CN103283148A - 具有预加重的电压模式驱动器 - Google Patents
具有预加重的电压模式驱动器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103283148A CN103283148A CN2011800630119A CN201180063011A CN103283148A CN 103283148 A CN103283148 A CN 103283148A CN 2011800630119 A CN2011800630119 A CN 2011800630119A CN 201180063011 A CN201180063011 A CN 201180063011A CN 103283148 A CN103283148 A CN 103283148A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- resistor
- current potential
- reference current
- constant reference
- output end
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 18
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 18
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 18
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 9
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 9
- 230000009466 transformation Effects 0.000 claims description 7
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 5
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 5
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 11
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 6
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 3
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- GOLXNESZZPUPJE-UHFFFAOYSA-N spiromesifen Chemical compound CC1=CC(C)=CC(C)=C1C(C(O1)=O)=C(OC(=O)CC(C)(C)C)C11CCCC1 GOLXNESZZPUPJE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K19/00—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
- H03K19/0175—Coupling arrangements; Interface arrangements
- H03K19/0185—Coupling arrangements; Interface arrangements using field effect transistors only
- H03K19/018507—Interface arrangements
- H03K19/018521—Interface arrangements of complementary type, e.g. CMOS
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L25/00—Baseband systems
- H04L25/02—Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
- H04L25/0264—Arrangements for coupling to transmission lines
- H04L25/0278—Arrangements for impedance matching
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L25/00—Baseband systems
- H04L25/02—Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
- H04L25/0264—Arrangements for coupling to transmission lines
- H04L25/028—Arrangements specific to the transmitter end
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L25/00—Baseband systems
- H04L25/02—Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
- H04L25/03—Shaping networks in transmitter or receiver, e.g. adaptive shaping networks
- H04L25/03006—Arrangements for removing intersymbol interference
- H04L25/03343—Arrangements at the transmitter end
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L25/00—Baseband systems
- H04L25/02—Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
- H04L25/0264—Arrangements for coupling to transmission lines
- H04L25/0272—Arrangements for coupling to multiple lines, e.g. for differential transmission
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Computing Systems (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Logic Circuits (AREA)
