对进行误差切分操作，以输出第二误差切分信号对； 第一偏移校准单元，耦接该正电压误差切分器，依据该第一误差切分信号对调整该第一差动参考信号对，以校准该正电压误差切分器的偏移电压；以及 第二偏移校准单元，耦接该负电压误差切分器，依据该第二误差切分信号对调整该第二差动参考信号对，以校准该负电压误差切分器的偏移电压。2.如权利要求1所述的切分器装置，其中该均衡器对操作电压进行均衡操作，以输出该均衡差动输出信号对，该切分器装置还包括: 均衡差动输出信号控制单元，提供或汲取电流至该均衡器。3.如权利要求2所述的切分器装置，还包括: 第一开关，耦接在差动输入信号对与该均衡器之间；以及 第二开关，耦接在该均衡器与该第一开关的共同接点与该操作电压之间，该均衡器通过该第一开关接收该差动输入信号对并接收该均衡差动输出信号控制单元的输出电流，该均衡器在校准过程中该第一开关被关闭且该第二开关被开启，其中当该正电压误差切分器与该负电压误差切分器被校准完成后，该第一开关被开启，该第二开关被关闭。4.如权利要求2所述的切分器装置，其中该均衡器包括: 晶体管对，具有第一输入端、第二输入端、输出端，第一输入端以及第二输入端接收该操作电压，该晶体管对的输出端输出该均衡差动输出信号对； 负载单元，耦接在该晶体管对的输出端与该操作电压之间；以及汲取电流源，耦接该晶体管对的源极，该均衡差动输出信号控制单元耦接该晶体管对的源极，改变流经该晶体管对的电流，以调整该均衡差动输出信号对。5.如权利要求4所述的切分器装置，其中该均衡差动输出信号控制单元包括: 第一电流源； 第二电流源；以及 切换单元，耦接该第一电流源以及该第二电流源，该切换单元切换其耦接状态以改变流经该晶体管对的电流，其中当该晶体管对的其中一个耦接该第一电流源时，该晶体管对的另一个耦接该第二电流源。6.如权利要求1所述的切分器装置，其中各该误差切分器包括: 主动负载单元； 第一差动晶体管对，具有第一输入端、第二输入端、共同端，该第一差动晶体管对的第一输入端与第二输入端耦接该均衡差动输出信号对，该第一差动晶体管对的共同端耦接接地电压，该第一差动晶体管对的输出端耦接该主动负载单元;以及 第二差动晶体管对，具有第一输入端、第二输入端、共同端，该第二差动晶体管对的第一输入端与第二输入端親接各该误差切分器对应的差动参考信号对，该第二差动晶体管对的共同端耦接接地电压，该第二差动晶体管对的输出端耦接该第一差动晶体管对的输出端，各该误差切分器对应的误差切分信号对为经由该主动负载单元而被输出。7.如权利要求6所述的切分器装置，其中各该误差切分器还包括: 第三开关，耦接在该第一差动晶体管对的共同端与该接地电压之间；以及 第四开关，耦接在该第二差动晶体管对的共同端与该接地电压之间，该第三开关与该第四开关的导通状态受控于时钟信号。8.如权利要求1所述的切分器装置，其中该第一偏移校准单元于该第一误差切分信号对转态时，停止调整该第一差动参考信号对，该第二偏移校准单元于该第二误差切分信号对转态时，停止调整该第二差动参考信号对。9.如权利要求1所述的切分器装置，其中各该偏移校准单元包括: 校准控制单元，耦接各该偏移校准单元对应的误差切分器；以及 补偿单元，耦接该校准控制单元以及各该偏移校准单元对应的误差切分器，该校准控制单元依据各该偏移校准单元对应的误差切分信号对控制该补偿单元调整各该偏移校准单元对应的差动参考信号对。10.如权利要求9所述的切分器装置，其中该补偿单元包括: 多个分压电阻，串联于操作电压与接地电压之间； 多个开关，分别耦接在对应的误差切分器与对应的分压电阻的共同接点之间，并耦接该校准控制单元； 第一电流源，耦接在其对应的分压电阻的共同接点与该接地电压之间，并耦接该校准控制单元；以及 第二电流源，耦接在其对应的分压电阻的共同接点与该接地电压之间，并耦接该校准控制单元，该校准控制单元依据各该偏移校准单元对应的误差切分信号对控制这些开关的导通状态以及该第一电流源、该第二电流源的电流，以调整各该偏移校准单元对应的差动参考信号对O11.如权利要求1所述的切分器装置，其中各该偏移校准单元包括补偿单元，其耦接各该偏移校准单元对应的误差切分器，该切分器装置还包括: 数据切分器，耦接该均衡器，对该均衡差动输出信号对进行数据切分操作，以输出数据切分信号对；以及 数据切分器校准单元，耦接该数据切分器以及各该偏移校准单元的补偿单元，依据该数据切分信号对控制该补偿单元调整各该偏移校准单元对应的差动参考信号对，以校准该数据切分器的偏移电压。12.如权利要求11所述的切分器装置，其中该数据切分器包括: 主动负载单元；以及 差动晶体管对，具有第一输入端、第二输入端、共同端，该差动晶体管对的第一输入端与第二输入端耦接该均衡差动输出信号对，该差动晶体管对的共同端耦接接地电压，该差动晶体管对的输出端耦接该主动负载单元，该数据切分信号对为经由该主动负载单元而被输出。13.如权利要求12所述的切分器装置，其中该数据切分器包括: 开关，耦接在该差动晶体管对的共同端与该接地电压之间，该开关的导通状态受控于时钟信号。