专利名称：在接收电接收信号时的具有有源控制器的电子电路装置的制作方法
技术领域：
本发明总体涉及用于接收电信号、尤其是电压信号，和用于输出取决于电接收信号的数字信号值的电路装置，并且特别涉及具有有源控制器的接收器设备。
本发明特别涉及用于接收电接收信号的电子电路装置，包括具有用于输入待处理接收电接收信号信号输入单元的第一接收设备、用于输入参考信号的参考信号输入单元、用于放大接收信号和参考信号之间第一信号差的第一参考放大器单元、和用于输出第一信号放大器单元放大的接收信号与参考信号之间第一信号差的第一输出单元。
在接收电接收信号期间，出现必须非常精确地在电子接收设备中比较电接收信号和参考信号的问题。通过引入以双倍数据率(DDR)发送数据的差动放大器，特别地，放大这些例如在动态随机存取存储器(DRAM)工作中出现的发送信号的接收设备是必要的。由于这一点，电接收信号与外部发送的参考电压进行比较，参考电压通常设置为电子电路装置工作电压的一半。
图1(a)和1(b)描述了这一输入级的常规电路装置。图1(a)示出了由n-FET(场效应晶体管)组成的差动放大器晶体管对T1和T2。另外，由P-FET单元组成的电流平衡单元还用于电路装置中的放大。一个n-FET的栅极偏压(n-偏压)可以是控制电压，这时n-FET用作控制电流源，或者由数字电平简单运行，这时n-FET只用作使能设备。
图1(b)示出根据现有技术的另一个差动放大器。在此装置中，以单一电阻器R代替图1(a)所示出的电流源(n-偏压)。
上述参照图1(a)和(b)的电路装置允许输入信号IN以简单方式与参考信号REF相比较。这产生反向bOUT或者非反向OUT输出信号。然而，这样的借助附图1(a)和(b)描述的常规电路装置具有许多缺点。常规电路装置的一个主要缺点在于当参考电压REF降至过低值时，接收n-FET晶体管对的功能削弱。特别是下降沿即V(IN)＜VREF时的传播延迟远大于上升沿即V(IN)＞VREF的延迟。这造成接收设备不利的、非对称的特性。
还有一个缺点，即不能很好地限定驱动输出逆变器I(参见图1(a)和(b))的电压bOUT。因此输出逆变器I切换点的选择非常关键。
另外，不能校正相对于生产过程的偏差、施加电压和温度范围是不合适的。下文，这样的偏差称为PVT(过程/电压/温度)偏差。
为解决上述问题，现有技术中提出采用图2中所描述并在出版文献US 4 937 476中公开的‘自偏压接收器’。在图2所示的电路装置中，输入级由和p-FET串联的n-FET组成，以这样一种方式从而在低参考电压VREF下改进运行。但是，所公开的电路装置具有下面的优点，即即使当输入电压等于参考电压即当V(IN)＝VREF适用时，输出电压bOUT也可偏离工作电压Vdd/2。因此存在这样的缺点，即对于PVT偏差难于控制输出逆变器I。
图3示出在出版物“IEEE Journal of Solid-StateCircuits，volume 35，No.2，February 2000，pages149-162”中描述的另一个常规电路结构。此接收器设备采用混合n-和p-PET接收级以改进低参考电压VREF处的行为。
图4示出常规接收器设备的示意性结构图。在此设置中，比较输入级电压IN和参考电压REF以获得输出电压OUT。
图5详细示出了常规电路装置，三角分别表示识别放大器级和逆变器。图5中所示的接收器概念包括背对背工作的两个逆变器对。如果输入电压V(IN)等于参考电压VREF即V(IN)＝VREF适用，那么输出电压bOUT等于栅极电压VGATE，即bOUT＝VGATE适用。
那么如果例如V(IN)的接收信号超过参考电压VREF，即如果V(IN)＞VREF，则bOUT降低并因此逆变器I的输出转向高电平OUT。然而不利地是，如上述的‘自偏压’接收器，不能精确限定此输出电平bOUT。
因此本发明的一个技术问题在于提供一种用于接收电接收信号的电路装置，其中过程偏差、温度偏差、电压偏差和参考电压偏差对电子电路装置的输出信号输出没有任何影响。
通过用于接收电接收信号并具有权利要求1特征的电子电路装置来解决上述的技术问题。
由从属权利要求可获得本发明的其它实施例。
本发明的主要构思在于设计一种用于接收电接收信号的双接收设备，其中第一接收设备将待处理的电接收信号与参考信号比较，同时向第二接收设备施加相同的第一和第二参考信号，其中通过第二接收设备的输出信号，既控制第一接收设备又控制第二接收设备进入一个工作点，从而第一接收设备中提供的信号处理的运行与参考电压波动无关，和/或与过程、电压、和/或电压和/或温度偏差(PVT偏差)无关。
