CN101430569B

CN101430569B - 直流偏移校正装置及方法

Info

Publication number: CN101430569B
Application number: CN2007101850785A
Authority: CN
Inventors: 刘仁杰; 康汉彰
Original assignee: Realtek Semiconductor Corp
Current assignee: Realtek Semiconductor Corp
Priority date: 2007-11-06
Filing date: 2007-11-06
Publication date: 2011-03-30
Anticipated expiration: 2027-11-06
Also published as: CN101430569A

Abstract

本发明是提供一种直流偏移校正装置。该装置包含有调整电路与偏移校正电路，其中该调整电路用来接收输入信号与偏移校正信号，并依据该偏移校正信号来调整该输入信号以产生输出信号，而该偏移校正电路是耦接于该输出信号与该调整电路，并用来依据至少该输出信号与预定临界值来决定该偏移校正信号。

Description

直流偏移校正装置及方法

技术领域

本发明是关于直流偏移校正技术，尤指一种通过比较信号值与预定临界值来校正前述信号的直流电平的校正装置及方法。

背景技术

一般而言，为了调整因为通道效应，因为制程、电源供应电压、或是温度变化，或是因其它因素所造成的直流偏移(DC off set)，以使得所接收进来的信号值的变动范围能够落在后级电路(例如模拟数字转换器)的动态范围(dynamic range)中，而避免信号值因饱和(saturation)而失真，在通讯系统的接收端或是其它有此需求的系统中，均会设计直流偏移校正(DC off setcalibration)机制。

目前直流偏移校正装置大致上可分成两类，分别是在线(on-line)校正与离线(off-line)校正，其中在线校正直流偏移的机制一般是直接使用交流耦合(AC Coupling)的方式来实时地消除输入信号的直流偏移，或者使用回路控制以反馈的方式来消除输入信号的直流偏移，然而此种机制由于电阻、电容元件本身会使得时间常数(time constant)过大而导致对于输入信号的直流电平改变的反应速度将会过慢；另一方面，离线校正直流偏移的机制则是在离线时便预先决定出用来消除直流偏移的调整量，而在在线运作时便直接使用该调整量来消除输入信号的直流偏移，然而，此种机制因为只在离线时决定调整量，因此，无法实时反应输入信号的直流电平的改变来动态地改变调整量的大小。此外，上述两种机制在实作时需要长时间地检测输入信号中的直流电平以取得统计上平均的直流偏移调整量，因此直流偏移的校正速度将会较慢，若又牵涉到闭回路(closed loop)收敛的问题时，则检测输入信号的直流电平所需要的时间将会更长。

发明内容

因此本发明的目的之一在于提供一种至少依据输出信号与预定临界值以适时反应输入信号的直流电平改变的直流偏移校正装置，其是通过改变输入信号的直流电平将输入信号的振幅控制于所要的预定临界值(例如预定振福范围)内。

依据本发明的一个方面，其是揭露一种直流偏移校正装置。该装置包含有调整电路与偏移校正电路，其中该调整电路用来接收输入信号与偏移校正信号，并依据该偏移校正信号来调整该输入信号以产生输出信号，而该偏移校正电路是耦接于该输出信号与该调整电路，并用来依据至少该输出信号与预定临界值来决定该偏移校正信号。

依据本发明的另一个方面，其还揭露一种直流偏移校正方法。该方法包含有：接收输入信号与偏移校正信号并依据该偏移校正信号来调整该输入信号以产生输出信号，以及依据至少该输出信号与预定临界值来决定该偏移校正信号。

依据本发明的另一个方面，其还揭露一种直流偏移校正装置，其包含有：调整电路，用来接收输入信号与偏移校正信号并依据该偏移校正信号来调整该输入信号以产生输出信号；以及偏移校正电路，耦接至该调整电路与该输出信号，其中若预定条件满足时，该偏移校正电路才会依据该输出信号来调整该偏移校正信号，以及若该预定条件未满足时，该偏移校正电路会保持该偏移校正信号。

