專利名稱：傳輸線驅(qū)動(dòng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明相關(guān)于傳輸線驅(qū)動(dòng)器，特別指一種包含有一跨導(dǎo)電路(transconductance circuit)，用來驅(qū)動(dòng)一傳輸線的傳輸線驅(qū)動(dòng)器。
背景技術(shù)：
隨著科技的進(jìn)步，網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用越來越廣泛，已經(jīng)成為人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢苫蛉钡囊徊糠?。而由于各種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用(例如線上多媒體的應(yīng)用)對(duì)頻寬的要求越來越嚴(yán)格，故網(wǎng)絡(luò)裝置的速度也漸漸地由10/100Mbs(兆位/秒)提升為1000Mbs(亦即1Gbs)以上。
在不同的速度下，網(wǎng)絡(luò)裝置在驅(qū)動(dòng)傳輸線(transmission line)時(shí)，傳輸線上的信號(hào)會(huì)有不同的幅值。一般而言，在較低的速度下(例如10Mbs)，需以較大的幅值來傳送信號(hào)，此時(shí)網(wǎng)絡(luò)裝置可以以“電流模式”(currentmode)來驅(qū)動(dòng)傳輸線；至于在較高的速度下(例如100/1000Mbs)，僅需以較小的幅值來傳送信號(hào)即可，此時(shí)網(wǎng)絡(luò)裝置則可以以“電壓模式”(voltagemode)來驅(qū)動(dòng)傳輸線。
請(qǐng)參閱圖1，圖1為常規(guī)技術(shù)中一具有電流模式與電壓模式的傳輸線驅(qū)動(dòng)器(transmission line driver)的示意圖。傳輸線驅(qū)動(dòng)器100可通過變壓器(transformer)50來驅(qū)動(dòng)一傳輸線(本圖以一阻抗RL來代表該傳輸線的等效阻抗)。在10Mbs的傳輸速率下，傳輸線驅(qū)動(dòng)器100會(huì)處于電流模式，一電流驅(qū)動(dòng)器(current driver)110會(huì)產(chǎn)生電流信號(hào)TXIP與TXIN來驅(qū)動(dòng)該傳輸線；至于在100/1000Mbs的傳輸速率下，傳輸線驅(qū)動(dòng)器100則會(huì)處于電壓模式，一電壓驅(qū)動(dòng)器(voltage driver)130會(huì)產(chǎn)生電壓信號(hào)TXVP與TXVN來驅(qū)動(dòng)該傳輸線。在圖1所示的常規(guī)技術(shù)中，電流模式與電壓模式是兩個(gè)互斥(exclusive)的模式，亦即兩個(gè)模式不會(huì)同時(shí)被啟動(dòng)。至于電流驅(qū)動(dòng)器110與電壓驅(qū)動(dòng)器130兩者間則是相互獨(dú)立地進(jìn)行工作。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一，在于提供一種傳輸線驅(qū)動(dòng)器，包含有一跨導(dǎo)電路，用以驅(qū)動(dòng)一傳輸線。
根據(jù)以下的一實(shí)施例，本發(fā)明公開一種傳輸線驅(qū)動(dòng)器，用來依據(jù)一輸入電壓信號(hào)來產(chǎn)生一輸出電壓信號(hào)以驅(qū)動(dòng)一傳輸線，該傳輸線驅(qū)動(dòng)器包含有一電壓增益電路與一跨導(dǎo)電路。該電壓增益電路依據(jù)該輸入電壓信號(hào)，產(chǎn)生一第一電壓信號(hào)，并通過一負(fù)載以該第一電壓信號(hào)驅(qū)動(dòng)該傳輸線。該跨導(dǎo)電路連接到該電壓增益電路與該傳輸線，依據(jù)該第一電壓信號(hào)，產(chǎn)生一第一電流信號(hào)以驅(qū)動(dòng)該傳輸線。其中，該傳輸線驅(qū)動(dòng)器使用該第一電壓信號(hào)和/或該第一電流信號(hào)來決定該輸出電壓信號(hào)的幅值。
