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基于模拟反相器的DC偏移校正电路

申请号 CN202310844951.6 申请日 2023-07-11 公开(公告)号 CN117950442A 公开(公告)日 2024-04-30
申请人 慧与发展有限责任合伙企业; 发明人 R·巴恩希尔; J·M·英格米; M·J·马歇尔; J·S·伊格纳茨;
摘要 本公开涉及基于模拟 反相器 的DC偏移校正 电路 。一方面可以提供直流(DC)反馈电路。DC反馈电路可以包括增益路径、并联地耦接到增益路径的第一反馈电容器、以及耦接到增益路径的输入和第一反馈电容器的输入 电阻 。增益路径可以包括具有一对跨导 放大器 的输入级、具有一个或多个放大器的增益级、以及具有至少一个 负反馈 放大器的输出级。
权利要求

1.一种直流(DC)反馈电路,所述电路包括:
增益路径;
第一反馈电容器,所述第一反馈电容器并联地耦接到所述增益路径;以及输入电阻器,所述输入电阻器耦接到所述增益路径的输入和所述第一反馈电容器;
其中,所述增益路径包括具有一对跨导放大器的输入级、具有一个或多个放大器的增益级和具有至少一个负反馈放大器的输出级。
2.根据权利要求1所述的DC反馈电路,其中所述第一反馈电容器的电容在10pF和50pF之间。
3.根据权利要求2所述的DC反馈电路,其中所述DC反馈电路的截止频率在100kHz和
1MHz之间。
4.根据权利要求1所述的DC反馈电路,其中所述一对跨导放大器是反相放大器,并且其中所述一对跨导放大器之间的跨导比率在一和五之间。
5.根据权利要求1所述的DC反馈电路,其中所述输出级包括向所述DC反馈电路提供稳定性的米勒电路,其中所述米勒电路包括反相放大器、第二反馈电容器和电阻器。
6.根据权利要求5所述的DC反馈电路,其中所述第二反馈电容器的电容小于所述第一反馈电容器的电容,并且其中所述米勒电路中的所述电阻器的电阻小于所述输入电阻器的电阻。
7.根据权利要求1所述的DC反馈电路,其中所述第一反馈电容器经由开关耦接到所述增益路径。
8.根据权利要求1所述的DC反馈电路,其中所述增益级包括耦接到所述增益级中的一个或多个放大器的选择器开关,以允许所述增益级中的放大器的子集连接到所述增益路径。
9.根据权利要求1所述的DC反馈电路,其中所述增益级中的所述放大器包括反相放大器,并且其中确定所述电路中的反相放大器的总数以确保所述电路提供负DC反馈。
10.根据权利要求1所述的DC反馈电路,还包括耦接到所述增益路径的输出和所述第一反馈电容器的反相器
11.根据权利要求1所述的DC反馈电路,其中所述输入电阻器耦接到待补偿电路的输出,并且其中所述增益路径的输出耦接到所述待补偿电路的输入,从而允许所述DC反馈电路向所述待补偿电路提供DC偏移补偿。
12.根据权利要求11所述的DC反馈电路,其中所述待补偿电路是高速接收器的前端电路。
13.一种高速接收器前端电路,包括:
多个级联的放大器级;和
DC偏移补偿电路,所述DC偏移补偿电路耦接到一个或多个级联的放大器级以提供DC偏移补偿;
其中,所述DC偏移补偿电路包括:
增益路径;
并联地耦接到所述增益路径的第一反馈电容器;和
耦接到所述增益路径的输入和所述第一反馈电容器的输入电阻;并且
其中,所述增益路径包括具有一对跨导放大器的输入级、具有一个或多个放大器的增益级和具有至少一个负反馈放大器的输出级。
14.根据权利要求13所述的接收器前端电路,其中所述第一反馈电容器的电容在10pF和50pF之间。
15.根据权利要求13所述的接收器前端电路,其中所述一对跨导放大器是反相放大器,并且其中所述一对跨导放大器之间的跨导比率在一到十之间。
16.根据权利要求13所述的接收器前端电路,其中所述输出级包括向所述DC偏移补偿电路提供稳定性的米勒电路,其中所述米勒电路包括反相放大器、第二反馈电容器和电阻器。
17.根据权利要求16所述的接收器前端电路,其中所述第二反馈电容器的电容小于所述第一反馈电容器的电容,并且其中所述米勒电路中的所述电阻器的电阻小于所述输入电阻器的电阻。
