信号处理设备的制作方法

专利名称：信号处理设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及信号处理设备，具体地，涉及能够校正在0和1的
发生概率不同的数据信号中的占空比失真的信号处理设备。
背景技术：
如果输入信号有失真的占空比，或者如果由于在LSI(大规模 集成电路)内的电路中的晶体管偏差导致信号占空比的失真，则信 号的误比特率增加。
鉴于这种情况，已经提出一种二进制化电路，它校正例如被编 码为具有相同的0和l发生概率，以便保持DC(直流)平衡的EFM (8到14调制)信号或8B/10B信号的占空比失真(例如，见日本未 审查专利申请公布No. 06-334496)。

发明内容
然而，现有的二进制化电路通过下列步骤来校正EFM信号的占 空比失真在LPF(低通滤波器)处从EFM信号产生DC信号，并 向占空比校正电路提供反馈，以使DC信号的限幅电平在例如L(低) 电平和H(高)电平的正中间。因此，根据现有的二进制化电路， 难以校正在0和1的发生概率不同且非DC平衡的数据信号中的占 空比失真。
考虑到上述情况提出本发明。希望使0和1的发生概率不同的 数据信号中的占空比失真能够得到校正。
根据本发明实施例的信号处理设备包括校正电路，被配置为校 正在0和1的发生概率不同的数据信号中的占空比失真。
在根据本发明实施例的信号处理设备中，校正电路可以包括相位检测电路，被配置为检测数据信号的相位超前和滞后；边沿检 测电路，被配置为检测数据信号的上升和下降；失真检测电路，被 配置为基于相位检测电路和边沿检测电路的检测结果来检测占空比 的失真；以及占空比调节电路，被配置为基于失真检测电路的检测 结果来调节占空比，从而校正占空比的失真。
在根据本发明实施例的信号处理设备中，校正电路还可以包括 调节值确定电路，被配置为基于失真检测电路的失真检测频率来确 定占空比调节值的增减值，该占空比调节值代表占空比调节电路的 调节程度。此外，占空比调节电路可以基于占空比调节值的增减值 来调节占空比。
在根据本发明实施例的信号处理设备中，失真检测电路可以检 测占空比正向和负向的失真。此外，当失真检测电路检测到占空比 正向失真的频率与失真检测电路检测到占空比负向失真的频率之间 的差值在预定的范围内时，调节值确定电路可以确定占空比调节值 的增减值为零。
在根据本发明实施例的信号处理设备中，失真检测电路可以基
测占空比的失真。
在根据本发明实施例的信号处理设备中，相位检测电路可以包 括亚历山大(Alexander)型相位比较器。
在本发明的实施例中，0和1的发生概率不同的数据信号中的占 空比失真得到校正。
如上所述，根据本发明的实施例，0和1的发生概率不同的数据 信号中的占空比失真可以得到校正。


图1是示出根据本发明实施例的信号处理设备的配置例子的框
图2是解释时钟数据恢复电路的操作的时序图；图3是解释在占空比的正向存在失真的情况下各个信号的变化
的时序图4是解释在占空比的负向存在失真的情况下各个信号的变化 的时序图5是解释在数据信号中没有出现占空比失真的一种情况下各
个信号的变化的时序图6是解释在数据信号中没有出现占空比失真的另一种情况下
各个信号的变化的时序图7是示出调节值增减值表格的示例图； 图8是解释确定占空比调节值的增减值的具体方法的时序图； 图9是示出图1的占空比调节电路的详细配置的例子的框图。 图IO是解释当占空比调节值的增减值为0时公共电压的变化的
示意图ll是解释当占空比调节值的增减值为-l或更小时公共电压的 变化的示意图；已经
图12是解释当占空比调节值的增减值为+1或更大时公共电压 的变化的示意图。
具体实施例方式
图1示出根据本发明实施例的信号处理设备的配置例子。
图1中信号处理设备10被配置为包括放大器11、占空比调节电 路12、比较器13、时钟数据恢复电路14和占空比失真检测电路15。
信号处理设备10的放大器11放大例如CML (电流型逻辑)信 号或LVDS (低电压差分信令)信号，LVDS信号用作数据信号的差 分信号。占空比调节电路12从占空比失真检测电路15接收将占空 比朝正向调节的占空比正信号输入或将占空比朝负向调节的占空比 负信号输入。占空比的正向是指占空比增大的方向，而占空比的负 向是指占空比减小的方向。
基于占空比正信号或占空比负信号，占空比调节电路12调节被放大器ll放大的数据信号的差分信号的公共电压，从而调节数据信 号的占空比。由此，数据信号的占空比失真得到校正。占空比调节
电路12的细节将会在后面参考图9来描述。
