一种混合模式的多协议串行接口驱动器的制造方法
【专利摘要】一种混合模式的多协议串行接口驱动器，该驱动器可工作于电流模式、电压模式，或同时工作于这两种模式下，它包括一个用来使输出信号符合一系列可选择的电气接口标准之一的的电路，这些标准包括，CCITT/EIA标准V.35，V.11/RS-422，V.28/RS-232，和V.10/RS-423。当模式选择输入信号选择一个特定的标准，电路中适当的部分启用响应。部分电路不能被置于高阻抗状态，防止其干扰启用响应的电路。
【专利说明】一种混合模式的多协议串行接口驱动器
【技术领域】:
[0001]本发明涉及一种电子设备之间的串行通信。更具体地说，本发明涉及一种混合模式的多协议串行接口驱动器。
【背景技术】:
[0002]电子设备之间的通信，例如，计算机处理器，调制解调器，网络控制器，硬盘驱动器和打印机，都是通过串行或并行发送信息(如，数据和控制信号)来实现的。串行通信是通过单导线顺序传输数据的，而并行通信则是通过并行导线同时传输多条数据的。尽管并行通信比串行通信速度快，并行电缆相比串行电缆明显高得多的成本限制了近距离器件之间并行通信的实现，例如，计算机和一个附近的打印机。因此，大多数电子通信都是串行的。
[0003]信息通常以二进制编码的形式传输(S卩，逻辑I和逻辑O)。要想准确地反映这些信息，通信设备必须能够用逻辑O或逻辑I来表示其特有的电平。因此，需要用通信设备之间的兼容性来确保每个设备能正确接收所发送的信息。否则，如果一个器件将电压值为+/-2V分别用逻辑I和逻辑O表示来发送数据，接收装置预定逻辑I和逻辑O分别表示+/-SVjP么所发送的信息将会丢失。
[0004]为了防止这类困难的发生，电气接口标准得以发展。这些标准提供电气规格，称为协议，用来规范通信设备之间传送的信号的格式(如，电平)。因此，如果每个设备都遵守相同的标准，这些设备就可交换信息。这些接口标准已被大多数电子数据传输和商业设备制造商普遍接受。在一个设备需要与另一个设备交流的情况中，要么遵守不同的接口标准，对于一般不兼容的电气信号参数，可以通过接口驱动器允许设备通信。
[0005]如果一个设备与多个其他设备进行通信，两个或两个以上的设备坚持不同的接口标准，多接口驱动器是必须的。然而，这样的多接口驱动器即不需要手动切换电缆以连接到正确的驱动器上，也不需要繁琐的、昂贵的、乏味的实现能够自动选择合适的接口驱动器的开关继电电路。此外，虽然一些多协议接口驱动器通常已经能够使选择的信号符合超过一种接口标准，然而，这些多协议接口驱动器很难使输出信号准确地符合每个标准，特别是V.35标准。
[0006]当接口驱动器工作于电流模式时，能够准确地符合V.35标准。电流模式操作是指驱动器的输出电流基本上独立于输出电压。已知的多协议接口驱动器通常工作于电压模式，电压模式指的是驱动器的输出电压独立于输出电流。
[0007]电压模式多协议驱动器旨在遵循V.35标准，这通常很难做到，因为它们不能供应一个恒定的电流以满足标准规定的通过指定负载的电压。相反，电流模式驱动器旨在提供一个恒定电流。因此，维持通过指定负载的特定电压更容易实现。
[0008]此外，电压模式驱动器不能提供标准的指定输出阻抗，因为电压模式驱动器本身具有低输出阻抗(100欧姆或更低)。这样的低输出阻抗会对终端电阻提供的阻抗产生不利影响。终端电阻用来阻断被驱动的输出线。此外，在制造过程中的变化(如，氧化层厚度)、操作温度、和电源电压会使驱动器的输出阻抗发生变化，进一步提高了选择适当值终端电阻的难度，终端电阻会产生符合规格的等效电阻。
[0009]相反，电流模式驱动器通常具有很高的输出阻抗，这对由终端电阻提供的输出阻抗没有实质性的影响。因此，终端电阻可以单独用来提供标准的输出阻抗。
