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具有可選擇增益的差分放大器的制作方法

文檔序號(hào):7508092閱讀:152來(lái)源:國(guó)知局
專利名稱:具有可選擇增益的差分放大器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明一般地涉及放大器電路,并且特別地,涉及具有較寬輸入范圍的放大器電路。
背景技術(shù)
當(dāng)電信號(hào)通過(guò)導(dǎo)體在系統(tǒng)中傳播時(shí),它們?cè)诜壬献兊酶?,或者說(shuō)被“衰減”了。例如,當(dāng)電路板上的兩個(gè)集成電路通過(guò)電路板上的信號(hào)導(dǎo)體耦合時(shí),一個(gè)集成電路所發(fā)送的電信號(hào)可能作為衰減的信號(hào)被另一個(gè)集成電路接收。衰減量可能受很多因素影響,包括信號(hào)在導(dǎo)體中傳播的距離。通過(guò)長(zhǎng)導(dǎo)體傳播的信號(hào)往往比通過(guò)短導(dǎo)體傳播的信號(hào)衰減得更多。
一些系統(tǒng)在電路之間具有長(zhǎng)的導(dǎo)體,而一些系統(tǒng)在電路之間具有短的導(dǎo)體。還有一些其他系統(tǒng)在電路之間具有短導(dǎo)體和長(zhǎng)導(dǎo)體的混合。這導(dǎo)致了以各種幅度到達(dá)集成電路的信號(hào)。接收信號(hào)的放大器電路通常被設(shè)計(jì)成以特定幅度或幅度范圍來(lái)接收信號(hào)。當(dāng)各種幅度的信號(hào)到達(dá)被設(shè)計(jì)成以特定幅度接收信號(hào)的放大器時(shí),可能導(dǎo)致錯(cuò)誤。
由于上面所陳述的原因和下面陳述的其他原因,在技術(shù)上存在對(duì)替代放大器的需求,在閱讀并理解了本說(shuō)明書(shū)以后,熟練技術(shù)人員將很清楚所述其他原因。


圖1示出了放大器的圖;圖2示出了放大器的電路原理圖;圖3示出了圖2放大器工作的第一種模式;圖4示出了圖2放大器工作的第二種模式;圖5示出了一種集成電路;圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施方案的系統(tǒng)圖;以及圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施方案的流程圖。
具體實(shí)施方案在下面的詳細(xì)描述中參考了附圖,所述附圖通過(guò)舉例示出了在其中可以實(shí)踐本發(fā)明的具體實(shí)施方案。充分詳細(xì)地描述了這些實(shí)施方案,以使熟練技術(shù)人員能夠?qū)嵺`本發(fā)明。要理解,本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施方案盡管不同,但是不一定彼此排斥。例如,在這里結(jié)合一個(gè)實(shí)施方案描述的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性,可以在其他的實(shí)施方案中實(shí)現(xiàn)而不偏離本發(fā)明的精神和范圍。此外,應(yīng)當(dāng)理解,不偏離本發(fā)明的精神和范圍,可以修改每一個(gè)所公開(kāi)實(shí)施方案中單個(gè)元件的位置或排列。因此,下面的詳細(xì)描述不應(yīng)被當(dāng)作限制性的,并且,本發(fā)明的范圍僅由被恰當(dāng)解釋的所附權(quán)利要求書(shū)以及權(quán)利要求書(shū)所具有的全部等效物來(lái)限定。在附圖中,同樣的數(shù)字指示在全部所述幾個(gè)視圖中的相同或類似的功能。
圖1示出了放大器的圖。放大器100包括輸入器件110、高增益器件120和低增益器件130。高增益器件120和低增益器件130是物理上并聯(lián)耦合的負(fù)載電路。輸入器件110在輸入節(jié)點(diǎn)112上接收輸入信號(hào),并且,放大器100在節(jié)點(diǎn)118上產(chǎn)生輸出信號(hào)。節(jié)點(diǎn)112和118均被示為單節(jié)點(diǎn),但是在某些實(shí)施方案中,節(jié)點(diǎn)112和118包括多于一個(gè)的信號(hào)導(dǎo)體。
響應(yīng)于高增益器件120和低增益器件130的并聯(lián)組合所呈現(xiàn)的負(fù)載特性,生成節(jié)點(diǎn)118上的輸出信號(hào)。高增益器件120包括控制電路122。控制電路122在節(jié)點(diǎn)114上接收“增益范圍選擇”控制信號(hào),并且通過(guò)改變高增益器件120對(duì)放大器100的影響來(lái)選擇放大器100的增益范圍。放大器100以兩種模式工作第一種模式,其中通過(guò)控制電路122的動(dòng)作,在電氣上將高增益器件120從放大器100中移去;以及,第二種模式,其中高增益器件120在電氣上被包括在電路中。
