CN204206169U - 一种mlvds接收电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种MLVDS接收电路，它包括预接收级和比较器，所述的预接收级通过差分运放的负反馈，把输入共模很宽的差分信号转换为共模电压恒定的差分信号，包括一个负反馈运算放大器，放大器的同相输入端与电阻R1连接，放大器的反相输入端与电阻R2连接，电阻R3连接放大器的同相输出端与反相输入端，形成负反馈，电阻R4连接放大器的反相输出端与同相输入端，形成负反馈。本实用新型提供了一种MLVDS接收电路，该电路具有宽共模输入范围，且能够实现失效保护，预接收级通过差分运放的负反馈，把输入共模很宽的差分信号转换为共模电压恒定的差分信号。

Description

一种MLVDS接收电路

技术领域

本实用新型涉及数据传输领域，特别是一种MLVDS接收电路。

背景技术

在许多高速应用中，不仅需要点对点的传输，更需要多点对多点的传输。在多点到多点的传输过程中，无法使得所有的发送器和接收器具有共同的电源和地，所以信号的共模电压会有很大变化，甚至低于0V和高于电源电压。为了实现正常接收，接收器必须具有极宽的输入共模电压范围。除此之外，由于很多个接收器和发送器接在一起，相互之间干扰很容易造成数据传输错误。所以必须采用带失效保护功能的接收器来实现对差分信号的正确接收。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种MLVDS接收电路，该电路具有宽共模输入范围，且能够实现失效保护，预接收级通过差分运放的负反馈，把输入共模很宽的差分信号转换为共模电压恒定的差分信号。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：一种MLVDS接收电路，它包括预接收级电路和比较器电路，所述的预接收级电路通过差分运放的负反馈，把输入共模很宽的差分信号转换为共模电压恒定的差分信号。

所述的预接收电路包括一个负反馈运算放大器，放大器的同相输入端与电阻R1连接，放大器的反相输入端与电阻R2连接，电阻R3连接放大器的同相输出端与反相输入端，形成负反馈，电阻R4连接放大器的反相输出端与同相输入端，形成负反馈。

所述的预接收电路还包括失效保护电路，放大器的同相输入端通过并联的电阻R5和电阻R6连接参考电压，反相输入端通过并联的电阻R7和电阻R8连接参考电压，电阻R8与放大器反相输入端之间还经过开关S1连接有参考电流。

所述的电阻R3还并联一个电容C1，电阻R4还并联一个电容C2，放大器的同相输出电压经电阻R9分压后得到输出电压，输出电压与输入电压之间还连接有电容C3，放大器的反相输出电压经电阻R10分压后得到输出电压，输出电压与输入电压之间还连接有电容C4。

所述的放大器为共模放大器。

本实用新型的有益效果是：本实用新型提供了一种MLVDS接收电路，该电路具有宽共模输入范围，且能够实现失效保护，预接收级通过差分运放的负反馈，把输入共模很宽的差分信号转换为共模电压恒定的差分信号。

附图说明

图1为MLVDS接收电路框图；

图2为预接收级框图；

图3为预接收级简化框图；

图4为预接收级中运放电路图；

图5为预接收级整体电路图；

图6为比较器电路图。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本实用新型的技术方案，但本实用新型的保护范围不局限于以下所述。

如图1和图2和图3所示，一种MLVDS接收电路，它包括预接收级电路和比较器电路，所述的预接收级电路通过差分运放的负反馈，把输入共模很宽的差分信号转换为共模电压恒定的差分信号。

所述的预接收电路包括一个负反馈运算放大器，放大器的同相输入端与电阻R1连接，放大器的反相输入端与电阻R2连接，电阻R3连接放大器的同相输出端与反相输入端，形成负反馈，电阻R4连接放大器的反相输出端与同相输入端，形成负反馈。

所述的预接收电路还包括失效保护电路，放大器的同相输入端通过并联的电阻R5和电阻R6连接参考电压，反相输入端通过并联的电阻R7和电阻R8连接参考电压，电阻R8与放大器反相输入端之间还经过开关S1连接有参考电流。

所述的电阻R3还并联一个电容C1，电阻R4还并联一个电容C2，放大器的同相输出电压经电阻R9分压后得到输出电压，输出电压与输入电压之间还连接有电容C3，放大器的反相输出电压经电阻R10分压后得到输出电压，输出电压与输入电压之间还连接有电容C4。

