專利名稱：一種pecl電平接口電路的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種電平轉換裝置，具體是一種PECL電平接口電路。
背景技術：
PECL(Positive Emitter Coupling Logic)，正射極耦合邏輯，是一種在光纖通信 系統(tǒng)常用的高速電路接口標準，在其標準定義中，驅(qū)動信號的共模電平為VCC-1. 3V，交流負 載阻抗為50ohm的差分負載，差分輸出幅度為1. 4Vpp左右。傳統(tǒng)的PECL輸出電路采用開射極電路(Open Emitter)來實現(xiàn)，這也正是該接口 名字的由來。由于開射極結構具有低輸出阻抗，且雙極管電路應用的是電流放大特性，因此 該結構電路可以在滿足驅(qū)動各種具體負載形式的同時，又能滿足VCC-1. 3的輸出共模電平 要求。但對于CMOS工藝，限于該工藝對應的電壓參數(shù)特點，若采用類似開射極的的開源 端電路(Open Source)來構建PECL電平接口，由于輸出阻抗比較大，且共模電平也滿足不 了 Vcc-L 3，因此用CMOS工藝不能以簡單的開源端結構來實現(xiàn)如此的PECL輸出接口。所 以，就有一種需求是，在比較低的成本下用CMOS工藝實現(xiàn)CMOS電平轉換為PECL電平的接 口，尤其是要用CMOS電平實現(xiàn)比Vcc低1. 3V的共模電壓。

發(fā)明內(nèi)容
針對以上PECL電平的接口電路需要在CMOS工藝下實現(xiàn)的問題，本發(fā)明提出一種 PECL電平接口電路，其技術方案如下一種PECL電平接口電路，它包括—增益模塊，一輸出驅(qū)動模塊和一共模負反饋模塊；所述增益模塊接收輸入的CMOS差分信號并加以放大，通過差分信號輸出端傳送 至所述輸出驅(qū)動模塊，最后從輸出驅(qū)動模塊的PECL電平輸出端輸出；所述共模負反饋模塊 其輸入端與所述PECL電平輸出端并聯(lián)，并向所述輸出驅(qū)動模塊提供負反饋信號；所述輸出驅(qū)動模塊和所述負反饋模塊共同將放大后的差分信號進行電平修正，使 最終從PECL電平輸出端輸出的信號滿足具有Vcc-1. 3V共模電壓的PECL電平。作為本技術方案的優(yōu)選者，可以有如下改進一較佳實施例的所述共模負反饋模塊對所述PECL電平輸出端的共模電壓進行采 樣，并將該采樣與Vcc-1. 3V相比較，再將所述反饋信號輸送至所述輸出驅(qū)動模塊的一上拉 電位部分，限制所述PECL電平輸出端的輸出信號具有Vcc-1. 3V的共模值。一較佳實施例的所述上拉電位部分采用可變受控電流源的形式向負載輸出電流， 提升所述PECL電平輸出端的共模帶載輸出電壓至Vcc-1. 3V。一較佳實施例的所述共模負 反饋模塊內(nèi)包括一電壓發(fā)生器，該電壓發(fā)生器采用1. 2V基準電壓得到一個Vcc-1. 3V電壓。一較佳實施例的所述負反饋模塊包括一負反饋驅(qū)動器，該負反饋驅(qū)動器包括一比 較器和兩個共模采樣電阻；所述共模采樣電阻各自的一端彼此相連，并連接所述比較器的負輸入端；共模采樣電阻各自的另外一端分別作為該負反饋模塊的輸入端；所述比較器的 正輸入端接所述Vcc-1. 3V的基準電壓；所述比較器輸出端為反饋信號端，并與所述輸出驅(qū) 動模塊連接。一較佳實施例的所述電壓發(fā)生器中包括一電流源部分和一鏡像部分，其中電流源 部分包括一比較器(Al)、一第一 MOS管(MO)，一第二 MOS管(Ml)和一取樣電阻(RO)；其 中所述第一 MOS管(MO)漏極與取樣電阻(RO)串聯(lián)，源極接Vdd，取樣電阻(RO)另一端接 地；所述比較器(Al)正輸入端接1. 2V基準電壓，負輸入端接第一 MOS管(MO)漏極；比較器 (Al)輸出端與第一 MOS管(MO)柵極連接后，再接所述第二 MOS管(Ml)柵極；第二 MOS管 (Ml)源極接Vdd ；所述鏡像電流源的鏡像電路部分包括一第三MOS管(M2)、一第四MOS管(M3)和一 分壓電阻(Rl)；所述第三和第四MOS管(M2和M3)源極均接地，第三MOS管(M2)的柵極與 漏極連通后，再與第四MOS管(M3)柵極相連；第三MOS管(M2)漏極與所述第二 MOS管(Ml) 漏極相連；所述分壓電阻(Rl) —端接Vdd，另一端接第四MOS管(M3)漏極后，作為Vcc-1. 3V
