技术领域
[0001] 本
发明涉及信号峰峰值检测电路。属于集成电路下
限幅放大器(LA)中的信号峰峰值检测技术领域。
背景技术
[0002] 在光纤通讯集成电路的接收端，
跨阻放大器(TIA)将光电
二极管(PD)的
电流信号转换成
电压信号，该电压信号通常大小仅为几十毫伏。因此，在跨阻放大器之后必须安装附加的
限幅放大器，将跨阻放大器输出的电压信号放大到一个逻辑
水平。对于限幅放大器的设计要求是高增益，低噪声，与
数据速率相等的带宽，所以限幅放大器被设计成多级放大器级联结构。在限幅放大器中加入信号幅度检测模
块，用来检测TIA的输出即限幅放大器(LA)的
输入信号幅值大小，以判别信号是否正常。但在芯片
制造过程中器件存在失配，幅度检测模块的判决容易产生错误导致整个通讯系统混乱，因此必须克服器件失配带来的影响。
[0003] 图1给出了传统的信号峰峰值检测电路的原理图。图1中，电压放大器A1-A3为限幅放大器中的前三级放大器，前两级放大器的输出接入吉尔伯特单元(乘法器)进行信号相乘，芯片制造过程中器件存在失配使得乘法器的输出值不能准确反映输入信号的大小，该值大小和比较器COMP内部
阈值进行比较，输出SD信号。
[0004] 电压放大器A1将TIA输出的信号进行小幅度的放大，输出值经过电容C3、C4(隔直通交)，其信号仍将是小信号。放大器A2将TIA输出的信号再一次放大，输出值经过电容C1、C2(隔直通交)，其信号将会是大信号。双极型晶体管Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6将输入的电压信号转
化成电流信号，与
电阻R1或者R2相乘，电容C5的存在是将相乘得到的交流调制信号滤波成直流信号方便电压比较器COMP的比较。
[0005] 实际应用中，在吉尔伯特单元中使用高度对称的版图画法，来减小器件不匹配造成的输入输出误差，然而被相乘放大后的输入信号通道与电压比较器内部的阈值通道中的器件不能匹配绘制版图，使得取样的信号幅值与阈值不能同时随着工艺的变化而变化，因此传统的峰峰值检测电路会存在判决
精度差等一系列问题。这种结构的峰峰值检测电路已经无法满足高性能限幅放大器实际需求。
发明内容
[0006] 本发明是为了解决传统的信号峰峰值检测电路易受版图影响产生输出误差，无法正确比较输入信号与阈值之间关系的问题。现提供对称双通道信号峰峰值检测电路。
[0007] 对称双通道信号峰峰值检测电路，所述电路包括四号电压放大器A1、五号电压放大器A2和六号电压放大器A3，
[0008] 跨阻放大器的电压信号输出端连接四号电压放大器A1接收的电压信号输入端，四号电压放大器A1的电压信号输出端连接五号电压放大器A2的电压信号输入端，五号电压放大器A2的电压信号输出端连接六号电压放大器A3的电压信号输入端，
[0009] 所述电路还包括周期阈值与
迟滞模块1、一号电压放大器2、二号电压放大器3、三号电压放大器4、一号峰峰值检测模块5、二号峰峰值检测模块6和电压比较器7，[0010] 五号电压放大器A2的反相输出端连接一号峰峰值检测模块5的一个电压信号输入端，
[0011] 五号电压放大器A2的正相输出端连接一号峰峰值检测模块5的另一个电压信号输入端，
[0012] 阈值信号输出端连接周期阈值与迟滞模块1的电压信号输入端，周期阈值与迟滞模块1的两路信号输出端分别连接一号电压放大器2的正相输入端和
反相输入端，一号电压放大器2的反相输出端连接二号电压放大器3的反相输入端，一号电压放大器2的正相输出端连接二号电压放大器3的正相输入端，二号电压放大器3的正相输出端同时连接三号电压放大器4的正相输入端和二号峰峰值检测模块6的一个电压信号输入端，二号电压放大器3的反相输出端同时连接三号电压放大器4的反相输入端和二号峰峰值检测模块6的另一个电压信号输入端，