依据本发明的另一个方面，其还揭露一种直流偏移校正方法，其包含有：接收输入信号与偏移校正信号并依据该偏移校正信号来调整该输入信号以产生输出信号；以及若预定条件满足时，依据该输出信号来调整该偏移校正信号，以及若该预定条件未满足时，保持该偏移校正信号。

附图说明

图1为本发明第一实施例的直流偏移校正装置的示意图。

图2为本发明第二实施例的直流偏移校正装置的示意图。

图3为本发明第三实施例的直流偏移校正装置的示意图。

图4为本发明第四实施例的直流偏移校正装置的示意图。

图5为本发明第五实施例的直流偏移校正装置的示意图。

图6为本发明第六实施例的直流偏移校正装置的示意图。

图7为图5与图6所示的差动放大电路的示意图。

图8为本发明第七实施例的直流偏移校正装置的示意图。

图9为本发明第八实施例的直流偏移校正装置的示意图。

图10为本发明第九实施例的直流偏移校正装置的示意图。

图11为本发明第十实施例直流偏移校正装置的示意图。

[主要元件标号说明]

100、300、400、500、600、800、900、1000、1100	直流偏移校正装置	105、106、206	调整电路
				110、210、825、830、925、930、1025、1030、1125、1130	偏移校正电路	115、810、815	调整单元
120	放大单元	121、805	差动放大电路
				125、225、845、850、945、950、1045、1050、1145、1150	校正电路	230、235	二极管单元
705	比较器	835、840	减法器

具体实施方式

请参照图1，图1是本发明第一实施例的直流偏移校正装置100的示意图。如图1所示，直流偏移校正装置100包含有调整电路105与偏移校正电路110，其中调整电路105包含有调整单元115与放大单元120，并用来依据偏移校正信号S_c的电压电平来调低输入信号S_in的电压电平，调整单元115是以减法器(如图1所示)来加以实现，而放大单元120为单端放大器(single-ended amplifier)并使用增益A₁来放大调整单元115的输出S_in’以产生输出信号S_out，因此，调整电路105依据偏移校正信号S_c的电压电平来调整输入信号S_in的电压电平以产生输出信号S_out；另外，偏移校正电路110依据输出信号S_out与预定临界值(例如预定临界电压电平)V_th、V_th’来决定偏移校正信号S_c，其中V_th的数值大于V_th’的数值，偏移校正电路110包含有电容C与校正电路125，其中校正电路125包含有比较器COMP、COMP’与晶体管Q、Q’，并用于控制电容C进行充电或放电来调整偏移校正信号S_c的电压电平，以间接调整输入信号S_in的电压电平；电容C进行充电或放电的条件为：若输出信号S_out满足对应预定临界电压电平V_th或是V_th’的预定条件时，则偏移校正电路110将调整偏移校正信号S_c，反之，若输出信号S_out未满足该预定条件，则偏移校正电路110将保持偏移校正信号S_c。

在本实施例中，该预定条件为输出信号S_out达到预定临界电压电平V_th或V_th’并进入电平范围R或R’，举例来说，若该预定条件为输出信号S_out达到预定临界电压电平V_th并进入电平范围R时(电平范围R是高于预定临界电压电平V_th)，则比较器COMP会比较输出信号S_out与预定临界电压电平V_th而输出控制信号(此时呈现低逻辑电平)，而该控制信号会导通晶体管Q并使得电源V_cc经由晶体管Q对电容C进行充电，同时晶体管Q’将因为比较器COMP’所输出的控制信号是处于低逻辑电平而无法导通，偏移校正信号S_c的电压电平将会因为电容C进行充电而提升，因此，可间接地经由调整单元115来调降输入信号S_in的电压电平，换言之，当输出信号S_out的电压电平高于预定临界电压电平V_th时，偏移校正电路110可适时地调降输入信号S_in的电压电平来达成控制输入信号S_in的电压电平于一振幅范围内以避免过高的直流电平偏移；反之，若该预定条件为输出信号S_out达到预定临界电压电平V_th’并进入电平范围R’时(电平范围R’是低于预定临界电压电平V_th’)，比较器COMP’会比较输出信号S_out与预定临界电压电平V_th’来输出控制信号(此时呈现高逻辑电平)，则该控制信号会导通晶体管Q并使得电容C经由晶体管Q’而对地进行放电，晶体管Q会因为比较器COMP所输出的控制信号处于高逻辑电平而无法导通，偏移校正信号S_c的电压电平将因为电容C进行放电而降低，因此，可间接地经由调整单元115而提升输入信号S_in的电压电平，换言之，当输出信号S_out的电压电平低于预定临界电压电平V_th’时，偏移校正电路110可实时地提升输入信号S_in的电压电平来达成控制输入信号S_in的电压电平落入一振幅范围内以避免过低的直流电平偏移。

