專利名稱：用于低壓差分信號(hào)的數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上說涉及數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備，更為確切地說，涉及用于低壓差分信號(hào)的數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備。
背景技術(shù)：
低壓差分信號(hào)(LVDS)是眾所周知的用于通過減少電磁干擾(EMI)來實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)募夹g(shù)。為了抑制EMI，基于LVDS的數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備使用幅度減少的差分信號(hào)，只要數(shù)據(jù)能夠被成功傳輸。
本專業(yè)人士知道，預(yù)加重作為一種技術(shù)，可用于提高LVDS數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?。日本公開未決專利申請(qǐng)P2002-368600A公開了用于加大差分信號(hào)邊緣部分幅度的預(yù)加重電路。
差分信號(hào)的調(diào)整幅度是另一種用于提高數(shù)據(jù)傳輸可靠性的技術(shù)?；贚VDS的數(shù)據(jù)傳輸需要對(duì)差分信號(hào)的幅度進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，特別是當(dāng)發(fā)送和接收實(shí)體之間的傳輸線較長(zhǎng)，以及當(dāng)傳輸線經(jīng)歷大量的特征變化的情況下。
日本公開未決專利申請(qǐng)P2000-341177A公開了手動(dòng)控制差分信號(hào)幅度的基于LVDS的圖像數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備。
日本公開未決專利申請(qǐng)P2000-339315A公開了動(dòng)態(tài)控制差分信號(hào)幅度的基于LVDS的另一圖像數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備。
如圖1所示，現(xiàn)有的圖像信號(hào)傳輸設(shè)備用于將圖像數(shù)據(jù)從個(gè)人計(jì)算機(jī)100傳輸?shù)揭壕队皟x200。個(gè)人計(jì)算機(jī)100包括圖形控制器101、發(fā)送單元102、主CPU106、以及總線107，而液晶投影儀200則包括接收單元103、以及液晶顯示面板104。發(fā)送單元102包括編碼器和并-串轉(zhuǎn)換器111、PLL電路112、以及幅度控制器113。另外，發(fā)送單元102與可變電阻電路114相連。接收單元103包括串-并轉(zhuǎn)換器和解碼器131，以及PLL電路132。
設(shè)計(jì)的發(fā)送單元102通過傳輸線104將差分信號(hào)，包括圖像數(shù)據(jù)和控制信號(hào)，以及時(shí)鐘信號(hào)，提供給接收單元103，其中每個(gè)差分信號(hào)都包括一對(duì)信號(hào)線。
為了控制差分信號(hào)的幅度，接收單元103包括與某一特定傳輸線104相連的耦合器141。如圖2所示，耦合器141與特定傳輸線104的信號(hào)線RXR+和RXR-中的一個(gè)相連；應(yīng)該注意，耦合器141不與信號(hào)線RXR+和RXR-都相連。通過解調(diào)器142對(duì)由耦合器141生成的檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，然后通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器143對(duì)其進(jìn)行模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換。經(jīng)過解調(diào)和模數(shù)轉(zhuǎn)換的信號(hào)通過CPU 144和線路驅(qū)動(dòng)器145，被反饋到個(gè)人計(jì)算機(jī)100。個(gè)人計(jì)算機(jī)100中的發(fā)送單元102響應(yīng)從液晶投影儀200接收的反饋信號(hào)，控制傳輸?shù)浇邮諉卧?03的差分信號(hào)的幅度。
現(xiàn)有技術(shù)的一個(gè)缺陷是，使用耦合器141和解調(diào)器142的結(jié)構(gòu)非期望地導(dǎo)致了信號(hào)損失的增加。放置耦合器141不可避免地會(huì)影響連接到耦合器141的傳輸線104的阻抗匹配，從而導(dǎo)致信號(hào)損失的增加。信號(hào)損失的增加非期望地惡化了幅度的檢測(cè)準(zhǔn)確度。這一問題在傳輸線104導(dǎo)致信號(hào)損失增加的情況下尤為嚴(yán)重。