- Dc Digital Transmission (AREA)
- Amplifiers (AREA)
Abstract
一种支持预加重的电压模式驱动电路,其包括多个电阻器和操作为开关的多个晶体管。操作晶体管的控制信号表示驱动电路的输入信号的逻辑电平。为了产生预加重输出,操作晶体管来将电阻器的并联布置连接在驱动器的输出端子和对应的恒定参考电位之间。为了产生稳态的输出,操作晶体管来将某些电阻器连接在驱动器的输出端子之间,由此减小输出电压。通过合适地选择电阻器的电阻值,可以获得驱动器的期望输出阻抗和预加重的期望水平。驱动器在稳态下的电流消耗小于在预加重模式下的电流消耗。
Description
技术领域
本发明整体涉及数据传输,更具体地,涉及具有预加重的电压模式驱动器。
背景技术
驱动电路(驱动器)经常用于数据传输电路中。这些驱动电路的输入通常是二进制数据,并且输出是具有合适信号强度的对应的电压或电流信号。输出电压或电流的信号强度可以被设计为具有确保可靠且无错误(或低误码率)传输的值。此外,驱动电路可以被设计为具有受控的输出阻抗,其匹配传输输出的传输路径的阻抗。电压模式驱动器一般是其输出是电压信号的驱动电路,驱动电路被设计为电压源。
这种电压模式驱动电路的输出信号通常是方波形状(具有陡沿),含有高频的频率分量,其会被传输路径衰减,最终导致在连接用于接收输出信号的接收器处正确解释信号时出现错误。预加重是通常用于处理以上问题的技术,预加重是指在逻辑电平转变之后立即增加驱动电路的输出信号的幅值。幅值随后可以被降低至期望的稳态电平,直到出现另一个逻辑电平转变。在逻辑电平转变之后增加的幅值(预加重,也被称为前馈均衡或FFE)减轻了传输路径(通常是有限带宽的)可能对输出信号的高频分量产生的不利影响。具有预加重的电压模式驱动器需要被设计为最小功耗和其他期望的特征。
发明内容
公开的驱动电路包括多个开关。响应于一组控制信号的第一组值,多个开关可操作来:将第一电阻器耦合在驱动电路的一对差分输出端子中的第一输出端子和一对恒定参考电位中的第一恒定参考电位之间;将第四电阻器耦合在该对差分输出端子中的第二输出端子和该对恒定参考电位中的第二恒定参考电位之间;将第二电阻器与第一电阻器并联耦合;以及将第四电阻器与第三电阻器并联耦合。响应于该组控制信号的第二组值,多个开关可操作来:将第一电阻器耦合在该对差分输出端子中的第一输出端子和该对恒定参考电位中的第一恒定参考电位之间;将第四电阻器耦合在该对差分输出端子中的第二输出端子和该对恒定参考电位中的第二参考电位之间;以及将第二电阻器和第三电阻器的串联布置耦合在该对差分输出端子之间。
附图说明
参考附图描述示例实施例,在附图中:
图1是示例设备的方框图。
图2是示出示例驱动器的预加重和稳态期间的电压电平的波形。
图3是示出示例驱动器的实施细节的电路图。
图4A是在实施例中当驱动器产生预加重的逻辑1时驱动器的等效电路图。
图4B是当在稳态下驱动器产生逻辑1时驱动器的等效电路图。
图5是设计为提供AC耦合的单端输出的示例驱动器的电路图。
图6是示出其中预加重的电平可以在两个值之间选择的示例驱动器的电路图。
具体实施方式
图1示出其中可以实施公开的驱动器实施例的示例USB设备100。设备100包括处理器110和发射器120。USB设备100可以对应于USB主机、USB集线器、USB外围设备等。图1的细节仅仅是说明性的,现实的实现方式可以含有更多模块/部件和/或模块/部件的不同布置。进一步地,尽管在USB设备的背景中提供下面的描述,但是公开的驱动器和电路的实施例也可以用于其他环境,例如e-SATA(外部串联式先进附连技术)、PCIe(外围部件互连高速)等。可以存在设备100的输入路径(附图中未示出)。USB设备100的元件可以被实现在单个集成电路(IC)内,或可以被实现在分开的IC中(例如,处理器110在一个IC中,而发射器120在另一个IC中)。
处理器110在路径112上提供并行格式的数据给发射器120。数据可以由处理器110产生,或表示从外部部件(未示出)接收的并且由处理器110修改的数据。路径112上的数据可以与对应的USB设备规范和格式相一致。
发射器120被示为含有逻辑块130和驱动器140。逻辑块130从处理器110接收在路径112上的并行格式的数据,并且将该数据转换成串行比特流。逻辑块130中的并串转换可以在一个或多个时钟的控制下执行,如本领域中众所周知的。对应于比特流中的每个比特,逻辑块130在路径134上产生控制信号,使驱动器140产生表示比特的信号并且发射该信号。尽管图1中未示出,包含在逻辑块130中的预驱动电路可以产生这种控制信号。
尽管附图中未示出,USB设备100还可以含有接收器,接收器被设计为从设备100外部的部件或设备接收串行格式的数据,并且以并行格式提供该数据给处理器110。在这种实施例中,接收器和发射器120一起构成串行器/解串器(SERDES)。USB设备100可以含有若干这种串行解串器块,尽管图1中只示出这种模块中的一个的发射器。
端子145表示驱动器140的输出端子,并且当实施为IC时,端子145可以对应于USB设备100的焊盘或管脚。路径150连接到端子145,并且可以对应于例如印刷电路板(PCB)迹线、柔性电缆等。
电压模式驱动器140在端子145和路径150上产生电压输出,该电压输出表示由发射器120在路径112上接收到的逻辑高信号和逻辑低信号(例如,二进制信号)。这些二进制信号响应于在路径134上接收到的控制信号的对应值而产生。路径150可以表示传输线,并且具有有限带宽。在路径150上发射的二进制信号(理想地)具有方波(或接近方波)形状,因此具有陡峭的上升沿和下降沿。因此,二进制信号的频率分量会超过路径150的带宽。结果,如本领域中众所周知的,二进制信号会在时间上扩展,由此可能导致在连接到路径150的接收器中出现码间干扰(ISI)。因此,接收器不能够可靠地解释在路径150上发射的信号(信号150)的值(逻辑1/高或逻辑0/低)。根据使用的数据编码的具体类型,ISI的程度以及因此在可靠地解释接收到的值时的劣化会不同。作为说明,根据曼彻斯特编码,路径150上的比特流中的陡峭转变(比特沿)出现在每个比特间隔处。在NRZ(非归零码)编码中,只有当比特值从逻辑1改变到逻辑0或从逻辑0改变到逻辑1时才出现这种陡峭转变。对于串化解串器标准,一种编码方案被称为8b-10b编码,其中每八位数据以每五个比特保证一次逻辑转变的方式映射到十位数据。
根据用于解决以上问题的一种技术,路径150上的比特流的信号强度(例如,电压电平)在所关注的每个比特沿处增加(预加重)。所关注的比特沿一般取决于使用的具体编码方案。假设使用双极性NRZ(双极性非归零码),图2中示出了在逻辑值边界处应用预加重的比特流。
