專利名稱：無相位失真的電壓電平轉(zhuǎn)換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及一種電壓電平轉(zhuǎn)換器，尤其涉及消除在半導(dǎo)體集成電路中使用
的電壓電平轉(zhuǎn)換器中產(chǎn)生的信號相位失真。
背景技術(shù)：
在高級集成電路(IC)，比如具有片上系統(tǒng)(S0C)配置的集成電路中，數(shù)以百萬、千萬或者更多的半導(dǎo)體元件典型地互連以形成復(fù)雜的電子系統(tǒng)，該電子系統(tǒng)可以用于執(zhí)行各種信號處理功能，比如無線通信、實時多媒體流等。具有這種復(fù)雜度水平的高級集成電路典型地包括多個功能模塊，每個模塊執(zhí)行特定的信號處理任務(wù)，并且組合的功能模塊滿足
預(yù)定的整體系統(tǒng)功能。作為一個示例，soc可以包括一個或多個用于處理輸入信號的嵌入
式微處理器， 一個或多個嵌入式存儲器模塊，比如用于存儲微處理器處理后的數(shù)據(jù)的靜態(tài)
隨機存取存儲器(SRAM)，外部世界信號和IC之間的一個或多個輸入/輸出(I/O)接口，和各種片上功能模塊之間的1/0接口。 各種功能電路模塊典型地需要不同供電電壓以執(zhí)行它們的預(yù)定功能。例如，嵌入式SRAM模塊要求較低的供電電壓用于其工作，比如O. 9V，嵌入式處理器需要1. 2V的中等供電電壓，而I/O接口電路需要2. 5V的較高供電電壓。從供電電壓這點來看，具有這種配置的IC通常也被稱作多路電壓系統(tǒng)。 當(dāng)在IC上結(jié)合了多路供電電壓時，當(dāng)較低供電電壓的模塊必須驅(qū)動高電壓的模塊時，通常需要電平轉(zhuǎn)換器(也典型地稱作電平變換器)，反之亦然。圖1示出了用于將IC中一個供電電壓域的電壓信號轉(zhuǎn)換到IC中另一個供電電壓域的電壓信號的現(xiàn)有電平變換器。將具有較小振幅的互補輸入信號I和Ibar進(jìn)行電平變換到具有較大幅度的輸出信號Q和Qbar (比如VDDH)?；パa輸出信號Q和Qbar在一對互補節(jié)點生成。
圖2a示出了在輸入信號I和Ibar的轉(zhuǎn)換之后緊隨互補輸出信號Q和Qbar的轉(zhuǎn)換。然而，應(yīng)該認(rèn)識，該電平轉(zhuǎn)換器的延遲對供電電壓、晶體管尺寸和溫度的變化(也通常稱作PVT變化)相當(dāng)敏感。結(jié)果，輸入信號在通過電平轉(zhuǎn)換器后可能衰減或失真。作為示例，在圖2a中，原信號具有周期T。rg，而變換的信號具有周期Ttn，所測量的每個周期都對應(yīng)于信號轉(zhuǎn)換邊沿的中點。由于PVT變化，上升延遲Tto和下降延遲Tdf不同，從而使相位失真，導(dǎo)致周期Ttel和TOTg之間不理想的失配。 圖2b示出了上述相位失真結(jié)果。標(biāo)出了輸入眼圖以示出輸入信號波形I和Ib 中的信號邊界(margin)，其中交叉點位于輸入信號轉(zhuǎn)換邊沿中點附近。然而互補輸出信號Q和Qbar的交叉點大大偏離了它們轉(zhuǎn)換邊沿中點附近位置，其中輸出信號的上升和下降邊沿的傾斜度由于相位失真而變動。因此，輸出信號波形中的眼圖發(fā)生失真，從而不能保持相對于眼圖的滿意的邊緣。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的優(yōu)選實施例提供了一種具有降低的信號相位失真的電壓電平轉(zhuǎn)換電路，通過該優(yōu)選實施例通?？梢越鉀Q或者避免這些或者其他問題，以及通常達(dá)到技術(shù)有益特性。所述電壓電平轉(zhuǎn)換電路包括電平變換電路及其后的單位間隔恢復(fù)電路。電平變換電路接收互補的輸入電壓信號并轉(zhuǎn)換為具有不同電壓電平的信號。單位間隔恢復(fù)電路響應(yīng)來自所述電平變換電路的輸出信號，并產(chǎn)生一個或多個恢復(fù)原輸入電壓信號周期的具有無失真或可忽略相位失真的輸出信號。 