在第一種模式中,斷言(asserted)節(jié)點(diǎn)114上的增益范圍選擇信號(hào),從而使得在電氣上將高增益器件120從放大器100中移去,并且低增益器件130的負(fù)載特性支配性地影響節(jié)點(diǎn)118上的輸出信號(hào)。在這種模式中,選擇了低增益范圍,并且放大器100的總增益比第二種模式中低。低增益器件130在節(jié)點(diǎn)116上接收“增益調(diào)節(jié)”控制信號(hào)。增益調(diào)節(jié)控制信號(hào)起到改變低增益器件130特性的作用,由此,在由節(jié)點(diǎn)114上的增益范圍選擇信號(hào)所選擇的增益范圍內(nèi),對(duì)放大器100的總增益進(jìn)行了調(diào)節(jié)。
在第二種工作模式中,斷言節(jié)點(diǎn)114上的增益范圍選擇信號(hào),從而使得在電氣上將高增益器件120包括在放大器100中,并且高增益器件120和低增益器件130的并聯(lián)組合的負(fù)載特性支配性地影響節(jié)點(diǎn)118上的輸出信號(hào)影響。在這種工作模式中,選擇了高增益范圍,并且放大器100的總增益比第一種模式中高。可以使用節(jié)點(diǎn)116上的增益調(diào)節(jié)信號(hào)在由節(jié)點(diǎn)114上的增益范圍選擇信號(hào)所選擇的增益范圍內(nèi)來(lái)改變放大器100的總增益。
放大器100以及這里描述的其他放大器實(shí)施方案是“可控增益放大器”的實(shí)施例。放大器的增益可通過(guò)選擇增益范圍來(lái)控制,并且,放大器的增益還可通過(guò)在所選擇的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)增益來(lái)控制。多個(gè)可選擇的負(fù)載器件被并聯(lián)耦合,并且,為了選擇增益范圍,在電氣上可以增加或移去所述并聯(lián)負(fù)載器件的子集。
圖2示出了放大器的電路原理圖。放大器200包括晶體管202、204、206、208、210、212、214、216、218、220、222和224。放大器200還包括反相器226。晶體管204和216形成了在節(jié)點(diǎn)112上接收差分輸入信號(hào)的差分晶體管輸入對(duì)。在放大器200所代表的實(shí)施方案中,節(jié)點(diǎn)112包括兩個(gè)用于接收差分輸入信號(hào)的物理信號(hào)導(dǎo)體。晶體管202是為差分晶體管輸入對(duì)提供電流的尾電流器件。晶體管202由節(jié)點(diǎn)240上的信號(hào)偏置。在節(jié)點(diǎn)118上生成輸出信號(hào)。在放大器200所代表的實(shí)施方案中,節(jié)點(diǎn)118包括兩個(gè)用于產(chǎn)生差分輸出信號(hào)的物理信號(hào)導(dǎo)體。
晶體管216和218是對(duì)應(yīng)于低增益器件130(圖1)的低增益器件。晶體管216和218從源極到漏極耦合在差分輸入對(duì)和參考節(jié)點(diǎn)250之間,并使控制節(jié)點(diǎn)耦合成接收控制電壓,如節(jié)點(diǎn)116上的增益調(diào)節(jié)信號(hào)所示。晶體管224耦合成作為電容器工作,以便對(duì)節(jié)點(diǎn)116上的增益控制信號(hào)進(jìn)行濾波。在放大器200代表的實(shí)施方案中,晶體管216和218在電氣上不可以從電路中移去。無(wú)論節(jié)點(diǎn)114上的增益范圍選擇信號(hào)的狀態(tài)如何,晶體管216和218的特性都影響放大器200的增益。
晶體管214和220是和高增益器件120(圖1)對(duì)應(yīng)的高增益器件。晶體管214和220從漏極到源極分別與晶體管216和218并聯(lián)耦合。當(dāng)增益范圍選擇信號(hào)被設(shè)置為高時(shí),晶體管214和220的控制節(jié)點(diǎn)被通過(guò)傳輸晶體管208和210耦合到輸出節(jié)點(diǎn)118,并被稱為是“在電氣上被包括”在電路中。當(dāng)增益范圍選擇信號(hào)被設(shè)置為低時(shí),晶體管214和220的控制節(jié)點(diǎn)被耦合到參考節(jié)點(diǎn)250,并被稱為是“在電氣上從電路中移去”。
傳輸晶體管208、210、212和222以及反相器226是控制電路的一部分,所述控制電路與控制電路122(圖1)對(duì)應(yīng)。該控制電路在節(jié)點(diǎn)114上接收增益范圍選擇信號(hào),并且,當(dāng)增益范圍選項(xiàng)信號(hào)為低時(shí),在電氣上將高增益器件從放大器200中移去。