輸出端。一較佳實施例的所述輸出驅(qū)動模塊還包括一開關輸出部分，其中所述開關輸出部分包括一第五MOS管(M4)、一第六MOS管(M5)和一第七MOS管 (M6)；所述第六MOS管(M5)與第七M0S(M6)管彼此源極相接，各自漏極作為PECL電平輸 出端，各自柵極作為輸入端與所述增益模塊的差分信號輸出端連通；所述第五MOS管(M4) 源極接Vdd，漏極接第六和第七MOS管(M5和M6)的源極，作為受控電流源提供第六和第七 MOS管(M5和M6)的輸出電流；所述上拉電位部分包括一第八MOS管(M7)和一第九MOS管(M8)，.此二 MOS管源 極相通并連接Vdd ；柵極也相連同時與所述負反饋模塊的反饋信號端連接；而漏極分別連 接所述PECL信號電平輸出端。一較佳實施例的所述增益模塊為一帶恒流源的差分放大器。一較佳實施例的所述差分放大器包括一對差分MOS管對，該MOS管對的柵極作為差分信號輸入端；漏極各自連接一漏極 電阻，并作為放大的差分信號輸出端；所述漏極電阻各自另一端相連后連接一共模電阻，共 模電阻另一端接Vdd;另有一工作在飽和區(qū)，柵極受控的MOS管作為該差分放大器的恒流源；其漏極與 所述差分MOS管對源極相連，其源極接地。一較佳實施例的所述增益模塊、輸出驅(qū)動模塊和負反饋模塊均在同一片上系統(tǒng)實 現(xiàn)。本發(fā)明帶來的有益效果是1.以共模負反饋模塊提供共模負反饋的形式，在驅(qū)動模塊中對信號進行共模電壓 的修正，使CMOS工藝的電路可以輸出PECL電平標準的信號；2.采用內(nèi)部1. 2V基準電壓得到新的基準Vcc-1. 3V，用此新的基準直接對共模電 壓進行調(diào)節(jié)，其精度比較高。
3.參與共模電壓修正的共模負反饋模塊和上拉電位部分電路結構簡單，可靠性
尚ο
以下結合附圖實施例對本發(fā)明作進一步說明

圖1是PECL標準定義下的戴文寧等效示意圖；圖2是傳統(tǒng)開射極結構的PECL輸出電路；圖3是本發(fā)明實施例一系統(tǒng)框圖；圖4是本發(fā)明實施例二共模負反饋模塊中的電壓發(fā)生器電路圖；圖5是本發(fā)明實施例二共模負反饋模塊中的負反饋驅(qū)動器電路圖；圖6是本發(fā)明實施例二輸出驅(qū)動模塊電路圖；圖7是本發(fā)明實施例二增益模塊電路具體實施例方式實施例一圖1是PECL標準定義下的戴文寧等效示意圖，交流負載阻抗為50Ω的差分負載， 其輸出節(jié)點共模電平保持在VCC-1.3V，差分輸出幅度為1.4Vpp左右。一般地，其實現(xiàn)方式 如圖2所示，為傳統(tǒng)開射極結構的PECL輸出電路，這種結構的電路也是PECL接口名字的由 來。開射極結構的晶體管輸出阻抗比較低，且工作在放大狀態(tài)，因此該結構電路可以在滿足 驅(qū)動各種具體負載形式的同時，可以滿足Vcc-1. 3V的共模電壓要求。但是如果用CMOS工 藝實現(xiàn)這樣的結構，把MOS關的柵極、漏極和源極相對于晶體管的基極、集電極和發(fā)射極作 簡單的替換，就算配用合適MOS管的偏置，也不能作為PECL電平的輸出接口使用，因為輸出 阻抗會比較大，且其共模電平也無法滿足Vcc-1. 3V。因此給出了圖3結構的CMOS工藝實現(xiàn)PECL電平結構的電路。增益模塊接收輸入 的CMOS差分信號Vin，并加以放大為Vamp，再傳送至輸出驅(qū)動模塊，最后從輸出驅(qū)動模塊的 PECL輸出端輸出為Vout ；所述共模負反饋模塊其輸入端Vf與所述PECL輸出端并聯(lián)，并向 所述輸出驅(qū)動模塊提供負反饋信號FB ；輸出驅(qū)動模塊和負反饋模塊共同將放大后的差分 信號進行電平修正，使最終從PECL輸出端輸出的信號滿足具有Vcc-1. 