CN113206810B - 一种可调均衡器及调整方法 - Google Patents

Abstract

本申请属于集成电路设计技术领域，具体公开了一种可调均衡器及可调均衡器调整方法，本申请的可调均衡器包括可调峰化电路和负电容电路，通过可调峰化电路来调整可调均衡器频率响应中的补偿起点，通过负电容电路来调节可调均衡器的负载电容值，利用可调峰化电路和负电容电路共同调整可调均衡器频率响应中的高峰点，通过可调均衡器频率响应中的高峰点与可调均衡器频率响应中的补偿起点的调整来实现带宽的调整，使得可调均衡器的适用性更广泛，可以针对不同种类的信道条件做均衡处理。

Description

一种可调均衡器及调整方法

技术领域

本申请属于集成电路设计技术领域，具体涉及一种可调均衡器及调整方法。

背景技术

对于常见的数字信号收发系统，由于信道的带宽限制，接收端接收到的信号一般带宽较低，对于高速数字信号传输，低带宽严重影响了接收端对数字信号的处理，导致信号误码率上升。

针对这种情况，需要在接收端安装均衡器进行信号均衡，然而现有的均衡器无法进行零极点和带宽的修调，使得对信号均衡受到影响，无法针对不同种类的信道条件做均衡处理。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本申请的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本申请的目的在于提供一种可调均衡器及调整方法，至少在一定程度上克服相关技术中无法对零极点和带宽进行修调等技术问题。

本申请的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本申请的实践而习得。

根据本申请实施例的一个方面，提供一种可调均衡器，包括：

第一节点，用于与外部负载的第一输入电容连接；

第二节点，用于与所述外部负载的第二输入电容连接，所述第一输入电容与所述第二输入电容相同；

可调峰化电路，包括第一差分信号输入端、第二差分信号输入端、第一差分信号输出端和第二差分信号输出端，所述第一差分信号输出端与所述第二节点连接，所述第二差分信号输出端与所述第一节点连接；

负电容电路，包括第一信号输入端和第二信号输入端，所述第一信号输入端与所述第二节点连接，所述第二信号输入端与所述第一节点连接；

其中，所述负电容电路用于调节所述可调均衡器的负载电容值，所述可调峰化电路用于调整所述可调均衡器频率响应中的补偿起点，且所述可调峰化电路和负电容电路用于共同调整所述可调均衡器频率响应中的高峰点。

在本申请的一些实施例中，基于以上技术方案，所述可调峰化电路包括：

差分放大电路：所述差分放大电路连接所述第一差分信号输入端和第二差分信号输入端，所述第一差分信号输出端连接所述差分放大电路的第四节点，所述第二差分信号输出端连接所述差分放大电路的第五节点，所述差分放大电路用于将所述第一差分信号输入端和所述第二差分信号输入端的差分信号进行放大后通过第一差分信号输出端和第二差分信号输出端输出。

可调电路：所述可调电路连接所述差分放大电路、第一差分信号输出端和第二差分信号输出端，所述可调电路用于调整所述可调均衡器频率响应中的补偿起点和所述可调均衡器频率响应中的高峰点。

在本申请的一些实施例中，基于以上技术方案，所述差分放大电路包括：

第一晶体管，所述第一晶体管的控制端连接第一偏置电压端，所述第一晶体管的第一端连接电源电压端，所述第一晶体管的第二端与第三节点连接；

第二晶体管，所述第二晶体管的控制端连接所述第一差分信号输入端，所述第二晶体管的第一端与第三节点连接，所述第二晶体管的第二端与第四节点连接，所述第一差分信号输出端连接第四节点；

第三晶体管，所述第三晶体管的控制端连接所述第二差分信号输入端，所述第三晶体管的第一端与第三节点连接，所述第三晶体管的第二端与第五节点连接，所述第二差分信号输出端连接第五节点；

第四晶体管，所述第四晶体管的控制端连接所述第二差分信号输出端，所述第四晶体管的第一端与第四节点连接，所述第四晶体管的第二端与第六节点连接；

第五晶体管，所述第五晶体管的控制端连接所述第一差分信号输出端，所述第五晶体管的第一端与第五节点连接，所述第五晶体管的第二端与第六节点连接，所述第六节点与接地端连接。

在本申请的一些实施例中，基于以上技术方案，所述可调电路包括第一可调电阻、第二可调电阻、第一可调电容和第二可调电容，所述第一可调电阻和第二可调电阻相同，所述第一可调电容和第二可调电容相同；

所述第一可调电阻的第一端连接第二差分信号输出端，所述第一可调电阻的第二端连接第七节点，所述第四晶体管控制端连接第七节点，所述第一可调电容的第一端连接第七节点，所述第一可调电容的第二端与接地端连接；

所述第二可调电阻的第一端连接第一差分信号输出端，所述第二可调电阻的第二端连接第八节点，所述第五晶体管控制端连接第八节点，所述第二可调电容的第一端连接第八节点，所述第二可调电容的第二端与接地端连接。