下面參考圖3和圖4更詳細(xì)地描述這兩種工作模式。圖3示出了一個(gè)電路,所述電路是增益范圍選擇信號(hào)為低時(shí)放大器200的電氣等效電路,并且圖4示出了一個(gè)電路,所述電路是增益范圍選擇信號(hào)為高時(shí)放大器200的電氣等效電路。
圖2中所示晶體管被示為絕緣柵晶體管,具體為金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管(MOSFET)。晶體管202、204和206被示為P型MOSFET,并且剩余的晶體管被示為N型MOSFET。不偏離本發(fā)明的范圍,可將其他類型的開(kāi)關(guān)或放大元件用于放大器200的各個(gè)晶體管。例如,放大器200的晶體管可以是結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管(JFET)、雙極型結(jié)型晶體管(BJT),或者是任何能夠作為如上所述的輸入器件、低增益器件和高增益器件來(lái)工作的器件。
所公開(kāi)的實(shí)施方案中的各個(gè)晶體管具有接收偏置電壓的控制節(jié)點(diǎn)。例如,晶體管216和218被示為具有構(gòu)造成用于接收偏置電壓的控制節(jié)點(diǎn)的柵極端子的PMOSFET,所述偏置電壓被稱為“增益調(diào)節(jié)”。當(dāng)將其他類型的電路元件用于本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施方案時(shí),術(shù)語(yǔ)“控制節(jié)點(diǎn)”指除了MOSFET的柵極以外的端子類型。例如,“控制節(jié)點(diǎn)”可以指BJT的基極或者其他合適的節(jié)點(diǎn)。類似地,術(shù)語(yǔ)“從漏極到源極”描述了從MOSFET的漏極到源極的電流路徑。當(dāng)使用其他類型的電路元件時(shí),術(shù)語(yǔ)“從漏極到源極”指用于其他電路元件的對(duì)應(yīng)連接。例如,當(dāng)使用BJT時(shí),“從漏極到源極”指“從收集極到發(fā)射極”。這里使用的術(shù)語(yǔ)并非是要限制,而是旨在包括所有等效的結(jié)構(gòu)和方法。
圖2中示出了反相器226,以說(shuō)明控制所述控制電路的傳輸晶體管的各個(gè)控制信號(hào)之間的邏輯關(guān)系。在一些實(shí)施方案中,省略了反相器226。在一些這樣的實(shí)施方案中,給傳輸晶體管208、210、212和214提供單獨(dú)的增益范圍選擇信號(hào)。
晶體管224被構(gòu)造成在節(jié)點(diǎn)116處提供電容。這個(gè)電容提供了濾波,以減少晶體管216和218的控制節(jié)點(diǎn)上的電壓波動(dòng)。在一些實(shí)施方案中,采用了不同類型的電容器。在其他的實(shí)施方案中,省略晶體管224,并且在節(jié)點(diǎn)116上不包括單獨(dú)的電容性電路元件。
圖3示出了圖2放大器的第一種工作模式。在該第一種工作模式中,節(jié)點(diǎn)114(圖1、圖2)上的增益范圍選擇信號(hào)為低,并且在電氣上將高增益器件從放大器中移去。因此,放大器300示出了晶體管202、204、206、216、218和224。放大器300沒(méi)有示出高增益器件或控制電路器件。
在工作中,放大器300在節(jié)點(diǎn)112上接收差分輸入信號(hào),并在節(jié)點(diǎn)118上產(chǎn)生輸出信號(hào)。節(jié)點(diǎn)118上的輸出信號(hào)和跨過(guò)晶體管216和218產(chǎn)生的電壓對(duì)應(yīng),所述電壓和晶體管216和218的負(fù)載特性相關(guān)。晶體管216和218的負(fù)載特性(例如從漏極看進(jìn)去的阻抗)和節(jié)點(diǎn)116上偏置晶體管216和218的增益調(diào)節(jié)信號(hào)的電壓相關(guān)。當(dāng)增益調(diào)節(jié)信號(hào)電壓增大時(shí),晶體管216和218從漏極到源極的阻抗下降,并且放大器300的增益下降。反過(guò)來(lái),當(dāng)增益調(diào)節(jié)信號(hào)電壓降低時(shí),晶體管216和218從漏極到源極的阻抗增大,并且放大器300的增益也增大。
在圖3所代表的工作模式中,放大器選擇了低增益范圍。在正被接收的信號(hào)不需要超過(guò)放大器300所能提供的放大的應(yīng)用中,可以選擇這個(gè)增益范圍。例如,在一些實(shí)施方案中,所述放大器可被用作集成電路邊界處的接收器,并且,當(dāng)接收到的信號(hào)沒(méi)有被過(guò)于衰減時(shí),可以選擇這個(gè)增益范圍。
