专利名称：信号调节电路及方法
技术领域：
本发明涉及一种调节电路及方法，尤指一种结构简单且能够自动调节输出信号的输出摆幅的信号调节电路及方法。
背景技术：
输出信号的输出摆幅指的是特定负载条件下，输出信号的最大值和最小值之差， 是判断输出信号能力的一种指标。在现有技术中，输出信号的输出摆幅往往是不确定的，会随着工艺角和负载的变化而变化，如果想要使得输出信号的输出摆幅满足设计需要的范围，通常需要人工设置来调节输出信号的输出摆幅，操作较复杂且花费的时间较长，因此有必要提供一种结构简单且能够自动调节输出信号的输出摆幅的信号调节电路及方法。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提供一种结构简单且能够自动调节输出信号的输出摆幅的信号调节电路及方法。一种信号调节电路，所述信号调节电路包括一第一数据输入端、一第二数据输入端、一用于输入一需要的输出摆幅范围的最小电压值的第一基准电压输入端、一用于输入一需要的输出摆幅范围的最大电压值的第二基准电压输入端、一用于输入一时钟信号的时钟信号输入端、一与所述第一数据输入端及所述第二数据输入端相连的数据驱动单元、一与所述数据驱动单元相连的第一输出端、一与所述数据驱动单元相连的第二输出端、一与所述第一输出端及所述第一基准电压输入端相连的第一比较器、一与所述第一输出端及所述第二基准电压输入端相连的第二比较器、一与所述第一比较器及所述第二比较器相连的编码器及一与所述编码器及所述时钟信号输入端相连的偏置控制器，所述编码器对所述第一比较器与所述第二比较器输出的电压进行编码后输出用于调节输出信号的输出摆幅的数字调节信号至所述偏置控制器，所述偏置控制器在所述时钟信号的上升沿采集并解码所述编码器输出的数字调节信号，产生一偏置电流信号至所述数据驱动单元，所述数据驱动单元根据所述偏置电流信号将输出信号的输出摆幅调节至需要的范围。一种信号调节方法，所述信号调节方法包括以下步骤
一第一数据输入端与一第二数据输入端输入一对差分数据信号至一数据驱动单元； 一第一基准电压输入端输入一需要的输出摆幅范围的最小电压值至一第一比较器，一第二基准电压输入端输入一需要的输出摆幅范围的最大电压值至一第二比较器； 一时钟信号输入端输入一时钟信号至一偏置控制器；
所述数据驱动单元将所述第一数据输入端与所述第二数据输入端输入的一对差分数据信号转换为一对模拟的差分信号并分别驱动到一第一输出端与一第二输出端上；
所述第一比较器将所述第一输出端的输出信号与所述第一基准电压输入端输入的最小电压值进行比较后输出一第一指示电压至一编码器；所述第二比较器将所述第一输出端的输出信号与所述第二基准电压输入端输入的最大电压值进行比较后输出一第二指示电压至所述编码器；
所述编码器对接收的第一指示电压与第二指示电压进行编码后输出用于调节输出信号的输出摆幅的数字调节信号至所述偏置控制器；
所述偏置控制器在所述时钟信号的上升沿采集并解码所述编码器输出的数字调节信号，产生一相应的偏置电流信号至所述数据驱动单元；及
所述数据驱动单元根据所述偏置电流信号将输出信号的输出摆幅调节至需要的范围。相对现有技术，本发明信号调节电路及方法能够自动调节输出信号的输出摆幅， 无需通过人工设置，结构简单，且保证了输出信号的输出摆幅不随工艺角和负载的变化而变化。
图1为本发明信号调节电路较佳实施方式的系统架构图。图2为本发明信号调节电路较佳实施方式的电路图。图3为本发明信号调节方法较佳实施方式的流程图。
具体实施例方式