另外，根據(jù)以下的另一實(shí)施例，本發(fā)明所公開的傳輸線驅(qū)動(dòng)器，用來依據(jù)一輸入電壓信號(hào)來產(chǎn)生一輸出電壓信號(hào)以驅(qū)動(dòng)一傳輸線，該傳輸線驅(qū)動(dòng)器包含有一電壓增益電路與一跨導(dǎo)電路。該電壓增益電路依據(jù)該輸入電壓信號(hào)，產(chǎn)生一第一電壓信號(hào)，并通過一負(fù)載以該第一電壓信號(hào)驅(qū)動(dòng)該傳輸線。該跨導(dǎo)電路連接到該傳輸線，依據(jù)該輸入電壓信號(hào)，產(chǎn)生一第一電流信號(hào)以驅(qū)動(dòng)該傳輸線。其中，該傳輸線驅(qū)動(dòng)器使用該第一電壓信號(hào)和/或該第一電流信號(hào)來決定該輸出電壓信號(hào)的幅值。


圖1為常規(guī)技術(shù)中一傳輸線驅(qū)動(dòng)器的示意圖。
圖2為本發(fā)明的傳輸線驅(qū)動(dòng)器的第一實(shí)施例示意圖。
圖3為本發(fā)明的傳輸線驅(qū)動(dòng)器的第二實(shí)施例示意圖。
圖4為使用單端閉路的跨導(dǎo)電路來作為圖2的跨導(dǎo)電路時(shí)的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5則為具有開路差動(dòng)模式的跨導(dǎo)電路的一實(shí)施例示意圖。
附圖符號(hào)說明20 電容50、503 變壓器100、200、300、500 傳輸線驅(qū)動(dòng)器110 電流驅(qū)動(dòng)器130 電壓驅(qū)動(dòng)器220、320、501電壓增益電路
230、330、452放大器240、340 驅(qū)動(dòng)電路250、350、502跨導(dǎo)電路454、510、520、530、540、550、560晶體管具體實(shí)施方式
請(qǐng)參閱圖2，圖2為本發(fā)明的傳輸線驅(qū)動(dòng)器的第一實(shí)施例示意圖。圖2所示的傳輸線驅(qū)動(dòng)器200用來依據(jù)一輸入電壓信號(hào)Vi來產(chǎn)生一輸出電壓信號(hào)VO以驅(qū)動(dòng)一傳輸線(圖2中以RL來表示傳輸線驅(qū)動(dòng)器200看至該傳輸線的等效阻抗)。在較高的速度下(100/1000Mbs)，該輸出電壓信號(hào)VO的幅值較??；在較低的速度下(10Mbs)，該輸出電壓信號(hào)VO的幅值較大。
本實(shí)施例中的傳輸線驅(qū)動(dòng)器200包含有一電壓增益電路220以及一驅(qū)動(dòng)電路240。電壓增益電路220連接到輸入電壓信號(hào)Vi，用來放大輸入電壓信號(hào)Vi以產(chǎn)生一第一電壓信號(hào)Vi，其包含有一第一阻抗R1、一放大器230、以及一第二阻抗R2，各元件間的連接方式如圖2所示。
至于驅(qū)動(dòng)電路240則連接到電壓增益電路220與該傳輸線，用來驅(qū)動(dòng)該傳輸線，其包含有一跨導(dǎo)電路(transconductance circuit)250與一匹配阻抗Rm。在一較佳實(shí)施例中，由于在較高的速度下(100/1000Mbs)該傳輸線上的信號(hào)所需的幅值較小，故傳輸線驅(qū)動(dòng)器200可以只使用電壓增益電路220來驅(qū)動(dòng)該傳輸線，而停止使用跨導(dǎo)電路250；至于在較低的速度下(10Mbs)，由于該傳輸線上的信號(hào)所需的幅值較大，故該傳輸線驅(qū)動(dòng)器200可以同時(shí)使用電壓增益電路220以及跨導(dǎo)電路250來驅(qū)動(dòng)該傳輸線。