假设图2中的比特流表示二进制序列1100110010。逻辑1或逻辑0的电压电平被示为在逻辑0和逻辑1之间的转变之后被预加重持续一个比特时间。为了说明,在t21处,出现从逻辑0到逻辑1的转变。因此,表示接下来的逻辑1的电压值被预加重,该电压值具有(理想地)等于+Vh的电压电平,持续时间t21-t22,即一个比特周期。时间间隔t22-t23表示“稳态”模式,在其中比特流的逻辑值无变化。在t22处,用于表示信号150的电压电平从高电压电平+Vh(用于表示预加重的逻辑1持续时间)变化到稳态电压电平+V1。表示信号150的电压电平被维持在+V1,直到出现逻辑电平转变,如图2中t23处所示,当信号150从逻辑1转变到逻辑0时。
相似地,信号150的电压电平被示为紧接在逻辑1到逻辑0转变之后进行预加重。为了说明,在t23处,出现从逻辑1到逻辑0的转变。因此,表示接下来的逻辑0的电压值被预加重,该电压值具有(理想地)等于-Vh的电压电平,持续时间t23-t24。时间间隔t24-t25表示稳态条件,在其中比特流的逻辑值无变化。表示信号150的电压电平被维持在-V1,直到出现逻辑电平转变,如图2中t25处所示。在t25处,出现到逻辑1的逻辑转变,并且对应于在时间间隔t250-t26中逻辑1比特的电压值被预加重。在t26处,出现到逻辑0的逻辑转变,并且对应于在时间间隔t26-t27中的逻辑0比特的电压值被预加重。
注意到,替换地,可以将稳态电平(+V1和-V1)视为去加重电平,并且可以将预加重电平(+Vh和-Vh)视为“正常”电平。
图3示出示例驱动器140的细节。被示为产生差分输出的电压模式驱动器140被示为含有P型金属氧化物半导体(PMOS)晶体管310、320、330、340,N型金属氧化物半导体(NMOS)晶体管315、325、335、345,电阻器360(第一电阻器)、电阻器365(第二电阻器)、电阻器380(第三电阻器)、电阻器385(第四电阻器)以及NMOS晶体管350和355。端子301和399分别表示电源端子(第一参考电位)和地端子(第二参考电位)。Vop(145+)和Vom(145-)表示驱动器140的差分输出端子,并且对应于图1的端子145。
电阻器370(Rext)表示远端线路终止(通常设置在接收器端),用于阻抗匹配以最小化反射。在实施例中,电阻器360和380的电阻都等于值R1,电阻器365和385的电阻都等于值R2。值R1和R2可以被选择为提供驱动器140的输出阻抗的期望值。控制信号(一组控制信号集)301、302P、302N、303、304P、304N和305由图1的逻辑块130(或包含在逻辑块130中的预驱动电路)产生,并且假设这些控制信号包含在图1的路径134中。晶体管350和355由控制信号305控制为开启或关闭。
晶体管310和315以CMOS反相器配置的方式连接,并且接收控制信号301。控制信号301的逻辑电平确定是否将节点312拉到逻辑高或逻辑低。晶体管320和325由各自的控制信号302P和302N控制为开启或关闭。晶体管330和335以CMOS反相器配置的方式连接,并且接收控制信号303。控制信号303的逻辑电平确定是否将节点332拉到逻辑高或逻辑低。晶体管340和345由各自的控制信号304P和304N控制为开启或关闭。晶体管310、315、320、325、330、335、340、345由控制信号301、302、303、304中对应的控制信号操作为开关。在以下描述中,假设晶体管310、315、320、325、330、335、340、345、350、355的导通(ON)电阻等于零欧姆。
在操作中,控制晶体管(开关)310、315、320、325、330、335、340、345中对应的晶体管切换到开启或关闭,从而在输出端子145+和145-之间产生期望的差分电压值。
当要提供预加重时(例如,在预加重模式或第一模式),电阻器360和365的并联布置连接在端子145+和电源端子301或地端子339之间,电阻器385和380的并联布置连接在端子145-和电源端子301或地端子399之间。控制信号305处于逻辑低。电阻器的并联布置的一个接头是否连接电源端子301或地399取决于在端子145+和145-之间是否产生(差分)逻辑1或逻辑0,如以下说明的。在实施例中,紧接在每个比特转变之后提供预加重,并且持续一个比特周期的持续时间,如图2中所示。然而,在其他实施例中,预加重间隔可以比一个比特周期长或短。在驱动器140的预加重操作模式中的一组控制信号(301、302P、302N、303、304P、304N和305)的值对应于‘第一组值’,并且指定了要在端子145+/145-之间提供的输出的电压电平(即预加重电压电平)和逻辑电平(逻辑高或逻辑低),如以下参考图4A说明的。
在稳态(稳态模式或第二模式),控制开关310、315、320、325、330、335、340、345、350、355,使得电阻器360连接在端子145+和电源端子301或地端子399之间,电阻器380连接在端子145-和电源端子301或地端子399之间,以及电阻器365和385以串联布置的方式连接在端子145+和145-之间。电阻器360和电阻器380的端子中的对应端子是否连接到电源端子301或地端子399取决于是否要在端子145+和145-之间产生(差分)逻辑1或逻辑0。控制信号305处于逻辑高。在实施例中,‘稳态’对应于在逻辑电平转变之后接着一个比特间隔的持续时间(稳态时间间隔),并且持续到下一个逻辑电平转变,还是如图2中所示。然而,在其他实施例中,稳态时间间隔可以比以上所述的长或短。驱动器140的稳态操作模式中的一组控制信号(301、302P、302N、303、304P、304N和305)的值对应于‘第二组值’,并且指定了要在端子145+/145-之间提供的输出的电压电平(即非预加重电平或稳态电平)和逻辑电平(逻辑高或逻辑低),如以下参考图4B说明的。
图4A是当紧接在从逻辑0转变之后在端子145+和145-之间产生逻辑1时的驱动器140的等效电路图,即对应于预加重逻辑1输出。控制信号305处于逻辑低,晶体管350和355都关闭。控制信号301处于逻辑低,晶体管310开启,晶体管315关闭,并且电阻器360连接在端子301和145+之间。控制信号302P和302N都处于逻辑低,晶体管320开启,晶体管325关闭,并且电阻器365连接在端子301和145+之间。电阻器360和365由此以并联布置的方式连接在端子301和145+之间。控制信号303处于逻辑高,晶体管335开启,晶体管330关闭,并且电阻器380连接在端子399和145-之间。控制信号304P和304M都处于逻辑高,晶体管345开启,晶体管340关闭,并且电阻器385连接在端子399和145-之间。电阻器380和385由此以并联布置的方式连接在端子301和145-之间。
在实施例中,驱动器140的输出阻抗(也称为看入(looking-in)阻抗,从输出端子145+/145-观察驱动器140)被设置为50欧姆,对应于100欧姆的电阻器370(Rext)的值。对于50欧姆的看入阻抗,电阻器365和360(或385和380)的并联布置的等效电阻等于50欧姆,如下面在公式1中指定的:
(R1*R2)/(R1+R2)=50 (公式1)
从电源301中汲取的电流由下面的公式2指定:
Ipre=Vdd/[Rext+{(2*R1*R2)/(R1+R2)}] (公式2)
