[發明專利]開關電流線路驅動器中的功率減小

無效

• 申請號: 201110361218.6
• 申請日: 2011-11-15
• 公開（公告）號: CN102469052A
• 公開（公告）日: 2012-05-23
• 發明（設計）人: 赫里特·登貝斯特
• 申請（專利權）人: NXP股份有限公司
• 主分類號: H04L25/02
• 分類號: H04L25/02
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 王瑋

技術領域

本發明涉及例如用于驅動串行信號下行傳輸線的線路驅動器，以使能電子設備不同部分之間的通信。

背景技術

用于高速串行接口的線路驅動器需要驅動特征線路阻抗，從而傾向于在系統中消耗大量的功率。

盡管有時在研究電壓開關，但是通常使用差分對平衡電流驅動級，以滿足速度、阻抗連續性和/或AC共模信號的需求。具體地，結合驅動器信號預加重的需求來看，差分對電流驅動技術比電壓開關技術相比更實用，因為對于電流驅動方案來講，可以非常容易地將電流相加和相減以實現預加重。預加重是有限脈沖響應濾波技術，以提供發送端均衡。發送端均衡被用于補償頻率依賴的傳輸損耗，導致接收端的碼間干擾的顯著減少。濾波器可以具有若干抽頭。預加重的一種簡單情形是2抽頭濾波器以增強信號轉換，這將導致與信號的低頻分量相比增加的高頻信號分量。

典型地，當限制驅動器的最大輸出擺動時，可以衰減低頻成分來替代增強高頻成分。因此，有時將這種情況表示為去加重，但是本質上具有相同的功能。

圖1中示出了不同的驅動器概念。典型地，在驅動器和負載之間典型地存在具有特定特征阻抗的傳輸線路。

電路10示出了開關電壓驅動器，其中，開關裝置使電壓源與負載電阻器耦合，其中，極性取決于開關配置。通過串行數據流控制開關，使得二進制比特流控制施加到負載2Ro上的電壓極性。電壓驅動器包括共模電壓源Vcom和兩個差分電壓源Vdif/2，使得負載上的輸出電壓(忽略開關損耗)是Vdif，其以Vcom為中心。電路10是DC耦合的實現方法，而電路10’是在負載的每端具有大外部電容器Cac的AC耦合的實現方法。

電路12示出了互補式開關電流驅動器。該裝置中的開關裝置控制(再次由輸入串行數據流來控制)驅動來自一對電流源的電流通過負載的方向。電壓源將負載偏置到共模電壓，并且在共模電壓的每端存在兩個平衡電流源。共模電壓連接至與輸出負載并聯的電路支路的中點，以提供期望的驅動器輸出阻抗，并且限定了輸出信號的共模電平。對于雙終端傳輸線路，試圖將發射機輸出阻抗與接收機負載阻抗相匹配。共模電壓被鏡像到輸出負載的中點(使相等的電流通過兩條支路)。因此，可以在不用影響共模電壓的情況下適配被驅動流過負載的電流，原因在于在共模電壓每端平衡了電流源。

這種互補式驅動器的源電流與匯電流是相等的，并且被驅動流向差分輸出的相反引腳，因此只有差分電流流過終端。

圖12是DC耦合的實現方法，以及圖12’是在負載的每端具有電容器Cac的AC耦合的實現方法。

電路14示出了匯開關電流驅動器。開關裝置控制(再次由輸入串行數據流控制)電流流過輸出負載的方向，并且確定通過終端電壓源Vterm與電流源之間的終端的電流。電流源從電壓源匯入電流通過終端。電路14是DC耦合的實現方法，并且電路14’是在負載的每端具有電容器Cac的AC耦合的實現方法。

電路16示出了源開關電流驅動器。開關裝置控制(再次由輸入串行數據流控制)電流流過輸出負載的方向，并且確定通過電流源與終端電壓源Vterm之間的終端的電流。電流源向電壓源發出通過終端的電流。電路16是DC耦合的實現方法，并且電路16’在負載的每端具有電容器Cac的AC耦合的實現方法。

本發明涉及電流驅動技術。

電流驅動技術的缺陷在于增加功耗。

此外，隨著電源電壓的降低，互補式電流驅動變得不可能了，使得必須使用圖1中的匯電流裝置或源電流裝置。這意味著從一端驅動電流(電流不是雙向的)，而終端電壓接近于或等于相反供應軌道的電壓。這雖然提供了最大的電壓變化范圍，但是也增加了功耗。此外，這會因為共模電流將流過終端而使得共模電平取決于驅動電流，從而引起相對于終端電壓Vterm的電平移動，其中終端電壓取決于驅動強度。

對于若干串行接口標準來說，線路驅動器必須支持多個驅動電平和/或多個預加重電平，其中在訓練階段期間確定最佳設置。該訓練階段被用于確定傳輸線路的性能，因為這進而指示預加重所需的電平，以補償高頻傳輸損耗。

當傳輸線路與大外部電容器AC耦合時，不期望的是在改變驅動電平和/或預加重電平時，共模電平跳變。例如DisplayPort之類的一些標準就非常清楚地排除了這種情況。這意味著在沒有進一步測量的情況下，線路驅動器的功耗總是與所支持的最大驅動電平的功耗一樣高，而這是不希望的。

發明內容

根據本發明，提供了一種通過去除對所需差分輸出信號沒有貢獻的輸出電流來減小差分開關電流線路驅動器功耗的方法。