[0010]多协议串行接口驱动器也要求严格遵循V.35标准。但是，混合模式(S卩，电流模式和电压模式同时实现的模式)的多协议接口驱动器的设计呈现出了一些困难。
[0011 ] 特别的，由于这样的驱动器的输出在不同的驱动电路之间是共享的，所以不同电路之间的互相干扰是很难避免的。例如，当输出电压超过电源电压时，要阻止目前不在使用中的驱动电路被动打开是非常困难的。
[0012]当一个连接多个驱动器的输出线可使一个输出信号符合具有高电压摆幅的接口标准，如，RS-232标准，通常有+/-8V的摆幅，而其他驱动器的电源电压通常为+5V，这时，输出电压可以超过电源电压。接地电压和测试设备使用的电压的变化也会导致输出电压超过电源电压。
[0013]这样大的输出电压能使电路中晶体二极管的内在衬底变的导电，从而迫使这些晶体管导通。因此，需要另外置一条电路以维持驱动电路目前没有在高阻抗状态下使用。
[0014]综上所述，需要提供一种混合模式的多协议接口驱动器来使输出信号满足一个可选电气接口标准。
[0015]还需要提供一种混合模式多协议接口驱动器，可以在电流模式下工作，可以在电压模式下工作，或同时工作于这两种模式下。
[0016]进一步需要提供一种混合模式的多协议接口驱动器，它可以将电路保持在高阻抗状态。
【发明内容】
:
[0017]本发明的目的是提供一个混合模式的多协议接口驱动器，它可以使输出信号符合一个可选电气接口标准。
[0018]本发明的另一个目的是提供一种混合模式多协议接口驱动器，它能工作于电流模式，能工作于电压模式，或同时工作于这两种模式。
[0019]本发明进一步的目的是提供一种混合模式多协议接口驱动器，它可使部分电路保持高阻抗状态。
[0020]本发明的技术解决方案:
[0021]本发明提供了 一种混合模式多协议接口驱动器，它包含一个输入端，一个模式选择输入端，第一和第二个输出端，和使输出信号能符合一个可选电气接口标准的电路，其中接口驱动器工作于电流模式，以使输出信号符合至少一个可选电气接口标准。
[0022]本发明提供了一种混合模式多协议接口驱动器，该电路中的第一和第二个电流源串联耦合在一起，因此在其间形成第一和第二个节点，上述第一和第二个输出端分别耦合到第一和第二个节点，其中:当使输出端至少符合其中一个可选择的电气接口标准时，该电路工作于电流模式；当电路工作于电流模式时，它提供了 一个通过第一和第二个输出端的差分输出信号；当使输出信号至少符合其中一个可选择的电气接口标准时，该电路工作于电压模式；当电路工作于电压模式时，该电路提供了 一个通过第一个输出端的单端输出信号。[0023]进一步，当使输出端至少符合一个可选电气接口标准时，电路可同时工作于电流模式和电压模式；当电路同时工作于电流模式和电压模式时，该电路会提供一个通过第一和第二个输出端的差分输出信号；该电路还包含单端驱动电路，用于驱动与所选择的电气接口标准一致的电路部分，由所选择的标准决定单端输出信号；该电路集成封装在一个单一的电子模块中；上述电路可通过CMOS器件实现；其中一个上述可选电气接口标准是V.10/RS-423电气接口标准；模式选择信号显示了其中一个可选电气接口标准，部分电路能够响应模式选择信号，该部分电路可使输出信号符合所选择的电气接口标准。
[0024]进一步，未用于使输出端符合所选择的电气接口标准的电路部分被置于高阻抗状态，以响应模式选择信号；当输出电压超过电源电压时，上述未用于使输出端符合所选择的电气接口标准的电路部分保持高阻抗状态；当电路的电源被切断时，上述未用于使输出端符合所选择的电气接口标准的电路部分保持高阻抗状态；电路中的二极管用来保持未被使用的电路部分的高阻抗状态；上述二极管是肖特基二极管。
