一种基于OOK调制的电容型数字隔离器

• 作者: 廖坤 杨君中 鞠玲 杨森 肖知明
• 来源期刊: 微电子学与计算机
• 学科: 工学
• 关键词: 电容耦合 开关键控调制 数字隔离器 跨导线性环 隔离通信
• 年，卷（期）: 2023,（9）
• 所属期刊栏目: 模拟与混合信号电路
• 页码范围: 125-132
• 页数: 7页
• 分类号: TN433
• 语种: 中文
• DOI: 10.19304/J.ISSN1000-7180.2022.0113

摘要

针对高速电容型数字隔离器在"低速"应用下的高电流消耗问题，基于TSMC 180nm BCD工艺设计了一种基于OOK调制的低静态功耗全差分数字隔离器结构.通过发送机的逻辑控制电路产生的三组开关信号及振荡器模块产生的载波信号，提出的结构实现了对输入信号的调制.在传输信号频率变化时，基于跨导线性环结构的中点电位偏置电路将差分信号的直流电压均稳定在VDD/2附近，从而有效避免接收端直流电平衰减造成的误码.经由前置放大器放大后，接收端信号通过双阈值比较器完成解调.PVT仿真表明，在输入电源电压3~5.5V范围内，均可实现最高10Mbps传输速率，典型传输延时为13ns；典型情况下静态功耗仅为1.3mA，在1Mbps及10Mbps速率下的典型动态功耗分别为4mA及4.8mA.此设计支持多通道扩展，可通过共享内部振荡器及偏置模块进一步减小单通道平均功耗；此外隔离器在最高10Mbps输入PRBS(Pseudo-Random Binary Sequence)码下仍可准确解码，证明了此结构具有较强的传输鲁棒性.