專利名稱：具源極退化架構(gòu)的資料分割器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明為一種具源極退化架構(gòu)的資料分割器，尤其指一種使用于FM解調(diào)系統(tǒng)，于訊號(hào)解調(diào)器后端，將頻率偏移調(diào)變訊號(hào)經(jīng)由空氣傳輸并由解調(diào)器解調(diào)后的高頻失真部分，利用資料分割器產(chǎn)生完美的方波供后端的基頻電路使用。
背景技術(shù)：
一般影像資料或以數(shù)字方式傳輸?shù)馁Y料，在傳輸之前皆以調(diào)變至方波形式，再通過特定的傳輸媒介傳送至接收端，通常頻率偏移調(diào)變訊號(hào)經(jīng)由空氣傳輸并由訊號(hào)解調(diào)器解調(diào)后，所產(chǎn)生的頻率偏移調(diào)變訊號(hào)其高頻部份已有失真，調(diào)變后的訊號(hào)常因失真導(dǎo)致參考電壓不準(zhǔn)，無法產(chǎn)生50％工作周期的方波，因此必須利用資料分割器產(chǎn)生完美的方波供后端的基頻電路使用。
圖1為已知的利用串接電阻提供參考電壓給數(shù)據(jù)分割器，包括有復(fù)數(shù)個(gè)電阻R11、R12、R13、R1n、一偏壓門檻切換裝置10和一個(gè)以放大器構(gòu)成的緩沖器12，其缺點(diǎn)是需知輸出訊號(hào)的偏壓點(diǎn)，以及當(dāng)輸入訊號(hào)較小時(shí)，參考電壓可能為偏離輸入訊號(hào)的中心準(zhǔn)位。
圖2為已知的利用接收訊號(hào)強(qiáng)度偵測(cè)(RSSI)電路和一個(gè)低通濾波器得到輸入訊號(hào)的平均值當(dāng)作參考電壓，提供此參考電壓給資料分割器，包括有一接收訊號(hào)強(qiáng)度偵測(cè)(RSSI)電路16、一電阻R21和一電容C21，但缺點(diǎn)是當(dāng)訊號(hào)為低準(zhǔn)位時(shí)會(huì)同時(shí)將噪聲一起作平均，而導(dǎo)致參考電壓提高。
圖3為已知的尖峰偵測(cè)方法(Peak detector method)利用接收訊號(hào)強(qiáng)度偵測(cè)電路取得輸入訊號(hào)的強(qiáng)度，然后再降6dB當(dāng)作參考電壓，包括有一訊號(hào)強(qiáng)度偵測(cè)電路20、一電容C31和以晶體管T31、電阻Rd1及電流源Id1構(gòu)成的一降6dB電路，缺點(diǎn)則是當(dāng)?shù)蜏?zhǔn)位有干擾尖峰時(shí)，此方法會(huì)去偵測(cè)此尖峰并視為高準(zhǔn)位，導(dǎo)致誤判。
又如，美國(guó)專利第6734918號(hào)專利「資料分割器電路(Data SlicerCircuit)」，提供一種數(shù)據(jù)分割器電路，如圖4所示。該資料分割器電路包括有一電容C1，用以接收影像訊號(hào)；一嵌入電路24，通過電流耦合接收影像訊號(hào)；一第一電容C2，用以維持影像訊號(hào)的電壓；一第二電容C3，用以計(jì)算一定時(shí)間內(nèi)通過的影像訊號(hào)的平均電壓，并維持此平均電壓；一比較器26，用以比較該二維持電壓，當(dāng)?shù)诙娙軨3的維持電壓大于第一電容C2的維持電壓時(shí)，比較器26會(huì)輸出一訊號(hào)。然而，此方法需要一耦合電容C1，以避免前級(jí)的直流電壓影響資料分割器的輸入級(jí)操作電壓，且為避免失真此電容又不能太小，將造成集成電路上制造的困難，及需要大面積的電容器，另外，該方法采用電容充放電的特性而取得參考電壓，在處理高頻訊號(hào)時(shí)，容易因電容充放電不完整而導(dǎo)致參考電壓失真。