3V共模電壓的PECL 電平。由于共模負反饋模塊采用了電壓負反饋的形式，因此容易實現(xiàn)比較低的輸出電阻，同 時輸出Vout信號作為反饋取樣Vf可用于控制輸出驅(qū)動模塊的輸出共模電壓，實現(xiàn)共模電 壓 Vcc-1. 3V0實施例二圖4是是本發(fā)明實施例二共模負反饋模塊中的電壓發(fā)生器電路圖；該電壓發(fā)生器 的作用是產(chǎn)生一個跟隨Vcc的Vcc-1. 3V基準電壓；該電壓發(fā)生器采用CMOS工藝下的基準 電壓1. 2V為一個參考基準，然后通過比較器Al、調(diào)整管MO和電阻RO構成一個恒流支路，將 此參考基準流過RO得到一個恒定電流，在通過包括Ml、M2、M3的鏡像電流源將此恒定電流 鏡像到Rl，最終從Rl的低電位端得到跟隨Vcc的Vref。將RO與Rl的關系確定為R1/R0 =1. 3/1. 2，即可得到Vref = Vcc-1. 3V，該結構的Vref精度較高。如圖5，實施例二共模負反饋模塊中的負反饋驅(qū)動器電路圖。電阻R2和R3連接點接入比較器A2正輸入端，兩個電阻另兩端接入Vf，也就是Vout，作為共模電壓采樣；比較 器A2的負輸入端接Vref ；比較器A2輸出端作為FB，用于控制輸出驅(qū)動模塊中調(diào)整點位的 電路。圖6是實施例二輸出驅(qū)動模塊電路圖；M5和M6以開關狀態(tài)工作，其柵極接收增益 模塊來的Vamp ；來自Vdd的電流通過M4，在M5和M6受控操作下，漏極輸出Vout，同時M7 和M8柵極受來自共模負反饋模塊的FB控制，作為上拉電位部分，確保Vout的共模電壓等 于 Vcc-1. 3V。圖7是實施例二增益模塊電路圖；此為一帶尾電流源的Mll的差分放大器。CMOS 差分信號從Vin進入，再放大為Vamp輸出。以上所述，僅為本發(fā)明較佳實施例而已，故不能依此限定本發(fā)明實施的范圍，即依 本發(fā)明專利范圍及說明書內(nèi)容所作的等效變化與修飾，皆應仍屬本發(fā)明涵蓋的范圍內(nèi)。
權利要求
1.一種PECL電平接口電路，其特征在于它包括一增益模塊，一輸出驅(qū)動模塊和一共模負反饋模塊；所述增益模塊接收輸入的CMOS差分信號并加以放大，通過差分信號輸出端傳送至所 述輸出驅(qū)動模塊，最后從輸出驅(qū)動模塊的PECL電平輸出端輸出；所述共模負反饋模塊其輸 入端與所述PECL電平輸出端并聯(lián)，并向所述輸出驅(qū)動模塊提供負反饋信號；所述輸出驅(qū)動模塊和所述負反饋模塊共同將放大后的差分信號進行電平修正，使最終 從PECL電平輸出端輸出的信號滿足具有Vcc-1. 3V共模電壓的PECL電平。
2.如權利要求1所述一種PECL電平接口電路，其特征在于所述共模負反饋模塊對所 述PECL電平輸出端的共模電壓進行采樣，并將該采樣與Vcc-1. 3V相比較，再將所述反饋信 號輸送至所述輸出驅(qū)動模塊的一上拉電位部分，限制所述PECL電平輸出端的輸出信號具 有Vcc-1. 3V的共模值。
3.如權利要求2所述一種PECL電平接口電路，其特征在于所述上拉電位部分采用可 變受控電流源的形式向負載輸出電流，提升所述PECL電平輸出端的共模帶載輸出電壓至 Vcc-1. 3V0
4.如權利要求3所述一種PECL電平接口電路，其特征在于所述共模負反饋模塊內(nèi)包 括一電壓發(fā)生器，該電壓發(fā)生器采用1. 2V基準電壓得到一個Vcc-1. 3V電壓。
5.如權利要求4所述一種PECL電平接口電路，其特征在于所述負反饋模塊包括一負 反饋驅(qū)動器，該負反饋驅(qū)動器包括一比較器和兩個共模采樣電阻；所述共模采樣電阻各自 的一端彼此相連，并連接所述比較器的負輸入端；共模采樣電阻各自的另外一端分別作為 該負反饋模塊的輸入端；所述比較器的正輸入端接所述Vcc-1. 3V的基準電壓；所述比較器 輸出端為反饋信號端，并與所述輸出驅(qū)動模塊連接。
