專利名稱：輸出緩沖開關(guān)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于輸出數(shù)字信號的輸出緩沖開關(guān)電路及一種用于使輸出緩沖開關(guān)電路運作的方法。
目前已公開了許多種用于數(shù)字邏輯電路的和用于開關(guān)電路之間的數(shù)字信號交換的方案。以往的方案是DTL(二極管晶體管邏輯)、TTL(晶體管晶體管邏輯)和ECL(發(fā)射極耦合邏輯)，這些方案用于數(shù)字邏輯電路并且也用于電路之間的或印刷電路板之間的信號交換。
為以高的數(shù)據(jù)傳送率傳送數(shù)字數(shù)據(jù)而設(shè)計的方案，在用一對信號傳輸線的情況下，優(yōu)選地采用數(shù)字數(shù)據(jù)差分傳輸和數(shù)字數(shù)據(jù)差分接收。DPECL(差分正發(fā)射極耦合邏輯)、LVDS(低壓差分信號傳輸)和GLVDS(接地低壓差分信號傳輸)是采用差分信號傳輸?shù)男盘杺鬏敺桨傅睦?。差分信號傳輸可使一對信號傳輸線上的差分電壓保持低，因為由于差分方案，沿一條使發(fā)送器與接收器連接的地線的干擾電壓降對數(shù)據(jù)傳輸?shù)馁|(zhì)量不起負面影響。低的、差分的信號電壓又使經(jīng)由具有低阻抗的傳輸線被傳輸?shù)墓β时３衷诤侠淼慕缦拗畠?nèi)。
隨著數(shù)字電路的復(fù)雜性的不斷增加，加上集成度的快速提高，開關(guān)電路設(shè)計的功率效率變得越來越重要。就為損耗功率密度(單位面積的損耗功率)規(guī)定的極限值而言，每個開關(guān)電路元件的最大允許損耗功率越低，則集成密度越高。反過來說，一個專用的元件的損耗功率越大，則該元件在半導體芯片上所占用的面積越大。
當設(shè)計具有低阻抗的輸出緩沖級，并且所設(shè)計的輸出緩沖級在一個其供電電壓高于輸出緩沖開關(guān)電路的輸出接頭上的差分電壓幅度的系統(tǒng)環(huán)境中工作時，損耗功率就尤其成為問題。在這種情況下，較高的、被緩沖開關(guān)電路輸出的電流在緩沖器輸出級中產(chǎn)生大的損耗功率。
所有的上述差分信號傳輸方案均是在相對于地為固定的額定電壓時工作。每條線均以被稱為低壓電平和高壓電平的兩個電壓電平工作。譬如DPECL以一個3.3伏的低壓電平和一個4.1伏的高壓電平工作。而另一方面LVDS有一個1.6伏的低壓電平和一個1.4伏的高壓電平。GLVDS以接近于地電位的信號電平工作，譬如0伏和0.2伏工作或相對于地幾乎對稱地以大約0.2伏的幅度工作。
在考慮所有的、目前可提供的、差分的信號傳輸方案的情況下，信號傳輸電壓的伸展范圍為略小于零伏至大于4伏。作為結(jié)果，遵照一個差分的信號傳輸方案的輸出緩沖開關(guān)電路與一個屬于一個另外的、不同的信號傳輸方案的輸入端相連是不可能的。按此，電路的綜合設(shè)計或者是必須遵循一個專門的信號傳輸方案，或者是必須接入用于在不同的信號傳輸電平之間進行變換的裝置。第一方案的缺點在于，在未來的開發(fā)中，缺少靈活性，而后一方案要求附加的占地和附加的功率，而對系統(tǒng)的核心功能又無益處。
本發(fā)明的目標在于解決上述問題。發(fā)明的任務(wù)在于提供一種功率效率高的輸出緩沖開關(guān)電路，及一種用于使該輸出緩沖開關(guān)電路運作的方法，該電路和該方法適于以高的數(shù)據(jù)傳輸率驅(qū)動具有低阻抗的傳輸線，并且能在一個半導體芯片上實施節(jié)省占地面積的元件設(shè)置。
本發(fā)明的另一任務(wù)在于提供一種輸出緩沖開關(guān)電路，該開關(guān)電路在不犧牲功率效率或在芯片表面上無需占用附加空間的情況下，適于與許多具有不同的電壓電平的、不同的信號傳輸方案協(xié)同運行。
解決以上任務(wù)的技術(shù)方案在于權(quán)利要求1所述的輸出緩沖開關(guān)電路和權(quán)利要求28所述的、用于使輸出緩沖開關(guān)電路運作的方法。
本發(fā)明的用于輸出數(shù)字信號的輸出緩沖開關(guān)電路包括一個用于驅(qū)動一個負載，譬如一條低阻抗的、對稱的傳輸線或兩條低阻抗的、非對稱的傳輸線的放大器段，并且還包括一個用于對放大器段供電的供電裝置段。該供電裝置段包括一對用于連接一個電壓源的輸入接頭和一對用于連接放大器段的輸出接頭、用于暫時存儲能量的電抗裝置、和開關(guān)裝置，這些開關(guān)裝置適合于規(guī)定一個充電階段和一個放電階段，在充電階段中，能量從電源被充入電抗裝置中，在放電階段中，存儲在電抗裝置中的能量的至少一部分被放入輸出接頭中。
按照本發(fā)明，用于使具有一個放大器段和一個包括輸入接頭、用于暫時存儲能量的電抗裝置及與放大器段相連的輸出接頭的供電裝置段的輸出緩沖開關(guān)電路運行的方法包括如下步驟-輸入接頭與一個電壓源連接；-電抗裝置與輸入接頭連接，以便把能量充入電抗裝置；-電抗裝置與輸出接頭連接，以便把能量的至少一部分放入放大器段中。
按照本發(fā)明，在充電階段一個電抗裝置，譬如一個電感或一個電容，從電壓源接收能量并在放電階段把該能量轉(zhuǎn)移到放大器段上。通過相宜地調(diào)整充電階段的持續(xù)時間和放電階段的持續(xù)時間，可在沒有大量功率損耗，并且因此沒有產(chǎn)生大量熱能的情況下，為放大器段提供適于功率效率高的運作的供電電壓。這所以可能的原因在于，相對于放電階段的持續(xù)時間相宜地調(diào)整充電階段的持續(xù)時間為如下情況提供了可能性，即恰好正常運行所需的、如此多的功率被傳輸給放大器段，而在供電裝置段中或在放大器段中不會消耗過量的功率。
按照本發(fā)明的一個特殊的實施例，適合于規(guī)定一個充電階段和一個放電階段的開關(guān)裝置包括一個用于實施充電階段的第一半導體開關(guān)，該半導體開關(guān)設(shè)在一對輸入接頭中的一個輸入接頭和電抗裝置的第一接頭之間。此外，開關(guān)裝置還包括一個用于實施放電階段的第二半導體開關(guān)，該半導體開關(guān)設(shè)在電抗裝置的第一接頭和一對輸出接頭中的一個輸出接頭之間。電抗裝置的第二接頭與一對輸出接頭中的另一輸出接頭相連。據(jù)此，第一開關(guān)在充電階段建立一個回路，該回路包括與供電裝置段的輸入接頭相連的電壓源和電抗裝置。該回路也可包括以放大器段為表現(xiàn)形式的負載。在放電階段，第二開關(guān)建立一個回路，該回路包括電抗裝置和負載。該實施例優(yōu)選地用于LVDS(低壓差分信號傳輸)、GLVDS(接地低壓差分信號傳輸和DPECL)(差分正發(fā)射極耦合邏輯)。
按照本發(fā)明的另一特殊的實施例，適合于分別規(guī)定充電階段和放電階段的開關(guān)裝置用于既在充電階段又在放電階段使供電裝置段的兩個輸入接頭與供電裝置段的兩個輸出接頭分離。據(jù)此，供電裝置段的輸出接頭上的電壓相對于供電裝置段的輸入接頭上的電壓“浮動”。在該實施例中，“浮動”意味著，被加到供電裝置段的兩個輸入接頭之一和兩個輸出接頭之一上的電壓不產(chǎn)生由相應(yīng)的輸入接頭向相應(yīng)的輸出接頭流動的電流。換言之，供電裝置段的運作與施加這些電壓無關(guān)。供電裝置段的該特性使如下情況成為可能，既在無需修改輸出緩沖開關(guān)電路情況下，驅(qū)動很多種屬于不同的信號傳輸方案的輸入級。放大器輸出端的相對于一個任意的基準點的，譬如相對于供電裝置段的兩個輸入接頭之一的共模電壓電平，在對供電裝置段的或放大器段的運作沒有負面影響的情況下，可完全由與放大器段的輸出端相連的輸入級確定。這使在無需耗電和占地的電平變換的情況下靈活地組合不同的信號傳輸方案成為可能。
放大器段優(yōu)選具有可提供大的共模工作范圍的差分輸入端。需要時，這些差分的輸入端可被一個前置放大級驅(qū)動，該前置放大級不是被上述的、“浮動的”供電裝置段供電的，而是被一個具有此系統(tǒng)接地為基準的供電裝置供電的。該前置放大級則可用作在以地為基準的單線信號傳輸和浮動的放大器段之間的接口，其中，浮動的放大器段輸出浮動的、差分信號，即輸出原則上相對于地具有一個任意的共模電壓電平的差分信號。
為許多個不同的放大器段和信號信道設(shè)置一個供電裝置段是有利的。此外，該供電裝置段和一個放大器段或多個放大器段可設(shè)在集成電路的同一個襯底上，即可是集成地形成一個單個的、集成的電路。
下面借助附圖詳細說明本發(fā)明。附圖所示為

圖1本發(fā)明的一個輸出緩沖開關(guān)電路的方框圖，圖2a至2c第一個實施例及其派生形式中的一個輸出緩沖開關(guān)電路的供電裝置段的基本工作原理示意圖，圖3時間(矢量)圖，圖4本發(fā)明的一個輸出緩沖開關(guān)電路的放大器段的基本結(jié)構(gòu)示意圖，圖5本發(fā)明的第二個實施例中的一個輸出緩沖開關(guān)電路的供電裝置段，圖6本發(fā)明的第三個實施例中的一個GLVDS(接地的低壓差分信號傳輸)輸出緩沖開關(guān)電路的供電裝置段，圖7用于說明供電裝置段和放大器之間的連接的方框圖。