比较器13将占空比失真已由占空比调节电路12校正的数据信 号的差分信号转换成单端数据信号。转换后的数据信号被输入到时 钟数据恢复电路14和占空比失真检测电路15。
在本例子中，数据信号的差分信号被比较器13转换成单端数据 信号。替代地，信号处理设备10可以被配置为对在后级的所有电路 执行差分操作，而不用将数据信号的差分信号转换成单端数据信号。
时钟数据恢复电路14被配置为包括相位检测电路21、充电泵电 路22、环路滤波器电路23和VCO (压控振荡器)电路24，并且产 生与数据信号同步的时钟信号。
相位检测电路21是亚历山大型相位比较器，它检测数据信号的 相位相对于时钟信号的相位而言是超前还是滞后。
具体地，相位检测电路21被配置为包括触发电路31至34以及 EX-OR(异或)电路35和36。利用时钟信号，触发电路31对由比 较器13输入的单端数据信号进行采样。采样的数据信号被输入到触 发电路32、 EX-OR电路36以及未示出的后级上的模块。
利用时钟信号，触发电路32保持从触发电路31接收的数据信 号，并将所保持的数据信号输出到EX-OR电路35。利用时钟信号 的反转信号，触发电路33对由比较器13输入的单端数据信号进行 采样。
利用时钟信号，触发电路34保持由触发电路33采样的数据信 号，并将所保持的数据信号输出到EX-OR电路35和36。 EX-OR电 路35计算从触发电路32接收的数据信号与从触发电路34接收的数 据信号的异逻辑和。由此检测出数据信号的相位相对于时钟信号的 相位的超前。
EX-OR电路35计算获得的信号被输入到充电泵电路22和占空 比失真检测电路15作为PDUP信号，PDUP信号指示数据信号的相位相对于时钟信号的相位超前。如果数据信号的相位相对于时钟信
号的相位超前，则PDUP信号的电平升至H电平。如果数椐信号的 相位相对于时钟信号的相位不超前，则PDUP信号的电平降至L电 平。
EX-OR电路36计算从触发电路31接收的数据信号与从触发电 路34接收的数据信号的异逻辑和。由此检测出数据信号的相位相对 于时钟信号的相位的滞后。EX-OR电路36计算获得的信号被输入 到充电泵电路22和占空比失真检测电路15作为PDDN信号，PDDN 信号指示数据信号的相位相对于时钟信号的相位滞后。
如果数据信号的相位相对于时钟信号的相位滞后，则PDDN信 号的电平升至H电平。如果数据信号的相位相对于时钟信号的相位 不滞后，则PDDN信号的电平降至L电平。
也可以使用与亚历山大型相位比较器不同的相位比较器，作为 时钟数据恢复电路14的相位检测电路21。然而，与模拟相位比较器 不同在于，在亚历山大型相位比较器中，相位结果不以小脉冲输出。 相反，相位结果以时钟信号脉冲输出。因此，使用亚历山大型相位 比较器使信号处理器10的设计变得容易。
根据从EX-OR电路35接收到的PDUP信号和从EX-OR电路 36接收到的PDDN信号，充电泵电路22充当给环路滤波器电路23 提供电流的电源以及从环路滤波器电路23抽取电流的接收端。具体 地，例如如果PDUP信号的电平在H电平，则充电泵电路22为环 路滤波器电路23提供电流。此外，如果PDDN信号的电平在H电 平，则充电泵电路22从环路滤波器电路23抽取电流。
环路滤波器电路23是用于稳定环路控制的电路，它消除被充电 泵电路22改变的电压的高频分量，并且将产生的电压输入到VCO 电路24。 VCO电路24产生时钟信号，该时钟信号具有与从环路滤 波器电路23接收到的DC电压对应的频率。因此，例如DC电压的 增大将增大时钟信号的频率，而DC电压的降低将降低时钟信号的 频率。如上所述，时钟数据恢复电路14检测数据信号的相位相对于时 钟信号的相位的超前和滞后，并且根据检测结果改变时钟信号的频 率。因此，时钟数据恢复电路14可以产生与数据信号同步的时钟信 号。由此产生的时钟信号被输入到触发电路31到34以及后面将要 描述的占空比失真检测电路15的触发电路41和42,并被它们使用。
占空比失真检测电路15被配置为包括触发电路41和42、 AND 电路43和44、十DCD检测电路45、 .DCD检测电路46、计数器47 和48以及调节值确定电路49,并且检测数据信号中的占空比失真。
具体地，触发电路41和42和AND电路43和44 (边沿检测电 路)检测数据信号的上升与下降。更详细地，利用时钟信号，触发 电路41对由比较器13输入的单端数据信号进行采样，并且输出采 样的数据信号。接着，利用时钟信号，触发电路42保持从触发电路 41接收到的数据信号，并且输出所保持的数据信号。