其中Ipre是从电源301汲取的电流,Vdd是电源电压301,Rext表示电阻器370的电阻,公式2中的其他项如以上定义。在端子145+和145-之间的电压由下面的公式3指定:
Vop-Vom=(Ipre*Rext) (公式3)
在实施例中,电源电压301具有1伏特(V)的值,驱动器140被设计为提供6dB的预加重。对应于上面的值,Ipre等于5毫安(mA),并且Vop-Vom等于0.5V,对应于峰-峰值差分摆幅为1V的输出145+/145-。
对于预加重逻辑0的输出145+/145-,控制信号301和302都处于逻辑高,而控制信号303和304都处于逻辑0。因此,电阻器385和380的并联布置连接在端子145-和电源端子301之间,而电阻器365和360的并联布置连接在端子145+和地端子399之间。因此,对于以上所述的部件值,端子145+和145-之间的电压等于-0.5V。因此,输出145+/145-的差分峰-峰值电压摆幅等于1V,并且对应于图2中箭头210所示的摆幅水平。
图4B是当在端子145+和145-之间产生对应于稳态的逻辑1时的驱动器140的等效电路图。控制信号305处于逻辑1,晶体管350和355都开启。控制信号301和303分别是逻辑0和逻辑1。因此,电阻器360连接在端子301和145+之间,而电阻器380连接在端子399和145-之间。
控制信号302P和302N分别处于逻辑1和逻辑0,晶体管320和325都关闭。控制信号304P和304N分别处于逻辑1和逻辑0,晶体管340和345都关闭。控制信号305处于逻辑1。结果,电阻器365和385串联连接在端子145+和145-之间,如图4B中所示。节点368表示AC地(或共模端子)。因此,从端子145+/145-的看入阻抗由电阻器R1和R2的并联组合确定,在该实施例中,其等于50欧姆。因为在该实施例中,驱动器140被设计为提供6dB的预加重,所以稳态中的Vop-Vom应当等于0.25V。Rext等于100欧姆,Vdd等于1V,如上所述。
根据图4B的电路,获得下面的公式:
基于以上所述的Rext、(Vop-Vom)和Vdd的值,获取下面的公式:
根据公式1和公式5,获取的R1和R2的值都是100欧姆。
从电源301中汲取的电流由下面的公式4指定:
Iss=Vdd/[2R1+{(Rext*2*R2)/(Rext+(2*R2))}] (公式6)
其中Iss是从电源301汲取的电流,公式4的其他项如以上定义。对应于以上所述的Rext、Vdd、R1和R2的值,Iss等于3.75mA。0.25V的(Vop-Vom)值对应于0.5V的峰-峰值差分摆幅的输出145+/145-(图2中的箭头220所示)。
在稳态,对于端子145+和145-之间的逻辑0输出,控制信号301和303分别是逻辑1和逻辑0。因此,电阻器360连接在端子399和145+之间,而电阻器380连接在端子301和145-之间。控制信号302P和302N分别处于逻辑1和逻辑0,而控制信号304P和304N分别处于逻辑1和逻辑0。控制信号305处于逻辑1。结果,电阻器365和385串联连接在端子145+和145-之间。
根据以上描述可以观察到,驱动器140的稳态操作模式中的电流消耗小于预加重操作模式中的电流消耗。结果,驱动器140在稳态操作模式下的功耗小于电流消耗在稳态模式下大于在预加重模式下的某些其他技术。注意到,一般来说,驱动器140的输出的稳态电平持续时间会比预加重模式的持续时间长。因此,期望驱动器140在稳态模式下的功耗较低。进一步地,随着输出145+/145-的逻辑电平摆幅减小,图3的电路的电流消耗减小,即输出逻辑电平摆幅越小,驱动器140的功耗越小。
预加重模式和稳态模式下的电流值的差不是很大。由于该电流差(纹波电流)相对较小,因此在电源301和地399之间提供的去耦电容的值也会相应地较小。可以通过合适地选择电阻器360、365、380、385来改变相对于稳态输出电压摆幅的具体预加重输出电压摆幅(即预加重程度)。在稳态和预加重状态下,驱动器140的功耗均与输出电压(输出145+和145-之间的电压)的值成正比。
这里注意到,像PCIe的标准指定了要支持多个输出逻辑电平摆幅(例如,1.0V、0.7V、0.5V、0.3V、0.15V的差分峰-峰值)。通过将对应的电路部分(与所示部分相似)增加到图3的电路可以实现这种多个输出逻辑电平摆幅中的任何一个,而不仅仅针对预加重。例如通过增加与电阻器365、晶体管320和325以及电阻器385、晶体管340和345所形成的那些相似的电阻器臂以及对应的控制信号,可以实现一种提供这种多个输出逻辑电平摆幅的技术。然后,通过在预加重模式下将对应的电阻器臂切换为与电阻器360和380并联,并且在稳态模式下将对应的电阻器臂切换为与电阻器360和380串联,可以获得所需的输出电平。在图6中示出了含有这种额外的臂的示例实施例。驱动器600被示为含有图3的电路以及额外的电阻器臂和对应的晶体管。通过激活分别控制晶体管620和625的开启或关闭状态的控制信号602P和602N中合适的一个,电阻器665(第五电阻器)可以与电阻器360并联连接。相似地,通过激活分别控制晶体管640和645的开启或关闭状态的控制信号604P和604N中合适的一个,电阻器685(第六电阻器)可以与电阻器380并联。控制信号605控制晶体管650和655中每一个的开启或关闭状态。电阻器665和685的值分别不同于电阻器350和355的值,并且可以被选择为提供期望水平的输出逻辑电平摆幅。电路块690的操作与以上关于图3所述的电路块680的操作相同,为了简洁,此处不再重复描述。在操作中,根据所需的输出电平摆幅的程度,电路块680和690中只有一个电路块是工作的。通过关断另一个电路块中的所有晶体管来禁用该电路块。通过增加与模块690相似的模块,可以类似地提供逻辑电平摆幅的更多数目的可选电平。开关620、625、650、655、640、645在本文中被称为‘第一组开关’。
由于图3的技术或电路能够功率高效地实现多个输出逻辑电平摆幅,而不需要在路径301上提供不同电源(电源301通常实施为片上低压差电压调节器(LDO)),因此电源301可以被提供给逻辑块130和驱动器140中的每一个,由此避免了针对驱动器140需要单独的LDO或电源发生器。
图5是在一个实施例中被设计为提供交流耦合的单端输出的驱动器的电路图。驱动器500可以被实现为代替图1中的驱动器140,并且驱动器500被示为含有晶体管510、520、530、540、550,电阻器580、585和电容器560。电阻器570表示终止电阻器,通常实施在接收器端。端子506连接到偏置电压Vbias。电容器560用于将输出145交流耦合到输出路径(传输线)150。控制信号501、502P、502N、505由逻辑块130在路径134上产生(图1)。端子301和399分别表示电源和地。