圖8本發(fā)明的第四個實施例中的一個輸出緩沖開關(guān)電路的供電裝置段，圖9本發(fā)明的輸出緩沖開關(guān)電路的緩沖放大器段的一個實施例，圖10在第一至第三個實施例中，用于控制供電裝置段開關(guān)的開關(guān)狀態(tài)的控制裝置的一個實施例，圖11在第四個實施例中，用于控制供電裝置段開關(guān)的開關(guān)狀態(tài)的控制裝置的一個實施例，圖12一個用于分別說明圖2a至2c、4、6和8所示的開關(guān)的運作的表。
圖1示出了本發(fā)明的輸出緩沖開關(guān)電路的概括性框圖。該輸出緩沖開關(guān)電路10包括一個具有一個前置放大器段12-1和一個放大器段12-2的放大器12。前置放大器段12-1的輸入端7接收一個經(jīng)由傳輸線9輸往一個簡略地以標號RT1、RT2和UC表示的輸入緩沖器的輸入信號Usignal。圖中所示的傳輸線9代表一條對稱的傳輸線或一對非對稱的傳輸線的信號線。下面，概念“傳輸線“被用于一條對稱的傳輸線，譬如扭絞線對，或用于兩條非對稱的傳輸線，譬如兩條具有接地屏蔽的同心線。下面，這兩種抉擇一般都可用于傳輸差分信號。傳輸線9與放大器段12-2的差分輸出端5和6相連，這些輸出端5和6形成輸出緩沖開關(guān)電路10的輸出接頭。傳輸線9按規(guī)定通過輸入級被閉合，則輸出緩沖開關(guān)電路“看到”的特性阻抗是ZL。UC是一個示意地表示傳輸線9上的共模電壓電平的電壓源。該電壓源可設(shè)在輸出緩沖開關(guān)電路10側(cè)或如圖所示，設(shè)在輸入開關(guān)電路側(cè)，這要取決于，是輸出緩沖器，還是輸入緩沖器決定了共模電壓電平。該電壓源可以是零伏(短路)或可以是根本不存在的。下面借助相應(yīng)的實施例，對可用這些情況中的那種情況加以討論。
標號11表示為放大器段12～2供電的供電裝置段。供電裝置段11包括一對輸入接頭1、2，這對輸入接頭與一個(圖中未示出的)提供供電電壓VCC的電壓源相連。此外，該供電裝置段11還具有與放大器段12-2相連的輸出接頭3、4。放大器段12-2被供電裝置段11的輸出接頭3、4供電并據(jù)此形成一個經(jīng)由供電裝置段11的輸出接頭3、4接通的負載。前置放大器段12-1接收一個具有以接地2為基準的供電電壓。據(jù)此，前置放大器段12-1可在具有以接地為基準的單線信號傳輸和差分的信號傳輸之間進行變換。在無需在單線信號傳輸和差分的信號傳輸之間進行變換的情況下，當然可省略前置放大器12-1。譬如，當輸入信號Usignal是一個差分的雙線輸入信號時，就可省略前置放大器12-1。
在運行中，放大器段12-2以相當于輸入信號Usignal的差分信號驅(qū)動低阻抗的傳輸線ZL。為使經(jīng)由傳輸線9傳輸?shù)墓β时３直M可能的低，差分的輸出信號的幅度，即輸出接頭5和6上的電壓幅度恰恰如可靠地傳輸數(shù)據(jù)所需的那么高。輸出接頭5和6上的差分電壓幅度的典型值在100mV和500mV之間的范圍內(nèi)。
在理想的情況下，供電裝置段提供給放大器段12-2的輸出級的功率不多于饋入傳輸線9內(nèi)的功率。據(jù)此，可避免在放大器段12-2的輸出級內(nèi)的不必要的損耗功率，并可保持小的輸出級。當然，取決于用在放大器段12-2的輸出級中的半導體信號開關(guān)的類型，實際的輸出級結(jié)構(gòu)將有某一最低量的功率轉(zhuǎn)換成熱。在輸出級要求設(shè)有源阻抗匹配裝置的條件下，情況也是如此。而按照本發(fā)明，驅(qū)動傳輸線9的放大器段12-2無需負責限定傳輸?shù)墓β?，而是可如此設(shè)計，即一次性地確定傳輸?shù)碾娦盘柕姆?，功率限定則在供電裝置段11中進行。供電裝置段11又不必需對信號傳輸負責并可按最高效率設(shè)計。
圖2a示出了一個用于說明本發(fā)明的第一個實施例中的供電裝置段11的基本工作原理的簡圖。
該簡圖包括一個用作暫時存儲能量的裝置的電感L并且還包括開關(guān)SW1和SW2，這些開關(guān)用于控制把能量從一個(圖中未示出的)與接頭1和2相連的電源充入電感L并用于控制把存儲在電感L中的能量放入與接頭3和4相連的、通過一個電阻R示意表示的放大器段12-2中。在該實施例中，開關(guān)SW1設(shè)在電感L和提供供電電壓VCC的電源接頭1之間并控制充電階段，而開關(guān)SW2控制放電階段。
為此，在該實施例中，開關(guān)SW2設(shè)在另一電源接頭2和電感L的那個與開關(guān)SW1相連的接頭之間。可設(shè)有一個電容C，用以使供給負載R的電壓變平滑。一個二極管D是可經(jīng)由開關(guān)SW2接通的，以便用作自振蕩二極管，或可取代開關(guān)SW2，以便自己起到開關(guān)作用。無論是二極管D還是電容C均是有利的。但對該開關(guān)電路的基本運作不是必需的。
為了說明圖2a所示開關(guān)電路的基本運作，圖3示出了一個時間(矢量)圖。該時間圖示出了一個表示充電階段的第一階段A和一個放電階段B之間的交替情況，在第一階段A中，存儲在電感L中的能量被增大，而在放電階段B中，存儲在電感L中的能量被放入放大器段12-2中。Ta表示充電階段A的持續(xù)時間，tb表示放電階段B的持續(xù)時間。
開關(guān)SW1和SW2的狀態(tài)取決于階段A和B。在充電階段A中，開關(guān)SW1處于導通狀態(tài)，而開關(guān)SW2處于不導通狀態(tài)。在該階段中，在電感L和負載R的串聯(lián)電路上出現(xiàn)加在電源輸入接頭1和2之間的供電電壓VCC，這產(chǎn)生一個電流I，該電流I從電源輸入接頭1經(jīng)過開關(guān)SW1、電感L流往輸出接頭4，通過由R表示的放大器段12-2，通過輸出接頭3流回到電源輸入接頭2。在該充電階段A中，從電壓源提供到接頭1和2上的功率有一部分用以供給負載R有一部分用以增大存儲在電感L中的能量。假如元件是理想的，則在該充電階段沒有功率損耗。
為了結(jié)束充電階段A，在持續(xù)時間ta結(jié)束后，開關(guān)SW1轉(zhuǎn)入不導通狀態(tài)并且為了開始放電階段B，開關(guān)SW2轉(zhuǎn)入導通狀態(tài)。在該放電階段中，電流I繼續(xù)通過電感L。通過負載R并通過開關(guān)SW2流回到電感L。在該階段中，電感L把至少一部分在階段A中積累的能量放入負載R并據(jù)此把功率提供給放大器段12-2。假如元件是理想的，則在該放電階段中也沒有功率損耗。此外，在已進入振蕩的狀態(tài)下，在充電階段A中流入電感中的能量相當于在放電階段B中放入負載R中的能量。同樣相對于充電階段和放電階段的整個持續(xù)時間ta+tb，充電階段的持續(xù)時間越短，則從電壓源VCC經(jīng)由輸入接頭1和2傳輸至輸出接頭3和4及輸入負載R的能量越少。據(jù)此，通過相宜地調(diào)整填充系數(shù)ta/(ta+tb)，可調(diào)整流入負載R，即流入放大器段12-2的功率并且在供電裝置段11中沒有功率損耗。
為了避免電源接頭1和2之間的短路，開關(guān)SW1和SW2的導通狀態(tài)最好不重疊。這會導致開關(guān)SW1和SW2的不導通狀態(tài)的時間上的重疊。在該情況下，跨接在開關(guān)SW2上的自振蕩二極管D接通受電感L作用形成電流I的回路。如果在該階段中可以容忍由于二極管上的正向電壓導致在二極管中出現(xiàn)功率損耗，則可以省略開關(guān)SW2。開關(guān)SW2的基本功能則被二極管D承擔。
圖2b示出了在圖2a中所示的供電裝置段11的一個第一派生形式，供電裝置段11在輸出緩沖開關(guān)電路應(yīng)產(chǎn)生剛好低于供電電壓電位VCC的低壓和高壓信號電平的情況下可有利地被應(yīng)用。該派生形式的特征和功能與圖2a所示的實施例的相同，區(qū)別之處僅在于，圖2b所示的電路的接頭1與地相連，接頭2與VCC相連并且在存在二極管D的情況下，該二極管D是被翻轉(zhuǎn)的。據(jù)此，接頭3相對于地具有VCC電位，而接頭4相對于地具有一個比VCC低負載R上的電壓的電位。
圖2c示出了在圖2a中所示的供電裝置段11的第二派生形式，該供電裝置段11在輸出緩沖開關(guān)電路應(yīng)產(chǎn)生剛好高于供電電壓電位VCC的低壓和高壓信號電平的情況下可有利地被應(yīng)用。該派生形式的特征和功能與圖2a所示的實施例相同，區(qū)別之處僅在于，圖2c所示的開關(guān)電路的接頭1與地相連，接頭2與VCC相連，并且在存在二極管D的情況下，二極管D是翻轉(zhuǎn)的。此外，輸入接頭2不是直接與接頭3相連，而是直接與接頭4相連，據(jù)此，在充電階段A中，加在電源接頭1和2上的全部供電電壓VCC出現(xiàn)在電感L上。在該充電階段A中，電容C用于負載R上的電壓。按照該派生形式，輸出接頭4具有VCC電位，而接頭3比接頭4的電位高負載R上的電壓。該派生形式譬如特別適于驅(qū)動一個符合5伏DPECL標準的接收器，其中，輸出緩沖開關(guān)電路以其值為3.3伏的供電電壓VCC工作。
