偏置校准方法与射频数据路径偏置校准电路

摘要

本发明提供一种偏置校准方法与射频数据路径偏置校准电路。该方法包含：在第一时间点，将均衡器的两输入端切换至共用电压，其中均衡器依据共用电压产生第一均衡信号与第二均衡信号；依据自共用电压产生的第一均衡信号与第二均衡信号来判断均衡器是否存在第一偏置电压；如果判断均衡器存在第一偏置电压，则提供第一补偿电压至均衡器。本发明提供的偏置校准方法与射频数据路径偏置校准电路，通过对射频数据路径电路进行两阶段的偏置校准，能够消除射频数据路径电路的偏置电压并且提高数据读取质量。

权利要求

1.一种偏置校准方法，所述的方法包含：

在第一时间点，将均衡器的两输入端切换至共用电压，其中所述的均衡器依据所述的共用电压产生第一均衡信号与第二均衡信号；

依据自所述的共用电压产生的所述的第一均衡信号与所述的第二均衡信号来判断所述的均衡器是否存在第一偏置电压；

如果判断所述的均衡器存在所述的第一偏置电压，则提供第一补偿电压至所述的均衡器；

其中，判断所述均衡器是否存在所述第一偏置电压的步骤包含：

判断所述第一时间点的所述第一均衡信号与所述第二均衡信号的电平是否互相接近，其中如果所述第一均衡信号与所述第二均衡信号的电平并不互相接近，则判断所述均衡器的所述第一偏置电压存在。

2.根据权利要求1所述的偏置校准方法，其特征在于，所述的偏置校准方法更包含调整所述的第一补偿电压直到所述的第一均衡信号与所述的第二均衡信号的电平互相接近为止。

3.根据权利要求1所述的偏置校准方法，其特征在于，判断所述的第一均衡信号与所述的第二均衡信号的电平是否互相接近的步骤包含：比较所述的第一时间点的所述的第一均衡信号与所述的第二均衡信号；以及

依据比较结果产生逻辑代码，其中当所述的第一时间点的所述的第一均衡信号与所述的第二均衡信号的电平并不互相接近时，所述的逻辑代码的逻辑值是非0。

4.根据权利要求1所述的偏置校准方法，其特征在于，所述的偏置校准方法更包含：在第二时间点，将所述的均衡器的所述的两输入端分别切换至所述均衡器的两输出端、以分别耦接第一增益信号与第二增益信号，其中所述的第一增益信号与所述的第二增益信号是由放大器无输入信号时产生；

判断该第二时间点的该第一均衡信号与该第二均衡信号的电平是否互相接近，其中如果该第二时间点的该第一均衡信号与该第二均衡信号的电平并不互相接近，则判断该放大器的第二偏置电压存在；

如果判断所述的放大器存在所述的第二偏置电压，则提供第二补偿电压至所述的放大器。

5.根据权利要求4所述的偏置校准方法，其特征在于，所述的第二时间点在所述的第一时间点之后。

6.根据权利要求4所述的偏置校准方法，其特征在于，所述的偏置校准方法更包含调整所述的第二补偿电压直到所述的第一均衡信号与所述的第二均衡信号的电平互相接近为止。

7.根据权利要求4所述的偏置校准方法，其特征在于，其中判断所述的第二时间点的所述的第一均衡信号与所述的第二均衡信号的电平是否互相接近的步骤包含：比较所述的第二时间点的所述的第一均衡信号与所述的第二均衡信号；以及

依据比较结果产生逻辑代码，其中当所述的第二时间点的所述的第一均衡信号与所述的第二均衡信号的电平并不互相接近时，所述的逻辑代码的逻辑值是非0。

8.一种射频数据路径偏置校准电路，其特征在于，所述的电路包含：

均衡器，包含两输入端，用来产生第一均衡信号与第二均衡信号，其中在第一时间点，所述的均衡器的所述的两输入端是切换至共用电压；

判断单元，用来依据自所述的共用电压产生的所述的第一时间点的所述的第一均衡信号与所述的第二均衡信号来判断所述的均衡器是否存在第一偏置电压；以及第一偏置校准单元，耦接至所述的均衡器，用来当判断所述的均衡器存在所述的第一偏置电压时，提供第一补偿电压至所述的均衡器；