当要在节点145处提供预加重逻辑1时,控制信号505处于逻辑低,晶体管505关闭。控制信号501处于逻辑低,晶体管510打开,晶体管520关闭,电阻器580连接在端子301和145之间。控制信号502P和502N都处于逻辑低,晶体管530打开,晶体管540关闭,电阻器连接在端子301和145之间。因此,电阻器380和385以并联布置的方式连接在端子301和145之间。电阻器380和385的电阻值可以被选择为使得它们并联组合的电阻等于期望的输出阻抗。
当要在稳态提供逻辑1时,控制信号501处于逻辑低,电阻器580连接在端子301和145之间。控制信号505处于逻辑高,晶体管550开启。控制信号502P处于逻辑高,502N处于逻辑低,晶体管530和540都关闭。电阻器585连接在端子145和506(Vbias)之间。在端子145和399之间的输出电压在稳态模式下比在预加重模式下低。通过合适地选择电压Vbias(例如其值为电压301的二分之一),可以减小稳态模式下的功耗。为了产生具有预加重的逻辑低,控制信号501、502P、502N都处于逻辑高,而控制信号505处于逻辑低。为了在稳态下产生逻辑低,控制信号501处于逻辑高,控制信号502P处于逻辑高,控制信号502N处于逻辑低,控制信号505处于逻辑高。
在图1、图3和图5中,虽然端子/节点被示为直接连接到各种其他端子,但是应当理解,在路径中也可以存在额外的部件(适用于具体环境),因此连接可以视为电耦合到同一连接的端子。
图3和图5的电路拓扑结构仅仅是示例性的。通过阅读本文中提供的本发明,在不偏离本发明的若干方面的范围和精神的情况下,适用于具体的环境的各种修改对于本领域技术人员将是显而易见的。应当理解,以上所述的具体类型的晶体管(NMOS、PMOS等)仅仅是为了示例。然而,通过阅读本文中提供的本发明,使用不同配置和晶体管的替换实施例对于本领域技术人员将是显而易见的。例如,PMOS晶体管可以用NMOS晶体管替换,同时还交换到电源端子和地端子的连接。因此,在实际应用中,电源端子和地端子被称为恒定参考电位,晶体管的源极(发射极)和漏极(集电极)端子(当开启时提供电流路径,当关闭时提供开路路径)被称为电流端子,栅极(基极)端子被称为控制端子。
本发明涉及的本领域技术人员将理解,在本发明的范围内,可以对所描述的实施例做出修改,并且可以实现许多其他实施例。
Claims (13)
1.一种驱动电路,其包含:
多个开关,响应于一组控制信号的第一组值,所述多个开关可操作来执行:
将第一电阻器耦合在所述驱动电路的一对差分输出端子中的第一输出端子和一对恒定参考电位中的第一恒定参考电位之间,
将第四电阻器耦合在该对差分输出端子中的第二输出端子和该对恒定参考电位中的第二恒定参考电位之间,
将第二电阻器与所述第一电阻器并联耦合,以及
将第三电阻器与所述第四电阻器并联耦合;
响应于该组控制信号的第二组值,所述多个开关进一步可操作来执行:
将所述第一电阻器耦合在该对差分输出端子中的所述第一输出端子和该对恒定参考电位中的所述第一恒定参考电位之间,
将所述第四电阻器耦合在该对差分输出端子中的所述第二输出端子和该对恒定参考电位中的所述第二恒定参考电位之间,以及
将所述第二电阻器和所述第三电阻器的串联布置耦合在该对差分输出端子之间。
2.根据权利要求1所述的电路,其中所述第一组值和所述第二组值中的每一组指定响应于所述驱动电路的输入信号而在该对差分输出端子之间要产生的所述驱动电路的输出信号的电压电平和逻辑电平。
3.根据权利要求2所述的电路,其中:
该对差分输出端子耦合到传输线;
对于所述输出信号的同一逻辑电平,在该对差分输出端子之间的对应于所述第一组值的电压电平大于在该对差分端子之间的对应于所述第二组值的电压;和
所述第一组值对应于所述驱动电路的操作的预加重时间间隔,并且所述第二组值对应于所述驱动电路的操作的稳态时间间隔。
4.根据权利要求3所述的电路,其中:
所述预加重时间间隔是紧接在所述输入信号的逻辑转变之后的一个比特周期的时间间隔;和
当对于至少两比特持续时间不存在所述输入信号的逻辑电平转变时,存在稳态时间间隔,并且所述稳态时间间隔是从所述至少两比特持续时间中的第二个比特开始并且在所述输入信号的下一个逻辑电平转变处结束的时间间隔。
5.根据权利要求4所述的电路,其中所述第一电阻器和所述第二电阻器的并联布置的电阻等于所述驱动电路在所述预加重时间间隔和所述稳态时间间隔中的每一个时间间隔中的输出阻抗。
6.根据权利要求5所述的电路,其中:
该组控制信号由逻辑块产生;
该对恒定参考电位中的所述第一恒定参考电位接收电源;
该对恒定参考电位中的所述第二恒定参考电位是电源返回端子,所述电源是由低压差调节器即LDO产生;和
由所述LDO产生的电源用于为所述驱动电路和所述逻辑块中的每一个供电。
7.根据权利要求2所述的电路,其中所述驱动电路的功耗与所述输出信号的电压电平成正比。
8.根据权利要求3所述的电路,进一步包含:
第五电阻器;
第六电阻器;和
第一组开关;
所述第一组开关和所述多个开关在所述预加重时间间隔中可操作来将所述第五电阻器而不是所述第二电阻器与所述第一电阻器并联耦合,并且将所述第六电阻器而不是所述第三电阻器与所述第四电阻器并联耦合;以及
所述第一组开关和所述多个开关在所述稳态时间间隔中进一步可操作来将所述第五电阻器和所述第六电阻器的串联布置而不是所述第二电阻器和所述第三电阻器的串联布置耦合在该对差分输出端子之间。
9.一种集成电路,其包含:
处理器,其产生二进制值;和
驱动器,其接收一组控制信号,该组控制信号指定在所述集成电路的一对差分输出端子之间要产生的表示所述二进制值的输出信号的电压电平和逻辑电平,所述驱动器包含:
多个开关,响应于该组控制信号的第一组值,所述多个开关可操作来执行:
将第一电阻器耦合在该对差分输出端子中的第一输出端子和一对恒定参考电位中的第一恒定参考电位之间,
将第四电阻器耦合在该对差分输出端子中的第二输出端子和该对恒定参考电位中的第二恒定参考电位之间,
将第二电阻器与所述第一电阻器并联耦合,和
将第三电阻器与所述第四电阻器并联耦合;
响应于该组控制信号的第二组值,所述多个开关进一步可操作来执行:
将所述第一电阻器耦合在该对差分输出端子中的所述第一输出端子和该对恒定参考电位中的所述第一恒定参考电位之间,
将所述第四电阻器耦合在该对差分输出端子中的第二输出端子和该对恒定参考电位中的第二恒定参考电位之间,以及
将所述第二电阻器和所述第三电阻器的串联布置耦合在该对差分输出端子之间。
10.根据权利要求9所述的集成电路,其中:
该对差分输出端子耦合到传输线;
对于所述输出信号的同一逻辑电平,在该对差分输出端子之间的对应于所述第一组值的电压电平大于在该对差分端子之间的对应于所述第二组值的电压;和
所述第一组值对应于所述驱动电路的操作的预加重时间间隔,并且所述第二组值对应于所述驱动电路的操作的稳态时间间隔。
11.根据权利要求10所述的集成电路,其中所述驱动器被包括在所述集成电路的发射器中;并且所述发射器包含用于接收所述二进制值且作为响应产生该组控制信号的逻辑块。
12.根据权利要求11所述的集成电路,进一步包含用于在该对恒定参考电位中的一个恒定参考电位上产生电源的低压差调节器即LDO,所述电源用于同时为所述逻辑块和所述驱动器供电。