如上所述可知，当输出信号S_out达到预定临界电压电平V_th或V_th’并进入电平范围R或R’时，晶体管Q及Q’二者其中之一会因为输出信号S_out的状态而导通，并藉此影响用来进行直流偏移校正的偏移校正信号S_c的电压电平；也就是说，此时本实施例的直流偏移校正装置100乃是以闭回路反馈的方式来进行直流偏移校正。相反地，当输出信号S_out处于预定临界电压电平V_th及V_th’之间而没有进入电平范围R或R’时，晶体管Q及Q’二者均因输出信号S_out的状态而处于关闭状态，因此输出信号S_out并不会对用来进行直流偏移校正的偏移校正信号S_c的电压电平造成影响，偏移校正信号S_c的电压电平则会因为电容效应而维持先前的状态；也就是说，此时本实施例的直流偏移校正装置100乃是以开回路反馈的方式，通过所维持的先前状态来进行直流偏移校正。

请参考图2，图2是本发明第二实施例的直流偏移校正装置200的示意图。如图2所示，直流偏移校正装置200包含有调整电路105与偏移校正电路210，其中偏移校正电路210包含有电容C与具有二极管单元230、235的校正电路225，为了简化说明起见，图2中仅显示二极管D、D’来分别表示二极管单元230、235，然而本发明并不以此为限，在其它实施例中，二极管单元230、235分别可包含多个二极管。偏移校正电路210依据输出信号S_out、偏移校正信号S_c与预定临界值V_d、V_d’(本实施例中，其为预定临界电压差)来决定偏移校正信号S_c，其中预定临界电压差V_d、V_d’分别为二极管D、D’导通时所需要的电压差，而校正电路225会分别通过二极管D、D’控制电容C进行放电或充电来调整偏移校正信号S_c以间接调整输入信号S_in的电压电平；电容C进行充电或放电的条件为：若输出信号S_out与偏移校正信号S_c满足对应预定临界电压差V_d’(或是V_d)的预定条件时，则偏移校正电路210会调整偏移校正信号S_c，反之，若输出信号S_out与偏移校正信号S_c未满足该预定条件，则偏移校正电路210会保持偏移校正信号S_c。

在本实施例中，该预定条件为输出信号S_out与偏移校正信号S_c的电压差达到预定临界电压差V_d或V_d’。例如，若输出信号S_out的电压电平大于偏移校正信号S_c的电压电平(亦即二极管D’的P型区的电压电平大于其N型区的电压电平)并且其电压差达到预定临界电压差V_d’时，则二极管D’会因为顺向偏压电压差大于其导通所需要的预定临界电压差V_d’而导通，二极管D则因为处于反向偏压的状态而不导通，因此，输出信号S_out将通过二极管D’对电容C进行充电，而偏移校正信号S_c的电压电平因为电容C进行充电而提升，并间接地降低输入信号S_in的电压电平来达成控制输入信号S_in的电压电平于一振幅范围内以避免过高的直流电平偏移；反之，若输出信号S_out的电压电平小于偏移校正信号S_c的电压电平(亦即二极管D的N型区的电压电平小于其P型区的电压电平)并且其电压差达到预定临界电压差V_d，则二极管D会因为顺向偏压电压差大于其导通所需要的预定临界电压差V_d而导通，二极管D’则因为处于反向偏压状态而不导通，因此，电容C会通过二极管D来放电，而偏移校正信号S_c的电压电平会因为电容C进行放电而降低，将可间接地提升输入信号S_in的电压电平来达成控制输入信号S_in的电压电平于一振幅范围内以避免过低的直流电平偏移。

