具有高频信号峰化的宽带发射机制造技术

提供了一种包括电压模式驱动器和电流模式驱动器的发射机。该电流模式驱动器包括多个跨导体，这些跨导体由来自电压模式驱动器的差分输出电压的经高通滤波版本来偏置。

Broadband transmitter with high frequency signal peaking

A transmitter including a voltage mode driver and a current mode driver is provided. The current mode driver includes a plurality of cross conductors, which are biased by a high pass filter version of the differential output voltage from the voltage mode driver.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请要求于2014年9月4日提交的美国非临时申请No.14/477,143的优先权，其通过援引全部纳入于此。
本申请涉及发射机，尤其涉及具有高频信号峰化的宽带低功率发射机。背景现代微处理器对相对大的字进行操作。例如，对于一些微处理器而言处理64比特字是常规的。随着处理器时钟速率增加得越来越高，在宽比特总线上路由此类相对较宽比特字变得有问题。在高传输速度下，关于在宽比特总线中分开轨迹上传播的不可避免的偏斜可能导致不可接受的误比特率。此外，此类总线需要大量功率且设计起来是昂贵的。为了在没有与高速宽比特总线相关联的偏斜和失真问题的情况下实现数据字的高速传输，已经开发了串化器-解串器(SERDES)系统。SERDES发射机将数据字串行化为高速串行数据流。对应的SERDES接收机接收该高速串行数据流并且将其解串行化回并行数据字。串行传输通常是差分的并且包括嵌入式时钟。由此减轻了与高速宽比特数据总线相关联的偏斜和失真问题。尽管SERDES系统实现了甚高速数据传输(诸如10吉比特每秒或者甚至更高的速率)，但是发射机与接收机之间的差分串行数据信道的传输特性在跨对应的5Ghz的奈奎斯特信道带宽上不是线性的。相反，该信道具有使数据的较高频率部分的振幅减小的频率相关响应。为了抵消所得到的失真，SERDES发射机包括放大器，该放大器具有跨信道带宽不是线性的、而是替代地增强所传送数据频谱的较高频带的频率响应。然而，这种增强会是有问题的，这是因为其需要过量的功率。但是用于减小发射机功耗的常规尝试限制了可实现的带宽。因此，本领域存在对能够补偿信道频率相关损耗的宽带和低功率发射机的需求。概述提供了一种发射机，其包括用于驱动跨输出节点对的差分输出电压的电压模式驱动器。电流模式驱动器通过引导差分电流通过输出节点来对差分输出电压作出响应。响应于差分输出电压循环到第一极性(正极性或负极性)，电流模式驱动器在第一方向上驱动差分电流通过输出节点，以将差分输出电压增加到高于能由电压模式驱动器单独产生的差分输出电压。类似地，当差分输出摆动至相反的第二极性时，电流模式驱动器在第二方向上驱动差分电流通过输出节点，以再次增加差分输出电压。电流模式驱动器包括多个跨导体，以生成用于增加差分输出电压的差分电流。每个跨导体对由一个或多个高通滤波器生成的偏置电压作出响应。高通滤波器对差分输出电压进行滤波，以产生用于跨导体的偏置电压。每个偏置电压在差分输出电压的低频变化期间具有默认电平。跨导体由此在差分输出电压的这些低频变化期间以对应的默认电平来驱动差分电流。由于对差分输出电压的高通滤波，偏置电压被调整为使得差分电流在差分输出电压的高频变化期间增加。所得到的发射机是非常有利的，这是因为驱动差分电流通过输出节点消耗功率。但是功耗被最小化，这是因为仅在高频处推升差分电流以补偿信道损耗。可通过以下详细描述更好地领会这些以及其他有利特征。附图简述图1是根据本公开的实施例的电压模式驱动器的示意图。图2A是包括图1的电压模式驱动器的发射机的框图。图2B是根据本公开的实施例的图2A的发射机中的电流模式驱动器的电路图。图3是在差分输出电压的正摆动期间图2B的电流模式驱动器的简化电路图。图4解说了对于图3的电流模式驱动器的所得到的差分电流方向。