根據(jù)本發(fā)明的一個方面， 一種電壓電平轉(zhuǎn)換電路包括電壓電平變換電路。電壓電平變換電路響應(yīng)第一輸入電壓信號和第二輸入電壓信號并輸出第三和第四電壓信號，其中第一輸入電壓信號和第二輸入電壓信號處于第一電壓電平并且互補，和其中第三和第四電壓信號處于第二電壓電平。所述電壓電平轉(zhuǎn)換電路還包括單位間隔恢復(fù)電路。所述單位間隔恢復(fù)電路響應(yīng)第三和第四電壓信號并以第二電壓電平輸出第五電壓信號，其中所述第五電壓信號的周期與第一 電壓信號的周期基本相同。 根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，一種電壓電平轉(zhuǎn)換電路包括電壓電平變換電路。所述電壓電平變換電路響應(yīng)互補輸入電壓信號，生成第一電壓信號和第二電壓信號，其中第一電壓信號和第二電壓信號具有與所述輸入電壓信號不同的電壓電平。所述電壓電平轉(zhuǎn)換電路還包括單位間隔恢復(fù)電路。所述單位間隔恢復(fù)電路響應(yīng)第一電壓信號和第二電壓信號并輸出具有和所述輸入電壓信號的周期基本相同的周期的第一輸出電壓信號。而且，所述第一電壓信號的第一電壓狀態(tài)和所述第二電壓信號的第二電壓狀態(tài)將所述第一輸出信號設(shè)定為第一電壓狀態(tài)。 根據(jù)本發(fā)明又一實施例，電壓電平轉(zhuǎn)換電路包括電壓電平變換電路。所述電壓電平變換電路響應(yīng)處于第一 電壓電平的第一輸入電壓信號和互補的第二輸入電壓信號，并以第二電壓電平輸出第三電壓信號和互補的第四電壓信號。所述電壓電平轉(zhuǎn)換電路還包括單位間隔恢復(fù)電路。所述單位間隔恢復(fù)電路響應(yīng)所述第三電壓信號和互補的第四電壓信號并以所述第二電壓電平輸出第一輸出電壓信號，其中所述第一輸出電壓信號的周期和所述第一輸入電壓信號的周期基本相同。而且，所述第二輸入信號的上升邊沿觸發(fā)所述第三電壓信號從高電壓狀態(tài)變到低電壓狀態(tài)，進(jìn)而觸發(fā)所述第四電壓信號從低電壓狀態(tài)變到高電壓狀態(tài)，從而觸發(fā)第一輸出電壓信號從高電壓狀態(tài)變到低電壓狀態(tài)。而且，所述第一輸入信號的上升邊沿觸發(fā)所述第四電壓信號從高電壓狀態(tài)變到低電壓狀態(tài)，進(jìn)而觸發(fā)所述第三電壓信號從低電壓狀態(tài)變到高電壓狀態(tài)，從而觸發(fā)所述第一輸出電壓信號從低電壓狀態(tài)變化到高電壓狀態(tài)。


為了更完整地理解本發(fā)明及其優(yōu)點，現(xiàn)在結(jié)合附圖并參考下面的

，其中 圖1示出了具有相位失真的用于產(chǎn)生互補輸出信號對的電平變換器；
圖2a-2b示出了從原信號生成轉(zhuǎn)譯信號時產(chǎn)生的相位失真； 圖3示出了具體實施例的結(jié)構(gòu)框圖，其中輸出信號以無相位失真或可忽略相位失真恢復(fù)了原輸入信號的周期； 圖4示出了具體實施例中的輸入和輸出信號的時序 圖5示出了具體實施例中的輸入和輸出信號的示例時序；
圖6示出了具體實施例中的輸入和輸出信號的時序圖；禾口
圖7-11示出了用于實現(xiàn)具體實施例的各種電路圖。
具體實施例方式
下面具體介紹目前優(yōu)選實施例的制作和使用。然而。應(yīng)該理解，本發(fā)明提供了很多可以包含在各種特定背景中的應(yīng)用發(fā)明構(gòu)思。所述具體實施例僅僅是以圖示的具體方法來制作和使用本發(fā)明，并不是限制本發(fā)明的范圍。 本發(fā)明提供了一種在信號通信中消除相位失真的新方法。下面介紹本發(fā)明具體實施例的各種變化。在貫穿本發(fā)明的各種視圖和示例性實施例中，同一參考標(biāo)號用于指示同一元件。 圖3示出了本發(fā)明具體實施例的結(jié)構(gòu)框圖。