偏移检测器电路、接收器和补偿偏移的方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2021年11月29日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2021-0167273和于2022年4月5日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2022-0042073的优先权，它们中的每一个的公开内容通过引用全部并入本文中。

技术领域

本发明构思涉及一种用于差分信号发生器的偏移检测器电路、一种包括该差分信号发生器的接收器、以及一种补偿该差分信号发生器的偏移的方法。

背景技术

电子装置包括被配置为提供各种功能的各种功能块或装置。各种功能块或装置可以通过发送器和接收器向彼此发送数据和从彼此接收数据。

为了发送和接收数据，可以使用具有N个数据调制电平的脉冲幅度调制(PAM)-N信令方法。根据PAM-N信令方法，可以在一个信号时段(1UI)中发送/接收具有N个电压电平的信号。

另一方面，一些接收器可以包括基于通过传输线接收的单端信号生成差分信号的差分信号发生器。差分信号发生器可以包括彼此配合以生成差分信号的元件。在配对元件之间发生失配或不对称老化的情况下，差分信号发生器可能具有偏移，并且在由接收器生成的差分信号中可能出现偏移电压。当出现偏移电压时，可能对差分信号的眼图中的电平分离失配的比率(RLM)或裕度产生不利影响。详细地，当根据PAM-N信令方法在一个信号时段中接收到具有三个或更多个电压电平的信号时，在基于该信号生成的数据中可能频繁地发生错误。

一种接收单端PAM-N信号并生成差分信号的接收器对于检测差分信号的偏移电压并能够补偿偏移电压是有用的。

发明内容

示例实施例提供一种接收器，在该接收器中，可基于由差分信号发生器生成的差分信号来检测差分信号发生器的偏移，并且可补偿差分信号发生器的偏移。

示例实施例提供一种能够检测差分信号发生器的偏移的偏移检测器电路。

示例实施例提供一种偏移补偿方法，在该偏移补偿方法中，可以补偿差分信号发生器的偏移。

根据示例实施例，一种用于差分信号发生器的偏移检测器电路可以包括：数字信号寄存器，其存储基于从外部接收的单端脉冲幅度调制(PAM)-N信号生成的数字信号中的在最近的M个信号时段中接收的M个单位数字信号，其中M是自然数，其中N是奇数；比较器，其输出由所述差分信号发生器基于所述单端PAM-N信号生成的差分信号中包括的正信号和负信号的比较信号；比较结果寄存器，其存储所述比较信号中的与最近的M个信号时段相对应的M个单位比较信号；模式检测器，其在所述M个单位数字信号与预定信号模式匹配时输出检测信号；以及偏移检查器，其响应于所述检测信号来检查所述M个单位比较信号的模式，并且当所述M个单位比较信号的模式与预定偏移模式匹配时输出偏移检测信号。

根据示例实施例，一种接收器包括：差分信号发生器，其接收单端PAM-N信号，并且基于所述单端PAM-N信号、参考信号和一对补偿信号来生成差分信号，其中N是奇数；偏移检测器电路，其从基于所述PAM-N信号确定的数字信号检测预定信号模式，并且当与所述预定信号模式相对应的信号时段中的所述差分信号中包括的正信号和负信号的比较结果信号与预定偏移模式匹配时生成偏移检测信号；以及偏移补偿器，其响应于所述偏移检测信号来调整所述参考信号和所述一对补偿信号的信号电平，并且将具有经调整的电平的所述参考信号和所述一对补偿信号提供到所述差分信号发生器。

根据示例实施例，一种补偿差分信号发生器的偏移的方法包括：接收单端PAM-N信号，其中N为奇数；基于所述单端PAM-N信号、参考信号和一对补偿信号来生成差分信号；生成所述差分信号中包括的正信号和负信号的比较结果信号；基于所述单端PAM-N信号生成数字信号；从所述数字信号检测预定信号模式；根据与检测到的信号模式相对应的比较结果信号是否与预定偏移模式匹配来调整计数值；以及

基于所述计数值来调整所述参考信号或所述一对补偿信号。

附图说明

从下面结合附图的详细描述中，将更清楚地理解本发明构思的上述和其它方面、特征和优点，在附图中：

图1是示出根据示例实施例的接收器的示图；

图2A至图2D是示出差分信号发生器的偏移补偿方法的示图；

图3是示出脉冲幅度调制(PAM)-3信令方法的示图；

图4是详细示出判决反馈均衡器(DFE)的示图；

图5A和图5B是示出与PAM-3信号相对应的数字信号和与数字信号相对应的正信号的时序图；

图6A至图6D是详细示出根据示例实施例的检测差分信号发生器的偏移的方法的示图；

图7是示出根据示例实施例的补偿差分信号发生器的偏移的方法的流程图；

图8是示出根据示例实施例的接收器的示图；

图9是示出PAM-5信号的示图；

图10A至图10C是详细示出根据示例实施例的检测差分信号发生器的偏移的方法的示图；

图11A至图11D是用于比较和示出根据比较示例和本发明构思的示例实施例的效果的眼图；以及

图12A至图12C是示出根据示例实施例的效果的示图。

具体实施方式

在下文中，将参考附图详细描述各种实施例。

图1是示出根据示例实施例的接收器的示图。

参照图1，接收器100可以包括差分信号发生器110、偏移检测器电路120和偏移补偿器130。

差分信号发生器110可以从接收器100的外部接收单端信号VRX，并且基于接收到的单端信号VRX输出差分信号VSP和VSN。在本文中，为了便于描述，可以互换地使用术语各差分信号和差分信号。