AND电路43接收由触发电路41输出的数据信号输入以及由触 发电路42输出的数据信号的反转信号输入。AND电路43计算从触 发电路41接收到的数据信号和从触发电路42接收到的数据信号的 反转信号的逻辑积。由此检测到数据信号的上升。
AND电路43计算获得的信号被输入到+DCD检测电路45和 -DCD检测电路46作为上升检测信号，该上升检测信号表示数据信 号的上升。如果数据信号上升，则上升检测信号的电平升至H电平。 如果数据信号没有上升，则上升检测信号的电平在L电平。
AND电路44接收由触发电路41输出的数据信号的反转信号输 入以及由触发电路42输出的数据信号输入。AND电路44计算从触 发电路41接收到的数据信号的反转信号和从触发电路42接收到的 数据信号的逻辑积。由此检测到数据信号的下降。
AND电路44计算获得的信号被输入给+DCD检测电路45和 -DCD检测电路46作为下降检测信号，该下降检测信号表示数据信 号的下降。如果数据信号下降，则下降检测信号的电平升至H电平。 如果数据信号没有下降，则下降检测信号的电平在L电平。200910128779.4
基于由时钟数据恢复电路14的EX-OR电路35输入的PDUP信 号、由时钟数据恢复电路14的EX-OR电路36输入的PDDN信号、 由AND电路43输入的上升检测信号以及由AND电路44输入的下 降检测信号，十DCD检测电路45 (失真检测电路)检测占空比正向 的失真。接着，+0€0检测电路45将正失真检测信号输入到计数器 47，该正失真检测信号指示检测到占空比正向的失真。
基于由时钟数据恢复电路14的EX-OR电路35输入的PDUP信 号、由时钟数据恢复电路14的EX-OR电路36输入的PDDN信号、 由AND电路43输入的上升检测信号以及由AND电路44输入的下 降检测信号，-DCD检测电路46 (失真检测电路)检测占空比负向 的失真。接着，-0€0检测电路46将负失真检测信号输入到计数器 48，该负失真检测信号指示检测到占空比负向的失真。
根据正失真检测信号，计数器47增加其计数值。因此，计数器 47的计数值代表占空比正向失真的检测频率。此外，计数器47将计 数值输入到调节值确定电路49。
根据负失真检测信号，计数器48增加其计数值。因此，计数器 48的计数值代表占空比负向失真的检测频率。此外，计数器48将计 数值输入到调节值确定电路49。
对于每个预定的测量周期，调节值确定电路49从计数器47的 计数值中减掉计数器48的计数值以获得计数减法值。此外，调节值 确定电路49包括保持电路(未示出)，该保持电路保持将计数减法 值与占空比调节值的增减值关联起来的表格(在下文中称为调节值 增减值表格)。占空比调节值是指代表占空比调节电路12调节程度 的值。
参考调节值增减值表格，调节值确定电路49确定与每个预定周 期计算出的减法值相对应的占空比调节值的增减值。此外，根据占 空比调节值的增减值，调节值确定电路49将占空比正信号或占空比 负信号反馈给占空比调节电路12，该占空比正信号表示占空比调节 值增大，该占空比负信号表示占空比调节值减小。如上所述，信号处理设备10检测数据信号的相位相对于时钟信
号的相位的超前和滞后，并且检测数据信号的上升和下降。因此，
即使由于数据信号上升和下降的相位，数据信号有0和1的不同发 生概率，信号处理设备IO也可以检测并且校正占空比的失真。
结果，信号处理设备10校正例如由于晶体管的特性偏差所引起 的占空比的失真。因此，信号处理设备10的设计可以不用考虑晶体
管的变化。
信号处理设备10可以安装在发送几GBps (每秒吉比特)的高 速数据信号的高速吉比特发送系统中，例如作为接收数据信号的接 收器。在这种情况下，信号处理设备10例如通过同轴线缆或通过诸 如印制电路板上条状线的传输路径接收从发射器发送的数据信号。 接着，信号处理设备10校正数据信号中占空比的失真。
因此，数据信号的误比特率和眼图可以得到改进。结果，传输 速率可以得到改进。此外，信号处理设备10可以校正发生在传输路 径上的占空比失真。因此，传输路径的距离可以增加。
随后，将参考图2的时序图来描述时钟数据恢复电路14的操作。
如图2所示，如果数据信号(DATA)的采样点与时钟信号 (CLOCK)的上升对应，则时钟数据恢复电路14工作以使数据信 号的建立时间和保持时间最长。
具体地，如果数据信号的相位相对于时钟信号的相位而言超前， 则相位检测电路21输出H电平的PDUP信号。结果，由VCO电路 24产生的时钟信号的频率增大，并且时钟信号的相位超前。同时， 如果数据信号的相位相对于时钟信号的相位而言滞后，则相位检测 电路21输出H电平的PDDN信号。结果，由VCO电路24产生的 时钟信号的频率减小，并且时钟信号的相位滞后。