6.如權利要求5所述一種PECL電平接口電路，其特征在于所述電壓發(fā)生器中包括一 電流源部分和一鏡像部分，其中電流源部分包括一比較器(Al)、一第一 MOS管(MO)，一第二 MOS管(Ml)和一取樣電阻(RO)；其中所述 第一 MOS管(MO)漏極與取樣電阻(RO)串聯(lián)，源極接Vdd，取樣電阻(RO)另一端接地；所述 比較器(Al)正輸入端接1. 2V基準電壓，負輸入端接第一 MOS管(MO)漏極；比較器(Al)輸 出端與第一 MOS管(MO)柵極連接后，再接所述第二 MOS管(Ml)柵極；第二 MOS管(Ml)源 極接Vdd ；所述鏡像電流源的鏡像電路部分包括一第三MOS管(M2)、一第四MOS管(M3)和一分壓 電阻(Rl)；所述第三和第四MOS管(M2和M3)源極均接地，第三MOS管(M2)的柵極與漏極 連通后，再與第四MOS管(M3)柵極相連；第三MOS管(M2)漏極與所述第二 MOS管(Ml)漏 極相連；所述分壓電阻(Rl) —端接Vdd，另一端接第四MOS管(M3)漏極后，作為Vcc-1. 3V輸出端。
7.如權利要求6所述一種PECL電平接口電路，其特征在于所述輸出驅(qū)動模塊還包括 一開關輸出部分，其中所述開關輸出部分包括一第五MOS管(M4)、一第六MOS管(IK)和一第七MOS管(M6)； 所述第六MOS管(M5)與第七MOS(M6)管彼此源極相接，各自漏極作為PECL電平輸出端，各 自柵極作為輸入端與所述增益模塊的差分信號輸出端連通；所述第五MOS管(M4)源極接Vdd，漏極接第六和第七MOS管(M5和M6)的源極，作為受控電流源提供第六和第七MOS管 (M5和M6)的輸出電流；所述上拉電位部分包括一第八MOS管(M7)和一第九MOS管(M8)，此二 MOS管源極相通 并連接Vdd ；柵極也相連同時與所述負反饋模塊的反饋信號端連接；而漏極分別連接所述 PECL信號電平輸出端。
8.如權利要求1至7任一項所述一種PECL電平接口電路，其特征在于所述增益模塊 為一帶恒流源的差分放大器。
9.如權利要求8所述一種PECL電平接口電路，其特征在于所述差分放大器包括 一對差分MOS管對，該MOS管對的柵極作為差分信號輸入端；漏極各自連接一漏極電阻，并作為放大的差分信號輸出端；所述漏極電阻各自另一端相連后連接一共模電阻，共模 電阻另一端接Vdd;另有一工作在飽和區(qū)，柵極受控的MOS管作為該差分放大器的恒流源；其漏極與所述 差分MOS管對源極相連，其源極接地。
10.如權利要求1至6任一項所述一種PECL電平接口電路，其特征在于所述增益模塊、 輸出驅(qū)動模塊和負反饋模塊均在同一片上系統(tǒng)實現(xiàn)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種PECL電平接口電路，其特征在于它包括一增益模塊，一輸出驅(qū)動模塊和一共模負反饋模塊；增益模塊接收輸入的CMOS差分信號并加以放大，通過差分信號輸出端傳送至所述輸出驅(qū)動模塊，最后從輸出驅(qū)動模塊的PECL電平輸出端輸出；所述共模負反饋模塊其輸入端與所述PECL電平輸出端并聯(lián)，并向所述輸出驅(qū)動模塊提供負反饋信號；所述輸出驅(qū)動模塊和所述負反饋模塊共同將放大后的差分信號進行電平修正，使最終從PECL電平輸出端輸出的信號滿足具有Vcc-1.3V共模電壓的PECL電平。本發(fā)明以共模負反饋模塊提供共模負反饋的形式，在驅(qū)動模塊中對信號進行共模電壓的修正，使CMOS工藝的電路可以輸出PECL電平標準的信號。
文檔編號H03K19/0175GK102088284SQ20101060596
公開日2011年6月8日 申請日期2010年12月24日 優(yōu)先權日2010年12月24日
發(fā)明者林少衡 申請人:廈門優(yōu)迅高速芯片有限公司