在輸入信號I和Ibar通過電平變換器后，如前面所述，由于PVT變化，在電平變換器中生成非理想并經(jīng)常難以避免的相位失真。因此，互補輸出信號Q和Qbar相對于輸入信號I和Ibar被扭曲。為了補償信號衰減和恢復(fù)扭曲的輸出信號的相位，互補輸出信號Q和Qbar輸入單元間隔恢復(fù)電路中，單元間隔恢復(fù)電路從互補輸出信號Q和Qb 生成恢復(fù)的輸出信號Z和Zbar或者兩者。優(yōu)選地，恢復(fù)的輸出信號Z具有與輸入信號I中單元周期基本相同的單元周期。單元間隔恢復(fù)電路具有檢測互補輸出信號Q和Qbar的上升和下降邊沿，并根據(jù)檢測到的上升和下降邊沿生成恢復(fù)的輸出信號Z和Zbar或者二者的功能。請注意在全文描述中，輸入信號和輸出信號以I和Q表示，其互補信號分別以Ibar和Qbar表示。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該認(rèn)識到互補符號I和Ibar以及Q和Qbar是相對而言的，并且是可以互換的。 圖4示意性示出了來自電平變換器的輸入信號I和Ibar與輸出信號Q和Qbar的示例時序，其中水平方向表示時間t。圖示的示例輸入信號I在開始具有高電壓電平(即高狀態(tài)，狀態(tài)1)，然后信號轉(zhuǎn)換為低電壓電平(即低狀態(tài)，狀態(tài)0)后上升回到狀態(tài)1 。從而，信號I具有時間點A和D之間的單元轉(zhuǎn)換。假設(shè)下降點在時間t (A)，也就是信號I的下降邊沿的中點，并且進(jìn)一步假設(shè)上升點在時間t(D)，也就是信號I的上升邊沿的中點，周期(或者單元間隔)；r就是t(D)-t(A)。類似地，反向輸入信號Ibar具有周期；r。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該認(rèn)識到上升和下降點可以定義在各自上升和下降邊沿的除中點外的不同電平處。 互補輸出信號Q和Qbar的轉(zhuǎn)換跟隨輸入信號I和Ibar的轉(zhuǎn)換。然而，由于電平變換電路(圖3)導(dǎo)致的延遲，輸出信號Q的下降中點在時間t(B)，而輸出信號Q的上升中點在時間t(F)?；パa輸出信號Qbar的上升中點在時間t(C)，以及互補輸出信號Qbar的下降中點在時間t(E)。相對于輸入信號I的下降中點t(A)，輸出信號Q的下降延遲是、{，并且互補輸出信號Qbar的上升延遲是tdr。類似地，相對于輸出信號I的上升中點t(D)，輸出信號Q的上升延遲是tdr，并且互補輸出信號Qbar的下降延遲是tdf 。由此，可以推導(dǎo)下述公式 t (B) = t (A) +tdf (公式1)
t (C) = t (A) +tdr (公式2)
t(D) = t(A)+tper (公式3)
t (E) = t (A) +tper+tdf (公式4)
t (F) = t (A) +tper+tdr (公式5) 從而，時間t (E)和時間t (B)之間的時間差為 t (E) -t (B) = (t (A) +tper+tdf) - (t (A) +tdf) = tper (公式6) 因此，通過從互補信號Qbar的下降中點t(E)減去信號Q的下降中點t(B)可以恢
復(fù)輸入信號I和Ibar的原周期tpCT。 類似地，時間t (F)和時間t (C)之間的時間差為 t (F) -t (C) = (t (A) +tper+tdr) - (t (A) +tdr) = tper (公式7) 通過從信號Q的上升中點時間t (F)減去互補信號Qbar的上升中點時間t (C)，恢
復(fù)輸入信號I的原周期tpCT(以及由此恢復(fù)原相位)。請注意，對應(yīng)于時間點F和C的邊沿
