CN113381823B - 一种发送系统输出电压幅度校准电路及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种发送系统输出电压幅度校准电路及方法，该方法包括：断开开关，令输出电阻断路；调整发送电流的大小，令输出电压的幅度达到预期值；根据输入电阻的阻值与输出电阻的预期阻值，调整发送电流的大小，并接通开关；调整输出电阻的阻值，令输出电压的幅度达到预期值。本发明提出了针对信号发送端的输出幅度和端电阻校准方案，不需要增加额外的片外器件，也不需要生产电路时微调，可以在系统上电的时候校准，也可以在信号传输的同时校准。

Description

一种发送系统输出电压幅度校准电路及方法
技术领域
本发明涉及集成电路与通信技术领域，尤其涉及一种发送系统输出电压幅度校准电路及方法。
背景技术
通信领域中，信噪比要求较高的收发系统通常对于信号发送端的输出阻抗(RT_TX)和信号接收端的输入阻抗(RT_RX)有要求。另外，有的模拟信号传输协议对于信号的幅度有要求，而信号的幅度也与端电阻(即RT_TX,RT_RX)的阻值相关。
在集成电路中，片上器件的特性(例如阻值等)会随着工艺、电压、温度等因素的变化而发生改变，很难长期保持通信对于信噪比和信号幅度的要求。为了消除这些不利因素的影响，目前的电路设计通常引入片外高精度电阻(精度的变化小于1％)作为基准实现校准，或在生产阶段进行片上器件的微调(trimming)。这些方法增加了集成电路的硬件成本与测试成本。
因此，针对以上不足，需要提供一种更为简洁、有效的输出信号幅度校准方案。
发明内容
本发明的目的是针对上述至少一部分不足之处，提供一种不依赖增加片外高精度电阻，也不需要在生成过程进行微调的输出信号幅度校准方法。
为了实现上述目的，本发明提供了一种发送系统输出电压幅度校准电路，包括：
信号发送端TX，与发送机连接，在发送机发送信号时，输出发送电流I_drv；
信号接收端RX，与接收机连接，并连接所述信号发送端TX；
输出电阻RT_TX，与所述信号发送端TX连接且阻值可调，通过开关S1连接接地端GND；
输入电阻RT_RX，与所述信号接收端RX连接，并连接接地端GND。
在一个可能的实施方式中，发送系统输出电压幅度校准电路还包括：
比较器，用于比较参考电压Vref与输出电压V_drv的幅度大小；
控制器，与所述比较器连接，用于根据比较结果，调整所述开关S1的通断、发送电流I_drv的大小，以及所述输出电阻RT_TX的阻值。
在一个可能的实施方式中，所述比较器、所述控制器与所述信号发送端TX、所述信号接收端RX、所述开关S1、所述输出电阻RT_TX和所述输入电阻RT_RX集成于同一芯片。
在一个可能的实施方式中，发送系统输出电压幅度校准电路还包括：
计时器，与所述比较器、所述控制器连接，用于调控校准的周期。
本发明还提供了一种发送系统输出电压幅度校准方法，采用上述第一项所述的发送系统输出电压幅度校准电路实现，包括如下步骤：
S101、断开开关S1，令输出电阻RT_TX断路；
S102、调整发送电流I_drv的大小，令输出电压V_drv的幅度达到预期值；
S103、根据输入电阻RT_RX的阻值与输出电阻RT_TX的预期阻值，调整发送电流I_drv的大小，并接通开关S1；
S104、调整输出电阻RT_TX的阻值，令输出电压V_drv的幅度达到预期值。
在一个可能的实施方式中，所述步骤S103中，根据输入电阻RT_RX的阻值与输出电阻RT_TX的预期阻值，调整发送电流I_drv的大小时，若输出电阻RT_TX的预期阻值与输入电阻RT_RX的阻值相同，则调整发送电流I_drv的大小至所述步骤S102中调整的大小的2倍。
本发明的上述技术方案具有如下优点：本发明提供了一种发送系统输出电压幅度校准电路及方法，本发明提供了新的输出信号校准方案，通过改变校准的方式实现调整输出幅度和端电阻，不需要增加额外的高精度电阻，也不需要在生产的时候做微调，且可以在系统上电时，或在信号传输的同时，校准输出幅度与端电阻，降低了成本，并能够提高通信的精确性与稳定性。
附图说明
图1是本发明实施例中一种发送系统输出电压幅度校准电路的电路连接示意图；
图2是本发明实施例中一种发送系统输出电压幅度校准电路中的比较器和控制器电路连接示意图；
图3是本发明实施例中一种发送系统输出电压幅度校准方法步骤示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明实施例提供的一种发送系统输出电压幅度校准电路，包括信号发送端TX、信号接收端RX、开关S1、输出电阻RT_TX和输入电阻RT_RX；具体地，其中：
信号发送端TX与发送机连接，在发送机发送信号时，输出发送电流I_drv；
信号接收端RX与接收机连接，并连接信号发送端TX；
输出电阻RT_TX与信号发送端TX连接，且输出电阻RT_TX的阻值可调，输出电阻RT_TX通过开关S1连接接地端GND；
输入电阻RT_RX与信号接收端RX连接，且输入电阻RT_RX连接接地端GND。
信号发送端TX、开关S1和输出电阻RT_TX优选集成于同一芯片，信号接收端RX和输入电阻RT_RX优选集成于另一芯片，易于装配。信号接收端RX与信号发送端TX优选通过电缆RT连接，以构成用于通信的收发系统。通过本发明的发送系统输出电压幅度校准电路，能够实现发送系统(包括信号发送端TX)的输出幅度和端电阻适配接收系统(包括信号接收端RX)所接收信号。
优选地，如图2所示，本发明提供的发送系统输出电压幅度校准电路还包括比较器和控制器，其中：
比较器(comparator)用于比较参考电压Vref与信号发送端TX的输出电压V_drv的幅度大小；
控制器(ctrl)与比较器连接，用于根据比较结果，调整开关S1的通断、发送电流I_drv的大小，以及输出电阻RT_TX的阻值。
根据输出电压V_drv与参考电压Vref的幅度大小关系进行调节时，例如：当输出电压V_drv低于参考电压Vref，即输出电压V_drv的幅度低于预期值，可增大发送电流I_drv的大小，以提高输出电压V_drv；利用比较器和控制器能够实现电路的自动校准，减少人工成本。比较器可采用现有技术中的电压比较器，控制器的具体结构可根据实际需要，结合现有技术设置，在此不再进一步限定。
优选地，比较器、控制器与信号发送端TX、信号接收端RX、开关S1、输出电阻RT_TX和输入电阻RT_RX集成于同一芯片，在进行(自动)校准时，不再需要依赖片外器件(如片外高精度电阻)，能够进一步简化人工操作。
优选地，本发明提供的发送系统输出电压幅度校准电路还包括计时器，计时器与比较器、控制器连接，用于调控电路(自动)校准的周期。通过计时器，能够设置发送系统在信号传输的过程中周期性地进行信号幅度与端电阻阻值的自动校准，进而确保通信的精确性与稳定性。
本发明还提供了一种发送系统输出电压幅度校准方法，采用如上述实施例中所述的发送系统输出电压幅度校准电路实现，具体包括如下步骤：
S101、断开开关S1，令输出电阻RT_TX断路；
S102、调整发送电流I_drv的大小(调整至I1)，令输出电压V_drv的幅度达到预期值；
S103、根据输入电阻RT_RX的阻值与输出电阻RT_TX的预期阻值，调整发送电流I_drv的大小(调整至I2)，并接通开关S1；通常情况下，因为期望输出电压V_drv不变，需要增加发送电流I_drv的大小；
S104、调整输出电阻RT_TX的阻值，令输出电压V_drv的幅度达到预期值。
优选地，步骤S103中，根据输入电阻RT_RX的阻值与输出电阻RT_TX的预期阻值，调整发送电流I_drv的大小时，若输出电阻RT_TX的预期阻值与输入电阻RT_RX的阻值相同，即预期调整输出电阻RT_TX与输入电阻RT_RX的阻值相同，则调整发送电流I_drv的大小至步骤S102中所调整的大小的2倍，即I2＝2I1。
优选地，例如当发送系统输出电压幅度校准电路中包括比较器、控制器和计时器时，步骤S102中，令输出电压V_drv的幅度达到预期值后开始计时，稳定t1秒后，继续执行步骤S103，t1的取值范围可根据系统的精度要求而定。
进一步地，步骤S104中，令输出电压V_drv的幅度达到预期值后开始计时，稳定t2秒后，返回步骤S101，t2的取值范围可根据系统的精度要求而定。
综上所述，本发明提供了一种发送系统输出电压幅度校准电路及方法，本发明提出了新的输出幅度和端电阻校准方案，不需要增加额外的片外器件，也不需要生产电路时微调，可以在系统上电的时候校准，也可以在信号传输的同时校准。通过在电路中设置比较器、控制器和计时器时，本发明能够实现在信号传输过程中定时地、自动地执行校准，降低了成本，并能够提高通信的精确性与稳定性。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (5)