如上所述可知，当输出信号S_out达到预定临界电压电平V_d或V_d’时，二极管D及D’二者其中之一会因为输出信号S_out的状态而导通，并藉此影响用来进行直流偏移校正的偏移校正信号S_c的电压电平；也就是说，此时本实施例的直流偏移校正装置200乃是以闭回路反馈的方式来进行直流偏移校正。相反地，当输出信号S_out处于预定临界电压电平V_d及V_d’之间时，二极管D及D’二者均因输出信号S_out的状态而处于关闭状态，因此输出信号S_out并不会对用来进行直流偏移校正的偏移校正信号S_c的电压电平造成影响，偏移校正信号S_c的电压电平则会因为电容效应而维持先前的状态；也就是说，此时本实施例的直流偏移校正装置200乃是以开回路反馈的方式，通过所维持的先前状态来进行直流偏移校正。

此外，于其它实施例中，亦可参考放大单元120放大前的信号不参考放大单元120的输出来校正输入信号S_in的直流偏移，亦即直接将调整单元115的输出S_in’馈入比较器COMP、COMP’或是二极管D、D’并设定适当的预定临界电压电平V_th、V_th’或是预定临界电压差V_d或V_d’，此种形式的电路组态亦可达到校正输入信号S_in的直流偏移的目的(请参阅图3以及图4，图3与图4分别是本发明第三、第四实施例的直流偏移校正装置300与400的示意图)。再者，请参阅图5与图6，图5与图6分别是本发明第五、第六实施例的直流偏移校正装置500与600的示意图，偏移校正电路110、210可应用于校正差动输入信号S₁、S₂的直流偏移以及差动放大电路121中因晶体管制程不匹配所造成的直流偏移。接着，请参阅图7，图7为图5与图6中的差动放大电路121的一实施例的示意图。图7中所示者为一常见的差动放大电路，差动放大电路121是由多个主动元件如晶体管来分别作为其增益级(gain stage)及负载(loading)，其实作方式及操作原理为本领域技术人员所广泛悉知，故不在此赘述。应注意的是，差动放大电路121另包含有共模反馈路径，耦接于其输出端及输入端之间，用以将输出端的正负端信号的共模电压(即直流电平)控制于参考共模电压值V_cm。于本实施例中，共模反馈路径是由耦接于输出端的二电阻及一比较器705所组成，比较器705依据该二电阻的中点电压与参考共模电压值V_cm来控制二主动负载。通过上述共模反馈路径的运作，输出信号的正负端信号S₁’、S₂’的直流电平即可趋于一致，此时再加以由于所处理的差动信号具有最大振幅对称或是固定包络的特性，故当正负端信号S₁’、S₂’的其中之一因偏移校正电路110或210的运作而进行了直流偏移的校正时，其另一将亦得以确保会有同等的校正效果。

另外，在上述实施例中，若仅考虑校正过高的直流偏移，则可由校正电路125中移除比较器COMP’与晶体管Q’或是由校正电路225中移除二极管D，此时校正电路125仅于输出信号S_out大于预定临界电压电平V_th时控制晶体管Q导通以使电容C进行充电来达到调校过高直流偏移的目的，而校正电路225则仅于二极管D’导通时对电容C进行充电来达到调校过高直流偏移的目的；另一方面，若仅考虑校正过低的直流偏移，则可由校正电路125中移除比较器COMP与晶体管Q或是由校正电路225中移除二极管D’，此时校正电路125仅于输出信号S_out小于预定临界电压电平V_th’时控制晶体管Q’导通以使电容C进行放电来达到调校过低直流偏移的目的，而校正电路225则仅于二极管D导通时通过电容C进行放电来达到调校过低直流偏移的目的。

