專(zhuān)利名稱(chēng)：差分信號(hào)檢測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及信號(hào)檢測(cè)領(lǐng)域，更具體地涉及一種差分信號(hào)檢測(cè)裝置。
背景技術(shù)：
差分信號(hào)檢測(cè)裝置用于對(duì)差分信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)。眾所周知的，在差分信號(hào)檢測(cè)裝置中由于物理連接的設(shè)備會(huì)引入噪聲，從而影響信號(hào)接收器的接收效果。通常，為了對(duì)噪聲進(jìn)行過(guò)濾，需要對(duì)差分信號(hào)進(jìn)行閾值檢測(cè)，即只有差分信號(hào)的幅度超過(guò)設(shè)定的閾值時(shí)，信號(hào)才被認(rèn)為有效，才能被正常接收；而當(dāng)差分信號(hào)的幅度低于設(shè)定的閾值時(shí)，信號(hào)被認(rèn)為無(wú)效，不能被接收器接收。在現(xiàn)有技術(shù)中，差分信號(hào)檢測(cè)裝置無(wú)法對(duì)高速差分信號(hào)(高速差分信號(hào)是指差分信號(hào)的頻率在千兆赫茲以上)的幅度進(jìn)行高精度的檢測(cè)，不能同時(shí)滿足高精度和高速的要求；通常為了滿足高速的要求，需要犧牲檢測(cè)的精度。因此，有必要提供一種改進(jìn)的差分信號(hào)檢測(cè)裝置以克服上述缺陷。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種差分信號(hào)檢測(cè)裝置，本實(shí)用新型的差分信號(hào)檢測(cè)裝置可以對(duì)高速差分信號(hào)的幅度進(jìn)行準(zhǔn)確的檢測(cè)，并且可以通過(guò)改變基準(zhǔn)閥值電壓來(lái)改變高速差分信號(hào)的檢測(cè)門(mén)限，具有很大的靈活性。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供一種差分信號(hào)檢測(cè)裝置，其包括一次級(jí)放大器及分別和所述次級(jí)放大器連接的前置接收器和末級(jí)放大器，所述末級(jí)放大器還和一信號(hào)輸出器連接；所述前置接收器為高帶寬低增益的接收器，同時(shí)接收外部輸入的兩路差分信號(hào)和基準(zhǔn)閥值電壓，所述前置接收器將外部輸入的兩路差分信號(hào)和基準(zhǔn)閥值電壓同時(shí)放大，并對(duì)外部輸入的兩路差分信號(hào)進(jìn)行差分轉(zhuǎn)換后輸出放大后的兩路差分信號(hào)和放大后的基準(zhǔn)閥值電壓；所述次級(jí)放大器為高帶寬中增益的放大器，所述次級(jí)放大器接收并放大所述前置接收器輸出的基準(zhǔn)閥值電壓和兩路差分信號(hào)，并輸出經(jīng)再次放大后的兩路差分信號(hào)和基準(zhǔn)閥值電壓；所述末級(jí)放大器為低帶寬高增益的放大器，所述末級(jí)放大器將所述次級(jí)放大器輸出的基準(zhǔn)閥值電壓分別和次級(jí)放大器輸出的兩路差分信號(hào)進(jìn)行差分放大，并輸出兩路經(jīng)差分后的信號(hào)；所述信號(hào)輸出器接收所述末級(jí)放大器輸出的兩路差分后的信號(hào)，并對(duì)該兩路差分后的信號(hào)進(jìn)行邏輯組合后，將符合設(shè)計(jì)要求的信號(hào)輸出。較佳地，所述前置接收器具有三個(gè)輸出端口，所述三個(gè)輸出端口分別用以輸出經(jīng)所述前置接收器差分放大后的兩路差分信號(hào)及放大后的基準(zhǔn)閥值電壓。較佳地，所述次級(jí)放大器包括第一次級(jí)放大器和第二次級(jí)放大器，且所述第一次級(jí)放大器和第二次級(jí)放大器均具有兩個(gè)輸入端和兩個(gè)輸出端。較佳地，所述第一次級(jí)放大器的兩輸入端分別和所述前置接收器的兩個(gè)輸出端連接，其兩輸出端和所述末級(jí)放大器連接，所述第一次級(jí)放大器接收所述前置接收器輸出的一路差分信號(hào)和基準(zhǔn)閥值電壓，并對(duì)接收的一路差分信號(hào)和基準(zhǔn)閥值電壓進(jìn)行同時(shí)放大并經(jīng)其兩個(gè)輸出端輸出至所述末級(jí)放大器。較佳地，所述第二次級(jí)放大器的兩輸入端分別和所述前置接收器的兩個(gè)輸出端連接，其兩輸出端和所述第二末級(jí)放大器連接，所述第二次級(jí)放大器接收所述前置接收器輸出的另一路差分信號(hào)和基準(zhǔn)閥值電壓，并對(duì)接收的另一路差分信號(hào)和基準(zhǔn)閥值電壓進(jìn)行同時(shí)放大并經(jīng)其兩個(gè)輸出端輸出至所述第二末級(jí)放大器。