18.根据权利要求13所述的接收器前端电路,其中所述第一反馈电容器经由开关耦接到所述增益路径,并且其中所述增益级包括选择器开关,所述选择器开关耦接到所述增益级中的一个或多个放大器以允许所述增益级中的放大器的子集连接到所述增益路径。
19.根据权利要求13所述的接收器前端电路,其中所述增益级中的所述放大器包括一个或多个反相放大器,并且其中确定所述电路中的反相放大器的总数以确保所述DC偏移补偿电路向所耦接的一个或多个级联的放大器级提供负DC反馈。
20.根据权利要求13所述的接收器前端电路,其中所述DC偏移补偿电路还包括耦接到所述增益路径的输出和所述第一反馈电容器的反相器。

说明书全文

基于模拟反相器的DC偏移校正电路

技术领域

[0001] 本公开总体上涉及模拟电路设计。更具体地,本公开涉及直流(DC)偏移补偿电路的设计。附图说明
[0002] 图1示出了根据本申请的一个方面的DC偏移补偿电路的示意图的示例。
[0003] 图2示出了根据本申请的一个方面的DC偏移补偿电路的示例。
[0004] 图3示出了根据本申请的一个方面的DC偏移补偿电路的示例。
[0005] 图4示出了根据本申请的一个方面的DC偏移补偿电路的示例。
[0006] 图5示出了根据本申请的一个方面的实现DC偏移补偿电路的接收器前端的示例。
[0007] 图6显示了示出根据本申请的一个方面的用于设计DC偏移补偿电路的过程的示例的流程图
[0008] 在附图中,相似的附图标记指代相同的附图元素。

具体实施方式

[0009] 提供以下描述以使本领域技术人员能够制作和使用实施例,并且在特定应用和其要求的上下文中提供以下描述。本领域的技术人员将容易明白对所公开的实施例的各种修改,且在不脱离本公开的精神及范围的情况下本文中所定义的一般原理可被应用于其它实施例及应用。因此,本公开的范围不限于所示的实施例而是应被赋予与本文中所公开的原理和特征一致的最广范围。
[0010] 由于制造过程中的随机的以及系统的变化(例如,晶体管的尺寸和特性变化),模拟电路通常遭受固有偏移,诸如直流(DC)偏移,其可以是永久存在于感兴趣信号上的固定电压。在没有补偿的情况下,DC偏移可使放大器输出级饱和,这又可以依次减小放大器动态范围并且可能干扰期望信号的放大。此外,差分信令被广泛地用于串行器/解串器(SerDes)系统中,并且由于处理这两个互补信号的电路中的设备(例如,放大器)之间的不匹配,偏移电压将被引入到差分信号中。这种偏移会影响SerDes系统的噪声容限(noise margin)。
[0011] 典型的DC偏移校正或DC偏移补偿电路可包括反馈路径,该反馈路径将待补偿电路的输出的DC分量的负版本反馈回其输入以消除输入处的DC偏移。例如,反馈路径可以包括基于电流模式逻辑(CML)的差分放大器,该基于电流模式逻辑(CML)的差分放大器可以用作低通滤波器以使得仅输出的DC或接近DC分量可以被反馈回输入。为了充分地补偿DC偏移而不影响感兴趣信号(例如,在较高频率处的信号),反馈电路的截止频率或频率(cutoff or corner frequency)应当尽可能地接近DC。如果截止频率不足够低,则DC偏移校正电路可最终跟踪数据本身(即,将数据反馈回输入),潜在地导致位错误。然而,高速电路(例如,高速SerDes)的实现约束通常限制截止频率可以有多低。更具体地,实现低截止频率通常需要大电容器,这意味着用于实现DC偏移补偿电路的面积负担可能是大的和不期望的。
[0012] 为了降低伴随大电容器而来的面积负担,根据本公开的一些方面,DC偏移补偿电路可以使用米勒效应而不是使用大电容器来增加具有较小电容器的电路的等效电容。更具体地,当电容器C连接到反相电压放大器的输入和输出两者时,由于输入端和输出端之间的电容效应的应用,放大器的输入电容增加到CM=C(1+Av),其中反相电压放大器的增益是‑Av。根据米勒效应,放大器增益越大,电容的放大越大。为了充分地降低DC偏移补偿电路的截止频率而没有显著的面积负担,本申请的一些方面提供了具有多个增益级的反馈电路。