圖4示出了圖2放大器的第二種工作模式。在該第二種工作模式中,節(jié)點(diǎn)114(圖1、圖2)上的增益范圍選擇信號(hào)為高,并且高增益器件在電氣上被包括在放大器中。因此,放大器400示出了放大器300的晶體管,并且還示出了晶體管214和220。為了便于說(shuō)明,放大器400沒(méi)有示出控制電路器件。
在工作中,放大器400在節(jié)點(diǎn)112上接收差分輸入信號(hào),并在節(jié)點(diǎn)118上產(chǎn)生輸出信號(hào)。節(jié)點(diǎn)118上的輸出信號(hào)和跨過(guò)低增益器件(晶體管216和218)和高增益器件(晶體管214和220)的并聯(lián)組合產(chǎn)生的電壓對(duì)應(yīng)。在圖4所代表的實(shí)施方案中,將晶體管214和220構(gòu)造為正反饋器件。晶體管214和220的控制節(jié)點(diǎn)215和221被耦合到彼此的漏極端子,這生成了正反饋路徑,并增大了增益。
因?yàn)楦嗟目色@得電流從漏極到源極流過(guò)高增益器件,故放大器400的增益增大。正如上面參考圖3描述的第一種工作模式中的情況那樣,當(dāng)增益調(diào)節(jié)信號(hào)電壓增大時(shí),晶體管216和218從漏極到源極的阻抗下降,并且更多的電流流入晶體管216和218。因?yàn)楦嗟碾娏髁魅刖w管216和218,故可獲得的流經(jīng)高增益器件的電流較少,并且放大器400的增益下降。這被稱為低增益器件從高增益器件“搶奪電流”。反過(guò)來(lái),當(dāng)增益調(diào)節(jié)信號(hào)電壓降低時(shí),較少的電流從漏極到源極流經(jīng)晶體管216和218,而更多的可獲得電流流經(jīng)高增益器件,放大器400的增益增大。
在圖4所代表的工作模式中,放大器選擇了高增益范圍。在正被接收的信號(hào)得益于超過(guò)放大器300(圖3)所能提供的放大的應(yīng)用中,可以選擇這個(gè)增益范圍。例如,在一些實(shí)施方案中,所述放大器可被用作集成電路邊界處的接收器,并且,當(dāng)接收到的信號(hào)被更多地衰減時(shí),可以選擇這個(gè)增益范圍。
圖5示出了一種集成電路。集成電路500包括延遲鎖定環(huán)530以及可控增益放大器510和520。集成電路500可以是任何類型的能夠包括一個(gè)或更多個(gè)如圖所示的可控增益放大器的集成電路。例如,集成電路500可以是處理器,例如微處理器、數(shù)字信號(hào)處理器、微控制器等。集成電路500還可以是除了處理器以外的集成電路,例如專用集成電路(ASIC),通訊器件,存儲(chǔ)器控制器或存儲(chǔ)器(例如,動(dòng)態(tài)隨機(jī)訪問(wèn)存儲(chǔ)器(DRAM))。為了便于說(shuō)明,部分集成電路500未被示出。不偏離本發(fā)明的范圍,集成電路500可以包括比圖5中所示更多的電路。
可控增益放大器510在節(jié)點(diǎn)512上接收增益范圍選擇信號(hào),并在節(jié)點(diǎn)514上接收增益調(diào)節(jié)信號(hào)??煽卦鲆娣糯笃?20在節(jié)點(diǎn)522上接收增益范圍選擇信號(hào),并在節(jié)點(diǎn)524上接收增益調(diào)節(jié)信號(hào)??煽卦鲆娣糯笃?10和520每一個(gè)均可獨(dú)立地選擇增益范圍,并且每一個(gè)還均可使用各自的增益調(diào)節(jié)信號(hào),在所選擇的范圍內(nèi)獨(dú)立地調(diào)節(jié)各自的放大器增益??煽卦鲆娣糯笃?10和520可以是這里所公開(kāi)的放大器實(shí)施方案中的任何一種,包括圖1和圖2中所示的那些。
延遲鎖定環(huán)530包括延遲元件532、534、536和538,以及鑒相器(PD)540。延遲鎖定環(huán)530可以包括更多的圖5中未示出的元件。在一些實(shí)施方案中,延遲元件532、534、536和538具有基本固定的增益量并且呈現(xiàn)出依賴于輸入幅度的延遲。在一些實(shí)施方案中,每一個(gè)延遲元件均接收控制信號(hào)來(lái)改變延遲量。例如,可以使用經(jīng)過(guò)濾波的鑒相器輸出信號(hào)來(lái)改變延遲元件532、534、536和538的延遲。
通過(guò)采用可控增益放大器來(lái)驅(qū)動(dòng)延遲鎖定環(huán)530中的第一延遲元件(延遲元件532),可以在延遲鎖定環(huán)530的輸入把信號(hào)幅度驅(qū)動(dòng)到期望的電平。例如,當(dāng)集成電路500被包括在具有較長(zhǎng)互連的系統(tǒng)中時(shí),在節(jié)點(diǎn)502處接收到的輸入信號(hào)可能被衰減。通過(guò)將可控增益放大器510和520其中之一或者兩者的增益范圍設(shè)置為高范圍,可以克服衰減,并且隨后通過(guò)改變節(jié)點(diǎn)514和524上的增益調(diào)節(jié)信號(hào),可以調(diào)節(jié)總增益。