在同一方向(都是上升邊沿)，以及對應(yīng)于時間點E和B的邊沿在同一方向(都是下降邊沿)。 換句話說，如果在失真產(chǎn)生電平變換電路后添加一個單元間隔恢復(fù)電路，單元間隔恢復(fù)電路將在此輸出由互補信號Qbar的上升邊沿和隨后的信號Q的上升邊沿觸發(fā)的輸出信號Z，那么可以從失真的數(shù)據(jù)通路中以無失真或可忽略失真恢復(fù)原輸入信號I和Ibar的周期。比如，在圖4中，通過輸出信號Z恢復(fù)原輸入信號I，該輸出信號Z的下降邊沿由互補信號Qbar(圖4中的箭頭"R1")的上升邊沿觸發(fā)，以及該輸出信號Z的上升邊沿由信號Q(圖4中的箭頭"R2")的上升邊沿觸發(fā)。當(dāng)完成上述操作后，單元間隔恢復(fù)電路的輸出信號Z以無失真或可忽略失真恢復(fù)原輸入信號I的周期。在類似的動作方式中，如果Z對應(yīng)于信號Q的下降邊沿和隨后的互補信號Qbar的下降邊沿觸發(fā)，那么單元間隔恢復(fù)電路的輸出信號Z也可以恢復(fù)原輸入信號I的周期。例如，Z的上升邊沿對應(yīng)信號Q的下降邊沿，Z的下降邊沿對應(yīng)互補信號Qbar的下降邊沿。另外，單元間隔恢復(fù)電路也可以輸出以可忽略相位失真的表示原輸入信號Ibar的互補信號Zbar。優(yōu)選地，互補信號Zbar是在信號時間t的輸出信號Z的鏡面反射信號，但是本發(fā)明的各種實施例并不限于僅僅信號Z和Zbar之間的對稱表示。 圖5示出了輸入信號I和Ibar、來自電平變換電路的輸出信號Q和Qbar以及來自本發(fā)明具體實施例的單元間隔恢復(fù)電路的輸出信號Z的示例時序，所示與圖3相關(guān)。在當(dāng)前實施例中，來自電平變換電路的輸出信號Q對應(yīng)互補輸入信號Ibar的上升邊沿設(shè)置為低，互補輸出信號Qbar由輸出信號Q的下降邊沿設(shè)置為高，而輸出信號Z對應(yīng)互補信號Qbar的上升邊沿設(shè)置為低。反過來，輸入信號I的上升邊沿設(shè)置互補輸出信號Qbar為低，該Qbar反過來設(shè)置輸出信號Q為高。單元間隔恢復(fù)電路的輸出信號Z對應(yīng)輸出信號Q的上升邊沿設(shè)置為高。結(jié)果，輸出信號Z的周期是從輸入信號I的流中"截取"(clipped)的，并且可以無失真或可忽略失真地恢復(fù)原輸入信號I的周期。 圖6示出了來自數(shù)字邏輯透視圖的I和Ibar、輸出信號Q和Qbar以及輸出信號Z和Zbar的示例時序圖。邏輯狀態(tài)0和l用于指示各種信號的電壓電平。優(yōu)選實施例公開了，保持各種信號邏輯狀態(tài)之間的下述關(guān)系有效，以使單元間隔恢復(fù)電路的輸出信號Z和Zbar在原輸入信號I和Ibar通過失真電平變換電路后恢復(fù)其周期。在圖6的時序圖中，從左到右，當(dāng)信號Q在狀態(tài)1并且Qbar在狀態(tài)0時，輸出信號Z變?yōu)闋顟B(tài)1而互補輸出信號Zbar變?yōu)闋顟B(tài)0。當(dāng)Q從狀態(tài)l變到狀態(tài)O時，Z和Zbar的狀態(tài)保持不變。當(dāng)信號Q保持在狀態(tài)0，而信號Qbar從狀態(tài)1變?yōu)闋顟B(tài)0時，在信號Qbar從狀態(tài)0變?yōu)闋顟B(tài)1的上升邊沿中，輸出信號Z變?yōu)闋顟B(tài)0，以及互補信號Zbar變?yōu)闋顟B(tài)1。當(dāng)信號Qbar從狀態(tài)1變?yōu)?狀態(tài)0時，Z和Zbar的狀態(tài)保持不變。當(dāng)信號Qbar保持在狀態(tài)0時，在信號Q從狀態(tài)0變 為狀態(tài)1的上升邊沿中，輸出信號Z變?yōu)闋顟B(tài)1，以及互補輸出信號Zbar變?yōu)闋顟B(tài)0。
在圖6的激勵表中簡述了優(yōu)選實施例中單元間隔恢復(fù)電路的邏輯操作。該激勵顯 示了對于每個組合激勵輸入的狀態(tài)變化。列Q和Qbar是失真電平變換電路的輸出信號。信 號Q和Qbar施加于單元間隔恢復(fù)電路。列Z和Zbar是在Q和Qbar作為輸入施加并且達(dá) 到穩(wěn)定狀態(tài)后單元間隔恢復(fù)電路的狀態(tài)。注意，Q和Qbar上的狀態(tài)l信號通常實際并不存 在，因此在這種輸入組合時輸出信號Z和Zbar標(biāo)記為"X"(即，不允許)。