前述結(jié)構(gòu)的另一缺陷是增加了用于幅度檢測(cè)的電路的復(fù)雜度和尺寸，因?yàn)樵摻Y(jié)構(gòu)需要高速放大器，以適用于LVDS信號(hào)的高頻范圍。典型的解調(diào)器包括具有幾百毫伏死區(qū)的二極管。因此，使用解調(diào)器142來對(duì)差分信號(hào)幅度進(jìn)行檢測(cè)需要放大器，用于放大來自耦合器141的檢測(cè)信號(hào)；不過，放大器需要適用于極高頻范圍，因?yàn)椴罘中盘?hào)頻率范圍通常在100MHz至10GHz之間。這就非期望地增加了所需放大器的復(fù)雜度和尺寸。
如圖1所示的結(jié)構(gòu)的又一缺陷是，該結(jié)構(gòu)沒有處理共模噪聲，因?yàn)轳詈掀?41只被耦合到一對(duì)信號(hào)線中的一個(gè)信號(hào)線。
這些缺陷防止了對(duì)差分信號(hào)幅度進(jìn)行期望的反饋控制。
因此，有必要提供一種數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備，通過簡(jiǎn)化電路配置從而改善了對(duì)LVDS信號(hào)幅度的反饋控制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明總體上說提出了一種數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備，用于改善對(duì)LVDS信號(hào)幅度的反饋控制。
具體地說，本發(fā)明的一個(gè)目標(biāo)是提出一種數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備，用于檢測(cè)LVDS信號(hào)的幅度而不會(huì)影響到傳輸線的阻抗匹配，從而改善了對(duì)LVDS信號(hào)幅度的反饋控制。
本發(fā)明的另一目標(biāo)是提供數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備，通過簡(jiǎn)化電路配置來檢測(cè)LVDS信號(hào)的幅度，從而改善對(duì)LVDS信號(hào)幅度的反饋控制。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備由發(fā)送器和接收器組成。發(fā)送器包括輸出緩存，用于形成差分信號(hào)，以響應(yīng)數(shù)據(jù)信號(hào)；以及幅度控制器。接收器包括輸入緩存，用于將差分信號(hào)轉(zhuǎn)換成單端信號(hào)；以及幅度檢測(cè)器，用于形成反饋信號(hào)，以響應(yīng)單端信號(hào)。幅度控制器響應(yīng)反饋信號(hào)，控制差分信號(hào)的幅度。
幅度檢測(cè)器優(yōu)選地形成反饋信號(hào)，以便反饋信號(hào)的信號(hào)電平能夠表示差分信號(hào)的幅度。更為優(yōu)選地，幅度檢測(cè)器響應(yīng)單端信號(hào)的幅度，形成反饋信號(hào)。
在一個(gè)實(shí)施例中，傳輸線包括連接在輸入和輸出緩存之間的第一和第二信號(hào)線。在這種情況下，輸出緩存優(yōu)選地包括第一和第二可變電壓源，分別用于形成第一和第二電壓；以及切換電路，響應(yīng)數(shù)據(jù)信號(hào)，將第一和第二電壓之一輸出到第一信號(hào)線，并且將另一個(gè)電壓輸出到第二信號(hào)線，并且幅度控制器響應(yīng)反饋信號(hào)，控制第一可變電壓源，以改變第一電壓。優(yōu)選情況下，幅度控制器響應(yīng)反饋信號(hào)，進(jìn)一步控制第二可變電壓源，以改變第二電壓。當(dāng)?shù)谝浑妷焊哂诘诙妷簳r(shí)，幅度控制器在更為優(yōu)選的情況下將控制第一和第二可變電壓源，以便在減小第二電壓的同時(shí)增加第一電壓，反之亦然。在這種情況下，當(dāng)?shù)诙妷簻p小一定電壓量時(shí)，第一電壓優(yōu)選地增加一定電壓量。
在優(yōu)選的實(shí)施例中，輸出緩存的組成包括第一驅(qū)動(dòng)器，包括與第一信號(hào)線并聯(lián)的多個(gè)第一晶體管；第二驅(qū)動(dòng)器，包括與第二信號(hào)線并聯(lián)的多個(gè)第二晶體管；第一選擇器，用于激活所選的一個(gè)或者多個(gè)第一晶體管，以在第一信號(hào)線上形成電流；以及第二選擇器，用于激活所選的一個(gè)或者多個(gè)第二晶體管，以在第二信號(hào)線上形成電流。在這種情況下，幅度控制器響應(yīng)反饋信號(hào)，控制第一和第二選擇器。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，接收器的組成包括輸入緩存，用于將所接收的來自發(fā)送器的差分信號(hào)轉(zhuǎn)換成單端信號(hào)；以及幅度檢測(cè)器，用于響應(yīng)單端信號(hào)，形成表示差分信號(hào)幅度的反饋信號(hào)，并且為所述發(fā)送器提供所述反饋信號(hào)。幅度檢測(cè)器優(yōu)選地響應(yīng)單端信號(hào)的幅度，形成反饋信號(hào)。