可以用很多方式來(lái)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的可控增益放大器、延遲鎖定環(huán)及其組合。在一些實(shí)施方案中,它們被作為時(shí)鐘恢復(fù)或分布系統(tǒng)的一部分在集成電路中實(shí)現(xiàn)。在其他的實(shí)施方案中,它們被實(shí)現(xiàn)為高速串行收發(fā)機(jī)。在一些實(shí)施方案中,對(duì)本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施方案的設(shè)計(jì)描述被包括在庫(kù)(library)中,所述庫(kù)使得設(shè)計(jì)者能夠?qū)⑺鼈儼ㄔ诙ㄖ苹虬攵ㄖ频脑O(shè)計(jì)中。例如,所公開(kāi)的可控增益放大器實(shí)施方案中的任何一個(gè)可以用例如VHDL或Verilog的可綜合硬件描述語(yǔ)言來(lái)實(shí)現(xiàn),并被分發(fā)到設(shè)計(jì)者,以包括在標(biāo)準(zhǔn)單元設(shè)計(jì)、門陣列等中。同樣地,本發(fā)明的任何實(shí)施方案也可以被表示為針對(duì)特定制造工藝的硬宏(hard macro)。例如,放大器電路200(圖2)可被表示為分配給集成電路的層的多邊形。
圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施方案的系統(tǒng)圖。電子系統(tǒng)600包括集成電路610和620。集成電路610包括時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)器612和數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器614,并且集成電路620包括時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)器622和數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器624。集成電路610和620由導(dǎo)體602和604耦合。時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)器612驅(qū)動(dòng)導(dǎo)體602,并且數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器614驅(qū)動(dòng)導(dǎo)體604。時(shí)鐘接收器622接收導(dǎo)體602上的時(shí)鐘信號(hào),并且數(shù)據(jù)接收器624接收導(dǎo)體604上的數(shù)據(jù)信號(hào)。
可以用任何有助于導(dǎo)體602和604上通訊的方式來(lái)耦合集成電路610和620。例如,集成電路610和620可以安裝在例如多芯片模塊或電路板的共同基底(substrate)上。集成電路還可以安裝在被互連的單獨(dú)基底上,并且導(dǎo)體602和604可以起到互連單獨(dú)基底的作用。例如,集成電路610和620中的每一個(gè)均可以安裝在通過(guò)纜線耦合的單獨(dú)的電路板上。在這些實(shí)施方案中,導(dǎo)體602和604代表基底上的信號(hào)跡線以及耦合基底上的信號(hào)線的纜線。
導(dǎo)體602和604可能具有變化范圍很大的長(zhǎng)度。例如,在集成電路610和620被彼此非常接近地安裝的實(shí)施方案中,導(dǎo)體602和604可能是一英寸的一小部分。又例如,在集成電路610和620被彼此遠(yuǎn)離地安裝的實(shí)施方案中,導(dǎo)體602和604的長(zhǎng)度可能要以英尺、碼或甚至是英里來(lái)度量。因此,取決于集成電路610和620的應(yīng)用,導(dǎo)體602和604上傳播的信號(hào)可能經(jīng)歷不同的衰減量。
時(shí)鐘接收器622可以包括一個(gè)或更多個(gè)如上所述的可控增益放大器。通過(guò)采用具有可被設(shè)置的增益范圍的可控增益放大器,時(shí)鐘接收器622能夠以較寬的輸入幅度有效地工作。例如,在時(shí)鐘接收器622中包括放大器200(圖2)的實(shí)施方案中,通過(guò)將節(jié)點(diǎn)114上的增益范圍選擇信號(hào)設(shè)置為高,可以接收非常小幅度的信號(hào),將增益范圍選擇信號(hào)設(shè)置為高允許放大器利用高增益負(fù)載器件工作。還是在這些實(shí)施方案中,通過(guò)將點(diǎn)114上的增益范圍選擇信號(hào)設(shè)置為低,可以接收更大幅度的信號(hào),將增益范圍選擇信號(hào)設(shè)置為低允許放大器不帶高增益器件工作。