圖7示出了實現(xiàn)上述邏輯操作的示例性電壓電平轉(zhuǎn)換器10。在當(dāng)前實施例中，電 壓電平轉(zhuǎn)換器10包括差分放大電路20和單元間隔恢復(fù)電路30。差分放大電路20包括4 個交叉連接的金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(MOSFET)，即第一和第二p溝道MOSFET 21a 和21b，以及第一和第二 n溝道MOSFET 22a和22b 。 p溝道MOSFET 21a和21b是對稱的一 對晶體管，n溝道MOSFET 22a和22b也是。第一和第二 p溝道MOSFET 21a和21b的源極 耦接到電源(VDD)，第一和第二 n溝道MOSFET 22a和22b的源極接地(GND)。電平轉(zhuǎn)換器 10的輸入信號I及其互補信號Ibar分別施加到n溝道MOSFET 22a和22b的柵極。第二 n溝道MOSFET 22b的漏極連接到第一輸出信號Q，第一 p溝道MOSFET 21a的柵極和第二 p 溝道MOSFET 21b的漏極也這樣。按照類似的模式，互補輸出信號Qbar連接到第一 n溝道 MOSFET 22a的漏極，和第二p溝道MOSFET 21b的柵極，以及第一 p溝道MOSFET 21a的漏 極。在通過放大電路20后，輸入信號I和Ibar轉(zhuǎn)換為輸出信號Q和Qbar，該輸出信號如前 面所述通常會失真。 然后施加信號Q和互補信號Qbar到單元間隔恢復(fù)電路30。信號Q耦接到反向器 31的輸入，該反向器的輸出連接到第三p溝道MOSFET 32的柵極?；パa信號Qbar耦接到 第三n溝道MOSFET 33的柵極。第三p溝道MOSFET 32的源極耦接到VDD，而第三n溝道 MOSFET 33的源極耦接接地(GND)。單元間隔恢復(fù)電路30的輸出信號Z連接到第三p溝道 MOSFET32和第三n溝道MOSFET 33的漏極。輸出信號Z可以如上所述無失真或可忽略失真 地恢復(fù)原輸入信號的周期。 圖8示出了在另一個優(yōu)選實施例中的電壓電平轉(zhuǎn)換器12，該轉(zhuǎn)換器包括差分放大 電路20和單元間隔恢復(fù)電路40。差分放大電路20類似于圖7中所述，為避免重復(fù)這里就 不再贅述。放大電路20輸出的信號Q耦接到第三p溝道MOSFET 42的源極，而互補信號 Qbar連接到第三p溝道M0SFET42和第三n溝道MOSFET 43的柵極。第三n溝道MOSFET 43 的源極接地。單元間隔恢復(fù)電路40的輸出信號Z從第三p溝道MOSFET 42和第三n溝道 MOSFET 43的漏極導(dǎo)出。 圖9示出了在進(jìn)一步優(yōu)選實施例中的電壓電平轉(zhuǎn)換器14，該轉(zhuǎn)換器包括差分放大 電路20和單元間隔恢復(fù)電路50。差分放大電路20與圖7中所述的類似，為避免重復(fù)，這里 不再贅述。在該實施例中單元間隔恢復(fù)電路50與差分放大電路20—樣，其中差分放大電路 20輸出的信號Q和Qbar作為單元間隔恢復(fù)電路50的輸入信號分別提供到n溝道MOSFET 52a和52b的柵極。P溝道MOSFET 51a和51b的源極接到VDD，而n溝道MOSFET52a和52b 的源極接地。從耦接P溝道MOSFET 51b和n溝道MOSFET 52b漏極的節(jié)點導(dǎo)出輸出信號Z。 互補輸出信號Zbar從耦接p溝道MOSFET 51a和n溝道MOSFET 52a的漏極的節(jié)點導(dǎo)出。
