[發明專利]驅動器電路

有效

• 申請號: 201310435025.X
• 申請日: 2013-09-22
• 公開（公告）號: CN103686037B
• 公開（公告）日: 2017-01-04
• 發明（設計）人: 阿里·胡格桂恩
• 申請（專利權）人: NXP股份有限公司
• 主分類號: H04N5/765
• 分類號: H04N5/765
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司11021
• 代理人: 呂雁葭

技術領域

本發明涉及用于高清晰度多媒體接口(HDMI)的線驅動器電路。

背景技術

高清晰度多媒體接口(HDMI)是一種音頻/視頻數據接口，其適用于傳輸未壓縮的數字數據，并通常連接音頻/視頻設備，如攝像機，藍光和DVD播放器到其它設備，如電視，電腦顯示器。

HDMI接口具有幾個不同組的傳輸線，這些不同組的傳輸線在不同的頻率下工作。第一組傳輸線是+5V和HPD線，用于EDID電源和反饋，啟動RX檢測，第一組傳輸線是連續的電壓線。DDC線，支持I2C接口。CEC線，是一種用戶接口超低速線。HEAC覆蓋，用于在HPD和未使用的公用線路上傳輸AC信號，HPD和未使用的公用線路可以被用于，例如，提供以太網和SPDIF接口。

另一組傳輸線是非常高速的串行線，這些非常高速的串行線路使用一種最小化傳輸差分信號(TMDS)技術，最小化傳輸差分信號(TMDS)技術最初開發用于數字視頻接口(DVI)，數字視頻接口(DVI)可以用于在高達每秒幾千兆位的頻率下傳輸信號。TMDS線是電流驅動線，終止于HDMI接收機。在圖1中示出了HDMI連接的拓撲。HDMI線驅動器100具有差分輸出驅動器10，差分輸出驅動器10由晶體管T1和T2實現。T1的第一端被連接到一對輸出端的第一端12。T1的控制端被連接到一對差分輸入的第一輸入14。T1的第二端被連接到T2的第二端。T2的第一端被連接到一對輸出端的第二端16。T2的控制端被連接到一對差分輸入的第二輸入18。T1和T2的布置，也被稱為差分對或長尾對。發射機驅動器是用于MOSFET技術的漏極開路或用于雙極技術的集電極開路。這意味著，輸出電流，通常為10mA，是從所連接的HDMI接收機20中引出，HDMI接收機20具有一對電阻，這對電阻布置在HDMI接收機的輸入和接收機電源電壓源22之間，接收機電源電壓源22通常是3.3V。

差分輸出驅動器或輸出級可以由預驅動器驅動。圖2示出了一種HDMI線驅動器200，包括預驅動器30，預驅動器30通過晶體管T3和T4布置成長尾對來實現。第一差分輸出32被連接到差分輸出驅動器10的第一差分輸入14。第二差分輸出34被連接到第二差分輸入18。第一差分輸出32經由上拉電阻R1被連接到電源39。第二差分輸出34經由上拉電阻R2被連接到電源39。預驅動器30具有第一差分輸入36和第二差分輸入38，其中第一差分輸入36連接到T3的控制端，第二差分輸入38連接到T4的控制端。

深亞微米系統芯片為了減少功率在低電壓條件下工作，與HDMI所需的3.3V不相容。因此在系統芯片輸出后放置一種稱為HDMI電平轉換電路的單獨部分。圖3示出一個示例性實施例。具有HDMI輸出的系統芯片40被連接到HDMI發射機電平轉換電路300，發射機電平轉換電路300可以具有多個線驅動器，每個線驅動器包含預驅動器30和輸出驅動器級10。輸出驅動器級10可以被連接到HDMI接收機20。電平轉換電路的電源來自電壓源44。每個預驅動器的典型的電源要求可以是幾個毫安。

在一篇文章中描述的在2.5V40nmCMOS工藝中的高清晰度多媒體接口發射機Phy(http://www.design-reuse.com/articles/22347/transmitter-phy-hdmi.html)描述了預驅動器和驅動器的另一種實現方式。此電路使用邏輯作為預驅動器，可以減少在先進技術節點的預驅動器功率，其中邏輯是低功率。輸出驅動器切換電流鏡的輸出分支，開關可以由核心邏輯單元控制。這種實現方式不是非常適合HDMI電平轉換電路。因為HDMI電平轉換電路通常在較老的技術中實施，其中邏輯驅動軌到軌是緩慢的和/或消耗功率的。此外，在系統芯片中的HDMI邏輯輸入都是現成的，因為它們是來自TMDS編碼器，TMDS編碼器是嵌入式數字塊。然而，在電平轉換電路中，輸入信號是模擬差分信號，因此，使用邏輯作為預驅動器將需要將差分輸入翻譯到軌到軌的邏輯，然后再翻譯回差分輸出。

由于高清視頻的可行性以及3D視頻，對高比特率的需求越來越多，因此需要更高的預驅動電流以及可能需要多個預驅動器來驅動輸出級。

US2012/0169403和US2012/0033747描述了一種發射機，其中發射機電路的電源電壓來自接收機的電源。然而，這需要額外的復雜的偏置，電平轉換和電壓調節電路。

因此，需要一種改進的線驅動器電路，用于HDMI發射機和HDMI電平轉換電路。

發明內容