图5是在差分输出电压的负摆动期间图2B的电流模式驱动器的简化电路图。图6解说了用于图2B的电流模式驱动器的跨导体晶体管阵列和对应的使能晶体管阵列。图7是用于图2A的发射机的操作方法的流程图。详细描述提供了一种包括差分电压模式驱动器的发射机，该差分电压模式驱动器驱动通过信道耦合到负载(诸如接收机)的真和补输出节点对。由电压模式驱动器驱动的信道和接收机在输出节点之间形成负载阻抗。电压模式驱动器自身具有输出阻抗以使得负载阻抗与电压模式驱动器的阻抗相结合有效地形成分压器。例如，假设负载阻抗和电压模式驱动器输出阻抗两者都是100Ω并且电压模式驱动器的电源电压等于VDD。在此类情形中，跨负载阻抗的差分电压的范围将从VDD/2到-VDD/2，以使得跨输出节点的总差分电压摆幅等于电源电压VDD。虽然电压模式驱动器具有极佳的静态功耗，但随着电源电压VDD在现代工艺节点中不断减小，对输出电压摆幅的限制变得有问题。具体而言，各种信令协议需要某个量的电压摆幅，在电源电压VDD的较低电平下可能无法由电压模式驱动器单独来满足该电压摆幅。为了提供附加的输出电压摆幅，差分电流模式驱动器也响应于跨输出节点的差分输出电压而驱动输出节点对。当差分输出电压(被定义为正输出节点的电压与负输出节点的电压之差)变为正时，电流模式驱动器向正输出节点注入电流并从补输出节点接收电流。类似地，当差分输出电压变为负时，电流模式驱动器向负输出节点注入电流并从正输出节点接收电流。以此方式，通过由电流模式驱动器注入的差分电流来推升差分输出电压摆幅。由此，即使当电源电压被减小时，由电压模式驱动器和电流模式驱动器的组合形成的发射机也可满足期望的输出电压摆幅。电流模式驱动器包括多个跨导体，以响应于通过对差分输出电压的高通滤波生成的对应偏置电压而生成差分电流。差分输出电压的高频变化由此引起由电流模式驱动器通过输出节点注入的差分电流增加。这是非常有利的，这是由于所得到的发射机节省了功率，因为差分电流在差分输出电压的较低频带中未被增加，而是替代地仅在高频带中被推升以抵消信道的高频衰减。可参考以下示例实施例更好地领会这些有利特征。由电流模式驱动器注入的差分电流由此驱动跨输出节点的差分输出电压高于原本单独来自于电压模式驱动器的差分输出电压。要注意，由电流模式驱动器通过输出节点注入的差分电流最终被放电到接地。为了使原本来自于差分电流的这种放电的功率损耗最小化，由于对差分输出电压的高通滤波而仅在差分输出电压的高频变化期间推升差分电流，以创建偏置电流模式驱动器内的跨导体的偏置电压。例如，电流模式驱动器可包括一对交叉耦合的高通滤波器，以响应于跨输出节点的高频差分电压而提供对差分电流的这种推升。现在转到各图，图1中示出了示例差分电压模式驱动器100。常规的预增强信号发生器(未解说)生成正光标前(pre)输入信号150、补光标前(preb)输入信号135、正光标(main)输入信号140、补主(mainb)输入信号155、正光标后(post)输入信号160、以及补光标后(postb)输入信号145。电压模式驱动器100包括正驱动器105，该正驱动器105响应于光标输入信号140以及补光标前和光标后信号135和145而驱动真或正输出节点TXP。类似地，电压模式驱动器100包括补驱动器110，该补驱动器110响应于补光标输入信号155以及真光标前和光标后输入信号150和160而驱动补输出节点TXN。正驱动器105包括被标示为切片130的多个可选择电路。每个切片130包括反相输出电路125，该反相输出电路125通过对应的电阻器R来驱动TXP输出节点。每个切片130还包括在光标输入信号140与补光标前信号135之间进行选择的复用器115。正驱动器105还包括多个可选择切片131。类似于可选择切片130，每个切片131包括反相输出电路125。每个切片131中的复用器120在光标输入信号140与补本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电路，包括：电压模式驱动器，其被配置成：驱动跨输出节点对的差分输出电压；电流模式驱动器，其被配置成：响应于所述差分输出电压的第一极性，在第一方向上驱动差分电流通过所述输出节点对，并且响应于所述差分输出电压的相反的第二极性，在相反的第二方向上驱动差分电流通过所述输出节点对，所述电流模式驱动器包括多个跨导体，所述多个跨导体用于响应于对应的偏置电压而生成所述差分电流；以及与所述多个跨导体相对应的多个高通滤波器，每个高通滤波器被配置成：响应于所述差分输出电压而生成用于对应跨导体的偏置电压。