[0025]进一步，其中一个可选电气接口标准是V.35电气接口标准；当使一个输出信号符合V.35电气接口标准时，电路工作于电流模式；其中一个可选电气接口标准是V.11/RS-422电气接口标准；当使输出信号符合V.11/RS-422电气接口标准时，电路可同时工作于电流模式和电压模式；其中一个可选电气接口标准是V.10/RS-423电气接口标准；其中一个可选电气接口标准是V.28/RS-232电气接口标准。
[0026]进一步，其中一个可选电气接口标准是V.11/RS-422电气接口标准；另外一个可选电气接口标准是V.28/RS-232电气接口标准；部分电路由电荷泵驱动；驱动器和电荷泵制作在同一个芯片上。
[0027]对比专利文献:CN201830502U LED驱动器远程控制接口 201020296275.1，CN203136047U 一种高清数字串行接口信号中继器201320118487.4
【专利附图】
【附图说明】:
[0028]附图将对本发明的优点作进一步的描述，部分器件的参考字符已在图中标明。
[0029]图1是混合模式的多协议串行接口驱动器的一个具有代表性的图块。
[0030]图2是图1中接口驱动器的电路示意框图。
[0031]图3是图2中电路的部分原理图，可用于使输出信号符合V3.5电气接口标准。
[0032]图4是图2中电路的部分原理图，它可以用来使输出信号符合V.11/RS-422电气接口标准。
[0033]图5是图2中电路的另一部分原理图，它可以用来使输出信号符合V.28/RS-232电气接口标准。
[0034]图6也是图2中电路的部分原理图，它可用来使输出信号符合V.10/RS-423电气接口标准。
[0035]图7描述了图2中接口驱动电路中的单端驱动电路部分。
【具体实施方式】:
[0036]本发明提供了一种混合模式的多协议串行接口驱动器，其作用是使输出信号符合一个可选的电气接口标准。图1描述了一个串行接口驱动器框图。输出信号可以选择如下的 CCITT/EIA 标准:V.35, V.ll/RS-422, V.28/RS-232，和 V.10/RS-423。接口驱动电路 100包括可作于电压模式、电流模式，或同时工作于这两种模式的电路，还包含输出端102,模式选择输出端104，输出端106和108，电源端子110、112、114和116。
[0037]在终端102接受输入信号后，输出端106和108分别提供反相的或同相的输出信号。因此，可为那些需要这样的输出信号的接口标准提供差分的，或对称的输出。一个差分输出信号的逻辑值是由两个输出信号的电压差决定的。例如，要输出逻辑0，输出端106的电压必须大于输出端108的电压。这时通常由输出端106输出逻辑I,由输出端108输出逻辑O。相反，要输出逻辑1，输出端108的电压值必须大于输出端106的电压值。同样，这时通常由输出端106输出逻辑0，由输出端108输出逻辑I。为了把电压看成逻辑I和逻辑0，各种接口标准指定的两个输出电压必须不同。抗噪声是这样输出的一个优点；出现在一个或两个输出线路上的任何噪声很可能也出现在其他地方，因此取消了两个输出信号之间的电压差。平衡线路驱动器包含满足V.35、V.11/RS-422标准的输出端口。
[0038]一些接口标准指定单端输出，如端口 106单独使用V.10/RS-423或V.28/RS-232。
[0039]模式选择输入端104将模式选择信号耦合到接口驱动器上。模式选择信号指出了输出信号遵循的电气接口标准。这些模式选择信号通过模式选择总线(未显示)耦合到驱动器100上。另外，当驱动器100包含产生多路复用并驱动模式选择信号的多路复用电路(工艺上已知的，未显示)时，会提供一条串行模式选择线路。因此，输入端104能容纳多条平行线路，但也可以容纳一条单一的模式选择线路。在驱动器100内，模式选择输入端104耦合到模式选择电路上。
[0040]为了响应特定的模式选择信号，部分被使用的驱动电路100和其他未被使用的部分都被置于高阻抗状态，以防止被使用的部分电路产生干扰(例如，不必要的负载)。只有那些能够使输出信号符合特定电气接口标准的部分电路能够在任何一个时间被使用。