在本申请的一些实施例中，基于以上技术方案，所述可调电路包括第六晶体管、第七晶体管、第八晶体管、第九晶体管、第一控制电压端、第二控制电压端和第三控制电压端；

所述第六晶体管的控制端连接第一控制电压端，所述第六晶体管的第一端连接第二差分信号输出端，所述第六晶体管的第二端连接第九节点，所述第四晶体管控制端连接第九节点，所述第七晶体管的控制端连接第九节点，所述第七晶体管的第一端和第二端并联后连接第十节点；

所述第八晶体管的控制端连接第二控制电压端，所述第八晶体管的第一端连接第一差分信号输出端，所述第八晶体管的第二端连接第十一节点，所述第五晶体管控制端连接第十一节点，所述第九晶体管的控制端连接第十一节点，所述第九晶体管的第一端和第二端并联后连接第十节点，所述第十节点与所述第三控制电压端连接；

所述第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管、第七晶体管和第九晶体管为P型MOS管，所述第四晶体管、第五晶体管、第六晶体管和第八晶体管为N型MOS管。

在本申请的一些实施例中，基于以上技术方案，所述负电容电路包括：

第十晶体管，所述第十晶体管的控制端连接第二偏置电压端，所述第十晶体管的第一端连接电源电压端，所述第十晶体管的第二端与第十二节点连接；

第十一晶体管，所述第十一晶体管的控制端连接所述第一差分信号输出端，所述第十一晶体管的第一端与第十二节点连接，所述第十一晶体管的第二端与第十三节点连接，所述第十三节点与接地端连接；

第十二晶体管，所述第十二晶体管的控制端连接所述第二差分信号输出端，所述第十二晶体管的第一端与第十二节点连接，所述第十二晶体管的第二端与第十三节点连接，所述第十三节点与接地端连接；

第一电容，所述第一电容的第一端连接第一差分信号输出端，所述第一电容的第二端连接第十四节点，所述第十二晶体管的第二端与第十四节点连接；

第二电容，所述第二电容的第一端连接第二差分信号输出端，所述第二电容的第二端连接第十五节点，所述第十一晶体管的第二端与第十五节点连接，所述第一电容和第二电容相同；

第一电阻和第二电阻，所述第一电阻的第一端连接第十五节点，所述第一电阻的第二端连接第十三节点，所述第二电阻的第一端连接第十四节点，所述第二电阻的第二端连接第十三节点，所述第一电阻和第二电阻相同；

所述第十晶体管、第十一晶体管、第十二晶体管为P型MOS管。

根据本申请实施例的一个方面，提供一种可调均衡器调整方法，所述可调均衡器包括可调峰化电路和负电容电路，包括以下步骤：

利用所述可调峰化电路调整所述可调均衡器频率响应中的补偿起点；

利用所述负电容电路调整所述可调均衡器的负载电容值；

利用所述可调峰化电路和负电容电路共同调整所述可调均衡器频率响应中的高峰点。

在本申请的一些实施例中，基于以上技术方案，所述可调峰化电路包括可调电路和第一差分信号输出端，所述可调电路包括第一可调电阻和第一可调电容；

其中，利用所述可调峰化电路调整所述可调均衡器频率响应中的补偿起点的方法，包括：

根据所述可调均衡器的传输函数及所述可调电路中第一可调电阻和第一可调电容得到所述可调均衡器频率响应中的补偿起点；

所述可调均衡器的传输函数如下：

其中，g_mp表示第二晶体管和第三晶体管的跨导，g_mn表示第四晶体管和第五晶体管的跨导，R_m表示第一可变电阻和第二可变电阻的阻值，C_m表示第一可变电容和第二可变电容的电容值，C_L表示可调均衡器的负载电容值，s表示复数。

在本申请的一些实施例中，基于以上技术方案，所述负电容电路包括第一电容、第二电容和第十四节点，利用所述负电容电路调整所述可调均衡器的负载电容值的方法，包括：

基于电容计算公式、所述第一电容和第二电容的电容值得出所述可调均衡器的负载电容值，所述电容计算公式为：

C_L=C_n+C_d(1-A)；

其中，C_L是可调均衡器的负载电容值，C_d是第一电容和第二电容的电容值，C_n是外部负载的电容值，A是所述第一差分信号输出端到第十四节点之间的电压增益，所述电压增益为正值且大于一。

在本申请的一些实施例中，基于以上技术方案，利用所述可调峰化电路和负电容电路共同调整所述可调均衡器频率响应中的高峰点的方法，包括：

根据所述可调均衡器的传输函数、所述可调电路中第一可调电阻和第一可调电容和所述负电容电路调整后的所述可调均衡器的负载电容值得到所述可调均衡器频率响应中的高峰点。

在本申请实施例提供的技术方案中，本申请通过可调峰化电路的可调电路来调整可调均衡器频率响应中的补偿起点，通过负电容电路来调节可调均衡器的负载电容值，根据所述可调峰化电路和负电容电路共同调整所述可调均衡器频率响应中的高峰点；通过可调均衡器频率响应中的高峰点与可调均衡器频率响应中的补偿起点的调整从而实现对信号带宽的调整，同时可以调节不同的可调均衡器频率响应中的补偿起点，使得可调均衡器的适用性更广泛，可以针对不同种类的信道条件做均衡处理。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示意性地示出了本申请对应可调均衡器的结构示意图。

