用于數(shù)據(jù)相關(guān)信號的低功率電平移位電路的制作方法
【專利說明】用于數(shù)據(jù)相關(guān)信號的低功率電平移位電路
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請要求于2014年I月28日提交的美國臨時專利申請第61/932，689號的優(yōu)先權(quán)的權(quán)益，通過引用將其全部內(nèi)容結(jié)合于本文中。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本說明書總體上涉及寬帶通信，并且更具體地但不排他地涉及用于數(shù)據(jù)相關(guān)信號(data-dependent signal，數(shù)據(jù)依賴性信號)的低功率電平移位電路(level-shiftcircuit)的技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0004]高分辨率數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)電路通常被用在眾多的通信電路中。例如，寬帶和高速(例如，10千兆位)的以太網(wǎng)通信電路可使用多GHz (mult1-GHz)和高分辨率DAC電路。大幅值推挽式DAC電路可包括可以由高壓域(例如，3.3V)供電電壓驅(qū)動的開關(guān)(例如，PMOS開關(guān))。然而，DAC電路需要能夠利用數(shù)據(jù)相關(guān)的低壓域(例如，0.8V至1.2V)輸入數(shù)字信號進(jìn)行操作。因此，為了正常運(yùn)行DAC電路，輸入數(shù)字信號需要穿過可以將輸入數(shù)字信號的電壓電平從低壓域轉(zhuǎn)換成高壓域的電平移位電路。
[0005]現(xiàn)有的電平移位電路可能存在多個缺點(diǎn)，例如，電平變換器通常不能使用大芯片區(qū)域來使信號的“O”電平(例如，與低壓供電相關(guān))移位或者是高耗電的。當(dāng)信號被用作使用薄氧化物PMOS開關(guān)輸入至大幅值推挽式DAC電路的信號時，理想的是使信號的“O”電平移位。此外，一些傳統(tǒng)的電平移位電路不能利用數(shù)據(jù)相關(guān)的數(shù)字信號(例如，歸零信號(return-to-zero signal)適當(dāng)?shù)夭僮鞑⑶疫m合于固定占空比的輸入信號(例如，時鐘信號)。由高壓電源驅(qū)動電流通過DAC開關(guān)或者使用高耗電的片上低壓差(LDO)穩(wěn)壓器會導(dǎo)致現(xiàn)有的解決方案中的高功耗。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種用于數(shù)據(jù)相關(guān)信號的低功率電平移位電路，所述電路包括:緩沖器電路，通過低壓域電壓源進(jìn)行偏置并且被配置為接收數(shù)據(jù)相關(guān)信號；耦合電容器，于第一節(jié)點(diǎn)處耦接至所述緩沖器電路的輸出節(jié)點(diǎn)；以及偏置電路，耦接至所述耦合電容器的第二節(jié)點(diǎn)和開關(guān)，其中，所述電平移位電路被配置為將接收到的數(shù)據(jù)相關(guān)信號的電壓電平轉(zhuǎn)換成適合于正確操作所述開關(guān)的高壓域。
[0007]其中，所述開關(guān)包括DAC開關(guān)，其中，所述DAC開關(guān)包括PMOS開關(guān)，其中，所述電平移位電路被配置為允許使用用于所述DAC開關(guān)的薄氧化物PMOS開關(guān)，并且其中，利用高壓域供電電壓對所述DAC開關(guān)進(jìn)行偏置。
[0008]其中，所述數(shù)據(jù)相關(guān)信號包括數(shù)字信號，其中，所述數(shù)字信號包括低壓域歸零信號，并且其中，所述低壓域包括大致在0.8伏特與1.2伏特之間的電壓范圍。
[0009]其中，所述偏置電路由與所述數(shù)據(jù)相關(guān)信號同步的時鐘信號控制。
[0010]其中，所述偏置電路被配置為在所述耦合電容器的所述第二節(jié)點(diǎn)處提供電壓電平，并且其中，所述電壓電平由時鐘信號控制，并且其中，所述電壓電平追蹤所述數(shù)據(jù)相關(guān)信號的平均電壓電平。
