针对于接口电路的方法及设备与流程

本发明大体来说涉及电路。更特定来说，本发明的实例涉及发射信号的接口电路。

背景技术：

电子电路消耗电力来操作。当在电子电路元件之间通信时，电子信号通常是跨越耦合于电路元件之间的电导体而发射及接收。所述通信通常利用跨越电子电路的输入与输出电路之间的电导体发射及接收的电压及/或电流来实现。

存在设计者在设计需要与其它电路介接的电子电路时必须考虑的许多设计选择。举例来说，对于电路设计者来说，将接口电路设计成具有发射器与接收器电路之间的匹配阻抗以便减少在彼此通信的各种电路元件之间的发射线中发生的损耗及反射通常是必要的。另外，电路设计还通常采用如各规范中所陈述的通信信号中的固定预定电压摆幅以便使发射器与接收器电路跨越所述电路之间的通信线彼此可靠地通信。

技术实现要素：

在一方面中，本发明涉及一种用于发射信号的接口电路，其包括：预驱动器，其经耦合以接收单端信号，其中所述预驱动器经耦合以将所述单端信号转换为中间差分信号，其中所述中间差分信号响应于供应到所述预驱动器的第一供应电压而具有第一电压摆幅；输出驱动器，其经耦合以从所述预驱动器接收所述中间差分信号，其中所述输出驱动器经耦合以将所述中间差分信号转换为输出差分信号，其中所述输出差分信号响应于供应到所述输出驱动器的第二供应电压而具有第二电压摆幅；复制偏置电路，其经耦合以接收所述第一供应电压以产生偏置信号，其中所述复制偏置电路经耦合以接收开路端接启用信号以响应于所述开路端接启用信号而调整所述偏置信号；内部调节器，其经耦合以接收所述偏置信号及所述第一供应电压以响应于所述偏置信号而将所述第二电压供应到所述输出驱动器；及开路端接电路，其耦合到所述输出驱动器的输出，其中所述开路端接电路经耦合以接收所述开路端接启用信号以响应于所述开路端接启用信号而将内部负载耦合到所述输出驱动器的所述输出。

在另一方面中，本发明涉及一种产生输出差分信号的方法，其包括：利用经耦合以从第一供应电压被供应电力的预驱动器电路来将单端信号转换为具有第一电压摆幅的中间差分信号；选择模式以确定所述输出差分信号的第二电压摆幅；确定是否启用开路端接启用信号；利用经耦合以从所述第一供应电压被供应电力的复制偏置电路来响应于所述所选择模式及所述开路端接启用信号而产生偏置信号；响应于所述偏置信号而使经耦合以从所述第一供应电压被供应电力的内部调节器电路偏置以产生第二供应电压；及利用经耦合以从所述第二供应电压被供应电力的输出驱动器电路来响应于所述中间差分信号而产生所述输出差分信号。

附图说明

参考以下各图描述本发明的非限制性及非穷尽性实例，其中贯穿各种视图，相似参考编号是指相似部件，除非另有规定。

图1是图解说明根据本发明的教示的用于发射信号的接口电路的一个实例的框图。

图2是图解说明根据本发明的教示的用于发射信号的接口电路的详细实例的示意图。

图3是图解说明根据本发明的教示的用于产生输出差分信号的过程的一个实例的流程图。

贯穿图式的数个视图，对应参考字符指示对应组件。所属领域的技术人员将了解，各图中的元件是为简单及清晰起见而图解说明的，且未必按比例绘制。举例来说，为帮助改进对本发明的各种实施例的理解，各图中的元件中的一些元件的尺寸可能相对于其它元件被放大。并且，通常不描绘在商业上可行的实施例中有用或必需的常见而众所周知的元件以便促进对本发明的这些各种实施例的较不受阻碍的观看。

具体实施方式

如将展示，揭示针对于发射具有可变输出摆幅及开路端接模式的信号的接口电路的方法及设备。在以下说明中，陈述众多特定细节以便提供对本发明的透彻理解。在以下说明中，陈述众多特定细节以提供对实施例的透彻理解。然而，相关领域的技术人员将认识到，本文中所描述的技术可在不具有所述特定细节中的一或多者的情况下实践或者可借助其它方法、组件、材料等来实践。在其它实例中，未详细展示或描述众所周知的结构、材料或操作以避免使某些方面模糊。