[0041]电源供应端口 110，112，114和116耦合到驱动电路100上分别提供电压VDD，Vcc,Vee和接地。这些电压为驱动器提供电源并使驱动器提供合适的输出电压值以满足选定的电气接口标准。VDD，Vcc, Vee的电压值通常分别约为+8伏特，+5伏特，和-5伏特到-8伏特(根据标准)。由电荷泵(已知的工艺，未显示)提供Vdd和VEE。此外，电荷泵根据模式选择信号在-5伏特和-8伏特之间调节Vee，并由V。。和地面供电。根据不同的标准，其他实例可能包含其他的电源电压，其他的电源电压可能会由外部电源或电荷泵提供。
[0042]图2显示了驱动电路的原理框图。电路200是作为一个集成电路制作在一个单一的电子芯片上的，并封装在一个单一的电子模块上。电荷泵(未显示)，如果被提供，就是制作在和电路200 —样的芯片上的。另外，电路200可以在离散的部位(如，多个芯片)制作，在最后封装的时候共用输入和输出线路，这就可以由多个芯片组成一个模块，印刷电路板包含多个组件或其他一些已知的电子封装或装配。本发明的一个优点是电路200的不同部分可以共享输入和输出线路。
[0043]电路200是通过CMOS (互补金属氧化物半导体)技术实施的，但是可以用其他的电路技术代替，如，双极型工艺。CMOS电路包含两种类型的晶体管，PMOS和NMOS。PMOS晶体管的门应用逻辑O而使其导通(即，打开)，NMOS晶体管的门应用逻辑I而导通。相反，PMOS的门应用逻辑I使其截止(即，关闭)，而NMOS的门应用逻辑O使其截止。
[0044]电路200工作于电流模式，电压模式，或同时工作于这两个模式以使输出信号符合一个可选电气接口标准。电流模式操作是指驱动器的输出电流基本上独立于输出电压，电压模式操作是指驱动器的输出电压基本上独立于输出电流。在本例中，电路200工作于电流模式以使输出电压符合V3.5标准，工作于电压模式可以使输出电压符合V.28/RS-232和V.10/RS-423标准，同时工作于这两种模式可以使输出电压符合V.11/RS-422标准。通常，V.11/RS-422标准只有电压模式才能满足；然而，同步电压模式和电压模式对于减小一些晶体管设备的尺寸是有利的。
[0045]本发明的一个优点是，电流模式操作可以使输出信号遵循V.35标准。V.35标准要求连接在输出端106和108之间的100欧姆测试负载电阻上有一个具有20%公差的0.55伏特的差分电压。电压模式驱动器要满足那些标准是有困难的，因为，不同的电压源会使通过负载电阻的电流的变换足以让差分电压超过标准的可接受的公差。在制造过程中的变化(例如，氧化层厚度)和操作温度的变化也会导致同样的结果。然而，通过提供一个电流模式的接口驱动器，电压源、制造过程、和温度的变化对于输出电流都几乎没有影响，因为晶体管都工作于饱和模式。通过负载电阻的电流基本上是恒定的，因此，差分电压也基本上是恒定的。此外，精确的电流源和负载电阻可以利用现有的设计制造技术使差分电压的变化在20%以下。因此，V.35标准由接口驱动器满足就很有利了。
[0046]电路200在输入端102接受输入信号并将该信号提供给差分驱动电路201。驱动电路201输出反相和同相信号。这些信号都被应用到模式选择电路上，连同终端104上所接受的模式选择信号，使电路200中的特定部分能够使输出信号符合一个可选电气接口标准。此外，模式选择电路将未用部分的电路置于高阻抗状态。
[0047]模式选择电路包含与非门202，204，209，235和238 ;或非门211，216，230和243 ；和反相驱动器203，205，208，212，215，231，236，239和244。这些器件都是由负电压源提供Vee，从而使晶体管的阈值电压近似与地面相等。
