[发明专利]将单端信号转换为差分信号的系统和方法

说明书

发明领域

本发明涉及一种可用于前置放大器电路的转换电路，特别涉及将单端信号转换为差分信号。

发明背景

前置放大器电路为安装于磁盘驱动器内的典型的低噪声放大器，用于放大磁盘驱动器中使用的信号。为了满足前置放大器的低噪声要求，可以将单端信号转换成差分信号，以减少或消除串扰。单端信号一般为由一个电压或电流确定的信号，而差分信号一般为由两个电流的差值确定的信号。所谓串扰即为一种不希望出现的在各系统部件之间的信号转移。

电流源中的任何噪声一般在单端信号中是显著的，因为在没有补偿的情况下电流源影响单端信号。但是，在由差分信号产生的信号中电流源的噪声一般都不显著，这是由于噪声在两个差分信号上均有反映，从而两个信号之间最后的差被保留下来。因此，将单端信号转换成差分信号一般可减少串扰。

在前置放大器电路中，在将单端信号转换成差分信号之前一般先要对单端信号进行一些放大(常称为增益)。这种单端增益会影响电流源，转而又通过该电流源对单端信号产生影响，造成串扰。因此，这种串扰一般会给可能穿过单端-差分转换器的单端信号造成限制。由于串扰，前置放大器的电流放大一般会在高频率处被截止，这是因为阻抗会变得太高以致使电路不能传送高频信号。

此外，也存在一些起因于流入地线的电流的串扰，这种流入地线的电流一般称为地电流。当电流流入地线时，地电位会出现波动。由于信号是相对于地电位测量的，地电位的波动会造成信号的波动，从而造成串扰。

最好有一种能防止串扰的单端-差分转换器。此外单端-差分转换器最好能处理较高频率的信号。本发明致力于设法满足这些需求。

发明概述

本发明涉及一种将单端信号转换成差分信号的转换电路。本发明的实施例中，通过保证转换电路中不存在直接接地的晶体管来避免串扰。通过不让晶体管直接接地，地电流得以避免，从而可以消除跟地电流相关的串扰。

另外，依据本发明的实施例，转换电路还以大于1的增益放大信号。因此，以前一般在转换电路之前进行的放大过程，现在可以在转换电路中进行。通过将放大过程从转换电路前转移到转换电路中，电流源与单端输入信号之间的串扰就可得以避免。

本说明书提出一种依据本发明实施例的用以将单端信号转换为差分信号的系统。该系统包括配置成将电流转换成电压的第一部件。该系统还包括跟第一部件相连接的第二部件。该系统还具有跟第一部件与第二部件相连接的第三部件，其中所述第一、第二与第三部件中没有一个直接接地，并且均以大于2的增益放大所述电流。

本说明书还提出一种依据本发明实施例的用以将单端信号转换为差分信号的方法。该方法包括如下步骤：将电流转换成电压；将差分电压输入到差分晶体管对(differential pair)；以及以大于2的增益放大所述电流。该方法中基本无地电流产生。

附图的简单说明

图1为传统的单端信号-差分信号转换电路的原理图。

图2为依据本发明实施例的单端信号-差分信号转换电路的原理图。

图3为依据本发明实施例的另一单端信号-差分信号转换电路的原理图。

图4为依据本发明实施例的将单端信号转换为差分信号的流程图。

实施例的详细说明

以下所作的说明从专利申请及其要求的角度进行的，并且使本技术领域的一般技术人员能够制造与使用本发明。对于本领域的技术人员来说，对本发明最佳实施例所作的各种修改将是不言而喻的，本说明书的一般原理也可应用于其他实施例。因此，本发明并不限于所给出的实施例，而具有跟本说明书中所载的原理与特征相一致的最宽泛的范围。

图1为传统的单端信号-差分信号转换电路的实例的原理图。图示的转换电路100包括电流源102、电压表104、接地端110以及晶体管106与108。晶体管106与108的类型的实例为一种增强型N型金属氧化物半导体(NMOS)。增强型NMOS晶体管一般具有正的阈电压。

将经放大的单端电流输入到传统电路100。该输入电流(I_in)遇到由晶体管106形成的阻抗。该阻抗将电流(I_in)转换成电压。晶体管108将该电压看作正电压，而晶体管106将该电压作为负电压接收。根据定义，流经晶体管106的电流的放大的增益为1，晶体管108的电流增益跟晶体管106的增益相匹配。因此，晶体管108的电流增益也是1。差分信号I_outP112a与I_outN112b具有同样的幅度。因此，差分电路100的电流增益为2。