較佳地，所述第一次級(jí)放大器包括第一一級(jí)放大器和第一二級(jí)放大器，所述第一一級(jí)放大器和第一二級(jí)放大器均具有兩個(gè)輸入端和兩個(gè)輸出端，且所述第一一級(jí)放大器的兩輸入端和所述前置接收器的兩輸出端連接，其兩輸出端和所述第一二級(jí)放大器的輸入端連接，所述第一二級(jí)放大器的兩輸出端和所述末級(jí)放大器連接，且所述第一一級(jí)放大器和第一二級(jí)放大器依次對(duì)所述前置接收器輸出的一路差分信號(hào)和基準(zhǔn)閥值電壓進(jìn)行兩級(jí)放大。較佳地，所述第二次級(jí)放大器包括第二一級(jí)放大器和第二二級(jí)放大器，所述第二一級(jí)放大器和第二二級(jí)放大器均具有兩個(gè)輸入端和兩個(gè)輸出端，且所述第二一級(jí)放大器的兩輸入端和所述前置接收器的兩輸出端連接，其兩輸出端和所述第二二級(jí)放大器的輸入端連接，所述第二二級(jí)放大器的兩輸出端和所述末級(jí)放大器連接，且所述第二一級(jí)放大器和第二二級(jí)放大器依次對(duì)所述前置接收器輸出的另一路差分信號(hào)和基準(zhǔn)閥值電壓進(jìn)行兩級(jí)放大。較佳地，所述末級(jí)放大器包括第一末級(jí)放大器和第二末級(jí)放大器，且所述第一末級(jí)放大器和第二末級(jí)放大器均具有兩個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端，所述第一末級(jí)放大器的兩輸入端和所述第一次級(jí)放大器的兩輸出端連接，其輸出端和信號(hào)輸出器連接，且所述第一末級(jí)放大器接收所述第一次級(jí)放大器輸出的差分信號(hào)和基準(zhǔn)閥值電壓，且對(duì)接收的差分信號(hào)和基準(zhǔn)閥值電壓進(jìn)行差分放大，并輸出一路差分信號(hào)；所述第二末級(jí)放大器的兩輸入端和所述第二次級(jí)放大器的兩輸出端連接，其輸出端和信號(hào)輸出器連接，且所述第二末級(jí)放大器接收所述第二次級(jí)放大器輸出的差分信號(hào)和基準(zhǔn)閥值電壓，且對(duì)接收的差分信號(hào)和基準(zhǔn)閥值電壓進(jìn)行差分放大，并輸出一路差分信號(hào)。較佳地，所述信號(hào)輸出器為和門(mén)電路或或門(mén)電路，且所述和門(mén)電路或或門(mén)電路的兩輸入端分別和所述第一末級(jí)放大器的輸出端及第二末級(jí)放大器的輸出端連接。和現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的差分信號(hào)檢測(cè)裝置由于所述前置接收器為高帶寬低增益的接收器、所述次級(jí)放大器為高帶寬中增益的放大器、所述末級(jí)放大器為低帶寬高增益的放大器，使得本實(shí)用新型的差分信號(hào)檢測(cè)裝置可有效且無(wú)衰減地接收高速差分信號(hào)，并對(duì)接收后的高速差分信號(hào)進(jìn)行差分放大輸出，同時(shí)對(duì)輸入的基準(zhǔn)閥值電壓進(jìn)行放大，使得高速差分信號(hào)和基準(zhǔn)閥值電壓之間的幅度差也被等比例放大，從而可準(zhǔn)確地檢測(cè)高速差分信號(hào)和基準(zhǔn)閥值電壓之間的幅度差，提高了對(duì)高速差分信號(hào)幅度檢測(cè)精度；且可通過(guò)改變基準(zhǔn)閥值電壓來(lái)改變高速差分信號(hào)的檢測(cè)門(mén)限，提高了整個(gè)差分信號(hào)檢測(cè)裝置對(duì)高速差分信號(hào)檢測(cè)的使用靈活性。通過(guò)以下的描述并結(jié)合附圖，本實(shí)用新型將變得更加清晰，這些附圖用于解釋本實(shí)用新型。

[0017]圖1為本實(shí)用新型信號(hào)檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)框圖。圖2為本實(shí)用新型信號(hào)檢測(cè)裝置的電路結(jié)構(gòu)圖。圖3為本實(shí)用新型信號(hào)檢測(cè)裝置的電路原理圖。
具體實(shí)施方式
現(xiàn)在參考附圖描述本實(shí)用新型的實(shí)施例，附圖中類(lèi)似的元件標(biāo)號(hào)代表類(lèi)似的元件。如上所述，本實(shí)用新型提供了一種差分信號(hào)檢測(cè)裝置，本實(shí)用新型的差分信號(hào)檢測(cè)裝置可以對(duì)高速差分信號(hào)的幅度進(jìn)行準(zhǔn)確的檢測(cè)，并且可以通過(guò)改變基準(zhǔn)閥值電壓來(lái)改變高速差分信號(hào)的檢測(cè)門(mén)限，具有很大的靈活性。請(qǐng)參考圖1，圖1為本實(shí)用新型信號(hào)檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)框圖。