[0013] 图1示出了根据本申请的一个方面的DC偏移补偿电路的示意图的示例。DC偏移补偿电路100可以包括输入级102,增益级104,输出级106,反馈电容器108和电阻器110。
[0014] 除了提供增益之外,输入级102还可以提供一定程度的抗扰性(immunity)以处理变化,并且可以跟踪待补偿电路的拓扑结构(例如,其具有与待补偿电路的前端电路相匹配的拓扑结构)。根据一些方面,输入级102可包括一对具有不同跨导值的跨导(gm)放大器。由于放大器的增益由输入跨导(输入gm)和负载跨导(负载gm)的比率确定,这样的一对放大器通常可以被称为gm/gm放大器。由于gm/gm比率相对不受处理变化的影响(即,其在不同处理条件下保持近似恒定),由输入级102提供的增益可保持近似恒定。
[0015] 增益级104可以包括一个或多个放大器,诸如反相放大器(或简称为反相器(inverters))。被包括在增益级104中的反相放大器的数量可以基于期望的增益以及实现负反馈所需要的极性来确定。取决于输入级102和输出级106的设计以及DC补偿电路100和待补偿电路之间的耦接机制,被包括在增益级104中的反相放大器的数量可以是奇数个或偶数个。根据一个方面,增益级104可以包括奇数个(例如,一个、三个等)反相放大器。增益级104的总增益可以是增益级104中的反相放大器的增益的乘积。
[0016] 输出级106可以为包括级联放大器级的放大器路径提供补偿以在施加反馈时保持稳定性(例如,防止信号的振荡和过冲)。根据一些方面,输出级106可以使用米勒补偿方案来创建整个偏移补偿电路的主极点(dominant pole)。
[0017] 反馈电容器108是其电容被多个放大器级放大的电容器。如果反馈电容器108的电容为C并且多个放大器级的总增益为Av,那么DC偏移补偿电路100的等效电容为CM=C(1+Av)。在示例中,输入级102、增益级104和输出级106的总增益可以大于100,并且等效电容可以大于100倍C。与传统的基于RC滤波器的DC偏移补偿电路相比,DC偏移补偿电路100的截止频率可以降低100倍以上而没有大电容器的面积负担。
[0018] 图2示出了根据本申请的一个方面的DC偏移补偿电路的示例。DC偏移补偿电路200可以包括gm/gm放大器202,反相放大器204和米勒级206。更具体地,gm/gm放大器202对应于图1中所示的输入级102,反相放大器204对应于增益级104,以及米勒级206对应于输出级106。与图1中所示的类似,除了三个放大器级之外,DC偏移补偿电路200可以包括反馈电容器208和输入电阻器210。DC偏移补偿电路200还可以包括反相器212。
[0019] gm/gm放大器202包括一对也是反相放大器的跨导放大器(transconductance amplifier)214和216,其中gm放大器214是耦接到DC偏移补偿电路200的输入(即待补偿电路的输出)的输入放大器并且gm放大器216是负载放大器。gm放大器216的输出直接耦接到其输入。gm放大器214的尺寸可以是gm放大器216的尺寸的若干倍。gm/gm放大器202的增益可以是放大器214和216之间的跨导(transconductance)(gm)的比率。根据一些方面,gm/gm放大器202的增益可以大致为3。gm/gm放大器202可以具有其他可能的增益值(例如,四、五或更高)。
[0020] 反相放大器204可以是提供DC偏移补偿电路200的大部分增益的高增益放大器。米勒级206可以通过创建电路的主极点在维持DC偏移补偿电路200的稳定性中发挥重要作用。根据一些方面,米勒级206可以包括电阻器218,反相放大器220和米勒电容器222。要注意的是,电阻器218的电阻可以比输入电阻器210的电阻小得多,并且米勒电容器222的电容可以比反馈电容器208的电容小得多。根据一些方面,米勒电容器222的电容可以在一至十皮法(例如,1.4pF)之间。