根據(jù)本發(fā)明的又一方面，用于傳輸數(shù)據(jù)的方法包括響應(yīng)數(shù)據(jù)信號(hào)，在發(fā)送側(cè)形成差分信號(hào)，在接收側(cè)將差分信號(hào)轉(zhuǎn)換成單端信號(hào)，
響應(yīng)單端信號(hào)，將來自接收側(cè)的反饋信號(hào)傳輸?shù)桨l(fā)送側(cè)，以及響應(yīng)反饋信號(hào)，控制差分信號(hào)的幅度。


圖1為框圖，示出了現(xiàn)有的基于LVDS的圖像數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備的結(jié)構(gòu)；圖2為電路圖，示出了現(xiàn)有圖像數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備中的耦合器結(jié)構(gòu)；圖3為電路圖，示出了本發(fā)明第一實(shí)施例中的數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備的結(jié)構(gòu)；圖4為電路圖，示出了第一實(shí)施例中的數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備中的幅度檢測(cè)器的結(jié)構(gòu)；圖5為一圖形，示出了第一實(shí)施例中的幅度檢測(cè)器的輸入輸出特性；圖6為一圖形，示出了在第一實(shí)施例的數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備的接收器中形成的單端接收數(shù)據(jù)信號(hào)的波形；圖7為電路圖，示出了在本發(fā)明第二實(shí)施例中的數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備的結(jié)構(gòu)；以及圖8為表格，示出了第二實(shí)施例的數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備中的電壓控制信號(hào)的狀態(tài)與驅(qū)動(dòng)能力之間的關(guān)系。
具體實(shí)施例方式
下面將結(jié)合附圖來詳細(xì)講述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。
第一實(shí)施例在如圖3所示的第一實(shí)施例中，數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備由發(fā)送器10和接收器20組成。發(fā)送器10和接收器20通過包括一對(duì)雙絞信號(hào)線的傳輸線30連接起來。另外，將反饋信號(hào)線40另外置于發(fā)送器10和接收器20之間。
發(fā)送器10包括輸出緩存11和幅度控制器12。輸出緩存11響應(yīng)輸入的傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)11a，生成差分信號(hào)。幅度控制器12響應(yīng)通過反饋信號(hào)線40接收來自接收器20的反饋信號(hào)，控制著由輸出緩存11所生成的差分信號(hào)的幅度。
接收器20包括輸入緩存21和幅度檢測(cè)器22。輸入緩存21通過傳輸線30接收來自發(fā)送器10的差分信號(hào)，并且將接收到的差分信號(hào)轉(zhuǎn)換成單端接收數(shù)據(jù)信號(hào)21a。幅度檢測(cè)器22檢測(cè)單端接收數(shù)據(jù)信號(hào)21a的幅度，并且生成反饋信號(hào)，以表示檢測(cè)幅度。反饋信號(hào)用于對(duì)由發(fā)送器10中的輸出緩存11所生成的差分信號(hào)進(jìn)行反饋控制。
發(fā)送器10中的輸出緩存11由可變電壓源111和112，反相器INV1，PMOS晶體管TR1和TR3，以及NMOS晶體管TR2和TR4組成。
可變電壓源111和112的輸出電壓分別為V1和V2，并且輸出電壓V1高于輸出電壓V2。電壓源111和112響應(yīng)所接收的來自幅度控制器12的電壓控制信號(hào)，以控制輸出電壓V1和V2。設(shè)計(jì)的電壓源111和112控制輸出電壓V1和V2，以便當(dāng)輸出電壓V1和V2中的一個(gè)增加時(shí)，另一個(gè)減少?？梢苑謩e使用反相和非反相放大器作為可變電壓源111和112。
PMOS晶體管TR1和NMOS晶體管TR2起到作為第一CMOS反相器113的作用，而PMOS晶體管TR3和NMOS晶體管TR4起到作為第二CMOS反相器114的作用。第一和第二反相器113和114響應(yīng)傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)11a，用于將輸出電壓V1和V2中的所選一個(gè)電壓輸出，這兩個(gè)電壓是由可變電壓源111和112所生成的。