其中，所述判断单元是安排来判断所述第一时间点的所述第一均衡信号与所述第二均衡信号的电平是否互相接近，并且如果所述第一时间点的所述第一均衡信号与所述第二均衡信号的电平并不互相接近，则判断所述均衡器的所述第一偏置电压存在。

9.根据权利要求8所述的射频数据路径偏置校准电路，其特征在于，所述的第一偏置校准单元是安排来调整所述的第一补偿电压直到所述的第一均衡信号与所述的第二均衡信号的电平互相接近为止。

10.根据权利要求8所述的射频数据路径偏置校准电路，其特征在于，所述的射频数据路径偏置校准电路更包含模数转换器，用来依据所述的第一时间点的所述的第一均衡信号与所述的第二均衡信号来产生逻辑代码，其中当所述的第一时间点的所述的第一均衡信号与所述的第二均衡信号的电平并不互相接近时，所述的逻辑代码的逻辑值是非0。

11.根据权利要求8所述的射频数据路径偏置校准电路，其特征在于，所述的射频数据路径偏置校准电路更包含：放大器，用来在无输入信号时产生第一增益信号与第二增益信号，其中在第二时间点，将所述的均衡器的所述的两输入端分别切换至所述均衡器的两输出端、以分别耦接所述的第一增益信号与所述的第二增益信号，并且所述的判断单元依据所述的第二时间点的第一均衡信号与所述的第二均衡信号来判断所述的放大器是否存在第二偏置电压；

第二偏置校准单元，耦接至所述的放大器，用来当判断所述的放大器存在所述的第二偏置电压时，提供第二补偿电压至所述的放大器；

其中，该判断单元是安排来判断该第二时间点的该第一均衡信号与该第二均衡信号的电平是否互相接近，并且如果该第二时间点的该第一均衡信号与该第二均衡信号的电平并不互相接近，则判断该放大器的该第二偏置电压存在。

12.根据权利要求11所述的射频数据路径偏置校准电路，其特征在于，所述的第二时间点在所述的第一时间点之后。

13.根据权利要求11所述的射频数据路径偏置校准电路，其特征在于，所述的第二偏置校准单元是安排来调整所述的第二补偿电压直到所述的第一均衡信号与所述的第二均衡信号的电平互相接近为止。

14.根据权利要求11所述的射频数据路径偏置校准电路更包含模数转换器，其特征在于，用来依据所述的第二时间点的所述的第一均衡信号与所述的第二均衡信号来产生逻辑代码，其中当所述的第二时间点的所述的第一均衡信号与所述的第二均衡信号的电平并不互相接近时，所述的逻辑代码的逻辑值是非0。

说明书

技术领域

本发明是关于偏置校准(offset calibration)方法，特别是关于射频(RFradio frequency)数据路径(data path)电路偏置校准，具体来说是关于偏置校准方法与射频数据路径偏置校准电路。