图2示意性地示出了本申请对应差分放大电路的电路图。

图3示意性地示出了本申请第一种可调电路与差分放大电路连接后的电路图。

图4示意性地示出了本申请第二种可调电路与差分放大电路连接后的电路图。

图5示意性地示出了本申请对应负电容电路的电路图。

图6示意性地示出了本申请可调均衡器的调整方法的步骤流程图。

图7示意性地示出了本申请调整前可调均衡器对应频率响应曲线和信号传输的信道频率响应曲线示意图。

图8示意性地示出了本申请调整后可调均衡器对应频率响应曲线和信号传输的信道频率响应曲线示意图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本申请将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。

此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本申请的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本申请的技术方案而没有特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、装置、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知方法、装置、实现或者操作以避免模糊本申请的各方面。

为了解决均衡器无法进行零极点和带宽的修调，导致无法针对不同种类的信道条件做均衡处理的问题。本申请公开了一种可调均衡器，如图1所示，图1示意性地示出了本申请对应可调均衡器的结构示意图，具体包括第一节点P1、第二节点P2、可调峰化电路及负电容电路，其中：

第一节点P1用于与外部负载的第一输入电容Cn1连接；

第二节点P2用于与外部负载的第二输入电容Cn2连接，第一输入电容Cn1与第二输入电容Cn2相同；

可调峰化电路包括第一差分信号输入端Vip、第二差分信号输入端Vin、第一差分信号输出端Vop和第二差分信号输出端Von，其中第一差分信号输入端Vip和第二差分信号输入端Vin属于一组差分信号。第一差分信号输出端Vop与第二节点P2连接，第二差分信号输出端Von与第一节点P1连接。其中，可调峰化电路用于调整可调均衡器频率响应中的补偿起点，还可以利用可调峰化电路和负电容电路共同调整可调均衡器频率响应中的高峰点；

负电容电路包括第一信号输入端Vp和第二信号输入端Vn，第一信号输入端Vp与第二节点P2连接，第二信号输入端Vn与第一节点P1连接，负电容电路没有输出端；其中，负电容电路用于调节可调均衡器的负载电容值，还可以利用负电容电路和可调峰化电路共同调整可调均衡器频率响应中的高峰点。

基于以上技术方案，所述可调峰化电路包括差分放大电路和可调电路。

差分放大电路连接第一差分信号输入端Vip和第二差分信号输入端Vin，第一差分信号输出端Vop连接差分放大电路的第四节点P4，第二差分信号输出端Von连接差分放大电路的第五节点P5，差分放大电路用于将第一差分信号输入端和第二差分信号输入端的差分信号进行放大后通过第一差分信号输出端和第二差分信号输出端输出。

可调电路连接差分放大电路、第一差分信号输出端Vop和第二差分信号输出端Von，可调电路用于调整可调均衡器频率响应中的补偿起点和可调均衡器频率响应中的高峰点，从而进行对信号带宽的调整，来适用不同带宽需求和不同种类信道条件的信号收发系统。

基于以上技术方案，如图2所示，图2示意性地示出了本申请对应差分放大电路的电路图，本申请的差分放大电路包括：

第一晶体管MP1，第一晶体管MP1的控制端连接第一偏置电压端Vb1，第一偏置电压端Vb1用于给第一晶体管MP1一个偏置电压。第一晶体管MP1的第一端连接电源电压端E，电源电压端E的作用是给整个差分放大电路提供电源，第一晶体管MP1的第二端与第三节点P3连接。

第二晶体管MP2，第二晶体管MP2的控制端连接第一差分信号输入端Vip，第二晶体管MP2的第一端与第三节点P3连接，第二晶体管MP2的第二端与第四节点P4连接，第一差分信号输出端Vop连接第四节点P4。

第三晶体管MP3，第三晶体管MP3的控制端连接第二差分信号输入端Vin，第三晶体管MP3的第一端与第三节点P3连接，第三晶体管MP3的第二端与第五节点P5连接，第二差分信号输出端Von连接第五节点P5。

第四晶体管MN4，第四晶体管MN4的控制端连接第二差分信号输出端Von，第四晶体管MN4的第一端与第四节点P4连接，第四晶体管MN4的第二端与第六节点P6连接。

第五晶体管MN5，第五晶体管MN5的控制端连接第一差分信号输出端Vop，第五晶体管MN5的第一端与第五节点P5连接，第五晶体管MN5的第二端与第六节点P6连接，第六节点P6与接地端EA连接。

本申请的差分放大电路的作用是将第一差分信号输入端Vip和第二差分信号输入端Vin的信号进行差分放大后通过第一差分信号输出端Vop和第二差分信号输出端Von输出。只有差分放大电路只能对信号进行放大，但是无法调整信号的带宽，还需要利用可调电路进行调节。