贯穿本说明书对“一个实施例”、“一实施例”、“一个实例”或“一实例”的提及意指结合实施例或实例所描述的特定特征、结构或特性包含于本发明的至少一个实施例或实例中。因此，贯穿本说明书的各个地方中出现的例如“在一个实施例中”或“在一个实例中”的短语未必全部指相同实施例或实例。此外，在一或多个实施例或实例中，可以任何适合方式来组合特定特征、结构或特性。下文是通过参考附图对在本发明的实例的说明中所使用的术语及元件的详细说明。

如将论述，下文详细地描述可发射具有可定制可变输出摆幅及包含不匹配阻抗的开路端接模式的信号的接口电路的实例，其给电路设计者提供额外灵活性：任选地配置接口电路以在支持可落在规范范围以外的经增加发射输出能力及开路端接模式的应用(例如，根据本发明的教示，其中发射与接收电路之间的距离足够短以容忍不同电压摆幅及/或阻抗不匹配的情况)中实现所述经增加发射输出能力及开路端接模式。

为了图解说明，图1是图解说明根据本发明的教示的用于发射信号的接口电路100的一个实例的框图。如所描绘实例中所展示，接口电路100包含经耦合以接收数据输入信号DIN 102的预驱动器104。在一个实例中，数据输入信号DIN 102是可以单个导体上的电压信号表示的单端信号，如所展示。在实例中，预驱动器104经耦合以将单端信号数据输入信号DIN 102转换为预驱动器的差分对输出106及108处的中间差分信号，如所展示。在一个实例中，预驱动器104经耦合以从第一供应电压VDD 110供电以在产生预驱动器104的中间差分信号输出时产生跨越差分对输出106及108的第一电压摆幅。在一个实例中，第一供应电压VDD 110等于“正常”供应电压(例如1.2伏)，且跨越差分对输出106及108的第一电压摆幅介于从0伏到1.2伏的范围内。在其它实例中，应了解，第一供应电压VDD 110及第一电压摆幅可具有其它值且仍享有本发明的益处。在实例中，差分对输出106及108为互补输出，如以在输出108上有小圆圈且在输出106上无圆圈来表示。因此，当输出106上的信号为高时，输出108上的信号为低，且反之亦然。

输出驱动器112经耦合以从预驱动器104的差分对输出106及108接收中间差分信号。在实例中，输出驱动器112经耦合以将来自差分对输出106及108的中间差分信号转换为输出驱动器112的差分对输出DP 112及DN 114处的输出差分信号。在一个实例中，输出驱动器112经耦合以从第二供应电压VDDio 116供电以在产生输出驱动器112的输出差分信号输出时产生跨越差分对输出DP 112及DN 114的第二电压摆幅。在一个实例中，第二供应电压VDDio 116等于“较低”供应电压(例如0.4伏)，且跨越差分对输出DP 112及DN 114的第二电压摆幅介于从0.1伏到0.3伏的范围内。因此，第二供应电压VDDio 116小于第一供应电压VDD 110，且第二电压摆幅小于第一电压摆幅。在其它实例中，应了解，第二供应电压VDDio 116及第二电压摆幅可具有其它值且仍享有本发明的益处。举例来说，在其它实例中，应了解，针对接收器端接模式，跨越差分对输出DP 112及DN 114的第二电压摆幅可介于从大约0.25*VDDio到0.75*VDDio的范围内。在另一实例中，针对开路接收器端接模式，所述电压摆幅可介于从0*VDDio到VDDio的范围内。在实例中，差分对输出DP 112及DN 114为互补输出，如以在输出DN 114上有小圆圈且在输出DP 112上无圆圈来表示。因此，当输出DP 112上的信号为高时，输出DN 114上的信号为低，且反之亦然。