13.根据权利要求9所述的集成电路,其中所述驱动电路的功耗与所述电压电平成正比。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US12/979,337 | 2010-12-28 | ||
US12/979,337 US8415986B2 (en) | 2010-12-28 | 2010-12-28 | Voltage-mode driver with pre-emphasis |
PCT/US2011/066031 WO2012092007A2 (en) | 2010-12-28 | 2011-12-20 | Voltage-mode driver with pre-emphasis |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN103283148A true CN103283148A (zh) | 2013-09-04 |
CN103283148B CN103283148B (zh) | 2016-10-19 |
Family
ID=46315887
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201180063011.9A Active CN103283148B (zh) | 2010-12-28 | 2011-12-20 | 具有预加重的电压模式驱动器 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US8415986B2 (zh) |
JP (1) | JP5897038B2 (zh) |
CN (1) | CN103283148B (zh) |
WO (1) | WO2012092007A2 (zh) |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105446923A (zh) * | 2014-09-23 | 2016-03-30 | 德克萨斯仪器股份有限公司 | 具有上拉升压器和下拉升压器的差分驱动器 |
WO2016110260A1 (zh) * | 2015-01-09 | 2016-07-14 | 王玮冰 | 一种差分输出数字缓冲器及其控制方法 |
CN107733424A (zh) * | 2017-09-08 | 2018-02-23 | 灿芯创智微电子技术(北京)有限公司 | 一种具有预加重功能的ddr接口电路 |
CN108496327A (zh) * | 2016-02-02 | 2018-09-04 | 索尼公司 | 发送装置、发送方法和通信系统 |
CN108702341A (zh) * | 2016-02-22 | 2018-10-23 | 索尼公司 | 发送装置、发送方法和通信系统 |
CN110198165A (zh) * | 2014-06-25 | 2019-09-03 | 康杜实验室公司 | 高速芯片间通信用多电平驱动电路 |
CN110389923A (zh) * | 2019-09-02 | 2019-10-29 | 珠海亿智电子科技有限公司 | 一种输出摆幅可调的新型驱动器电路 |
CN110521143A (zh) * | 2017-05-23 | 2019-11-29 | 洛克利光子有限公司 | 用于光调制器的驱动器 |
CN111279659A (zh) * | 2017-11-02 | 2020-06-12 | 索尼半导体解决方案公司 | 电子电路和电子设备 |
CN112910443A (zh) * | 2019-11-19 | 2021-06-04 | 联发科技股份有限公司 | 具有均衡功能的发送器 |
CN115098419A (zh) * | 2022-06-17 | 2022-09-23 | 锐宸微(上海)科技有限公司 | 具有过电压保护的电压模式发射器电路 |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6013023B2 (ja) * | 2012-05-16 | 2016-10-25 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | 電源回路及びマトリクスコンバータ |
US9690306B2 (en) * | 2013-11-01 | 2017-06-27 | Blackberry Limited | Display interface temperature compensation |
US9325310B2 (en) * | 2014-02-17 | 2016-04-26 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Limited | High-swing voltage mode driver |
US9264263B2 (en) | 2014-04-21 | 2016-02-16 | Qualcomm Incorporated | Serdes voltage-mode driver with skew correction |
US9231631B1 (en) | 2014-06-20 | 2016-01-05 | Altera Corporation | Circuits and methods for adjusting the voltage swing of a signal |
US10044342B2 (en) * | 2016-06-09 | 2018-08-07 | Qualcomm Incorporated | Delay line for one shot pre-emphasis |
US10148261B1 (en) | 2017-12-18 | 2018-12-04 | Nxp Usa, Inc. | On chip adaptive jitter reduction hardware method for LVDS systems |
US10734974B1 (en) | 2019-04-12 | 2020-08-04 | Nxp Usa, Inc. | Transmitter circuit having a pre-emphasis driver circuit |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20010035768A1 (en) * | 1998-10-26 | 2001-11-01 | Rambus Inc. | Output driver circuit with well-controlled output impedance |
CN1354580A (zh) * | 1993-12-28 | 2002-06-19 | 株式会社日立制作所 | 适于快速信号传输的信号传输装置,电路块和集成电路 |
