噪声滤除电路以及噪声滤除方法与流程

1.本发明涉及接收机装置技术领域，尤其涉及噪声滤除电路以及噪声滤除方法。


背景技术：

2.随着社会的发展，手机在人们的生活中越来越普及，在为生活带来便利的同时，也带来一些问题，比如手机的噪声会干扰其他电子设备。我们有时候会发现，当手机贴近笔记本电脑屏幕时，有的笔记本电脑的画面可能会出现闪烁的现象，这主要因为手机发出的电磁能量干扰到了液晶屏幕显示驱动所传输的正常信号。以gsm手机为例，gsm手机上发出的900mhz频率附近的电磁能量会作用在显示驱动芯片上，产生周期性的干扰信号。
3.现有技术中，图1是一种传统的接收机物理层电路。当没有手机噪声时，源级驱动芯片(source driver ic)的模拟前端(analog front
‑
end，afe)接收时序控制器(timing controller,tcon)的信号并放大，然后传递给时钟数据恢复电路(clock&data recovery,cdr)，cdr进入锁定状态，然后恢复时钟和数据。当有手机噪声时，手机噪声会叠加在有用的数据信号上，这时cdr会失锁。因此，在afe前面应增加噪声滤波器，以降低噪声幅值。图2是一种带有噪声滤波器的传统接收机电路。噪声滤波器的带宽由ctrl_lpf信号设定，通过引脚(pin)或命令包控制。但是，随着噪声频率接近有用的信号频率，噪声滤波器也会影响有用信号的幅度。此外，数据速率会随着显示分辨率进行变化，移动噪声频率也会随着用户环境进行变化。当有用的数据信号和手机噪声的频率相近，造成噪声滤除失败的问题。


技术实现要素：

4.本发明提供噪声滤除电路以及噪声滤除方法，以解决当有用的数据信号和手机噪声的频率相近，造成噪声滤除失败的问题。
5.根据本发明的第一方面，本发明提供噪声滤除电路，包括：噪声滤波器，用于接收输入信号，并根据所述噪声滤波器的截止频率输出滤波信号；模拟前端，与所述噪声滤波器连接，所述模拟前端用于放大所述滤波信号得到放大信号；时钟数据恢复电路，与所述模拟前端连接，所述时钟数据恢复电路用于锁定所述放大信号，输出时钟输出信号和数据输出信号；误码校验器，分别与所述噪声滤波器、所述模拟前端以及所述时钟数据恢复电路连接，所述误码校验器用于处理接收的所述时钟输出信号以及所述数据输出信号，得到误码率信息，根据所述误码率信息发送第一控制信号以细调所述噪声滤波器的截止频率，以及，发送第二控制信号以细调所述模拟前端的带宽。
6.在一些实施例中，所述噪声滤波器还用于接收调节控制信号以粗调所述噪声滤波器的截止频率。
7.在一些实施例中，所述噪声滤波器为无源滤波器。
8.在一些实施例中，所述无源滤波器包括：第一电阻，所述第一电阻的一端连接至所述输入信号的第一输入信号，所述第一电阻的另一端连接至第一节点；第二电阻，所述第二电阻的一端连接至所述输入信号的第二输入信号，所述第二电阻的另一端连接至第二节
点；第一电容，所述第一电容的一端连接至所述第一节点，所述第一电容的另一端连接至第三节点；第二电容，所述第二电容的一端连接至所述第二节点，所述第二电容的另一端连接至第三节点；其中所述第一节点与所述滤波信号的第一滤波信号连接，所述第二节点与所述滤波信号的第二滤波信号连接。
9.在一些实施例中，所述模拟前端包括：多个级联的放大器；幅度校准器，与分别多个级联的所述放大器连接，所述幅度校准器用于调整所述模拟前端的输出信号的幅度。