反相器INV1將輸入到輸入緩存11的傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)11a反相，以為第一CMOS反相器提供反相數(shù)據(jù)信號(hào)。第二CMOS反相器直接接收傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)11a，因此第一和第二CMOS反相器輸出一對(duì)互補(bǔ)信號(hào)。這能夠使輸出緩存11在傳輸線30上生成對(duì)應(yīng)于傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)11a的差分信號(hào)。
傳輸線30將來自輸出緩存11的差分信號(hào)輸出到接收器20中的輸入緩存21。輸入到輸入緩存21的差分信號(hào)幅度Vi是由下述方程來表示的Vi＝Vo×Rt/(2Rs+Rt)其中Rs是傳輸線30的每一個(gè)信號(hào)線的電阻，Rt是位于雙絞信號(hào)線之間的互連電阻，并且Vo是輸出緩存11所輸出的差分信號(hào)的幅度。
輸入緩存21由恒流源211，PMOS晶體管TR5、TR6、TR9和TR10，以及NMOS晶體管TR7、TR8、TR11和TR12組成。設(shè)計(jì)的PMOS晶體管TR5和TR6具有相同特征，起到差分放大器的作用。晶體管TR5的柵極起到輸入緩存21的非反相輸入的作用，而晶體管TR5的柵極起到輸入緩存21的非反相輸入的作用。NMOS晶體管TR7和TR11相連，起到電流鏡的作用，并且NMOS晶體管TR8和TR12相連，起到另一個(gè)電流鏡的作用。為了使這些電流鏡具有相同的鏡比率，則設(shè)計(jì)的NMOS晶體管TR7和TR8具有相同特征，而設(shè)計(jì)的NMOS晶體管TR11和TR12具有相同特征。另外，PMOS晶體管TR9和TR10還組成另一個(gè)電流鏡。設(shè)計(jì)的PMOS晶體管TR9和TR10具有相同特征，以便由PMOS晶體管TR9和TR10組成的電流鏡的鏡比率為1。
如圖4所示，幅度檢測(cè)器22由輸入引腳VIN，電容器Ci和Co，二極管D1和D2，寄存器Ro，以及輸出引腳VOUT組成。電容器Ci具有第一和第二引腳，第一引腳與輸入引腳VIN相連。二極管D1的正極與電容器Ci的第二引腳相連，并且負(fù)極與輸出引腳VOUT相連。二極管D2的正極接地，并且負(fù)極與電容器Ci的第二引腳相連。電容器Co和電阻器Ro在輸出引腳VOUT和地面之間并聯(lián)。電容器Ci和Co的電容，以及電阻器Ro的電阻是根據(jù)由輸出緩存21生成的接收數(shù)據(jù)信號(hào)21a的頻率而定的。
幅度控制器12響應(yīng)所接收的來自幅度檢測(cè)器22的反饋信號(hào)，為可變電壓源111和112提供電壓控制信號(hào)。在該實(shí)施例中，為可變電壓源111和112兩個(gè)提供了由幅度控制器12所生成的單電壓控制信號(hào)。這種結(jié)構(gòu)優(yōu)選用于分別使用反相和非反相放大器來作為可變電壓源111和112的情況。在這種情況下，可以使用放大器來作為幅度控制器12。相反，設(shè)計(jì)的幅度控制器12可以為每一個(gè)可變電壓源111和112提供專用的電壓控制信號(hào)。
下面來詳細(xì)講述圖3所示的數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備的操作。
傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)11a被輸入到輸出緩存11，并且通過反相器INV1被傳遞到第一CMOS反相器113的輸入端(也就是晶體管TR1和TR2的柵極)，并且還被直接傳遞到第二CMOS反相器114的輸入端(也就是晶體管TR3和TR4的柵極)。
通過輸出緩存11中的第一和第二CMOS反相器113和114，在傳輸線30上生成對(duì)應(yīng)于傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)11a的差分信號(hào)。在第一CMOS反相器113中，當(dāng)傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)11a為高電平“H”時(shí)，PMOS晶體管TR1接通，并且NMOS晶體管TR2斷開；結(jié)果，第一CMOS反相器113將所接收的來自可變電壓源111的輸出電壓V1輸出。另一方面，在第二CMOS反相器114中，響應(yīng)傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)11a，PMOS晶體管TR3斷開，并且NMOS晶體管TR4接通；結(jié)果，第二CMOS反相器114將所接收的來自可變電壓源112的輸出電壓V2輸出。這就形成了從第一CMOS反相器113經(jīng)過傳輸線30到第二CMOS反相器114的電流流動(dòng)，從而在傳輸線30上形成了期望的差分信號(hào)。
相反，當(dāng)傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)11a為低電平“L”時(shí)，PMOS晶體管TR1和NMOS晶體管TR4斷開，并且NMOS晶體管TR2和PMOS晶體管TR3接通；結(jié)果，第一CMOS反相器113將輸出電壓V2輸出，而第二CMOS反相器114將輸出電壓V1輸出。這就形成了從第二CMOS反相器114經(jīng)過傳輸線30到第一CMOS反相器113的反向電流流動(dòng)，從而在傳輸線30上形成了補(bǔ)償差分信號(hào)。