背景技术

图1为现有的射频数据路径电路示意图。如图1所示，射频数据路径电路1包含可变增益放大器(variable-gain amplifier VGA)10，均衡器(equalizer)11以及模数转换器(analog-to-digital converter ADC)12。可变增益放大器10接收信号RFIP，信号RFIP是由光学读写头(pickup head)读取的数据信号A、信号B、信号C、与信号D以及参考信号之和。可变增益放大器10产生并传输信号VGP与信号VGN至均衡器11。均衡器11依据信号VGP与信号VGN产生信号VADP与信号VADN。模数转换器12通过比较信号VADP与信号VADN来产生逻辑代码LC。均衡器11是偏置敏感(offset-sensitive)电路。当信号VGP与信号VGN之间存在偏置电压(offsetvoltage)时，均衡器11不能够适当地均衡信号VGP与信号VGN。另外，即使信号VGP与信号VGN之间无偏置电压，但是当均衡器11初始即存在偏置电压时，模数转换器12也可能产生不正确的逻辑代码。
图2a与图2b分别为当可变增益放大器10与均衡器11中不存在偏置电压时，信号VGP与信号VGN的波形图以及信号VADP与信号VADN的波形图。当可变增益放大器10与均衡器11中不存在偏置电压时，信号VGP、信号VGN、信号VADP、与信号VADN具有理想波形。信号VGP以及信号VGN的零交越点(Zero-cross points)与工作周期(duty cycles)与信号VADP以及信号VADN的零交越点与工作周期相同。因此，信号VGP与信号VGN的电平相互接近的点P2a与信号VADP与信号VADN的电平相互接近的点P2b相对应，而无点转移(point shift)。模数转换器12能够正确地产生相对应于信号VGP、信号VGN、信号VADP、与信号VADN的零交越点的逻辑值为0的逻辑代码LC，因此避免在数据分割层(data slicing level)产生错误。
图3a与图3b分别为当均衡器11中存在偏置电压时，信号VGP与信号VGN的波形图与信号VADP与信号VADN的波形图。当均衡器11中存在偏置电压时，传输具有理想波形的信号VGP与信号VGN至均衡器11之后，信号VGP以及信号VGN的零交越点与工作周期与信号VADP以及信号VADN的零交越点与工作周期不同。因此，信号VGP与信号VGN的电平相互接近的点P3a与信号VADP以及信号VADN的电平相互接近的点P3b不相对应。因此，不能够正确判断信号VADP与信号VADN的数据分割层。此外，由于直流(DC)偏置电压的影响，信号VGP、信号VGN、信号VADP、与信号VADN大于预期准位，以及上述信号的饱和部分可能被截掉，从而导致数据读取质量不佳。

发明内容

为了解决现有技术中射频数据路径电路中产生偏置电压而导致信号数据分割层误判或者信号饱和部分被截掉而导致的数据读取质量不佳的问题，本发明提供一种偏置校准方法与射频数据路径偏置校准电路。
依据本发明的一方面，其提供一种偏置校准方法，所述的方法包含：在第一时间点，将均衡器的两输入端切换至共用电压，其中均衡器依据共用电压产生第一均衡信号与第二均衡信号；依据自共用电压产生的第一均衡信号与第二均衡信号来判断均衡器是否存在第一偏置电压；如果判断均衡器存在第一偏置电压，则提供第一补偿电压至均衡器；其中，判断所述均衡器是否存在所述第一偏置电压的步骤包含：判断所述第一时间点的所述第一均衡信号与所述第二均衡信号的电平是否互相接近，其中如果所述第一均衡信号与所述第二均衡信号的电平并不互相接近，则判断所述均衡器的所述第一偏置电压存在。
依据本发明另一方面，其提供一种射频数据路径偏置校准电路，所述的电路包含：均衡器，包含两输入端，用来产生第一均衡信号与第二均衡信号，其中在第一时间点，均衡器的两输入端切换至共用电压；判断单元，用来依据自共用电压产生的第一时间点的第一均衡信号与第二均衡信号来判断均衡器是否存在第一偏置电压；以及第一偏置校准单元，耦接至均衡器，用来当判断均衡器存在第一偏置电压时，提供第一补偿电压至均衡器；其中，所述判断单元是安排来判断所述第一时间点的所述第一均衡信号与所述第二均衡信号的电平是否互相接近，并且如果所述第一时间点的所述第一均衡信号与所述第二均衡信号的电平并不互相接近，则判断所述均衡器的所述第一偏置电压存在。
本发明提供的偏置校准方法与射频数据路径偏置校准电路，通过对射频数据路径电路进行两阶段的偏置校准，能够消除射频数据路径电路的偏置电压并且提高数据读取质量。

附图说明

图1为现有的射频数据路径电路示意图。
图2a与图2b分别为当图1所示的可变增益放大器10与均衡器11中不存在偏置电压时，信号VGP与信号VGN的波形图以及信号VADP与信号VADN的波形图。
图3a与图3b分别为当图1所示的均衡器11中存在偏置电压时，信号VGP与信号VGN的波形图以及信号VADP与信号VADN的波形图。
图4为依据本发明的射频数据路径偏置校准电路的实施方式的示意图。
图5为由图4所示的射频数据路径偏置校准电路4的偏置校准方法的流程图。
图6为依据本发明实施方式的判断图4所示的均衡器的第一偏置电压的操作流程图。
图7为依据本发明的另一个实施方式的判断图4所示的均衡器的第一偏置电压的操作流程图。
图8为依据本发明的实施方式的判断图4所示的放大器的第二偏置电压的操作流程图。
图9为依据本发明的另一个实施方式的判断图4所示的放大器的第二偏置电压的操作流程图。