圖2中的跨導(dǎo)電路250連接到電壓增益電路220與該傳輸線，在使用中(in-use)的狀態(tài)下，跨導(dǎo)電路250用來將第一電壓信號(hào)V1轉(zhuǎn)換成一第一電流信號(hào)I1。此時(shí)驅(qū)動(dòng)電路240可依據(jù)其所接收到的第一電壓信號(hào)V1以及跨導(dǎo)電路250所產(chǎn)生的第一電流信號(hào)I1來產(chǎn)生用以驅(qū)動(dòng)該傳輸線的輸出電壓信號(hào)VO。
如前段所述，跨導(dǎo)電路250具有將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成電流信號(hào)的功用，其所產(chǎn)生的第一電流信號(hào)I1等于V1×gm1，其中g(shù)m1為跨導(dǎo)電路250的跨導(dǎo)值(transconductance)。若Rm與RL實(shí)質(zhì)上具有相同的值R(舉例來說，R＝100Ω)，則經(jīng)由計(jì)算后可得出第一電壓信號(hào)V1與輸出電壓信號(hào)VO的關(guān)系會(huì)如以下方程式所示V0=1+gm1×R2×V1]]>假設(shè)gm1的值等于1/R，則輸出電壓信號(hào)VO會(huì)趨近于第一電壓信號(hào)V1，在10M的傳輸速度下，第一電流信號(hào)I1的幅值會(huì)大約等于25mA。而于10M的傳輸速度下，若以常規(guī)技術(shù)的傳輸線驅(qū)動(dòng)器100中的電流驅(qū)動(dòng)器110來驅(qū)動(dòng)傳輸線，則電流驅(qū)動(dòng)器110所輸出的電流信號(hào)的幅值就必須要在50mA左右，故本實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)約可以比常規(guī)技術(shù)省下一半的電流。
請(qǐng)參閱圖3，圖3為本發(fā)明的傳輸線驅(qū)動(dòng)器的第二實(shí)施例示意圖。相似于圖2的傳輸線驅(qū)動(dòng)器200，圖3所示的傳輸線驅(qū)動(dòng)器300用來依據(jù)一輸入電壓信號(hào)Vi來產(chǎn)生一輸出電壓信號(hào)VO以驅(qū)動(dòng)一傳輸線(圖3中亦使用RL來表示傳輸線驅(qū)動(dòng)器300看至該傳輸線的等效阻抗)。不同之處在于圖2中的跨導(dǎo)電路250以電壓增益電路220所產(chǎn)生的第一電壓信號(hào)V1作為其輸入信號(hào)，并依據(jù)第一電壓信號(hào)V1來產(chǎn)生第一電流信號(hào)I1(這種結(jié)構(gòu)下跨導(dǎo)電路250的輸入范圍將會(huì)較大)；至于在圖3所示的傳輸線驅(qū)動(dòng)器300中，跨導(dǎo)電路350則直接以輸入電壓信號(hào)Vi作為其輸入信號(hào)，并依據(jù)輸入電壓信號(hào)Vi來產(chǎn)生第一電流信號(hào)I1。此時(shí)，只要讓圖3的跨導(dǎo)電路350的跨導(dǎo)值gm2等于圖2的跨導(dǎo)電路250的跨導(dǎo)值gm1的(-R2/R1)倍，圖2與圖3的傳輸線驅(qū)動(dòng)器200、300即可具有相同的工作功效。