如圖所示，本實(shí)用新型的信號(hào)檢測(cè)裝置包括前置接收器、次級(jí)放大器、末級(jí)放大器和信號(hào)輸出器；其中，所述前置接收器為高帶寬低增益接收器，同時(shí)接收外部輸入的兩路差分信號(hào)和基準(zhǔn)閥值電壓，且所述前置接收器接收的差分信號(hào)為高速差分信號(hào)，也即是兩路差分信號(hào)的頻率在千兆赫茲以上，所述前置接收器將兩路差分信號(hào)和基準(zhǔn)閥值電壓同時(shí)放大，并對(duì)兩路差分信號(hào)進(jìn)行差分轉(zhuǎn)換后輸出兩路差分信號(hào)和放大后的基準(zhǔn)閥值電壓；所述次級(jí)放大器為高帶寬中增益的放大器，所述次級(jí)放大器接收并放大所述前置接收器輸出的基準(zhǔn)閥值電壓和兩路差分信號(hào)，并輸出經(jīng)再次放大后的兩路差分信號(hào)和基準(zhǔn)閥值電壓；所述末級(jí)放大器為低帶寬高增益的放大器，所述末級(jí)放大器將所述次級(jí)放大器輸出的基準(zhǔn)閥值電壓分別和次級(jí)放大器輸出的兩路差分信號(hào)進(jìn)行差分放大，并輸出兩路經(jīng)差分后的信號(hào)；從而所述末級(jí)放大器將差分信號(hào)的幅度和所述基準(zhǔn)閥值電壓進(jìn)行比較，且當(dāng)差分信號(hào)的幅度小于所述基準(zhǔn)閥值電壓時(shí)，所述中級(jí)放大器輸出恒定的高電平或低電平，而當(dāng)差分信號(hào)的幅度大于所述基準(zhǔn)閥值電壓時(shí)，所述中級(jí)放大器輸出所述差分信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入的高速差分信號(hào)進(jìn)行幅度檢測(cè)并選擇輸出；所述信號(hào)輸出器接收所述末級(jí)放大器輸出的兩路差分后的信號(hào)，并對(duì)該兩路差分后的信號(hào)進(jìn)行邏輯組合后，將符合設(shè)計(jì)要求的信號(hào)輸出。
請(qǐng)?jiān)俳Y(jié)合參考圖2，圖2為本實(shí)用新型差分信號(hào)檢測(cè)裝置的電路結(jié)構(gòu)圖。所述前置接收器PRE_RCV具有三個(gè)接收端和三個(gè)輸出端，由于所述前置接收器PRE_RCV為高帶寬低增益接收器，從而外部輸入的高速差分信號(hào)Vin和Vip及基準(zhǔn)閥值電壓Vref分別通過(guò)所述前置接收器PRE_RCV的三個(gè)接收端而無(wú)衰減地輸入所述前置接收器PRE_RCV ;所述前置接收器PRE_RCV對(duì)輸入的高速差分信號(hào)Vin和Vip進(jìn)行差分放大，具體地所述前置接收器PRE_RCV對(duì)高速差分信號(hào)Vin和Vip進(jìn)行差分放大后輸出差分Von和Vop，其中Von=Al(Vin-Vip)，所述信號(hào)Vop=Al (Vip-Vin)7Al為前置接收器PRE_RCV的直流增益，也即是所述前置接收器PRE_RCV對(duì)高速差分信號(hào)Vin和Vip的差分幅度進(jìn)行檢測(cè)；相應(yīng)地，所述基準(zhǔn)閥值電壓Vref在所述前置接收器PRE_RCV中和高速差分信號(hào)Vin和Vip通過(guò)完全相同的通路，也即和所述信號(hào)Vin-Vip及Vip - Vin等比例地放大，即輸出后的基準(zhǔn)閥值電壓Vof=Al^Vref ;所述信號(hào)Von、Vop及Vof分別通過(guò)所述前置接收器PRE_RCV的三個(gè)輸出端輸出至所述次級(jí)放大器。所述次級(jí)放大器包括第一次級(jí)放大器SEC_APM1和第二次級(jí)放大器SEC_APM2 ;所述第一次級(jí)放大器SEC_APM1為高帶寬中增益的放大器，從而可有效地接收高速差分信號(hào)并對(duì)高速差分信號(hào)進(jìn)行放大；所述第一次級(jí)放大器SEC_APM1具有兩個(gè)輸入端和兩個(gè)輸出端，其兩輸入端分別和所述前置接收器PRE_RCV的兩輸出端連接，以接收所述前置接收器PRE_RCV輸出的信號(hào)Von和Vof，其兩輸出端分別和所述末級(jí)放大器連接；所述第一次級(jí)放大器SEC_APM1將接收到的信號(hào)Von和Vof進(jìn)行放大，且通過(guò)其兩輸出端輸出放大后的信號(hào) V12a 和 V12b ;其中 V12a=A2*Von, V12b=A2*Vof，A2 為所述第一次級(jí)放大器 SEC_APM1的直流增益，從而所述第一次級(jí)放大器SEC_APM1對(duì)信號(hào)Von和Vof進(jìn)行等比例放大。在本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述第一次級(jí)放大器SEC_APM1和第二次級(jí)放大器SEC_APM2具有完全相同的結(jié)構(gòu)特特征及功能作用，在此不再對(duì)第二次級(jí)放大器SEC_APM2的結(jié)構(gòu)及功能詳細(xì)描述；信號(hào)Vop和Vof輸入至所述第二次級(jí)放大器SEC_APM2的兩個(gè)輸入端，且經(jīng)放大后通過(guò)所述第二次級(jí)放大器SEC_APM2的兩個(gè)輸出端輸出V22a和V22b，其中V22a=A2*Vop, V22b=A2*Vof。 