[0021] 反馈电容器208耦接到gm/gm放大器202的输入和米勒级206的输出之间。耦接到反馈电容器208的各种放大器级可以放大其电容以使得,当从DC偏移补偿电路200的输入来看,电路200的输入电容是C(1+Av),其中C是反馈电容器208的电容,并且Av是级202、204和206的总增益。在一个示例中,反馈电容器208的电容可以在几皮法(pF)和几十pF之间,诸如
10pF和50pF之间。在进一步的示例中,反馈电容器208的电容可以是大约26pF。DC偏移补偿电路200的输入电容和电阻器210的电阻(其可以是大约几百千欧,例如135kΩ)可以确定DC偏移补偿电路200的截止频率。根据一些方面,DC偏移补偿电路200的截止频率(即3dB截止频率)可以在100kHz和1MHz之间(例如,500kHz)。要注意的是,对于高速(例如,超过10GHz)操作,这样的截止频率被认为足够地接近于DC,以对DC偏移提供良好的补偿而不影响期望的高速信号。
[0022] 反相器212简单地将米勒级206的输出进行反相。为了向待补偿电路提供负反馈,需要认真地选择在所有三个级中的反相器(或反相放大器)的总数量。在图2所示的示例中,考虑到反相放大器216其输入和输出被短路,那么总共有四个反相器(包括反相器212),这意味着反相器212的输出的极性与DC偏移补偿电路200的输入的极性相同。取决于应用(例如,待补偿电路中的反相级的数量),可能需要额外的反相器。例如,如果待补偿电路中的反相级的数量是奇数,那么图2中所示的具有四个反相级的DC偏移补偿电路200可以提供负反馈。另一方面,如果待补偿电路中的反相级的数量是偶数,那么可以将额外的反相级添加到DC偏移补偿电路200以确保负反馈。如果添加了更多的放大器级来增加整体增益,那么应该选择反相放大器的总数量以确保反馈为负。
[0023] 图3示出了根据本申请的一个方面的DC偏移补偿电路的例子。在图3中,直流偏移补偿电路300包括输入电阻器302,多级放大器304,反馈电容器306和反相器308。更具体地,输入电阻器302耦接到多级放大器304的输入,反相器308耦接到多级放大器304的输出,以及反馈电容器306耦接到多级放大器304的输入和输出二者。如前所述,根据米勒效应,多级放大器304的输入电容可以由反馈电容器306的电容以及多级放大器304的增益来确定。更具体地,多级放大器304的输入电容可以是C(1+Av),其中C是反馈电容器306的电容以及Av是多级放大器304的增益。
[0024] 多级放大器304可以包括输入级312,增益级314和输出级316。根据一些方面,输入级312可以包括形成gm/gm放大器的一对跨导放大器,其可以为DC偏移补偿电路300提供一定程度的抗扰性以处理变化。在两个跨导放大器之间的gm比率可以在一到十之间,诸如三。增益级314可以包括多个级联的高增益放大器。在图3所示的示例中,增益级314包括三个级联的反相放大器。增益级314可以提供DC偏移补偿所需要的增益的大部分。要注意的是,可以基于期望增益和负反馈所需的极性来选择被包括在增益级314中的反相放大器的数量。在示例中,要求在增益级314中有奇数个(例如三个)反相放大器。
[0025] DC偏移补偿电路300的结构与图2中所示的DC偏移补偿电路200相似。两种电路的区别在于,DC偏移补偿电路300中的增益级314包括多个放大器,而DC偏移补偿电路200在其增益级中只包括一个反相放大器204。增加增益级中的放大器的数量可以增加DC偏移补偿电路的总增益,其随后可以导致甚至更大的等效电容和更低的截止频率。在增加增益的同时,还应该注意电路的稳定性(例如,以确保级联的放大器保持稳定)。在图2和图3中所示的示例中,增益级304中的放大器是反相放大器。在实践中,只要整个电路中的反相器的总数满足负反馈条件,也可以使用非反相放大器。
[0026] DC偏移补偿电路可以用于各种情况。例如,除了高速SerDes之外,DC偏移补偿电路可被用于补偿在其他类型的电路中的DC偏移,这些其他类型的电路可以在较低或较高的频率中工作并且需要DC偏移补偿电路的不同的截止频率。根据一些方面,DC偏移补偿电路的总增益可以是可调整的以使截止频率可以是可调谐的。