[0013] 一号峰峰值检测模块5的电压信号输出端连接电压比较器7的正相输入端；
[0014] 二号峰峰值检测模块6的电压信号输出端连接电压比较器7的反相输入端；
[0015] 电压比较器7的输出端连接周期阈值与迟滞模块1的迟滞控制端，并作为检测信号输出端。
[0016] 优选的，所述电路还包括一个失调消除模块，
[0017] 在一号电压放大器2和二号电压放大器3之间或者二号电压放大器3和二号峰峰值检测模块6之间设置一个失调消除模块。
[0018] 优选的，一号峰峰值检测模块5和二号峰峰值检测模块6的内部各设置一个低通
滤波器，用于滤除高频分量保留
直流分量。
[0019] 本发明的有益效果为：
[0020] 跨阻放大器输出的电压信号经过一号电压放大器和二号电压放大器的放大，输送给一号峰峰值检测模块，该电路内部为
低通滤波器，滤除高频分量保留直流分量。一号电压放大器、二号电压放大器和三号电压放大器组成的电路结构完全等同于四号电压放大器、五号电压放大器和六号电压放大器的电路结构，一号峰峰值检测模块完全等同于二号峰峰值检测模块。由一号峰峰值检测模块和二号峰峰值检测模块输出的两束信号经过电压比较器比较输出SD信号，并反馈回周期阈值与迟滞模块，增加阈值迟滞，杜绝了噪声及突发情况引起的SD不断跳变，使SD信号输出稳定。
[0021] 本
申请提出一种新型的输入信号峰峰值检测电路,由四号电压放大器A1、五号电压放大器A2、六号电压放大器A3和一号电压放大器、二号电压放大器、三号电压放大器构成对称的双通道，提高输入信号的检测精度、最大限度的消除信号误判。
[0022] 本申请提出的一种对称双通道信号峰峰值检测电路，改变了传统电路使用到了吉尔伯特单元的实现方法，而采用阈值可调整双通道信号放大峰值比较法，能够减小设计难度，且受工艺偏差影响很小，适用于高性能LA的数据传输。
附图说明
[0023] 图1为传统的信号峰峰值检测电路的原理图；
[0024] 图2为具体实施方式一所述的对称双通道信号峰峰值检测电路的原理图；
[0025] 图3为本申请在
温度27度TT工艺下仿真结果；附图标记8表示跨阻放大器输出的信号(指图1中RIN和RINB输入的周期性
模拟信号)，附图表示9表示SD的输出，M1指
输出信号的波峰，M2指输出信号的波谷，dx是M1和M2两点的横坐标差值，dy是M1和M2两点的纵坐标差值；
[0026] 图4为本申请在温度27度FF工艺下仿真结果。
具体实施方式
[0027] 具体实施方式一：参照图2具体说明本实施方式，本实施方式所述的对称双通道信号峰峰值检测电路，所述电路包括四号电压放大器A1、五号电压放大器A2和六号电压放大器A3，
[0028] 跨阻放大器的电压信号输出端连接四号电压放大器A1的电压信号输入端，四号电压放大器A1的电压信号输出端连接五号电压放大器A2的电压信号输入端，五号电压放大器A2的电压信号输出端连接六号电压放大器A3的电压信号输入端，
[0029] 所述电路还包括周期阈值与迟滞模块1、一号电压放大器2、二号电压放大器3、三号电压放大器4、一号峰峰值检测模块5、二号峰峰值检测模块6和电压比较器7，[0030] 五号电压放大器A2的反相输出端连接一号峰峰值检测模块5的一个电压信号输入端，
[0031] 五号电压放大器A2的正相输出端连接一号峰峰值检测模块5的另一个电压信号输入端，