在傳輸線30上形成的差分信號(hào)被接收器20所接收。電壓是通過在位于接收器20的輸入緩存21中的PMOS晶體管TR5和TR6的柵極之間的雙絞信號(hào)線之間的互連而在差分信號(hào)上形成的。在PMOS晶體管TR5和TR6的柵極之間形成的電壓正比于差分信號(hào)的幅度。
形成的電壓使PMOS晶體管TR5和TR6將所接收的來自電流源211的電流根據(jù)在PMOS晶體管TR5和TR6的柵極之間形成的電壓來進(jìn)行劃分。結(jié)果，通過晶體管TR5和TR6的電流正比于差分信號(hào)的幅度。通過晶體管TR5的電流被晶體管TR7和TR11，以及TR9和TR10所鏡像，而通過晶體管TR6的電流被晶體管TR8和TR12所鏡像。結(jié)果，在輸入緩存21的輸出引腳上形成了單端接收數(shù)據(jù)信號(hào)21a，其幅度取決于差分信號(hào)。
這樣，輸入緩存21將差分信號(hào)放大并轉(zhuǎn)換成單端接收數(shù)據(jù)信號(hào)21a。
單端接收數(shù)據(jù)信號(hào)21a是為幅度檢測(cè)器22以及數(shù)據(jù)處理器(圖中未示出)而提供的。
幅度檢測(cè)器22形成反饋信號(hào)，其電壓電平取決于接收數(shù)據(jù)信號(hào)21a的幅度。
圖5為一圖形，示出了幅度檢測(cè)器22的輸入輸出特性。橫坐標(biāo)軸表示所接收的來自輸入緩存21的接收數(shù)據(jù)信號(hào)21a的幅度，而縱坐標(biāo)軸表示由幅度檢測(cè)器22的輸出形成的輸出電壓VOUT，也就是反饋信號(hào)的電壓電平。應(yīng)該注意，接收數(shù)據(jù)信號(hào)21a的幅度被定義為接收數(shù)據(jù)信號(hào)21a的高低電平之差，如圖6所示。
如圖5所述，反饋信號(hào)的電壓電平(也就是幅度檢測(cè)器22的輸出)隨著接收數(shù)據(jù)信號(hào)21a的幅度，也就是差分信號(hào)的幅度的增加而線性增加，除了幅度檢測(cè)器22具有取決于二極管D1和D2的特征的死區(qū)以外。死區(qū)的寬度約為二極管D1和D2的前向閾值電壓之和；在使用前向閾值電壓VF約為0.6V的硅二極管作為二極管D1和D2的情況下，幅度檢測(cè)器22的死區(qū)寬度為1.2V。需使用輸入緩存21來放大差分信號(hào)，以使接收數(shù)據(jù)信號(hào)21a的幅度增加到幅度檢測(cè)器22的死區(qū)以上。
形成的用于表示差分信號(hào)的幅度的反饋信號(hào)，通過反饋線40被傳輸?shù)桨l(fā)送器10中的幅度控制器12。
幅度控制器12放大所接收的反饋信號(hào)，以生成電壓控制信號(hào)，并且為可變電壓源111和112提供電壓控制信號(hào)。
可變電壓源111和112響應(yīng)電壓控制信號(hào)，控制輸出電壓V1和V2。具體地說，隨著電壓控制信號(hào)的電壓電平的增加，可變電壓源111增加輸出電壓V1，并且可變電壓源112減少輸出電壓V2，反之亦然。
在優(yōu)選實(shí)施例中，形成了輸出電壓V1和V2，以便作為差分信號(hào)的共模電壓的輸出電壓V1和V2的平均值經(jīng)過調(diào)節(jié)后成為恒定值。當(dāng)輸出電壓V1和V2之差，也就是差分信號(hào)的幅度，增加例如A(V)時(shí)，則輸出電壓V1增加A/2(V)，并且輸出電壓V2減少A/2(V)。相反，可以將可變電壓源111和112設(shè)計(jì)成輸出電壓V1和V2中的一個(gè)是固定不變的，而另一個(gè)是可變的。
如上所述，所輸出的來自輸出緩存11的差分信號(hào)的幅度是基于輸出電壓V1和V2之差。因此，輸出電壓V1和V2的反饋控制有效地取得了對(duì)差分信號(hào)的幅度的合理控制。
響應(yīng)單端接收數(shù)據(jù)信號(hào)21以控制差分信號(hào)幅度的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)通過消除對(duì)幅度檢測(cè)器和傳輸線30進(jìn)行連接的需要，從而有效地避免了傳輸線30的阻抗不匹配，上述連接可能會(huì)造成阻抗不匹配和信號(hào)損失。
另外，該實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不受差分信號(hào)的共模噪聲的影響。
進(jìn)而，該實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)消除了對(duì)使用高速放大器的需要，通過簡(jiǎn)化電路配置從而改善了對(duì)LVDS信號(hào)幅度的反饋控制。
第二實(shí)施例圖7為一電路圖，示出了在第二實(shí)施例中的數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備的結(jié)構(gòu)。第二實(shí)施例中的數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備包括發(fā)送器10’，發(fā)送器10’包括開漏型輸出緩存51，用以替代圖3所示的輸出緩存11。另外，發(fā)送器10’還包括幅度控制器12’，它為輸出緩存51提供若干幅度控制信號(hào)C0至C2。輸出緩存51包括第一和第二驅(qū)動(dòng)器511和512，以及第一和第二選擇器513和514，它們分別與第一和第二驅(qū)動(dòng)器511和512相連。