在所说明实例中，复制偏置电路120经耦合以接收第一供应电压VDD 110及开路端接启用信号128以产生对开路端接启用信号128做出响应的偏置信号122。另外，图1中所描绘的实例还展示复制偏置电路120进一步经耦合以接收模式选择信号126，且偏置信号122进一步是由复制偏置电路120响应于模式选择信号126而产生。如下文将进一步详细地论述，根据本发明的教示，开路端接启用信号128适于在包含于接收电路130中的外部负载RLOAD 132经耦合以从输出驱动器112接收输出差分信号的情况下被停用。另外，如下文将进一步详细地论述，根据本发明的教示，模式选择信号126可用于调整由输出驱动器112产生的输出差分信号的电压摆幅。

如所描绘实例中所展示，内部调节器118经耦合以接收第一供应电压VDD 110以将第二电压VDDio 116供应到输出驱动器112。在一个实例中，内部调节器118调节第二供应电压VDDio 116，且可因此在产生第二供应电压VDDio 116时提供经改进电力供应抑制比(PSRR)。在一个实例中，内部调节器118经耦合以响应于偏置信号122而产生第二供应电压VDDio 116，所述偏置信号是经耦合以从复制偏置电路120接收。

如图1中所描绘的实例中所展示，开路端接电路124耦合到输出驱动器112的输出处的差分对输出DP 112及DN 114。开路端接电路124经耦合以接收开路端接启用信号128。如下文将更详细地论述，开路端接电路124响应于开路端接启用信号128而将内部负载耦合到输出驱动器112的输出。在操作中，开路端接启用信号128可在接收电路130的外部负载RLOAD 132不耦合到输出驱动器112(这将因此导致输出驱动器112的输出处的阻抗不匹配)的情况下被启用。因此，开路端接电路124在开路端接启用信号128被启用的情况下将内部负载耦合到输出驱动器112的输出以节省电力且改进效率。然而，如果包含于接收电路130中的外部负载RLOAD 132耦合到输出驱动器112的输出，那么开路端接电路124被停用且不将内部负载耦合到输出驱动器112的输出，这是因为阻抗跨越差分对输出DP 112及DN 114在输出驱动器112与接收器130之间得到匹配。在一个实例中，负载RLOAD 132提供100欧姆的电阻。

图2是图解说明根据本发明的教示的用于发射信号的接口电路200的详细实例的示意图。在所描绘实例中，应了解，图2的接口电路200可为图1的接口电路100的实例中的一者，且下文所提及的类似命名及编号的元件以类似于如上文所描述而耦合及起作用。因此，下文还可出于解释目的而参考图1中的元件。

如所描绘实例中所说明，图2的接口电路200包含预驱动器204，所述预驱动器经耦合以将单端信号数据输入信号DIN 202转换为差分对互补输出206及208处的中间差分信号。输出驱动器212经耦合以从差分对输出206及208接收中间差分信号以将中间差分信号转换为输出驱动器212的差分对输出DP 212及DN 214处的输出差分信号。在一个实例中，输出驱动器212经耦合以从第二供应电压VDDio 216供电以产生跨越互补差分对输出DP 212及DN 214的第二电压摆幅。

如所描绘实例中所展示，内部调节器218B经耦合以接收供应电压VDD 210以将第二电压VDDio 216供应到输出驱动器212。在一个实例中，内部调节器218B调节第二供应电压VDDio 216，且可因此在产生第二供应电压VDDio 216时提供经改进电力供应抑制比(PSRR)。在图2中所描绘的实例中，内部调节器218B为源极跟随器耦合晶体管，其包含控制端子，所述控制端子经耦合以从复制偏置电路220接收偏置信号222以产生第二供应电压VDDio 216，如所展示。

在一个实例中，复制偏置电路220还经耦合以接收供应电压VDD 210(如所展示)以产生偏置信号222。在所描绘实例中，复制偏置电路还经耦合以接收开路端接启用信号228。如先前所提及，开路端接启用信号228适于在输出驱动器212被端接使得包含于接收电路130中的外部负载RLOAD 132(举例来说，如图1中所展示)经耦合以通过输出端子DP 212及DN 214从输出驱动器212接收输出差分信号的情况下被停用。换一种方式说，开路端接启用信号228适于在假设无外部负载耦合到输出驱动器212的输出端子DP 212及DN 214的情况下被启用。

在操作中，如果开路端接启用信号228被启用，那么开路端接晶体管248A接通，且晶体管240A通过反相器250关断。另一方面，如果开路端接启用信号228被停用，那么开路端接晶体管248A关断，且晶体管240A通过反相器250接通。