10.在一些实施例中，所述放大器包括：第三电阻，所述第三电阻的一端连接至电源信号，所述第三电阻的另一端连接至第四节点；第四电阻，所述第四电阻的一端连接至电源信号，所述第四电阻的另一端连接至第五节点；第三电容，所述第三电容的一端连接至电源信号，所述第三电容的另一端连接至第四节点；第四电容，所述第三电容的一端连接至电源信号，所述第四电容的另一端连接至第五节点；第一晶体管，所述第一晶体管的漏级连接至第四节点，所述第一晶体管的栅极连接至所述滤波信号的第一滤波信号，所述第一晶体管的源极连接至第六节点；第二晶体管，所述第二晶体管的漏级连接至第五节点，所述第二晶体管的栅极连接至所述滤波信号的第二滤波信号，所述第二晶体管的源极连接至第六节点；电流源，所述电流源的一端连接至第六节点，所述电流源的另一端接地。
11.在一些实施例中，所述幅度校准器包括：第一比较器，所述第一比较器用于接收正参考信号和负参考信号以及所述放大信号中的正第一放大信号和负第二放大信号，得到第一比较信号；第二比较器，所述第二比较器用于接收正参考信号和负参考信号以及所述放大信号中的负第一放大信号和正第二放大信号，得到第二比较信号；或门，用于将所述第一比较信号和所述第二比较信号进行或操作，得到目标信号；去毛刺器，用于去除所述目标信号的毛刺；逻辑输出器，与所述去毛刺器连接，所述逻辑输出器用于调整幅度校准信号。
12.根据本发明的第二方面，本发明提供一种噪声滤除方法，适用于上述的噪声滤除电路，所述方法包括：当上电复位后，所述噪声滤除电路进入训练模式；粗调噪声滤波器的截止频率；细调噪声滤波器的截止频率以及模拟前端的带宽；调整模拟前端输出的放大信号的幅度；锁定所述放大信号，并输出时钟输出信号和数据输出信号；处理所述时钟输出信号以及所述数据输出信号，得到误码率信息；当所述误码率信息满足预设参数要求时，将所述所述时钟输出信号以及所述数据输出信号传输至与所述噪声滤除电路连接的显示设备。
13.在一些实施例中，所述方法还包括：当所述误码率信息未满足预设参数要求时，根据所述误码率信息重新细调所述噪声滤波器的截止频率以及所述模拟前端的带宽。
14.在一些实施例中，所述方法还包括：当所述放大信号失锁后，所述噪声滤除电路重新进入训练模式。
15.相较现有技术，本发明的有益效果为：通过误码校验器处理接收的时钟输出信号以及数据输出信号，得到误码率信息，根据误码率信息发送第一控制信号以调节噪声滤波器的截止频率，以及，发送第二控制信号以调节模拟前端的带宽，从而实现确保在滤除手机噪声的同时，有用的数据信号可以安全地通过噪声滤波器，传输至模拟前端。
附图说明
16.图1为现有技术提供的一种接收机电路示意图。
17.图2为现有技术提供的另一种接收机电路示意图。
18.图3为本发明实施例提供的噪声滤除电路示意图。
19.图4为本发明实施例提供的一种模拟前端的电路示意图。
20.图5为本发明实施例提供的一种无源滤波器的电路示意图。
21.图6为本发明实施例提供的一种放大器的电路示意图。
22.图7为本发明实施例提供的一种幅度校准器的电路示意图。
23.图8为本发明实施例提供的噪声滤除电路的频率响应的示意图。
24.图9为本发明实施例提供的噪声滤除方法的步骤流程示意图。
具体实施方式
25.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
26.如图3所示，本发明提供噪声滤除电路，包括噪声滤波器31、模拟前端32、时钟数据恢复电路33以及误码校验器34。
27.噪声滤波器31用于接收输入信号(vip、vin)，并根据所述噪声滤波器31的截止频率输出滤波信号。
28.在本发明实施例中，噪声滤波器31为无源滤波器，噪声滤波器31还用于接收调节控制信号(ctrl_lpf coarse)以调节所述噪声滤波器的截止频率,该调节控制信号(ctrl_lpf coarse)可以由时序控制器tcon传输。
29.参阅图5，本发明实施例提供一种无源滤波器，包括点一电阻r1、第二电阻r2、第一电容c1、第二电容c2、第一节点m1、第二节点m2以及第三节点m3。
