【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)實(shí)施例涉及nfc近場(chǎng)通信，尤其涉及一種電平轉(zhuǎn)換器電路和發(fā)射機(jī)。
技術(shù)介紹
1、目前，13.56mhz頻率時(shí)鐘的電平轉(zhuǎn)換器電路為了滿足驅(qū)動(dòng)發(fā)射機(jī)功率管的時(shí)鐘要求，普遍采用以下幾種電平轉(zhuǎn)換器電路：
2、圖1是一種傳統(tǒng)電平轉(zhuǎn)換器電路的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，也是最普遍的，p管采用交叉耦合的電路結(jié)構(gòu)，n管采用正反兩相時(shí)鐘信號(hào)驅(qū)動(dòng)下拉的結(jié)構(gòu)。pm1與pm2為交叉耦合的p管，pm1管的源極與pm2管的源極連接在一起與高壓域vddpa電源相連接，pm2管的柵極與pm1管的漏極相連接，pm1管的柵極與pm2管的漏端相連接。另一方面，nm1與nm2構(gòu)成下拉管，nm1的漏極與pm1的漏極相連接，nm2的漏極與pm2的漏極相連接，nm1的源極與nm2的源極相連接，并與地相連接，pm1，pm2，nm1，nm2均采用高壓域的cmos管，低壓域時(shí)鐘的正反兩相分別與nm1管與nm2管的柵極相連接。該結(jié)構(gòu)將低壓域的時(shí)鐘信號(hào)轉(zhuǎn)換成高壓域信號(hào)。該結(jié)構(gòu)的pmos管與nmos管存在競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，所以pmos管高壓側(cè)需要使用較小的尺寸，這樣導(dǎo)致該結(jié)構(gòu)輸出上升沿時(shí)間比較緩慢，且動(dòng)態(tài)功耗大，在對(duì)時(shí)鐘信號(hào)低噪聲要求較高的系統(tǒng)中，該結(jié)構(gòu)的電平轉(zhuǎn)換器嚴(yán)重制約通信性能。
3、圖2是一種帶高壓零閾值nmos保護(hù)管的電平轉(zhuǎn)換器電路的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖2所示，在第一種電路的基礎(chǔ)上，提升了輸出信號(hào)的邊沿翻轉(zhuǎn)速度，同時(shí)提高了電平轉(zhuǎn)換范圍，適用于輸入電源域較低，輸出電源域更高的應(yīng)用場(chǎng)景。該電路結(jié)構(gòu)中，nm6管與nm7管是高壓域(vddpa＝5v)零閾值管，nm4，n
4、圖3是一種串聯(lián)pmos開(kāi)關(guān)管的電平轉(zhuǎn)換器電路的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖3所示，為了進(jìn)一步提高輸出時(shí)鐘信號(hào)的邊沿翻轉(zhuǎn)速度，在pm1與pm2構(gòu)成的交叉耦合結(jié)構(gòu)中串入pm4，pm5開(kāi)關(guān)管，目的是提高輸出時(shí)鐘沿的翻轉(zhuǎn)速度。當(dāng)時(shí)鐘輸入為低電平時(shí)，nm4關(guān)閉，pm4導(dǎo)通，pm2的柵極被迅速拉高，pm2關(guān)斷，與此同時(shí)，nm5導(dǎo)通，pm5關(guān)斷，輸出端被迅速拉高；當(dāng)時(shí)鐘輸入為高電平時(shí)，nm4導(dǎo)通，pm4關(guān)閉，pm2的柵極被迅速拉低，nm5關(guān)斷，pm5導(dǎo)通，輸出端被迅速拉高。
5、圖4是一種串聯(lián)電阻的電平轉(zhuǎn)換器電路的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖4所示，采用兩個(gè)電阻r1，r2代替第三種電平轉(zhuǎn)換器電路中的pm4，pm5管，同樣可以提高時(shí)鐘沿的翻轉(zhuǎn)速度。
6、圖5是一種采用單邊輔助翻轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的電平轉(zhuǎn)換器電路的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖5所示，采用輔助nm4管加速時(shí)鐘信號(hào)翻轉(zhuǎn)。當(dāng)時(shí)鐘信號(hào)為高電平的時(shí)候，nm4管關(guān)斷；當(dāng)時(shí)鐘信號(hào)為低電平時(shí)候，nm4管柵極與源極之間的電壓vgs大于閾值電壓vth，nm4開(kāi)啟，起到加速翻轉(zhuǎn)的作用。
