论文部分内容阅读
随着通信技术的发展，并行数据的串行传输已经成为了主流传输方式，低电压差分信号LVDS（Low Voltage Differential Signal）是一种用于高速串行信号传输的国际通用接口标准。LVDS因其具有高速度、低功耗、低噪声、低成本等优点，在高性能计算机、通讯、显示及消费电子等领域得到了广泛的应用。基于LVDS的M-LVDS (Multi-Point Low Voltage Differential Signal）接口支持多个驱动器或接收器共享单一传输链路的应用,填补了多点应用场合的空白。在保留LVDS原有优点的基础上M-LVDS拥有更高驱动能力，更低的电磁干扰(EMI)，更宽的共模输入范围，成了LVDS传输技术的一个新的技术研究热点。本论文基于TIA/EIA-899标准，对M-LVDS接口电路的工作原理和结构进行了深入研究，总结和分析了M-LVDS接口技术的各种特点。在此基础上，提出了M-LVDS接收器的拓扑结构，将整个发送电路分为共模搬移电路、前置放大器电路、迟滞比较器电路、带隙基准源电路以及数字逻辑电路五个核心模块。本文在M-LVDS接口电路设计中的创新之处和解决的技术难点主要体现为下列几点：对于-1.4V~3.8V输入范围，设计了一种新颖的共模搬移电路，利用负反馈原理，采样输出共模，调整端接电阻电流从而将不同共模值的差分信号搬移到参考电平的位置，且不改变差分信号幅值，简化了后级电路降低了功耗节约了面积。设计了放大倍数恒定的Gm-RL结构的前置放大器，通过在前置放大器输出端产生固定电流偏置的方法实现了TYPE-II工作模式。设计了恒定Gm的偏置电流源通过调整放大器偏置电流从而确保设计的接收器在各个工艺角下稳定工作。改进传统结构的内迟滞比较器，利用电流镜将输入级与噪声大的迟滞级隔离，避免了因回扫噪声带来的接收器动态失调。设计了Cascode结构的基准源，提高了电源抑制比，降低了电源噪声对基准源输出电压的扰动，降低了整个接收器对电源噪声的敏感度。本论文对M-LVDS接收器电路版图进行了研究，针对失配、串扰、噪声、天线效应、闩锁效应进行了讨论，并提出解决办法。本课题设计的M-LVDS接收器电路基于GSMC0.18μm1P4M CMOS工艺论片验证，测试结果显示该芯片具有-1.4~3.8V的共模输入范围，最高数据传输速率250Mbps，并引入典型值为25mV的迟滞效果，达到设计目标，为相关设计提供了参考。