具体实施方式

图4为依据本发明的射频数据路径偏置校准电路的实施方式的示意图。射频数据路径偏置校准电路4包含放大器40、均衡器41、模数转换器42、偏置校准单元43、偏置校准单元44与判断单元45。放大器40(例如可变增益放大器)至少包含输入端IN40、输出端OUT40a与OUT40b。放大器40的至少一个输入端IN40接收输入信号RFIP，信号RFIP是由光学读写头读取的数据信号A、信号B、信号C、与信号D之和，或者放大器40的输入端IN40直接接收由光学读写头读取的数据信号A、信号B、信号C、或信号D。在正常模式下，放大器40依据输入信号RFIP产生增益信号VGP与信号VGN。放大器40经由两输出端OUT40a与OUT40b分别传输增益信号VGP与VGN至均衡器41的两输入端IN41a与IN41b。均衡器41经由输出端OUT41a与OUT41b分别传输均衡信号VADP与信号VADN至模数转换器42。模数转换器42接收均衡信号VADP与信号VADN并相应地产生逻辑代码LC。
图5为由图4所示的射频数据路径偏置校准电路4的偏置校准方法的流程图。参照图4与图5，在校准模式的第一阶段，在第一时间点，将均衡器41的两输入端IN41a与IN41b切换至同一电压准位，例如共用电压VCOM(步骤S50)。换言之，输入均衡器41的两输入端IN41a与IN41b的信号相等。均衡器41依据共用电压VCOM产生均衡信号VADP与均衡信号VADN。判断单元45依据自共用电压VCOM产生的均衡信号VADP与均衡信号VADN来判断均衡器41是否存在第一偏置电压(步骤S51)。如果判断均衡器41存在第一偏置电压，偏置校准单元43提供第一补偿电压至均衡器41(步骤S52)。
在本实施方式的第一阶段，判断单元45通过判断第一时间点的均衡信号VADP与均衡信号VADN的电平是否互相接近甚至大体相等，来判断均衡器41是否存在第一偏置电压。如果第一时间点的均衡信号VADP与均衡信号VADN的电平并不互相接近，则判断单元45判断均衡器41存在第一偏置电压。当提供第一补偿电压至均衡器41时，偏置校准单元43也调整第一补偿电压至适当值，直到均衡信号VADP与均衡信号VADN的电平相互接近为止(步骤S53)。因此，均衡器41的第一偏置电压得到补偿。判断第一偏置电压是否存在的操作细节以下将详细描述。
图6为依据本发明实施方式的判断图4所示的均衡器的第一偏置电压的操作流程图。如图所示，判断单元45能够接收自均衡器41的输出端OUT41a与输出端OUT41b输出的均衡信号VADP与均衡信号VADN，并且直接判断第一时间点的均衡信号VADP的电平与均衡信号VADN的电平是否相互接近(步骤S60)。如果第一时间点的均衡信号VADP与均衡信号VADN的电平并不相互接近，判断单元45判断均衡器41存在第一偏置电压(步骤S61)。
图7为依据本发明的另一实施方式的判断图4所示的均衡器的第一偏置电压的操作流程图。如图所示，可以利用模数转换器42来比较第一时间点的均衡信号VADP与均衡信号VADN的电平，来判断第一时间点的均衡信号VADP的电平与均衡信号VADN的电平是否相互接近(步骤S70)，并依据比较结果产生逻辑代码LC。当第一时间点的均衡信号VADP与均衡信号VADN的电平相互接近时，模数转换器42产生逻辑代码LC的逻辑值为0(步骤S71)。例如，可以依据逻辑代码LC的瞬变值(transient)(例如，由逻辑值1变化为逻辑值0，或者由逻辑值1变化为逻辑值-1)来定义均衡信号VADP的电平与均衡信号VADN的电平相互接近。当第一时间点的均衡信号VADP与均衡信号VADN的电平并不互相接近时，模数转换器42不产生逻辑值为0的逻辑代码LC(步骤S72)，举例来说，模数转换器42产生逻辑代码LC的逻辑值为1。判断单元45自模数转换器42接收逻辑代码LC并依据逻辑代码1来判断均衡器41存在第一偏置电压。