在一些實(shí)施方案中,導(dǎo)體602包括多個(gè)信號(hào)跡線。例如,在一些實(shí)施方案中,導(dǎo)體602包括兩個(gè)信號(hào)跡線,并且時(shí)鐘接收器622包括具有兩個(gè)輸入節(jié)點(diǎn)的差分接收器。又例如,導(dǎo)體604可以包括多個(gè)信號(hào)跡線,并且數(shù)據(jù)接收器624可以具有多個(gè)輸入節(jié)點(diǎn)。
集成電路610和620可以是任何類型的集成電路。例如,集成電路610和620中的任一個(gè)或兩者都可以是處理器,例如微處理器,數(shù)字信號(hào)處理器,微控制器等。集成電路610和620還可以是除了處理器以外的集成電路,例如專用集成電路(ASIC),通訊器件,調(diào)制解調(diào)器,測(cè)試設(shè)備,網(wǎng)絡(luò)路由器,存儲(chǔ)器控制器,或存儲(chǔ)器(例如動(dòng)態(tài)隨機(jī)訪問(wèn)存儲(chǔ)器(DRAM))。
在一些實(shí)施方案中,集成電路610是為系統(tǒng)600產(chǎn)生一個(gè)或更多個(gè)時(shí)鐘的時(shí)鐘產(chǎn)生設(shè)備。在這些實(shí)施方案中,系統(tǒng)600中可能出現(xiàn)很多集成電路620,集成電路620中的一些或全部從集成電路610接收時(shí)鐘信號(hào)。
在一些實(shí)施方案中,由導(dǎo)體602和604代表的通訊鏈路是“源同步(sourcesynchronous)”鏈路,其中每一個(gè)包括數(shù)據(jù)源的集成電路也均包括時(shí)鐘源。例如,集成電路610可以是微處理器,并且集成電路620可以是存儲(chǔ)器器件,其中鏈路是源同步鏈路。鏈路(導(dǎo)體604)上的數(shù)據(jù)伴隨有時(shí)鐘(導(dǎo)體602)。在這些實(shí)施方案中,單個(gè)時(shí)鐘信號(hào)可以伴隨很多數(shù)據(jù)信號(hào)。例如,對(duì)于每一個(gè)時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)器612,集成電路610可以包括很多個(gè)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器614。
集成電路620可以采用時(shí)鐘接收器622接收到的時(shí)鐘信號(hào)來(lái)鎖存數(shù)據(jù)接收器624接收到的數(shù)據(jù)。例如,時(shí)鐘接收器622可以在節(jié)點(diǎn)626上給數(shù)據(jù)接收器624提供時(shí)鐘信號(hào),以便將數(shù)據(jù)鎖存在集成電路620中。在一些實(shí)施方案中,集成電路620包括很多個(gè)數(shù)據(jù)接收器,并且使用節(jié)點(diǎn)626上的時(shí)鐘信號(hào)來(lái)將數(shù)據(jù)鎖存在很多個(gè)數(shù)據(jù)接收器中。
圖6中示出系統(tǒng)600具有單向的數(shù)據(jù)接口,但是這并非本發(fā)明的限制。在一些實(shí)施方案中,兩個(gè)集成電路均包括帶有可控增益放大器的時(shí)鐘接收器622。在這些實(shí)施方案中的一些中,從每一個(gè)集成電路到另外一個(gè)存在源同步通訊鏈路。存在系統(tǒng)600的很多實(shí)施方案,它們具備變化的驅(qū)動(dòng)器、接收器結(jié)構(gòu),驅(qū)動(dòng)器和接收器的數(shù)量以及驅(qū)動(dòng)器和接收器的方向。還存在很多實(shí)施方案,它們具備不同數(shù)量的集成電路,以及集成電路之間不同的接口結(jié)構(gòu)。
由前面所述的附圖代表的系統(tǒng)可以具有任何類型。所代表系統(tǒng)的實(shí)施例包括計(jì)算機(jī)(例如臺(tái)式機(jī)、膝上型電腦、手持電腦、服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備(web appliance)、路由器等)、無(wú)線通訊設(shè)備(例如蜂窩電話、無(wú)繩電話、尋呼機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理等)、和計(jì)算機(jī)相關(guān)的外部設(shè)備(例如打印機(jī)、掃描儀、監(jiān)視器等)、娛樂(lè)設(shè)備(例如電視、無(wú)線電、立體聲系統(tǒng)、卡帶和致密盤(pán)播放器、錄像機(jī)、攝像機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、MP3(運(yùn)動(dòng)圖像專家組,第三音頻層)播放器、視頻游戲、手表等),等等。
圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施方案的流程圖。在一些實(shí)施方案中,由可控增益放大器執(zhí)行方法700或其一部分,在先前的圖中示出了所述可控增益放大器的實(shí)施方案。在其他的實(shí)施方案中,由集成電路或者電子系統(tǒng)來(lái)執(zhí)行方法700。方法700不受執(zhí)行該方法的裝置的特定類型限制。方法700中的各個(gè)操作可以按所顯示的順序執(zhí)行,或者可以按不同的順序執(zhí)行。此外,在一些實(shí)施方案中,從方法700中省略了圖7中列出的一些操作。
所示出的方法700以框710開(kāi)始,在框710中,在差分放大器的輸入節(jié)點(diǎn)上接收差分信號(hào)。在框720中,通過(guò)在電氣上增加或移去器件來(lái)選擇差分放大器的增益范圍,并且在框730中,通過(guò)偏置負(fù)載器件來(lái)調(diào)節(jié)所述差分放大器的增益。
在一些實(shí)施方案中,方法700與操作例如放大器100(圖1)或放大器200(圖2)的可控增益放大器相對(duì)應(yīng)。在這些實(shí)施方案中,在框720中描述的動(dòng)作可以與操作控制電路122(圖1)或驅(qū)動(dòng)傳輸晶體管208、210、212和222的控制節(jié)點(diǎn)上的控制信號(hào)(圖2)對(duì)應(yīng)?,F(xiàn)在參考圖2,在方法700的框720中描述的動(dòng)作指在電氣上增加或移去高增益負(fù)載器件214和220。當(dāng)在電氣上將高增益負(fù)載器件214和220增加到電路中時(shí),它們作為與低增益器件216和218并聯(lián)的正反饋器件工作。當(dāng)在電氣上將高增益負(fù)載器件214和220從電路中移去時(shí),低增益器件216和218作為負(fù)載器件工作,不與其他的負(fù)載器件并聯(lián)。
盡管已經(jīng)結(jié)合某些實(shí)施方案描述了本發(fā)明,可以理解,在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下,可以進(jìn)行修改和變化,正如本領(lǐng)域技術(shù)人員很容易理解的那樣。這樣的修改和變化被認(rèn)為處于本發(fā)明和所附權(quán)利要求書(shū)的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種放大器電路,包括至少一個(gè)輸入器件;以及多個(gè)并聯(lián)的負(fù)載器件,其中,所述多個(gè)負(fù)載器件的子集被構(gòu)造成通過(guò)控制電路在電氣上從所述放大器電路中被移去。
2.如權(quán)利要求1所述的放大器電路,其中,所述多個(gè)負(fù)載器件包括低增益器件和高增益器件。
3.如權(quán)利要求2所述的放大器電路,其中,所述低增益器件和所述高增益器件并聯(lián)耦合,并且所述低增益器件被構(gòu)造成從所述高增益器件搶奪電流。
4.如權(quán)利要求2所述的放大器電路,其中,所述高增益器件被構(gòu)造為正反饋器件。
5.如權(quán)利要求2所述的放大器電路,其中,所述控制電路包括傳輸晶體管,所述傳輸晶體管被耦合在所述輸入器件和所述高增益器件的控制節(jié)點(diǎn)之間。
6.如權(quán)利要求1所述的放大器電路,其中,在電氣上要被移去的所述負(fù)載器件的子集被構(gòu)造為高增益器件。
7.如權(quán)利要求1所述的放大器電路,其中,未包括在在電氣上要被移去的所述子集中的負(fù)載器件被構(gòu)造為低增益器件。
8.如權(quán)利要求1所述的放大器電路,其中,所述放大器電路被構(gòu)造成適應(yīng)第一種工作模式和第二種工作模式,在第一種模式中,所述負(fù)載器件的子集在電氣上被移去,在第二種工作模式中,所述負(fù)載器件的子集在電氣上未被移去。
9.如權(quán)利要求8所述的放大器電路,其中,所述放大器電路被構(gòu)造成在第二種工作模式中比在第一種工作模式中具有更高的增益。
10.一種差分放大器,包括差分輸入晶體管對(duì);耦合到所述差分輸入晶體管對(duì)的輸出節(jié)點(diǎn);耦合到所述輸出節(jié)點(diǎn)的第一負(fù)載晶體管對(duì);所述第一負(fù)載晶體管對(duì)具有被構(gòu)造成接受控制電壓的控制節(jié)點(diǎn);以及與所述第一負(fù)載晶體管對(duì)并聯(lián)耦合的第二負(fù)載晶體管對(duì),所述第二負(fù)載晶體管對(duì)具有被構(gòu)造成耦合到輸出節(jié)點(diǎn)或參考節(jié)點(diǎn)的控制節(jié)點(diǎn)。
11.如權(quán)利要求10所述的差分放大器,還包括傳輸晶體管,所述傳輸晶體管耦合在所述第二負(fù)載晶體管對(duì)的控制節(jié)點(diǎn)和所述輸出節(jié)點(diǎn)之間。