第一和第二接收设备有利地由具有相同电路结构的相同电路元件组成。
根据本发明的主要方面，用于接收电接收信号的电子电路装置主要包括第一接收设备，包括a1)接收信号输入单元，用于输入待处理的电接收信号；a2)参考信号输入单元，用于输入参考信号；a3)第一差分放大器单元，用于放大所述接收信号和所述参考信号之间的第一信号差；以及a4)第一输出单元，用于输出通过第一差分放大器单元放大的所述接收信号和所述参考信号之间的第一信号差；b)第二接收设备，包括b1)第一参考信号输入单元，用于输入第一参考信号；b2)第二参考信号输入单元，用于输入第二参考信号；b3)第二差分放大器单元，用于放大所述第一参考信号和所述第二参考信号之间的第二信号差，以及b4)第二输出单元，用于输出通过第二差分放大器单元放大的所述第一参考信号和所述第二参考信号之间的第二信号差，以及c)比较器单元，用于比较通过第二差分放大器单元放大、所述第一参考信号和所述第二参考信号之间具有目标值信号的第二信号差，和用于根据所述比较输出控制信号，d)其中所述控制信号以下面的方式既控制第一接收设备和又控制第二接收设备进入各自的工作点即放大的第二信号差保持在目标值信号的水平。
从属权利要求包括了本发明其它的优选扩展方案。
根据本发明的优选扩展方案，待处理的电接收信号和/或参考信号为电压信号。而且有利的是第一参考信号和第二参考信号为电压信号。
根据本发明另一个扩展方案，第一接收设备和第二接收设备以相同的电路元件相同地构造。
如下优选地运行本发明的电路装置，即参考信号、第一参考信号和第二参考信号相同。
根据本发明的另一个优选扩展方案，为用于比较通过第二差分放大器单元放大的、所述第一参考信号和所述第二参考信号之间的具有目标值信号的第二信号差的比较器单元，规定电子电路装置半工作电压Vdd/2电平的一个目标值信号。
根据本发明的另一个优选扩展方案，将以相同电路元件相同地构造的第一接收设备和第二接收设备布置在公共电路芯片上。
如果参考信号、第一参考信号和/或第二参考信号的电平为电子电路装置半工作电压Vdd/2，将是有利的。
下面，将参照附图描述本发明的示例性实施例，其中图1(a)示出在采用电流平衡电路(Stromspiegelschaltung)的情况下的具有n-FET差分放大器晶体管对的常规差分放大器装置；图1(b)示出其中以电阻代替电流平衡电路的常规电路装置；图2是常规‘自偏压’接收器的示例；图3是具有混合n-和p-FET接收级的接收器设备；图4是图3所示接收器设备的示意性方框图；图5是由图3所示的接收器设备逆变器组成的等效电路图；图6是根据本发明优选示例性实施例的用于接收电接收信号的本发明电路装置；图7是由图6所示的电路装置组成的等效电路图。
在这些附图中，相同的附图标记指代相同或功能相同的元件或步骤。
在图6，附图标记100指代第一接收设备，其具有用于输入待处理电接收信号101的接收信号输入单元102，用于输入参考信号103的参考信号输入单元104，用于放大接收信号101和参考信号103之间的第一信号差107的第一差分放大器单元105、106(参照附图7在下文描述)，以及用于输出通过第一差分放大器单元105、106放大的接收信号101和参考信号103之间的第一信号差107的第一输出单元108。另外，可以由控制端子S1为第一接收设备100提供用于控制或设置接收设备100工作点的控制信号305。
根据本发明，这里所述的根据本发明优选示例性实施例的电路装置，具有有源控制设备AR(图6中虚线)。图6中所示出的有源控制设备AR必要地包括第二接收设备200和比较器单元301。
接收设备200具有用于输入第一参考信号201的第一参考信号输入单元202，用于输入第二参考信号203的第二参考信号输入单元204，用于放大第一参考信号201和第二参考信号203之间的第二信号差207的第二差分放大器单元205、206(参照附图7在下文描述)，以及用于输出由第二差分放大器单元205、206放大的第一参考信号201和第二参考信号203之间的第二信号差的第二输出单元208。和第一接收设备100的情况相同，也可向第二接收设备200提供控制信号205。为此，第二接收设备200具有控制端子S2，借此可调整第二输入设备200的工作点。