圖IO示出了在另外一個優(yōu)選實施例中的電壓電平轉(zhuǎn)換器16，該轉(zhuǎn)換器包括差分 放大電路20和單元間隔恢復(fù)電路60。差分放大電路20與圖7所述的類似，為了避免重復(fù) 這里不再贅述。在本實施例中的單位間隔恢復(fù)電路60是設(shè)定-重設(shè)(SR)鎖存器，其中來 自差分放大器20的輸出信號Q耦接到SR鎖存器60的節(jié)點S，而來自差分放大電路20的互 補輸出信號Qbar耦接到SR鎖存器60的節(jié)點R。本實施例中的SR鎖存器60通過圖10所 示的配置中的反向器61a和61b，以及NAND(與非門)62a和62b實現(xiàn)的。在失真信號Q和 Qbar通過SR鎖存器60后，輸出信號Z和Zbar以無失真或可忽略失真恢復(fù)原輸入信號I和 Ibar的周期。 圖n示出了另一個優(yōu)選實施例中的電壓電平轉(zhuǎn)換器18，該轉(zhuǎn)換器包括差分放大 電路20和單位間隔恢復(fù)電路70。差分放大電路20與圖7中所述的類似，為了避免重復(fù)這 里不再贅述。單位間隔恢復(fù)電路70包括通過所示的N0R(或非門)實現(xiàn)的SR鎖存器。來 自差分放大電路20的輸出信號Q耦接到SR鎖存器70的節(jié)點S，而來自放大電路20的互 補輸出信號Qbar耦接到SR鎖存器70的節(jié)點R。在失真信號Q和Qbar通過SR鎖存器70 后，輸出信號Z和Zbar以無失真或可忽略失真恢復(fù)原輸入信號I和Ibar的周期。
應(yīng)該注意，為了示例目的僅僅示出了有限數(shù)量的實施例。然而，本領(lǐng)域的普通技術(shù) 人員應(yīng)該理解，在實踐中，可以應(yīng)用更多數(shù)字或模擬電路來實現(xiàn)所述發(fā)明特性，例如，參照 圖4-6。這里示出的具體電路配置或無電路配置來實現(xiàn)本發(fā)明特性并不是用來在任何方面 限制本發(fā)明的實施例。 而且，雖然示出的實施例中的電壓電平轉(zhuǎn)換器在CMOS工藝技術(shù)中實現(xiàn)，但是各種 其他適用IC工藝技術(shù)，比如雙極和BiCMOS工藝技術(shù)，也可以用于在優(yōu)選實施例中構(gòu)成電路 配置。在示出的實施例中的各種電壓電平轉(zhuǎn)換器的電路配置并不用于在任何方面限制對任 何特定IC處理技術(shù)的本發(fā)明特性。 本發(fā)明的優(yōu)選實施例具有幾個有益特性。大大降低相位失真，并且可能基本消除 失真。本發(fā)明的實施例支持?jǐn)?shù)據(jù)和時鐘工作周期的糾錯，以及基本不受工藝變化影響。
雖然已經(jīng)詳細(xì)敘述了本發(fā)明及其有益特性，但是應(yīng)該理解，這里可以在不脫離所 附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)做出各種變化、替換和修改。而且，本發(fā)明的范圍 并不限于說明中所述的具體實施例的工藝、機器、制造以及物質(zhì)、設(shè)備、方法和步驟的混合。 作為本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員將很容易從本發(fā)明公開、工藝、機器、制造以及物質(zhì)、設(shè)備、方 法或步驟的混合、現(xiàn)有技術(shù)或者后續(xù)技術(shù)中，根據(jù)本發(fā)明實現(xiàn)與這里所述對應(yīng)實施例執(zhí)行 基本相同的功能或者達(dá)到基本相同的結(jié)果。從而，所附權(quán)利要求用于包含其范圍內(nèi)的這些 工藝、機器、制造以及物質(zhì)、設(shè)備、方法或步驟的混合。
權(quán)利要求
一種電壓電平轉(zhuǎn)換電路，包括電壓電平變換電路，響應(yīng)第一輸入電壓信號和第二輸入電壓信號并輸出第三和第四電壓信號，其中所述第一輸入電壓信號和所述第二電壓信號處于第一電壓電平并且彼此互補，以及其中所述第三和所述第四電壓信號處于第二電壓電平；和單位間隔恢復(fù)電路，響應(yīng)所述第三和第四電壓信號并以所述第二電壓電平輸出第五電壓信號，其中所述第五電壓信號的周期與所述第一電壓信號的周期基本相同。