一种高CMTI的LC谐振电路的制作方法

本发明涉及lc谐振电路，更具体地说，它涉及一种高cmti的lc谐振电路。

背景技术：

1、高压隔离电路可以实现信号在发射电路和接收电路之间的传输，同时保持发射电路和接收电路之间的物理绝缘。传统的高压隔离电路的载波发生器常采用lc谐振拓扑结构，该类结构通常通过尾电流源控制功耗。

2、该类结构在发射电路和接收电路的地电位快速跳变时产生共模电流，共模电流将导致尾电流源偏离工作点，进一步导致接收电路解调失败，即lc谐振拓扑结构应用于高压隔离电路时容易导致电路的共模瞬变抗扰(common-mode transient immunity，cmti)能力不足。

3、目前，为了提升该电路的cmti性能，主要采用的方法有增加面积、提升电路功耗，但均会提升设计和应用成本。

4、因此，本发明提供一种高cmti的lc谐振电路，在不增加额外的功率管面积和器件的前提下提升lc谐振拓扑结构的cmti性能。

技术实现思路

1、本申请的目的是提供一种高cmti的lc谐振电路，解决传统的lc谐振拓扑结构通过尾电流源控制功耗，应用于高压隔离电路时，导致电路的cmti能力不足的问题；本方案通过采用电流补偿技术对负阻电路的尾电流源进行补偿，提升电路的cmti性能。

2、本申请的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：包括发射电路和接收电路，所述发射电路和所述接收电路通过内部的lc谐振腔耦合进行信号传输，所述发射电路包括：负阻电路、lc谐振腔、共模检测电路和电流补偿电路，所述负阻电路与所述lc谐振腔连接，所述lc谐振腔与所述共模检测电路连接，所述共模检测电路与所述电流补偿电路连接，所述电流补偿电路与所述负阻电路的尾电流源连接；其中，当所述发射电路和接收电路的地电位差跳变时，所述发射电路和接收电路之间的电容产生共模电流回路，所述共模检测电路用于检测共模电流的大小和流向，所述电流补偿电路用于根据所述共模电流生成控制信号，进而调制负阻电路的尾电流源。

3、采用上述技术方案，当发射电路和接收电路的地电位差剧烈跳变时，发射电路和接收电路之间的电容构成电流回路，共模检测电路开始工作，检测到共模电流的大小和流向，并将该结果输入电流补偿电路产生控制信号，进而调制负阻电路的尾电流源，调节lc谐振腔的工作点；通过共模检测电路和电流补偿电路实现共模电流的检测与快速补偿，提升lc谐振电路的共模瞬变抗扰能力。

4、在一种可能的实施方式中，所述共模检测电路采用两个电容器组成的采样电路。

5、在一种可能的实施方式中，所述共模检测电路包括：两个电容ct，两个电容ct串联后与所述lc谐振腔并联，两个电容ct之间的交点作为所述共模检测电路的输出端。

6、在一种可能的实施方式中，所述电流补偿电路采用电流镜电路。

7、在一种可能的实施方式中，所述电流补偿电路包括：电流源ib、nmos管m6、nmos管m7和pmos管m8，所述nmos管m7的漏极一方面连接所述共模检测电路的输出端，另一方面通过电流源ib连接电源vdd，所述nmos管m7的源极连接地vss，栅极连接自身的漏极和nmso管m6的栅极，nmso管m6的漏极连接pmos管m8的漏极，源极连接地vss，pmos管m8的源极连接电源vdd，漏极连接自身的栅极，栅极作为电流补偿电路的输出端，连接负阻电路中的尾电流源。

8、在一种可能的实施方式中，还包括ldo电路，所述ldo电路一端连接电源vdd，另一端连接地vss，所述ldo电路用于为负阻电路提供大电流。

9、在一种可能的实施方式中，所述ldo电路包括：运算放大器ea、nmos管m9、电阻r1和电阻r2，所述nmos管m9的漏极连接电源vdd，栅极连接运算放大器ea的输出端，源极通过电阻r1和电阻r2连接地vss，所述运算放大器ea的同相输入端连接基准电压vref，反相输入端连接电阻r1和电阻r2的交点，所述nmos管m9的源极作为所述调制电路的输出端。

10、在一种可能的实施方式中，所述负阻电路包括：nmos管m0、pmos管m1、pmos管m2、nmos管m3、nmos管m4和nmos管m5，所述nmos管m0的栅极连接所述调制电路的输出端，漏极连接电源vdd，源极连接pmos管m1和pmos管m2的源极，pmos管m1和pmos管m2的漏极连接nmos管m3和nmos管m4的漏极，nmos管m3和nmos管m4的源极连接nmos管m5的漏极，所述nmos管m5的栅极连接电流补偿电路的输出端，源极连接地vss，pmos管m1和nmos管m3的栅极连接，pmos管m2和nmos管m4的栅极连接，所述nmos管m3的漏极连接所述nmos管m4的栅极，所述nmos管m3的栅极连接所述nmos管m4的漏极，所述nmos管m4的漏极和栅极作为所述负阻电路的两个输出端。