所述末級(jí)放大器包括第一末級(jí)放大器BAK_AMP1和第二末級(jí)放大器BAK_AMP2 ；所述第一末級(jí)放大器BAK_AMP1為低帶寬高增益的放大器，從而可有效地接收高速差分信號(hào)并對(duì)高速差分信號(hào)進(jìn)行放大；所述第一末級(jí)放大器BAK_AMP1具有兩個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端，且其兩個(gè)輸入端分別和所述第一次級(jí)放大器SEC_APM1的兩輸出端連接，以接收信號(hào)V12a和V12b，其輸出端和信號(hào)輸出器OUT連接；所述第一末級(jí)放大器BAK_AMP1對(duì)接收的信號(hào)V12a和V12b進(jìn)行差分放大并通過(guò)其輸出端輸出信號(hào)Voutl，其中Voutl=A3(V12b-V12a)，A3為所述第一末級(jí)放大器BAK_AMP1的直流增益；由上述可知，信號(hào)Voutl是外部輸入的高速差分信號(hào)Vin和Vip及基準(zhǔn)閥值電壓Vref經(jīng)過(guò)多次放大轉(zhuǎn)換后輸出的信號(hào)，其幅度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于信號(hào)Vin和Vip的幅度,從而相對(duì)于信號(hào)Vin和Vip，所述信號(hào)Voutl更易于檢測(cè)，也即是，通過(guò)本實(shí)用新型的差分信號(hào)檢測(cè)裝置可將高速差分信號(hào)之間的差分幅度準(zhǔn)確地檢測(cè)出來(lái)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)高速差分信號(hào)幅度高精度地檢測(cè)。具體地，當(dāng)V12b-V12a>0時(shí)，則說(shuō)明高速差分信號(hào)Vin和Vip的幅度大于標(biāo)準(zhǔn)閥值電壓Vref，即輸入的高速差分信號(hào)Vin和Vip為有效信號(hào)，此時(shí)Voutl表征為正常的信號(hào)輸出；當(dāng)V12b-V12a ( O時(shí)，則說(shuō)明高速差分信號(hào)Vin和Vip的幅度小于標(biāo)準(zhǔn)閥值電壓Vref，即輸入的高速差分信號(hào)Vin和Vip是無(wú)效信號(hào)，此時(shí)Voutl表征為恒定的高電平或低電平。在本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述第一末級(jí)放大器BAK_AMP1和第二末級(jí)放大器BAK_AMP2具有相同的結(jié)構(gòu)特征及功能作用，在此不再對(duì)所述第二末級(jí)放大器BAK_AMP2的結(jié)構(gòu)及功能作詳細(xì)說(shuō)明；所述第二末級(jí)放大器BAK_AMP2的兩輸 入端接收信號(hào)V22a和V22b，并對(duì)此兩信號(hào)進(jìn)行差分放大，并通過(guò)其輸出端輸出信號(hào)Vout2，其中Vout2=A3 (V22b_V22a);當(dāng)V22b_V22a>0時(shí)，輸入的高速差分信號(hào)Vin和Vip為有效信號(hào)，Vout2表征為正常的信號(hào)輸出；當(dāng)V22b-V22a彡O時(shí)，輸入的高速差分信號(hào)Vin和Vip是無(wú)效信號(hào)，Vout2表征為恒定的高電平或低電平。在上述過(guò)程中，所述末級(jí)放大器將經(jīng)所述次級(jí)放大器放大后輸出的兩路差分信號(hào)分別和基準(zhǔn)閥值電壓進(jìn)行差分放大輸出，以檢測(cè)兩路差分信號(hào)V12a和V22a的幅度相對(duì)于基準(zhǔn)閥值電壓V12b或V22b是否符合設(shè)計(jì)要求，也即檢測(cè)外部輸入的兩路高速差分信號(hào)Vin和Vip是否有效；當(dāng)兩路差分信號(hào)V12a和V22a的幅度不符合設(shè)計(jì)要求時(shí)，所述末級(jí)放大器則不輸出相應(yīng)的差分信號(hào)，相反地，當(dāng)兩路差分信號(hào)V12a和V22a的幅度符合設(shè)計(jì)要求時(shí)，所述末級(jí)放大器則正常輸出差分信號(hào)；從而所述末級(jí)放大器通過(guò)對(duì)輸入的差分信號(hào)的幅度進(jìn)行檢測(cè)，并根據(jù)檢測(cè)結(jié)果控制差分信號(hào)的輸出，只輸出有效的差分信號(hào)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)外部輸入的高速差分信號(hào)的高精度的檢測(cè)。[0025]所述信號(hào)輸出器OUT具有兩個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端，所述信號(hào)輸出器OUT的兩個(gè)輸入端分別和所述第一末級(jí)放大器BAK_AMP1和第二末級(jí)放大器BAK_AMP2的輸出端連接，以接收所述末級(jí)放大器輸出的兩路差分信號(hào)，并將該兩路信號(hào)進(jìn)行應(yīng)組合以將符合設(shè)計(jì)要求的信號(hào)輸出，也即是輸出幅度相對(duì)于基準(zhǔn)閥值電壓符合設(shè)計(jì)要求的差分信號(hào)。