US6812733B1 (en) * | 2002-08-02 | 2004-11-02 | Pmc-Sierra, Inc. | High-efficiency mixed voltage/current mode output driver |
US20070120582A1 (en) * | 2005-11-21 | 2007-05-31 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Output driver |
US20070285120A1 (en) * | 2006-05-26 | 2007-12-13 | Pmc Sierra Inc. | Configurable Voltage Mode Transmitted Architecture With Common-Mode Adjustment And Novel Pre-Emphasis |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6704818B1 (en) | 2000-12-29 | 2004-03-09 | Intel Corporation | Voltage-mode driver with pre-emphasis, slew-rate control and source termination |
US7109759B2 (en) | 2003-05-23 | 2006-09-19 | Avago Technologies Fiber Ip (Singapore) Pte.Ltd. | Voltage mode current-assisted pre-emphasis driver |
JP4756965B2 (ja) * | 2005-09-13 | 2011-08-24 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | 出力バッファ回路 |
US7714615B2 (en) * | 2007-12-28 | 2010-05-11 | Advanced Micro Devices, Inc. | De-emphasis circuit for a voltage mode driver used to communicate via a differential communication link |
JP5313771B2 (ja) * | 2009-06-02 | 2013-10-09 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | プリエンファシス機能を含む出力回路 |
-
2010
- 2010-12-28 US US12/979,337 patent/US8415986B2/en active Active
-
2011
- 2011-12-20 JP JP2013547538A patent/JP5897038B2/ja active Active
- 2011-12-20 WO PCT/US2011/066031 patent/WO2012092007A2/en active Application Filing
- 2011-12-20 CN CN201180063011.9A patent/CN103283148B/zh active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1354580A (zh) * | 1993-12-28 | 2002-06-19 | 株式会社日立制作所 | 适于快速信号传输的信号传输装置,电路块和集成电路 |
US20010035768A1 (en) * | 1998-10-26 | 2001-11-01 | Rambus Inc. | Output driver circuit with well-controlled output impedance |
US6812733B1 (en) * | 2002-08-02 | 2004-11-02 | Pmc-Sierra, Inc. | High-efficiency mixed voltage/current mode output driver |
US20070120582A1 (en) * | 2005-11-21 | 2007-05-31 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Output driver |
US20070285120A1 (en) * | 2006-05-26 | 2007-12-13 | Pmc Sierra Inc. | Configurable Voltage Mode Transmitted Architecture With Common-Mode Adjustment And Novel Pre-Emphasis |
Cited By (25)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110198165B (zh) * | 2014-06-25 | 2023-12-29 | 康杜实验室公司 | 高速芯片间通信用多电平驱动电路 |
CN110198165A (zh) * | 2014-06-25 | 2019-09-03 | 康杜实验室公司 | 高速芯片间通信用多电平驱动电路 |
CN105446923A (zh) * | 2014-09-23 | 2016-03-30 | 德克萨斯仪器股份有限公司 | 具有上拉升压器和下拉升压器的差分驱动器 |
CN105446923B (zh) * | 2014-09-23 | 2020-03-27 | 德克萨斯仪器股份有限公司 | 具有上拉升压器和下拉升压器的差分驱动器 |
WO2016110260A1 (zh) * | 2015-01-09 | 2016-07-14 | 王玮冰 | 一种差分输出数字缓冲器及其控制方法 |
CN113872901A (zh) * | 2016-02-02 | 2021-12-31 | 索尼公司 | 发送装置和通信系统 |
CN108496327A (zh) * | 2016-02-02 | 2018-09-04 | 索尼公司 | 发送装置、发送方法和通信系统 |
US11476893B2 (en) | 2016-02-02 | 2022-10-18 | Sony Group Corporation | Transmission device, transmission method, and communication system |
CN113922844B (zh) * | 2016-02-02 | 2023-09-29 | 索尼公司 | 发送装置 |
US12224813B2 (en) | 2016-02-02 | 2025-02-11 | Sony Group Corporation | Transmission device, transmission method, and communication system |