基于以上技术方案，本申请的可调电路可以设计成两种电路结构，分别是包含有电阻和电容的第一种可调电路和不包含电阻和电容的第二种可调电路。

如图3所示，图3示意性地示出了本申请第一种可调电路与差分放大电路连接后的电路图。本申请的第一种可调电路包括第一可调电阻Rm1、第二可调电阻Rm2、第一可调电容Cm1和第二可调电容Cm2，第一可调电阻Rm1和第二可调电阻Rm2相同，第一可调电容Cm1和第二可调电容Cm2相同。第一可调电阻Rm1的第一端连接第二差分信号输出端Von，第一可调电阻Rm1的第二端连接第七节点P7，第四晶体管MN4控制端连接第七节点P7，第一可调电容Cm1的第一端连接第七节点P7，第一可调电容Cm1的第二端（第二极板）与接地端EA连接，其中可调电容的第一端代表可调电容的第一极板，可调电容的第二端代表可调电容的第二极板，后文中的电容的第一端均代表电容对应的第一极板，电容的第二端均代表电容对应的第二极板。

第二可调电阻Rm2的第一端连接第一差分信号输出端Vop，第二可调电阻Rm2的第二端连接第八节点P8，第五晶体管MN5控制端连接第八节点P8，第二可调电容Cm2的第一端连接第八节点P8，第二可调电容Cm2的第二端与接地端EA连接。

通过调整第一可调电阻Rm1、第二可调电阻Rm2、第一可调电容Cm1和第二可调电容Cm2就可以实现可调均衡器频率响应中的补偿起点和可调均衡器频率响应中的高峰点的调整。

基于以上技术方案，本申请还有第二种可调电路，如图4所示，图4示意性地示出了本申请第二种可调电路与差分放大电路连接后的电路图，本申请的第二种可调电路第二种可调电路包括第六晶体管MN6、第七晶体管MP7、第八晶体管MN8、第九晶体管MP9、第一控制电压端Vc1、第二控制电压端Vc2和第三控制电压端Vc3；

所述第六晶体管MN6的控制端连接第一控制电压端Vc1，所述第六晶体管MN6的第一端连接第二差分信号输出端Von，所述第六晶体管MN6的第二端连接第九节点P9，所述第四晶体管MN4控制端连接第九节点P9，所述第七晶体管MP7的控制端连接第九节点P9，所述第七晶体管MP7的第一端和第二端并联后连接第十节点P10。

所述第八晶体管MN8的控制端连接第二控制电压端Vc2，所述第八晶体管MN8的第一端连接第一差分信号输出端Vop，所述第八晶体管MN8的第二端连接第十一节点P11，所述第五晶体管MN5控制端连接第十一节点P11，所述第九晶体管MP9的控制端连接第十一节点P11，所述第九晶体管MP9的第一端和第二端并联后连接第十节点P10，所述第十节点P10与所述第三控制电压端Vc3连接。

本申请的第二种可调电路通过对第六晶体管MN6、第七晶体管MP7、第八晶体管MN8、第九晶体管MP9进行调整就可以实现可调均衡器频率响应中的补偿起点和可调均衡器频率响应中的高峰点的调整。

基于以上技术方案，本申请的第一晶体管MP1、第二晶体管MP2、第三晶体管MP3、第七晶体管MP7和第九晶体管MP9为P型MOS管，本申请的第四晶体管MN4、第五晶体管MN5、第六晶体管MN6和第八晶体管MN8为N型MOS管。

基于以上技术方案，如图5所示，图5示意性地示出了本申请对应负电容电路的电路图，本申请的负电容电路包括：

第十晶体管MP10，第十晶体管MP10的控制端连接第二偏置电压端，第十晶体管MP10的第一端连接电源电压端E，电源电压端E用于为负电容电路供电，第十晶体管MP10的第二端与第十二节点P12连接。

第十一晶体管MP11，第十一晶体管MP11的控制端连接第一差分信号输出端Vop，第十一晶体管MP11的第一端与第十二节点P12连接，第十一晶体管MP11的第二端与第十三节点P13连接，第十三节点P13与接地端EA连接。

第十二晶体管MP12，第十二晶体管MP12的控制端连接第二差分信号输出端Von，第十二晶体管MP12的第一端与第十二节点P12连接，第十二晶体管MP12的第二端与第十三节点P13连接，第十三节点P13与接地端EA连接。

第一电容Cd1，第一电容Cd1的第一端连接第一差分信号输出端Vop，第一电容Cd1的第二端连接第十四节点P14，第十二晶体管MP12的第二端与第十四节点P14连接。

第二电容Cd2，第二电容Cd2的第一端连接第二差分信号输出端Von，第二电容Cd2的第二端连接第十五节点P15，第十一晶体管MP11的第二端与第十五节点P15连接，第一电容Cd1和第二电容Cd2相同。