圖4示出了一個用于說明本發(fā)明的放大器段12-2的一個實施例的基本結(jié)構(gòu)的簡圖。該放大器段12-2包括與供電裝置段11相連的電源接頭3和4并且還包括譬如經(jīng)由一條傳輸線9與一個終端電阻RT相連的信號輸出接頭5和6。此外，放大器段12-2還包括一個與信號輸出接頭5相連的切換開關(guān)TS1和一個與信號輸出接頭6相連的切換開關(guān)TS2，以便使信號輸出接頭5和6交替地與供電裝置段11相連的電源輸出接頭3、4中的一個相應(yīng)的電源輸出接頭相連。阻抗ZS1至ZS4代表支路阻抗，這些支路阻抗設(shè)在相應(yīng)的切換開關(guān)和供電裝置段11的相應(yīng)的輸出接頭3、4之間。如圖中的虛線所示，切換開關(guān)TS1和TS2的位置按照待傳輸至一個圖中未示出的接收器的輸入信號Usignal被確定。根據(jù)信號Usignal的邏輯電平，切換開關(guān)TS1和TS2的任務(wù)在于使信號輸出接頭5與供電裝置段11的接頭4連接并使信號輸出接頭6與供電裝置段11的接頭3連接或反之。支路阻抗ZS1至ZS4可具有很低的值，這些值只被用于實現(xiàn)切換開關(guān)TS1和TS2的半導體開關(guān)比如MOSFET的輸入電阻EIN-Widerstand確定。在需要的情況下，這些支路阻抗ZS1至ZS4的值可被增大，以便提供與輸出接頭5和6相連的傳輸線9相匹配的源阻抗。在該情況下，為了恰當?shù)貙崿F(xiàn)對源阻抗的匹配，如譬如在圖2a中所示，具有一個經(jīng)由電源接頭3和4接通的電容是有利的。
如果一個支路的支路阻抗與另一支路的相應(yīng)的支路阻抗同樣大，則有一點是明確的，即在與輸入信號Usignal的邏輯電平無關(guān)的情況下，放大器段12-2起經(jīng)由供電裝置段11的輸出接頭3和4接通的負載電阻R的作用。R的值等于經(jīng)由信號輸出接頭5和6接通的阻抗的總和，即上部的支路阻抗ZS1或ZS2與下部的支路阻抗ZS3或ZS4之和。如果支路阻抗ZS1至ZS4是零或近似于零，則全部的、從供電裝置段11提供到放大器段12-2上的功率被輸出到與輸出接頭5和6相連的傳輸線9上。據(jù)此，在放大器段12-2中的損耗功率可被保持最小，并且同時，通過相宜地調(diào)整經(jīng)由接頭3和4從供電裝置段11提供的功率，可使經(jīng)由低阻抗的傳輸線9傳輸?shù)墓β释ㄟ^具有高的效率和極小的損耗功率的供電裝置段11受到控制。
圖5示出了用于把數(shù)字信號傳輸給一個符合LVDS標準的接收器的輸出緩沖開關(guān)電路的供電裝置段11的第二個實施例。按照該標準，輸出緩沖器10確定與輸出緩沖器10的信號輸出接頭5和6相連的傳輸線9上的共模電平VC。在圖1中用電阻RT1和RT2示意表示的接收器不提供共模電壓電平UC。換言之，符合LVDS標準的接收器不包括在圖1中所示的電壓源UC。按照該標準，接收所期待的是，傳輸線9的相應(yīng)的信號線上的電壓均在規(guī)定的區(qū)間之內(nèi)，其中，規(guī)定的區(qū)間內(nèi)的所有的電壓值相對于地均是正的。
圖5所示的供電裝置段11向與供電裝置段11的輸出接頭3和4相連的放大器段12-2提供功率，并且此外還提供與放大器段12-2的信號輸出接頭5和6相連的傳輸線9上的相宜的共模電壓電平。
與供電裝置11的第一個實施例相似，供電裝置段11的第二個實施例包括一個用作用于暫時存儲能量的裝置的電感L。此外，還設(shè)有開關(guān)SW1和SW2，這兩個開關(guān)用于控制把能量從一個圖中未示出的、與接頭1和2相連的電源充入電感L并用于控制把存儲在電感L中的能量放入與接頭3和4相連的并用一個電阻R示意表示的放大器段12-2。與供電裝置段11的第一個實施例相似，開關(guān)SW1設(shè)在電感L和提供供電電壓VCC的電源接頭1之間并控制充電階段，而開關(guān)SW2控制放電階段。
在該實施例中，開關(guān)SW2設(shè)在一個補償電壓源Voff的第一接頭和電感L的那個與開關(guān)SW1相連的接頭之間。補償電壓源Voff的第二接頭與與地(GND)相連的電源接頭2相連。接頭4與電感L的另一端相連，而接頭3與補償電壓源Voff的前述第一接頭相連。一個二極管D是可經(jīng)由開關(guān)SW2接通的，以便起自振蕩二極管作用或者可取代開關(guān)SW2，以便自己起開關(guān)作用。為了平滑接頭4和地之間的電壓，一個電容C1可設(shè)在電源接頭4和地之間。為了平滑接頭3和地之間的電壓，一個電容C2可設(shè)在接頭3和地之間。電容C1、C2和二極管D是有益的，但對該開關(guān)電路的基本運作卻不是必需的。就選擇的二極管D的功能而言，適合于圖2a所示的實施例的考慮也同樣適合于該第二實施例。
參照圖3所示的時間(矢量)圖，開關(guān)SW1在充電階段A中處于導通狀態(tài)，而開關(guān)SW2處于不導通狀態(tài)。在充電階段A中，經(jīng)由電源接頭1和2接通的供電電壓VCC出現(xiàn)在電感L、負載R和補償電壓源Voff的串聯(lián)電路上，并產(chǎn)生電流I，該電流I從電源輸入接頭1經(jīng)開關(guān)SW1、電感L流往輸出接頭4，通過由R表示的放大器段12-2，通過接頭3并通過補償電壓源Voff流回到電源輸入接頭2。在該充電階段A中，電壓源的功率在接頭1和2上部分地被供給到負載R上，部分功率用于增大存儲在電感L中的能量。此外，在該階段A中提供的功率的一部分流入補償電壓源Voff。在實際的實施中，補償電壓源Voff可以是一個電容C2和一個二極管D的并聯(lián)回路，其中，二極管D的陽極是補償電壓源的所述第一接頭，二極管D的陰極是補償電壓源的第二接頭。借助該實施形式，根據(jù)電流I，在利用正向電壓的情況下可用流經(jīng)二極管D的電流I保持補償電壓。在需要提高補償電壓的情況下，二極管當然可被一個齊納二極管所取代，齊納二極管的陰極是補償電壓源的所述第一接頭，而齊納二極管的陽極是補償電壓源的第二接頭。
為了結(jié)束充電階段A，在經(jīng)歷時間ta之后，開關(guān)SW1轉(zhuǎn)入不導通狀態(tài)并且為了開始放電階段B開關(guān)SW2轉(zhuǎn)入導通狀態(tài)，在放電階段B中，存儲在電感L中的能量被放電進入與接頭3和4相連的放大器段12-2中。在該階段B中，電流I繼續(xù)向前流經(jīng)電感L，通過表示放大器段12-2的負載R，并通過開關(guān)SW2流回到電感L。在該階段中，電感L把在階段A中積累的能量的至少一部分放入負載R中并據(jù)此向放大器段12-2提供功率。在假設(shè)元件是理想的情況下，在該階段中沒有損耗功率。而且，只要不存在從輸出接頭3和4之一或從這兩個輸出接頭至地的重要電流路徑，就沒有重要的電流流經(jīng)補償電壓源Voff。如果如上所述，補償電壓源Voff是借助一個二極管的和一個電容C2的并聯(lián)回路實施的，則電容C2在階段B期間保持補償電壓Voff。
與圖2a所示的實施例相似，通過相宜地調(diào)整填充系數(shù)ta/(ta+tb)，可使流入放大器段12-2中的功率得到調(diào)整，并且在供電裝置段11中不出現(xiàn)明顯的功率損耗。
圖5所示的實施例的一個未示出派生形式可有利地用于把數(shù)字信號傳輸至一個符合DPECL標準的接收器上。按照該派生形式，開關(guān)電路的接頭1與地相連，而接頭2與VCC相連，補償電壓源Voff的極性是反向的，并且在有二極管D的情況下，二極管D是翻轉(zhuǎn)的。據(jù)此，接頭3所具有的電位比VCC低Voff，而接頭4所具有的電位比接頭3的電位低R上的電壓。
圖6示出了供電裝置段11的第三個實施例，該供電裝置段11可用于把數(shù)字信號傳輸至一個符合GLVDS標準的接收器上。按照該標準，接收器所期待的是，輸入信號的電位處于一個包括接地線的電位的上下限幅內(nèi)。接收器譬如期待相對于接地電位對稱的差分信號。為此，GLVDS接收器包括一對終端電阻RT1和RT2，其中，如圖1所示，在圖1所示的電壓源VC被置到零伏，即意味著對地短路的情況下，每個電阻使傳輸線9的一根導線與地連接。
在圖6中所示的供電裝置段11把功率提供到與供電裝置段11的輸出接頭3和4相連的放大器段12-2上并且此外還提供傳輸線上的相對于地對稱的信號傳輸，從這種意義上講傳輸線的一根導線相對于地是正的，而傳輸線9的另一根導線相對于地是負的。
按照該實施例，做到這一點的措施在于，經(jīng)由供電裝置段11的輸出接頭3和4被提供一個供電電壓，該供電電壓相對于地至少是大致對稱的。達到這一點的措施可在于如此設(shè)計供電裝置段11，讓使供電裝置段11的輸出接頭4與地連接的第一阻抗R1納入一個在充電階段為電抗裝置L充電的電流回路之中并讓使供電裝置11的輸出接頭3與地連接的第二阻抗R2納入一個用于在放電階段使電抗裝置L放電的電流回路之中。阻抗R1和R2在放大器段12-2與供電裝置段11的接頭3和4的連接方面可示意地表示放大器段12-2的電氣特性。