[0048]作为电流模式对称传输接口驱动器使输出信号符合V.35标准，电路200通过模式选择输入端104(未在图2中显示)接受模式选择信号VD35ENB并将该信号提供给与非门202。与非门202的输出信号被提供给与非门204和209以及反相驱动器203。驱动器203的输出被提供给或非门211和216。或非门216和与非门204也从驱动器201处接受反相输入信号，同时，与非门209和或非门211也从驱动器201接受到反相输入信号。与非门204和209的输出信号分别被提供给反相器205和208，这两个反相器分别用来驱动(即控制开启和关闭)NM0S晶体管206和207。或非门211和216的输出信号分别被提供给反相器212和215，这两个反相器分别用来驱动PMOS晶体管213和214。
[0049]这部分电路200还包括PMOS晶体管217/218，它们形成了第一个电流源，和NMOS晶体管，该晶体管形成了第二个电流源。电压源Vrc由端口 112提供给PMOS晶体管217/218，电压源Vee由端口 114提供给NMOS晶体管210。将会在下文进一步讨论的二极管219，220，221和222，通过信号VD35ENB的激活，完成了电路200的电流模式部分。输出端106和108提供了平衡线路输出信号，所有其他晶体管都被置于高阻抗状态(即关闭)。
[0050]为清楚起见，在图3中重新描绘了电路200中电流模式部分的输出级。如果输入信号是逻辑0，那么当输出端108的电压是低电平(即逻辑O)时，输出端106的电压为高电平(即逻辑I)。因此，PMOS晶体管213和NMOS晶体管206都是打开的(即导通)，而PMOS晶体管214和NMOS晶体管207都是关闭的。恒定电流通过PMOS电流源晶体管217/218被提供给负载的终端106，通过NMOS电流源晶体管210提供到端口 108。
[0051]相反，如果输入信号为0，那么当输出端108是高电平时，输出端106的电压为低电平。因此，PMOS晶体管213和NMOS晶体管206是关闭的，而PMOS晶体管214和NMOS晶体管207是打开的。恒定电流通过PMOS电流源晶体管217/218被提供给负载的终端108，通过NMOS电流源晶体管210提供到端口 106。
[0052]V.35定义了输出电压的标准为+/-2伏特，正如前面所讨论的，连接在输出端106和108之间的100欧姆测试负载电阻上有一个具有20%公差的0.55伏特的差分电压。此夕卜，该标准规定驱动器的差分输出阻抗应当为100欧姆，且共模阻抗应当为150欧姆。
[0053]这些规范是由设计的电流源晶体管210和217/218各自产生约IlmA的电流，并通过选择终端电阻302，304和308分别约为50欧姆，50欧姆和125欧姆来实现的。终端电阻被用于两个通信设备之间以适当的作为终止线路(如，防止不必要的信号反射)。
[0054]负载电阻是终止电阻302和304结合起来并联100欧姆的测试负载电阻306的等效电阻:(50+50) Il 100 = 50 欧姆。
[0055]该等效电阻的电压降是:50欧姆*1 ImA = 0.55伏特。
[0056]输出电压的变化可以通过采用标准的设计技术制造出精确地电流源和终端电阻控制在20%的公差范围内。
[0057]因为电流源晶体管210和217/218具有非常高的输出阻抗，驱动器输出阻抗(差模和共模)完全由电阻决定。因此，差分阻抗是由电阻302和304求和计算得来的:50+50=100欧姆。
[0058]共模阻抗是通过将端口 106和108之间短路然后对地测量等效阻抗得来的。因此，并联电阻302和304相结合并与电阻308相加从而得到:(50 Il 50)+125 = 25+125 = 150欧姆。