[0027] 图4示出了根据本申请的一个方面的DC偏移补偿电路的示例。在图4中,DC偏移补偿电路400可以包括三个放大器级:输入级402,可调增益级404以及米勒级406。DC偏移补偿电路400还可以包括反馈电容器408,输入电阻器410和反相器412。
[0028] 输入级402和米勒级406可以与图2和图3中所示的对应级相似。然而,与图3中所示的具有固定增益的增益级314相比,可调增益级404可以提供可调增益。在图4所示的示例中,可调增益级404可以包括多个级联的反相放大器和选择器开关414。根据一些方面,选择器开关414可以包括一组通道/传输(pass/transmission gates),其中在所有时间只有一个门被打开。在图4所示的示例中,增益级404中的每个其他级联的反相放大器耦接到选择器开关414,以使得选择器开关414的输出可以是奇数个级联的反相放大器的输出(例如,一个、三个或五个放大器等)。这可以确保增益路径是反相的以经由反馈电容器408来提供负反馈,从而取得提升反馈电容器408的电容的期望效果。选择器开关414可以接收来自数字控制逻辑(图4中未示出)的选择信号,以选择要被包括在增益路径中的可调增益级404中的期望数量的级联的反相放大器。这种方式,可调增益级404的总增益可以由选择信号进行调整。当选择更多的放大器时,总增益更高。根据一些方面,可以最初在增益路径中包括可调增益级404中的最小数目的放大器(例如,一个)。一旦电路被部署,取决于期望增益,数字逻辑可以选择要被包括在增益路径中的期望数量的放大器,并且向选择器开关414发送对应的选择信号。
[0029] 除了使用选择器开关来选择要在增益路径中包括多少个放大器之外,根据替代方面,可调增益级404中的一个或多个放大器可以具有可调增益,以使得控制电路可以单独地调整那些可调增益放大器的增益以调整增益级404的总增益。根据一些方面,增益级404中的一个或多个反相放大器也可以由启用/禁用信号(例如,信号418)进行控制,该启用/禁用信号将功率限定到每个反相放大器。当反相放大器没有被包括在增益路径中时,该放大器可以被禁用或被置于三态模式(即,其到电源的路径被断开)。由于放大器不对总增益做出贡献并且可以被调谐为关闭,因此这可以提供功率节省。在示例中,反相放大器可以包括耦接到电源的p通道场效应晶体管(FET),并且启用/禁用信号可以打开/关闭该p通道FET以连接/断开到放大器的电源。
[0030] 除了调整增益级404的总增益之外,还可以禁用反馈电容器408与增益路径之间的耦接。当反馈电容器408从增益路径解耦时,DC偏移补偿电路400的等效电容保持与反馈电容器408的原始电容相同。根据一些方面,反馈电容器408可以经由开关416耦接到增益路径,并且控制逻辑(图4中未示出)可以向开关416发送控制信号以将反馈电容器408耦接到输出级406或与输出级406解耦。更具体地,开关416的一个节点可以接地,并且另一个节点可以耦接到输出级406的输出。开关416可以被配置为对反馈电容器408进行接地(意味着其电容不被增益路径提升)或将反馈电容器408耦接到输出级406(意味着其电容被提升)。这允许电路测试器能够比较待补偿电路在等效电容增加或不增加时的性能。也可以断开整个DC偏移补偿电路。例如,DC偏移补偿电路可以经由开关(图4中未显示)耦接到待补偿电路,并且打开/关闭该开关可以断开/连接DC偏移补偿电路。
[0031] DC偏移补偿电路可以有各种应用。根据一些方面,DC偏移补偿电路可用于补偿高速接收器(例如,高速SerDes接收器)的前端处的DC偏移。图5示出了根据本申请的一个方面的实现DC偏移补偿电路的接收器前端的示例。在示例中,接收器(例如高速SerDes接收器)的前端电路500可以包括一对差分输入路径,包括正输入路径502和负输入路径504。每个输入路径可以包括多个放大器级,诸如放大器级一至四。根据一些方面,前两个放大器级(例如级1和级2)可以是高频连续时间线性均衡(CTLE)放大器,该高频连续时间线性均衡(CTLE)放大器可以提高传入信号的高频增益,从而补偿承载传入信号的物理介质的低通特性。级3放大器可以是低频CTLE放大器,以及级4放大器可以是可变增益放大器(VGA)。
