[发明专利]一种百兆以太网自适应阈值电路

说明书

本发明公开一种百兆以太网自适应阈值电路，属于通信技术领域。所述百兆以太网自适应阈值电路包括峰值‑谷值检测电路和阈值产生电路，具体的，所述峰值‑谷值检测电路包括峰值检测电路和谷值检测电路，分别测量输入信号MLT‑3波形的峰值和谷值，并输出信号至所述阈值产生电路；所述阈值产生电路包括单位增益负反馈结构和电阻分压电路，将所述峰值‑谷值检测电路的输出信号通过电阻分压，得到数据切片所需的切片阈值Vthp、Vthn和共模电压Vcm。

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种百兆以太网自适应阈值电路。

背景技术

通信领域中，最初的以太网传输速率只有10Mbps，采用基于CSMA/CD(CarrierSense Multiple Access with Collision Detection，带有冲突检测的载波监听多路访问)协议的宽带传输方式，称为标准以太网。随着网络不断发展，传统的标准以太网已经难以满足日益增长的网络速率需求。1995年3月，IEEE正式发布快速以太网(100BASE-TX)标准：IEEE802.3u，开启了100M以太网时代。

基于100BASE-TX的100M以太网传输媒介为两对5类非屏蔽双绞线(UnshieldedTwisted Pair，UTP)：一对连向集线器，另一对从集线器引出，支持全双工模式。数字域采用的编码方式为：由MAC层与PHY层的4b数据接口起始，首先经过4b/5b编码，将并行25M 4b数据转换为并行25M 5b数据，保证线路中所传输的二进制码流中有足够多的跳变；5b数据经过并串转换模块转为串行125M NRZ(非归零码)编码数据，再经过NRZ转NRZI(非归零反转码)编码，NRZ和NRZI都是单极性码，只有正电平和零电平，无负电平，包含很多直流成分，依然不适合作为电接口信号传输；最终经过NRZI转MLT-3(多电平传输码)编码，得到的MLT-3数据经由驱动器电路转换为模拟信号发送至双绞线；其编码过程如图1所示。

MLT-3编码是三态编码，包含逻辑“+1”、“0”、“-1”，其编码特点是逢“1”跳变，逢“0”保持不变。百兆以太网物理层驱动器输出一对差分MLT3波形，IEEE 802.3u协议对MLT3波形进行了明确的规范：差分输出幅值范围为0.95～1.05V，差分输出电流为38～42mA，上升下降沿时间为3～5ns，对于接收电路而言，要将从双绞线上接收到的MLT-3波形进行数据划分，即准确分辨传输信号是“+1”、“0”还是“-1”，这个过程称为数据切片，那么切片阈值就显得尤为重要，切片阈值的准确与否直接影响接收数据的误码率。

目前市场上的百兆以太网产品多采用图2所示的接收电路解决方案，采用模数转换器(ADC)对输入的差分MLT-3波形进行采样和量化，ADC的时钟由时钟恢复电路提供，ADC输出的多比特数据即为MLT-3波形幅值的量化信息，ADC的输出数据交由数字电路进行处理，数据切片过程在数字域完成。该方案可以准确完成数据切片，但是ADC电路规模较大，一般需要7比特及以上的分辨率，电路结构复杂，功耗较大，需要提供专用的时钟电路。

发明内容

本发明的目的在于提供一种百兆以太网自适应阈值电路，以解决现有的现有ADC接收解决方案结构复杂、功耗大的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种百兆以太网自适应阈值电路，用于百兆以太网PHY芯片，包括峰值-谷值检测电路和阈值产生电路；

所述峰值-谷值检测电路包括峰值检测电路和谷值检测电路，分别测量输入信号的峰值和谷值，并输出信号至所述阈值产生电路；

所述阈值产生电路包括单位增益负反馈结构和电阻分压电路，将所述峰值-谷值检测电路的输出信号通过电阻分压，得到数据切片所需的切片阈值Vthp、Vthn和共模电压Vcm，所述切片阈值Vthp、Vthn自动适应输入信号的幅值。

所述峰值检测电路包括比较器CMP1、NMOS管MN1和MN2、PMOS管MP1和MP2、负载电容Cp；其中，