对于差动输入信号对而言，若其具有最大振幅(peak amplitude)对称或是固定包络(constant envelop)的特性(例如无线局域网络(WLAN)中正交频分复用(OFDM)信号的前置数据(preamble))，则只要在设计直流偏移校正机制时，同时控制使得差动输入信号对的正负两端的直流电平趋于一致，即可达到同时校正差动信号的正负两端的直流偏移的目的。由于对于上述具有最大振幅对称或是固定包络特性的差动信号对而言，其正端信号的最大振幅(即其峰值至其直流电平的大小)是与其负端信号的最大振幅相对称(即大小相同而方向相反)，因此，只要能在进行直流偏移校正的同时，将校正后的正端信号与负端信号的直流电平调整为同一值，即可确保当其中之一的直流偏移校正满足后级电路的输入范围要求时，其另一的直流偏移校正亦满足之。

请参阅图8，图8是本发明第七实施例的直流偏移校正装置800的示意图。如图8所示，直流偏移校正装置800分别校正输入信号S₁、S₂(在此假设输入信号S₁、S₂具有最大振幅对称或是固定包络的特性)以及直流偏移校正装置800中差动放大电路805因制程不匹配所造成的直流偏移以产生输出信号S₁’、S₂’。直流偏移校正装置800还包含有调整单元810、815(分别利用减法器835与840来实现)与偏移校正电路825、830，其中调整单元810依据偏移校正信号S_c1的电压电平来调整输入信号S₁的电压电平，其调整后的输出信号经过放大而产生输出信号S₁’，调整单元815则依据偏移校正信号S_c2的电压电平来调整输入信号S₂的电压电平，而其调整后的输出信号亦经过放大以产生输出信号S₂’。

另外，偏移校正电路825包含有电容C₁以及具有晶体管Q₁与比较器COMP₁的校正电路845，其用于依据输出信号S₁’的电压电平与预定临界值V_th来决定偏移校正信号S_c1的电压电平，若输出信号S₁’满足对应预定临界值V_th的第一预定条件时，则偏移校正电路825会利用比较器COMP₁控制晶体管Q₁导通来对电容C₁进行充电以调整偏移校正信号S_c1此时，直流偏移校正装置800即会因晶体管Q₁的导通而形成闭回路(closed loop)直流偏移校正机制；若输出信号S₁’未满足该第一预定条件，则偏移校正电路825会利用比较器COMP₁控制晶体管Q₁关闭，偏移校正电路825即会保持偏移校正信号S_c1此时，直流偏移校正装置800即会因晶体管Q₁的关闭而形成开回路(open loop)直流偏移校正机制；此外，偏移校正电路830包含有电容C₂与具有晶体管Q₂与比较器COMP₂的校正电路850，其是用来依据输出信号S₂’的电压电平与预定临界值V_th来决定偏移校正信号S_c2的电压电平，其中若输出信号S₂’满足对应预定临界值V_th的第二预定条件时，则偏移校正电路830才会利用比较器COMP₂控制晶体管Q₂导通来对电容C₂进行充电以调整偏移校正信号S_c2，反之，若输出信号S₂’未满足该第二预定条件，则偏移校正电路830会保持偏移校正信号S_c2。

如上所述，预定临界值V_th为预定临界电压电平，该第一预定条件为输出信号S₁’的电压电平超过预定临界电压电平V_th，而该第二预定条件则为输出信号S₂’的电压电平超过预定临界电压电平V_th。因此，若第一预定条件成立，则比较器COMP₁会输出具有低逻辑电平的控制信号来导通晶体管Q₁，电源V_cc将经由晶体管Q₁而对电容C₁进行充电，偏移校正信号S_c1的电压电平亦将随着电容C₁的充电而提升，而通过减法器835的作用，输入信号S₁的电压电平将被调降而产生输出信号S₁’，因此，输出信号S₁’的电压电平其最高值将受限于预定临界电压电平V_th。同样地，若第二预定条件成立，则偏移校正电路830的操作亦相同于偏移校正电路825的操作，比较器COMP₂会输出具有低逻辑电平的控制信号来导通晶体管Q₂，电源V_cc将经由晶体管Q₂而对电容C₂进行充电，偏移校正信号S_c2的电压电平亦将随着电容C₂的充电而提升，并通过减法器840的作用，输入信号S₂的电压电平将被调降而产生输出信号S₂’，因此输出信号S₂’的电压电平其最高值亦受限于预定临界电压电平V_th。如上所述，偏移校正电路825与830分别将输出信号S₁’、S₂’的最高电压电平限制于同一预定临界电压电平V_th，而由于输入信号S₁、S₂具有最大振幅对称或是固定包络的特性，则只要能够通过特定的控制机制，使得两输入信号S₁、S₂的直流偏移趋于相同数值，即可达到正负信号S₁、S₂同时完成直流偏移校正的目标。故对于后级电路(如模拟数字转换器，未显示于图8中)而言，若预定临界电压电平V_th的值是设计为较其输入的动态范围为小，则其输入端的直流偏移即不会发生信号饱合的现象。当然，本实施例中的直流偏移校正装置800亦可配合如图7所示的包含有共模反馈路径的差动放大电路121一并操作，以确保其正负端信号均得到适当的校正。因此，对于后级电路(未显示于图8中)来说在信号放大时将不会因为直流偏移而发生饱和现象。