比较器单元301具有用于输入目标值信号303的目标值信号输入单元302，和用于输出控制信号305的控制信号输出单元304，控制信号305经控制端子S1输送至第一接收设备100并经控制端子S2输送至第二接收设备200。
目标值信号303优选设置为等于整个电路装置半工作电压的电平(即电平Vdd/2)。另外，输送至第二接收设备200的第一参考电压201和第二参考电压203被设置为也等于参考信号103电平的相同电平，参考信号103经其参考信号输入单元104输送至第一接收设备100。
经由第一输出单元108输出的第一信号差107按照下面的方式用作电路装置的输出信号，即其表示一个数字值，该数字值根据待处理的接收信号101相对于参考信号103所处的位置而在两个状态之间交替变化。
相反，因为第二接收设备提供两个相同参考信号，即第一参考信号201和第二参考信号203，所以由根据本发明的电路装置决定从第二接收设备200经其第二输出单元208输出的第二信号差207。因此第二信号差207被确定为等于目标值信号303的值。优选将其目标值303信号输入端302向比较器单元301输送的目标值信号303设置为等于整个电路装置半工作电压的电平，即电平Vdd/2。
与提供的第一和第二参考信号201、203无关，将输出逆变器单元107的栅极保持在中间电平Vdd/2以在最佳工作点运行。
图7将图6示出的电路装置示出为由逆变器105、106、205、206、301和109组成的等效电路。点划线标识出包括第二接收设备200和比较器单元301的有源控制设备AR。在此装置中，具有第二差分放大器单元205、206的接收设备200(参见附图6)发出等于控制变量305的内参考电压VGateREF。接收设备200如此控制控制变量305从而下式适用V(bOUTREF)＝Vdd/2，即控制信号305按照下面方式既控制第一接收设备100又控制第二接收设备200进入各自的工作点，即放大的第二信号差207保持为目标值信号303的电平。
从图7可以看出，接收设备200(有源控制设备AR)保证当接收信号101电平等于参考信号103电平(参见图6)时第一信号差107(VbOUT)等于半工作电压(Vdd/2)。
在此电路设计中，非常精确地控制第二信号差107即电压信号VbOUT，并且可以简单地将输出逆变器109的切换点设置为半工作电压Vdd/2。如果接收信号V(IN)降到参考电压VREF下，则接收p-FET使信号差107(VbOUT)高于Vdd/2。因此，通过输出逆变器109将输出信号111(VOUT)切换至低电平，输出逆变器109具有Vdd/2的切换点。当V(IN)升到高于VREF的值时，VbOUT即第一信号差107降至Vdd/2下，因此输出端110输出的输出信号111切换至高电平(高数字电平下的VOUT)。
有利的是能够通过下述方法使整体电路装置节能(i)不需要为每个输入端分别生成内参考电压VGateREF，而是可在任意数量(例如4、8、16，......)的输入端之间分配；(ii)如果电路装置处于不要求输入接收设备运行的状态(断电、非写入、......)，那么可从第一差分放大器单元105分离控制信号305(VGateREF)；以及(iii)可以采用按比例缩小的大小设计参考电压的输入级，例如设备的每个宽度尺寸减半。此状态下正确生成VGateREF，即控制信号305，但是进入VREF级的电流降至第一接收设备100和第二接收设备200采用相同电路元件构造情况下的电流值的一半。
在公共电路芯片上布置第一接收设备100和第二接收设备200是有利的。
可在电路芯片内部生成输入比较器单元301的目标值信号303或者在外部进行规定。因此，因为以相同过程相同电路元件制造第一和第二接收设备100、200，本发明的电路装置与输送至第一接收设备100的参考电压波动(相对于第一参考信号103的波动)无关，并且与接收设备制造器件出现的过程偏差无关。
关于在图1到5所示的常规电路装置，可参照说明书的介绍。
尽管借助优选实施例在上面描述了本发明，但是本发明不限于这些实施例而是可以按照许多方式更改。
此外，本发明不限于所提到的可能应用。
附图标记列表在附图中相同的附图标记指代相同或功能相同的元件或者步骤。