单端信号可以包括实信号和地信号。单端信号的信号电平可以被确定为相对于地信号测量的实信号的值。当在单端信号中的实信号中生成噪声时，可能难以消除噪声。

差分信号可以包括具有相同幅度和彼此相反相位的两个信号。在下文中，差分信号VSP和VSN中包括的两个信号可以被称为正信号VSP和负信号VSN。负信号VSN可以是正信号VSP的互补信号。

差分信号的信号电平可以由两个信号之间的差来确定。另一方面，当两个信号通过相邻的信号线传输时，在两个信号中可能包括共模噪声。即使当在两个信号中包括共模噪声时，也可以保持两个信号之间的差。由于差分信号的信号电平由两个信号之间的差确定，所以可以消除共模噪声。

另一方面，当由于差分信号发生器110自身的偏移而在差分信号中生成偏移电压时，即使通过两个信号之间的差，也难以容易地去除偏移电压。例如，差分信号发生器110可以包括多个元件，并且多个元件中的一些元件可以彼此配对。可能由于配对的元件之间的制造工艺的微小差异而发生失配，或者当使用元件时可能发生不同程度的老化。差分信号发生器110可能由于配对的元件的失配或老化而具有偏移。

当差分信号发生器110具有偏移时，可能对差分信号的眼图中的电平分离失配的比率(RLM)或裕度产生不利影响。

参照图1，差分信号发生器110可以包括单端到差分(S2D)转换器111、差分放大器112、判决反馈均衡器(DFE)113和差分补偿器114。

S2D转换器111可基于从外部接收的单端信号VRX输出差分信号VDI和VDIB。S2D转换器111可使用参考信号Vref来输出差分信号VDI和VDIB。例如，S2D转换器111可输出具有与单端信号VRX相反的相位的主信号VDI，并且输出通过相对于参考信号Vref将主信号VDI的相位反相而获得的反相信号VDIB。在本文中，为了便于描述，可以互换地使用术语参考信号Vref和参考电压Vref。

差分放大器112可以放大差分信号。为了减少放大的差分信号的符号间干扰(ISI)效应，DFE 113可从当前数据中排除从差分信号的先前数据值预期的ISI影响。在这种情况下，ISI指的是由于数据通道的带宽的限制，先前传输的数据影响当前传输的数据的现象。DFE 113可通过先前数据信号VTP和VTN的信号电平来改变差分信号的信号电平。先前数据信号VTP和VTN中的每一个可以是数字信号，并且可以从接收器100中包括的特定电路(未示出)提供先前数据信号VTP和VTN中的每一个。差分信号VDI和VDIB可以通过差分放大器112、DFE 113和差分补偿器114，以作为最终差分信号VSP和VSN被输出。在本文中，为了便于描述，可以互换地使用术语补偿信号VCP和VCN、补偿电压VCP和VCN、以及一对补偿信号VCP和VCN。

参照图1，差分信号发生器110可包括多个晶体管M1至M13。在晶体管中，M1与M2、M4与M5、M7与M8、以及M10与M11可彼此配对。由于配对的晶体管的失配或老化，在差分信号发生器110中可能发生偏移，并且在差分信号VSP和VSN之间可能生成偏移电压。

另一方面，单端信号VRX可以是根据具有三个或更多个电压电平的脉冲幅度调制(PAM)-N信令方法的信号。随着单端信号VRX的电压电平的数量增加，可快速地接收大量数据，但是相邻电压电平之间的裕度可能变窄。随着单端信号VRX的电压电平的数量增加，差分信号可能由于差分信号发生器110的偏移而受到显著的不利影响。

根据本发明构思的示例实施例，差分信号发生器110可基于单端PAM-N(其中N是奇数)信号VRX生成差分信号VSP和VSN。另外，偏移检测器电路120可基于单端PAM-N信号VRX以及差分信号VSP和VSN的信号模式来检测差分信号发生器110的偏移。偏移补偿器130可通过基于检测到的偏移调整参考电压Vref的电平或补偿电压VCP和VCN的电平来补偿差分信号发生器110的偏移。在本文中，为了便于描述，可以互换地使用术语(多个)电平、(多个)电压电平和(多个)信号电平。

偏移检测器电路120可以包括比较器121、比较结果寄存器122、偏移检查器123、数字信号寄存器124和模式检测器125。

数字信号寄存器124可以生成与单端PAM-N信号VRX的信号电平相对应的数字信号，并且存储生成的数字信号中的与最近的M个(其中M是自然数)信号时段相对应的M个单位数字信号。例如，数字信号寄存器124可以包括M个寄存器，每个寄存器存储一个单位数字信号。

比较器121可以比较正信号VSP和负信号VSN的电势，并且可以输出比较信号。例如，比较器121可以在正信号VSP具有比负信号VSN高的电势时输出具有高电平的比较信号，并且在正信号VSP具有比负信号VSN低的电势时输出具有低电平的比较信号。