复制偏置电路220包含复制偏置电路路径，偏置电流I_BIAS 252A被传导穿过所述复制偏置电路路径以产生偏置信号222。在图2中所描绘的实例中，偏置电流I_BIAS 252A被传导穿过的复制偏置电路路径包含晶体管234A及电阻器236A。如果开路端接启用信号228被停用且开路端接晶体管248A关断且晶体管240A接通，那么复制偏置电路路径从电阻器236A继续穿过电阻器232A、电阻器238A及晶体管240A，如所展示。在实例中，晶体管234A的控制端子经耦合以接收“接通”信号(如所展示)，使得晶体管234A开关保持闭合且传导偏置电流I_BIAS 252A。另一方面，如果开路端接启用信号228被启用且开路端接晶体管248A接通且晶体管240A关断，那么复制偏置电路路径替代地从电阻器236A继续穿过开路端接晶体管248A。

如图2中所描绘的实例中所展示，复制偏置电路220还包含比较器242，所述比较器具有第一输入(图解说明为图2中的比较器242的非反相输入)，所述第一输入经耦合以从对模式选择信号226做出响应的模式选择电路244接收参考电压。在所描绘实例中，模式选择电路244图解说明为多路复用器且经耦合以响应于模式选择信号226而将(举例来说)0.3伏或0.15伏或者0.2伏作为参考电压提供到比较器242。应了解，上文所提及的实例性电压是出于解释目的而提供，且可利用其它电压值且享有本发明的益处。如先前所提及，根据本发明的教示，模式选择信号226可用于通过调整用于产生偏置信号222的参考电压而调整由输出驱动器212产生的输出差分信号的电压摆幅，所述偏置信号用于调节提供到输出驱动器212的VDDio 216电压，所述电压产生由输出驱动器212产生的输出差分信号的电压摆幅。

继续图2中所描绘的实例，比较器242还包含第二输入(图解说明为图2中的比较器242的反相输入)，所述第二输入经耦合以从偏置电路路径接收反馈信号246以产生比较器242的输出处的偏置信号222。在实例中，所述反馈信号是沿着偏置电路路径在电阻器236A与电阻器232A之间的端子处产生。

复制偏置电路220还包含耦合到偏置电路路径的晶体管218A，如所展示。在所描绘实例中，应了解，晶体管218A为源极跟随器耦合晶体管且为晶体管218B的复制品。如同内部调节器的晶体管218B，晶体管218A也经耦合以接收供应电压VDD 210(如所展示)以产生偏置信号222。晶体管218A还包含控制端子，所述控制端子经耦合以从比较器242接收偏置信号222。因此，在所描绘实例中，响应于偏置信号222而被传导穿过晶体管218A与晶体管218B的电流彼此成比例。

举例来说，如下文将进一步详细地论述，在一个实例中，经传导穿过晶体管218A与晶体管218B的电流大致彼此相等。在另一实例中，复制偏置电路220为输出驱动器212的经比例缩减版本以节省电力及大小。举例来说，在一个实例中，经传导穿过晶体管218A的电流经比例缩减为经传导穿过晶体管218B的电流的(举例来说)25％。在此实例中，晶体管218A可为晶体管218B的大小的四分之一。

根据本发明的教示，在其中从模式选择电路244选择的参考电压等于0.3伏的实例中，用于控制内部调节器的晶体管218B的偏置信号222提供等于大约0.4伏的第二供应电压VDDio 216，这导致通过输出端子DP 212及DN 214供应到接收器130的输出差分信号中的0.1伏到0.3伏的第二电压摆幅。在其它实例中，应了解，根据本发明的教示，从模式选择电路244选择的参考电压具有除0.3伏外的值，且不同电压摆幅可被提供到输出差分信号。

在图2中所描绘的实例中，开路端接电路230经耦合以接收开路端接启用信号228，且耦合到输出驱动器212的输出端子DP 212及DN 214。如所说明实例中所展示，开路端接电路230包含耦合到输出端子DP 212的开路端接晶体管248B及耦合到输出端子DN 214的开路端接晶体管248C。如先前所提及，开路端接启用信号228适于在包含于接收电路130中的外部负载RLOAD 132耦合到输出端子DP 212及DN 214的情况下被停用。换一种方式说，开路端接启用信号228适于在假设无外部负载耦合到输出端子DP 212及DN 214的情况下被启用。