用上述方式，时钟数据恢复电路14使数据信号的建立时间和保 持时间最长。也就是说，时钟数据恢复电路14产生与数据信号同步 的时钟信号。
随后，将参考图3至6的时序图描述占空比失真检测电路15的检测操作。为了便于解释，在图3至6中用虛线表示无占空比失真 并且与时钟信号同步的数据信号。
首先，将参考图3描述在数据信号相位与时钟信号相位匹配、 但数据信号中占空比的正向存在失真的情况下各信号的变化。
在这种情况下，如图3所示，在数据信号的上升处，数据信号 的边沿相位(数据相位)相对于时钟信号的边沿相位而言超前。此 外，在数据信号的下降处，数据信号的边沿相位相对于时钟信号的 边沿相位而言滞后。因此，随着数据信号上升，PDUP信号的电平 升至H电平。此外，随着数据信号下降，PDDN信号的电平升至H 电平。
结果，当数据信号上升时，时钟信号的相位超前。此外，当数 据信号下降时，时钟信号的相位滞后。由此使数据信号的建立时间 和保持时间最长。在图3的例子中，数据信号边沿相位的超前量与 滞后量相同。因此，时钟信号相位超前或滞后的量相同。
此外，如图3所示，随着数据信号上升，上升检测信号电平升 至H电平。另外，随着数据信号下降，下降检测信号电平升至H电 平。
因此，在数据信号相位与时钟信号相位匹配、但数据信号中占 空比的正向存在失真的情况下，如图3所示，当上升检测信号在H 电平时，PDUP信号在H电平，而当下降检测信号在H电平时，PDDN 检测信号在H电平。
随后，将参考图4描述在数据信号相位与时钟信号相位匹配、 但数据信号中占空比的负向存在失真的情况下各信号的变化。
在这种情况下，如图4所示，在数据信号的上升处，数据信号 的边沿相位(数据相位)相对于时钟信号的边沿相位而言滞后。此 外，在数据信号的下降处，数据信号的边沿相位相对于时钟信号的 边沿相位而言超前。因此，随着数据信号上升，PDDN信号的电平 升至H电平。此外，随着数据信号下降，PDUP信号的电平升至H 电平。结果，当数据信号上升时，时钟信号的相位滞后。此外，当数据信号下降时，时钟信号的相位超前。在图4的例子中，数据信 号的边沿相位的超前量也与滞后量相同。因此，时钟信号相位超前 或滞后的量相同。
此外，如图4所示，上升检测信号电平与下降检测信号电平的 变化与图3的例子中的变化相似。因此，在数据信号相位与时钟信 号相位匹配、但数据信号中占空比的负向存在失真的情况下，如图4 所示，当上升检测信号在H电平时，PDDN信号在H电平，而当下 降检测信号在H电平时，PDUP检测信号在H电平。
随后，将参考图5描述在数据信号中没出现占空比失真、但是 数据信号的相位相对时钟信号的相位超前的情况下各信号的变化。
在这种情况下，如图5所示，在数据信号的上升和下降处，数 据信号的边沿相位(数据相位)相对于时钟信号的边沿相位而言超 前相同的量。因此，当数据信号上升和下降时，PDUP信号的电平 升至H电平。结果，当数据信号上升和下降时，时钟信号的相位超 前。
此外，如图5所示，上升检测信号电平与下降检测信号电平的 变化与图3的例子中的变化相似。因此，在数据信号中没出现占空 比失真、但是数据信号的相位相对时钟信号相位超前的情况下，如 图5所示，当上升检测信号或下降检测信号处于H电平时，PDUP 信号都处于H电平。
下面，将参考图6描述在数据信号中没出现占空比失真、但是 数据信号的相位相对时钟信号相位的滞后的情况下各信号的变化。
在这种情况下，如图6所示，在数据信号的上升和下降处，数 据信号的边沿相位(数据相位)相对时钟信号的边沿相位滞后相同 的量。因此，当数据信号上升和下降时，PDDN信号的电平升至H 电平。结果，当数据信号上升和下降时，时钟信号相位滞后。
此外，如图6所示，上升检测信号电平与下降检测信号电平的 变化与图3的例子中的变化相似。因此，在数据信号中没出现占空 比失真、但是数据信号的相位相对时钟信号相位滞后的情况下，如图6所示，当上升检测信号在H电平和下降检测信号在H电平时， PDDN信号都处于H电平。
如上所述，当上升检测信号或下降检测信号在H电平时，PDUP 信号和PDDN信号各自电平取决于占空比的失真状态而变化。
因此，基于H电平的PDUP信号或PDDN信号与H电平的上升 检测信号或下降检测信号的组合，占空比失真检测电路15检测占空 比正向和负向的失真。
具体地，如果+DCD检测电路45检测到上升检测信号与PDUP 信号的各自电平在H电平(此后称为上升PDUP信号检测)或者下 降检测信号与PDDN信号的各自电平在H电平(此后称为下降PDDN 信号检测)，则+DCD检测电路45检测到占空比正向的失真，并且 使计数器47的计数值增加1。
此外，如果-DCD检测电路46检测到上升检测信号与PDDN信 号的各自电平在H电平(此后称为上升PDDN信号检测)或者下降 检测信号与PDUP信号的各自电平在H电平(此后称为下降PDUP 信号检测)，则-DCD检测电路46检测到占空比负向的失真，并且 使计数器48的计数值增加1。
如上所述，十DCD检测电路45执行上升PDUP信号检测和下降 PDDN信号检测，-DCD检测电路46执行上升PDDN信号检测和下 降PDUP信号检测。因此，在没出现占空比失真、但是数据信号与 时钟信号在相位上不匹配的情况下，如图5和6所示，可以检测到 未出现占空比失真。
具体地，在数据信号中没出现占空比失真、但是数据信号的相 位相对时钟信号的相位超前的情况下，如图5所示，当上升检测信 号的电平在H电平时，PDUP信号的电平在H电平。因此，+DCD 检测电路45检测到占空比正向的失真，并且使计数器47的计数值 增力口 1。
此外，当下降检测信号的电平在H电平时，PDUP信号的电平 在H电平。因此，-0€0检测电路46检测到占空比负向的失真，并且使计数器48的计数值增加1。
然而，调节值确定电路49从计数器47的计数值中减掉计数器 48的计数值。所以在这里，计数器47的计数值的增加与计数器48 的计数值的增加抵消。因此在这种情况下，调节值确定电路49计算 的计数减法值与计数器47和48的计数值没有增加时，即当检测到 未出现占空比失真时所获得的计数减法值相同。
此外，在数据信号中没出现占空比失真、但是数据信号的相位 相对时钟信号的相位滞后的情况下，如图6所示，当上升检测信号 在H电平时，PDDN信号电平在H电平。因此，-DCD检测电路46 检测到占空比负向的失真，并且使计数器48的计数值增加1。
此外，当下降检测信号电平在H电平时，PDDN信号的电平在 H电平。因此，十DCD检测电路45检测到占空比正向的失真，并且 使计数器47的计数值增加1。
然而，如上所述，调节值确定电路49从计数器47的计数值中 减掉计数器48的计数值。因此，在这里算出来的计数减法值与当检 测到未出现占空比失真时所获得的计数减法值相等。
替代地，+DCD检测电路45可以被配置成执行上升PDUP信号 检测或者下降PDDN信号检测，从而检测占空比正向的失真。此外， -DCD检测电路46可以被配置成执行上升PDDN信号检测或者下降 PDUP信号检测，从而检测占空比负向的失真。
然而，在数据信号中没出现占空比失真、但是数据信号与时钟 信号在相位上不匹配的情况下，如图5和6所示，必然检测到未出 现占空比失真。
因而，在这种情况下，提供由+DCD检测电路45和-DCD检测 电路46执行的以下第一和第二种检测方法。
在第 一种方法中，+DCD检测电路45执行上升PDUP信号检测， 而-DCD检测电路46执行下降PDUP信号检测。根据该方法，在数 据信号中没出现占空比失真、但是数据信号的相位相对时钟信号的 相位超前的情况下，如图5所示，十DCD检测电路45检测到占空比正向的失真。此外，-DCD检测电路46检测到占空比负向的失真。 因而检测到占空比的失真未出现。
此外，在数据信号中没出现占空比失真、但是数据信号的相位 相对时钟信号的相位滞后的情况下，如图6所示，十DCD检测电路 45没有检测到占空比正向的失真。此外，-0€0检测电路46没有检 测到占空比负向的失真。因而检测到占空比的失真未出现。
在第二种方法中，+DCD检测电路45执行下降PDDN信号的检 测，-0€0检测电路46执行上升PDDN信号的检测。根据该方法， 在数据信号中没出现占空比失真、但是数据信号的相位相对时钟信 号的相位超前的情况下，如图5所示，十DCD检测电路45没有检测 到占空比正向的失真。此外，-DCD检测电路46没有检测到占空比 负向的失真。因而检测到占空比的失真未出现。
此外，在数据信号中没出现占空比失真、但是数据信号的相位 相对时钟信号的相位滞后的情况下，如图6所示，十DCD检测电路 45检测到占空比正向的失真。此外，-0〔0检测电路46检测到占空 比负向的失真。因而检测到占空比的失真未出现。
在只有当时钟数据恢复电路14被锁定时才能检测到占空比失真 的情况下，可以使用第三和第四种方法作为+DCD检测电路45和 -DCD检测电路46执4亍的检测方法。
在第三种方法中，+DCD检测电路45执行上升PDUP信号检测， -DCD检测电路46执行上升PDDN信号检测。
根据该方法，如果时钟数据恢复电路14没有被锁定，并且如果 数据信号中没出现占空比失真，但是数据信号的相位相对时钟信号 的相位超前，如图5所示，十DCD检测电路45检测到占空比正向的 失真。同时，-DCD检测电路46没有检测到占空比负向的失真。因 此，错误地检测到占空比正向的失真。
此外，如果数据信号中没出现占空比失真，但是数据信号的相 位相对时钟信号的相位滞后，如图6所示，十DCD检测电路45没有 检测到占空比正向的失真。同时，-0〔0检测电路46检测到占空比负向的失真。因此，占空比负向的失真被错误地检测。
然而，如果时钟数据恢复电路14被锁定，即如果数据信号与时 钟信号在相位上匹配，如图3和4的例子所示，则可以准确检测到 占空比的失真。
在第四种方法中，+DCD检测电路45执行下降PDDN信号检测， -DCD检测电路46执行上升PDUP信号检测。
根据该方法，如果时钟数据恢复电路14没有被锁定，并且如果 数据信号中没出现占空比失真，但是数据信号的相位相对时钟信号 的相位超前，如图5所示，十DCD检测电路45没有检测到占空比正 向的失真。同时，-000检测电路46检测到占空比负向的失真。因 此，占空比负向的失真被错误地检测。
此外，如果数据信号中没出现占空比失真，但是数据信号的相 位相对时钟信号的相位滞后，如图6所示，+000检测电路45检测 到占空比正向的失真。同时，-0。0检测电路46没有检测到占空比 负向的失真。因此，占空比正向的失真被错误地检测。
但是，如果时钟数据恢复电路14被锁定，与第三种方法相似， 也可以在第四种方法中准确地检测到占空比的失真。
在用笫三或第四种方法检测占空比失真的情况下，信号处理设 备10被配置成在时钟数据恢复电路14的锁定状态下将使能信号输 入到+DCD检测电路45和-DCD检测电路46。
随后，将参考图7和8描述调节值确定电路49的操作。
图7示出调节值增减值表格的例子。如图7所示，在调节值增 减值表格中，计数减法值与占空比调节值的增减值相关联。图7的 例子中，计数减法值+600《、+200<和<+600、國200 <和<+200、 -600<和<-200以及<-600分别与占空比调节值的增减值-2、 -1、 ± 0、 +1以及+2相关联。
因此，基于图7的调节值增减值表格，如果计数减法值大于或 等于600，则占空比调节值的增减值是-2，而如果计数减法值大于或 等于200并小于600，则占空比调节值的增减值是-1。此外，如果计数减法值大于或等于-200并小于200，则占空比调节值的增减值是0; 如果计数减法值大于或等于-600并小于-200，占空比调节值的增减 值是l。再者，如果计数减法值小于-600,占空比调节值的增减值是 2。
例如，如果计数器47的计数值是500，而计数器48的计数值是 400，则计数减法值是100，占空比调节值的增减值是0。结果，占 空比调节值没有变。此外，如果计数器47的计数值是200，而计数 器48的计数值是1000,则计数减法值是-800，占空比调节值的增减 值是2。结果，占空比调节值被改变为现有的占空比调节值加2的值。
此外，如果计数器47的计数值是600，而计数器48的计数值是 300，则计数减法值是300，占空比调节值的增加或减少是-1。结果， 占空比调节值被改变为从现有的占空比调节值中减1的值。
在图7的调节值增减值表格中，占空比调节值的增大值被设置 为+1和+2两级，占空比调节值的减小值被设置为-1和-2两级。因此， 占空比失真的校正与将增减值设置为一级的情形相比更快。
此外，在调节值增减值表格中，O被设置为占空比调节值的增减 值，即提供恒域(dead zone)。因而可以避免数据信号中出现的抖 动。
同时，如果不提供恒域，则当未出现占空比失真时，占空比调 节值的增大或减小会持续发生。因此，占空比调节电路12执行占空 比的调节。在后面的描述中，调节是根据上升或下降沿的滞后量的 变化来执行的。所以，频繁的调节引起抖动。
调节值增减值表格可以从外部被改变成与数据信号状态一致的 优化表格。在这种情况下，在调节值确定电路49中也提供可由外部 设备控制的接口(未示出)与保持电路。