此外，将两差动输出信号的最低振幅(即另一方向的峰值)限制于相同预定临界电压电平的方式亦可达成将其校正至相同的直流偏移电平，请参阅图9，图9是本发明第八实施例的直流偏移校正装置900的示意图。直流偏移校正装置800、900的主要差异在于直流偏移校正装置900是依据预定临界电压电平V_th’并分别利用偏移校正电路925、930中的比较器COMP₁、COMP₂与电容C₁、C₂经由晶体管Q₁’、Q₂’来对地进行放电而非利用电源V_cc进行充电来达成将差动输出信号S₁’、S₂’校正至相同的直流偏移电平。若第一预定条件成立，亦即输出信号S₁’的电压电平低于预定临界电压电平V_th’，则比较器COMP₁会输出具有高逻辑电平的控制信号来导通晶体管Q₁’，电容C₁将经由晶体管Q₁’对地放电，偏移校正信号S_c1的电压电平亦将随着电容C₁的放电而降低，因此，输入信号S₁的电压电平将被提升而产生输出信号S₁’，故输出信号S₁’的电压电平最低只能达到预定临界电压电平V_th’；同样地，若第二预定条件成立，亦即输出信号S₂’的电压电平低于预定临界电压电平V_th’，电容C₂将经由晶体管Q₂’对地放电，偏移校正信号S_c2的电压电平会随着电容C₂的放电而降低，输入信号S₂的电压电平将被提升而产生输出信号S₂’，故输出信号S₂’的电压电平最低只能达到预定临界电压电平V_th’。如上所述，输出信号S₁’、S₂’的最低电压电平将被限制于相同的电压电平V_th’。同样地，本实施例中的直流偏移校正装置900亦会配合如图7所示的包含有共模反馈路径的差动放大电路121一并操作，以确保其正负端信号均得到适当的校正。因此，对于后级电路(未显示于图9中)来说在信号放大时将不会因为直流偏移而发生饱和现象。

请参阅图10，图10是本发明第九实施例的直流偏移校正装置1000的示意图，其中直流偏移校正装置1000是分别利用输出信号S₁’与S₂’的电压电平、偏移校正信号S_c1与S_c2以及校正电路1045与1050所包含的二极管单元(为简化说明，图10中仅分别以二极管D₁、D₂来表示之)所对应的预定临界值V_D来决定偏移校正信号S_c1、S_c2的电压电平，而预定临界值V_D于本实施例中为预定临界电压差。当输出信号S₁’满足对应预定临界电压差V_D的第一预定条件时(本实施例中，第一预定条件为输出信号S₁’与偏移校正信号S_c1的电压差达到预定临界电压差V_D)，偏移校正电路1025才会调整偏移校正信号S_c1，否则偏移校正电路1025会保持偏移校正信号S_c1；同样地，当输出信号S₂’满足对应预定临界电压差V_D的第二预定条件时(本实施例中，第二预定条件为输出信号S₂’与偏移校正信号S_c2的电压差达到预定临界电压差V_D)，偏移校正电路1030才会调整偏移校正信号S_c2，否则偏移校正电路1030会保持偏移校正信号S_c1。