30.第一电阻r1的一端连接至所述输入信号的第一输入信号(vip)，所述第一电阻r1的另一端连接至第一节点m1。
31.第二电阻r2的一端连接至所述输入信号的第二输入信号(vin)，所述第二电阻r2的另一端连接至第二节点m2。
32.第一电容c1的一端连接至所述第一节点m1，所述第一电容c1的另一端连接至第三节点m3。
33.第二电容c2的一端连接至所述第二节点m2，所述第二电容c2的另一端连接至第三节点m3。
34.其中，所述第一节点m1与所述滤波信号的第一滤波信号(vp0)连接，所述第二节点m2与所述滤波信号(vn0)的第二滤波信号连接。第一电阻和第二电阻的阻值可以通过电阻控制信号(ctrl_res)进行调节，第一电容和第二电容的电容量可以通过电容控制信号(ctrl_cap)进行调节。
35.模拟前端32与所述噪声滤波器31连接，所述模拟前端32用于放大所述滤波信号得到放大信号。
36.参阅图4，本发明实施例提供一种模拟前端，模拟前端包括：放大器41以及幅度校准器42。
37.多个级联的放大器41。
38.参阅图6，放大器41包括：第三电阻r3、第四电阻r4、第三电容c3、第四电容c4、第一晶体管t1、第二晶体管t2、第四节点m4、第五节点m5、第六节点m6以及电流源a。
39.第三电阻r3的一端连接至电源信号，所述第三电阻r3的另一端连接至第四节点m4。该放大器接收一电阻控制信号(ctrl_res)，以调整所述第三电阻r3的阻值。
40.第四电阻r4的一端连接至电源信号，所述第四电阻r4的另一端连接至第五节点m5。该放大器接收一电阻控制信号(ctrl_res)，以调整所述第四电阻r4的阻值。
41.第三电容c3的一端连接至电源信号，所述第三电容c3的另一端连接至第四节点m4。该放大器接收一电容控制信号(ctrl_cap)，以调整所述第三电容c3的电容量。
42.第四电容c4的一端连接至电源信号，所述第四电容c4的另一端连接至第五节点m5。该放大器接收一电容控制信号(ctrl_cap)，以调整所述第四电容c4的电容量。
43.第一晶体管t1的漏级连接至第四节点m4，所述第一晶体管t1的栅极连接至所述滤波信号的第一滤波信号vp0，所述第一晶体管t1的源极连接至第六节点m6。
44.第二晶体管t2的漏级连接至第五节点m5，所述第二晶体管t2的栅极连接至所述滤波信号的第二滤波信号vn0，所述第二晶体管t2的源极连接至第六节点m6。
45.电流源a的一端连接至第六节点m6，所述电流源a的另一端接地。该电流源接收一偏置控制信号(ctrl_bias)，以调整放大器的偏置电流。高的直流增益意味着可以提高低频有用数据信号的增益。
46.其中，通过电阻控制信号(ctrl_res)和电容控制信号(ctrl_cap)改变电阻和电容大小，从而改变无源滤波器的带宽，获得更快的截至频率性能。确保在滤除手机噪声的同时，有用的数据信号可以安全地通过无源滤波器，送给后级的放大器电路，通过多级放大电路放大数据信号，并由vop和von输出。使用偏置控制信号(ctrl_bias)改变放大器的电流来调节模拟前端的输出幅值。
47.幅度校准器42，与分别多个级联的所述放大器42连接，所述幅度校准器42用于调整所述模拟前端的输出信号(vop、von)的幅度。
48.参阅图7，幅度校准器包括第一比较器71、第二比较器72、或门or、去毛刺器73以及逻辑输出器74。
49.第一比较器71用于接收正参考信号(vref_p)和负参考信号(vref_n)以及所述放大信号中的正第一放大信号(vop)和负第二放大信号(von)，得到第一比较信号。
50.第一比较器72用于接收正参考信号(vref_p)和负参考信号(vref_n)以及所述放大信号中的负第一放大信号(vop)和正第二放大信号(von)，得到第二比较信号。