比较结果寄存器122可以存储比较信号中的与最近的M个信号时段相对应的M个单位比较信号。例如，比较结果寄存器122可以包括M个寄存器，每个寄存器存储一个单位比较信号。

模式检测器125可以在每个信号时段从数字信号寄存器124获得M个单位数字信号，并且确定所获取的单位数字信号是否对应于预定信号模式。另外，当单位数字信号与预定信号模式匹配时，模式检测器125可以向偏移检查器123输出检测信号。

偏移检查器123可以响应于检测信号从比较结果寄存器122获得M个单位比较信号。存储在比较结果寄存器122中的M个单位比较信号可以是在与当单位数字信号与预定信号模式匹配时相同的信号时段中生成的信号。例如，单位比较信号可以是当单端PAM-N信号VRX具有预定信号模式时正信号VSP和负信号VSN的比较结果。

偏移检查器123可以确定从比较结果寄存器122获得的M个单位比较信号是否与预定偏移模式匹配。例如，当差分信号发生器110具有偏移时以及当差分信号发生器110不具有偏移时，正信号VSP和负信号VSN的直流(DC)电平可以不同。即使当基于相同的单端PAM-N信号VRX生成差分信号VSP和VSN时，作为比较正信号VSP和负信号VSN的结果的信号的模式也可以根据差分信号发生器110是否具有偏移而不同。

偏移检查器123可以预先确定当差分信号发生器110具有偏移时可能出现的比较结果信号模式作为偏移模式。另外，偏移检查器123可通过确定获得的单位比较信号是否与预定偏移模式匹配来确定差分信号发生器110是否具有偏移。当获得的单位比较信号与预定偏移模式匹配时，偏移检查器123可以将偏移检测信号输出到偏移补偿器130。

偏移补偿器130可包括加减计数器131、第一数字模拟转换器(DAC)132和第二DAC133。

加减计数器131可具有用于确定参考信号Vref以及补偿信号VCP和VCN的计数值。加减计数器131可通过基于从偏移检测器电路120输出的偏移检测信号增加或减少计数值来调整参考信号Vref和一对补偿信号VCP和VCN的信号电平。

例如，偏移检测信号可以是正偏移检测信号和负偏移检测信号中的任何一个。正偏移检测信号可指示由于差分信号发生器110的偏移而导致正信号VSP的DC电平大于负信号VSN的DC电平的状态，并且负偏移检测信号可指示负信号VSN的DC电平大于正信号VSP的DC电平的状态。加减计数器131可响应于正偏移检测信号而增加计数值，并且响应于负偏移检测信号而减少计数值。

取决于实施方式，计数值可具有K(K为自然数)位值，并且在K位值当中，较高的L(L为自然数)位值可用于确定参考信号Vref的信号电平，并且较低的(K-L)位值可用于确定补偿信号VCP和VCN的信号电平。例如，L可以是(K/2)。

第一DAC 132和第二DAC 133可接收对应于数字信号的计数值，并且输出与模拟信号相对应的参考信号Vref以及补偿信号VCP和VCN。根据实施方式，第一DAC 132可以接收计数值之中的较高的L位值，并且输出参考信号Vref。此外，第二DAC 133可接收计数值中的较低的(K-L)位值并且输出补偿信号VCP和VCN。

每当L位值增加“1”时，参考信号Vref的电平可增加第一单位电平。此外，每当(K-L)位值增加“1”时，正补偿信号VCP的电平可降低第二单位电平，并且每当(K-L)位值增加“1”时，负补偿信号VCN的电平可增加第二单位电平。

参考信号Vref可以显著地调整差分信号VSP和VSN的电平，并且补偿信号VCP和VCN可以微调差分信号VSP和VSN的电平。例如，第一单位电平可以具有比第二单位电平大的值。然而，为了在所有电压范围内微调差分信号VSP和VSN的电平，第一单位电平可具有小于第二单位电平的2

参考信号Vref以及补偿信号VCP和VCN可被反馈到差分信号发生器110，并且差分信号发生器110可输出其中偏移电压的幅度已减小的差分信号VSP和VSN。例如，可补偿差分信号发生器110的偏移。

在下文中，将参照图2A至图2D、图3、图4、图5A、图5B、图6A至图6D、图7至图9和图10A至图10C详细描述根据示例实施例的差分信号发生器的偏移补偿处理。

图2A至图2D是示出根据对参考信号Vref以及补偿信号VCP和VCN的调整的差分信号发生器的偏移补偿方法的示图。在图2A至图2D中以单端信号VRX具有在两个信号电平之间摆动的波形的情况为例来描述偏移补偿方法。

图2A是示出在两个信号电平之间摆动的单端信号VRX的信号电平随时间变化的曲线图。图2B是示出理想差分信号VSP和VSN的信号电平随时间变化的曲线图。

差分信号VSP和VSN可以包括具有与单端信号VRX相同的相位的正信号VSP和其相位基于参考信号Vref反相的负信号VSN。

在理想情况下，正信号VSP和负信号VSN的DC电平可以彼此相等。正信号VSP和负信号VSN的相同DC电平可指示差分信号VSP和VSN不具有偏移电压。

图2C是示出具有偏移电压的差分信号VSP和VSN的信号电平随时间变化的曲线图。当差分信号发生器110具有偏移时，由差分信号发生器110生成的差分信号VSP和VSN可具有偏移电压。