[0032] 阈值信号输出端连接周期阈值与迟滞模块1的电压信号输入端，周期阈值与迟滞模块(1)的两路信号输出端分别连接一号电压放大器2的正相输入端和反相输入端，一号电压放大器2的反相输出端连接二号电压放大器3的反相输入端，一号电压放大器2的正相输出端连接二号电压放大器3的正相输入端，二号电压放大器3的正相输出端同时连接三号电压放大器4的正相输入端和二号峰峰值检测模块6的一个电压信号输入端，二号电压放大器3的反相输出端同时连接三号电压放大器4的反相输入端和二号峰峰值检测模块6的另一个电压信号输入端，
[0033] 一号峰峰值检测模块5的电压信号输出端连接电压比较器7的正相输入端；
[0034] 二号峰峰值检测模块6的电压信号输出端连接电压比较器7的反相输入端；
[0035] 电压比较器7的输出端连接周期阈值与迟滞模块1的迟滞控制端，并作为检测信号输出端。
[0036] 本实施方式中，图1给出了传统的信号峰峰值检测电路的原理图，由于电路中用到了吉尔伯特单元将LA主通道前两级放大器输出信号相乘，一旦当该通路和电压比较器COMP内部(阈值)存在版图器件失配，输出的SD告警值将会出现严重偏差，使得芯片无法正常工作。图2提出的一种对称双通道信号峰峰值检测电路，解决了常用的信号峰峰值检测电路使用吉尔伯特单元调制输入信号，无法做到信号阈值通路一致对称的情况。
[0037] 周期阈值与迟滞模块1能够产生一束周期
频率为兆级别且其幅值能跟随Vth信号端调整的方波，此周期信号对应的是RIN、RINB端的输入信号。方波信号经过一号电压放大器2和二号电压放大器3的放大，输送给二号峰峰值检测模块6，该电路内部为低通滤波器，滤除高频分量保留直流分量。而LA的输入信号经过A1、A2电压放大器的放大，输送给一号峰峰值检测模块5，该电路内部为低通滤波器，滤除高频分量保留直流分量。一号电压放大器2、二号电压放大器3和三号电压放大器4完全等同于四号电压放大器A1、五号电压放大器A2和六号电压放大器A3(电路结构完全相同，增益、频率特性也完全一样)，一号峰峰值检测模块5完全等同于二号峰峰值检测模块6。两束信号经过电压比较器7比较输出SD信号，并反馈回周期阈值与迟滞模块1，改变下一次的比较阈值，杜绝了噪声及突发情况引起的SD(signal detect信号检测)不断跳变。在放大器之间也可以插入失调消除模块，以达到清除运放输入失调的作用。
[0038] 上述的关键是在版图中，必须使得两通道电路器件高度匹配，才能最大限度的增加对称双通道信号峰峰值检测电路的可测精度。
[0039] 阈值信号为图2中的Vth信号，图2中的Vth〈5:0〉是二进制数字位，它的意思是用6位
数字信号，输入到周期阈值与迟滞模块，去改变最终的输出模拟信号的幅值。
[0040] 图3为本申请在温度27度TT工艺下仿真结果,输入信号幅度在51.25mV下输出翻转。
[0041] 图4为本申请在温度27度FF工艺下仿真结果,输入信号幅度在49.7mV下输出翻转。
[0042] 可见在极端工艺偏差情况下，输入信号幅度达到一定幅值时，都会发生反转，证明了本申请的可靠性。
[0043] 具体实施方式二：本实施方式是对具体实施方式一所述的对称双通道信号峰峰值检测电路作进一步说明，本实施方式中，所述电路还包括一个失调消除模块，[0044] 在一号电压放大器2和二号电压放大器3之间或者二号电压放大器3和二号峰峰值检测模块6之间设置一个失调消除模块。
[0045] 具体实施方式三：本实施方式是对具体实施方式一所述的对称双通道信号峰峰值检测电路作进一步说明，本实施方式中，一号峰峰值检测模块5和二号峰峰值检测模块6的内部各设置一个低通滤波器，用于滤除高频分量保留直流分量。
