[发明专利]用于低摆幅差分电压信号的自适应限幅输出码间干扰抑制电路

说明书

技术领域

本发明属于高速差分串行信号传输领域，具体涉及一种利用限制输出差模电平的技术来抑制高速差分串行信号传输中码间干扰的方法和电路。

背景技术

低摆幅差分电压信号传输(Low-Voltage Differential Signaling，LVDS)是美国电气和电子工程师协会(Institute of Electrical and Electronics Engineers，IEEE)于1996年制定的行业标准，又称为IEEE 1596.3。

IEEE 1596.3标准规定LVDS信号的差分摆幅在250mV至400mV之间，但是由于传输通道的低通特性，在传输连续相同信号的时候，会导致输出信号的差模电压摆幅呈现逐渐增大的趋势，使得后续码元信号的传输站在了较大反相差模电平的基础上，这对后续码元信号的传输将造成不利影响，可能严重影响后续码元信号的时间宽度和差模电平，即产生了码间干扰(Inter Symbol Interference，ISI)。

一般情况下，在LVDS驱动器端采用的消除码间干扰ISI的技术是预加重(Pre-Emphasis)技术。预加重技术通过加速信号的跳变沿，即加强信号跳变边沿的高频分量，以适应传输通道的低通效应。预加重技术仅仅对信号跳变边沿产生影响，并不会改善连续相同码元传输时的信号质量，同时预加重技术需要在信号跳变边沿增加流过传输通道的瞬时电流，不利于功耗控制。

发明内容

一般来讲，传输通道均表现出低通滤波特性，会使得发送的信号中的高频分量迅速衰减，而对低频分量的影响较小，即衰减发送的信号中的跳变边沿，而使得连续不变的信号以较小的损耗通过。因此当发送的信号跳变较为丰富时，就会阻碍信号的跳变，极限情况为发送“01010101……01010”序列，此时发送的码流信号中的高频分量最为丰富，因此衰减也最为严重，表现为发送“010101……01010”序列时，信号的差模电平较小。同样的，当发送的信号中的跳变较少时，信号受到的衰减较小，极限情况为发送长“0”或者长“1”序列，此时发送的码流信号中低频分量最为丰富，因此衰减也最小，表现为发送长“0”或者长“1”序列时，信号的差模电平呈现变大的趋势。基于这种现象，当发送的序列为长“0”后续为“1”或者长“1”后续为“0”时，发送完长“0”或者长“1”后，差分信号的差模达到很大的值，这就严重影响了后续的“1”或者“0”的传输，使得该后续信号的传输表现出很小的差模电平和码元时间宽度。

针对上述问题，本发明的目的在于，为适应传输通道的低通特性，在需要驱动的信号的高频成分较少而低频成分较多的时候，自适应的减小驱动电流，从而使得整个信号传输过程中驱动器输出的差分信号的差模电平保持在一个合适的范围内，从而减小了对后续码元信号的干扰，达到抑制码间干扰的目的。

自适应的监测输出信号中的高低频分量的组成，是通过监测输出信号差模电平的大小来实现的，而自适应的减小驱动电流则是通过控制首受控电流源来实现的。

如图1所示，输出差模电平反馈控制电路5是用来监测输出差分信号的差模电平的，并由此产生反馈，用于控制整个驱动器的工作电流，从而限制输出信号的差模电平，使得后续信号在任意时刻进行传输时，均享有相同的初始状态，从而达到减小码间干扰的目的。由于动态的改变了驱动电流，必然使得输出差分信号的共模电平发生变化，因此通过共模电平反馈控制电路4来调节尾电流源的工作电流，形成反馈，对共模电平进行补偿。

本发明的优势在于：

1.在LVDS驱动器端就考虑输出的差模电平的大小对码间干扰的影响，不再一味的使用预加重的方法来加速信号边沿，而是引入自适应的控制方法，利用差模电平值反馈控制驱动电流，从而实现限幅输出的目的。

2.由于码间干扰在很大程度上被抑制，可以从根本上提高LVDS驱动器的工作带宽和频率。

3.首电流源的工作电流由两个部分组成，如图3中b部分所示，给定静态工作电流基础值，由电流管M0提供，可调节部分由电流管M1提供，M0和M1的电流之和满足输出高频分量最多情况下的传输电流需要，改变M1状态之后，M0和M1的电流之和仅满足输出低频分量较多时的需要，从而实现数字式的开关方式控制，简化了图3中a部分差模电平反馈控制电路的设计难度。

4.整个驱动器的电流仅在发送信号的高频成分丰富时才达到最大值，低频成分丰富时是采取减小驱动电流的策略，因此能够最大程度上的利用电流，减小整个驱动器的功耗。