差分信号VSP和VSN具有偏移电压的事实可以指示正信号VSP和负信号VSN的DC电平彼此不同。参照图2C，示出了作为正信号VSP和负信号VSN的DC电平之间的差的偏移电压的幅度Voff。

另一方面，在图2C的示例中，正信号VSP的DC电平可低于负信号VSN的DC电平。例如，差分信号VSP和VSN可具有负偏移电压。

图2D是示出用于补偿差分信号发生器的偏移的参考电压Vref以及补偿电压VCP和VCN的电平的曲线图。当差分信号VSP和VSN具有如图2C中所述的负偏移电压时，通过降低参考电压Vref的电平，可以减小差分信号VSP和VSN之间的偏移电压的幅度。可替换地，通过降低正补偿信号VCP的电平并增加负补偿信号VCN的电平，可减小差分信号VSP和VSN之间的偏移电压的幅度。

与图2D相反，当差分信号VSP和VSN具有正偏移电压时，通过增加参考电压Vref的电平，或者通过降低正补偿信号VCP的电平并增加负补偿信号VCN的电平，可以减小差分信号VSP和VSN之间的偏移电压的幅度。

图3是示出作为PAM-N(N是奇数)信令方法的示例的PAM-3信令方法的示图。

参照图3，PAM-3信号可具有三个电平H、M和L。接收器100可在一个信号时段或一个单位间隔(1UI)中接收具有三个电平H、M和L中的任何一个的单位信号。

接收器100可将单位信号的电势与比较电平COMP1和COMP2进行比较。比较电平COMP1和COMP2中的每一个可以是PAM-3信号可具有的电平H、M和L中的两个相邻电平的中间值。例如，当单位信号的电势高于比较电平COMP1时，接收器100可确定单位信号对应于高电平H。此外，当单位信号的电势低于比较电平COMP1且高于比较电平COMP2时，接收器100可确定单位信号对应于中电平M，并且当单位信号的电势低于比较电平COMP2时，接收器100可确定单位信号对应于低电平L。

根据PAM-3信令方法，理论上可在一个信号时段中传输1.5比特(log 23≒1.56)。取决于实施方式，PAM-3信号可以被编码以在两个信号时段中传输3比特信号，但是本发明构思的示例实施例中的PAM-3信号的编码和解码方法不受限制。

另一方面，参照图1描述的差分信号发生器110可以基于单端PAM-3信号VRX生成差分信号VSP和VSN。通过DFE 113，差分信号VSP和VSN的波形可以从单端PAM-3信号VRX的波形稍微变形。

当差分PAM-3信号VSP和VSN具有中电平M时，理想差分信号VSP和VSN可以具有接近DC电平的电势。例如，当差分信号发生器110没有偏移时，具有中电平的正信号VSP和负信号VSN的比较结果可以是不在意。当差分信号发生器110不具有偏移时，正信号VSP和负信号VSN的值可彼此相似，并且这是因为当正信号VSP和负信号VSN的值彼此相似时，比较器可能具有滞后。

然而，因为DFE 113使差分信号VSP和VSN的波形变形，所以即使当差分信号发生器110不具有偏移时，在具有中电平的正信号VSP和负信号VSN的值之间也可能出现差异。在这种情况下，正信号VSP和负信号VSN的比较结果可具有特定电平。

根据示例实施例，偏移检测器电路120可以确定差分信号发生器110是否具有偏移。在具有中电平的正信号VSP和负信号VSN的值出现差异的特定信号模式中，可根据具有中电平的正信号VSP和负信号VSN的值是否具有特定电平来确定差分信号发生器110是否具有偏移。在下文中，将参照图4、图5A、图5B、图6A至图6D和图7详细描述根据示例实施例的偏移检测方法。

图4是详细示出参照图1描述的DFE 113的示图。

参照图4，DFE 113可以具有这样的结构：在该结构中，可以通过从当前数据X[n]中排除考虑到从先前数据D[n-1]的值预期的ISI的影响而乘以适当的系数α的值来获得原始传输数据D[n]值。

另一方面，图4例示了其中仅考虑紧接在前的数据D[n-1]的影响来计算原始传输数据D[n]的值的1抽头(1-tap)DFE，但本发明构思不限于此。例如，DFE 113可进一步考虑不仅由第n-1个数据而且由第n-2个数据、第n-3个数据…预期的ISI的影响，以确定在第n个信号时段中的传输的数据。当DFE 113使用若干先前数据片段来确定原始传输数据D[n]时，较旧的数据可被设计为对当前传输的数据具有较小的影响。

如参照图1所述，差分信号VSP和VSN可以是由DFE 113校正的信号。例如，DFE 113可通过从基于当前信号时段的信号VRX的信号电平生成的差分信号VDI和VDIB中排除通过将紧接在前的信号时段中的差分信号VSP和VSN的值乘以系数α而获得的值来确定当前信号时段的差分信号VSP和VSN。

