专利名称：微分数据总线接收器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种能够以极低的延迟失调检测正负电平的微分数据总线用的接收器。这种接收器的主要应用是汽车数据总线，如FlexRay(网络)或CAN等。
背景技术：
按照现有技术的情况，可将多种电阻分压器用于消弱关于接收器中这种数据总线的微分总线信号。然后将经分压的内部总线信号送到两个比较器，由所述比较器检测总线电平。
然而，总线的各微分线可能会有高共模电平，在这样的电平下，接收器始终必须以高对称性检测总线上所使用的电平。如果两个分支的电阻器存在比例失调，则会引发两个比较器的检测电平失调。这样的失调会在总线上变得比较大，具有较高的正或负共模电压。另外，总线的绝对切换电平会与二分支电阻器的比例有关。有关这种比例的范围引出关于所述绝对开关电平的范围。
发明内容
本发明的目的在于提供一种微分数据总线用的接收器，在关于总线检测两个电平时，具有被改善了的延迟失调。
为实现上述目的，提出一种具有两个分支的微分数据总线用的接收器，所述各分支具有多个电阻元件，所述电阻元件以串联排列方式连接，其中，各电阻元件之间的接点连接到各开关的第一接线端，其中，每个分支的一个开关被关闭，以接收来自总线的数据，并且所述一个开关还由它的第二接线端连接到比较器；所述接收器设置有开关控制逻辑块，该逻辑块按两个子匹配程序匹配各电阻元件
—在通过给总线加以共模电压而确定总线上信号之绝对电平的第一子程序中，通过比较第一电阻分支中各开关的电压和基准电压，选择适宜的开关设置，并将这些设置写入内部存储器件；—在通过给总线加以共模电压而使两个电阻分支之间的失调最小化的第二子程序中，通过比较第二电阻分支中各开关的电压与已经平衡之第一电阻分支中各开关的电压，选择对第二程序适宜的开关设置，并将这些设置写入内部存储器件。
按照这一原理的接收器相对地简单，它是耐用的，并且它占有相对较小的芯片面积。两个子程序确保两个分支的电阻器的理想匹配，从而实现总线上的两个电平的检测。即使在总线上采用可能的共模电压，这也能导致非常低的延迟失调。
按照下述有利的检测，通过连续地关闭各分支中的各个开关，并比较被关闭的开关上的电压和基准电压，而找出两个分支的电阻器的理想匹配。其中，在所述子匹配程序中，所述控制逻辑设定开关(31-41，81-91)，使得—在第一子程序中，由最接近总线的开关开始并继之以下一个相邻的，一个在另一个之后地设定第一分支的各开关(31-41)，直至看到第一开关，即其电压低于基准电压的开关，将这一开关选定为所述的适宜开关；—在第二子程序中，由最接近总线的开关开始并继之以下一个相邻的，一个在另一个之后地设定第二分支的开关(81-91)，直至看到第一开关，即电压低于第一分支的开关的电压，所述第一分支的电压等于第一程序中的基准电压，将这一开关选定为所述适宜开关。
以下将参照附图进一步描述本发明，其中图1是本发明接收器一种实施例的示意方框图，具有在第一子程序中匹配的第一电阻器分支；图2是图1接收器的示意方框图，具有第二子程序中与第一分支匹配的第二电阻器分支；图3是图1和2接收器的示意方框图，具有用于接收来自数据总线之数据的电路。
具体实施例方式
如上所述，为了正确地检测总线两条线上的电平，并且为了在识别数据时实现低延迟失调，即使关于各线采用共模电压，也必须使用于接收来自具有两条线之微分数据总线的数据之接收器的两个电阻分支非常好地匹配。
本发明的主体思想在于提供两个分支不带固定的电阻器而具有多个串联连接的电阻元件，可借助电子开关切换这些电阻元件。由此，可以如同所需要的那样调整各分支的电阻值。以两个子匹配程序实现这种调整，第一子程序用于匹配第一分支，第二子程序用于匹配第二分支。
图1中所示本发明接收器的示意图表示，包含在第一子程序的那些电路部件，用于匹配第一分支的各输入电阻元件。