所述的放大器为共模放大器。

如图4所示，所述的放大器的同相输入端和反相输入端分别连接一个三极管Q1和Q2，正输入端的三极管Q1的集电极与电阻R11连接，Q1的集电极还与MOS管MN4连接，MN4还与电阻R13连接，放大器反相输入端的三极管Q2的集电极与电阻R12连接，Q2的集电极还与MOS管MN5连接，MN5还与电阻R14连接，电阻R11、电阻R12、电阻R14和电阻R14共同接标准电压；所述的Q1和Q2的发射极共同连接MOS管MN2，MOS管MN2通过MOS管MN1连接参考电压，参考电压还通过MOS管MN3分别与MOS管MN4和MOS管MN5连接。

如图6所示，所述的比较器对差分信号进行比较输出，比较器的负输入端连接MOS管MN10,MOS管MN11分别与MOS管MP2和MOS管MP1连接，MOS管MP1与MOS管MN7连接，MOS管MN7与MOS管MN1连接，MOS管MN6和MOS管MN8分别与参考电压连接；所述的比较器的正输入端连接MOS管MN10，MOS管MN10分别与MOS管MP3和MOS管MP4连接，MOS管MP1和MOS管MN2之间还连接有MOS管MN9，MOS管MN9和MOS管MP4并连接输出端，MOS管MN8分别与MOS管MN10和MOS管MN11连接，所述的MOS管MN6、MOS管MN7、MOS管MN8和MOS MN4并联接地，所述的MOS管MP2、MOS管MP1、MOS管MP3和MOS管MP4并联连接。

需要说明的是，本申请文件和附图中的R1＝R2＝R3＝R4＝R9＝R10，阻值视为R1，R5＝R8，阻值视为R2，R6＝R7，阻值视为R3，R11＝R12＝R13＝R14，阻值视为R4，；C1＝C2，电容值视为C2，C3＝C4，电容值视为C1。

本实用新型中预接收级主要实现两个功能，一、把共模范围非常宽的差分型号转换为共模范围固定的差分信号，方便比较输出；二、提供失效保护的功能。如图3所示为预接收电路的简化电路图，包括负反馈运放，器工作原理如下：为了简化运算，假定运放增益很大，则在DC条件下：

$\frac{V_{\mathrm{dc}-}-V_X}{R_1}=\frac{V_X-V_{\mathrm{in}+}}{R_2}---\left(1\right)$

$\frac{V_{\mathrm{dc}+}-V_X}{R_1}=\frac{V_X-V_{\mathrm{in}-}}{R_2}---\left(2\right)$

由(2)减(1)可得

$\frac{V_{\mathrm{dc}+}-V_{\mathrm{dc}-}}{V_{\mathrm{in}+}-V_{\mathrm{in}-}}=\frac{R_1}{R_2}---\left(3\right)$

所以差分输出的两端DC间差别，跟随输入差分的两端DC间差别。

由于图2所示的负反馈具有两个负反馈环路，则：

$\frac{V_{\mathrm{dc}+}-V_{\mathrm{dc}-}}{V_{\mathrm{in}+}-V_{\mathrm{in}-}}=\frac{R_1}{R_1}=1---\left(4\right)$

$\frac{V_{\mathrm{dc}+}-V_{\mathrm{dc}-}}{V_{\mathrm{os}+}-V_{\mathrm{os}-}}=\frac{R_1}{R_2}---\left(5\right)$

运放电路如图4所示，假如MN3和MN1的宽长比之比为λ，即：

$\frac{W/N_{-\mathrm{MN}3}}{{W/N}_{-\mathrm{MN}1}}=\mathrm{\λ}---\left(6\right)$

则在DC条件下，根据运放的电路结构可以得到：

$\frac{V_{\mathrm{dc}+}+V_{\mathrm{dc}-}}{2}=V_{\mathrm{DD}}-\frac{\mathrm{\λ}{*I}_{\mathrm{ref}}}{2}*R_4---\left(7\right)$

在DC条件下，输入差分信号的两端DC值相等，则其中一条反馈环路得：

V_dc+＝V_dc-              (8)

当整个电路在非失效保护模式下工作时，图2所示的开关打开，即没有电流流过电阻R3，则：

V_os+＝V_os-               (9)

通过公式(5)可得：

V_dc+＝V_dc-                 (10)