预定临界电压差V_D系指使二极管D₁、D₂顺向导通所需要的最低偏压，即开启电压(turn-on voltage)(在此假设其偏压均相同)，换言之，当输出信号S₁’的电压电平高于偏移校正信号S_c1的电压电平并达到预定临界电压差V_D时，二极管D₁会导通而输出信号S₁’会经由二极管D₁对电容C₁进行充电以提升偏移校正信号S_c1的电压电平，同样地，当输出信号S₂’的电压电平高于偏移校正信号S_c2的电压电平并达到预定临界电压差V_D时，输出信号S₂’将经由被导通的二极管D₂对电容C₂进行充电以提升偏移校正信号S_c2的电压电平；同样地，本实施例中的直流偏移校正装置1000亦会配合如图7所示的包含有共模反馈路径的差动放大电路121一并操作，以确保其正负端信号均得到适当的校正，而使得后级电路不会发生错误操作。

请参阅图11，图11是本发明第十实施例的直流偏移校正装置1100的示意图。在此实施例中，其是将图10所示的二极管D₁、D₂的连接关系置换成如图1 1所示的二极管D₁、D₂，亦即，将二极管D₁、D₂的P型区分别改为连接至偏移校正信号S_c1与S_c2，而其N型区则分别改为连接至输出信号S₁’与S₂’，因此，当输出信号S₁’的电压电平低于偏移校正信号S_c1的电压电平而达到预定临界电压差V_D时，电容C₁会经由导通的二极管D₁进行放电来降低偏移校正信号S_c1的电压电平，并且当输出信号S₂’的电压电平低于偏移校正信号S_c2的电压电平而达到预定临界电压差V_D时，电容C₂经由导通的二极管D₂进行放电来降低偏移校正信号S_c2的电压电平。同样地，本实施例中的直流偏移校正装置1100亦会配合如图7所示的包含有共模反馈路径的差动放大电路121一并操作，以确保其正负端信号均得到适当的校正，故同样可将输出信号S₁’、S₂’限制于相同的直流偏移电平而使得后级电路不会发生错误操作。

再者，若不考虑差动放大电路805所提供的电压增益所带来的好处，亦可直接将调整单元810、815的输出馈入比较器COMP、COMP’或是二极管D、D’，并设定适当的预定临界电压电平V_th、V_th’或是预定临界电压差V_d或V_d’来达到校正输入信号S₁、S₂的直流偏移的目的，此亦属于本发明的范畴。显然，上述通过直接将调整单元810、815的输出馈入比较器COMP、COMP’或是二极管D、D’来达到校正输入信号S₁、S₂的直流偏移的机制，亦可配合如图7所示的包含有共模反馈路径的差动放大电路121一并操作，以确保其正负端信号均得到适当的校正，惟此处差动放大电路121是位于直流偏移校正机制的后级。

总结来说，上述直流偏移校正装置仅于输出信号的电压电平(可以是单端放大器处理前或处理后的信号的电压电平，或是差动放大电路处理前或处理后的信号的电压电平)满足上述预定条件时才经由闭回路(close loop)控制来进行直流偏移校正，然而，即使于未满足预定条件时，由于电容C₁、C₂具有暂存电荷的特性而仍可维持闭回路控制时的偏移校正信号的电压电平，因此，虽然无法经由闭回路控制来进行直流偏移校正，却仍可经由开回路(openloop)控制的方式来校正直流偏移；故本发明所揭露的直流偏移校正装置同时具有开回路控制时校正速度较快(亦即收敛时间较短)以及闭回路控制时不易造成信号失真的优点，同时本发明亦可应用于校正模拟数字转换器(analog-to-digital converter)的输入信号的直流偏移，此时预定临界值可设计为小于该模拟数字转换器的输入动态范围(input dynamic range)以确保该输入信号会落入其输入动态范围内。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims

1.一种直流偏移校正装置，其包含有：

调整电路，用来接收输入信号与偏移校正信号并依据该偏移校正信号来调整该输入信号以产生输出信号；以及

偏移校正电路，耦接至该输出信号与该调整电路，用来至少依据该输出信号与预定临界值来决定该偏移校正信号，

其中当该输出信号满足对应该预定临界值的预定条件时，该偏移校正电路才会调整该偏移校正信号；以及当该输出信号未满足该预定条件，该偏移校正电路会保持该偏移校正信号。

2.根据权利要求1所述的直流偏移校正装置，其中该偏移校正电路包含有：

电容，用来决定该偏移校正信号的电压电平；以及

校正电路，耦接至该输出信号与该电容，用来控制该电容进行充电或放电以调整该偏移校正信号的电压电平。

3.根据权利要求2所述的直流偏移校正装置，其中该预定临界值为预定临界电压电平，以及该预定条件为该输出信号的电压电平达到该预定临界电压电平并进入一电平范围。

4.根据权利要求3所述的直流偏移校正装置，其中该校正电路包含有：

比较器，用来比较该输出信号与该预定临界电压电平以输出控制信号；以及

晶体管，其第一端是耦接至参考电压电平，其第二端耦接至该电容，而其控制端则耦接至该比较器，其中当该输出信号的电压电平落入该电平范围时，该控制信号会控制该晶体管导通以使该参考电压电平对该电容进行充电或放电。

5.根据权利要求2所述的直流偏移校正装置，其中该预定临界值为预定临界电压差，以及该预定条件为该输出信号与该偏移校正信号的电压差达到该预定临界电压差。

6.根据权利要求5所述的直流偏移校正装置，其中该校正电路包含有：

二极管单元，包含有至少一二极管，用来决定该预定临界电压差，该二极管单元的第一连接端是耦接至该输出信号，该二极管单元的第二连接端是耦接至该电容。

7.根据权利要求1所述的直流偏移校正装置，其中该调整电路包含有：

调整单元，用来依据该偏移校正信号的电压电平来调低该输入信号的电压电平；以及

放大单元，耦接至该调整单元，用来放大该调整单元的输出以产生该输出信号。

8.一种直流偏移校正方法，其包含有：

接收输入信号与偏移校正信号并依据该偏移校正信号来调整该输入信号以产生输出信号；以及

依据至少该输出信号与预定临界值来决定该偏移校正信号，

其中决定该偏移校正信号的步骤包含有：

当该输出信号满足对应该预定临界值的预定条件时，调整该偏移校正信号；以及

当该输出信号未满足该预定条件时，保持该偏移校正信号。

9.根据权利要求8所述的直流偏移校正方法，其中调整该偏移校正信号的步骤包含有：

提供电容，并控制该电容进行充电或放电以调整该偏移校正信号的电压电平。

10.根据权利要求9所述的直流偏移校正方法，其中该预定临界值为预定临界电压电平，以及该预定条件为该输出信号的电压电平达到该预定临界电压电平并进入一电平范围。

11.根据权利要求10所述的直流偏移校正方法，其中控制该电容进行充电或放电以调整该偏移校正信号的电压电平的步骤包含有：

比较该输出信号与该预定临界电压电平以输出控制信号；以及

当该输出信号的电压电平落入该电平范围时，使用该控制信号来使参考电压电平对该电容进行充电或放电。

12.根据权利要求11所述的直流偏移校正方法，其中该电平范围是高于该预定临界电压电平。

13.根据权利要求11所述的直流偏移校正方法，其中该电平范围是低于该预定临界电压电平。

14.一种直流偏移校正装置，其包含有：

偏移校正电路，耦接至该调整电路与该输出信号，其中若预定条件满足时，该偏移校正电路才会依据该输出信号来调整该偏移校正信号，以及若该预定条件未满足时，该偏移校正电路会保持该偏移校正信号，

其中若该输出信号满足该预定条件时，该偏移校正电路才会依据该输出信号来调整该偏移校正信号，以及若该输出信号未满足该预定条件时，该偏移校正电路则会保持该偏移校正信号。

15.一种直流偏移校正方法，其包含有：

若预定条件满足时，依据该输出信号来调整该偏移校正信号，以及若该预定条件未满足时，保持该偏移校正信号，

其中若该预定条件满足时依据该输出信号来调整该偏移校正信号以及若该预定条件未满足时保持该偏移校正信号的步骤包含有：

若该输出信号满足该预定条件，依据该输出信号来调整该偏移校正信号，以及若该输出信号未满足该预定条件，保持该偏移校正信号。