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電壓電平轉(zhuǎn)換電路，其中所述第五電壓信號包括上升邊沿和 下降邊沿，其中所述第五電壓信號的上升邊沿由所述第三電壓信號的上升邊沿觸發(fā)并與其 基本對齊，以及其中所述第五電壓信號的下降邊沿由所述第四電壓信號的上升邊沿觸發(fā)并 與其基本對齊。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電壓電平轉(zhuǎn)換電路，其中所述第四電壓信號的上升邊沿由所 述第三電壓信號的下降邊沿觸發(fā)，所述第三電壓信號的下降邊沿由所述第二輸入電壓信號 的上升邊沿觸發(fā)，所述第三電壓信號的上升邊沿由所述第四電壓信號的下降邊沿觸發(fā)，以 及其中所述第四電壓信號的下降邊沿由所述第一輸入電壓信號的上升邊沿觸發(fā)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電壓電平轉(zhuǎn)換電路，其中所述單位間隔恢復(fù)電路進(jìn)一步以所 述第二電壓電平輸出第六電壓信號，所述第六電壓信號與所述第五電壓信號互補。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電壓電平轉(zhuǎn)換電路，其中所述電壓電平變換電路包括第一差 分放大器，以及其中所述第一和第二輸入電壓信號分別耦接到所述差分放大器的第一和第 二n溝道金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(M0SFET)的柵極。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的電壓電平轉(zhuǎn)換電路，其中所述第三電壓信號從第一節(jié)點導(dǎo) 出，所述第一節(jié)點耦接到所述第一 n溝道M0SFET的漏極和第一 p溝道M0SFET的漏極，以及 其中所述第四電壓信號從第二節(jié)點導(dǎo)出，所述第二節(jié)點耦接到所述第二 n溝道M0SFET的漏 極和第二 P溝道M0SFET的漏極；其中所述單位間隔恢復(fù)電路包括第二差分放大器，以及其中所述第三和第四電壓信號 分別耦接到所述第二差分放大器的第三和第四M0SFET的柵極，和其中所述第五電壓信號 從第三節(jié)點導(dǎo)出，所述第三節(jié)點耦接到所述第三n溝道M0SFET的漏極和第三p溝道M0SFET 的漏極。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電壓電平轉(zhuǎn)換電路，其中所述單位間隔恢復(fù)電路包括與所述 第三p溝道M0SFET串聯(lián)的第三n溝道M0SFET，其中所述第三p溝道的柵極耦接到由所述第 三電壓信號驅(qū)動的反相器，其中所述第三n溝道的柵極由所述第四電壓信號驅(qū)動，以及其 中所述第五電壓信號從耦接到所述第三n溝道和所述第三p溝道M0SFET的漏極的節(jié)點導(dǎo) 出。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電壓電平轉(zhuǎn)換電路，其中所述單位間隔恢復(fù)電路包括與第三 p溝道MOSFET串聯(lián)的第三n溝道MOSFET，其中所述第三p溝道MOSFET的源極耦接到所述第 三電壓信號，其中所述第三n溝道和第三p溝道M0SFET的柵極由所述第四電壓信號驅(qū)動， 以及其中所述第五電壓信號從與所述第三n溝道M0SFET和第三p溝道M0SFET的漏極耦接 的節(jié)點導(dǎo)出。