图5A和图5B是用于比较对应于PAM-3信号的数字信号和对应于数字信号的正信号VSP的示图。

图5A示出了与PAM-3信号相对应的数字信号随时间变化的信号电平。数字信号可以与由接收器100接收的单端PAM-3信号VRX的电平相对应。数字信号可以具有多个电平H、M和L，并且可以基于单端PAM-3信号VRX的电势与比较电平COMP1和COMP2的比较结果来生成数字信号。

图5A示出了六个信号时段UI 1至UI6中的数字信号。在信号时段UI 1至UI6中的每一个中，数字信号可以具有多个电平H、M和L中的任何一个。例如，在六个信号时段UI 1至UI6中，数字信号可以具有H-M-M-L-M-M的信号模式。在下文中，一个信号时段中的数字信号可被称为单位数字信号。

图5B示出了六个信号时段UI 1至UI6中的正信号VSP的信号电平。正信号VSP可以具有与单端PAM-3信号VRX相同的相位。因此，正信号VSP可以具有与图5A的数字信号的波形相似的波形。

然而，当数字信号在六个信号时段UI 1至UI6中具有H-M-M-L-M-M的信号模式时，第二信号时段UI2和第五信号时段UI5中的正信号VSP的电势可由DFE 113校正。

例如，为了生成第二信号时段UI2的正信号VSP，DFE 113可从基于第二信号时段UI2的单端PAM-3信号VRX生成的主信号VDI中排除第一信号时段UI 1中的数字信号可能具有的影响。由于第一信号时段UI 1的数字信号具有高电平H，所以第二信号时段UI2的正信号VSP可具有与第二信号时段UI2的主信号VDI相比稍微减小的值。参照图5B，第二信号时段UI2的正信号VSP可具有略低于理想中电平M的电势。

相似地，第五信号时段UI5的正信号VSP可具有略高于理想中电平M的电势。DFE113可从第五信号时段UI5的主信号VDI中排除第四信号时段UI4的数字信号可能具有的影响。由于第四信号时段UI4的数字信号具有低电平L，所以第五信号时段UI5的正信号VSP可具有与第五信号时段UI5的主信号VDI相比稍微增加的值。

另一方面，在第三信号时段UI3、第四信号时段UI4和第六信号时段UI6中，由于紧接在前的信号时段的数字信号具有中电平M，因此正信号VSP可几乎不变形。

在下文中，将参照图6A至图6D描述当PAM-3信号具有特定信号模式时能够检测差分信号发生器110的偏移的方法。

图6A示出当差分信号发生器110不具有偏移时根据数字信号的模式的正信号VSP和负信号VSN的比较结果。

参照图6A，数字信号可具有如图5A中的H-M-M-L-M-M的模式。当数字信号具有H-M-M-L-M-M的模式时，可以如参照图5B所述的那样校正第二信号时段UI2和第五信号时段UI5中的正信号VSP的电势。例如，当差分信号发生器110没有偏移时，负信号VSN可以基于理想中电平M具有与正信号VSP的波形反相的波形。

在图6A中，示出了作为六个信号时段UI 1至UI6中的正信号VSP和负信号VSN之间的比较的结果的信号的电平。在第三信号时段UI3和第六信号时段UI6中，由于正信号VSP和负信号VSN之间几乎没有电势差，作为比较结果的信号电平可以是不在意H/L。另一方面，在第二信号时段UI2和第五信号时段UI5中，由于参照图5B描述的DFE113的操作，正信号VSP和负信号VSN的电势可出现差异。因此，作为比较的结果，信号电平可以被清楚地确定为低电平L或高电平H。

例如，当差分信号发生器110不具有偏移时，例如，当数字信号具有H-M-M的模式时，比较结果信号可以具有H-L-H或H-L-L的模式，并且例如，当数字信号具有L-M-M的模式时，比较结果信号可以具有L-H-H或L-H-L的模式。

图6B示出当差分信号发生器110具有正偏移时根据数字信号模式的正信号VSP和负信号VSN的比较结果。

参照图6B，当差分信号发生器110具有正偏移时，正信号VSP的中电平M可以高于负信号VSN的中电平M。详细地，在第二信号时段UI2中，与差分信号发生器110不具有偏移的情况不同，作为正信号VSP和负信号VSN之间的比较的结果的信号可具有高电平H。例如，在数字信号具有从高电平H下降到中电平M的信号模式的信号时段中，当比较结果信号保持在高电平H时，可确定差分信号发生器110具有正偏移。

根据示例实施例，当偏移检测器电路120检测到基于单端PAM-3信号VRX生成的数字信号具有H-M-M的模式时，可以检查作为正信号VSP和负信号VSN之间的比较的结果的信号是否具有H-H-H的模式。例如，当比较结果信号具有H-H-H的模式时，偏移检测器电路120可以确定差分信号发生器110具有正偏移，并且输出偏移检测信号。