[0032] 在图5所示的示例中,DC偏移补偿电路被包括在每个输入路径处。更具体地,输入路径502可以包括DC偏移补偿电路506,并且输入路径504可以包括DC偏移补偿电路508。在这个示例中,每个DC偏移补偿电路耦接到放大器级2的输入和放大器级4的输出,从而补偿呈现给放大器级2至级4的DC偏移。更具体地,每个DC偏移补偿电路的输入耦接到放大器级4的输出,并且每个DC偏移补偿电路的输出耦接到放大器级2的输入。以这种方式,放大器级4的输出的DC分量可以形成对放大器级2的输入的负反馈,从而减少或消除DC偏移。每个DC偏移补偿电路506本质上可以用作低通滤波器,该低通滤波器允许DC和低频信号在阻断高频信号的同时通过,从而防止对期望高频信号的干扰。根据一些实施例,接收器可以被设计为用于100兆以太网(100GbE),并且每个DC反馈电路的截止频率可以是大约500KHz。
[0033] DC偏移补偿电路506和508可以类似于图4中所示的电路,并且接收器前端电路500还可以包括控制模510,其可以向每个DC偏移补偿电路发送一个或多个控制信号。更具体地,控制信号可被用于启用或禁用DC偏移补偿电路506和506中的放大器。
[0034] 根据一些方面,DC偏移补偿电路可用于补偿处理100兆以太网(100GbE)信号的电路中的DC偏移。如果100兆以太网信号分布在四个通道(lane)上,每个通道可以以25Gbps处理信号。为了有效地补偿DC偏移而不影响以太网信号,DC偏移补偿电路的截止频率可以被设计为500kHz或更低。可以基于期望信号的频率范围来确定截止频率。如果期望信号的频率范围较低(例如,小于10GHz),则DC偏移补偿电路的截止频率可以低于500kHz。期望的截止频率可以确定电路的期望的等效电容,可以基于期望的等效电容和反馈电容器的尺寸来确定放大器级的总增益。要注意的是,可以基于面积约束来确定反馈电容器的尺寸。
[0035] 在图5所示的示例中,每个DC偏移补偿电路被示出为耦接到接收器前端电路500的输入路径中的级2放大器的输入。根据替代方面,DC偏移补偿电路中的最后一个反相器(例如,图4中所示的反相器412)实际上可以驻留在输入路径中的级1放大器内。只要DC偏移补偿反馈回路中的反相的总数量是一个奇数以确保负反馈被添加到级2放大器的输入,也可以省略该反相器。
[0036] 此外,在图5所示的示例中,接收器前端电路500被示为具有四个放大器级,并且每个DC偏移补偿电路耦接到后面三个放大器级。在该示例中,图2中所示的非反相DC偏移补偿电路200可以向输入提供负反馈。在实践中,接收器前端电路500也可能包括更多或更少的放大器级。例如,取决于实施方式,接收器前端电路500可以包括三个或五个放大器级。只要整个反馈回路中的反相级的总数可以确保负反馈,那么DC偏移补偿电路也可能向更多或更少的放大器级提供DC偏移补偿。例如,DC偏移补偿电路可能被耦接到级1放大器的输入和级4放大器的输出,从而为所有四个放大器级提供DC偏移补偿。在这种情况下,偏移补偿电路
200应该是反相的。DC偏移补偿电路也可能耦接到级3放大器的输入和级4放大器的输出,从而为这两个放大器级提供DC偏移补偿。其他布置也是可能的。
[0037] 图6给出了示出根据本申请的一个方面的用于设计DC偏移补偿电路的过程的示例的流程图。设计过程可以从确定诸如接收器前端电路500的待补偿电路的期望信号的频率范围开始(操作602)。一旦确定了期望信号的频率范围,就可以确定DC偏移补偿电路(例如,DC偏移补偿电路200)的截止频率(操作604)。截止频率应该显著低于期望信号的频率。例如,如果期望信号的频率是25GHz或更高,那么截止频率可以是500kHz左右。