11、在一种可能的实施方式中，所述lc谐振腔中的电感复用单片隔离空心变压器的片上电感。

12、在一种可能的实施方式中，所述lc谐振腔包括：电容cc和电感l，所述电容cc与所述电感l并联后与所述负阻电路的输出端并联。

13、与现有技术相比，本申请具有以下有益效果：电路采用电流补偿技术对负阻电路的尾电流源进行补偿，采用电源和负阻之间的源极跟随器从电源抽取大电流，使lc谐振电路能够提供不同方向的电流对共模电流进行补偿。该技术无需额外电感器，能够节约lc振荡器电路的功耗、成本和芯片总面积。该结构可以带来以下效果：

14、1、在不增加额外的功率管面积和器件的前提下提升lc谐振电路的cmti性能；

15、2、降低了相同cmti性能下，lc谐振电路的功耗和成本；

16、3、增加lc谐振电路的鲁棒性，减小接收端错误解调的概率。

技术特征：

1.一种高cmti的lc谐振电路，包括发射电路和接收电路，所述发射电路和所述接收电路通过内部的lc谐振腔耦合进行信号传输，其特征在于，所述发射电路包括：负阻电路、lc谐振腔、共模检测电路和电流补偿电路，所述负阻电路与所述lc谐振腔连接，所述lc谐振腔与所述共模检测电路连接，所述共模检测电路与所述电流补偿电路连接，所述电流补偿电路与所述负阻电路的尾电流源连接；

2.根据权利要求1所述的一种高cmti的lc谐振电路，其特征在于，所述共模检测电路采用两个电容器组成的采样电路。

3.根据权利要求1所述的一种高cmti的lc谐振电路，其特征在于，所述共模检测电路包括：两个电容ct，两个电容ct串联后与所述lc谐振腔并联，两个电容ct之间的交点作为所述共模检测电路的输出端。

4.根据权利要求1所述的一种高cmti的lc谐振电路，其特征在于，所述电流补偿电路采用电流镜电路。

5.根据权利要求4所述的一种高cmti的lc谐振电路，其特征在于，所述电流补偿电路包括：电流源ib、nmos管m6、nmos管m7和pmos管m8，所述nmos管m7的漏极一方面连接所述共模检测电路的输出端，另一方面通过电流源ib连接电源vdd，所述nmos管m7的源极连接地vss，栅极连接自身的漏极和nmso管m6的栅极，nmso管m6的漏极连接pmos管m8的漏极，源极连接地vss，pmos管m8的源极连接电源vdd，漏极连接自身的栅极，栅极作为电流补偿电路的输出端，连接负阻电路中的尾电流源。

6.根据权利要求1所述的一种高cmti的lc谐振电路，其特征在于，还包括ldo电路，所述ldo电路一端连接电源vdd，另一端连接地vss，所述ldo电路用于为负阻电路提供大电流。

7.根据权利要求6任一所述的一种高cmti的lc谐振电路，其特征在于，所述ldo电路包括：运算放大器ea、nmos管m9、电阻r1和电阻r2，所述nmos管m9的漏极连接电源vdd，栅极连接运算放大器ea的输出端，源极通过电阻r1和电阻r2连接地vss，所述运算放大器ea的同相输入端连接基准电压vref，反相输入端连接电阻r1和电阻r2的交点，所述nmos管m9的源极作为所述调制电路的输出端。

8.根据权利要求1所述的一种高cmti的lc谐振电路，其特征在于，所述负阻电路包括：nmos管m0、pmos管m1、pmos管m2、nmos管m3、nmos管m4和nmos管m5，所述nmos管m0的栅极连接所述调制电路的输出端，漏极连接电源vdd，源极连接pmos管m1和pmos管m2的源极，pmos管m1和pmos管m2的漏极连接nmos管m3和nmos管m4的漏极，nmos管m3和nmos管m4的源极连接nmos管m5的漏极，所述nmos管m5的栅极连接电流补偿电路的输出端，源极连接地vss，pmos管m1和nmos管m3的栅极连接，pmos管m2和nmos管m4的栅极连接，所述nmos管m3的漏极连接所述nmos管m4的栅极，所述nmos管m3的栅极连接所述nmos管m4的漏极，所述nmos管m4的漏极和栅极作为所述负阻电路的两个输出端。

9.根据权利要求1所述的一种高cmti的lc谐振电路，其特征在于，所述lc谐振腔中的电感复用单片隔离空心变压器的片上电感。

10.根据权利要求9所述的一种高cmti的lc谐振电路，其特征在于，所述lc谐振腔包括：电容cc和电感l，所述电容cc与所述电感l并联后与所述负阻电路的输出端并联。

技术总结
本发明公开了一种高CMTI的LC谐振电路，涉及LC谐振电路技术领域，解决传统的LC谐振拓扑结构CMTI能力不足的问题；方案包括：述发射电路包括：负阻电路、LC谐振腔、共模检测电路和电流补偿电路，所述负阻电路与所述LC谐振腔连接，所述LC谐振腔与所述共模检测电路连接，所述共模检测电路与所述电流补偿电路连接，所述电流补偿电路与所述负阻电路的尾电流源连接；其中，当所述发射电路和接收电路的地电位差跳变时，所述发射电路和接收电路之间的电容产生共模电流回路，所述共模检测电路用于检测共模电流的大小和流向，所述电流补偿电路用于根据所述共模电流生成控制信号，进而调制负阻电路的尾电流源。

技术研发人员：赵斌,杨果来
受保护的技术使用者：成都芯进电子有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/7