每一個(gè)驅(qū)動(dòng)器511和512都由多個(gè)具有不同驅(qū)動(dòng)能力的n個(gè)晶體管組成，其中n為等于或大于2的整數(shù)。應(yīng)該注意，針對(duì)特定晶體管的術(shù)語(yǔ)“驅(qū)動(dòng)能力”表示當(dāng)晶體管接通時(shí)，流經(jīng)晶體管的最大電流。各個(gè)晶體管的驅(qū)動(dòng)能力被調(diào)整到預(yù)定驅(qū)動(dòng)能力的2i倍那么大，其中i等于或大于1，并且小于n。
在該實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)器511包括三個(gè)NMOS晶體管MN1至MN3，而驅(qū)動(dòng)器512包括三個(gè)NMOS晶體管MN4至MN6。NMOS晶體管MN2的驅(qū)動(dòng)能力是NMOS晶體管MN1的驅(qū)動(dòng)能力的兩倍大，并且NMOS晶體管MN3的驅(qū)動(dòng)能力是NMOS晶體管MN1的驅(qū)動(dòng)能力的四倍大。相應(yīng)地，NMOS晶體管MN5的驅(qū)動(dòng)能力是NMOS晶體管MN4的驅(qū)動(dòng)能力的兩倍大，并且NMOS晶體管MN6的驅(qū)動(dòng)能力是NMOS晶體管MN4的驅(qū)動(dòng)能力的四倍大。
NMOS晶體管MN1至MN3的漏極連接到第一信號(hào)線31，而NMOS晶體管MN4至MN6的漏極連接到第二信號(hào)線32。NMOS晶體管MN1至MN6的源極接地。信號(hào)線31和32通過引腳電阻器RT連接到電壓源VTT。
選擇器513從NMOS晶體管MN1至MN3中選擇并激活一到多個(gè)NMOS晶體管。選擇器513由分別連接到NMOS晶體管MN1至MN3的柵極的“與”門AND1至AND3組成?！芭c”門AND1至AND3接收第一輸入端上的傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)51a，并且還分別接收第二輸入端上的幅度控制信號(hào)C0至C2。激活的晶體管的組合可使驅(qū)動(dòng)器511選擇七個(gè)驅(qū)動(dòng)能力。
相應(yīng)地，選擇器514從NMOS晶體管MN4至MN6中選擇并激活一到多個(gè)晶體管。選擇器514由分別連接到NMOS晶體管MN4至MN6的柵極的“與”門AND4至AND6組成?！芭c”門AND4至AND6通過第一輸入端上的反相器INV1接收傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)51a，并且還分別接收第二輸入端上的幅度控制信號(hào)C0至C2。激活的晶體管的組合可使驅(qū)動(dòng)器512選擇七個(gè)驅(qū)動(dòng)能力。
幅度控制器12’響應(yīng)所接收的來自幅度檢測(cè)器22的反饋信號(hào)，生成幅度控制信號(hào)C0至C2。幅度控制信號(hào)C0至C2用于表示傳輸?shù)浇邮掌?0的差分信號(hào)的幅度。示例的幅度控制器12’的組成包括存儲(chǔ)器，包含用于定義反饋信號(hào)的電壓電平與幅度控制信號(hào)C0至C2的狀態(tài)之間關(guān)系的表；模-數(shù)轉(zhuǎn)換器，用于對(duì)反饋信號(hào)執(zhí)行模-數(shù)轉(zhuǎn)換；以及處理器，用于使用反饋信號(hào)的電壓電平作為查詢條件，通過包含在存儲(chǔ)器中的查找表來選擇幅度控制信號(hào)C0至C2的狀態(tài)。模-數(shù)轉(zhuǎn)換器可以置于接收器20中，并且幅度控制器12’由上述存儲(chǔ)器和處理器組成。
圖8示出了幅度控制信號(hào)C0至C2的狀態(tài)與驅(qū)動(dòng)器511和512的驅(qū)動(dòng)能力之間的關(guān)系。驅(qū)動(dòng)器511和512的驅(qū)動(dòng)能力均是通過響應(yīng)幅度控制信號(hào)C0至C2，從允許的七個(gè)驅(qū)動(dòng)能力中選擇出來的。
該結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了對(duì)由輸出緩存51生成的差分信號(hào)的多步控制，多步控制的步驟數(shù)目為2n-1(在該實(shí)施例中，步驟數(shù)目為七個(gè))。
在第二實(shí)施例中的接收器20的結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施例中的一樣；接收器20包括輸入緩存21，以及幅度檢測(cè)器22，它們與第一實(shí)施例中的一樣。輸入緩存21的非反相輸入端連接到信號(hào)線31，而輸入緩存21的反相輸入端連接到信號(hào)線32。輸入緩存21將所接收的來自發(fā)送器10’的差分信號(hào)轉(zhuǎn)換成單端接收數(shù)據(jù)信號(hào)21a，其幅度取決于差分信號(hào)的幅度。接收數(shù)據(jù)信號(hào)21a被提供給幅度檢測(cè)信號(hào)22。