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.09.04 US 14/477,1431.一种电路，包括：电压模式驱动器，其被配置成：驱动跨输出节点对的差分输出电压；电流模式驱动器，其被配置成：响应于所述差分输出电压的第一极性，在第一方向上驱动差分电流通过所述输出节点对，并且响应于所述差分输出电压的相反的第二极性，在相反的第二方向上驱动差分电流通过所述输出节点对，所述电流模式驱动器包括多个跨导体，所述多个跨导体用于响应于对应的偏置电压而生成所述差分电流；以及与所述多个跨导体相对应的多个高通滤波器，每个高通滤波器被配置成：响应于所述差分输出电压而生成用于对应跨导体的偏置电压。2.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述电流模式驱动器包括多个开关，所述多个开关被配置成：响应于所述差分输出电压而切换，以控制是在所述第一方向上还是在所述相反的第二方向上驱动所述差分电流。3.如权利要求2所述的电路，其特征在于，所述多个开关包括：第一对交叉耦合的开关；以及第二对交叉耦合的开关。4.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述电压模式驱动器包括用于驱动所述输出节点中的正输出节点的正驱动器以及用于驱动所述输出节点中的负输出节点的负驱动器。5.如权利要求4所述的电路，其特征在于，所述正驱动器包括多个可选择切片，以取决于多少可选择切片被选择而在所述正输出节点处提供经校准输出阻抗。6.如权利要求4所述的电路，其特征在于，所述负驱动器包括多个可选择切片，以取决于多少可选择切片被选择而在所述负输出节点处提供经校准输出阻抗。7.如权利要求1所述的电路，其特征在于，每个高通滤波器包括电容器和电阻器的串联组合。8.如权利要求3所述的电路，其特征在于，所述第一对交叉耦合的开关包括第一PMOS晶体管和第一NMOS晶体管，所述第一PMOS晶体管具有耦合到所述输出节点中的正输出节点的漏极并具有耦合到所述输出节点中的负输出节点的栅极，所述第一NMOS晶体管具有耦合到所述负输出节点的漏极和耦合到所述正输出节点的栅极。9.如权利要求8所述的电路，其特征在于，所述第二对交叉耦合的开关包括第二PMOS晶体管和第二NMOS晶体管，所述第二PMOS晶体管具有耦合到所述负输出节点的漏极并具有耦合到所述正输出节点的栅极，所述第二NMOS晶体管具有耦合到所述正输出节点的漏极和耦合到所述负输出节点的栅极。10.如权利要求1所述的电路，其特征在于，每个跨导体包括并联布置的跨导体阵列。11.如权利要求10所述的电路，其特征在于，进一步包括与所述多个跨导体阵列相对应的多个使能晶体管阵列，并且其中，每个使能晶体管充当响应于使能信号的开关，以控制对应的跨导体是否对所述差分电流作出贡献。12.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述跨导体中的第一多个跨导体包括PMOS晶体管，并且其中，所述跨导体中的第二多个跨导体包括NMOS晶体管。13.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述电压模式驱动器被配置成：响应于来自预增强电路的多个输入信号而驱动所述差分输出电压。14.一种方法，包括：响应于对第一输出节点的电压进行高通滤波而调整第一偏置电压；响应于对第二输出节点的电压进行高通滤波而调整第二偏置电压；以及响应于跨所述第一输出节点与所述第二输出节点的差分输出电压具有第一极性，根据所述第一偏置电压和所述第二偏置电压来进行跨导，以在第一方向上驱动差分电流通过耦合在所述第一输出节点与所述第二输出节点之间的负载。15.如权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：Z·陈，K·L·阿卡迪亚，T·蒋，
申请(专利权)人：高通股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US