请参阅图1，本发明信号调节电路较佳实施方式包括一第一数据输入端、一第二数据输入端、一第一基准电压输入端、一第二基准电压输入端、一时钟信号输入端、一与该第一数据输入端及该第二数据输入端相连的数据驱动单元、一与该数据驱动单元相连的第一输出端、一与该数据驱动单元相连的第二输出端、一与该第一输出端及该第一基准电压输入端相连的第一比较器、一与该第一输出端及该第二基准电压输入端相连的第二比较器、 一与该第一比较器及该第二比较器相连的编码器及一与该编码器及该时钟信号输入端相连的偏置控制器。请同时参阅图2，图2为本发明信号调节电路较佳实施方式的电路图。其中，该第一数据输入端为图中所示的第一数据输入端DATA+;该第二数据输入端为图中所示的第二数据输入端DATA-；该第一基准电压输入端为图中所示的第一基准电压输入端VREFl ；该第二基准电压输入端为图中所示的第二基准电压输入端VREF2;该时钟信号输入端为图中所示的时钟信号输入端CLK ；该数据驱动单元包括一驱动器DRIVE、一第一电阻RL-及一第二电阻RL+；该第一输出端为图中所示的第一输出端VOUT-；该第二输出端为图中所示的第二输出端VOUT+;该第一比较器为图中所示的第一比较器CMPl ；该第二比较器为图中所示的第二比较器CMP2 ；该编码器为图中所示的编码器CODE ；该偏置控制器为图中所示的偏置控制器CTR_B。该第一数据输入端DATA+与该第二数据输入端DATA-用于输入一对差分数据信号；该第一基准电压输入端VREFl用于输入一满足设计需要的输出摆幅范围的最小电压值，该第二基准电压输入端VREF2用于输入一满足设计需要的输出摆幅范围的最大电压值；该时钟信号输入端CLK用于输入一时钟信号至该偏置控制器CTR_B ；该驱动器DRIVE用于将该第一数据输入端DATA+与该第二数据输入端DATA-输入的一对差分数据信号转换为一对模拟的差分信号并分别驱动到该第一输出端VOUT-与该第二输出端VOUT+上，并根据该偏置控制器CTR_B传送的一偏置电流信号IBIAS将输出信号的输出摆幅调节至设计需要的范围；该第一电阻RL-与该第二电阻RL+为该驱动器DRIVE的负载电阻，且第一电阻 RL-的阻值与第二电阻RL+的阻值相等；该第一比较器CMPl将该第一输出端VOUT-的输出信号与该第一基准电压输入端VREFl输入的最小电压值进行比较后输出一第一指示电压 Vl至该编码器CODE ；该第二比较器CMP2将该第一输出端VOUT-的输出信号与该第二基准电压输入端VREF2输入的最大电压值进行比较后输出一第二指示电压V2至该编码器CODE ； 该编码器CODE对接收的第一指示电压Vl与第二指示电压V2进行编码后输出三个用于调节输出信号的输出摆幅的数字调节信号A0、A1、A2至该偏置控制器CTR_B，其中AO代表需要增大输出摆幅，Al代表需要减小输出摆幅，A2代表输出摆幅保持不变；该偏置控制器CTR_B 在该时钟信号输入端CLK输入时钟信号的上升沿采集该编码器CODE输出的三个数字调节信号AO、Al、A2，并对其进行解码后产生相应的偏置电流信号IBIAS至该驱动器DRIVE。本发明信号调节电路较佳实施方式的连接关系如下该第一数据输入端DATA+与该驱动器DRIVE的一正相输入端相连，该第二数据输入端DATA-与该驱动器DRIVE的一反相输入端相连，该驱动器DRIVE的一正相输出端与该第二输出端VOUT+及该第二电阻RL+ 的一端相连，该驱动器DRIVE的一反相输出端与该第一输出端V0UT-、该第一电阻RL-的一端、该第一比较器CMPl的一正相输入端及该第二比较器CMP2的一反相输入端相连。该第一基准电压输入端VREFl与该第一比较器CMPl的一反相输入端相连，该第二基准电压输入端VREF2与该第二比较器CMP2的一正相输入端相连。该第一比较器CMPl的一输出端与该编码器CODE的一第一输入端inl相连，该第二比较器CMP2的一输出端与该编码器CODE的一第二输入端in2相连。该编码器CODE的三个输出端out0、Outl、Out2分别与该偏置控制器CTR_B的三个输入端in00、inll、in22相连，该偏置控制器CTR_B的一输出端Iout与该驱动器DRIVE的一调节控制端CTR相连，该偏置控制器CTR_B的一时钟输入端Iclk与该时钟信号输入端CLK相连。本发明信号调节电路的工作原理如下