图6C示出当差分信号发生器110具有负偏移时根据数字信号模式的正信号VSP和负信号VSN的比较结果。

参照图6C，正信号VSP的中电平M可以低于负信号VSN的中电平M。详细地，在第五信号时段UI5中，与差分信号发生器110不具有偏移的情况不同，正信号VSP和负信号VSN的比较结果信号可具有低电平L。例如，在数字信号具有从低电平L上升到中电平M的信号模式的信号时段中，当比较结果信号保持在低电平L时，可以确定差分信号发生器110具有负偏移。

根据示例实施例，当偏移检测器电路120检测到基于单端PAM-3信号VRX生成的数字信号具有L-M-M的模式时，可以检查作为正信号VSP和负信号VSN之间的比较的结果的信号是否具有L-L-L模式。例如，当比较结果信号具有L-L-L的模式时，偏移检测器电路120可以确定差分信号发生器110具有负偏移，并且输出偏移检测信号。在下文中，在比较结果模式中，指示差分信号发生器110具有偏移的模式(诸如图6B和图6C中描述的H-H-H模式和L-L-L模式)也可被称为偏移模式。

另一方面，存在即使差分信号发生器110不具有偏移也检测到偏移模式的情况。例如，在未正常地从差分信号VSP和VSN排除ISI的影响的情况下，差分信号VSP和VSN的波形可能失真，基于失真的差分信号VSP和VSN可能检测到偏移模式。

图6D示出失真的正信号VSP和负信号VSN的比较结果。

参照图6D，数字信号可具有H-M-M-L-M-M的模式。在图6D的示例中，正信号VSP可在第一信号时段UI 1中具有高电平H。在第二信号时段UI2和第三信号时段UI3中，由于第一信号时段UI 1的正信号VSP所造成的ISI，正信号VSP的电势可显著高于中电平M。相似地，负信号VSN在第二信号时段UI2和第三信号时段UI3中的电势可显著低于中电平M。在第一信号时段UI 1至第三信号时段UI3中，对应于数字信号H-M-M的比较结果可具有H-H-H模式。相似地，在第四信号时段UI4至第六信号时段UI6中，对应于数字信号L-M-M的比较结果可具有L-L-L模式。

根据示例实施例，偏移检测器电路120可在检测到数字信号H-M-M且确认偏移模式H-H-H时输出正偏移检测信号，并且可在检测到数字信号L-M-M且确认偏移模式L-L-L时输出负偏移检测信号。

根据示例实施例，差分信号发生器110生成差分信号，偏移检测器电路120生成差分信号发生器110的偏移检测信号，并且偏移补偿器130基于偏移检测信号向差分信号发生器110提供参考电压Vref以及补偿电压VCP和VCN，并且可以重复执行这些操作。例如，可根据在接收器100中重复偏移检测若干次的结果来调整参考信号Vref以及补偿信号VCP和VCN。在即使在差分信号发生器110中不存在偏移但由于信号失真也输出偏移检测信号的情况下，可以以相似的比率输出正偏移检测信号和负偏移检测信号。因此，即使在由于信号失真而输出偏移检测信号时，参考电压Vref以及补偿电压VCP和VCN也可以保持在相似的电平。

图7是示出根据示例实施例的补偿差分信号发生器的偏移的方法的流程图。

在操作S11中，接收器100可接收单端PAM-3信号。

在操作S12中，差分信号发生器110可以基于单端PAM-3信号、参考信号Vref以及补偿信号VCP和VCN来生成差分信号VSP和VSN。如参照图1、图4和图5B所述，当PAM-3信号从高电平H变为中电平M或从低电平L变为中电平M时，差分信号VSP和VSN的电势可以通过DFE113的操作而与理想中电平M不同。

在操作S13中，偏移检测器电路120可生成从差分信号发生器110接收的正信号VSP和负信号VSN之间的比较结果信号。当PAM-3信号从高电平H变为中电平M或从低电平L变为中电平M时，中电平M处的比较结果信号可被清楚地确定为高电平H或低电平L。

在操作S14中，偏移检测器电路120可以基于单端PAM-3信号VRX生成数字信号。如参照图5A等所述，偏移检测器电路120可以将单端PAM-3信号VRX的电势与比较电平COMP1和COMP2进行比较，并且从多个电平H、M和L中确定每个信号时段中的单端PAM-3信号的电平。

在操作S15中，偏移检测器电路120可从数字信号检测预定信号模式。如参照图6B和图6C所述，预定信号模式可为H-M-M模式或L-M-M模式。

如参照图1所述，偏移检测器电路120中包括的数字信号寄存器124可存储最近的M个信号时段中的单位数字信号的电平。例如，数字信号寄存器124可以存储最近三个信号时段中的单位数字信号的电平。模式检测器125可以连续地监视存储在数字信号寄存器124中的数字信号的电平，并且检测单位数字信号的电平是H-M-M或L-M-M的状态。

根据示例实施例，即使当接收器100接收具有任意模式的信号时，也可以通过从接收的信号检测预定信号模式来执行偏移检测和偏移补偿。因此，接收器100可以使用任意信号执行偏移检测和偏移补偿，而无需单独接收具有预定信号模式的测试信号。

在操作S16中，偏移补偿器130可根据与检测到的信号模式相对应的比较结果信号是否与预定偏移模式匹配来调整计数值。

作为第一示例，当检测到H-M-M信号模式且存储在比较结果寄存器122中的模式为H-H-H时，偏移检测器电路120可因为比较结果信号与预定偏移模式匹配而输出正偏移检测信号。偏移补偿器130可响应于正偏移检测信号而增加计数值。