其中，所述信號(hào)輸出器OUT為和門(mén)電路或或門(mén)電路，且所述信號(hào)輸出器OUT具體的邏輯電路結(jié)構(gòu)根據(jù)所述末級(jí)放大器輸出的信號(hào)的表征特性而選擇確定；例如，當(dāng)V12b-V12a ( O或V22b-V22a < O時(shí)，Voutl或Vout2表征為恒定的低電平時(shí)，所述信號(hào)輸出器OUT為或門(mén)電路；相反地，當(dāng)V12b-V12a彡O或V22b_V22a彡O時(shí)，Voutl或Vout2表征為恒定的高電平時(shí)，所述信號(hào)輸出器OUT為和門(mén)電路。請(qǐng)?jiān)俳Y(jié)合參考圖3，圖3為本實(shí)用新型信號(hào)檢測(cè)裝置的電路原理圖。如圖所示，所述前置接收器PRE_RCV包括場(chǎng)效應(yīng)管Mnla、場(chǎng)效應(yīng)Mnlb、場(chǎng)效應(yīng)Mn2a、場(chǎng)效應(yīng)Mn2b、場(chǎng)效應(yīng)Mpla、場(chǎng)效應(yīng)Mplb、場(chǎng)效應(yīng)Mp2a、場(chǎng)效應(yīng)Mp2b、電流源Il及電流源12 ;其中，高速差分信號(hào)Vin從所述場(chǎng)效應(yīng)管Mnla的柵極輸入,且高速信號(hào)Vip從所述場(chǎng)效應(yīng)Mnlbr的柵極輸入至所述前置接收器PRE_RCV，所述基準(zhǔn)閥值電壓Vref從所述場(chǎng)效應(yīng)Mn2a和場(chǎng)效應(yīng)Mn2b的柵極輸入；差分信號(hào)Von經(jīng)所述場(chǎng)效應(yīng)Mpla的柵極及漏極輸出，差分信號(hào)Vop經(jīng)所述場(chǎng)效應(yīng)Mplb的柵極及漏極輸出，基準(zhǔn)閥值電壓Vof經(jīng)所述場(chǎng)效應(yīng)Mp2b的柵極及漏極輸出。所述第一次級(jí)放大器SEC_APM1包括第級(jí)放大器和第一二級(jí)放大器，所述第級(jí)放大器包括電阻R1、電阻R2、電阻R3、場(chǎng)效應(yīng)管Mia、場(chǎng)效應(yīng)管Mlb及電流源14，差分信號(hào)Von從所述場(chǎng)效應(yīng)管Mla的柵極輸入，基準(zhǔn)閥值電壓Vof從所述場(chǎng)效應(yīng)管Mlb的柵極輸入；從而所述第一一級(jí)放大器對(duì)信號(hào)Von和Vof進(jìn)行一級(jí)放大并輸出至所述第一二級(jí)放大器。所述第一二級(jí)放大器包括電阻R4、電阻R5、電阻R6、場(chǎng)效應(yīng)管M2a、場(chǎng)效應(yīng)管M2b及電流源15，且所述第一二級(jí)放大器和第一一級(jí)放大器具有完全相同的結(jié)構(gòu)及功能作用，經(jīng)所述場(chǎng)效應(yīng)管M2a的漏極輸出被所述第一二級(jí)放大器放大后的差分信號(hào)V12a，經(jīng)所述場(chǎng)效應(yīng)管M2b的漏極輸出被所述第一二級(jí)放大器放大后的的基準(zhǔn)閥值電壓V12b，且所述信號(hào)V12b和V12a分別輸入到所述末級(jí)放大器；從而所述第一次級(jí)放大器SEC_APM1對(duì)經(jīng)所述前置接收器PRE_RCV接收并進(jìn)行差分放大輸出后的一路差分信號(hào)Von及基準(zhǔn)閥值電壓Vof進(jìn)行兩級(jí)放大輸出，輸出差分信號(hào)V12a和基準(zhǔn)閥值電壓V12b。在本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述第二次級(jí)放大器SEC_APM2具 有和所述第一次級(jí)放大器SEC_APM1完全相同的結(jié)構(gòu)特征和功能作用，在此，對(duì)所述第二次級(jí)放大器SEC_APM2不再詳細(xì)描述；所述第二次級(jí)放大器SEC_APM2包括第二一級(jí)放大器和第二二級(jí)放大器，且所述第二一級(jí)放大器包括電阻R7、電阻R8、電阻R9、場(chǎng)效應(yīng)管M4a、場(chǎng)效應(yīng)管M4b及電流源17 ;所述第二二級(jí)放大器包括電阻R10、電阻R11、電阻R12、場(chǎng)效應(yīng)管M5a、場(chǎng)效應(yīng)管M5b及電流源18 ;所述第二次級(jí)放大器SEC_APM2的作用是對(duì)信號(hào)Vop和Vof進(jìn)行兩級(jí)放大，并輸出經(jīng)放大后的差分信號(hào)V22a和基準(zhǔn)閥值電壓V22b。