CN113922844A (zh) * | 2016-02-02 | 2022-01-11 | 索尼公司 | 发送装置 |
CN114006796A (zh) * | 2016-02-22 | 2022-02-01 | 索尼公司 | 发送装置、发送方法和通信系统 |
CN108702341B (zh) * | 2016-02-22 | 2021-11-23 | 索尼公司 | 发送装置、发送方法和通信系统 |
CN114006796B (zh) * | 2016-02-22 | 2024-04-05 | 索尼公司 | 发送装置、发送方法和通信系统 |
CN108702341A (zh) * | 2016-02-22 | 2018-10-23 | 索尼公司 | 发送装置、发送方法和通信系统 |
CN110521143A (zh) * | 2017-05-23 | 2019-11-29 | 洛克利光子有限公司 | 用于光调制器的驱动器 |
CN110521143B (zh) * | 2017-05-23 | 2024-01-12 | 洛克利光子有限公司 | 用于光调制器的驱动器 |
CN107733424A (zh) * | 2017-09-08 | 2018-02-23 | 灿芯创智微电子技术(北京)有限公司 | 一种具有预加重功能的ddr接口电路 |
CN111279659A (zh) * | 2017-11-02 | 2020-06-12 | 索尼半导体解决方案公司 | 电子电路和电子设备 |
CN111279659B (zh) * | 2017-11-02 | 2023-07-14 | 索尼半导体解决方案公司 | 电子电路和电子设备 |
CN110389923A (zh) * | 2019-09-02 | 2019-10-29 | 珠海亿智电子科技有限公司 | 一种输出摆幅可调的新型驱动器电路 |
CN110389923B (zh) * | 2019-09-02 | 2020-01-31 | 珠海亿智电子科技有限公司 | 一种输出摆幅可调的新型驱动器电路 |
CN112910443A (zh) * | 2019-11-19 | 2021-06-04 | 联发科技股份有限公司 | 具有均衡功能的发送器 |
CN115098419B (zh) * | 2022-06-17 | 2023-04-07 | 锐宸微(上海)科技有限公司 | 具有过电压保护的电压模式发射器电路 |
CN115098419A (zh) * | 2022-06-17 | 2022-09-23 | 锐宸微(上海)科技有限公司 | 具有过电压保护的电压模式发射器电路 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2012092007A2 (en) | 2012-07-05 |
US8415986B2 (en) | 2013-04-09 |
CN103283148B (zh) | 2016-10-19 |
JP5897038B2 (ja) | 2016-04-13 |
WO2012092007A3 (en) | 2012-10-18 |
US20120161816A1 (en) | 2012-06-28 |
JP2014504819A (ja) | 2014-02-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103283148A (zh) | 具有预加重的电压模式驱动器 | |
CN100489955C (zh) | 双用驱动器 | |
US7795919B2 (en) | Transmitter driver circuit in high-speed serial communications system | |
US8198912B1 (en) | Driver circuit correction arm decoupling resistance in steady state mode | |
CN110149113B (zh) | 隔离式信号传输电路及利用其的通信装置 | |
US8952725B2 (en) | Low voltage differential signal driving circuit and electronic device compatible with wired transmission | |
WO2006102666A1 (en) | Current mode interface for off-chip high speed communication | |
US7038502B2 (en) | LVDS driver circuit and driver circuit | |
US9178418B2 (en) | Pre-emphasis circuit | |
US6393062B1 (en) | Methods and circuits for generating a preemphasis waveform | |
KR19990068063A (ko) | 차동 구동기용 클램프 | |
CN106843349B (zh) | 差分驱动器电路和用于控制差分驱动器电路的方法 | |
US7027522B2 (en) | Systems for data transmission | |
US8536888B2 (en) | Built in self test for transceiver | |
JP7051694B2 (ja) | ドライバ回路およびその制御方法、並びに、送受信システム | |
KR100780881B1 (ko) | 전류원 스위칭에 의한 저전력 듀얼 레벨 차동신호 전송회로 | |
CN108984449A (zh) | 电路装置以及电子设备 | |
EP2464009A2 (en) | Differential signal termination circuit | |
US6717439B2 (en) | Data transmitting/receiving buffer | |
CN107766278B (zh) | 一种兼容直流/交流耦合的高速串行接口接收机前端电路 | |
CN114564431B (zh) | 混合型发射端驱动器及其应用方法 | |
KR102740335B1 (ko) | 메모리 인터페이스를 위한 PAM-3 드라이버의 ZQ Calibration 장치 및 방법 | |
CN216352300U (zh) | 一种通讯电平转换电路 | |
CN210742351U (zh) | 一种宽电压多通道数字io系统 | |
KR20100097342A (ko) | 고속 rf신호 스위칭 장치 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant |