[发明专利]开关电流线路驱动器中的功率减小

说明书

技术领域

本发明涉及例如用于驱动串行信号下行传输线的线路驱动器，以使能电子设备不同部分之间的通信。

背景技术

用于高速串行接口的线路驱动器需要驱动特征线路阻抗，从而倾向于在系统中消耗大量的功率。

尽管有时在研究电压开关，但是通常使用差分对平衡电流驱动级，以满足速度、阻抗连续性和/或AC共模信号的需求。具体地，结合驱动器信号预加重的需求来看，差分对电流驱动技术比电压开关技术相比更实用，因为对于电流驱动方案来讲，可以非常容易地将电流相加和相减以实现预加重。预加重是有限脉冲响应滤波技术，以提供发送端均衡。发送端均衡被用于补偿频率依赖的传输损耗，导致接收端的码间干扰的显著减少。滤波器可以具有若干抽头。预加重的一种简单情形是2抽头滤波器以增强信号转换，这将导致与信号的低频分量相比增加的高频信号分量。

典型地，当限制驱动器的最大输出摆动时，可以衰减低频成分来替代增强高频成分。因此，有时将这种情况表示为去加重，但是本质上具有相同的功能。

图1中示出了不同的驱动器概念。典型地，在驱动器和负载之间典型地存在具有特定特征阻抗的传输线路。

电路10示出了开关电压驱动器，其中，开关装置使电压源与负载电阻器耦合，其中，极性取决于开关配置。通过串行数据流控制开关，使得二进制比特流控制施加到负载2Ro上的电压极性。电压驱动器包括共模电压源Vcom和两个差分电压源Vdif/2，使得负载上的输出电压(忽略开关损耗)是Vdif，其以Vcom为中心。电路10是DC耦合的实现方法，而电路10’是在负载的每端具有大外部电容器Cac的AC耦合的实现方法。

电路12示出了互补式开关电流驱动器。该装置中的开关装置控制(再次由输入串行数据流来控制)驱动来自一对电流源的电流通过负载的方向。电压源将负载偏置到共模电压，并且在共模电压的每端存在两个平衡电流源。共模电压连接至与输出负载并联的电路支路的中点，以提供期望的驱动器输出阻抗，并且限定了输出信号的共模电平。对于双终端传输线路，试图将发射机输出阻抗与接收机负载阻抗相匹配。共模电压被镜像到输出负载的中点(使相等的电流通过两条支路)。因此，可以在不用影响共模电压的情况下适配被驱动流过负载的电流，原因在于在共模电压每端平衡了电流源。

这种互补式驱动器的源电流与汇电流是相等的，并且被驱动流向差分输出的相反引脚，因此只有差分电流流过终端。

图12是DC耦合的实现方法，以及图12’是在负载的每端具有电容器Cac的AC耦合的实现方法。

电路14示出了汇开关电流驱动器。开关装置控制(再次由输入串行数据流控制)电流流过输出负载的方向，并且确定通过终端电压源Vterm与电流源之间的终端的电流。电流源从电压源汇入电流通过终端。电路14是DC耦合的实现方法，并且电路14’是在负载的每端具有电容器Cac的AC耦合的实现方法。

电路16示出了源开关电流驱动器。开关装置控制(再次由输入串行数据流控制)电流流过输出负载的方向，并且确定通过电流源与终端电压源Vterm之间的终端的电流。电流源向电压源发出通过终端的电流。电路16是DC耦合的实现方法，并且电路16’在负载的每端具有电容器Cac的AC耦合的实现方法。

本发明涉及电流驱动技术。

电流驱动技术的缺陷在于增加功耗。

此外，随着电源电压的降低，互补式电流驱动变得不可能了，使得必须使用图1中的汇电流装置或源电流装置。这意味着从一端驱动电流(电流不是双向的)，而终端电压接近于或等于相反供应轨道的电压。这虽然提供了最大的电压变化范围，但是也增加了功耗。此外，这会因为共模电流将流过终端而使得共模电平取决于驱动电流，从而引起相对于终端电压Vterm的电平移动，其中终端电压取决于驱动强度。

对于若干串行接口标准来说，线路驱动器必须支持多个驱动电平和/或多个预加重电平，其中在训练阶段期间确定最佳设置。该训练阶段被用于确定传输线路的性能，因为这进而指示预加重所需的电平，以补偿高频传输损耗。

当传输线路与大外部电容器AC耦合时，不期望的是在改变驱动电平和/或预加重电平时，共模电平跳变。例如DisplayPort之类的一些标准就非常清楚地排除了这种情况。这意味着在没有进一步测量的情况下，线路驱动器的功耗总是与所支持的最大驱动电平的功耗一样高，而这是不希望的。

发明内容

根据本发明，提供了一种通过去除对所需差分输出信号没有贡献的输出电流来减小差分开关电流线路驱动器功耗的方法。