第一电阻Rd1和第二电阻Rd2，第一电阻Rd1的第一端连接第十五节点P15，第一电阻Rd1的第二端连接第十三节点P13，第二电阻Rd2的第一端连接第十四节点P14，第二电阻Rd2的第二端连接第十三节点P13，第一电阻Rd1和第二电阻Rd2相同，本申请的第十晶体管MP10、第十一晶体管MP11、第十二晶体管MP12为P型MOS管。

通过本申请负电容电路中第一电容Cd1和第二电容Cd2可以实现对可调均衡器的负载电容值进行调整，从而实现可调峰化电路基于负电容电路调节后的可调均衡器的负载电容值来调整可调均衡器频率响应中的高峰点。

以上部分公开了本申请对应可调均衡器的组成，下面将进一步公开本申请可调均衡器的调整方法。

根据本申请实施例的一个方面，提供一种可调均衡器调整方法，如图6所示，图6示意性地示出了本申请可调均衡器的调整方法的步骤流程图，包括步骤S610-S630：

在步骤S610中：利用可调峰化电路调整所述可调均衡器频率响应中的补偿起点。

在信号传输过程中，由于信道呈现低通特性，因此信道带宽会限制高速数字信号的数据传输率，可调均衡器的作用就是在一定范围内补偿信道带宽外的高频损失，实现数字信号带宽的扩展，减小ISI（码间串扰）的影响，为后一级电路提供高质量的数字信号，提高接收端可以处理的数据传输率。本申请的可调均衡器存在一个左半平面零点和一个左半平面共轭复极点，分别对应可调均衡器频率响应曲线的第一拐点T1和第二拐点T2，其中第一拐点T1就是可调均衡器频率响应中的补偿起点，第二拐点T2就是可调均衡器频率响应中的高峰点。如图7所示，图7示意性地示出了本申请调整前可调均衡器对应频率响应曲线和信号传输的信道频率响应曲线示意图。图8示意性地示出了本申请调整后可调均衡器对应频率响应曲线和信号传输的信道频率响应曲线示意图。其中，图7中的第二拐点T2对应的频率与图8中BW2对应的频率相同，BW2对应的频率就是调整后的信号传输的信道频率。

本申请通过调整电路参数，可以改变第一拐点和第二拐点的位置，设置第一拐点的信号频率BW1，第二拐点为期望的扩展后的信号频率为BW2，可以实现将接收到的数字信号的信号带宽进行提高，实现信号传输以图8所示的期望的扩展后的信号频率为BW2进行传输。同时本申请还调整了第一拐点和第二拐点的位置，可以适用于不同种类信道的信号传输，在不同的应用条件下均衡器的效果就可以相应调整。对于不同种类信道，对应不同的第一拐点以及不同的带宽需求，而本申请可以实现对第一拐点和第二拐点的调整。

信号经过发送设备的发射端输出后，经过信道，到达接收设备，如果没有可调均衡器，经过信道的信号带宽较低，会直接以较低的带宽输出到接收设备。如本申请图7所示，信道以BW1带宽进行输出给接收设备后级模快处理，带宽低。而在接收设备上加入可调均衡器，使得可调均衡器作为接收设备的第一个元件，那么信号经过信道和可调均衡器之后，到达接收设备的带宽就是提高之后的带宽。如本申请图8所示，信道以BW2带宽进行输出给接收设备后级模快处理，带宽高。利用以上方法实现了带宽的调整。而本申请还可以针对第一拐点的信号频率BW1进行调整，因此，就可以适用于不同信道条件。

具体的，本申请的可调均衡器频率响应中的补偿起点BW1的具体计算方法如下：

基于以上技术方案，根据可调峰化电路调整可调均衡器频率响应中的补偿起点的方法，包括：

根据可调均衡器的传输函数得到可调均衡器的频率响应公式；

可调均衡器的传输函数如下：

其中g_mp表示第二晶体管MP2和第三晶体管MP3的跨导，g_mn表示第四晶体管MN4和第五晶体管MN5的跨导，g_mp的大小是由第二晶体管MP2和第三晶体管MP3的规格和特性决定的，是可以通过第二晶体管MP2和第三晶体管MP3得到的值。而g_mn的大小同样如此，g_mn的大小可以通过第四晶体管MN4和第五晶体管MN5的规格和特性决定。R_m表示第一可变电阻和第二可变电阻的阻值，C_m表示第一可变电容和第二可变电容的电容值，C_L表示可调均衡器的负载电容值，s表示复数；

令s=jw，得到可调均衡器的频率响应公式如下：

根据可调均衡器的频率响应公式得到可调均衡器的幅频特性公式如下：

根据可调均衡器的幅频特性公式和可调电路中第一可调电阻和第一可调电容得到可调均衡器频率响应中的补偿起点。具体包括如下内容：

根据3dB带宽的定义，3dB带宽指幅值等于最大值的二分之根号二倍时对应的频带宽度，幅值的平方即为功率，平方后变为1/2倍，在对数坐标中就是3dB的位置了，也就是半功率点了，对应的带宽就是功率在减少至其一半以前的频带宽度，表示在该带宽内集中了一半的功率，所以3dB带宽指的是比峰值功率小3dB（就是峰值的50％）的频谱范围的带宽。