在操作中，如果开路端接启用信号228被启用，那么可假设无外部RLOAD 132耦合到输出端子DP 212及DN 214，且开路端接晶体管248B及248C因此接通。因此，根据本发明的教示，在无外部负载耦合到输出端子DP 212及DN 214的情况下，开路端接晶体管248B及248C在被连接时将内部负载提供到输出驱动器212。如下文将进一步详细地论述，应了解，通过给内部负载提供开路端接晶体管248B及248C，存在耦合到源极跟随器耦合晶体管218B的负载。在无负载耦合到源极跟随器耦合晶体管218B的情况下，输出端子DP 212及DN 214处的输出“1”电压电平将增加到与存在耦合到源极跟随器耦合晶体管218B的负载时相比大致较高的电平。当开路端接启用信号228被停用时，可假设外部RLOAD 132耦合到输出端子DP 212及DN 214以将负载提供到源极跟随器耦合晶体管218B，且开路端接晶体管248B及248C可因此关断。

如图2中所描绘的实例中所展示，输出驱动器包含第一及第二电路路径，第一内部电流I_P 252B及第二内部电流I_N 252C可分别被传导穿过所述第一及第二电路路径以产生输出DP 212及输出DN 214处的输出差分信号的第一及第二输出信号。在其中开路端接启用信号228被停用且假设外部RLOAD 132耦合到输出端子DP 212及DN 214且开路端接晶体管248B及248C因此关断的实例中，第一内部电流I_P 252B被传导穿过的第一电路路径包含晶体管234B、电阻器236B、耦合到输出端子DP 212及DN 214的RLOAD 132的外部电阻、电阻器238B及晶体管240B。第二内部电流I_N 252C被传导穿过的第二电路路径包含晶体管234C、电阻器236C、耦合到输出端子DP 212及DN 214的RLOAD 132的外部电阻、电阻器238C及晶体管240C。在操作中，预驱动器206的产生中间差分信号的第一互补输出206及第二互补输出208用于控制输出驱动器的第一及第二电路路径的晶体管。举例来说，在所描绘实例中，预驱动器204的第一互补输出206经耦合以控制第一电路路径中的晶体管234B及晶体管240B。预驱动器204的第二互补输出208经耦合以控制第二电路路径中的晶体管234C及晶体管240C。由于预驱动器204的输出206及208为互补输出，因此应了解，一次仅第一内部电流I_P 252B及第二内部电流I_N252C中的一者传导。

在其中开路端接启用信号228被启用且假设无外部RLOAD 132耦合到输出端子DP 212及DN 214且在输出端子DP 212与DN 214之间存在开路电路的实例中。在此情形中，开路端接晶体管248B及248C响应于开路端接启用信号228被启用而接通。如此，第一内部电流I_P252B被传导穿过的第一电路路径包含晶体管234B、电阻器236B及开路端接晶体管248B。第二内部电流I_N 252C被传导穿过的第二电路路径包含晶体管234C、电阻器236C及开路端接晶体管248C。

如上文所提及，在一个实例中，输出驱动器212的第一电路路径及第二电路路径以及复制偏置电路220的偏置电路路径全部为彼此的复制品，使得偏置电流I_BIAS 252A在第一内部电流I_P 252B被传导时与第一内部电流I_P 252B成比例，且使得偏置电流I_BIAS252A在第二内部电流I_N 252C被传导时与第二内部电流I_N 252C成比例。

举例来说，在一个实例中，偏置电流I_BIAS 252A在第一内部电流I_P 252B被传导时大致等于第一内部电流I_P 252B，且偏置电流I_BIAS 252A在第二内部电流I_N 252C被传导时大致等于第二内部电流I_N 252C。如此，晶体管234A、234B及234C为彼此的复制品。另外，晶体管240A、240B及240C也是彼此的复制品。此外，开路端接晶体管248A、248B及248C也是彼此的复制品。类似地，电阻器236A、236B及236C具有大致相同电阻，且电阻器238A、238B及238C具有大致相同电阻。此外，电阻器232A的电阻与接收器130的电阻RLOAD 132大致相同。在一个实例中，RLOAD 132大致等于100欧姆。