[0011 ] 其中，所述高壓域包括大致在兩伏特與六伏特之間的電壓范圍。
[0012]其中，所述偏置電路包括耦接至PMOS晶體管和小耦合電容器的分壓器，并且其中，所述PMOS晶體管是快速薄氧化物PMOS晶體管。
[0013]其中，當(dāng)所述數(shù)據(jù)相關(guān)信號為一時，所述PMOS晶體管在所述耦合電容器的所述第二節(jié)點(diǎn)處提供高壓。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種用于設(shè)置用于數(shù)據(jù)相關(guān)信號的低功率電平移位電路的方法，所述方法包括:配置緩沖器電路以通過低壓域電壓源進(jìn)行偏置并且配置所述緩沖器電路以接收數(shù)據(jù)相關(guān)信號；將耦合電容器于第一節(jié)點(diǎn)處耦接至所述緩沖器電路的輸出節(jié)點(diǎn)；將偏置電路耦接至所述耦合電容器的第二節(jié)點(diǎn)和開關(guān)；以及配置所述電平移位電路以將接收到的數(shù)據(jù)相關(guān)信號的電壓電平轉(zhuǎn)換成適合于正確操作所述開關(guān)的高壓域。
[0015]其中，所述開關(guān)包括DAC開關(guān)，其中，所述DAC開關(guān)包括PMOS開關(guān)。
[0016]所述方法進(jìn)一步包括配置所述電平移位電路以允許使用用于所述DAC開關(guān)的薄氧化物PMOS開關(guān)，并且其中，通過使用高壓域供電電壓對所述DAC開關(guān)進(jìn)行偏置。
[0017]所述方法進(jìn)一步包括通過與所述數(shù)據(jù)相關(guān)信號同步的時鐘信號來控制所述偏置電路。
[0018]所述方法進(jìn)一步包括配置所述偏置電路以在所述耦合電容器的所述第二節(jié)點(diǎn)處提供電壓電平；并且通過時鐘信號控制所述電壓電平。
[0019]所述方法進(jìn)一步包括配置所述偏置電路以提供追蹤所述數(shù)據(jù)相關(guān)信號的平均電壓電平的所述電壓電平。
[0020]其中，所述偏置電路包括耦接至PMOS晶體管和小耦合電容器的分壓器，并且其中，所述PMOS晶體管是快速薄氧化物PMOS晶體管。
[0021]其中，當(dāng)所述數(shù)據(jù)相關(guān)信號為一時，所述PMOS晶體管在所述耦合電容器的所述第二節(jié)點(diǎn)處提供高壓。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的又一個方面，提供了一種通信裝置，包括:數(shù)模轉(zhuǎn)換器DAC電路，被配置為將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，所述DAC電路包括開關(guān)；電平移位電路，被配置為將數(shù)據(jù)相關(guān)信號的電壓電平轉(zhuǎn)換成適合于正確操作所述開關(guān)的高壓域，所述電平移位電路包括:緩沖器電路，通過低壓域電壓源進(jìn)行偏置并且被配置為接收所述數(shù)據(jù)相關(guān)信號；耦合電容器，于第一節(jié)點(diǎn)處耦接至所述緩沖器電路的輸出節(jié)點(diǎn)；以及偏置電路，耦接至所述耦合電容器的第二節(jié)點(diǎn)和所述開關(guān)。
[0023]其中，所述開關(guān)包括DAC開關(guān)，其中，所述DAC開關(guān)包括PMOS開關(guān)，其中，所述電平移位電路被配置為允許使用用于所述DAC開關(guān)的薄氧化物PMOS開關(guān)，并且其中，利用高壓域供電電壓對所述DAC開關(guān)進(jìn)行偏置。
[0024]其中，所述數(shù)據(jù)相關(guān)信號包括數(shù)字信號，其中，所述數(shù)字信號包括低壓域歸零信號，并且其中，所述低壓域包括大致在0.8伏特與1.2伏特之間的電壓范圍。