所述末級(jí)放大器包括第一末級(jí)放大器BAK_AMP1和第二末級(jí)放大器BAK_AMP2 ;所述第一末級(jí)放大器BAK_AMP1包括場(chǎng)效應(yīng)管M3a、場(chǎng)效應(yīng)管M3b、場(chǎng)效應(yīng)管Mpl、場(chǎng)效應(yīng)管Mp2及電流源16，所述差分信號(hào)V12a通過(guò)所述場(chǎng)效應(yīng)管M3a的柵極的輸入至所述第一末級(jí)放大器BAK_AMP1，且所述基準(zhǔn)閥值電壓V12b通過(guò)所述場(chǎng)效應(yīng)管M3b的柵極輸入至所述第一末級(jí)放大器BAK_AMP1，所述第一末級(jí)放大器BAK_AMP1對(duì)所述信號(hào)V12b和V12a進(jìn)行差分放大，并輸出差分放大后的信號(hào)Voutl，且Voutl=A3 (V12b-V12a)，所述信號(hào)Voutl的大小反應(yīng)了所述差分信號(hào)Vin和Vip的差分幅度和基準(zhǔn)閥值電壓Vref之間的關(guān)系，當(dāng)V12b_V12a ( O時(shí)，則表明輸入的差分信號(hào)Vin和Vip為無(wú)效的信號(hào)，Voutl表征為無(wú)信號(hào)的恒定高電平，當(dāng)V12b-V12a>0時(shí)，則表明輸入的差分信號(hào)Vin和Vip為有效的差分信號(hào)，Voutl表征為正常的信號(hào)輸出。所述第一末級(jí)放大器BAK_AMP1和第二末級(jí)放大器BAK_AMP2具有完全相同的結(jié)構(gòu)特征和功能作用；且所述第二末級(jí)放大器BAK_AMP2包括場(chǎng)效應(yīng)管M6a、場(chǎng)效應(yīng)管M6b、場(chǎng)效應(yīng)管Mp3、場(chǎng)效應(yīng)管Mp4及電流源19 ;所述第二末級(jí)放大器BAK_AMP2對(duì)輸入的差分信號(hào)V22a和基準(zhǔn)閥值電壓V22b進(jìn)行差分放大，并輸出差分放大后的信號(hào)Vout2，其中，所述信號(hào)Vout2的表征和信號(hào)Voutl完全相同，在此不再細(xì)述。由上述可知，當(dāng)V12b-V12a ( O或V22b-V22a < O時(shí)，所述信號(hào)Vout I和Vout2對(duì)應(yīng)表征為高電平；因此在在本實(shí)用新型的優(yōu)先實(shí)施例中，所述信號(hào)輸出器OUT為和門(mén)電路，且所述和門(mén)電路包括場(chǎng)效應(yīng)管Mnl、場(chǎng)效應(yīng)管Mn2、場(chǎng)效應(yīng)管Mn3、場(chǎng)效應(yīng)管Mp5、場(chǎng)效應(yīng)管Mp6及場(chǎng)效應(yīng)管Mp7 ;所述和門(mén)將所述信號(hào)Voutl和Vout2進(jìn)行邏輯和并最終輸出信號(hào)Vout。本實(shí)用新型差分信號(hào)檢測(cè)裝置的各部件的連接關(guān)系具體如圖3所示，在此不再詳細(xì)描述。下面結(jié)合圖1-3描述本實(shí)用新型信號(hào)檢測(cè)裝置的工作原理在所述前置接收器PRE_RCV中，直流增益:A1 = gmn/gmp,其中g(shù)mn =gmnI=gmnIb=gmn2a=gmn2b,且 gmnl、gmnlb、gmn2a、gmn2b 分別為對(duì)應(yīng)的 N 型場(chǎng)效應(yīng)管 Mnla、Mnlb、Mn2a、Mn2b 的小信號(hào)跨導(dǎo)；gmp = gmpla = gmplb = gmp2a=gmp2b，且 gmpla、gmplb、gmp2a、gmp2b分別為對(duì)應(yīng)的P型場(chǎng)效應(yīng)管Mpla、Mplb、Mp2a、Mp2b的小信號(hào)跨導(dǎo)；眾所周知地，N型場(chǎng)效應(yīng)管的跨導(dǎo)僅略大于P型場(chǎng)效應(yīng)管的跨導(dǎo)，也即是gmn略大于gmp，即使得直流增益Al的值偏小，從而所述前置接收器PRE_RCV具有低增益；交流特性pl = gmp/Cl，其中Cl為前置接收器PRE_RCV輸出端的等效電容，pi為前置接收器PRE_RCV輸出端的極點(diǎn)；眾所周知地跨導(dǎo)gmp較大，且Cl較小，從而極點(diǎn)pi較大，從而所述前置接收器PRE_RCV具有高帶寬。