在另一实例中，如上文所提及，复制偏置电路220为输出驱动器212的经比例缩减版本以节省电力及大小。举例来说，在一个实例中，偏置电流I_BIAS 252A经比例缩减为第一内部电流I_P 252B或第二内部电流I_N 252C(在传导时)的(举例来说)的25％。在此实例中，针对复制偏置电路220的0.25X比例缩减版本，晶体管234A及240A可分别为晶体管234B及234C以及晶体管240B及240C的大小的四分之一。在实例中，电阻器236A及238A可分别为电阻器236B及236C以及238B及236C的值的四倍，且电阻器232A可为RLOAD 132的电阻的值的四倍。此外，在实例中，开路端接晶体管248A为开路端接晶体管248B及248C的大小的四分之一。当然，应了解，用于复制偏置电路220的这些25％比例因数实例是出于解释目的而提供，且在其它实例中，根据本发明的教示，复制偏置电路220可以其它因数比例缩放。

图3是图解说明根据本发明的教示的用于产生输出差分信号的过程300的一个实例的流程图。在所描绘实例中，应了解，图3的过程300描述可利用图2的实例性接口电路200或图1的实例性接口电路100的过程，且下文所提及的类似命名及编号的元件以类似于如上文所描述而耦合及起作用。因此，下文还可出于解释目的而参考图1及/或图2中的元件。另外，应了解，在图3中发生的过程中的一些或所有过程的次序不应视为限制性的。相反，受益于本发明的所属领域的一般技术人员将理解，可以未图解说明的多种次序或甚至并行地执行所述过程中的一些过程。

在过程框354处，将单端信号转换为具有第一电压摆幅的中间差分信号。举例来说，如上文实例中所描述，预驱动器104或204可经耦合以接收待转换为输出106及108或者输出206及208处的具有第一电压摆幅的中间差分信号的单端数据输入信号102或202。在过程框356处，选择模式以确定输出差分信号的第二电压摆幅。举例来说，如上文实例中所描述，模式选择电路244可接收模式选择信号126或226以选择在产生偏置信号122或222时可用于调节第二供应电压VDDio 116或216的参考电压，所述第二供应电压由输出驱动器112或212用于产生输出差分信号的电压摆幅。

在过程框358处，确定启用还是停用开路端接启用信号。如所论述，开路端接启用信号可在假设无外部负载耦合到输出驱动器112或212的输出时被启用，且开路端接启用信号可在存在耦合到输出驱动器112或212的输出的外部负载时被停用。在过程框360处，利用复制偏置电路响应于所选择模式及开路端接启用信号而产生偏置信号。

在过程框362处，经耦合以接收第一供应电压的内部调节器电路响应于偏置信号而产生第二供应电压。举例来说，内部调节器118或218B经耦合以接收VDD 110或210以响应于偏置信号122或222而产生第二供应电压VDDio 116或216。在过程框364处，利用经耦合以从第二供应电压被供应电力的输出驱动器电路响应于中间差分信号而产生输出差分信号。举例来说，响应于来自输出106及108或者输出206及208的中间差分信号而在输出DP 112及DN 114或者输出DP 212及DN 214处产生输出差分信号。

包含发明摘要中所描述内容的本发明的所说明实例的以上说明并不打算为穷尽性或限制于所揭示的精确形式。尽管出于说明性目的而在本文中描述本发明的特定实施例及实例，但可在不背离本发明的较宽广精神及范围的情况下做出各种等效修改。实际上，应了解，特定实例性电压、电流、频率、电力范围值、时间等是出于解释目的而提供且根据本发明的教示还可在其它实施例及实例中采用其它值。

鉴于上文详细说明，可对本发明的实例做出这些修改。所附权利要求书中使用的术语不应理解为将本发明限制于说明书及权利要求书中所揭示的特定实施例。相反，所述范围将完全由所附权利要求书来确定，权利要求书将根据权利要求解释的所确立原则来加以理解。因此，本说明书及各图应视为说明性的而非限制性的。