請(qǐng)注意，如前文所述，跨導(dǎo)電路250(或350)用來將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成電流信號(hào)，并不限于特定的形式，只要是可將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成電流信號(hào)的電路結(jié)構(gòu)，皆可用來作為本發(fā)明的跨導(dǎo)電路。舉例來說，本發(fā)明所使用到的跨導(dǎo)電路可以是“單端結(jié)構(gòu)”(single-ended mode)、“差動(dòng)結(jié)構(gòu)”(differentialmode)、“開路結(jié)構(gòu)”(open loop)、“閉路結(jié)構(gòu)”(close loop)四個(gè)種類的任意組合。
請(qǐng)參閱圖4，圖4為使用一單端閉路的跨導(dǎo)電路來作為圖2的跨導(dǎo)電路250時(shí)的電路結(jié)構(gòu)示意圖。在此種結(jié)構(gòu)下，輸出電流信號(hào)VO反饋到放大器452的一輸入端，晶體管454則可依據(jù)放大器452所輸出的信號(hào)來產(chǎn)生第一電流信號(hào)I1。電路工作原理為常規(guī)技術(shù)者能輕易了解的，故在此不多作贅述。
請(qǐng)參閱圖5，圖5則為具有開路差動(dòng)模式的跨導(dǎo)電路的一實(shí)施例示意圖。此跨導(dǎo)電路502以VIP與VIN作為差動(dòng)的輸入電壓信號(hào)，以輸出差動(dòng)的電流信號(hào)ION與IOP，由于電路工作原理亦為常規(guī)技術(shù)者能輕易了解的，故在此不多作贅述。在此實(shí)施例，該跨導(dǎo)電路500的跨導(dǎo)值大約會(huì)等于1/R。在另一實(shí)施例，則可省略該電阻R。
當(dāng)然，在上述各實(shí)施例中，還可包括一控制邏輯(未示于圖上)，用以控制各傳輸線驅(qū)動(dòng)器在較高的速度下(100/1000Mbs)或是在較低的速度下(10Mbs)操作，經(jīng)由控制該電壓增益電路或/與跨導(dǎo)電路來控制輸出電壓信號(hào)VO的幅值。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明權(quán)利要求所進(jìn)行的等效變化與修改，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1.一種傳輸線驅(qū)動(dòng)器，用來依據(jù)一輸入電壓信號(hào)來產(chǎn)生一輸出電壓信號(hào)以驅(qū)動(dòng)一傳輸線，該傳輸線驅(qū)動(dòng)器包含有一電壓增益電路，依據(jù)該輸入電壓信號(hào)，產(chǎn)生一第一電壓信號(hào)，并通過一負(fù)載以該第一電壓信號(hào)驅(qū)動(dòng)該傳輸線；以及一跨導(dǎo)電路，連接到該電壓增益電路與該傳輸線，依據(jù)該第一電壓信號(hào)，產(chǎn)生一第一電流信號(hào)，并以該第一電流信號(hào)驅(qū)動(dòng)該傳輸線；其中，該傳輸線驅(qū)動(dòng)器使用該第一電壓信號(hào)和/或該第一電流信號(hào)來決定該輸出電壓信號(hào)的幅值。
2.如權(quán)利要求1所述的傳輸線驅(qū)動(dòng)器，其中該電壓增益電路包含有一第一阻抗，連接到該輸入電壓信號(hào)；一放大器，其一輸入端連接到該第一阻抗，用來接收該輸入電壓信號(hào)，其一輸出端連接到該跨導(dǎo)電路，用來輸出該第一電壓信號(hào)；以及一第二阻抗，連接到該輸出端與該輸入端的間。
3.如權(quán)利要求1所述的傳輸線驅(qū)動(dòng)器，其中，在一第一模式下，該電壓增益電路單獨(dú)驅(qū)動(dòng)該傳輸線，在一第二模式下，該電壓增益電路以及該跨導(dǎo)電路共同驅(qū)動(dòng)該傳輸線。
4.如權(quán)利要求3所述的傳輸線驅(qū)動(dòng)器，其中該第一模式為一100/1000兆位/秒模式，該第二模式為一10兆位/秒模式。