[0059]因此，这部分工作于电流模式的电路200，满足了 V.35电气接口标准的规格。
[0060]当电流模式电路被置于高阻抗状态(即，电流型晶体管是关闭的)，电路200的其他部分将被激活，二极管219，220，221和222，这些最好的肖特基二极管将会阻止电流模式晶体管的关闭，如果输出电压被迫超过电源电压，这可以通过防止那些晶体管发生正向偏置从而导通来实现。输出电压可以超过电源电压，例如，当其他驱动器的电压摆幅大于所使用的电源电压时；其他原因包括地面电压和所使用的测试设备。肖特基二极管也允许保持高阻抗状态，当电源从电路200中去除时。因此，这些高阻抗特性允许电路200的各部分分享输出线路且互不干扰。
[0061]为让同时工作于电流模式和电压模式两种平衡模式下的驱动器使输出信号符合V.11/RS-422标准，电路200通过模式选择输入端104(未在图2中显示)接受模式选择信号422ENB并将其应用到或非门230和243。或非门230和243分别从驱动器201处接受同相输入信号和反相输入信号。或非门230和243的输出分别被提供给反相驱动器231和244，这两个反相驱动器分别用来驱动PMOS晶体管232和245。
[0062]模式选择信号422ENB也被提供给反相驱动器234，234给与非门235和238提供了反相模式选择信号。与非门235和238也分别从驱动器201处接受了同相输入信号和反相输入信号。与非门235和238的输出信号分别被提供给反相驱动器236和239,它们分别用来驱动NMOS晶体管237和240。[0063]模式选择信号422ENB进一步被提供给与非门202，使如前所述的模式选择信号VD35ENB 一样驱动相同的电流模式电路。同时工作于电流模式和电压模式允许更小的晶体管被用于电压模式电路，从而有利地减少了电路200中需要集成的部分。
[0064]同样包括在这部分电路200里的还有NMOS晶体管241和242，它们限制了提供给输出端106和108的电流。二极管233，246，221和222都是最好的肖特基二极管，用来防止晶体管232，245，237和240被不必要的打开(从而防止晶体管打开)，当这部分电路200处于高阻抗状态并且输出电压超过电源电压。电压源\c由终端112提供并连通到PMOS晶体管232和245，接地由终端116提供并连通到NMOS晶体管237和240。所有在电路200中的其他的晶体管都被置于高阻抗状态。
[0065]为了清楚起见，图4显示了电路200中电压模式电路的输出级。如果输入信号是逻辑0，那么输出端口 106的电压为高电平且输出端口 108的电压为低电平。因此，PMOS晶体管232和NMOS晶体管240都是打开的，PMOS晶体管245和NMOS晶体管237都是关闭的。相反，如果输出信号是逻辑1，那么输出端口 108的电压为高电平且输出端口 106的电压为低电平。因此，PMOS晶体管245和NMOS晶体管237都是打开的，PMOS晶体管232和NMOS晶体管240都是关闭的。
[0066]V.11/RS-422标准规定通过连接在输出端口 106和108之间的100欧姆负载(测试负载电阻306)的电压至少必须为2.0伏特。由于Vcc约为+5伏特且每对二极管-晶体管(如，二极管233和晶体管232)的电压差通常小于I伏特，通过电阻306的电压约为3伏特，从而明确的满足这一标准。
[0067]作为电压模式的单端驱动器应当使输出信号符合V.28/RS-432标准，电路200通过模式选择输入端104 (未在图中显示)接受模式选择信号232ENB并将该信号提供给电平转换电路250，该电路能将Vee的逻辑值转换为Vdd的逻辑值。这样的电平转换电路在工艺中是已知的，并未进一步描述。电平转换电路250的输出信号被提供给SE(单端)驱动电路252，如图7所示，并描述如下。驱动器201中的同相输入信号同样被提供给单端驱动电路252，由此产生信号232P驱动和N驱动以分别驱动PMOS晶体管254和NMOS晶体管256。