所述第一分支包括第一电阻元件5和最后电阻元件6，其间连接有电阻元件11-29的串联排列1。本例中采用电阻元件11-29，当然也可以采用不同数目的元件。电阻元件11-20、5和6之间的各接点连接到开关块3的开关31-41的各第一接线端。开关31-41的第二接线端连接到比较器9的正输入端，比较器的负输入端连接到电压源10，电压源10提供基准电压Vref。
把比较器9的输出送给开关控制逻辑块51，由电压源52给逻辑块51提供电能，这就是一个振荡器，即对于选择连续开关的部件的时钟输入。开关控制逻辑块的输出端连接到所述开关块3。开关控制逻辑块的输出端与所述开关块3相连。所述开关控制逻辑块能够使所述开关块的每个开关31-41分别地接通或断开。当一个开关被取消选定时，自动选择下一个开关。
按与具有电阻元件5、6和11-20的第一分支并联的方式，所述接收器包括第二分支，它具有第一电阻元件7、串联排列的电阻元件61-70，以及最后的电阻元件8。
所述两个分支的最后电阻元件连到基准电位。
仅仅是为了两个子匹配程序的目的，所述二分支的输入端都被连接到电压源71，所述电压源模拟数据总线(该图未示出)上的共模电压。
按照第一子匹配程序，开关控制逻辑块51先关闭第一开关31，同时将所有其它开关都打开。开关31的第二接线端的电压被耦合给比较器9，该比较器将这个电压与基准电压Vref相比较。如果基准电压低于该开关的电压，则比较器不对开关逻辑块51提供任何输出信号。相应地，继续该子程序。开关控制逻辑块打开开关31，并关闭开关32。这一子程序一直继续到其电压低于基准电压的一个开关被关闭。在这种情况下，比较器9对开关控制逻辑块51供给一个信号，随着已经找到正确的开关位置，停止这一过程。将这个开关位置写入到存储器件，所述存储器件可以位于开关控制逻辑块之内，比如可以是EEPROM。
下面应该调整第二分支，这将参照图2予以详细说明。在该图中，具有相同参考标号的电路元件都是与图1中相同的元件。不过，比较器9的负输入端现在被连接到由上述第一子程序中已经识别的第一分支的开关块3的那个开关。本例中假设发现开关36为第一子程序中的适宜(correct)开关。在第二子程序中，这个开关保持关闭。
图2表示具有开关81和91的第二开关块80，它可由开关逻辑块51来控制。正如在第一子程序中那样，各开关的第一接线端连接到第二分支的电阻元件7、61-70和8的各接点。这些开关的第二接线端与比较器9的正输入端相连。
在第二子程序中，使第二分支的电阻失调最小化。过程原则上与的一子程序的过程相同。开关81-91一个接在另一个之后被关闭，直至发现一个开关的电压低于第一分支的开关36的电压。然后，保持这个开关被关闭，并在内部存储这一开关位置。
在两个子程序之后，对于最佳电平检测和最小的延迟失调而言，各分支内的失调以及两个分支彼此相对的失调都最小化。
图3表示接收数据的优选实施例。这幅图中，图1和图2的两个分支，以及各图中的开关块被指示为101和102。这些块中，上述两个子程序中所找到的那些开关被关闭，使两个分支都得到很好的匹配。
各分支的输入端被连接到微分数据总线的两条线bm和bp。这两条线还经两个第一电阻器103和104被连接到两个反相器105和106的输入端。反相器105和106的输出端经第二电阻器107和108被连到它们的输入端。电阻器103、104、107和108的欧姆值比两个分支的电阻元件的高。
在块101和102中，两个子程序中所找到的那些开关被关闭，并且，它们的第二接线端与两个比较器111和112相连，两个比较器提供接收器的输出信号RXD0和RXD1，显示从总线的两条线bm和bp接收的数据。线bp的信号耦合到比较器112的正输入端，并经电压源113耦合到比较器111的负输入端。电压源113确定应该要加给总线的差分电压。这个经电阻分压器所倍增的电压确定总线上的差分电压。线bm的信号耦合到比较器111的正输入端，并经电压源114耦合到比较器112的负输入端。