参见图4与图5，在上述实施方式的第二阶段，放大器40停止接收输入信号RFIP(即放大器40无输入信号)，并相应地产生增益信号VGP与增益信号VGN(步骤S54)。在第一时间点之后的第二时间点，将均衡器41的两输入端IN41a与IN41b切换至两输出端OUT40a与OUT40b，以分别耦接至增益信号VGP与增益信号VGN(步骤S55)。均衡器41依据增益信号VGP与增益信号VGN产生均衡信号VADP与均衡信号VADN。判断单元45依据自增益信号VGP与增益信号VGN产生的均衡信号VADP与均衡信号VADN来判断放大器40是否存在第二偏置电压(步骤S56)。如果判断放大器40存在第二偏置电压，偏置校准单元44提供第二补偿电压至放大器40(步骤S57)。在一些实施方式中，偏置校准单元43与偏置校准单元44以及判断单元45可由一个装置实现，例如微处理器(micro-processor)，该装置可以执行偏置校准单元43与偏置校准单元44的偏置校准操作以及判断单元45的判断操作。此外，偏置校准单元43与偏置校准单元44以及判断单元45可以各自地配置为分离的装置来实现偏置校准的两阶段的操作。
本实施方式的第二阶段，判断单元45通过判断第二时间点的均衡信号VADP与均衡信号VADN的电平是否互相接近，来判断放大器40是否存在第二偏置电压。如果第二时间点的均衡信号VADP与均衡信号VADN的电平并不互相接近，判断单元45判断放大器40存在第二偏置电压。当提供第二补偿电压至放大器40，偏置校准单元44也调整第二补偿电压至适当值直到均衡信号VADP与均衡信号VADN的电平相互接近为止(步骤S58)。判断第二偏置电压是否存在的判断操作的细节以下将详细描述。
图8为依据本发明实施方式的判断图4所示的放大器的第二偏置电压的操作流程图。如图所示，判断单元45能够从接收自均衡器41的输出端OUT41a与OUT41b输出的均衡信号VADP与均衡信号VADN，并且直接判断第二时间点的均衡信号VADP的电平与均衡信号VADN的电平是否相互接近(步骤S80)。如果第二时间点的均衡信号VADP与均衡信号VADN的电平并不相互接近，判断单元45判断放大器40存在第二偏置电压(步骤S81)。
图9为依据本发明的另一个实施方式的判断图4所示的放大器的第二偏置电压的操作流程图。如图所示，可以利用模数转换器42来比较第二时间点的均衡信号VADP与均衡信号VADN的电平，来判断第二时间点的均衡信号VADP的电平与均衡信号VADN的电平是否相互接近(步骤S90)，并依据比较结果产生逻辑代码LC。当第二时间点的均衡信号VADP与均衡信号VADN的电平相互接近时，模数转换器42产生逻辑代码LC逻辑值0(步骤S91)。当第二时间点的均衡信号VADP与均衡信号VADN的电平并不互相接近时，模数转换器42不产生逻辑代码LC逻辑值0(步骤S92)，举例来说，模数转换器42产生逻辑值为1的逻辑代码LC。判断单元45自模数转换器42接收逻辑代码LC并依据逻辑代码1来判断放大器40存在第二偏置电压。
依据上述实施方式，在校准模式的第一阶段中，在偏置校准单元43调整第一补偿电压至适当值之后，第一补偿电压固定，并且均衡器41的偏置电压补偿完成。如果在正常模式下，射频数据路径偏置校准电路4依旧存在偏置电压，射频数据路径偏置校准电路4的操作可选择进行校准模式的第二阶段来补偿放大器40的偏置电压，从而消除射频数据路径偏置校准电路4的偏置电压并且提高数据读取质量。
任何本领域技术人员可轻易完成的改变或均等性的安排均属于本发明所主张的范围，本发明的权利范围应以权利要求书为准。