發(fā)明人鑒于已知技術(shù)的缺陷，乃亟思改良創(chuàng)新之見，進(jìn)而改善上述的缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的主要是提供一種具源極退化架構(gòu)的資料分割器，尤其指一種使用于FM解調(diào)系統(tǒng)，于訊號(hào)解調(diào)器后端，將頻率偏移調(diào)變(FSK)訊號(hào)經(jīng)由空氣傳輸并由解調(diào)器解調(diào)后的高頻失真部分，利用資料分割器產(chǎn)生完美的方波供后端的基頻電路使用。本發(fā)明的共源極退化架構(gòu)的資料分割器可獲得準(zhǔn)確的參考電壓，不受噪聲影響，并且不需要交流耦合的電容，可降低集成電路制造的困難度及成本。
為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明的具源極退化架構(gòu)的資料分割器包括有一具源極退化阻抗的共源極單元，用以提供輸入訊號(hào)和該輸入訊號(hào)的參考電壓；以及一比較單元，連結(jié)于該具源極退化阻抗的共源極單元，用以比較該輸入訊號(hào)和該輸入訊號(hào)的參考電壓，輸出一對(duì)應(yīng)于該輸入訊號(hào)的方波。
其中該具源極退化阻抗的共源極單元，包括有二個(gè)輸入端和二個(gè)輸出端，其中第一輸入端為輸入訊號(hào)源，并在第一輸出端接上一并聯(lián)電阻和一并聯(lián)電容，得到一參考電壓，以提供比較單元使用。而第二輸入端透過一電阻輸入該輸入訊號(hào)。而且具源極退化阻抗的共源極單元，更包括有一漏極電阻和一源極電阻。
本發(fā)明亦提供一種具源極退化架構(gòu)的資料分割器的訊號(hào)擷取方法，包括有輸入待處理的訊號(hào)。
用具源極退化阻抗的共源極電路處理該輸入訊號(hào)，同時(shí)獲得一輸出訊號(hào)和該輸出訊號(hào)的參考電壓。
利用比較器處理該輸出訊號(hào)和該輸出訊號(hào)的參考電壓，以輸出一方波訊號(hào)。
利用滯后反饋提供一準(zhǔn)位移位電壓，以減低該輸出訊號(hào)在該參考電壓附近的高頻噪聲的影響。
將該準(zhǔn)位移位電壓對(duì)該輸出訊號(hào)產(chǎn)生相對(duì)應(yīng)的直流準(zhǔn)位偏移后，再和該輸出訊號(hào)的參考電壓比較，以獲得一輸出方波，并可降低抖動(dòng)(jitter)。


圖1為已知的利用串接電阻提供參考電壓的電路圖；
圖2為已知的利用接收訊號(hào)強(qiáng)度偵測(cè)(RSSI)電路和低通濾波器得到輸入訊號(hào)的平均值當(dāng)作參考電壓的電路圖；圖3為已知的尖峰偵測(cè)方法(Peak detector method)利用接收訊號(hào)強(qiáng)度偵測(cè)電路取得輸入訊號(hào)的強(qiáng)度及降6dB當(dāng)作參考電壓的電路圖；圖4為已知的數(shù)據(jù)分割器電路的電路圖；圖5為本發(fā)明的具源極退化架構(gòu)的資料分割器的電路圖；圖6A、6B、6C、6D、6E和6F圖為本發(fā)明的具源極退化架構(gòu)的資料分割器的訊號(hào)時(shí)序圖；及圖7為本發(fā)明的具源極退化架構(gòu)的資料分割器的訊號(hào)擷取的流程圖。
圖中符號(hào)說明「已知技術(shù)標(biāo)號(hào)」R11、R12、R13、R1n電阻10 偏壓門檻切換裝置12 緩沖器16 接收訊號(hào)強(qiáng)度偵測(cè)(RSSI)電路R21電阻C21電容20 訊號(hào)強(qiáng)度偵測(cè)電路C31電容T31晶體管Rd1電阻Id1電流源C1電容24 嵌入電路C2第一電容C3第二電容26 比較器「本發(fā)明標(biāo)號(hào)」