7、圖6是一種采用兩階段電平輔助翻轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的電平轉(zhuǎn)換器電路的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖6所示，電平轉(zhuǎn)換器采用兩階段電平改變的方法，第一階段，將輸入時(shí)鐘信號(hào)的電平從低壓域轉(zhuǎn)換到中間域，第二階段從中間域轉(zhuǎn)換到高壓域。兩個(gè)階段的電路結(jié)構(gòu)基本相似。第一階段的中間域電壓vbias由nm6管柵極與源極之間的電壓vgs構(gòu)造而成，vbias＝vddpa-vgs_nm6。時(shí)鐘信號(hào)從低壓域(vhv)轉(zhuǎn)換到中間域(vbias)；第二階段，將時(shí)鐘信號(hào)從中間域轉(zhuǎn)換到高壓域(vddpa)。由于分兩個(gè)階段轉(zhuǎn)換，每個(gè)階段翻轉(zhuǎn)速度都極大的提高，總體上該電平轉(zhuǎn)換器的翻轉(zhuǎn)速度得到極大的提高。
8、圖7是一種采用控制nmos管源端電壓方式的電平轉(zhuǎn)換器電路的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖7所示，采用時(shí)鐘輸入信號(hào)與n管源極相連的方法，即固定n管柵極電壓，通過(guò)改變n管源極電壓，控制n管導(dǎo)通關(guān)閉，從而控制輸出端的電平。當(dāng)輸入信號(hào)為低電平，nm5的源極為高電平，此時(shí)，nm5柵極與源極之間的電壓vgs小于閾值開(kāi)啟電壓，nm5關(guān)斷；nm6的源極為低電平，nm6柵極與源極之間的電壓vgs大于閾值開(kāi)啟電壓，nm6導(dǎo)通；pm1導(dǎo)通，pm2關(guān)斷，時(shí)鐘輸出端被拉低至0電平；當(dāng)輸入信號(hào)為高電平，nm5的源極為低電平，此時(shí)，nm5柵極與源極之間的電壓vgs大于閾值開(kāi)啟電壓，nm5開(kāi)啟；nm6的源極為高電平，nm6柵極與源極之間的電壓vgs小于閾值開(kāi)啟電壓，nm6關(guān)閉；pm1關(guān)閉，pm2導(dǎo)通，時(shí)鐘輸出端被拉高到高電平。該種電路避免了通過(guò)柵極電壓控制nmos管，但由于nmos管的柵極電容大，導(dǎo)致響應(yīng)速度慢，采用控制nmos管源極電壓改變導(dǎo)通電流的方式提高了電平轉(zhuǎn)換器的翻轉(zhuǎn)速度。
9、綜上所述，現(xiàn)有電平轉(zhuǎn)換器電路存在的問(wèn)題是不能夠同時(shí)改變時(shí)鐘信號(hào)的高低電平，時(shí)鐘信號(hào)的翻轉(zhuǎn)速度不夠快。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)提供一種電平轉(zhuǎn)換器電路和發(fā)射機(jī)，解決現(xiàn)有電平轉(zhuǎn)換器電路存在不能夠同時(shí)改變時(shí)鐘信號(hào)的高低電平，時(shí)鐘信號(hào)的翻轉(zhuǎn)速度不夠快的問(wèn)題，不僅可以實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘信號(hào)高低電平的同時(shí)轉(zhuǎn)換，而且能夠極大的提高時(shí)鐘翻轉(zhuǎn)速度。
2、根據(jù)本專利技術(shù)的一方面，提供了一種電平轉(zhuǎn)換器電路，電平轉(zhuǎn)換器電路包括：低壓域模塊和高壓域模塊，所述低壓域模塊與所述高壓域模塊連接；
3、所述低壓域模塊用于將輸入的時(shí)鐘信號(hào)分為正反兩相的初始低電平和初始高電平并傳輸至所述高壓域模塊，所述高壓域模塊用于將所述初始低電平轉(zhuǎn)換為目標(biāo)低電平，同時(shí)將所述初始高電平轉(zhuǎn)換為目標(biāo)高電平。
4、可選地，所述高壓域模塊包括：耦合模塊，預(yù)充單元、泵電容以及反相器；
5、所述預(yù)充單元的控制端接入高壓域使能信號(hào)，所述預(yù)充單元的第一端與高壓域低電平連接，所述預(yù)充單元的第二端與所述泵電容以及所述低壓域模塊依次連接，所述預(yù)充單元用于給所述泵電容預(yù)充電荷，所述泵電容用于輔助所述初始低電平和所述初始高電平的翻轉(zhuǎn)；
6、所述耦合模塊的第一端與高壓域高電平連接，所述耦合模塊的第二端與高壓域低電平連接，所述耦合模塊的第三端接地；
7、所述反相器的第一端與所述高壓域高電平連接，所述反相器的第二端與所述高壓域低電平連接，所述反相器的第三端與所述耦合模塊的第四端連接，所述反相器的第四端與所述耦合模塊的第五端連接，所述反相器用于加速所述初始低電平和所述初始高電平的翻轉(zhuǎn)。
8、可選地，所述耦合模塊包括：第一耦合支路以及第二耦合支路；