與供電裝置段11的第一個和第二個實施例相似，供電裝置段11的第三個實施例特別是包括一個電感L，該電感L用作用于暫時存儲能量的裝置。此外，還設(shè)有開關(guān)SW1和SW2，用以控制把能量從一個圖中未示出的、與接頭1和2相連的電源充入電感L的充電過程并用以控制把存儲在電感L中的能量放入放大器段12-2的放電過程，其中，放大器段12-2與接頭3和4相連并且是示意地通過分別與供電裝置段11的接頭3和4相連的電阻R1和R2表示的。這兩個電阻與供電裝置段11的接地的輸入接頭2相連。開關(guān)SW1設(shè)在電感L和電源接頭1之間，并控制充電階段，電源接頭1提供相對于電源接頭2的供電電壓VCC。電感L的另一接頭與供電裝置段11的輸出接頭4相連。
開關(guān)SW2設(shè)在供電裝置段11的輸出接頭3和電感L的那個與開關(guān)SW1相連的接頭之間。一個二極管D是可經(jīng)由開關(guān)SW2接通的，以便用作自振蕩二極管，或者可取代開關(guān)SW2，以便自己起開關(guān)作用。一個電容C1可設(shè)在輸出接頭4和地之間，以便平滑接頭4和地之間的電壓。一個電容C2同樣地設(shè)在接頭3和地之間，以便平滑接頭3和地之間的電壓。電容C1、C2和二極管D均是有利的，但對該開關(guān)電路的基本運作是不必要的。就選擇的二極管D的功能而言，適用于圖2a所示的實施例的考慮也適用于該實施例。
參照圖3所示的時間(矢量)圖，在充電階段A期間開關(guān)SW1處于導通狀態(tài)，而開關(guān)SW2處于不導通狀態(tài)。在該充電階段中，加到電源輸入接頭1和2上的供電電壓VCC出現(xiàn)在電感L的和阻抗R1的串聯(lián)回路上并產(chǎn)生電流I，該電流I從電源輸入接頭1通過開關(guān)SW1、電感L流向輸出接頭4，通過代表放大器段12-2的一部分的R1流向與電源輸入接頭2相連的地。在該充電階段A中，在接頭1和2上的電源的功率一部分被提供給負載阻抗R1，一部分用于增加存儲在電感L中的能量。在充電階段A中在負載阻抗R1上出現(xiàn)的壓降導致，輸出接頭4相對于與地相連的接頭2是正的。
為了結(jié)束充電階段A和開始放電階段B，在經(jīng)歷時間ta之后，開關(guān)SW1轉(zhuǎn)入不導通狀態(tài)并且開關(guān)SW2轉(zhuǎn)入導通狀態(tài)，在放電階段B中，存儲在電感L中的能量被放入與接頭3和4相連的放大器段12-2中。在該階段中，電流I繼續(xù)流動，流經(jīng)電感L，通過表示放大器段12-2的負載阻抗R1和R2并通過開關(guān)SW2流回至電感L。在該階段期間，電感L把在階段A期間積累的能量的至少一部分放入負載阻抗R1和R2中并據(jù)此向放大器段12-2提供了功率。在放電階段B期間，在負載阻抗R1上出現(xiàn)的壓降導致接頭4具有相對于地的正電位。在放電階段B期間在負載阻抗R2上出現(xiàn)的壓降導致輸出接頭3相對于接地的接頭2是負的。為了在隨后的充電階段A期間保持接頭3上的負電壓，電容2是特別有利的。
在假設(shè)元件是理想的情況下，無論是在充電階段A中還是在放電階段B中，在實施例的供電裝置段11中均不存在損耗功率。與圖2a所示的實施例相似，通過相宜地調(diào)整填充系數(shù)ta/(ta+tb)，可調(diào)整流入放大器段12-2中的功率，而在供電裝置段11中沒有明顯的功率損耗。
圖7示出了一個方框圖，用以說明在本發(fā)明書中公開的實施例或其派生形式之一的供電裝置段11、譬如在圖4中示出的放大器段12-2和一條通往一個接收器的傳輸線9之間的連接。該圖示出了GLVDS示例，即終端阻抗RT1使傳輸線9的一條導線與地連接，并且終端阻抗RT2使傳輸線9的另一條導線與地連接。在包括阻抗Z1和Z2在內(nèi)的放大器段12-2中的虛線是在假設(shè)ZS1=ZS2=Z1和ZS3=ZS4=Z2，即假設(shè)放大器段12-2為對稱結(jié)構(gòu)的情況下，借助圖4更詳細地說明了的電路部分。方框12-2中的交插虛線意味著，在與輸入信號Usignal的邏輯電平有關(guān)的情況下，接頭4經(jīng)由阻抗Z1與接頭5相連，并且接頭3經(jīng)由阻抗Z2與接頭6相連或者接頭4經(jīng)由阻抗Z1與接頭6相連，并且接頭3經(jīng)由阻抗Z2與接頭5相連，接收器放大器15采集傳輸線9的接收器端部上的差分信號并把這些信號轉(zhuǎn)換成相宜的邏輯電平，這些邏輯電平適于被由接收器放大器15驅(qū)動的電路繼續(xù)處理。該放大器可以是任何一個相宜類型的差分放大器，這種差分放大器的選擇對于本發(fā)明是無關(guān)緊要的。
對于GLVDS的特殊情況，從圖7示意性的方框圖中可看出的是，在假設(shè)Z1=Z2和RT1=RT2的情況下，放大器段12-2與供電裝置段11的輸出接頭4和3的連接、傳輸線9與放大器段12-2的信號輸出接頭5和6的連接和終端阻抗RT1和RT2在傳輸線9的相應(yīng)的導線和地之間的設(shè)置是與把第一個負載阻抗R1設(shè)到供電裝置段11的輸出接頭4和地之間并把第二個負載阻抗R2設(shè)到供電裝置段11的輸出接頭3和地之間等效的，其中，如在圖6中示意地示出的那樣，R1或者R2的值分別是Z1和RT1之和。此外，從圖6中還可看出，按照本發(fā)明，供電裝置段11的接頭3和4上的負載阻抗被放大器段12-2形成，傳輸線9與該放大器段12-2的輸出接頭5和6相聯(lián)。如果放大器段12-2為以上意義上所規(guī)定的對稱結(jié)構(gòu)，則負載阻抗還與放大器段12-2的開關(guān)狀態(tài)無關(guān)。
圖8示出了本發(fā)明的供電裝置段11的第四個實施例。供電裝置段11的該實施例在輸出接頭4和3上提供輸出電壓UOUT，該輸出電壓相對于加到供電裝置段11的輸入接頭1和2上的輸入電壓UCC“浮動”。在這里，“浮動”意味著，輸出接頭3和4中的任何一個輸出接頭的電位相對于輸入接頭1和2中的任何一個輸入接頭是不確定的。如果一個處于合理的界限內(nèi)的電壓被加到輸入接頭1和2中的一個上和輸出接頭3和4中的一個上，則該電壓在輸入側(cè)和輸出側(cè)之間不導致明顯的電流。此外，該電壓還不影響供電裝置段11的該實施例的運作。
為了達到“浮動地”提供輸出電壓的目的，該實施例包括一個第一對開關(guān)SW1a、SW1b和一個第二對開關(guān)SW2a、SW2b。SW1a和SW2b是串聯(lián)的，該串聯(lián)回路設(shè)在輸入接頭1和輸出接頭3之間。SW1b和SW2a是串聯(lián)的，該串聯(lián)回路設(shè)在輸入接頭2和輸出接頭4之間。標號110表示開關(guān)SW1a和開關(guān)SW2b之間的一個連接點，標號22表示開關(guān)SW1b和開關(guān)SW2a之間的一個連接點。一個電感L設(shè)在連接點110和連接點22之間。R示意地表示一個通過與供電裝置段11的輸出接頭3和4相連的放大器段12-2形成的負載阻抗。C表示一個電容，該電容可經(jīng)由輸出接頭3和4接通，以便平滑接頭3和4上的輸出電壓UOUT。作為電容C的補充或作為替代，可在輸出接頭3、4中的每一個和地之間設(shè)置(圖中未示出的)電容。D1和D2表示自振蕩二極管，這些自振蕩二極管可分別經(jīng)由開關(guān)SW2a和SW2b接通。
在該實施例中規(guī)定第一對開關(guān)SW1a、SW1b，用以控制把能量從一個(圖中未示出的)與接頭1和2相連的電源充入電感L。規(guī)定的第二對開關(guān)用于控制把存儲在電感L中的能量放入通過阻抗R示意地表示的放大器段12-2。參照圖3所示的時間(矢量)圖，在充電階段A中開關(guān)SW1a和SW1b處于導通狀態(tài)，而開關(guān)SW2a和SW2b處于不導通狀態(tài)，在該階段中，經(jīng)由電源輸入接頭1和2接通的供電電壓VCC出現(xiàn)在電感L上，這導致存儲在起電抗裝置作用的電感L中的能量有所增大。在假設(shè)元件是理想的情況下，在該階段A中沒有損耗功率。
為了結(jié)束充電階段A，在經(jīng)歷時間ta之后，開關(guān)SW1和SW1b轉(zhuǎn)入不導通狀態(tài)，并且為了開始放電階段B開關(guān)SW2a和SW2b轉(zhuǎn)入導通狀態(tài)。在放電階段B中，存儲在電感L中的能量被放入供電裝置段11的接頭3和4中。為了在下一個充電階段A中保持輸出接頭3、4上的輸出電壓，經(jīng)由輸出接頭3和4接通一個電容10是特別有利的。