[0038] 设计过程还可以包括确定面积约束(操作606),以及然后基于该面积约束确定反馈电容器(例如,反馈电容器208)的大小(操作608)。根据一些方面,反馈电容器的电容可以是几皮法(例如,在1pF和10pF之间)。可以基于截止频率和反馈电容器的电容来确定级联的放大器级(例如,放大器级202、204和206)的总增益(操作610)。随后,可以确定级联的放大器级中的单独放大器(例如,增益级314中的放大器)(操作612)。例如,可以基于总增益和输入级和米勒级的增益来确定增益级中的级联放大器的单独增益。当使用反相放大器时,反相器的总数量应该被选择为确保提供负反馈。
[0039] 总的来说,本公开提供了一种对DC偏移消除问题的解决方案。更具体地,DC偏移消除电路通过将反馈电容器耦接到多个级联的放大器级的输入和输出以增加DC偏移消除电路的等效电容而利用了米勒效应。因此,DC偏移消除电路可以提供足够低的截止频率而不需要大电容器和由大电容器所导致的面积负担。除了提供大部分增益的增益级之外,级联的放大器级可以包括输入级和输出级。输入级可以包括gm/gm放大器以为电路提供一定程度的抗扰性来处理变化。输出级可以包括可以确保DC偏移消除电路的稳定性(例如,防止信号的振荡)的米勒电路。与使用大型RC滤波器来设置截止频率的方法相比,所提出的方法可以缩小滤波器面积以及将截止频率降低若干数量级。与使用数字控制回路来实现DC偏移校正的方法相比,所提出的方法更容易实现并且可以提供更准确的DC偏移补偿。
[0040] 一个方面可以提供直流(DC)反馈电路。DC反馈电路可以包括增益路径,并联耦接到增益路径的第一反馈电容器,以及耦接到增益路径的输入和第一反馈电容器的输入电阻器。增益路径可以包括具有一对跨导放大器的输入级,具有一个或多个放大器的增益级,以及具有至少一个负反馈放大器的输出级。
[0041] 在这方面的变型中,第一反馈电容器的电容可以在10pF和50pF之间。
[0042] 在这方面的变型中,DC反馈电路的截止频率可以在100kHz和1MHz之间。
[0043] 在这方面的变型中,这对跨导放大器可以是反相放大器,并且这对跨导放大器之间的跨导比率可以在一到五之间。
[0044] 在这方面的变型中,输出级可以包括向DC反馈电路提供稳定性的米勒电路。米勒电路可以包括反相放大器、第二反馈电容器和电阻器。
[0045] 在另外的变型中,第二反馈电容器的电容可以小于第一反馈电容器的电容,并且米勒电路中的电阻器的电阻可以小于输入电阻器的电阻。
[0046] 在这方面的变型中,第一反馈电容器可以经由开关耦接到增益路径。
[0047] 在这方面的变型中,增益级可以包括耦接到增益级中的一个或多个放大器的选择器开关以允许增益级中的放大器的子集连接到增益路径。
[0048] 在这方面的变型中,增益级中的放大器可以包括一个或多个反相放大器,并且可以确定在电路中的反相放大器的总数以确保电路提供负DC反馈。
[0049] 在这方面的变型中,DC反馈电路还可以包括耦接到增益路径的输出和第一反馈电容器的反相器。
[0050] 在这方面的变型中,输入电阻器可以耦接到待补偿电路的输出,并且增益路径的输出可以耦接到待补偿电路的输入,从而允许DC反馈电路向待补偿电路提供DC偏移补偿。
[0051] 在这方面的变型中,待补偿电路可以是高速接收器的前端电路。
[0052] 一个方面可以提供高速接收器前端电路。该前端电路可以包括多个级联的放大器级和耦接到一个或多个级联的放大器级的直流(DC)偏移补偿电路以提供DC偏移补偿。DC偏移补偿电路可以包括增益路径,并联耦接到增益路径的第一反馈电容器,以及耦接到增益路径的输入和第一反馈电容器的输入电阻器。增益路径可以包括具有一对跨导放大器的输入级,具有一个或多个放大器的增益级和具有至少一个负反馈放大器的输出级。
[0053] 仅出于示出和描述的目的呈现了实施例的前述描述。它们并不旨在穷举或将本公开的范围限制为所公开的形式。因此,许多修改和变型对于本领域技术人员来说将是显而易见的。
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