100.接收设备接收信号101.接收信号输入单元102.参考信号103.参考信号输入单元104.105、106第一差分放大器单元105.第一信号差106.第一输出单元107.逆变器单元108.输出端109.输出信号200.接收设备201.第一参考信号202.参考信号输入单元203.第二参考信号204.参考信号输入单元
205、206第二差分放大器单元207.第二信号差208.第二输出单元301.比较器单元303.目标值信号305.控制信号S1第一控制端S2第二控制端Vdd/2半工作电压AR控制设备
权利要求
1.用于接收电接收信号(101)的电子电路装置，具有a)第一接收设备(100)，包括a1)接收信号输入单元(102)，用于输入待处理的电接收信号(101)；a2)参考信号输入单元(104)，用于输入参考信号(103)；a3)第一差分放大器单元(105、106)，用于放大所述接收信号(101)和所述参考信号(103)之间的第一信号差(107)；以及a4)第一输出单元(108)，用于输出由第一差分放大器单元(105、106)放大的所述接收信号(101)和所述参考信号(103)之间的第一信号差(107)；其特征在于，所述电子电路装置还包括b)第二接收设备(200)，包括b1)第一参考信号输入单元(202)，用于输入第一参考信号(201)；b2)第二参考信号输入单元(204)，用于输入第二参考信号(203)；b3)第二差分放大器单元(205、206)，用于放大所述第一参考信号(201)和所述第二参考信号(203)之间的第二信号差(207)；以及b4)第二输出单元(208)，用于输出由第二差分放大器单元(205、206)放大的所述第一参考信号(201)和所述第二参考信号(203)之间的第二信号差(207)；以及c)比较器单元(301)，用于比较由第二差分放大器单元(205、206)放大的、所述第一参考信号(201)和所述第二参考信号(203)之间具有目标值信号(303)的第二信号差(207)，和用于根据所述比较输出控制信号(305)，d)其中所述控制信号(305)以下面的方式既控制第一接收设备(100)又控制第二接收设备(200)进入各自的工作点，即放大的第二信号差(207)保持在目标值信号(303)的水平。
2.如权利要求1所述的电路装置，其特征在于，待处理的所述接收信号(101)和/或参考信号(103)为电压信号。
3.如权利要求1或2所述的电路装置，其特征在于，第一参考信号(201)和第二参考信号(203)为电压信号。
4.如权利要求1所述的电路装置，其特征在于，第一接收设备(100)和第二接收设备(200)以相同的电路元件相同地构造。
5.如权利要求1、2或3所述的电路装置，其特征在于，所述参考信号(103)、第一参考信号(201)和第二参考信号(203)相同。
6.如权利要求1所述的电路装置，其特征在于，为用于比较通过第二差分放大器单元(205、206)放大、所述第一参考信号(201)和所述第二参考信号(203)之间的具有目标值信号(303)的第二信号差(207)的比较器单元(301)，规定电子电路装置半工作电压Vdd/2电平的一个目标值信号。
7.如权利要求4所述的电路装置，其特征在于，将以相同电路元件相同地构造的第一接收设备(100)和第二接收设备(200)布置在公共电路芯片上。
8.如权利要求5所述的电路装置，其特征在于，所述参考信号(103)、第一参考信号(201)和第二参考信号(203)的电平为电子电路装置半工作电压(Vdd/2)。
全文摘要
本发明涉及一种可有源控制电接收信号(101)接收的电子电路装置，包括第一接收器设备(100)、第二接收器设备(200)和比较器单元(301)，比较器单元用于比较第二接收器设备(200)输出的第二信号差(207)和目标值信号(303)，并且根据所述比较输出控制信号(305)，从而控制信号(305)在任何工作点控制第一接收器设备(100)和第二接收器设备(200)，使得放大的第二信号差(207)保持在目标值信号(303)水平，第一接收器设备(100)输出的第一信号差(107)对于给定的参考信号(103)高精度地测量接收信号(101)。
文档编号H03K5/24GK101057393SQ200580038716
公开日2007年10月17日 申请日期2005年10月19日 优先权日2004年11月12日
发明者R·巴坦施拉格, M·布罗克斯, T·海因, U·门齐加 申请人:奇梦达股份公司