根據(jù)開關(guān)SW1a、SW1b和SW2a、SW2b的這種狀況，所有的輸入接頭1、2持續(xù)地與所有的輸出接頭3、4保持分離是可能的，而由輸入接頭至輸出接頭的能量傳輸受到控制。就是說，在充電階段A中，開關(guān)SW1a和SW1b是導通的，而開關(guān)SW2a和SW2b是不導通的，據(jù)此，通過兩對開關(guān)和電抗裝置，在輸入接頭1、2中的任何一個輸入接頭和輸出接頭3、4中的任何一個輸出接頭之間不存在電氣連接。這一點也同樣適用于放電階段，在放電階段中，開關(guān)SW1a和SW1b是不導通的，而開關(guān)SW2a和SW2b是導通的。由于輸入接頭1、2與輸出接頭3、4的這種持續(xù)分離，在輸出接頭3、4上出現(xiàn)一個浮動的輸出電壓，即一個沒有相對于輸入接頭1、2的電位的預(yù)定基準的輸出電壓。
為了避免在電源接頭1和2和供電裝置段11的輸出接頭3和4之間出現(xiàn)短路，第一對開關(guān)SW1a、SW1b和第二對開關(guān)SW2a、SW2b的導通狀態(tài)最好在時間上不重疊。這可導致兩對開關(guān)的不導通狀態(tài)的時間上的重疊。在該情況下，經(jīng)由開關(guān)SW2a或SW2b接通的自振蕩二極管D1和D2可為在放電階段B中被電感迫出的電流接通開關(guān)電路。如果在這些自振蕩二極管中出現(xiàn)可容許的損耗功率，則第二對開關(guān)SW2a、SW2b可被省略。
在假設(shè)元件是理想的情況下，無論是在充電階段A中，還是在放電階段B中，在該實施例的供電裝置段11中均不出現(xiàn)功率損耗。
與圖2a所示的實施例相似，通過相宜地調(diào)整填充系數(shù)ta/(ta+tb)可使流入放大器段12-2中的功率得到調(diào)整，同時在供電裝置段11中又沒有明顯的功率損耗。
該實施例的優(yōu)點特別是在于，如在圖1中所示的那樣，驅(qū)動傳輸線9的放大器段12-2相對于電源接頭1和2的電位可被保持浮動，據(jù)此，傳輸線9的每條信號線上的電位相對于輸入接頭1和2也是浮動的。該特征使第四個實施例所述的輸出緩沖開關(guān)電路在不進行電平變換的情況下可與應(yīng)用不同的信號傳輸標準的輸入開關(guān)電路合作成為可能。換言之，第四個實施例所述的、包括一個供電裝置段11在內(nèi)的輸出緩沖開關(guān)電路就傳輸線9上的被接收器確定的共模電壓電平而言是完全靈活的。尤其是該輸出緩沖開關(guān)電路有能力驅(qū)動圖1所示的傳輸線9的終端負載的全部可能的選擇。如果在圖1中示出的共模電壓UC具有處于合理的界限之內(nèi)的任意的正值或負值，則輸出緩沖器程序井然地工作并據(jù)此適于驅(qū)動LVDS、GLVDS、DPECL和其它的、類似類型的接收器。此外，根據(jù)第四個實施例所述的輸出緩沖開關(guān)電路還正常地與那些替代圖1中的電壓源UC使傳輸線9的導線中一條導線與一個預(yù)定的、原則上任意地電位相連的接收器合作。此外，輸出緩沖器在根本不存在電壓源UC的情況下正常地與一個具有浮動的、差分的輸入端的接收器合作。一個未示出的電壓源可設(shè)在輸入接頭1和2之一和輸出接頭3和4之一之間，以便使輸出緩沖器有能力確定傳輸線9上的共模電壓電平。該電壓源最好是可編程的和/或可關(guān)斷的，以便充分利用由第四個實施例的供電裝置段11所提供的靈活性的優(yōu)點。
圖9示出了一個包括一個前置放大器段12-1和一個放大器段12-2的緩沖放大器段12的一個實施例，該緩沖放大器段12與圖8所示的第四個實施例的供電裝置段11相結(jié)合的是特別有利的，但可與供電裝置段的前述實施例中的任何一個實施例合作。
緩沖放大器段12的前置放大器段12-1和放大器段12-2經(jīng)由一對互補的信號線S1和S2相互連接。這一對信號線上的差分電位取決于被加到前置放大器段12-1的信號輸入接頭7和前置放大器段12-1的接地接頭2之間的輸入信號Usignal的邏輯電平。接頭1和2是用于連接一個圖中未示出的電壓源UCC的電源接頭。
放大器段12-2包括與譬如第四個實施例中的供電裝置段11的輸出端相連的電源接頭3和4。此外，放大器段12-2還包括用以連接通往接收器的傳輸線9的信號輸出接頭5和6。
基本上如圖4所示，圖8中的放大器段12-2包括兩個分別為一對開關(guān)結(jié)構(gòu)的切換開關(guān)TS1和TS2，其中，第一對開關(guān)屬于信號輸出接頭5，而另一對開關(guān)屬于信號輸出接頭6。如果會與供電裝置段11的開關(guān)發(fā)生混淆，放大器段12-2的這些開關(guān)被稱為信號開關(guān)。第一對開關(guān)串聯(lián)地設(shè)在放大器段12-2的電源接頭3和4之間。這對開關(guān)之間的連接點與信號輸出接頭5相連。第二對開關(guān)串聯(lián)地設(shè)在放大器段12-2的電源接頭3和4之間，其中，這對開關(guān)之間的連接點與信號輸出接頭6相連。
按照該實施例，每一個開關(guān)包括一個n溝道MOSFET(金屬氧化物半導體場效應(yīng)晶體管)和一個P溝道MOSFET，它們的溝道是并聯(lián)的。尤其在圖9中，第一對開關(guān)中的設(shè)在信號輸出接頭5和電源接頭4之間的第一開關(guān)包括n溝道MOSFET 27和P溝道MOSFET33。設(shè)在信號輸出接頭和電源接頭3之間的第二開關(guān)包括n溝道MOSFET32和P溝道MOSFET30。第二對開關(guān)中的第一開關(guān)包括n溝道MOSFET31和P溝道MOSFET29并且設(shè)在電源接頭4和信號輸出接頭6之間。第二對開關(guān)中的第二開關(guān)包括n溝道MOSFET28和P溝道的MOSFET34并且設(shè)在信號輸出接頭6和電源接頭3之間。每個開關(guān)的n溝道MOSFET晶體管的和P溝道MOSFET晶體管的柵極接收互補的輸入信號。換言之，每個開關(guān)的n溝道MOSFET晶體管的和P溝道MOSFET晶體管的柵極是與互補的信號線S1和S2如此相連的，即當n溝道MOSFET晶體管的柵極在高的電平上時，P溝道MOSFET晶體管的柵極就在低的電平上。此外，8個MOSFET的8個柵極與前置放大器段12-1的互補的信號線S1和S2是如此連接的，即，連接信號輸出接頭5、6中的一個信號輸出接頭與電源接頭4的開關(guān)和連接信號輸出接頭5、6中的另一個信號輸出接頭與電源接頭3的開關(guān)具有同一導電狀態(tài)，并且其余的兩個開關(guān)具有另一導電狀態(tài)，即導通的或不導通的。每對開關(guān)中只有一個開關(guān)是導通的，而另一個開關(guān)是不導通的。按照圖9所示的實施例，特別之處在于，信號線S1與晶體管27、28、及30的柵極相連，而信號線S2與晶體管31、32、33及34的柵極相連。
在圖4中所示的阻抗ZS1至ZS4代表圖9中所示的相應(yīng)的開關(guān)的單電阻。
基于如下事實，即按照該實施例，四個開關(guān)中的每一個均包括一個n溝道MOSFET晶體管和一個P溝道MOSFET晶體管，放大器段12-2的共模工作范圍可被顯著放大。特別希望的是，當在接頭2和3之間和/或接頭1和4之間出現(xiàn)電位差時，放大器段12-2仍可正常地工作。這些電位差的出現(xiàn)取決于如下條件，即由接收器確定的相對于接地接頭2的共模電平是否存在于傳輸線9上，就是說，是否存在圖1中的電壓源Uc。
如果在四個開關(guān)的每個中只存在n溝道MOSFET晶體管，則接頭3和接頭2之間的、把接頭3的電位抬高到接頭2的電位以上的、增大的電位差最終會導致如下后果，即信號線S1或S2上的電壓不再足以接通這些n溝道MOSFET晶體管。而由于P溝道MOSFET晶體管的存在，放大器段12-2的正常運作得以繼續(xù)，因為開關(guān)功能隨后由P溝道MOSFET晶體管承擔。隨著接頭3的電位相對于接頭2的電位不斷增大，放大器段12-2的正常運作可繼續(xù)到該電位差大至P溝道MOSFET晶體管不再能正常地關(guān)斷為止。
據(jù)此，在放大器段12-2的四個開關(guān)的每個中的、平行于n溝道MOSFET晶體管的P溝道MOSFET晶體管導致放大器段12-2的共模工作范圍擴大。如果傳輸線上的、在圖1中通過Uc表示的共模電壓電平變得太高以致放大器段12-2中的n溝道MOSFET晶體管的無法正常運作，則與每個n溝道MOSFET晶體管平行的P溝道MOSFET晶體管承擔開關(guān)作業(yè)并據(jù)此擴大傳輸線9上的可由輸出緩沖器10操作的共模電壓范圍。
當然，如果放大器12-2以傳輸線9上一個基本上不變的共模電壓電平運作，則取決于共模電壓電平，或者是P溝道MOSFET晶體管，或者是n溝道MOSFET晶體管可省略。特別是如果放大器段12-2與圖2b或圖2c所示的供電裝置段合作，則可省略n溝道MOSFET晶體管。如果放大器段如圖2a或圖6所示的供電裝置段合作，則可省略P溝道MOSFET晶體管。
圖9所示的前置放大器段12-1是任選的并用于把一個被加在信號輸入接頭7和電源接頭2之間的、不平衡的輸入信號轉(zhuǎn)換成信號線S1和S2上的一個差分信號，以便差分地驅(qū)動放大器段12-2，使信號線S1、S2中的一條信號線具有低的電壓，而另一條信號線相對于接頭2是在高的電壓電平上。