[0068]电源由终端110的Vdd和终端114的Vee提供。对这部分电路200，Vee约为_8伏特。二极管255和221，这些最好的肖特基二极管，当输出电压被迫大于电源电压Vrc或Vee时阻止了 PMOS晶体管254和NMOS晶体管256内的衬底二极管打开。因为这部分电路被配置为单端驱动器，所以只使用输出端口 106。电路200中所有其他的晶体管都被置为高阻抗状态。
[0069]为清楚起见，图5显示了符合V.28/RS-232标准的单端电路的输出级。如果输入信号为逻辑0，那么输出端口 106的电压为高电平。因此，PMOS晶体管254由232P驱动信号驱动打开，NMOS晶体管由N驱动信号驱动关闭。当输入信号为逻辑I时，输出端口 106的电压为低电平。因此，PMOS晶体管254由232P驱动信号驱动关闭，NMOS晶体管由N驱动信号驱动打开。
[0070]为了遵循V.28/RS-232标准，输出电压的最小电压必须为+/-5伏特且最小负载为3k欧姆，由图5中的测试负载电阻506显示出来。Vdd约为+8伏特，Vee约为-8伏特，每对二极管-晶体管对(如，二极管255和PMOS晶体管254)的电压通常小于I伏特，当输出信号为逻辑I时，输出端口 106的电压约为+5伏特或更大，当输出信号为逻辑O时，输出端口106的电压约为-5伏特或更小。因此，该电路满足V.28/RS-232的规格。
[0071]再次作为电压模式单端驱动器工作，这次使输出信号符合V.10/RS-423标准，电路200通过模式选择输出端104 (未在图2中显示)接受模式选择信号423ENB并将该信号提供给单端驱动电路252。与驱动器201的同相输出信号相比，单端驱动电路252产生输出信号423P驱动和N驱动，这两个信号分别用来驱动PMOS晶体管260和NMOS晶体管256。
[0072]电源由终端112的Vcc和终端114的Vee提供。对于这部分电路200，Vee约为_5伏特，由电荷泵设定以响应模式选择信号423ENB。二极管233和221，当输出电压被迫大于电源电压\c或Vee时，这些最好的肖特基二极管用来阻止PMOS晶体管260和NMOS晶体管256被不必要的打开。再次申明，只有输出端106被用于单端操作。在电路200中的所有其他的晶体管被置于高阻抗状态。
[0073]为清楚起见，图6描绘出了符合V.10/RS-423标准的单端电路的输出级。当输入信号为逻辑O时，输出端106的电压为高电平。因此，PMOS晶体管260被423P驱动信号驱动打开且NMOS晶体管256被N驱动信号驱动关闭。相反，当输入信号为逻辑I时，输出端106的电压为低电平。因此。PMOS晶体管260被423P驱动信号驱动关闭且NMOS晶体管256被N驱动信号驱动打开。
[0074]为了满足V.10/RS-423标准，输出电压的最小值必须为+/-3.6伏特且负载电阻为450欧姆，由图6中的测试负载电阻显示了出来。Vcc约为+5伏特，Vee约为-5伏特，每对二极管-晶体管对(如，二极管233和PMOS晶体管260)的电压通常小于I伏特，当输出信号为逻辑I时，输出端口 106的电压约为+4伏特或更大，当输出信号为逻辑O时，输出端口106的电压约为-4伏特或更小。因此，该电路满足V.10/RS-423的规格。
[0075]电路200还包括了分别耦合到输出端106和108的静电放电电路270和272。这种放大电路在工艺上是已知的，不作进一步的讨论。此外，PMOS晶体管275是一个偏置晶体管，使通过晶体管217/218的电流镜像对称，NMOS晶体管276-282提供了模式控制信号，NMOS晶体管283和284形成了一个共源共栅电流源装置，用来增加输出阻抗。另外，信号偏置和423偏置为顺应V.35和V.10/RS-423标准提供了参考电流。