9、所述第一耦合支路的第一端和所述第二耦合支路的第一端連接后和所述高壓域高電平連接，所述第一耦合支路的第二端和所述第二耦合支路的第二端連接后和所述高壓域低電平連接，所述第一耦合支路的第三端和所述第二耦合支本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種電平轉(zhuǎn)換器電路，其特征在于，包括：低壓域模塊和高壓域模塊，所述低壓域模塊與所述高壓域模塊連接；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，其特征在于，所述高壓域模塊包括：耦合模塊，預(yù)充單元、泵電容以及反相器；
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電路，其特征在于，所述耦合模塊包括：第一耦合支路以及第二耦合支路；
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電路，其特征在于，還包括：第一級(jí)反相器以及第二級(jí)反相器；
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電路，其特征在于，所述預(yù)充單元包括第三MOS管，所述第三MOS管的控制端接入所述高壓域使能信號(hào)，所述第三MOS管的第一端與所述高壓域低電平連接，所述第三MOS管的第二端與所述泵電容以及所述低壓域模塊依次連接，所述第三MOS管用于給所述泵電容預(yù)充電荷。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電路，其特征在于，所述第一耦合支路包括：第一MOS管，第七M(jìn)OS管以及第十一MOS管，所述第二耦合支路包括：第二MOS管，第八MOS管以及第十二MOS管；
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電路，其特征在于，所述反相器包括：第四MOS管和第十四MOS管
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電路，其特征在于，所述第一級(jí)反相器包括：第五MOS管和第十五MOS管；
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電路，其特征在于，所述第二級(jí)反相器包括：第六MOS管和第十六MOS管；
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電路，其特征在于，所述高壓域模塊還包括：與非門(mén)、第一反相器以及第十三MOS管；
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，其特征在于，所述低壓域模塊包括：第九MOS管和第十八MOS管；
12.一種發(fā)射機(jī)，其特征在于，包括權(quán)利要求1-11任一項(xiàng)所述的電平轉(zhuǎn)換器電路，緩沖器以及功率管；
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種電平轉(zhuǎn)換器電路，其特征在于，包括：低壓域模塊和高壓域模塊，所述低壓域模塊與所述高壓域模塊連接；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，其特征在于，所述高壓域模塊包括：耦合模塊，預(yù)充單元、泵電容以及反相器；
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電路，其特征在于，所述耦合模塊包括：第一耦合支路以及第二耦合支路；
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電路，其特征在于，還包括：第一級(jí)反相器以及第二級(jí)反相器；
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電路，其特征在于，所述預(yù)充單元包括第三mos管，所述第三mos管的控制端接入所述高壓域使能信號(hào)，所述第三mos管的第一端與所述高壓域低電平連接，所述第三mos管的第二端與所述泵電容以及所述低壓域模塊依次連接，所述第三mos管用于給所述泵電容預(yù)充電荷。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電路，其特征在于，所述第一耦合支路...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：胡曉輝，黃金煌，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：北京紫光青藤微系統(tǒng)有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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