為了維持信號S1和S2之間的正常的相位關(guān)系，前置放大器段12-1可包括用以可使從接頭7至信號線S1的信號延遲的第一串逆變器22、24及用于使前置放大器段12-1的接頭7上的輸入信號反轉(zhuǎn)的第二串逆變器23、25和26。為了使兩串逆變器中的延遲時間大致相等，在逆變器24的輸入端24和地之間設(shè)一個電容C3會是有利的。
圖9中的虛線用于表示，相對于前置放大器段12-1，放大器段12-2被設(shè)計為浮動的。在前置放大器段12-1和放大器段12-2之間，除了一對差分的信號線S1和S2之外，再不需要其它的連接。
圖10示出了用于控制第一至第三個實施例及其派生形式之一中的供電裝置段11的開關(guān)SW1和SW2的開關(guān)狀態(tài)的控制裝置的一個特殊的實施例。為了避免重復(fù)，該圖沒有示出開關(guān)和供電裝置段的其它部分之間的連接。
按照在圖10中所示的控制裝置的該實施例，每個開關(guān)SW1、SW2包括許多個半導體開關(guān)。每個開關(guān)中的所有的半導體開關(guān)均是并聯(lián)的。在圖10中，開關(guān)SW1包括三個相互并聯(lián)的開關(guān)SW11、SW12和SW13，開關(guān)SW2包括半導體開關(guān)SW21、SW22和SW23。開關(guān)SW1的阻抗R10至R30和開關(guān)SW2的阻抗R40至R60表示相應(yīng)的半導體開關(guān)的相應(yīng)的壹阻抗。
為了控制每個半導體開關(guān)的開關(guān)狀態(tài)，為每個開關(guān)SW1和SW2設(shè)置一串用于延遲控制信號的延遲電路。在圖10中，開關(guān)SW1的一串延遲電路包括延遲元件T1和T2，其中，延遲元件T1的輸出端與延遲元件T2的輸入端相連。延遲元件T1和T2控制半導體開關(guān)SW11至SW13的開關(guān)狀態(tài)，使這些元件不是同時地，而是依次地轉(zhuǎn)換其開關(guān)狀態(tài)，其結(jié)果是，開關(guān)SW1順序地將其導電狀態(tài)由不導通轉(zhuǎn)為導通或由導通轉(zhuǎn)為不導通。為此，一個被加到SW11的控制接頭上的控制信號被延遲元件T1延遲，并且被延遲的控制信號被加到開關(guān)SW12的控制接頭上。該被延遲的控制信號被加到延遲元件T2上并據(jù)此被再次延遲并且隨后被加到開關(guān)SW13的控制接頭上。
包括其相應(yīng)的壹電阻通過阻抗R40至R60表示的半導體開關(guān)SW21至SW23的開關(guān)SW2也是如此。SW2的半導體開關(guān)被第二串延遲電路T4、T5驅(qū)動。第二開關(guān)SW2的第二串延遲元件T4、T5和半導體開關(guān)SW21至SW23的功能和運作與開關(guān)SW1的相應(yīng)的元件完全相同。
第一串延遲元件T1、T2具有自己的輸入端，即延時元件T1的輸入端，它與一個具有兩個輸入端的“與”門14的輸出端相連。第一串延遲元件T1、T2的輸出端，即延遲元件T2的輸出端與另一延遲元件T3的輸入端相連，延遲元件T3的輸出端與一個具有兩個輸入端的“或非”門13的一個輸入端31相連?！盎蚍恰遍T13的輸出端與第二串延遲元件的輸入端，即與延遲元件T4的輸入端相連。第二串延遲元件的輸出端，即延遲元件T5的輸出端與另一具有逆轉(zhuǎn)的輸出端的延遲元件T6的輸入端相連，延遲元件T6的逆轉(zhuǎn)的輸出端與“與”門14的一個輸入端41相連。“與”門14的第二輸入端和“或非”門13的第二輸入端相互連接，并且在控制輸入端Tin接收一個出自一個圖中未示出的控制信號發(fā)生器的控制信號。
控制信號發(fā)生器發(fā)生一個控制信號，該控制信號對應(yīng)于如圖3所示的充電階段A和放電階段B之間的轉(zhuǎn)換在兩個邏輯狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換。
圖12示出了一個表，該表用以說明取決于加到圖10所示開關(guān)電路的控制接頭上的控制信號的邏輯狀態(tài)，開關(guān)SW1的半導體開關(guān)SW11至SW13的運作和開關(guān)SW2的半導體開關(guān)SW21至SW23的運作。
圖12所表示的表在其最左方的一欄Tin中示出了控制信號Tin的邏輯狀態(tài)。下一欄Cyc示出了取決于開關(guān)SW1和SW2的開關(guān)狀態(tài)的有關(guān)充電階段A或放電階段B的情況下一欄stat示出了圖10所示開關(guān)電路的所有6個半導體開關(guān)SW11至SW13和SW21至SW23的狀態(tài)。從該欄中可清楚地看出，可區(qū)分為12個不同的開關(guān)狀態(tài)。
最后，欄SW1和SW2示出了每個半導體開關(guān)的開關(guān)狀態(tài)。為此，欄SW1包括三個分欄，即在方的分欄SW11、居中的分欄SW12和右方的分欄SW13。同樣，SW2也包括三個分欄，即左方的分欄SW21、居中的分欄SW22和右方的分欄SW23。SW1和SW2的每個分欄或是可有表示相應(yīng)的半導體開關(guān)處于導電狀態(tài)的項C，或是可有表示相應(yīng)的半導體開關(guān)處于不導通狀態(tài)的，即處于斷開狀態(tài)的項O。下面的說明以開關(guān)SW1處于全閉合的狀態(tài)開始，就是說SW1的所有的半導體開關(guān)均是導通的，而開關(guān)SW2處于全斷開狀態(tài)，就是說，SW2的所有的半導體開關(guān)均是不導通的。該狀態(tài)被稱為狀態(tài)1并對應(yīng)于供電裝置段11的充電階段A。
隨著控制信號Tin由邏輯1向邏輯0過渡SW1和SW2的半導體開關(guān)由階段A向階段B過渡，對應(yīng)于狀態(tài)2至6。隨著控制信號Tin由1向0過渡，“與”門14的輸出在沒有明顯的延遲的情況下進入邏輯狀態(tài)0，其結(jié)果是，開關(guān)SW11變得不導通(狀態(tài)2)。在經(jīng)歷由T1確定的延遲時間后，開關(guān)SW12也變得不導通(狀態(tài)3)。再經(jīng)歷另一由T2確定的延遲時間后，開關(guān)SW13變得不導通(狀態(tài)4)。狀態(tài)4是一種狀態(tài)，在該狀態(tài)中，所有6個半導體開關(guān)均是不導通的，并且用以避免基于SW1和SW2的傳導狀態(tài)的時間上的重疊在供電裝置段11的電源接頭1和2之間的短路。
只有在經(jīng)歷由T3確定的延遲時間后，“或非”門13的輸入31才進到低電位，使“或非”門13的輸出進到高電位并使SW2的半導體開關(guān)SW21導通(狀態(tài)5)。據(jù)此，T3的延遲時間確定狀態(tài)4的持續(xù)時間。如果不存在延遲元件T3，則狀態(tài)5基本上緊隨狀態(tài)3這將導致開關(guān)SW13和SW21的導通狀態(tài)在時間上重疊。借助延遲元件T3可避免這種重疊。延遲元件T4延遲控制SW21的開關(guān)狀態(tài)的控制信號，并且在經(jīng)歷由T4確定的延遲時間后，開關(guān)SW22進入導通狀態(tài)(狀態(tài)6)。在經(jīng)歷另一由T5確定的延遲時間后，開關(guān)SW23進入導通狀態(tài)(狀態(tài)7)，據(jù)此充電階段A和放電階段B之間的過渡結(jié)束。只要接頭Tin上的控制信號在邏輯上為0，相當于放電階段B的狀態(tài)7被繼續(xù)。
隨著控制信號Tin由邏輯0向邏輯1過渡，“或非”門的輸出進到邏輯0上，使半導體開關(guān)SW21在沒有明顯的延遲的情況下變?yōu)椴粚āin的由0向1的過渡引發(fā)由放電階段B向充電階段A的、相當于狀態(tài)8至12的過渡。當Tin的由0向1的過渡對開關(guān)SW21狀態(tài)有一基本上立即發(fā)生的作用時，開關(guān)SW11瞬時仍是不導通的，因為“與”門14的輸出在與Tin的邏輯狀態(tài)無關(guān)的情況下是邏輯0，因為在半導體開關(guān)SW23變?yōu)閷ㄖ?，T6的輸出在經(jīng)歷由延遲元件T6確定的延遲時間后進到邏輯0上，并且據(jù)此，“與”門14的輸出被鎖定到邏輯0上。在經(jīng)歷由T4確定的延遲時間后，SW22變得不導通(狀態(tài)9)，并且在經(jīng)歷由T5確定的延遲時間后，開關(guān)SW23變?yōu)椴粚?狀態(tài)10)。狀態(tài)10相當于狀態(tài)4，因為所有的半導體開關(guān)其時均處于不導通狀態(tài)。
