專利名稱：根據(jù)差分信號產(chǎn)生觸發(fā)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于測試及測量儀器的觸發(fā)，并且尤其涉及用于差分信號的觸發(fā)。
背景技術(shù)：
示波器，比如可從俄勒網(wǎng)州Beaverton (比佛頓)的Tektronix (特克特朗尼克)股 份有限公司獲得的DP0/DSA70000系列示波器，使用觸發(fā)電路來提供用于顯示的穩(wěn)定波形， 快速捕獲異常行為等。觸發(fā)電路的一種類型是“邊沿觸發(fā)”，該“邊沿觸發(fā)”當(dāng)輸入信號在用 戶指定的方向越過用戶指定的閾值電壓電平時觸發(fā)示波器。典型地，用比較器來實(shí)現(xiàn)邊沿 觸發(fā)。例如，如圖1所示，當(dāng)輸入信號超過閾值電壓電平時，比較器110產(chǎn)生觸發(fā)信號。然而，輸入信號可以不是如圖1所示的單端，相反卻可以是差分的。差分信號被表 示為兩個互補(bǔ)(complemantary)的單端信號之間的差，每一個單端信號被稱為差分信號的 一個“邊”。常規(guī)的邊沿觸發(fā)電路不能在差分輸入信號上觸發(fā)，因為它僅僅具有一個用于接 收輸入信號的端子(terminal)，而非兩個。這個問題的一個解決方案是僅把差分輸入信號的一個邊施加到比較器110，其基 本原理是，這一個邊是具有信號幅度一半的差分輸入信號的單端形式(version)。然而，當(dāng) 差分輸入信號沒有被完美地平衡時，這可能導(dǎo)致不精確的觸發(fā)。例如，假定差分輸入信號的 兩個邊包括“共模”噪聲，亦即，噪聲相等地存在于兩個邊且因此不會出現(xiàn)在差分信號內(nèi)，因 為該噪聲被減掉了。如果僅僅一邊被施加到比較器110且比較器110響應(yīng)于該共模噪聲而 產(chǎn)生觸發(fā)信號，那么該觸發(fā)信號是不精確的，因為它反映了差分輸入信號內(nèi)不存在的特性。另一解決方案是首先把差分輸入信號轉(zhuǎn)換成單端信號，并且隨后把該單端信號施 加到比較器110。這個方法避免了以上所描述的不精確的觸發(fā)，然而，它僅僅對相對低頻率 的輸入信號有效，因為所有已知的把差分信號轉(zhuǎn)換成單端信號的方法或者限制帶寬或者需 要定制的ASIC。例如，一種這樣的轉(zhuǎn)換方法使用運(yùn)算放大器(op amp)，然而，僅僅相對低帶 寬的運(yùn)算放大器比如可從馬薩諸塞州Norwood (諾伍德)的Analog Devices (模擬裝置) 股份有限公司獲得的AD8000是可用的，該運(yùn)算放大器具有1. 5GHz的_3dB的帶寬，比例如 可從加利福尼亞州Westlake Village (韋斯特萊克村)的InPhi公司獲得的具有25GHz的 工作帶寬的比較器25706CP的帶寬低得多。進(jìn)一步，運(yùn)算放大器把噪聲注入到輸入信號上， 導(dǎo)致觸發(fā)抖動。又一解決方案是使用兩個比較器以分別地把差分輸入信號的每一個邊與閾值電 壓電平作比較，并且然后將兩個比較器的輸出信號合并以形成觸發(fā)信號。這種方法避免了 差分到單端的轉(zhuǎn)換，然而，當(dāng)差分輸入信號未被完美地平衡或當(dāng)閾值電壓電平被設(shè)置在除 信號的中點(diǎn)以外的點(diǎn)時，兩個輸出信號可能在不同的時間變換(transition)，并且因此所 合并的觸發(fā)信號可能具有分段的變換，其對觸發(fā)測試和測量儀器而言是不適當(dāng)?shù)?。所期望的是一種工作在高帶寬并具有低抖動的能夠根據(jù)差分信號來產(chǎn)生觸發(fā)信 號的觸發(fā)電路。

發(fā)明內(nèi)容
據(jù)此，本發(fā)明提供用于根據(jù)差分輸入信號產(chǎn)生觸發(fā)信號的觸發(fā)電路。差分輸入信號的第一邊被施加到第一負(fù)載端接電阻器的第一端子。差分信號的第二邊被施加到第二負(fù) 載端接電阻器的第一端子。差分閾值電壓電平的第一邊被施加到第一負(fù)載端接電阻器的第 二端子。差分閾值電壓電平的第二邊被施加到第二負(fù)載端接電阻器的第二端子。當(dāng)在第一 電阻器的第一端子處的電壓電平超過在第二電阻器的第一端子處的電壓電平時，比較器產(chǎn) 生觸發(fā)信號。在結(jié)合所附的權(quán)利要求和附圖閱讀時，根據(jù)以下詳細(xì)的描述，本發(fā)明的目標(biāo)、優(yōu)點(diǎn) 以及其它的新特征是很明顯的。