根据公式(10)和公式(7)可得：

$V_{\mathrm{dc}+}=V_{\mathrm{dc}-}=V_{\mathrm{DD}}-\frac{\mathrm{\λ}{*I}_{\mathrm{ref}}}{2}*R_4---\left(11\right)$

由(11)可以看出，无论输入信号的共模电压怎么变化，只要差分输入信号的两端DC值相等，则V_dc+和V_dc-相等，且为固定值，不随工艺和温度变化。预接收器输出的信号由两部分组成，信号的交流部分和信号的直流部分。输入信号的交流部分通过C1电容传输到预接收器输出，如果C1电容足够大，则交流信号几乎无衰减的传输。预接收级输出信号的直流部分通过V_dc+和V_dc-确定。由于V_dc+和V_dc-相等为定值，所以预接收级输出为DC值固定，交流部分跟随输入信号的差分信号。从而把一个共模范围非常宽的差分信号，变成一个输出DC值固定的差分信号，方便后级比较器接收。

当整个电路在失效保护模式下工作时，图2所示的开关关闭，即有一股电流流过电阻R3，如果电流和电阻R3设计合适，则：

V_os--V_os+＝10mV                   (12)

可以设计合适的电阻比，当时，则：

$\frac{V_{\mathrm{dc}+}-V_{\mathrm{dc}-}}{V_{\mathrm{os}+}-V_{\mathrm{os}-}}=\frac{R_1}{R_2}=10---\left(13\right)$

把(12)带入(13)可得：

V_dc+-V_dc-＝-100mV                 (14)

由于公式(7)可得：

$V_{\mathrm{dc}+}=V_{\mathrm{DD}}-\frac{\mathrm{\λ}{*I}_{\mathrm{ref}}}{2}*R_4-50\mathrm{mV}---\left(15\right)$

$V_{\mathrm{dc}-}=V_{\mathrm{DD}}-\frac{\mathrm{\λ}{*I}_{\mathrm{ref}}}{2}*R_4+50\mathrm{mV}---\left(16\right)$

由(15)和(16)可以看出，无论输入信号的共模电压怎么变化，只要差分输入信号的两端DC值相等，由于V_dc-比V_dc+高10mV，则V_dc-比V_dc+高100mV，且均为固定值，不随工艺和温度变化。从而可以满足MLVDS类型2的接收器阈值要求，即当差分幅值大于150mV为高，差分幅值小于50mV为低，实现了失效保护的功能。

整个预接收级电路如图5所示，输入信号的交流分量通过电容C1传输到输出，电容C2起到环路稳定性补偿的作用。

比较器电路较为简单，为通常所使用的全差分结构。当V_in+＞V_in-时，MP4的电流有大于MN9电流的趋势，为了保证电流相等，输出电压必须抬高，最终当MN9无电流时，输出为电源电压；同理当V_in-＞V_in+时，MN9的电流有大于MP4电流的趋势，为了保证电流相等，输出电压必须降低，最终当MP4无电流时，输出为地电压。

Claims (5)

1.一种MLVDS接收电路，其特征在于：它包括预接收级电路和比较器电路，所述的预接收级电路通过差分运放的负反馈，把输入共模很宽的差分信号转换为共模电压恒定的差分信号。

2.根据权利要求1所述的一种MLVDS接收电路，其特征在于：所述的预接收电路包括一个负反馈运算放大器，放大器的同相输入端与电阻R1连接，放大器的反相输入端与电阻R2连接，电阻R3连接放大器的同相输出端与反相输入端，形成负反馈，电阻R4连接放大器的反相输出端与同相输入端，形成负反馈。

3.根据权利要求2所述的一种MLVDS接收电路，其特征在于：所述的预接收电路还包括失效保护电路，放大器的同相输入端通过并联的电阻R5和电阻R6连接参考电压，反相输入端通过并联的电阻R7和电阻R8连接参考电压，电阻R8与放大器反相输入端之间还经过开关S1连接有参考电流。

4.根据权利要求2所述的一种MLVDS接收电路，其特征在于：所述的电阻R3还并联一个电容C1，电阻R4还并联一个电容C2，放大器的同相输出电压经电阻R9分压后得到输出电压，输出电压与输入电压之间还连接有电容C3，放大器的反相输出电压经电阻R10分压后得到输出电压，输出电压与输入电压之间还连接有电容C4。

5.根据权利要求2所述的一种MLVDS接收电路，其特征在于：所述的放大器为共模放大器。