下面來詳細(xì)講述該實(shí)施例中的數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備的操作。
傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)51a被直接提供給選擇器513中的“與”門AND1至AND3的第一輸入端，并且通過反相器INV1被提供給選擇器514中的“與”門AND4至AND6的第一輸入端。結(jié)果，當(dāng)“與”門AND1至AND3的任何輸出之一上升到高電平時(shí)，“與”門AND4至AND6的輸出下落到低電平。與之相對(duì)照，當(dāng)“與”門AND4至AND6的任何輸出之一上升到高電平時(shí)，“與”門AND1至AND3的輸出下落到低電平。因此，激活其中至少一個(gè)幅度控制信號(hào)C0至C2能夠響應(yīng)傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)51a，在選定的信號(hào)線31和32之一上形成電流。所形成的電流通過跨在有關(guān)引腳電阻器RT兩端的電壓降，在信號(hào)線31和32之間產(chǎn)生電壓，從而在信號(hào)線31和32上形成了響應(yīng)于傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)51a的差分信號(hào)。
在信號(hào)線31和32之間形成的電壓通過輸入緩存21被放大和轉(zhuǎn)換成單端接收數(shù)據(jù)信號(hào)21a。
幅度檢測(cè)器22檢測(cè)接收數(shù)據(jù)信號(hào)21a的幅度，并且形成反饋信號(hào)，以表示所檢測(cè)的幅度。由于接收數(shù)據(jù)信號(hào)21a的幅度對(duì)應(yīng)于差分信號(hào)的幅度，因此反饋信號(hào)的電壓電平對(duì)應(yīng)于差分信號(hào)的幅度。反饋信號(hào)通過反饋信號(hào)線40被傳輸?shù)椒瓤刂破?2’。
幅度控制器12’響應(yīng)所接收的來自幅度檢測(cè)器22的反饋信號(hào)，從NMOS晶體管MN1至MN6中選擇所激活的晶體管的組合，并且生成與激活的晶體管的所選組合有關(guān)的幅度控制信號(hào)C0至C2。所選的組合決定了流經(jīng)信號(hào)線31和32的電流，也就是用于實(shí)現(xiàn)對(duì)差分信號(hào)的幅度進(jìn)行反饋控制的差分信號(hào)幅度。
如同第一實(shí)施例的情況，在該實(shí)施例中的數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備避免了信號(hào)線31和32的阻抗不匹配，并且還消除了對(duì)使用高速放大器的需要。通過簡(jiǎn)化電路配置，從而改善了對(duì)差分信號(hào)幅度的反饋控制。
盡管對(duì)本發(fā)明的講述使用了它的帶有一定程度特殊性的優(yōu)選形式，但是優(yōu)選形式的公開內(nèi)容已經(jīng)改變了組建的細(xì)節(jié)內(nèi)容，并且只要不偏離本發(fā)明權(quán)利要求的范圍，可以對(duì)其各部分進(jìn)行組合和排列。
特別地，應(yīng)該注意，本發(fā)明可應(yīng)用于通過總線對(duì)差分信號(hào)進(jìn)行并行傳輸。在這種情況下，所選的差分信號(hào)之一的幅度得到檢測(cè)，并且用于對(duì)所有差分信號(hào)的幅度進(jìn)行反饋控制。在這種情況下，所選的差分信號(hào)優(yōu)選情況下為差分時(shí)鐘信號(hào)，它具有優(yōu)越的穩(wěn)定性能。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備，包括發(fā)送器(10，10’)，包括輸出緩存(11，51)，用于響應(yīng)數(shù)據(jù)信號(hào)(11a，51a)，形成差分信號(hào)，以及幅度控制器(12，12’)；以及接收器(20)，包括輸入緩存(21)，用于通過傳輸線(30，31，32)來接收所述差分信號(hào)，并將所述差分信號(hào)轉(zhuǎn)換成單端信號(hào)(21a)，以及幅度檢測(cè)器(22)，用于響應(yīng)所述單端信號(hào)(21a)，形成反饋信號(hào)，其中，所述幅度控制器(12)響應(yīng)所述反饋信號(hào)，控制所述差分信號(hào)的幅度。
2.如權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備，其中所述幅度檢測(cè)器(22)形成所述反饋信號(hào)，以便所述反饋信號(hào)的信號(hào)電平表示所述差分信號(hào)的幅度。
3.如權(quán)利要求2所述的數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備，其中所述幅度檢測(cè)器(22)響應(yīng)所述單端信號(hào)(21a)的幅度，形成所述反饋信號(hào)。