5.一種傳輸線驅(qū)動(dòng)器，用來依據(jù)一輸入電壓信號(hào)來產(chǎn)生一輸出電壓信號(hào)以驅(qū)動(dòng)一傳輸線，該傳輸線驅(qū)動(dòng)器包含有一電壓增益電路，依據(jù)該輸入電壓信號(hào)，產(chǎn)生一第一電壓信號(hào)，并通過一負(fù)載以該第一電壓信號(hào)驅(qū)動(dòng)該傳輸線；以及一跨導(dǎo)電路，連接到該傳輸線，依據(jù)該輸入電壓信號(hào)，產(chǎn)生一第一電流信號(hào)，并以該第一電流信號(hào)驅(qū)動(dòng)該傳輸線；其中，該傳輸線驅(qū)動(dòng)器使用該第一電壓信號(hào)和/或該第一電流信號(hào)來決定該輸出電壓信號(hào)的幅值。
6.一種傳輸線驅(qū)動(dòng)器，用來驅(qū)動(dòng)一傳輸線，包含有一電壓增益電路，接受一輸入信號(hào)，在一第一模式與一第二模式下，依據(jù)該輸入信號(hào)以產(chǎn)生一第一電壓信號(hào)，并以該第一電壓信號(hào)通過一負(fù)載驅(qū)動(dòng)該傳輸線；以及一跨導(dǎo)電路，在該第二模式下，依據(jù)該第一電壓信號(hào)產(chǎn)生一第一電流信號(hào)以驅(qū)動(dòng)該傳輸線；其中，在該第二模式下，該電壓增益電路與該跨導(dǎo)電路共同驅(qū)動(dòng)該傳輸線。
7.如權(quán)利要求6所述的傳輸線驅(qū)動(dòng)器，其中該第二模式為一10兆位/秒模式，該第一模式為一100/1000兆位/秒模式。
8.一種傳輸線驅(qū)動(dòng)器，用來驅(qū)動(dòng)一傳輸線，包含有一電壓增益電路，接受一輸入信號(hào)，在一第一模式與一第二模式下，依據(jù)該輸入信號(hào)以產(chǎn)生一第一電壓信號(hào)，并以該第一電壓信號(hào)通過一負(fù)載驅(qū)動(dòng)該傳輸線；以及一跨導(dǎo)電路，在該第二模式下，依據(jù)該輸入信號(hào)產(chǎn)生一第一電流信號(hào)以驅(qū)動(dòng)該傳輸線；其中，在該第二模式下，該電壓增益電路與該跨導(dǎo)電路共同驅(qū)動(dòng)該傳輸線。
9.如權(quán)利要求8所述的傳輸線驅(qū)動(dòng)器，其中該第二模式為一10兆位/秒模式，該第一模式為一100/1000兆位/秒模式。
10.如權(quán)利要求8所述的傳輸線驅(qū)動(dòng)器，其中該跨導(dǎo)電路包含有一運(yùn)算放大器，其一輸出端連接到該晶體管，其一輸入端接受該輸入信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明公開一種傳輸線驅(qū)動(dòng)器，用來依據(jù)一輸入電壓信號(hào)來產(chǎn)生一輸出電壓信號(hào)以驅(qū)動(dòng)一傳輸線，該傳輸線驅(qū)動(dòng)器包含有一電壓增益電路與一跨導(dǎo)電路。該電壓增益電路依據(jù)該輸入電壓信號(hào)產(chǎn)生一第一電壓信號(hào)，并通過一負(fù)載以該第一電壓信號(hào)驅(qū)動(dòng)該傳輸線。該跨導(dǎo)電路連接到該電壓增益電路與該傳輸線，依據(jù)該第一電壓信號(hào)，產(chǎn)生一第二電流信號(hào)以驅(qū)動(dòng)該傳輸線。其中，該傳輸線驅(qū)動(dòng)器使用該第一電壓信號(hào)和/或該第一電流信號(hào)來決定該輸出電壓信號(hào)的幅值。
文檔編號(hào)H04B3/02GK1707969SQ20041004932
公開日2005年12月14日 申請(qǐng)日期2004年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月11日
發(fā)明者黃勤文, 黃禎治, 葉明郁 申請(qǐng)人:瑞昱半導(dǎo)體股份有限公司