51 具源極退化阻抗的共源極單元53 比較器單元55 滯后單元T51晶體管T53晶體管Rt電阻Ct電容Rh1、Rh2電阻Rs1、Rs2電阻Rd1、Rd2電阻501 第一輸入端502 第一輸出端503 第二輸出端504 第二輸入端505 比較器單元的負(fù)向輸出端506 比較器單元的正向輸出端具體實(shí)施方式
請(qǐng)參照?qǐng)D5所示，為本發(fā)明的具源極退化架構(gòu)的資料分割器的電路圖。本發(fā)明的具源極退化架構(gòu)的資料分割器，包括有一具源極退化阻抗的共源極單元51，用以提供輸入訊號(hào)和產(chǎn)生該輸入訊號(hào)的參考電壓，以及一比較器單元53，連結(jié)于該具源極退化阻抗的共源極單元51，用以比較該輸入訊號(hào)和該輸入訊號(hào)的參考電壓，輸出一對(duì)應(yīng)于該輸入訊號(hào)的方波。
其中該具源極退化阻抗的共源極單元51，包括有二個(gè)輸入端501、504和二個(gè)輸出端502、503，而第一輸入端501為輸入訊號(hào)源，并在第一輸出端502接上一并聯(lián)電阻Rt和一并聯(lián)電容Ct，得到一參考電壓，以提供該比較器單元53使用；亦可在第一輸出端502接上一串聯(lián)電阻和一并聯(lián)電容，得到一參考電壓，以提供該比較器單元53使用，為了得到一直流準(zhǔn)位當(dāng)作參考電壓，上述的電阻和電容所組成的時(shí)間常數(shù)(Time constant)比較大，可依實(shí)際處理的訊號(hào)頻率，作適當(dāng)?shù)脑O(shè)定，當(dāng)訊號(hào)頻率低時(shí)，時(shí)間常數(shù)也必需提高，反之則降低。第二輸入端504透過一電阻Rh1輸入該輸入訊號(hào)。具源極退化阻抗的共源極單元51由兩個(gè)金氧半場(chǎng)效應(yīng)晶體管(metal oxide semiconductor field-effect transistor--MOSFET)所構(gòu)成。而且該參考電壓會(huì)隨著輸入訊號(hào)變化，可實(shí)時(shí)反應(yīng)訊號(hào)特性。
比較器單元53由N-MOS構(gòu)成，只要超過N-MOS的截止電壓，就能工作，因此本發(fā)明的具源極退化架構(gòu)的資料分割器具有動(dòng)態(tài)范圍寬的特性。
為避免增益太大，造成飽和現(xiàn)象，或增益太小，訊號(hào)噪聲(S/N)比小，易受噪聲影響，為解決上述問題，本發(fā)明的具源極退化阻抗的共源極單元更包括有漏極電阻Rd1、Rd2和一源極電阻Rs1、Rs2，漏極電阻Rd1、Rd2和源極電阻Rs1、Rs2的比值需作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，其中漏極電阻Rd1、Rd2和該源極電阻Rs1、Rs2的比值可為1∶1，可維持輸入訊號(hào)的原來大小。
在比較器單元53輸出后會(huì)有正向505和負(fù)向506兩種輸出方波可反饋至具源極退化阻抗的共源極的輸入端501、504當(dāng)作滯后(hysteresis)作用。輸入訊號(hào)源若與資料分割器輸出端同向，則將此輸出反饋至具源極退化阻抗的共源極的輸入單元的第二輸入端504，便可得到正向滯后；反之，正向滯后則提供給反向的輸入訊號(hào)源。此滯后可減低載在輸入訊號(hào)上高頻噪聲所造成的影響，尤其接近參考電壓附近，因?yàn)榇颂幧杂幸稽c(diǎn)干擾則會(huì)造成輸出資料轉(zhuǎn)態(tài)的錯(cuò)誤，即所謂的抖動(dòng)(jitter)。
本發(fā)明的具源極退化架構(gòu)的資料分割器，更包括有一滯后單元55，用以減低該輸入訊號(hào)在該參考電壓附近的高頻噪聲的影響，減少抖動(dòng)(jitter)。其中該滯后單元由兩個(gè)電阻Rh1、Rh2構(gòu)成，可采用負(fù)反饋方式，提供負(fù)向滯后；或采用正反饋方式，提供正向滯后。