作为第二示例，当检测到L-M-M信号模式且存储在比较结果寄存器122中的模式为L-L-L时，偏移检测器电路120可因为比较结果信号与预定偏移模式匹配而输出负偏移检测信号。偏移补偿器130可响应于负偏移检测信号而将计数值调整为减小。

作为第三示例，当检测到H-M-M信号模式且存储在比较结果寄存器122中的模式为H-L-H时，由于比较结果信号与预定偏移模式不匹配，因此偏移检测器电路120可不输出偏移检测信号。因此，偏移补偿器130可以保持计数值。

在操作S17中，偏移补偿器130可基于计数值调整参考信号Vref或补偿信号VCP和VCN。如参照图1所述，当计数值的较低的位的值改变时，通过精细地调整补偿信号VCP和VCN，可以精细地调整差分信号VSP和VSN的DC电平。当计数值的较高的位的值改变时，通过显著地调整参考信号Vref，可显著地调整差分信号VSP和VSN的DC电平。

被偏移补偿器130调整的参考信号Vref以及补偿信号VCP和VCN可被反馈到差分信号发生器110。可放宽基于经调整的参考信号Vref以及补偿信号VCP和VCN生成的差分信号VSP和VSN的偏移电平，并且因此，可补偿差分信号发生器110的偏移。

图8是示出根据示例实施例的接收器的示图。

参照图8，接收器200可以包括差分信号发生器210、偏移检测器电路220、偏移补偿器230和计数器240。图8的差分信号发生器210、偏移检测器电路220和偏移补偿器230可以具有与参照图1描述的差分信号发生器110、偏移检测器电路120和偏移补偿器130的结构类似的结构。在下文中，将集中于图8的接收器200和图1的接收器100之间的差异来描述本发明构思的示例实施例。

根据示例实施例，偏移检测器电路220可以包括用于比较正信号VSP和负信号VSN的多个比较器，并且多个比较器可以包括第一比较器221和第二比较器222。第一比较器221和第二比较器222可接收差分信号VSP和VSN，并且可在每个信号时段中交替地生成比较结果。偏移检测器电路220可通过使用第一比较器221和第二比较器222更快地生成比较结果。

根据示例实施例，每当偏移检测器电路220检测预定信号模式时，计数器240更新计数值，从而对已经执行偏移检查操作的次数进行计数，并且可以控制偏移检测器电路，使得偏移检查操作被执行预定次数。可以基于多次偏移检查操作来设定参考信号Vref以及补偿信号VCP和VCN的最佳电平，并且可以有效地补偿差分信号发生器210的偏移。

另一方面，在图3、图4、图5A、图5B、图6A至图6D、图7和图8中，已经以接收器接收PAM-3信号的情况为例描述了示例实施例。然而，本发明构思不限于此，并且本发明构思可以应用于接收器接收PAM-N(N是奇数)信号的情况。

在下文中，将参照图9和图10A至图10C描述接收器接收PAM-5信号的情况的示例实施例。

图9是示出PAM-5信号的示图。

参照图9，PAM-5信号可以具有五个电平H2、H1、M、L1和L2。接收器可以在一个信号时段(1UI)中接收具有五个电平中的任何一个的单位信号。接收器可以通过将单位信号与四个比较电平进行比较来确定单位信号的电平。四个比较电平中的每一个可以是PAM-5信号可具有的五个电平中的两个相邻电平的中间值。

另一方面，接收器可接收单端PAM-5信号，并且可基于单端PAM-5信号来生成差分PAM-5信号VSP和VSN。在正信号VSP和负信号VSN中的每一个中，中电平M可以具有接近DC电平的值。

类似于参照图5A、图5B和图6A至图6C所描述的，可以由DFE来修改差分PAM-5信号VSP和VSN的波形。即使当差分信号发生器不具有偏移时，也存在具有中电平M的正信号VSP和负信号VSN的比较结果具有特定电平的情况。

根据示例实施例，偏移检测器电路可以根据在单端PAM-5信号VRX的给定信号模式中正信号VSP和负信号VSN的比较结果是否符合预定偏移模式来确定差分信号发生器是否具有偏移。

图10A示出当差分信号发生器不具有偏移时根据数字信号的模式的正信号VSP和负信号VSN的比较结果。

参照图10A，基于单端PAM-5信号VRX确定的数字信号可以具有H2-M-M-H1-M-M-L2-M-M-L1-M-M的模式。由于DFE的操作，当数字信号从高电平H2或H1变为中电平M或从低电平L2或L1变为中电平M时，可以修改差分信号VSP和VSN的波形。因此，当数字信号的信号模式是H1-M-M或H2-M-M时，正信号VSP和负信号VSN的比较结果可以具有H-L-H或H-L-L的模式。此外，当数字信号的信号模式是L1-M-M或L2-M-M时，正信号VSP和负信号VSN的比较结果可以具有L-H-H或L-H-L的模式。