在經(jīng)歷由T6確定的延遲時間后，“與”門14的輸入41進到邏輯1上，這導致“與”門14的輸出變?yōu)檫壿?并使開關(guān)SW11導通(狀態(tài)11)。據(jù)此，通過T6確定的延遲時間確定狀態(tài)10的持續(xù)時間，在該持續(xù)時間內(nèi)，所有的半導體開關(guān)SW11至SW13和SW21至SW23均是不導通的。據(jù)此，延遲元件T6避免SW23和SW11的導通狀態(tài)的重疊。
延遲元件T1延遲使開關(guān)SW11導通的控制信號一個預(yù)定確定的延遲時間，并隨后使開關(guān)SW12導通(狀態(tài)12)。在經(jīng)歷由T2確定的延遲時間后，半導體開關(guān)SW13變?yōu)閷ā，F(xiàn)在，由放電階段B向充電階段A的過渡結(jié)束，并且半導體開關(guān)處于狀態(tài)1中，直至Tin由1向0的下一個變化開始為止，據(jù)此，整個充電和放電循環(huán)結(jié)束。
由于開關(guān)SW1和SW2均分別包括多個并聯(lián)的半導體開關(guān)，所以在充電階段和放電階段之間的或在放電階段和充電階段之間的過渡期間控制電流變化曲線的形狀是可能的。據(jù)此，可抑制在供電系統(tǒng)中造成干擾噪聲的電流峰。通過相宜地選擇SW1的每個阻抗R10、R20、R30的和SW2的每個阻抗R40、R50和R60的值，可對通過SW1和SW2接通的電流的波形進行整形。
此外，延遲元件T3和T6可靠地避免SW1和SW2的導通狀態(tài)的時間上的重疊并使SW1和SW2的其持續(xù)時間可很好地受到控制的不導通狀態(tài)在時間上重疊。
圖11示出了用于控制本發(fā)明的第四個實施例中的供電裝段11的開關(guān)SW1a、SW1b、SW2a和SW2b的開關(guān)狀態(tài)的控制裝置的一個實施例。與圖10所示的實施例相似，開關(guān)SW1a、SW1b、SW2a和SW2b分別包括多個并聯(lián)的半導體開關(guān)。開關(guān)SW1a特別是包括半導體開關(guān)SW14、SW15和SW16。開關(guān)SW16包括半導體開關(guān)SW17、SW18和SW19。開關(guān)SW2a包括半導體開關(guān)SW24、SW25和SW26，開關(guān)SW2b包括半導體開關(guān)SW27、SW28和SW29。阻抗R11、R21、R31、R41、R51、R61、R71、R81、R91、R101、R111和R121表示相應(yīng)的半導體開關(guān)的連接阻抗。
與圖10所示的實施例相似，圖12示出了一個控制電路，該控制電路包括延遲元件T1至T3和T4至T6、一個“或非”門13和一個“與”門14。這些元件相互間的連接與圖10所描述的完全相同。在圖11中，“與”門14的輸出控制開關(guān)SW14和SW17的開關(guān)狀態(tài)，延遲元件T1的輸出控制開關(guān)SW15和SW18的開關(guān)狀態(tài)，延遲元件T2的輸出控制開關(guān)SW16和SW19的開關(guān)狀態(tài)?！盎蚍恰遍T13的輸出控制開關(guān)SW24和SW27的開關(guān)狀態(tài)，延遲元件T4的輸出控制開關(guān)SW25和SW28的開關(guān)狀態(tài)，延遲元件T5的輸出控制SW26和SW29的開關(guān)狀態(tài)，SW17上方的箭頭表示，控制SW14的同一控制信號也控制SW17，據(jù)此，SW14和SW17的開關(guān)狀態(tài)總是等同的。SW18上方的箭頭表示，控制SW15的同一控制信號也控制SW18，據(jù)此，SW15和SW18的開關(guān)狀態(tài)總是等同的。在作必要修正的情況下，這也適用于半導體開關(guān)SW19和SW27至SW29。
涉及對開關(guān)SW1a、SW1b和SW2a、SW2b的控制，可參照圖12所示的表。為圖10示出的實施例所給出的參照圖12的說明也適用于圖11所示的實施例，其區(qū)別僅在于，圖12中的欄SW1的左方的分欄表示SW14和SW17的開關(guān)狀態(tài)，居中的分欄表示SW15和SW18的開關(guān)狀態(tài)，右方的分欄表示SW16和SW19的開關(guān)狀態(tài)。同樣，SW2的左方的分欄表示SW24和SW27的開關(guān)狀態(tài)，居中的分欄表示SW25和SW28的開關(guān)狀態(tài)，右方的分欄表示SW26和SW29的開關(guān)狀態(tài)。狀態(tài)1至狀態(tài)12和回至狀態(tài)1的狀態(tài)順序與在圖10所示的實施例中所描述的完全相同。在圖11中，延遲元件T3和T6保障在充電階段A和放電階段B之間不存在時間上的重疊。換言之，延遲元件T3和T6可讓開關(guān)SW1a、SW1b和SW2a、SW2b如此地受到控制，即借助開關(guān)SW1a、SW1b和SW2a、SW2b使輸入接頭1、2總是與第四個實施例中的供電裝置段11的輸出接頭3、4分離。與圖10所示的實施例相似，通過對圖11中的半導體開關(guān)的連通阻抗的相宜選擇，可對電流變化曲線的形狀進行整形，以便避免在供電系統(tǒng)中產(chǎn)生干擾的電流峰。
形成圖10中的SW1、SW2的或形成圖11中的SW1a、SW1b、SW2a、SW2b的半導體開關(guān)可為MOSFET晶體管，這些晶體管的柵極起相應(yīng)的控制接頭作用并且這些晶體管的溝道起開關(guān)作用。
延遲元件T1至T6可為一串逆變器結(jié)構(gòu)，其中，每個逆變器驅(qū)動一個電容，該電容設(shè)在逆變器的輸出端和電源接頭1、2之一之間。
權(quán)利要求
1．用于輸出數(shù)字信號的輸出緩沖開關(guān)電路，包括-一個用于驅(qū)動一個負載的緩沖放大器段(12)和一個用于向緩沖放大器段(12)提供功率的供電裝置段(11)，-其中，供電裝置段(11)包括--一對用于連接一個電壓源(Vcc)的輸入接頭(1、2)和一對與放大器段(12)相連的輸出接頭(3、4)，--用于暫時存儲能量的電抗裝置(L)--適合于規(guī)定一個充電階段(A)和一個放電階段(B)的開關(guān)裝置(SW)，在充電階段(A)中，能量從電壓源(Vcc)被充入電抗裝置(L)中，在放電階段(B)中，存儲在電抗裝置(L)中的能量的至少一部分被放入輸出接頭(3、4)中。
2．按照權(quán)利要求1所述的輸出緩沖開關(guān)電路，其特征在于，開關(guān)裝置(SW)適合于在充電階段和放電階段中均規(guī)定兩個輸入接頭(1、2)與兩個輸出接頭(3、4)分離。
3．按照權(quán)利要求2所述的輸出緩沖開關(guān)電路，其特征在于，開關(guān)裝置(SW)包括-第一對用于在充電階段中使電抗裝置(L)與輸入接頭(1、2)相連，并用于在放電階段中使電抗裝置與輸入接頭(1、2)分離的開關(guān)(SW1a、SW1b)和-第二對用于在放電階段中使電抗裝置(L)與輸出接頭(3、4)相連，并用于在充電階段中使輸出接頭(3、4)與電抗裝置(L)分離的開關(guān)(SW2a、SW2b)。
4．按照權(quán)利要求3所述的輸出緩沖開關(guān)電路，其特征在于，-第一對開關(guān)(SW1)中的第一開關(guān)(SW1a)和第二對開關(guān)中的第一開關(guān)(SW2b)是串聯(lián)的，其間有一第一連接點(110)，-第一對開關(guān)(SW1)中的第二開關(guān)(SW1b)和第二對開關(guān)(SW2)中的第二開關(guān)(SW2a)是串聯(lián)的，其間有一第二連接點(22)，并且-電抗裝置(L)的第一和第二接頭分別與第一和第二連接點相連。
5．按照權(quán)利要求3或4所述的輸出緩沖開關(guān)電路，其特征在于，幾個或所有的開關(guān)(SW)包括半導體開關(guān)。
6．按照權(quán)利要求5所述的輸出緩沖開關(guān)電路，其特征在于，第二對開關(guān)(SW2)的開關(guān)是二極管，這些二極管在放電階段中是正向偏壓，并且在充電階段中是反向偏壓。
7．按照權(quán)利要求5所述的輸出緩沖開關(guān)電路，其特征在于，每個半導體開關(guān)(SW1a、SW1b、SW2a、SW2b)包括多個場效應(yīng)晶體管，這些場效應(yīng)晶體管的溝道是并聯(lián)的。
8．按照權(quán)利要求7所述的輸出緩沖開關(guān)電路，其特征在于，-每對半導體開關(guān)(SW1、SW2)包括一串用于延遲控制信號的延遲電路(T1、T2；T4、T5)，該控制信號控制半導體開關(guān)的開關(guān)狀態(tài)，并且-每對半導體開關(guān)的場效應(yīng)晶體管的控制柵與相應(yīng)的延遲電路串相連。
9．按照權(quán)利要求1所述的輸出緩沖開關(guān)電路，其特征在于，-開關(guān)裝置(SW)包括一個用于執(zhí)行充電階段的第一半導體開關(guān)(SW1)和一個用于執(zhí)行放電階段的第二半導體開關(guān)(SW2)，-第一開關(guān)(SW1)設(shè)在一對輸入接頭(1、2)中的一個輸入接頭(1)和電抗裝置(L)的第一接頭之間，-第二開關(guān)(SW2)設(shè)在電抗裝置(L)的第一接頭和一對輸出接頭(3、4)中的一個輸出接頭(3)之間，-其中，電抗裝置(L)的第二接頭與一對輸出接頭(3、4)中的另一輸出接頭(4)相連。