圖6A、圖6B、圖6C、圖6D、圖6E和圖6F為本發(fā)明的具源極退化架構(gòu)的資料分割器的訊號(hào)時(shí)序圖。圖6A為第一輸入端501的訊號(hào)時(shí)序圖，圖6B為第一輸出端502的訊號(hào)時(shí)序圖，圖6C為第二輸出端503未加入滯后單元55的訊號(hào)時(shí)序圖，圖6D為第二輸出端503已加入滯后單元55的訊號(hào)時(shí)序圖，圖6E為比較器單元53的負(fù)向輸出端505的訊號(hào)時(shí)序圖，圖6F為比較器單元53的正向輸出端506的訊號(hào)時(shí)序圖，通過此訊號(hào)時(shí)序圖可說明本發(fā)明的具源極退化架構(gòu)的資料分割器的工作原理。
本發(fā)明亦提供一種具源極退化架構(gòu)的資料分割器的訊號(hào)擷取方法，請(qǐng)參照?qǐng)D7所示，為本發(fā)明的具源極退化架構(gòu)的資料分割器的訊號(hào)擷取的流程圖。其步驟包括有輸入待處理的訊號(hào)S100。
用具源極退化阻抗的共源極電路處理該輸入訊號(hào)，同時(shí)獲得一輸出訊號(hào)和該輸出訊號(hào)的參考電壓S102，指利用具源極退化阻抗的共源極電路的特性，取得輸入訊號(hào)并輸出輸出訊號(hào)和該輸出訊號(hào)的參考電壓。
利用比較器處理該輸出訊號(hào)和該輸出訊號(hào)的參考電壓，以輸出一方波訊號(hào)S104，該輸出方波訊號(hào)具有工作周期(duty cycle)50％的特性。
利用滯后反饋提供一準(zhǔn)位移位電壓，以減低該輸出訊號(hào)在該參考電壓附近的高頻噪聲的影響S106。
將該準(zhǔn)位移位電壓對(duì)該輸出訊號(hào)產(chǎn)生相對(duì)應(yīng)的直流準(zhǔn)位偏移后，再和該輸出訊號(hào)的參考電壓比較，以獲得一輸出方波，利用滯后反饋并可降低抖動(dòng)(jitter)S108，增加訊號(hào)的合理性。
本發(fā)明的具源極退化架構(gòu)的資料分割器具有下列特點(diǎn)一、不需要交流耦合的電容，可降低集成電路制造的困難度及成本，并減少IC的接腳。
二、可獲得準(zhǔn)確的參考電壓，通過具源極退化阻抗的共源級(jí)輸入級(jí)的輸出而取得輸入訊號(hào)的平均值，可得到準(zhǔn)確的參考電壓。
三、不受噪聲影響，其高低準(zhǔn)位皆高于噪聲基準(zhǔn)(noise floor)甚多，噪聲被平均所得的值遠(yuǎn)低于參考電壓，因此參考電壓不易受影響。
四、一般使用小的耦合電容去做交流耦合會(huì)使低資料速率的訊號(hào)大小衰減，本發(fā)明使用具源極退化阻抗的共源極單元省略耦合電容，可將訊號(hào)無失真的傳入，并且此具源極退化阻抗的共源極單元對(duì)前級(jí)負(fù)載影響甚小，非常適用于解調(diào)后輸出訊號(hào)。
五、此源級(jí)退化輸入級(jí)具有高的輸入動(dòng)態(tài)范圍，因此前級(jí)輸出電壓只要高于具源極退化阻抗的共源級(jí)輸入截止電壓便可工作。
綜上所述，本發(fā)明實(shí)為一不可多得的發(fā)明創(chuàng)作產(chǎn)品，極具產(chǎn)業(yè)上的利用性、新穎性及進(jìn)步性，完全符合發(fā)明專利申請(qǐng)要件，依法提出申請(qǐng)。
以上所述，僅為本發(fā)明的較佳可行實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，因此任何熟悉此項(xiàng)技藝者在本發(fā)明的領(lǐng)域內(nèi)，所實(shí)施的變化或修飾皆被涵蓋在本案的專利范圍內(nèi)，合予陳明。
權(quán)利要求
1.一種具源極退化架構(gòu)的資料分割器，其特征是，包括有一具源極退化阻抗的共源極單元，用以提供輸入訊號(hào)和產(chǎn)生該輸入訊號(hào)的參考電壓；以及一比較器單元，連結(jié)于該具源極退化阻抗的共源極單元，用以比較該輸入訊號(hào)和該輸入訊號(hào)的參考電壓，輸出一對(duì)應(yīng)于該輸入訊號(hào)的方波。