1.一种发送系统输出电压幅度校准方法，其特征在于，采用发送系统输出电压幅度校准电路实现，所述发送系统输出电压幅度校准电路包括：
信号发送端TX，与发送机连接，在发送机发送信号时，输出发送电流I_drv；
信号接收端RX，与接收机连接，并连接所述信号发送端TX；
输出电阻RT_TX，与所述信号发送端TX连接且阻值可调，通过开关S1连接接地端GND；
输入电阻RT_RX，与所述信号接收端RX连接，并连接接地端GND；
该方法包括如下步骤：
S101、断开开关S1，令输出电阻RT_TX断路；
S102、调整发送电流I_drv的大小，令输出电压V_drv的幅度达到预期值；
S103、根据输入电阻RT_RX的阻值与输出电阻RT_TX的预期阻值，调整发送电流I_drv的大小，并接通开关S1；
S104、调整输出电阻RT_TX的阻值，令输出电压V_drv的幅度达到预期值。
2.根据权利要求1所述的发送系统输出电压幅度校准方法，其特征在于：
所述步骤S103中，根据输入电阻RT_RX的阻值与输出电阻RT_TX的预期阻值，调整发送电流I_drv的大小时，若输出电阻RT_TX的预期阻值与输入电阻RT_RX的阻值相同，则调整发送电流I_drv的大小至所述步骤S102中调整的大小的2倍。
3.根据权利要求1所述的发送系统输出电压幅度校准方法，其特征在于：
所述发送系统输出电压幅度校准电路还包括：
比较器，用于比较参考电压Vref与输出电压V_drv的幅度大小；
控制器，与所述比较器连接，用于根据比较结果，调整所述开关S1的通断、发送电流I_drv的大小，以及所述输出电阻RT_TX的阻值。
4.根据权利要求3所述的发送系统输出电压幅度校准方法，其特征在于：
所述比较器、所述控制器与所述信号发送端TX、所述信号接收端RX、所述开关S1、所述输出电阻RT_TX和所述输入电阻RT_RX集成于同一芯片。
5.根据权利要求3所述的发送系统输出电压幅度校准方法，其特征在于：
所述发送系统输出电压幅度校准电路还包括：
计时器，与所述比较器、所述控制器连接，用于调控校准的周期。
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