在所述第一次級(jí)放大器SEC_APM1和第二次級(jí)放大器SEC_APM2k中，由于第一次級(jí)放大器SEC_APM1和第二次級(jí)放大器SEC_APM2r的結(jié)構(gòu)特征及功能作用相同，在此僅描述所述第一次級(jí)放大器SEC_APM1。直流增益A2= (gm2*R)2,其中 gm2 = gmla=gmlb=gm2a=gm2b =gm4a=gm4b=gm5a=gm5b,且 gmla、gmlb、gm2a、gm2b、gm4a、gm4b、gm5a、gm5b 分另Ij為場(chǎng)效應(yīng)管Mla、Mlb、M2a、M2b、M4a、M4b、M5a、M5b 的小信號(hào)跨導(dǎo)，R 為電阻 Rl、R2、R4、R5、R7、R8、RIO、Rll的阻值，即R=R1=R2=R4=R5=R7=R8=R10=R11，在實(shí)際使用中R的值較小，小于5ΚΩ，使得A2的值不會(huì)太大，從而所述第一次級(jí)放大器SEC_APM1即具有中等增益；交流特性p2 = I/(R*C2)，其中C2為第一次級(jí)放大器SEC_APM1輸出端的等效電容，p2為第一次級(jí)放大器SEC_APM1輸出端的極點(diǎn)，由于R較小且C2較小，可見(jiàn)極點(diǎn)p2均較大，即所述第一次級(jí)放大器SEC_APM1具有高帶寬；設(shè)定p3為第二次級(jí)放大器SEC_APM2輸出端的極點(diǎn)，由于P2、p3重合，即整個(gè)次級(jí)放大器具有濾波作用，可以迅速衰減大于信號(hào)頻率的噪聲。在所述第一次級(jí)放大器SEC_APM1和第二次級(jí)放大器SEC_APM2中，由于所述第一次級(jí)放大器SEC_APM1和第二次級(jí)放大器SEC_APM2的結(jié)構(gòu)特征及功能作用相同，在此僅描述第一次級(jí)放大器SEC_APM1。[0034]直流增益A3= gm3*(ron Il rop),其中 gm3 = gm3a=gm3b = gm6a=gm6b, gm3a、gm3b、gm6a、gm6b為場(chǎng)效應(yīng)管M3a、M3b、M6a、M6b的小信號(hào)跨導(dǎo)，rop為場(chǎng)效應(yīng)管Mp2、Mp4的小信號(hào)電阻，ron為場(chǎng)效應(yīng)管M3b、M6b的小信號(hào)電阻；而且ron、rop通常較大,一般大于100K Ω，使得直流增益A3較大，即所述第一次級(jí)放大器SEC_APM1具有高增益；交流特性p4 = I/(C3*(ron Il rop))，其中C3為第一次級(jí)放大器SEC_APM1輸出端的等效電容，p4為第一次級(jí)放大器SEC_APM1輸出端的極點(diǎn)，由于ron、rop較大,故極點(diǎn)P4較小，即所述第一次級(jí)放大器SEC_APM1具有 低帶寬。以上結(jié)合最佳實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了描述，但本實(shí)用新型并不局限于以上揭示的實(shí)施例，而應(yīng)當(dāng)涵蓋各種根據(jù)本實(shí)用新型的本質(zhì)進(jìn)行的修改、等效組合。
權(quán)利要求1.一種差分信號(hào)檢測(cè)裝置，其特征在于，包括一次級(jí)放大器及分別和所述次級(jí)放大器連接的前置接收器和末級(jí)放大器，所述末級(jí)放大器還和一信號(hào)輸出器連接；所述前置接收器為高帶寬低增益的接收器，同時(shí)接收外部輸入的兩路差分信號(hào)和基準(zhǔn)閥值電壓，所述前置接收器將外部輸入的兩路差分信號(hào)和基準(zhǔn)閥值電壓同時(shí)放大，并對(duì)外部輸入的兩路差分信號(hào)進(jìn)行差分轉(zhuǎn)換后輸出放大后的兩路差分信號(hào)和放大后的基準(zhǔn)閥值電壓；所述次級(jí)放大器為高帶寬中增益的放大器，所述次級(jí)放大器接收并放大所述前置接收器輸出的基準(zhǔn)閥值電壓和兩路差分信號(hào)，并輸出經(jīng)再次放大后的兩路差分信號(hào)和基準(zhǔn)閥值電壓；所述末級(jí)放大器為低帶寬高增益的放大器，所述末級(jí)放大器將所述次級(jí)放大器輸出的基準(zhǔn)閥值電壓分別和次級(jí)放大器輸出的兩路差分信號(hào)進(jìn)行差分放大，并輸出兩路經(jīng)差分后的信號(hào)；所述信號(hào)輸出器接收所述末級(jí)放大器輸出的兩路差分后的信號(hào)，并對(duì)該兩路差分后的信號(hào)進(jìn)行邏輯組合后，將符合設(shè)計(jì)要求的信號(hào)輸出。
2.如權(quán)利要求1所述的差分信號(hào)檢測(cè)裝置，其特征在于，所述前置接收器具有三個(gè)輸出端口，所述三個(gè)輸出端口分別用以輸出經(jīng)所述前置接收器差分放大后的兩路差分信號(hào)及放大后的基準(zhǔn)閥值電壓。
3.如權(quán)利要求2所述的差分信號(hào)檢測(cè)裝置，其特征在于，所述次級(jí)放大器包括第一次級(jí)放大器和第二次級(jí)放大器，且所述第一次級(jí)放大器和第二次級(jí)放大器均具有兩個(gè)輸入端和兩個(gè)輸出端。
4.如權(quán)利要求3所述的差分信號(hào)檢測(cè)裝置，其特征在于，所述第一次級(jí)放大器的兩輸入端分別和所述前置接收器的兩個(gè)輸出端連接，其兩輸出端和所述末級(jí)放大器連接，所述第一次級(jí)放大器接收所述前置接收器輸出的一路差分信號(hào)和基準(zhǔn)閥值電壓，并對(duì)接收的一路差分信號(hào)和基準(zhǔn)閥值電壓同時(shí)進(jìn)行放大并經(jīng)其兩個(gè)輸出端輸出至所述末級(jí)放大器。