[0025]其中，所述偏置電路由與所述數(shù)據(jù)相關(guān)信號同步的時鐘信號控制；所述偏置電路被配置為在所述耦合電容器的所述第二節(jié)點(diǎn)處提供電壓電平；所述電壓電平由時鐘信號控制；所述電壓電平追蹤(track)所述數(shù)據(jù)相關(guān)信號的平均電壓電平；所述偏置電路包括耦接至PMOS晶體管和小耦合電容器的分壓器；所述PMOS晶體管是快速薄氧化物PMOS晶體管；以及當(dāng)所述數(shù)據(jù)相關(guān)信號為一時，所述PMOS晶體管在所述耦合電容器的所述第二節(jié)點(diǎn)處提供尚壓。
【附圖說明】
[0026]在所附權(quán)利要求中闡述了本技術(shù)的某些特征。然而，為了說明的目的，通過以下附圖闡述了本技術(shù)的幾個實(shí)施例。
[0027]圖1A和圖1B示出了根據(jù)一個或多個實(shí)施方式的用于數(shù)據(jù)相關(guān)信號的電平移位電路的示例的高層次框圖和對應(yīng)的邏輯圖。
[0028]圖2A和圖2B示出了根據(jù)一個或多個實(shí)施方式的用于數(shù)據(jù)相關(guān)信號的電平移位電路的實(shí)施方式的示例。
[0029]圖3示出了用于提供根據(jù)一個或多個實(shí)施方式的用于數(shù)據(jù)相關(guān)信號的電平移位電路的方法的示例。
[0030]圖4示出了根據(jù)一個或多個實(shí)施方式的無線通信裝置的示例。
【具體實(shí)施方式】
[0031]下面所闡述的【具體實(shí)施方式】旨在描述本技術(shù)的各種配置并且并不旨在表示可實(shí)踐本技術(shù)的唯一配置。附圖被包含在本文中并且構(gòu)成【具體實(shí)施方式】的一部分。【具體實(shí)施方式】包括用于提供對本技術(shù)的全面理解的目的的具體細(xì)節(jié)。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)清楚且顯而易見的是，本技術(shù)并不限于本文中所闡述的具體細(xì)節(jié)且可使用一個或多個實(shí)施方式來實(shí)踐。在一個或多個示例中，為了避免混淆本技術(shù)的概念，以框圖的形式示出了熟知的結(jié)構(gòu)和部件。
[0032]本技術(shù)提供了用于設(shè)置用于數(shù)據(jù)相關(guān)信號的低功率電平移位電路的方法和實(shí)施方式。本技術(shù)包括多個有利的特征，諸如允許數(shù)據(jù)相關(guān)信號的電平移位、操作具有顯著降低(例如，降低了三倍)的功耗、占用更少的芯片面積以及無數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)邊沿速率劣化，由于LDO的有限輸出阻抗，故這通常出現(xiàn)在使用LDO或者使用低速電平轉(zhuǎn)換器的傳統(tǒng)解決方案中。本技術(shù)的電平移位電路可被用在多個應(yīng)用中，例如，在以太網(wǎng)(例如，10千兆位以太網(wǎng))開關(guān)、機(jī)頂盒(STBs)、手持通信裝置和可以從高速和高分辨率數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)(例如，諸如B類推挽式DAC的多GHz推挽式DAC)中受益的其他應(yīng)用中。
[0033]圖1A和圖1B示出了根據(jù)本技術(shù)的一個或多個實(shí)施方式的用于數(shù)據(jù)相關(guān)信號的電平移位電路100A的示例的高層次框圖和對應(yīng)的邏輯圖100B。電平移位電路100A是包括緩沖器電路110、耦合電容器Ce以及偏置電路130的低功率電平移位器并且該電平移位電路耦接至開關(guān)。緩沖器電路110由低壓域電壓源進(jìn)行偏置并且接收數(shù)據(jù)相關(guān)信號102。耦合電容器Ce于第一節(jié)點(diǎn)112處耦接至緩沖器電路的輸出節(jié)點(diǎn)。偏置電路120耦接至耦合電容器Ce的第二節(jié)點(diǎn)118和開關(guān)130。
[0034]如通過邏輯圖100B所示，電平移位電路100A可以將所接收的數(shù)據(jù)相關(guān)信號102的電壓電平從低壓域(例如，如< 1.2V的IV域)轉(zhuǎn)換成適合于正確操作開關(guān)130的高壓域(例如，如3V至4V的3V域)。例如，可以通過電平移位電路100A將IV域的信號的示例且在OV與IV之間變化的信