2.如權(quán)利要求1所述的具源極退化架構(gòu)的資料分割器，其特征是，該具源極退化阻抗的共源極單元，由兩個(gè)金氧半場(chǎng)效應(yīng)晶體管所構(gòu)成，該比較器單元，由N-MOSFET所構(gòu)成。
3.如權(quán)利要求1所述的具源極退化架構(gòu)的資料分割器，其特征是，該具源極退化阻抗的共源極單元，包括有二個(gè)輸入端和二個(gè)輸出端。
4.如權(quán)利要求3所述的具源極退化架構(gòu)的資料分割器，其特征是，該第一輸入端為輸入訊號(hào)源，并在第一輸出端接上一并聯(lián)電阻和一并聯(lián)電容，得到一參考電壓，以提供該比較器單元使用，或在第一輸出端接上一串聯(lián)電阻和一并聯(lián)電容，得到一參考電壓，以提供該比較器單元使用。
5.如權(quán)利要求3所述的具源極退化架構(gòu)的資料分割器，其特征是，該第二輸入端透過一電阻輸入該輸入訊號(hào)。
6.如權(quán)利要求1所述的具源極退化架構(gòu)的資料分割器，其特征是，該具源極退化阻抗的共源極單元，更包括有一漏極電阻和一源極電阻，其中該漏極電阻和該源極電阻的比為1∶1。
7.如權(quán)利要求1所述的具源極退化架構(gòu)的資料分割器，其特征是，更包括有一滯后單元，用以減低該輸入訊號(hào)在該參考電壓附近的高頻噪聲的影響，減少抖動(dòng)。
8.如權(quán)利要求7所述的具源極退化架構(gòu)的資料分割器，其特征是，該滯后單元由兩個(gè)電阻構(gòu)成。
9.如權(quán)利要求7所述的具源極退化架構(gòu)的資料分割器，其特征是，該滯后單元采用負(fù)反饋方式，提供負(fù)向滯后，或該滯后單元采用正反饋方式，提供正向滯后。
10.一種具源極退化架構(gòu)的資料分割器的訊號(hào)擷取方法，其特征是，包括有輸入待處理的訊號(hào)；用具源極退化阻抗的共源極電路處理該輸入訊號(hào)，同時(shí)獲得一輸出訊號(hào)和該輸出訊號(hào)的參考電壓；利用比較器處理該輸出訊號(hào)和該輸出訊號(hào)的參考電壓，以輸出一方波訊號(hào)；利用滯后反饋提供一準(zhǔn)位移位電壓，以減低該輸出訊號(hào)在該參考電壓附近的高頻噪聲的影響；以及將該準(zhǔn)位移位電壓對(duì)該輸出訊號(hào)產(chǎn)生相對(duì)應(yīng)的直流準(zhǔn)位偏移后，再和該輸出訊號(hào)的參考電壓比較，以獲得一輸出方波，并可降低抖動(dòng)。
全文摘要
本發(fā)明為一種具源極退化架構(gòu)的資料分割器，其包括有一具源極退化阻抗的共源極單元，用以提供輸入訊號(hào)和該輸入訊號(hào)的參考電壓；以及一比較單元，用以比較該輸入訊號(hào)和該輸入訊號(hào)的參考電壓，輸出一對(duì)應(yīng)于該輸入訊號(hào)的方波。該發(fā)明用于FM解調(diào)系統(tǒng)，于訊號(hào)解調(diào)器后端，將頻率偏移調(diào)變訊號(hào)經(jīng)由空氣傳輸并由解調(diào)器解調(diào)后的高頻失真部分，利用資料分割器產(chǎn)生完美的方波供后端的基頻電路使用。本發(fā)明可獲得準(zhǔn)確的參考電壓，不受噪聲影響，并且不需要交流耦合的電容，可降低集成電路制造的困難度及成本。
文檔編號(hào)H04N7/035GK1816131SQ200510007858
公開日2006年8月9日 申請(qǐng)日期2005年2月6日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月6日
發(fā)明者邱上銘 申請(qǐng)人:立積電子股份有限公司