9. 一種電壓電平轉(zhuǎn)換電路，包括電壓電平變換電路，響應(yīng)彼此互補的輸入電壓信號，生成第一 電壓信號和第二電壓信號，所述第一 電壓信號和第二電壓信號具有與所述輸入電壓信號不同的電壓電平；單位間隔恢復(fù)電路，響應(yīng)所述第一電壓信號和第二電壓信號并輸出具有與所述輸入電壓信號的周期基本相同的周期的第一輸出電壓信號；其中所述第一電壓信號的第一電壓狀態(tài)和所述第二電壓信號的第二電壓狀態(tài)將所述第一輸出信號設(shè)定為所述第一電壓狀態(tài)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的電壓電平轉(zhuǎn)換電路，其中所述第一電壓狀態(tài)是高電壓狀態(tài)以及所述第二電壓狀態(tài)是低電壓狀態(tài)，以及其中所述第二電壓信號的上升邊沿觸發(fā)所述第 一輸出信號從高電壓狀態(tài)變到低電壓狀態(tài)；或者，所述第一電壓狀態(tài)是低電壓狀態(tài)和所述第二電壓狀態(tài)是高電壓狀態(tài)，以及其中 所述第一電壓信號的上升邊沿觸發(fā)所述第一輸出信號從低電壓狀態(tài)變到高電壓狀態(tài)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的電壓電平轉(zhuǎn)換電路，其中當(dāng)所述第一和第二電壓信號處于 相同電壓狀態(tài)時，所述第一輸出信號保持前一電壓狀態(tài)。
12. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的電壓電平轉(zhuǎn)換電路，其中所述單位間隔恢復(fù)電路進(jìn)一步輸 出與所述第一輸出信號互補的第二輸出電壓信號。
13. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的電壓電平轉(zhuǎn)換電路，其中所述單位間隔恢復(fù)電路包括設(shè) 定-重設(shè)(SR)鎖存器，其中S節(jié)點耦接到所述第一電壓信號，而R節(jié)點耦接到所述第二電 壓信號。
14. 一種電壓電平轉(zhuǎn)換電路，包括電壓電平變換電路，響應(yīng)處于第一電壓電平的第一輸入電壓信號和互補的第二輸入電 壓信號，并且以第二電壓電平輸出第三電壓信號和互補的第四電壓信號；禾口單位間隔恢復(fù)電路，響應(yīng)所述第三電壓信號和所述互補的第四電壓信號并以所述第二 電壓電平輸出第一輸出電壓信號，所述第一輸出電壓信號的周期與所述第一輸入電壓信號 的周期基本相同；其中所述第二輸入信號的上升邊沿觸發(fā)所述第三電壓信號從高電壓狀態(tài)變到低電壓 狀態(tài)，從而觸發(fā)所述第四電壓信號從低電壓狀態(tài)變到高電壓狀態(tài)，進(jìn)而觸發(fā)所述第一輸出 電壓信號從高電壓狀態(tài)變到低電壓狀態(tài)；其中所述第一輸入信號的上升邊沿觸發(fā)所述第四電壓信號從高電壓狀態(tài)變到低電壓 狀態(tài)，從而觸發(fā)所述第三電壓信號從低電壓狀態(tài)變到高電壓狀態(tài)，進(jìn)而觸發(fā)所述第一輸出 電壓信號從低電壓狀態(tài)變到高電壓狀態(tài)。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的電壓電平轉(zhuǎn)換電路，其中所述電壓電平變換電路包括差分 放大器，適用于轉(zhuǎn)換所述第一輸入電壓信號和第二輸入電壓信號到所述第三電壓信號和第 四電壓信號。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種具有降低的信號相位失真的電壓電平轉(zhuǎn)換器。該電壓電平轉(zhuǎn)換器包括電平變換電路及其后的單位間隔恢復(fù)電路。該電平變換電路接收互補輸入信號并轉(zhuǎn)換為具有不同電壓電平的信號。該單位間隔恢復(fù)電路響應(yīng)來自電平變換電路的輸出互補信號并生成一個或多個無失真或可忽略失真的恢復(fù)原輸入電壓信號周期的輸出信號。
文檔編號H03K19/0175GK101741374SQ20091015001
公開日2010年6月16日 申請日期2009年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月11日
發(fā)明者陳緯達(dá) 申請人:臺灣積體電路制造股份有限公司