图10B示出在差分信号发生器具有正偏移的情况下根据数字信号的模式的正信号VSP和负信号VSN的比较结果。

参照图10B，正信号VSP的中电平M可以高于负信号VSN的中电平M。详细地，在第二信号时段UI2和第五信号时段UI5中，与差分信号发生器不具有偏移的情况不同，作为正信号VSP和负信号VSN之间的比较的结果的信号可以具有高电平H。例如，当差分信号发生器具有正偏移时，当数字信号具有H1-M-M或H2-M-M的模式时，比较结果信号可以具有H-H-H模式。

图10C示出当差分信号发生器具有负偏移时根据数字信号的模式的正信号VSP和负信号VSN的比较结果。

参照图10C，正信号VSP的中电平M可以低于负信号VSN的中电平M。详细地，在第八信号时段UI8和第十一信号时段UI 11中，作为正信号VSP和负信号VSN之间的比较的结果的信号可以具有低电平L，这与差分信号发生器不具有偏移的情况不同。例如，当差分信号发生器具有负偏移并且数字信号具有L1-M-M或L2-M-M的模式时，比较结果信号可以具有L-L-L模式。

根据示例实施例，当偏移检测器电路检测到基于单端PAM-5信号生成的数字信号具有预定信号模式时，检查作为正信号VSP和负信号VSN之间的比较的结果的信号是否具有偏移模式。基于检查结果，可以确定差分信号发生器是具有正偏移、负偏移还是无偏移。此外，偏移补偿器可根据确定结果来调整应用于差分信号发生器的参考信号Vref以及补偿信号VCP与VCN的电平。

图11A至图11B是用于比较和示出当差分信号发生器具有负偏移时根据比较示例和示例实施例的效果的眼图。图11A和图11B示出了PAM-3信号在一个信号时段中可具有的信号电平H、M、L和比较电平COMP1、COMP2。

图11A示出了根据比较示例的差分PAM-3信号VSP和VSN的眼图。在图11A的眼图中，当与图11B所示的理想中电平M比较时，与中电平M相对应的信号的分布可具有偏向第二比较电平COMP2的分布。根据比较示例，可能频繁地发生其中在接收器中将与中电平M相对应的信号不正确地确定为低电平L信号的错误。

图11B示出了根据示例实施例的差分PAM-3信号VSP和VSN的眼图。在图11B的眼图中，差分PAM-3信号VSP和VSN的分布可以围绕理想信号电平H、M和L分布。因此，差分PAM-3信号VSP和VSN的信号电平可以通过比较电平COMP1和COMP2清楚地区分，并且可以减轻在接收器中发生错误。

图11C和图11D是用于比较和示出当差分信号发生器具有正偏移时根据比较示例和示例实施例的效果的眼图。图11C和图11D示出了PAM-3信号在一个信号时段中可具有的信号电平H、M和L以及比较电平COMP1和COMP2。

图11C示出了根据比较示例的差分PAM-3信号VSP和VSN的眼图。在图11C的眼图中，当与图11D所示的理想中电平M比较时，与中电平M相对应的信号的分布可具有偏向第一比较电平COMP1的分布。根据比较示例，可能频繁发生在接收器中将与中电平M相对应的信号错误地确定为高电平H信号的错误。

图11D示出了根据示例实施例的差分PAM-3信号VSP和VSN的眼图。与图11B的眼图相似，差分PAM-3信号VSP和VSN的分布可以围绕理想信号电平H、M和L分布。

根据示例实施例，当差分信号发生器具有正偏移或负偏移时，接收器检测到偏移，并且可以补偿差分信号发生器的偏移。

图12A至图12C是示出根据示例实施例的效果的曲线图。

图12A示出了由加减计数器根据差分信号发生器的偏移值ΔV

在图12A的示例中，计数值可以根据差分信号发生器的偏移值ΔV

图12B示出了根据差分信号发生器的偏移值ΔV

相邻信号电平之间的裕度越大且裕度越均匀，则可以越准确地区分信号电平。相邻信号电平之间的裕度均匀的程度可以被称为RLM。

当偏移值ΔV

图12C示出了根据差分信号发生器的偏移值ΔV

当偏移值ΔV

总之，根据示例实施例，无论差分信号发生器的偏移值如何，都可有效地减小差分信号VSP和VSN的偏移电压。例如，可以补偿差分信号发生器的偏移，并且可以改善接收器的裕度和RLM。

如上所述，根据示例实施例，根据示例实施例的偏移检测器电路可基于单端PAM-N(N是奇数)信号的预定数据模式和差分PAM-N信号的比较结果模式来确定差分信号发生器是否具有正偏移或负偏移。

根据示例实施例的偏移检测器电路可通过从接收的数据模式检测预定数据模式来检测差分信号发生器的偏移，因此，可检测差分信号发生器的偏移而无需单独接收测试数据模式。

根据示例实施例的接收器可检测差分信号发生器的偏移，并且根据检测到的偏移来调整由差分信号发生器使用以生成差分信号的参考信号和补偿信号的电平，从而补偿差分信号发生器的偏移。

尽管上面已经示出和描述了示例实施例，但是对于本领域技术人员来说清楚的是，可以在不脱离由所附权利要求限定的本发明构思的范围的情况下进行修改和变化。