10．按照權(quán)利要求9所述的輸出緩沖開關(guān)電路，其特征在于，-輸出接頭(3)與一對輸入接頭(1、2)中的另一輸入接頭(2)相連。
11．按照權(quán)利要求9所述的輸出緩沖開關(guān)電路，其特征在于，-輸出接頭(3)與一個電壓源(Voff)的第一接頭相連，該電壓源(Voff)的第二接頭與一對輸入接頭(1、2)中的另一輸入接頭(2)相連。
12．按照權(quán)利要求11所述的輸出緩沖開關(guān)電路，其特征在于，-電壓源(Voff)包括一個由一個電容(C2)和一個二極管構(gòu)成的并聯(lián)電路，該二極管的陽極與一個輸出接頭(3)相連，并且其陰極與另一輸入接頭(2)相連。
13．按照權(quán)利要求9所述的輸出緩沖開關(guān)電路，其特征在于，-第一負載阻抗(R1)設(shè)在一個輸出接頭(3)和另一輸入接頭(2)之間，并且-第二負載阻抗(R2)設(shè)在另一輸出接頭(4)和另一輸入接頭(2)之間。
14．按照權(quán)利要求13所述的輸出緩沖開關(guān)電路，其特征在于-包括與緩沖放大器段(12)的信號輸出接頭(5、6)相連的傳輸線(9)在內(nèi)的放大器段(12)規(guī)定第一和第二負載阻抗(R1、R2)，并且-傳輸線(9)的終端適合于規(guī)定第一和第二負載阻抗(R1、R2)與另一輸入接頭(2)的連接。
15．按照權(quán)利要求9至14之一項所述的輸出緩沖開關(guān)電路，其特征在于，-每個半導體開關(guān)(SW1、SW2)包括多個場效應(yīng)晶體管，這些場效應(yīng)晶體管的溝道是并聯(lián)的。
16．按照權(quán)利要求15所述的輸出緩沖開關(guān)電路，其特征在于，-用于延遲控制信號(Tin)的第一串延遲電路(T1,T2)和第二串延遲電路(T4、T5)，其中的控制信號(Tin)控制開關(guān)的開關(guān)狀態(tài)，-其中，第一開關(guān)(SW1)的場效應(yīng)晶體管的柵極與第一串延遲電路(T1、T2)相連，并且第二開關(guān)(SW2)的場效應(yīng)晶體管的柵極與第二串延遲電路(T4、T5)相連。
17．按照權(quán)利要求8或16所述的輸出緩沖開關(guān)電路，其特征在于，-第一串延遲電路(T1、T2)的輸出端與具有兩個輸入端的“或非”門(13)的第一輸入端(31)相連，-“或非”門(13)的輸出端與第二串延遲電路(T4、T5)的輸入端相連，-第二串延遲電路(T4、T5)的逆轉(zhuǎn)的輸出端與具有兩個輸入端的“與”門(14)的第一輸入端(41)相連，“與”門(14)的輸出端與第一串延遲電路(T1、T2)的輸入端相連，并且-“或非”門(13)的第二輸入端和“與”門(14)的第二輸入端相互連接，并且適合于接收控制信號(Tin)。
18．按照權(quán)利要求17所述的輸出緩沖開關(guān)電路，其特征在于，-第一延遲電路(T3)設(shè)在第一串延遲電路(T1、T2)的輸出端和“或非”門(13)的第一輸入端(31)之間，并且-第二延遲電路(T6)設(shè)在第二串延遲電路(T4、T5)的輸出端和“與”門(14)的第一輸入端(41)之間。
19．按照以上權(quán)利要求之一所述的輸出緩沖開關(guān)電路，其特征在于，自振蕩二極管(D)是經(jīng)由開關(guān)(SW1、SW2、SW1a、SW1b、SW2a、SW2b)中的至少一個接通的。
20．按照以上權(quán)利要求之一所述的輸出緩沖開關(guān)電路，其特征在于，-緩沖放大器段(12)包括第一對串聯(lián)在供電裝置段(11)的第一輸出接頭(4)和第二輸出接頭(3)之間的信號開關(guān)(27、33；30、32)以及第二對串聯(lián)在供電裝置段(11)的第一輸出接頭(4)和第二輸出接頭(3)之間的信號開關(guān)(29、31；28、34)，-其中，第一對信號開關(guān)(27、33；30、32)之間的第一連接點與緩沖放大器段(12)的第一信號輸出接頭(5)相連，并且第二對信號開關(guān)(29、31；28、34)之間的第二連接點與緩沖放大器段(12)的第二信號輸出接頭(6)相連，-其中，第一和第二對信號開關(guān)的控制接頭是如此連接的，--如果緩沖放大器段(12)的輸入信號(Usignal)接受第—邏輯電平，則第一信號輸出接頭(5)與供電裝置段(11)的第一輸出接頭(4)連接并且第二信號輸出接頭(6)與供電裝置段(11)的第二輸出接頭(3)連接，并且--如果緩沖放大器段(12)的輸入信號(Usignal)接受第二邏輯電平，則第一信號輸出接頭(5)與供電裝置段(11)的第二輸出接頭(3)連接并且第二信號輸出接頭(6)與供電裝置段(11)的第一輸出接頭(4)連接。
21．按照權(quán)利要求20所述的輸出緩沖開關(guān)電路，其特征在于，每個信號開關(guān)包括一個n溝道MOSFET晶體管和一個p溝道MOSFET晶體管，這兩個晶體管的溝道是并聯(lián)的并且這兩個晶體管的柵極接收互補的輸入信號(S1、S2)。
22．按照權(quán)利要求21所述的輸出緩沖開關(guān)電路，其特征在于，-第二對信號開關(guān)的第一開關(guān)(29、31)的和第一對信號開關(guān)的第二開關(guān)(30、32)的p溝道MOSFET晶體管(29,30)的柵極，和第一對信號開關(guān)的第一開關(guān)(27、33)的和第二對信號開關(guān)的第二開關(guān)(28、34)的n溝道MOSFET晶體管(27、28)的柵極接收輸入信號(S1)，并且-第二對信號開關(guān)的第二開關(guān)(28,34)的和第一對信號開關(guān)的第一開關(guān)(27、33)的p溝道MOSFET晶體管(33、34)的柵極和第一對信號開關(guān)的第二開關(guān)(30、32)的和第二對信號開關(guān)的第一開關(guān)(29,31)的n溝道MOSFET晶體管(31、32)的柵極接收逆轉(zhuǎn)的輸入信號(S2)。
23．按照以上權(quán)利要求之一所述的輸出緩沖開關(guān)電路，其特征在于，一個平滑電抗(C)是經(jīng)由輸出接頭(3、4)接通的。
24．按照以上權(quán)利要求之一所述的輸出緩沖開關(guān)電路，其特征在于，放大器段(12)和至少供電裝置段(11)的開關(guān)裝置(SW)是集成在一個共同的半導體芯片上的。
25．按照以上權(quán)利要求之一所述的輸出緩沖開關(guān)電路，其特征在于，電抗裝置(L)是一個電感。
26．按照以上權(quán)利要求之一所述的輸出緩沖開關(guān)電路，其特征在于，該輸出緩沖開關(guān)電路包括多個用于多個信號信道的放大器段(12)。
27．按照以上權(quán)利要求之一所述的輸出緩沖開關(guān)電路，其特征在于，具有用于控制開關(guān)(SW1、SW2、SW1a、SW1b、SW2a、SW2b)的開關(guān)運作的控制裝置。
28．用于使一個具有一個放大器段(12)和一個包括輸入接頭(1、2)、用于暫時存儲能量的電抗裝置(L)和與放大器段(12)相連的輸出接頭(3、4)的供電裝置段(11)的輸出緩沖開關(guān)電路運作的方法，具有如下步驟-使輸入接頭(1、2)與一個電壓源(Vcc)連接，-為了把能量充入電抗裝置(L)，使電抗裝置(L)與輸入接頭(1、2)連接，并且-為了把能量的至少一部分放入放大器段(12)，使電抗裝置(L)與輸出接頭(3、4)連接。
29．按照權(quán)利要求28所述的方法，其特征在于，-在使電抗裝置(L)與輸出接頭(3、4)連接之前，使所有的輸入接頭(1、2)與電抗裝置(L)分離，-在使電抗裝置(L)與輸入接頭(1、2)連接之前，使所有的輸出接頭(3、4)與電抗裝置(L)分離。
全文摘要
一個用于產(chǎn)生輸出數(shù)字信號的輸出緩沖開關(guān)電路包括一個用于驅(qū)動一個負載一條低阻抗的傳輸線(9)的緩沖放大器段和一個用于向緩沖放大器段(12)提供功率的供電裝置段(11)。供電裝置段(11)包括一對用于連接一個電壓源的輸入接頭(1、2)和一對與放大器段(12)相連的輸出接頭(3、4),用于暫時存儲能量的電抗裝置和開關(guān)裝置,這些開關(guān)裝置適合于規(guī)定一個充電階段和一個放電階段,在充電階段中,能量從電壓源被充入電抗裝置中,在放電階段中,存儲在電抗裝置中的能量的至少一部分被放入輸出接頭(3、4)中。
文檔編號H03K19/00GK1214157SQ96180220
公開日1999年4月14日 申請日期1996年12月23日 優(yōu)先權(quán)日1996年1月16日
發(fā)明者M·赫德貝里 申請人:艾利森電話股份有限公司