圖1描述了常規(guī)觸發(fā)電路的簡化的示意圖。圖2描述了根據(jù)本發(fā)明的觸發(fā)電路的簡化的示意圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在參考圖2，源-端接的(source-terminated)差分信號源201通過傳輸線209 和210傳輸差分輸入信號Vsdiff (其由名義上互補(bǔ)的單端信號Vsp和Vsm組成)到根據(jù)本 發(fā)明的觸發(fā)電路200。傳輸線209和210表示具有50歐姆特性阻抗的互連，諸如同軸電纜 或電路板上的跡線。觸發(fā)電路200接收來自電壓源203和204的差分閾值電壓電平Vth (其 由互補(bǔ)單端信號Vtp和Vtm組成)。差分信號源201包括互補(bǔ)電壓源215和216。電壓源215的輸出通過50歐姆的源 端接電阻器205，被耦合到差分信號源201的第一輸出端子217。相似地，電壓源216的輸 出通過50歐姆源端接電阻器206，被耦合到差分信號源201的第二輸出端子218。觸發(fā)電路200的第一輸入端子212被耦合到可選的電阻衰減器219的第一端子。 電阻衰減器219的第二端子被耦合到比較器211的同相(non-inverting)輸入，以及耦合 到50歐姆負(fù)載端接電阻器207的第一端子。電阻器207的第二端子被耦合到電壓源203 的輸出。相似地，觸發(fā)電路200的第二輸入端子213被耦合到可選的電阻衰減器220的第 一端子。電阻衰減器220的第二端子被耦合到比較器211的反相輸入以及耦合到50歐姆 負(fù)載端接電阻器208的第一端子。電阻器208的第二端子被耦合到電壓源204的輸出。比 較器211的輸出被耦合到觸發(fā)電路200的輸出214。如圖2中所示意的觸發(fā)電路200的工作描述如下比較器211檢測在它的同相輸入端子處的電壓電平Vip和在它的反相輸入端子處 的電壓電平Vim之間的差Vidiff 等式1 :Vidiff = Vip-VimVip可以被計算為通過由電阻器205和207所形成的分壓器(voltage-divider) 被施加的Vsp和Vtp的線性疊加。相似地，Vim可以被計算為通過由電阻器206和208所 形成的分壓器被施加的Vsm和Vtm的線性疊加等式2 =Vip = 50 Ω/(50 Ω +50 Ω ) Vsp+50 Ω/(50 Ω +50 Ω ) Vtp = 1/2 (Vsp+Vtp)等式3 :Vim = 50 Ω/(50 Ω +50 Ω ) Vsm+50 Ω/(50 Ω +50 Ω ) Vtm = 1/2 (Vsm+Vtm)
把等式2和3代入等式1得到等式4 =Vidiff = 1/2 (Vsp+Vtp)-1/2 (Vsm+Vtm)重新排列等式4得到等式5 =Vidiff = 1/2 (Vsp-Vsm) +1/2 (Vtp-Vtm)把Vth = Vtp-Vtm代入等式5得到等式6 =Vidiff = 1/2 (Vsp-Vsm) +l/2Vth把Vsdiff = Vsp-Vsm代入等式6并簡化，得到等式7 =Vidiff = 1/2 (Vsdiff-Vth)等式7揭示出比較器211直接地檢測差分源電壓Vsdiff和差分閾值電壓電平Vth 之間的差。因此，當(dāng)差分輸入信號Vsdiff越過差分閾值電壓電平Vth時，比較器211直接 地產(chǎn)生觸發(fā)信號。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，使用封裝的集成電路比較器比如ADCMP572，可以實(shí) 現(xiàn)比較器211，ADCMP572可以從馬薩諸塞州Norwood(諾伍德)的Analog Devices (模擬 裝置)股份有限公司獲得。這樣的比較器包括耦合到它的反相和同相輸入引腳的片上的 (on-chip) 50歐姆端接電阻器，其返回路徑被耦合到返回引腳。生產(chǎn)商推薦這些返回引腳通 過低感抗路徑耦合到地或保持空載(leave open)用于高阻抗應(yīng)用。然而，按照本發(fā)明，閾 值電壓電平Vtp和Vtm被施加到這些返回引腳以及片上端接電阻器被用來實(shí)現(xiàn)電阻器207 和 208。有利地，觸發(fā)電路200工作于達(dá)到比較器211的工作帶寬，因為它避免了差分到單端的轉(zhuǎn)換。另外，觸發(fā)電路200沒有把噪聲注入到差分輸入信號上。為了提供以上所討論的關(guān)于等式2和3的分壓器的效果，差分信號源201必須是 源_端接的。同樣，差分信號源201應(yīng)當(dāng)能容許從電壓源203和204反向流回到它本身的 電流。