当该第一输出端VOUT-输出的电压值均小于该第一基准电压输入端VREFl与该第二基准电压输入端VREF2输入的电压值时，该第一比较器CMPl输出的第一指示电压Vl为低电平，该第二比较器CMP2输出的第二指示电压V2为高电平；当该第一输出端VOUT-输出的电压值均大于该第一基准电压输入端VREFl与该第二基准电压输入端VREF2输入的电压值时，该第一比较器CMPl输出的第一指示电压Vl为高电平，该第二比较器CMP2输出的第二指示电压V2为低电平；当该第一输出端VOUT-输出的电压值大于该第一基准电压输入端 VREFl输入的电压值且小于该第二基准电压输入端VREF2输入的电压值时，该第一比较器 CMPl输出的第一指示电压Vl为高电平，该第二比较器CMP2输出的第二指示电压V2也为高电平。该驱动器DRIVE将该第一数据输入端DATA+与该第二数据输入端DATA-输入的一对差分数据信号转换为一对模拟的差分信号并分别驱动到该第一输出端VOUT-与该第二输出端VOUT+上，假设该第二输出端VOUT+的电压为低电平，其电压值与接地端GND的电压相同，该第一输出端VOUT-的电压为高电平，其电压信号的摆幅即为输出信号的输出摆幅。 该第一比较器CMPl比较该第一输出端VOUT-的电压与该第一基准电压输入端VREFl的输入电压，输出相应的第一指示信号Vl至该编码器CODE ；该第二比较器CMP2比较该第一输出端VOUT-的电压与该第二基准电压输入端VREF2的输入电压，输出相应的第二指示电压 V2至该编码器CODE。该编码器CODE对接收的第一指示电压Vl与第二指示电压V2进行编码后输出三个用于调节输出信号的输出摆幅的数字调节信号AO、Al、A2至该偏置控制器 CTR_B，该偏置控制器CTR_B在该时钟信号输入端CLK输入时钟信号的上升沿采集该编码器CODE输出的三个数字调节信号AO、Al、A2，并对其进行解码后产生相应的偏置电流信号 IBIAS至该驱动器DRIVE，该驱动器DRIVE根据该偏置电流信号IBIAS将输出信号的输出摆幅调节至设计需要的范围。由于该第一输出端VOUT-的电压与该第一基准电压输入端VREFl输入的电压及该第二基准电压输入端VREF2输入的电压之间的大小关系有三种情况，现分别进行描述
(1)当该第一输出端VOUT-输出的电压值均小于该第一基准电压输入端VREFl与该第二基准电压输入端VREF2输入的电压值时，该第一比较器CMPl输出的第一指示电压Vl为低电平，该第二比较器CMP2输出的第二指示电压V2为高电平，该编码器CODE对接收的第一指示电压Vl与第二指示电压V2进行编码后得到信号AO为高电平、信号Al为低电平、信号A2为低电平；该偏置控制器CTR_B在该时钟信号输入端CLK输入时钟信号的上升沿采集该编码器CODE输出的三个数字调节信号AO、Al、A2后，并对其进行解码后，增大偏置电流信号IBIAS的电流大小，该驱动器DRIVE根据该偏置电流信号IBIAS将输出信号的输出摆幅相应增大并保持至下一个时钟周期。(2)当该第一输出端VOUT-输出的电压值均大于该第一基准电压输入端VREFl与该第二基准电压输入端VREF2输入的电压值时，该第一比较器CMPl输出的第一指示电压Vl 为高电平，该第二比较器CMP2输出的第二指示电压V2为低电平，该编码器CODE对接收的第一指示电压Vl与第二指示电压V2进行编码后得到信号AO为低电平、信号Al为高电平、 信号A2为低电平；该偏置控制器CTR_B在该时钟信号输入端CLK输入时钟信号的上升沿采集该编码器CODE输出的三个数字调节信号AO、Al、A2后，并对其进行解码后，减小偏置电流信号IBIAS的电流大小，该驱动器DRIVE根据该偏置电流信号IBIAS将输出信号的输出摆幅相应减小并保持至下一个时钟周期。(3)当该第一输出端VOUT-输出的电压值大于该第一基准电压输入端VREFl输入的电压值且小于该第二基准电压输入端VREF2输入的电压值时，该第一比较器CMPl输出的第一指示电压Vl为高电平，该第二比较器CMP2输出的第二指示电压V2也为高电平，该编码器CODE对接收的第一指示电压Vl与第二指示电压V2进行编码后得到信号AO为低电平、信号Al为低电平、信号A2为高电平；该偏置控制器CTR_B在该时钟信号输入端CLK输入时钟信号的上升沿采集该编码器CODE输出的三个数字调节信号A0、Al、A2后，并对其进行解码后，保持偏置电流信号IBIAS的电流大小不变，该驱动器DRIVE根据该偏置电流信号 IBIAS将输出信号的输出摆幅保持不变并保持至下一个时钟周期。