令

，得到可调均衡器频率响应中的补偿起点的公式如下：

其中BW1为可调均衡器频率响应中的补偿起点的频率。

根据以上公式可以得出，当通过本申请的可调峰化电路对可调电容和可调电阻进行调节时，对应的可调均衡器频率响应中的补偿起点的频率也会随着改变，因此，利用本申请可调电路就可以实现对可调均衡器频率响应中的补偿起点的频率进行调节。

在步骤 S620中：利用负电容电路调整可调均衡器的负载电容值；

基于以上技术方案，利用所述负电容电路调整所述可调均衡器的负载电容值的方法，包括：

基于电容计算公式、所述第一电容和第二电容的电容值得出所述可调均衡器的负载电容值，所述电容计算公式为：

C_L=C_n+C_d(1-A)；

其中，C_L是可调均衡器的负载电容值，C_d是第一电容Cd1和第二电容Cd2的电容值，C_n是外部负载的电容值，A是第一差分信号输出端Vop到第十四节点P14之间的电压增益或者第二差分信号输出端Von到第十五节点P15之间的电压增益。其中第十五节点P15的电压为Vxn，第十四节点P14的电压为Vxp，电压增益为正值且大于一；因此，通过本申请的第一电容Cd1和第二电容Cd2就可以减小可调均衡器的负载电容值。

以上公式中的Cn是外部负载的电容值，Cd(1-A)是内部负载的电容值，而本申请通过负电容电路将内部负载的电容值调成负值，CL是可调均衡器的总负载的负载电容值，采用负电容电路使得总负载的负载电容值比外部负载的电容值小，从而避免了均衡器的总负载比外部负载大导致带宽减小的问题。

在步骤 S630中：利用可调峰化电路和负电容电路共同调整所述可调均衡器频率响应中的高峰点。

基于以上技术方案，利用所述可调峰化电路和负电容电路共同调整所述可调均衡器频率响应中的高峰点的方法，包括：

根据所述可调均衡器的传输函数、所述可调电路中第一可调电阻和第一可调电容和所述负电容电路调整后的所述可调均衡器的负载电容值得到所述可调均衡器频率响应中的高峰点。

根据步骤S610中的计算公式，根据3dB带宽的定义。

令

，得到均衡器频率响应高峰点BW2的公式如下：

其中BW2为可调均衡器频率响应中的高峰点的频率。

通过以上公式得到了可调均衡器频率响应中的高峰点的频率，实现对可调均衡器频率响应中的高峰点的频率的调节，从公式可以得出通过调整可调均衡器的负载电容值、可调电容和可调电阻就可以实现对可调均衡器频率响应中的高峰点的频率进行调节从而实现信号传输的带宽调整。从公式可以看出，均衡器的总负载小的好处在于，在BW2的公式中CL在分母上，C_L对应的可调均衡器的负载电容值变小，那可调均衡器频率响应中的高峰点的频率么BW2就可以变大，也就是说，在Rm和Cm不变的情况下，可调均衡器的负载电容值CL越小则信号带宽可以扩展的更高。

以上的调节方法都是利用的本申请可调均衡器的第一种可调电路进行调整和计算的，本申请还可以利用第二种可调电路进行调整和计算。基于以上方案，本申请的第六晶体管MN6和第八晶体管MN8可以等效构成一个MOS电阻，其中该MOS电阻的具体电阻值的计算公式如下：

其中

是MOS电阻的阻值，

是电子迁移率，

是MOS管单位面积栅氧化层电容，

是MOS管宽长比，

是第六晶体管MN6和第八晶体管MN8的栅极电压，V_A是第九节点P9和第九节点P9之间的直流电平，其中第六晶体管MN6和第八晶体管MN8的源极电压Vx和Vy对应的直流电平与第九节点P9和第九节点P9之间的直流电平相同。V_TH是第六晶体管和第八晶体管MN8的阈值电压。以上这些参数都可以根据第六晶体管MN6和第八晶体管MN8的规格和特性得到。根据以上的公式就可以计算出本申请第二种可调电路对应的MOS电阻，将MOS电阻的阻值

直接等效替换步骤S610-步骤S630中的R_m，就可以实现第二种可调电路对可调均衡器的频率响应中的高峰点的频率和可调均衡器的频率响应中的起始点的频率进行调节。

其中，第七晶体管MP7和第九晶体管MP9等效构成MOS电容，其中MOS电容的电容值和第七晶体管MP7及第九晶体管MP9的栅源电压相关联，具体的栅极电压是根据第七晶体管MP7及第九晶体管MP9的规格和特性得出的，因此，通过查询第七晶体管MP7及第九晶体管MP9的规格和特定也可以得出MOS电容的具体大小，将该MOS电容直接等效替换步骤S610-步骤S630中的C_m，就可以实现第二种可调电路对可调均衡器的频率响应中的高峰点的频率和可调均衡器的频率响应中的起始点的频率进行调节。