51.或门or用于将所述第一比较信号和所述第二比较信号进行或操作，得到目标信号。
52.去毛刺器73用于去除所述目标信号的毛刺。
53.逻辑输出器74与所述去毛刺器73连接，所述逻辑输出器74用于调整幅度校准信号。
54.其中，|vref_p
‑
vref_n|是目标幅度，这个值可以通过带隙基准产生。将vop/von和vref_p/vref_n连接到第一比较器和第二比较器输入，使用逻辑输出改变幅度校准信号的设置，它可以自适应地调整vop/von的幅度到目标值。
55.时钟数据恢复电路33与所述模拟前端32连接，所述时钟数据恢复电路33用于锁定
所述放大信号，输出时钟输出信号(ckout)和数据输出信号(dout)。
56.误码校验器34分别与所述噪声滤波器31、所述模拟前端32以及所述时钟数据恢复电路33连接，所述误码校验器34用于处理接收的所述时钟输出信号(ckout)以及所述数据输出信号(dout)，得到误码率信息，根据所述误码率信息发送第一控制信号(ctrl_lpf fine)以调节所述噪声滤波器31的截止频率，以及，发送第二控制信号(ctrl_afe fine)以调节所述模拟前端32的带宽。
57.该噪声滤除电路使用无源滤波器和自适应模拟前端的级联的方法可以获得更快的截至频率性能，提高了手机噪声边缘的滤波效果。这种结构可以有效地放大有用的数据信号，衰减无用的手机噪声信号。
58.如图8所示，为本发明实施例提供的噪声滤除电路的频率响应，其直流增益不是0db，对于有用的数据信号也起到放大的作用。当有用的数据信号和手机干扰噪声频率接近时，能够在保证有用数据信号完整的情况下，滤除手机干扰噪声。
59.如图9所示，本发明实施例提供一种噪声滤除方法，适用于上述的噪声滤除电路，该方法包括步骤s91至步骤s97。
60.步骤s91，当上电复位后，所述噪声滤除电路进入训练模式。
61.步骤s92，粗调噪声滤波器的截止频率。
62.步骤s93，细调噪声滤波器的截止频率以及模拟前端的带宽。
63.步骤s94，调整模拟前端输出的放大信号的幅度。
64.步骤s95，锁定所述放大信号，并输出时钟输出信号和数据输出信号。
65.步骤s96，处理所述时钟输出信号以及所述数据输出信号，得到误码率信息。
66.步骤s97，当所述误码率信息满足预设参数要求时，将所述所述时钟输出信号以及所述数据输出信号传输至与所述噪声滤除电路连接的显示设备。
67.在一些实施例中，噪声滤除方法还包括：当所述误码率信息未满足预设参数要求时，根据所述误码率信息重新细调所述噪声滤波器的截止频率以及所述模拟前端的带宽。
68.在一些实施例中，噪声滤除方法还包括：当所述放大信号失锁后，所述噪声滤除电路重新进入训练模式。
69.在训练模式期间时序控制器tcon发送命令包来粗调噪声滤波器的截止频率。然后利用误码率信息对噪声滤波器和模拟前端系数进行细调，完成无源滤波器和模拟前端的截至频率调整后，模拟前端的输出幅度会自适应调节。如果误码率信息不满足预设参数要求，会再次执行细调和输出幅度控制。如果放大信号失锁，即时钟数据恢复电路cdr失锁，则重新进入训练模式，并在cdr重新锁定后再次启动。在这种情况下，由于电源电压和温度的变化，afe的灵敏度下降会导致cdr失锁，可以通过重新校准来解决。
70.在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
71.以上对本发明实施例所提供的噪声滤除电路以及噪声滤除方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的技术方案及其核心思想；本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例的技术方案的范围。