12.如權(quán)利要求10所述的差分放大器,還包括傳輸晶體管,所述傳輸晶體管耦合在所述第二負(fù)載晶體管對(duì)的控制節(jié)點(diǎn)和參考節(jié)點(diǎn)之間。
13.一種集成電路,包括輸入端口;延遲鎖定環(huán)電路;以及放大器電路,所述放大器電路耦合在所述輸入端口和所述延遲鎖定環(huán)電路之間,所述放大器電路包括多個(gè)被構(gòu)造成設(shè)置所述放大器的增益范圍的可選負(fù)載器件。
14.如權(quán)利要求13所述的集成電路,其中,所述放大器電路包括耦合到所述輸入端口的差分輸入晶體管對(duì)。
15.如權(quán)利要求14所述的集成電路,其中,所述多個(gè)可選負(fù)載器件包括第一負(fù)載晶體管,所述第一負(fù)載晶體管從漏極到源極耦合在所述差分輸入晶體管對(duì)和參考節(jié)點(diǎn)之間。
16.如權(quán)利要求15所述的集成電路,其中,所述第一負(fù)載晶體管被構(gòu)造為正反饋器件。
17.如權(quán)利要求15所述的集成電路,還包括傳輸晶體管,用來(lái)有條件地關(guān)閉所述第一負(fù)載晶體管。
18.如權(quán)利要求15所述的集成電路,還包括第二負(fù)載晶體管,所述第二負(fù)載晶體管從漏極到源極與所述第一負(fù)載晶體管并聯(lián)耦合。
19.如權(quán)利要求18所述的集成電路,其中所述第二負(fù)載晶體管共享公共控制節(jié)點(diǎn),用來(lái)在所述被選擇的增益范圍內(nèi)改變?cè)鲆妗?br> 20.一種電子系統(tǒng),包括微處理器,用來(lái)在一對(duì)時(shí)鐘節(jié)點(diǎn)上產(chǎn)生差分時(shí)鐘信號(hào);以及包括放大器電路的存儲(chǔ)器器件,所述放大器電路具有耦合到所述一對(duì)時(shí)鐘節(jié)點(diǎn)的輸入級(jí),以及多個(gè)并聯(lián)的負(fù)載器件,其中,所述多個(gè)負(fù)載器件的子集被構(gòu)造成通過(guò)控制電路在電氣上從所述放大器電路中被移去。
21.如權(quán)利要求20所述的電子系統(tǒng),其中,所述多個(gè)負(fù)載器件包括低增益器件和高增益器件。
22.如權(quán)利要求21所述的電子系統(tǒng),其中,所述低增益器件和所述高增益器件并聯(lián)耦合,并且所述低增益器件被構(gòu)造成從所述高增益器件搶奪電流。
23.如權(quán)利要求21所述的電子系統(tǒng),其中,所述高增益器件被構(gòu)造為正反饋器件。
24.一種方法,包括在差分放大器的輸入節(jié)點(diǎn)上接收差分信號(hào);通過(guò)在電氣上增加或移去負(fù)載器件,選擇所述差分放大器的增益范圍;以及通過(guò)偏置負(fù)載器件,設(shè)置所述差分放大器的增益。
25.如權(quán)利要求24所述的方法,其中,選擇增益范圍包括在電氣上將正反饋負(fù)載器件與低增益器件并聯(lián)耦合。
26.如權(quán)利要求25所述的方法,其中設(shè)置增益的操作包括將所述低增益器件偏置成從所述正負(fù)載器件搶奪電流。
27.如權(quán)利要求24所述的方法,其中,選擇增益范圍的操作包括在電氣上將正反饋負(fù)載器件從與低增益器件并聯(lián)的狀態(tài)移開(kāi)。
28.如權(quán)利要求27所述的方法,其中,設(shè)置增益的操作包括偏置所述低增益器件。
全文摘要
本申請(qǐng)公開(kāi)了一種具有可選擇增益的差分放大器。該差分放大器包括一對(duì)輸入晶體管、第一負(fù)載晶體管對(duì)和第二負(fù)載晶體管對(duì)。所述第一負(fù)載晶體管對(duì)的漏極-源極-路徑連接在參考電位和輸入晶體管對(duì)的輸出兩個(gè)端子之間,而柵極則共同連接到控制電壓。所述第二負(fù)載晶體管對(duì)的漏極-源極-路徑并聯(lián)連接到所述第一負(fù)載晶體管對(duì)的漏極-源極-路徑。通過(guò)控制電路,所述第二負(fù)載晶體管對(duì)的柵極或者連接到參考電位(第二對(duì)未激活),或者交叉耦合到輸入晶體管對(duì)的輸出端子(第二對(duì)被激活)以提供正反饋。通過(guò)激活/不激活第二負(fù)載晶體管對(duì),在高增益模式和低增益模式之間粗略地切換所述差分放大器的增益,而通過(guò)改變能夠獲得對(duì)增益的細(xì)調(diào)。
文檔編號(hào)H03G1/00GK1813403SQ200480018414
公開(kāi)日2006年8月2日 申請(qǐng)日期2004年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月29日
發(fā)明者詹姆斯·耀斯 申請(qǐng)人:英特爾公司
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