5.如權(quán)利要求4所述的差分信號(hào)檢測(cè)裝置，其特征在于，所述第二次級(jí)放大器的兩輸入端分別和所述前置接收器的兩個(gè)輸出端連接，其兩輸出端和所述末級(jí)放大器連接，所述第二次級(jí)放大器接收所述前置接收器輸出的另一路差分信號(hào)和基準(zhǔn)閥值電壓，并對(duì)接收的另一路差分信號(hào)和基準(zhǔn)閥值電壓進(jìn)行同時(shí)放大并經(jīng)其兩個(gè)輸出端輸出至所述末級(jí)放大器。
6.如權(quán)利要求4所述的差分信號(hào)檢測(cè)裝置，其特征在于，所述第一次級(jí)放大器包括第 級(jí)放大器和第一二級(jí)放大器，所述第級(jí)放大器和第一二級(jí)放大器均具有兩個(gè)輸入端和兩個(gè)輸出端，且所述第一一級(jí)放大器的兩輸入端和所述前置接收器的兩輸出端連接，其兩輸出端和所述第一二級(jí)放大器的輸入端連接，所述第一二級(jí)放大器的兩輸出端和所述末級(jí)放大器連接，且所述第一級(jí)放大器和第一二級(jí)放大器依次對(duì)所述前置接收器輸出的一路差分信號(hào)和基準(zhǔn)閥值電壓進(jìn)行兩級(jí)放大。
7.如權(quán)利要求5所述的差分信號(hào)檢測(cè)裝置，其特征在于，所述第二次級(jí)放大器包括第二一級(jí)放大器和第二二級(jí)放大器，所述第二一級(jí)放大器和第二二級(jí)放大器均具有兩個(gè)輸入端和兩個(gè)輸出端，且所述第二一級(jí)放大器的兩輸入端和所述前置接收器的兩輸出端連接，其兩輸出端和所述第二二級(jí)放大器的輸入端連接，所述第二二級(jí)放大器的兩輸出端和所述末級(jí)放大器連接，且所述第二一級(jí)放大器和第二二級(jí)放大器依次對(duì)所述前置接收器輸出的另一路差分信號(hào)和基準(zhǔn)閥值電壓進(jìn)行兩級(jí)放大。
8.如權(quán)利要求5所述的差分信號(hào)檢測(cè)裝置，其特征在于，所述末級(jí)放大器包括第一末級(jí)放大器和第二末級(jí)放大器，且所述第一末級(jí)放大器和第二末級(jí)放大器均具有兩個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端，所述第一末級(jí)放大器的兩輸入端和所述第一次級(jí)放大器的兩輸出端連接，其輸出端和信號(hào)輸出器連接，且所述第一末級(jí)放大器接收所述第一次級(jí)放大器輸出的差分信號(hào)和基準(zhǔn)閥值電壓，且對(duì)接收的差分信號(hào)和基準(zhǔn)閥值電壓進(jìn)行差分放大，并輸出一路差分信號(hào)；所述第二末級(jí)放大器的兩輸入端和所述第二次級(jí)放大器的兩輸出端連接，其輸出端和信號(hào)輸出器連接，且所述第二末級(jí)放大器接收所述第二次級(jí)放大器輸出的差分信號(hào)和基準(zhǔn)閥值電壓，且對(duì)接收的差分信號(hào)和基準(zhǔn)閥值電壓進(jìn)行差分放大，并輸出一路差分信號(hào)。
9.如權(quán)利要求8所述的差分信號(hào)檢測(cè)裝置，其特征在于，所述信號(hào)輸出器為和門(mén)電路或或門(mén)電路，且所述和門(mén)電路或或門(mén)電路的兩輸入端分別和所述第一末級(jí)放大器的輸出端及第二末級(jí)放大器的輸出端連接。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種差分信號(hào)檢測(cè)裝置，其包括一次級(jí)放大器及分別和次級(jí)放大器連接的前置接收器和末級(jí)放大器，末級(jí)放大器還和一信號(hào)輸出器連接；前置接收器接收外部輸入的兩路差分信號(hào)和基準(zhǔn)閥值電壓，并對(duì)兩路差分信號(hào)進(jìn)行差分轉(zhuǎn)換；次級(jí)放大器接收并放大前置接收器輸出的信號(hào)，并輸出經(jīng)再次放大信號(hào)；末級(jí)放大器將次級(jí)放大器輸出信號(hào)進(jìn)行差分放大，并輸出兩路經(jīng)差分后的信號(hào)；信號(hào)輸出器接收末級(jí)放大器輸出的兩路差分后的信號(hào)，并對(duì)該兩路差分后的信號(hào)進(jìn)行邏輯組合后輸出。本實(shí)用新型的差分信號(hào)檢測(cè)裝置可對(duì)高速差分信號(hào)的幅度進(jìn)行準(zhǔn)確的檢測(cè)，并可通過(guò)改變基準(zhǔn)閥值電壓改變高速差分信號(hào)的檢測(cè)門(mén)限，具有很大的靈活性。
文檔編號(hào)G01R19/00GK202903860SQ20122058371
公開(kāi)日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2012年11月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月7日
發(fā)明者范方平 申請(qǐng)人:四川和芯微電子股份有限公司