4.如權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備，其中所述傳輸線(30)包括連接在所述輸入和輸出緩存(11，21)之間的第一和第二信號(hào)線，并且其中所述輸出緩存(11)包括第一和第二可變電壓源(111，112)，分別用于形成第一和第二電壓(V1，V2)，切換電路(INV1，TR1-TR4)，響應(yīng)所述數(shù)據(jù)信號(hào)(11a)，將所述第一和第二電壓(V1，V2)中的一個(gè)電壓輸出到所述第一信號(hào)線，并且將另一個(gè)電壓輸出到所述第二信號(hào)線，其中所述幅度控制器(12)響應(yīng)所述反饋信號(hào)，控制所述第一可變電壓源(112)，以改變所述第一電壓。
5.如權(quán)利要求4所述的數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備，其中所述幅度控制器(12)響應(yīng)所述反饋信號(hào)，進(jìn)一步控制所述第二可變電壓源(112)，以改變所述第二電壓(V2)。
6.如權(quán)利要求5所述的數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備，其中所述第一電壓(V1)高于所述第二電壓(V2)，并且其中所述幅度控制器(12)控制所述第一和第二可變電壓源(111，112)，以便在減小所述第二電壓(V2)的同時(shí)，增加所述第一電壓(V1)，反之亦然。
7.如權(quán)利要求6所述的數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備，其中當(dāng)?shù)诙妷?V2)減小一定電壓量時(shí)，所述第一電壓(V1)增加所述一定電壓量。
8.如權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備，其中所述傳輸線(31，32)包括連接在所述輸入和輸出緩存(51，21)之間的第一和第二信號(hào)線(31，32)，其中所述輸出緩存(51)包括第一驅(qū)動(dòng)器(511)，包括與所述第一信號(hào)線(31)并聯(lián)的多個(gè)第一晶體管(MN1-MN3)，第二驅(qū)動(dòng)器(512)，包括與所述第二信號(hào)線(32)并聯(lián)的多個(gè)第二晶體管(MN4-MN6)，第一選擇器(513)，用于激活所選的一個(gè)或者多個(gè)所述第一晶體管(MN1-MN3)，以在所述第一信號(hào)線(31)上形成電流，以及第二選擇器(514)，用于激活所選的一個(gè)或者多個(gè)所述第二晶體管(MN4-MN6)，以在所述第二信號(hào)線(32)上形成電流，并且其中所述幅度控制器(12)響應(yīng)所述反饋信號(hào)，控制所述第一和第二選擇器(513，514)。
9.一種接收器(20)，包括輸入緩存(21)，用于將所接收的來自發(fā)送器(10)的差分信號(hào)轉(zhuǎn)換成單端信號(hào)(21a)；以及幅度檢測(cè)器(22)，用于響應(yīng)所述單端信號(hào)(21a)，形成表示所述差分信號(hào)幅度的反饋信號(hào)，并且為所述發(fā)送器(10)提供所述反饋信號(hào)。
10.如權(quán)利要求9所述的接收器(20)，其中所述幅度檢測(cè)器(22)響應(yīng)所述單端信號(hào)(21a)的幅度，形成所述反饋信號(hào)。
11.一種用于傳輸數(shù)據(jù)的方法，包括響應(yīng)發(fā)送側(cè)(10，10’)的數(shù)據(jù)信號(hào)(11a)，形成差分信號(hào)；在接收側(cè)(20)將所述差分信號(hào)轉(zhuǎn)換成單端信號(hào)(21a)；響應(yīng)所述單端信號(hào)(21a)，將反饋信號(hào)從所述接收側(cè)(20)傳輸?shù)剿霭l(fā)送側(cè)(10，10’)；以及響應(yīng)所述反饋信號(hào)，控制所述差分信號(hào)的幅度。
全文摘要
一種數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備，由發(fā)送器(10)和接收器(20)組成。發(fā)送器(10)包括輸出緩存，用于響應(yīng)數(shù)據(jù)信號(hào)(11a)，形成差分信號(hào)；以及幅度控制器(12)。接收器(20)包括輸入緩存(21)，用于將差分信號(hào)轉(zhuǎn)換成單端信號(hào)(21a)，以及幅度檢測(cè)器(22)，用于響應(yīng)單端信號(hào)(21a)，形成反饋信號(hào)。幅度控制器(12)響應(yīng)反饋信號(hào)，控制差分信號(hào)的幅度。
文檔編號(hào)H04B3/04GK1574672SQ20041005939
公開日2005年2月2日 申請(qǐng)日期2004年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月20日
發(fā)明者堀良彥, 中島啟一 申請(qǐng)人:恩益禧電子股份有限公司