当该偏置控制器CTR_B连续采集到信号AO为低电平、信号Al为低电平、信号A2 为高电平的状态累计到十个周期以上时，则可以得出该信号调节电路已将输出信号的输出摆幅调节成功，此时，该偏置控制器01 _8将整个电路自动断开。请参阅图3，本发明信号调节方法较佳实施方式包括以下步骤
步骤一，第一数据输入端DATA+与第二数据输入端DATA-输入一对差分数据信号至数据驱动单元中的驱动器DRIVE。
步骤二，第一基准电压输入端VREFl输入一满足设计需要的输出摆幅范围的最小电压值至第一比较器CMP1，第二基准电压输入端VREF2输入一满足设计需要的输出摆幅范围的最大电压值至第二比较器CMP2。步骤三，时钟信号输入端CLK输入一时钟信号至偏置控制器CTR_B。步骤四，数据驱动单元中的驱动器DRIVE将第一数据输入端DATA+与第二数据输入端DATA-输入的一对差分数据信号转换为一对模拟的差分信号并分别驱动到第一输出端VOUT-与第二输出端VOUT+上。步骤五，第一比较器CMPl将第一输出端VOUT-的输出信号与第一基准电压输入端 VREFl输入的最小电压值进行比较后输出一第一指示电压Vl至编码器CODE。步骤六，第二比较器CMP2将第一输出端VOUT-的输出信号与第二基准电压输入端 VREF2输入的最大电压值进行比较后输出一第二指示电压V2至编码器CODE。步骤七，编码器CODE对接收的第一指示电压Vl与第二指示电压V2进行编码后输出三个用于调节输出信号的输出摆幅的数字调节信号A0、A1、A2至偏置控制器CTR_B，其中 AO代表需要增大输出摆幅，Al代表需要减小输出摆幅，A2代表输出摆幅保持不变。步骤八，偏置控制器CTR_B在时钟信号输入端CLK输入时钟信号的上升沿采集编码器CODE输出的三个数字调节信号AO、Al、A2，并对其进行解码后产生相应的偏置电流信号IBIAS至驱动器DRIVE。步骤九，驱动器DRIVE根据偏置控制器CTR_B传送的偏置电流信号IBIAS将输出信号的输出摆幅调节至设计需要的范围。其中，步骤一至步骤三的顺序可以互换。本发明信号调节电路及方法能够自动调节输出信号的输出摆幅，无需通过人工设置，结构简单，且保证了输出信号的输出摆幅不随工艺角和负载的变化而变化。
权利要求
1.一种信号调节电路，其特征在于所述信号调节电路包括一第一数据输入端、一第二数据输入端、一用于输入一需要的输出摆幅范围的最小电压值的第一基准电压输入端、 一用于输入一需要的输出摆幅范围的最大电压值的第二基准电压输入端、一用于输入一时钟信号的时钟信号输入端、一与所述第一数据输入端及所述第二数据输入端相连的数据驱动单元、一与所述数据驱动单元相连的第一输出端、一与所述数据驱动单元相连的第二输出端、一与所述第一输出端及所述第一基准电压输入端相连的第一比较器、一与所述第一输出端及所述第二基准电压输入端相连的第二比较器、一与所述第一比较器及所述第二比较器相连的编码器及一与所述编码器及所述时钟信号输入端相连的偏置控制器，所述编码器对所述第一比较器与所述第二比较器输出的电压进行编码后输出用于调节输出信号的输出摆幅的数字调节信号至所述偏置控制器，所述偏置控制器在所述时钟信号的上升沿采集并解码所述编码器输出的数字调节信号，产生一偏置电流信号至所述数据驱动单元，所述数据驱动单元根据所述偏置电流信号将输出信号的输出摆幅调节至需要的范围。
2.如权利要求1所述的信号调节电路，其特征在于所述数据驱动单元包括一驱动器、 一与所述驱动器及所述第一输出端相连的第一电阻及一与所述驱动器及所述第二输出端相连的第二电阻，所述第一电阻的阻值与所述第二电阻的阻值相等。
3.如权利要求2所述的信号调节电路，其特征在于所述第一数据输入端与所述驱动器的一正相输入端相连，所述第二数据输入端与所述驱动器的一反相输入端相连，所述驱动器的一正相输出端与所述第二输出端及所述第二电阻的一端相连，所述驱动器的一反相输出端与所述第一输出端、所述第一电阻的一端、所述第一比较器的一正相输入端及所述第二比较器的一反相输入端相连。
4.如权利要求3所述的信号调节电路，其特征在于所述第一基准电压输入端与所述第一比较器的一反相输入端相连，所述第二基准电压输入端与所述第二比较器的一正相输入端相连。
5.如权利要求4所述的信号调节电路，其特征在于所述第一比较器的一输出端与所述编码器的一第一输入端相连，所述第二比较器的一输出端与所述编码器的一第二输入端相连。
6.如权利要求5所述的信号调节电路，其特征在于所述编码器的三个输出端分别与所述偏置控制器的三个输入端相连，所述偏置控制器的一输出端与所述驱动器的一调节控制端相连，所述偏置控制器的一时钟输入端与所述时钟信号输入端相连。
7.如权利要求6所述的信号调节电路，其特征在于所述编码器分别输出三个用于调节输出信号的输出摆幅的数字调节信号AO、Al、A2至所述偏置控制器，其中信号AO代表需要增大输出摆幅，信号Al代表需要减小输出摆幅，信号A2代表输出摆幅保持不变。
8.一种信号调节方法，所述信号调节方法包括以下步骤一第一数据输入端与一第二数据输入端输入一对差分数据信号至一数据驱动单元；一第一基准电压输入端输入一需要的输出摆幅范围的最小电压值至一第一比较器，一第二基准电压输入端输入一需要的输出摆幅范围的最大电压值至一第二比较器；一时钟信号输入端输入一时钟信号至一偏置控制器；所述数据驱动单元将所述第一数据输入端与所述第二数据输入端输入的一对差分数据信号转换为一对模拟的差分信号并分别驱动到一第一输出端与一第二输出端上；所述第一比较器将所述第一输出端的输出信号与所述第一基准电压输入端输入的最小电压值进行比较后输出一第一指示电压至一编码器；所述第二比较器将所述第一输出端的输出信号与所述第二基准电压输入端输入的最大电压值进行比较后输出一第二指示电压至所述编码器；所述编码器对接收的第一指示电压与第二指示电压进行编码后输出用于调节输出信号的输出摆幅的数字调节信号至所述偏置控制器；所述偏置控制器在所述时钟信号的上升沿采集并解码所述编码器输出的数字调节信号，产生一相应的偏置电流信号至所述数据驱动单元；及所述数据驱动单元根据所述偏置电流信号将输出信号的输出摆幅调节至需要的范围。
9.如权利要求8所述的信号调节方法，其特征在于所述数据驱动单元包括一驱动器、 一与所述驱动器及所述第一输出端相连的第一电阻及一与所述驱动器及所述第二输出端相连的第二电阻，所述第一电阻的阻值与所述第二电阻的阻值相等。
10.如权利要求8所述的信号调节方法，其特征在于所述编码器对所述第一指示电压与所述第二指示电压进行编码后输出三个用于调节输出信号的输出摆幅的数字调节信号 AO、Al、A2至所述偏置控制器，其中信号AO代表需要增大输出摆幅，信号Al代表需要减小输出摆幅，信号A2代表输出摆幅保持不变。
全文摘要
一种信号调节电路，包括一第一数据输入端、一第二数据输入端、一第一基准电压输入端、一第二基准电压输入端、一时钟信号输入端、一数据驱动单元、一第一输出端、一第二输出端、一第一比较器、一第二比较器、一编码器及一偏置控制器，所述编码器对第一比较器与第二比较器输出的电压进行编码后输出用于调节输出信号的输出摆幅的数字调节信号至偏置控制器，所述偏置控制器在时钟信号的上升沿采集并解码编码器输出的数字调节信号，产生一偏置电流信号至数据驱动单元，所述数据驱动单元根据偏置电流信号将输出信号的输出摆幅调节至需要的范围。本发明还提供一种信号调节方法。本发明结构简单且能够自动调节输出信号的输出摆幅。
文档编号H03K3/015GK102420588SQ201110413759
公开日2012年4月18日 申请日期2011年12月13日 优先权日2011年12月13日
发明者范方平 申请人:四川和芯微电子股份有限公司