随后，将参考图8的时序图描述一种具体的方法，该方法利用 图7中的调节值增減值表格来确定占空比调节值的增减值。在图8 中，指示计数值的线条被分成表示计数器47的计数值的实线和表示 计数器48的计数值的点划线。如图8所示，计数器47和计数器48各自的计数值从测量周期 的开始到结束都是递增。接着，在测量周期结束后，调节值确定电 路49从计数器47的计数值减去计数器48的计数值，获得计数减法 值。接着，参考调节值增减值表格，调节值确定电路49确定与由此 获得的计数减法值对应的占空比调节值的增减值。结果，目前的占 空比调节值被确定为是这样确定的占空比调节值的增减值与前一占 空比调节值的总和。此外，在该测量周期结束后，重置计数器47和 48，开始下一个测量周期。
例如，在图8的第一个测量周期结束后，调节值确定电路49比 较计数器47的计数值和计数器48的计数值，获得大于或等于600 的值作为计数减法值。接着，参考图7的调节值增减值表格，调节 值确定电路49确定占空比调节值的增减值为-2。
此后，调节值确定电路49将表示减小2的占空比负信号输入到 占空比调节电路12。由此，在图8中第一测量周期的占空比调节值 被确定为增减值-2与前一个测量周期的占空比调节值5的总和，也 就是3。此外，在图8中第一测量周期结束后，重置计数器47和48， 开始下一个测量周期。
在图8中的第二个测量周期开始后，计数器47和48各自的计 数值在第二个测量周期结束前的期间增加。接着，在图8中的第二 个测量周期结束后，调节值确定电路49比较计数器47的计数值与 计数器48的计数值，并获得大于或等于200而且小于600的值作为 计数减法值，该计数减法值比前一测量周期的计数减法值小。接着， 参考图7的调节值增减值表格，调节值确定电路49确定占空比调节 值的增减值为-1。
此后，调节值确定电路49将表示减小1的占空比负信号输入到 占空比调节电路12。由此，图8中第二测量周期的占空比调节值被 确定为增减值-1与第一测量周期的占空比调节值3的总和，也就是 2。此外，在图8中第二阶段结束后，重置计数器47和48，开始第 三测量周期。上述过程被重复执行，基于计数器47和48各自计数值的计数 减法值被减小到大于或等于-200并小于200，占空比调节值收敛。 测量周期可以由时间定义或由数据信号的边沿数目来定义。
图9示出图1中的占空比调节电路12的详细配置的例子。图9 的占空比调节电路12被配置为包括用作差分放大器的电源81、电阻 器82和85、 NMOS ( N沟道金属氧化物半导体)晶体管83和86、 电流源84以及降低数据信号的差分信号的公共电压的电流源87和 88。
在图9中，电源81通过电阻器82连接到NMOS晶体管83的漏 极，并通过电阻器85连接到NMOS晶体管86的漏极。NMOS晶体 管83的栅极接收形成数据信号的差分信号的差分正信号的输入作为 差分输入正信号。此外，NMOS晶体管86的栅极接收形成数据信号 的差分信号的差分负信号的输入作为差分输入负信号。此外，NMOS 晶体管83和86各自的源极通过电流源84连接到VSS电压源。
此外，设在电阻器82和NMOS晶体管83之间的端子A被连接 到电流源87的一端，电流源87的另一端,皮连接到VSS电压源。电 流源87从调节值确定电路49接收占空比正信号的输入，并根据该 占空比正信号设置电流值。在端子A获得的信号被输出到比较器13 作为形成数据信号的差分信号的差分负信号。在下文中，被输出到 比较器13的差分负信号将被称为差分输出负信号。
，没在电阻器85和NMOS晶体管86之间的端子B^皮连接到电流 源88的一端，电流源88的另一端被连接到VSS电压源。电流源88 从调节值确定电路49接收占空比负信号的输入，并根据该占空比负 信号设置电流值。此外，在端子B获得的信号被输出到比较器13作 为差分正信号。在下文中，被输出到比较器13的差分正信号将被称 为差分输出正信号。
在如上述配置的占空比调节电路12中，如果差分输入正信号的 电平处于H电平，则NMOS晶体管83导通，从电源81流出的电流 流过电阻器82、 NMOS晶体管83和电流源84。结果，从端子A输出的差分输出负信号的电压被降低，差分输出负信号的电平降至L 电平。此外，在这种情况下，差分输入负信号的电平在L电平。因 此，NMOS晶体管86截止，从电源81流出来的电流不流过电阻器 85。所以，从端子B输出的差分输出正信号的电平升至H电平。
同时，如果差分输入正信号的电平在L电平，则NMOS晶体管 83截止，从电源81流出来的电流不流过电阻器82。因此，从端子A 输出的差分输出负信号升至H电平。此外，在这种情况下，差分输 入负信号的电平在H电平。因此，NMOS晶体管86导通，从电源 81流出来的电流流过电阻器85、 NMOS晶体管86和电流源84。结 果，从端子B输出的差分输出正信号的电压降低，差分输出正信号 的电平降至L电平。