采用电阻器103、104、107和108，以便在把共模电压加给总线时，保持比较器111和112的输入围绕着一个稳定值(实际约为2.5V，不过也可以是使比较器111和112始终工作的任何其它电压值)。当总线(bm和bp)上的共模电压变得较高时，反相器105和106输入端的电压会变得较高，并且反相器105和106输出端的电压会变得较低，从而使比较器111和112的输入端稳定在一个稳定的电压。代替这一点，可以采用另一种输入级(stage)。
权利要求
1.一种具有两个分支的微分数据总线用的接收器，所述二分支具有电阻元件(5，10-20，6；7，61-70，8)，所述电阻元件以串联排列方式连接，电阻元件(5，10-20，6；7，61-70，8)之间的各个接点连接到开关(31-41；81-91)的第一接线端，其中，每个分支的开关(31-41；81-91)之一被关闭，以接收来自总线的数据，并且所述开关之一还由它的第二接线端连接到比较器(111，112)；所述接收器设置有开关控制逻辑块(51)，该逻辑块按两个子匹配程序匹配电阻元件(5，10-20，6；7，61-70，8)-在通过给总线加以共模电压而确定总线上信号之绝对电平的第一子程序中，通过连续地比较第一电阻分支(5，10-20，6)中开关(31-41)的电压与基准电压，选择适宜的开关设置，使得在所述设置下，起作用的开关的电压值最接近于所述基准值，并将这一设置写入内部存储器件；-在通过给总线加以共模电压而使两个电阻分支之间的失调最小化的第二子程序中，通过连续地比较第二电阻分支(7，61-70，8)中开关(81-91)的电压与已经平衡之第一电阻分支(5，10-20，6)中的开关的电压，选择对第二程序适宜的开关设置，使得在所述设置下，起作用的开关的电压值最接近于第一程序中围绕第一分支的开关的电压，并将这一设置写入内部存储器件。
2.如权利要求1所述的接收器，其特征在于，在所述子匹配程序中，所述控制逻辑设定开关(31-41，81-91)，使得-在第一子程序中，由最接近总线的开关开始并继之以下一个相邻的，一个在另一个之后地设定第一分支的各开关(31-41)，直至看到第一开关，即其电压低于基准电压的开关，将这一开关选定为所述的适宜开关；-在第二子程序中，由最接近总线的开关开始并继之以下一个相邻的，一个在另一个之后地设定第二分支的开关(81-91)，直至看到第一开关，即电压低于第一分支的开关的电压，所述第一分支的电压等于第一程序中的基准电压，将这一开关选定为所述适宜开关。
3.如权利要求1或2所述的接收器，其特征在于，为接收总线的数据，两个分支中每一个的输入端经第一电阻器(103；104)与两个反相器(105；106)相连，反相器的输出端经第二电阻器(107；108)与它们的输入端相连。
4.如权利要求1-3任一项所述的接收器，其特征在于，所述微分总线是车内的数据总线。
5.如权利要求1-3任一项所述的接收器，其特征在于，所述微分总线是FlexRay标准的数据总线。
全文摘要
本发明涉及一种具有两个分支的微分数据总线用的接收器，所述接收器设置有开关控制逻辑块(151)。所述两个分支具有电阻元件(7，61…70，8和5，10…20，6)，以及用以切换各电阻元件的开关(3，80)，其中，开关控制逻辑块设置各开关，在用以通过给总线加以共模电压而确定总线上信号之绝对电平的第一子程序中，比较第一电阻分支上的电压和基准电压，选择适宜的开关设置，并将这些设置写入内部存储器件中；而在用以通过给总线加以共模电压而使两个电阻分支之间的失调最小化的第二子程序中，比较第二电阻分支上的电压和已经平衡者第一电阻分支上的电压，选择对第二分支适宜的开关设置，并将这些设置写入内部存储器件中。因而，这种接收器提供良好的平衡和共模抑制。
文档编号H03F3/45GK101015178SQ200580029691
公开日2007年8月8日 申请日期2005年6月30日 优先权日2004年7月7日
发明者耶勒·尼科·沃尔塞克, 科内利斯·克拉斯·沃德恩伯格, 塞西莉厄斯·赫拉尔杜斯·夸克奈特, 斯特凡·格哈德·埃里切·布岑塞勒尔 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司