[发明专利]一种高速信号检测方法和电路

说明书

技术领域

本发明属于电子电路设计技术，涉及一种高速信号检测方法和电路。该 发明可用于高速总线接收机应用。

背景技术

信号检测技术广泛应用于各种高速总线接口中，例如以太网、1394和PCIe 等。各类总线在传输过程中要协商速率，协商端口特性，判断总线是否空闲， 总线的信号是否为有效信号等，这些功能都是通过信号检测电路实现的。

通常，信号检测电路中采用采样保持电路对信号进行采样，然后与参考 电压进行比较。采样保持电路一般由运算放大器以及共模偏置电路等组成， 参考电压由独立参考电压模块产生，且还需要电平转换模块，这就导致信号 检测电路可检测的信号速率有限，电路结构复杂，功耗大、面积大。

发明内容

为了解决现有信号检测电路存在的检测速率有限，功耗大、面积大的技 术问题，本发明提供一种高速信号检测电路和方法，该方法采用电流模工作 方式提高信号检测速度，首先将差分输入信号由电压信号转换为电流信号， 为了检测输入信号的有效性需要判断信号幅度是否达到参考电流，参考电流 以电流模式与转换为电流模式差分信号的正负端以电流方式进行运算，运算 后得到四组电流信号，分别为差分信号的正端电流值，差分信号的负端电流 值，差分信号的正端减去参考电流后的电流值，差分信号的负端减去参考电 流后的电流值，再将这四组电流信号转换为电压信号输出到两路比较器，两 路比较器对输出的电压信号两两进行比较，比较结果再由低通滤波器处理消 除毛刺信号，滤波后的信号输入到二输入与非门进行处理，当与非门的输出 为低电平时，表示接收信号有效，当与非门的输出为低高电平时，表示接收 信号无效。

本发明的具体技术解决方案如下：

一种高速信号检测电路，其特殊之处在于：包括电流模运算电、可调电 流源、比较电路以及与非门，

可调电流源：用于产生参考电流：

电流模运算电路：将差分输入信号(RDP，RDN)由电压信号转换为电 流信号，参考电流与转换为电流模式差分信号的正负端以电流方式进行运算， 运算后得到四组电流信号，分别为差分信号的正端电流值，差分信号的负端 电流值，差分信号的正端减去参考电流后的电流值，差分信号的负端减去参 考电流后的电流值，再将这四组电流信号转换为电压信号输出到比较电路；

比较电路：对输出的电压信号两两进行比较；

与非门：对比较结果进行逻辑处理：当与非门的输出信号为低电平时， 则表示输入信号有效，当与非门的输出为低高电平时，表示输入信号无效。

还包括低通滤波器，所述低通滤波器连接在比较电路和与非门之间，用 于对比较结果进行处理消除毛刺信号。

上述比较电路包括比较器CMP1和比较器CMP2，

所述电流模运算电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻 R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、PMOS管PM1、PMOS管PM2、PMOS 管PM3、PMOS管PM4以及NMOS管NM1，

电阻R2的一端、电阻R4的一端、PMOS管PM2的源极和PMOS管PM4 源极均接差分输入信号的RDP；

电阻R1的一端、电阻R3的一端、PMOS管PM1的源极和PMOS管PM3 源极均接差分输入信号的RDN；

电阻R1、电阻R2、电阻R3和电阻R4的另一端均与VDD连接；

由外部提供偏置电压VBP给PMOS管PM1、PMOS管PM2、PMOS管 PM3和PMOS管PM4的栅极，

NMOS管NM1的栅极和漏极短接，并与电阻R9、电阻R10、电阻R11 和电阻R12的一端连接；NMOS管NM1的源极接到GND，

电阻R9的另一端和PMOS管PM1的漏极输出电压信号VO2至连比较器 CMP1的负向输入端；

电阻R10的另一端和PMOS管PM2的漏极输出电压信号VO1至连比较 器CMP1的正向输入端；

电阻R11的另一端和PMOS管PM3的漏极输出电压信号VO3至连比较 器CMP2的正向输入端；

电阻R12的另一端和PMOS管PM4的漏极输出电压信号VO4至连比较 器CMP2的负向输入端，

比较器CMP1输出比较结果VI1给低通滤波器，比较器CMP2输出比较 结果VI2给低通滤波器。