因此，通过本申请第二可调电路的第一控制电压端Vc1进行调节就可以调整MOS电阻的阻值

的大小，通过本申请第二可调电路的第二控制电压端Vc2进行调节就可以改变第七晶体管MP7和第九晶体管MP9的栅源电压，从而改变MOS电容的大小。

本申请的第二种可调电路通过不同型号的MOS管代替电阻和电容，一方面消除了电阻带来的较大的热噪声，另一方面通过改变MOS管的相应控制电压可以实现电阻的阻值变化和电容的容值变化，从而改变可调均衡器的频率响应中的高峰点的频率和频率响应中的起始点的频率，这样针对不同的应用环境均衡器可以做出相应的调整，调整较为方便。

本申请通过可调峰化电路的可调电路来调节可调均衡器频率响应中的补偿起点，通过负电容电路来调节可调均衡器的负载电容值，再根据可调峰化电路和负电容电路共同调整可调均衡器频率响应中的高峰点，可以实现对可调均衡器频率响应中的补偿起点和可调均衡器频率响应中的高峰点的调节，从而实现带宽的调整，使得可调均衡器的适用性更广泛，可以针对不同种类的信道条件做均衡处理。而且，本申请还解决了在芯片上使用片上电感进行信号的带宽调节导致芯片面积较大的问题，本申请利用可调均衡器直接实现对信号带宽的调节，使用可调电阻和可调电容构造频谱尖峰，无需改变芯片的面积，使用方便，节省空间。

应当注意，尽管在附图中以特定顺序描述了本申请中方法的各个步骤，但是，这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些步骤，或是必须执行全部所示的步骤才能实现期望的结果。附加的或备选的，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，以及/或者将一个步骤分解为多个步骤执行等。

应当注意，尽管在上文详细描述中提及了用于动作执行的设备的若干模块或者单元，但是这种划分并非强制性的。实际上，根据本申请的实施方式，上文描述的两个或更多模块或者单元的特征和功能可以在一个模块或者单元中具体化。反之，上文描述的一个模块或者单元的特征和功能可以进一步划分为由多个模块或者单元来具体化。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。

应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (8)

1.一种可调均衡器，其特征在于，包括：

第一节点，用于与外部负载的第一输入电容连接；

第二节点，用于与所述外部负载的第二输入电容连接，所述第一输入电容与所述第二输入电容相同；

可调峰化电路，包括第一差分信号输入端、第二差分信号输入端、第一差分信号输出端和第二差分信号输出端，所述第一差分信号输出端与所述第二节点连接，所述第二差分信号输出端与所述第一节点连接；

负电容电路，包括第一信号输入端和第二信号输入端，所述第一信号输入端与所述第二节点连接，所述第二信号输入端与所述第一节点连接；

其中，所述负电容电路用于调节所述可调均衡器的负载电容值，所述可调峰化电路用于调整所述可调均衡器频率响应中的补偿起点，且所述可调峰化电路和所述负电容电路用于共同调整所述可调均衡器频率响应中的高峰点；

所述可调峰化电路包括：

差分放大电路：所述差分放大电路连接所述第一差分信号输入端和第二差分信号输入端，所述第一差分信号输出端连接所述差分放大电路的第四节点，所述第二差分信号输出端连接所述差分放大电路的第五节点，所述差分放大电路用于将所述第一差分信号输入端和所述第二差分信号输入端的差分信号进行放大后通过第一差分信号输出端和第二差分信号输出端输出，所述差分放大电路包括第四晶体管和第五晶体管，所述第四晶体管的控制端连接所述第二差分信号输出端，所述第四晶体管的第一端与第四节点连接，所述第四晶体管的第二端与第六节点连接，所述第五晶体管的控制端连接所述第一差分信号输出端，所述第五晶体管的第一端与第五节点连接，所述第五晶体管的第二端与第六节点连接，所述第六节点与接地端连接；

可调电路：所述可调电路连接所述差分放大电路、第一差分信号输出端和第二差分信号输出端，所述可调电路用于调整所述可调均衡器频率响应中的补偿起点和所述可调均衡器频率响应中的高峰点,所述可调电路包括第一可调电阻、第二可调电阻、第一可调电容和第二可调电容，所述第一可调电阻和第二可调电阻相同，所述第一可调电容和第二可调电容相同；所述第一可调电阻的第一端连接第二差分信号输出端，所述第一可调电阻的第二端连接第七节点，所述第四晶体管控制端连接第七节点，所述第一可调电容的第一端连接第七节点，所述第一可调电容的第二端与接地端连接；所述第二可调电阻的第一端连接第一差分信号输出端，所述第二可调电阻的第二端连接第八节点，所述第五晶体管控制端连接第八节点，所述第二可调电容的第一端连接第八节点，所述第二可调电容的第二端与接地端连接；