此外，差分输出负信号的公共电压根据电流源87设置的电流值 而变，差分输出正信号的公共电压根据电流源88设置的电流值而变。
将参考图10到12描述公共电压的变化。在图10到12中，实 线指示差分输出正信号，虛线指示差分输出负信号。
首先，如果占空比调节值的增减值是O，即如果占空比正信号和 占空比负信号中的任何一个都没有被输入到占空比调节电路12，则 电流源87和88会各自设置其电流值为0jiA。因此，如图10所示， 差分输入正信号被直接输出作为差分输出正信号；差分输入负信号 被直接输出作为差分输出负信号。也就是说，在差分输出正信号和 差分输出负信号中公共电压没有发生改变。
结果，在比较器13输出的单端数据信号的电平分别处于H电平 和L电平的H区间和L区间里，在占空比调节处理前后没有改变。 也就是说，数据信号的占空比没有改变。
同时，如果占空比调节值的增减值小于或等于-1，即如果占空比 负信号被输入到占空比调节电路12，则电流源88将电流值设置为大 于0并且与由占空比负信号表示的占空比调节值的减小相对应。具 体地，电流源88以相控的方式设置电流值，使得占空比调节值的减 小越多，电流值越大。因此，电阻器85引起电压降的值与占空比调节值的减小对应， 并且差分输出正信号的公共电压降低，如图11所示。结果，与数据 调节处理之前相比，比较器13输出的单端数据信号的H区间和L 区间分别减小和增大。也就是说，数据信号的占空比朝着负向调节， 从而校正占空比正向的失真。
同时，如果占空比调节值的增减值大于或等于+1，即如果占空 比正信号被输入到占空比调节电路12 ，则电流源87将电流值设置为 大于0并且与由占空比正信号表示的占空比调节值增加相对应。具 体地，电流源87以相控的方式设置电流值，使得占空比调节值的增 大越多，电流值越大。
因此，电阻器82引起电压降的值与占空比调节值的增大对应， 差分输出负信号的公共电压降低，如图12所示。结果，与数据调节 过程之前相比，比较器13输出的单端数据信号的H区间和L区间 分别增大和减小。也就是说，数据信号的占空比朝着正向调节，从 而校正占空比负向的失真。
由于电流源87和88以相控的方式、根据占空比调节值的增减 值来设置电流值，因此可以以相控的方式校正占空比的失真。
在本说明书中，描述在程序记录媒介中存储的程序的步骤不仅 包括了按所述时间次序执行的处理，而且包括了不必按时间次序执 行、而是同时执行或单独执行的处理。
另外，在本说明书中，系统指的是被配置为包括多个装置的整 个设备。
本申请包含涉及2008年3月25日提交到日本特许厅的日本优 先权专利申请JP2008-077787所公开的主题，通过引用而将其整体 并入本文中。
此外，本发明的实施例并不局限于上述实施例，因此，对本发 明可以进行各种修改，只要它们不偏离本发明的保护范围。
权利要求
1. 一种信号处理设备，包括校正电路，被配置成校正在0和1的发生概率不同的数据信号中的占空比失真。
2. 根据权利要求1的信号处理设备，其中所述校正电路包括 相位检测电路，被配置成检测所述数据信号的相位超前和滞后； 边沿检测电路，被配置成检测所述数据信号的上升和下降； 失真检测电路，被配置成基于所述相位检测电路与所述边沿检测电路的检测结果来检测占空比失真；和占空比调节电路，被配置成基于所述失真检测电路的检测结果 来调节占空比，从而校正占空比失真。
3. 根据权利要求2的信号处理设备，其中所述校正电路还包括 调节值确定电路，被配置成基于所述失真检测电路的失真检测频率来确定占空比调节值的增减值，该占空比调节值表示占空比调 节电路的调节程度，其中，基于所述占空比调节值的增减值，占空比调节电路调节 占空比。
4. 根据权利要求3的信号处理设备，其中所述失真检测电路检 测占空比正向和负向的失真；以及其中，当所述失真检测电路检测到占空比正向失真的频率与所 述失真检测电路检测到占空比负向失真的频率之间的差值在预定的 范围内时，所述调节值确定电路确定占空比调节值的增减值为0。
5，根据权利要求2的信号处理设备，其中所述失真检测电路基于合来检测占空比失真。
6.根据权利要求2的信号处理设备，其中所述相位检测电路包括 亚历山大型相位比较器。
全文摘要
本发明涉及一种信号处理设备，它包括校正电路，该校正电路被配置成校正在0和1的发生概率不同的数据信号中的占空比失真。
文档编号H03K5/08GK101546995SQ200910128779
公开日2009年9月30日 申请日期2009年3月19日 优先权日2008年3月25日
发明者大岛悟, 川边东, 柿冈秀信, 清水达夫 申请人:索尼株式会社