通過使用可選的電阻衰減器219和220，可以減少該反向電流。如圖2中所示的，電 阻衰減器219和220可以是簡單的電阻器。替代地，為了適當(dāng)?shù)囟私?0歐姆傳輸線209和 210并避免顯著的高頻率反射，電阻衰減器219和220可以是阻抗匹配的衰減器，即，pi或 delta電阻器網(wǎng)絡(luò)。替代地，如果傳輸線209和210具有75歐姆而非50歐姆的特性阻抗， 那么電阻衰減器219和220可以是25歐姆的電阻器。在工作期間，差分輸入信號Vsdiff迫使電流進(jìn)出端接電阻器207和208。據(jù)此，對 最佳工作而言，閾值電壓電平源203和204應(yīng)具有低輸出阻抗、平坦的頻率響應(yīng)以及良好的 去華禹合。在以上所描述的實(shí)施例中，電阻器207和208具有50歐姆的電阻值以匹配傳輸線 209和210的特性阻抗。如果使用了不同的電阻值，并由此產(chǎn)生不同的分壓器比，那么應(yīng)該 調(diào)整閾值電壓電平Vtp和Vtm，以維持所期望的比較器211輸入處的電壓Vip和Vim。在以上描述的實(shí)施例中，差分閾值電壓電平Vth在電壓源203和204之間被平均 地施加。替代地，Vth可以全部由電壓源203施加或全部由電壓源204施加。盡管本發(fā)明具有針對示波器的具體的應(yīng)用，它也具有針對其他類型的測試和測量 儀器諸如邏輯分析器以及誤碼率測試器的應(yīng)用。更通常地，它可以在任何差分接收機(jī)應(yīng)用 中被使用。因此，本發(fā)明提供高帶寬，低抖動觸發(fā)電路，當(dāng)差分輸入信號越過差分閾值電壓電平時，其產(chǎn)生觸發(fā) 信號。
權(quán)利要求
觸發(fā)電路，其包括第一觸發(fā)輸入端子，第二觸發(fā)輸入端子，以及觸發(fā)輸出端子；具有輸出端子的第一電壓源；具有輸出端子的第二電壓源；具有第一端子和第二端子的第一端接電阻器，所述第一端子被耦合到所述第一觸發(fā)輸入端子以及所述第二端子被耦合到所述第一電壓源的所述輸出端子；具有第一端子和第二端子的第二端接電阻器，所述第一端子被耦合到所述第二觸發(fā)輸入端子以及所述第二端子被耦合到所述第二電壓源的所述輸出端子；以及具有反相輸入端子、同相輸入端子和輸出端子的比較器，所述同相輸入端子被耦合到所述第一觸發(fā)輸入端子，所述反相輸入端子被耦合到所述第二觸發(fā)輸入端子，以及所述輸出端子被耦合到所述觸發(fā)輸出端子。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸發(fā)電路，進(jìn)一步包括在所述第一觸發(fā)輸入端子和所述第一電阻器的所述第一端子之間串聯(lián)耦合的第一電 阻衰減器；以及在所述第二觸發(fā)輸入端子和所述第二電阻器的所述第一端子之間串聯(lián)耦合的第二電 阻衰減器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸發(fā)電路，其中 所述比較器包括封裝的集成電路比較器；以及所述第一和第二端接電阻器包括片上端接電阻器。
4.根據(jù)差分信號產(chǎn)生觸發(fā)信號的方法，其包括步驟 把所述差分信號的第一邊施加到第一端接電阻器的第一端子； 把所述差分信號的第二邊施加到第二端接電阻器的第一端子； 把第一閾值電壓電平施加到所述第一端接電阻器的第二端子； 把第二閾值電壓電平施加到所述第二端接電阻器的第二端子；以及當(dāng)所述第一端接電阻器的所述第一端子處的電壓電平超過所述第二端接電阻器的所 述第一端子處的電壓電平時，產(chǎn)生所述觸發(fā)信號。
全文摘要
當(dāng)差分輸入信號越過差分閾值電壓電平時，觸發(fā)電路產(chǎn)生觸發(fā)信號。差分輸入信號的第一邊被施加到第一負(fù)載端接電阻器的第一端子。差分信號的第二邊被施加到第二負(fù)載端接電阻器的第一端子。差分閾值電壓電平的第一邊被施加到第一負(fù)載端接電阻器的第二端子。差分閾值電壓電平的第二邊被施加到第二負(fù)載端接電阻器的第二端子。當(dāng)?shù)谝浑娮杵鞯牡谝欢俗犹幍碾妷弘娖匠^第二電阻器的第一端子處的電壓電平時，比較器產(chǎn)生觸發(fā)信號。
文檔編號H03K3/023GK101834585SQ20101000520
公開日2010年9月15日 申請日期2010年1月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月16日
發(fā)明者B·T·?？寺? G·L·馬爾科津 申請人:特克特朗尼克公司