或，所述可调电路包括第六晶体管、第七晶体管、第八晶体管、第九晶体管、第一控制电压端、第二控制电压端和第三控制电压端；

所述第六晶体管的控制端连接所述第一控制电压端，所述第六晶体管的第一端连接第二差分信号输出端，所述第六晶体管的第二端连接第九节点，所述第四晶体管控制端连接第九节点，所述第七晶体管的控制端连接第九节点，所述第七晶体管的第一端和第二端并联后连接第十节点；

所述第八晶体管的控制端连接所述第二控制电压端，所述第八晶体管的第一端连接第一差分信号输出端，所述第八晶体管的第二端连接第十一节点，所述第五晶体管控制端连接第十一节点，所述第九晶体管的控制端连接第十一节点，所述第九晶体管的第一端和第二端并联后连接第十节点，所述第十节点与所述第三控制电压端连接；

所述负电容电路包括：第十晶体管，所述第十晶体管的控制端连接第二偏置电压端，所述第十晶体管的第一端连接电源电压端，所述第十晶体管的第二端与第十二节点连接；第十一晶体管，所述第十一晶体管的控制端连接所述第一差分信号输出端，所述第十一晶体管的第一端与第十二节点连接，所述第十一晶体管的第二端与第十三节点连接，所述第十三节点与接地端连接；第十二晶体管，所述第十二晶体管的控制端连接所述第二差分信号输出端，所述第十二晶体管的第一端与第十二节点连接，所述第十二晶体管的第二端与第十三节点连接，所述第十三节点与接地端连接；第一电容，所述第一电容的第一端连接第一差分信号输出端，所述第一电容的第二端连接第十四节点，所述第十二晶体管的第二端与第十四节点连接；第二电容，所述第二电容的第一端连接第二差分信号输出端，所述第二电容的第二端连接第十五节点，所述第十一晶体管的第二端与第十五节点连接，所述第一电容和第二电容相同；第一电阻和第二电阻，所述第一电阻的第一端连接第十五节点，所述第一电阻的第二端连接第十三节点，所述第二电阻的第一端连接第十四节点，所述第二电阻的第二端连接第十三节点，所述第一电阻和第二电阻相同。

2.根据权利要求1所述的可调均衡器，其特征在于，所述差分放大电路包括：

第一晶体管，所述第一晶体管的控制端连接第一偏置电压端，所述第一晶体管的第一端连接电源电压端，所述第一晶体管的第二端与第三节点连接；

第二晶体管，所述第二晶体管的控制端连接所述第一差分信号输入端，所述第二晶体管的第一端与第三节点连接，所述第二晶体管的第二端与第四节点连接，所述第一差分信号输出端连接第四节点；

第三晶体管，所述第三晶体管的控制端连接所述第二差分信号输入端，所述第三晶体管的第一端与第三节点连接，所述第三晶体管的第二端与第五节点连接，所述第二差分信号输出端连接第五节点。

3.根据权利要求2所述的可调均衡器，其特征在于，所述第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管、第七晶体管和第九晶体管为P型MOS管，所述第四晶体管、第五晶体管、第六晶体管和第八晶体管为N型MOS管。

4.根据权利要求1所述的可调均衡器，其特征在于，所述第十晶体管、第十一晶体管、第十二晶体管为P型MOS管。

5.一种如权利要求1-4中任一项所述可调均衡器的调整方法，其特征在于，所述方法包括：

利用所述可调峰化电路调整所述可调均衡器频率响应中的补偿起点；

利用所述负电容电路调整所述可调均衡器的负载电容值；

利用所述可调峰化电路和负电容电路共同调整所述可调均衡器频率响应中的高峰点。

6.根据权利要求5所述的调整方法，其特征在于，利用所述可调峰化电路调整所述可调均衡器频率响应中的补偿起点，包括：

根据所述可调均衡器的传输函数及所述可调电路中第一可调电阻和第一可调电容得到所述可调均衡器频率响应中的补偿起点；

所述可调均衡器的传输函数如下：

其中，g_mp表示第二晶体管和第三晶体管的跨导，g_mn表示第四晶体管和第五晶体管的跨导，R_m表示第一可变电阻和第二可变电阻的阻值，C_m表示第一可变电容和第二可变电容的电容值，C_L表示可调均衡器的负载电容值，s表示复数。

7.根据权利要求6所述的调整方法，其特征在于，利用所述负电容电路调整所述可调均衡器的负载电容值，包括：

基于电容计算公式、所述第一电容和第二电容的电容值得出所述可调均衡器的负载电容值，所述电容计算公式为：

C_L=C_n+C_d(1-A)；

其中，C_L是可调均衡器的负载电容值，C_d是第一电容和第二电容的电容值，C_n是外部负载的电容值，A是所述第一差分信号输出端到所述第十四节点之间的电压增益，所述电压增益为正值且大于一。

8.根据权利要求7所述的调整方法，其特征在于，利用所述可调峰化电路调整所述可调均衡器频率响应中的高峰点，包括：

根据所述可调均衡器的传输函数、所述可调电路中第一可调电阻和第一可调电容和所述负电容电路调整后的所述可调均衡器的负载电容值得到所述可调均衡器频率响应中的高峰点。

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