14.如权利要求11所述的切分器装置，其中该数据切分器校准单元于该数据切分信号对转态时，停止调整该均衡差动输出信号对。15.如权利要求11所述的切分器装置，其中该补偿单元包括: 多个分压电阻，串联于操作电压与接地电压之间； 多个开关，分别耦接在对应的误差切分器与对应的分压电阻的共同接点之间，并耦接该数据切分器校准单元； 第一电流源，耦接在其对应的分压电阻的共同接点与该接地电压之间，并耦接该数据切分器校准单元；以及 第二电流源，耦接在其对应的分压电阻的共同接点与该接地电压之间，并耦接该数据切分器校准单元，该数据切分器校准单元依据各该偏移校准单元对应的误差切分信号对控制这些开关的导通状态以及该第一电流源、该第二电流源的电流，以调整各该偏移校准单元对应的差动参考信号对。16.如权利要求11所述的切分器装置，其中各该偏移校准单元还包括: 校准控制单元，耦接该补偿单元以及各该偏移校准单元对应的误差切分器，该校准控制单元依据各该偏移校准单元对应的误差切分信号对控制该补偿单元调整各该偏移校准单元对应的差动参考信号对。17.如权利要求16所述的切分器装置，其中该补偿单元包括: 多个分压电阻，串联于操作电压与接地电压之间； 多个开关，分别耦接在对应的误差切分器与对应的分压电阻的共同接点之间，并耦接该校准控制单元； 第一电流源，耦接在其对应的分压电阻的共同接点与该接地电压之间，并耦接该校准控制单元；以及 第二电流源，耦接在其对应的分压电阻的共同接点与该接地电压之间，并耦接该校准控制单元，该校准控制单元依据各该偏移校准单元对应的误差切分信号对控制这些开关的导通状态以及该第一电流源、该第二电流源的电流，以调整各该偏移校准单元对应的差动参考信号对O18.—种切分器装置的校准方法，该切分器装置包括正电压误差切分器以及负电压误差切分器，该切分器装置的校准方法包括: 输出均衡差动输出信号对； 调整该均衡差动输出信号对的值为期望的正电压值； 利用该正电压误差切分器依据正电压差动参考信号对对该均衡差动输出信号对进行误差切分操作，以输出正电压误差切分信号对； 判断该正电压误差切分信号对是否转态； 若该正电压误差切分信号对未转态，依据该正电压误差切分信号对调整该正电压差动参考信号对，以校准该正电压误差切分器的偏移电压； 若该正电压误差切分信号对转态，存储正电压误差校准值并停止调整该正电压差动参考信号对； 调整该均衡差动输出信号对为期望的负电压值； 利用该负电压误差切分器依据负电压差动参考信号对对该均衡差动输出信号对进行误差切分操作，以输出负电压误差切分信号对； 判断该负电压误差切分信号对是否转态； 若该负电压误差切分信号对未转态，依据该负电压误差切分信号对调整该负电压差动参考信号对，以校准该负电压误差切分器的偏移电压；以及 若该负电压误差切分信号对转态，存储负电压误差校准值并停止调整该负电压差动参考信号对。19.如权利要求18所述的切分器装置的校准方法，其中该切分器装置还包括数据切分器，该切分器装置的校准方法还包括: 利用该数据切分器对该均衡差动输出信号对进行数据切分操作，以输出数据切分信号对； 判断该数据切分信号对是否转态； 若该数据切分信号对未转态，依据该数据切分信号对调整该均衡差动输出信号对，以校准该数据切分器的偏移电压；以及 若该数据切分信号对转态，停止调整该均衡差动输出信号对，此时该正电压误差切分器所对应的校准值为该数据切分信号对转态时所对应的该均衡差动输出信号对的校准值乘上负号后加上该正电压误差切分信号对转态时所对应的该差动参考信号对的校准值，该负电压误差切分器所对应的校准值为该数据切分信号对转态时所对应的该均衡差动输出信号对的校准值乘上负号后加上该负电压误差切分信号对转态时所对应的该差动参考信号对的校准值。20.—种切分器装置的校准方法，该切分器装置包括正电压误差切分器、负电压误差切分器以及数据切分器，该切分器装置的校准方法包括: 输出均衡差动输出信号对； 调整该均衡差动输出信号对的值为大于数据切分器的偏移电压值； 利用该数据切分器对该均衡差动输出信号对进行数据切分操作，以输出数据切分信号对； 判断该数据切分信号对是否转态； 若该数据切分信号对未转态，依据该数据切分信号对调整该均衡差动输出信号对，以校准该数据切分器的偏移电压；以及 若该数据切分信号对转态，停止调整该均衡差动输出信号对，并依据校准该均衡差动输出信号对所对应的校准值调整正电压差动参考信号对与负电压差动参考信号对，以校准该数据切分器的偏移电压，其中该正电压误差切分器与该负电压误差切分器分别依据该正电压差动参考信号对与该负电压差动参考信号对对该均衡差动输出信号对进行误差切分操作。
【文档编号】H04L25/02GK105827553SQ201610136075
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2016年3月10日
【发明人】魏郁忠
【申请人】威盛电子股份有限公司