[0076]图7显示了依据本发明的单端驱动电路252。电路700提供驱动信号来控制电路200的单端输出级，使其符合诸如V.28/RS-232和V.10/RS-423的标准。
[0077]电路700最好是一个包含PMOS晶体管701-720，NMOS晶体管725-740，反相驱动器745和746以及或非门750的COMS电路。电路700的输入信号包括423ENB，232EN, 232偏置，423偏置，和驱动器201的同相输入信号。电路700的输出信号包括423P驱动，232P驱动，N驱动和反馈。反馈信号FB帮助V.28/RS-232操作模式设定转换率。电路700由VDD，Vee和地面供电，如图7所示。
[0078]本发明的其他实施案例可以选择性的排除，例如，V.10/RS-423驱动电路部分，或是V.28/RS-232和V.11/RS-422驱动电路部分。此外，本发明的原则已在上文结合电气接口标准进行说明，其他与本发明相关的实施案例可以包含其他的或与上述相反的至少有一个对电流模式操作有利的电气接口标准。
[0079]由此可以看出，混合模式的多协议串行接口驱动器可以通过运行于电流模式平衡线路、电压和电流模式平衡线路以及单端电压模式的模式选择输入信号配置，以使输出信号符合一个可选电气接口标准。本发明可根据其描述实行，为了说明起见，本发明的目的不受限制，本发明的权利受权力要求说明书的限制。
【权利要求】
1.一种混合模式的多协议串行接口驱动器,其特征是:具有一个输入端；一个模式选择输入端；第一和第二个输出端；一条电路稱合到上述的输入端，模式选择输入端和第一、第二个输出端，上述电路可用于使输出信号符合任何一个可选择的电气接口标准，该电路中的第一和第二个电流源串联耦合在一起，因此在其间形成第一和第二个节点，上述第一和第二个输出端分别耦合到第一和第二个节点，其中:当使输出端至少符合其中一个可选择的电气接口标准时，该电路工作于电流模式；当电路工作于电流模式时，它提供了一个通过第一和第二个输出端的差分输出信号；当使输出信号至少符合其中一个可选择的电气接口标准时，该电路工作于电压模式；当电路工作于电压模式时，该电路提供了 一个通过第一个输出端的单端输出信号。
2.根据权利要求1所述的一种混合模式的多协议串行接口驱动器，其特征是:当使输出端至少符合一个可选电气接口标准时，电路可同时工作于电流模式和电压模式；当电路同时工作于电流模式和电压模式时，该电路会提供一个通过第一和第二个输出端的差分输出信号；该电路还包含单端驱动电路，用于驱动与所选择的电气接口标准一致的电路部分，由所选择的标准决定单端输出信号；该电路集成封装在一个单一的电子模块中；上述电路可通过CMOS器件实现；其中一个上述可选电气接口标准是V.10/RS-423电气接口标准；模式选择信号显不了其中一个可选电气接口标准，部分电路能够响应模式选择信号，该部分电路可使输出信号符合所选择的电气接口标准。
3.根据权利要求2所述的一种混合模式的多协议串行接口驱动器，其特征是:未用于使输出端符合所选择的电气接口标准的电路部分被置于高阻抗状态，以响应模式选择信号；当输出电压超过电源电压时，上述未用于使输出端符合所选择的电气接口标准的电路部分保持高阻抗状态；当电路的电源被切断时，上述未用于使输出端符合所选择的电气接口标准的电路部分保持高阻抗状态；电路中的二极管用来保持未被使用的电路部分的高阻抗状态；上述二极管是肖特基二极管。
4.根据权利要求1所述的一种混合模式的多协议串行接口驱动器，其特征是:其中一个可选电气接口标准是V.35电气接口标准；当使一个输出信号符合V.35电气接口标准时，电路工作于电流模式；其中一个可选电气接口标准是V.11/RS-422电气接口标准；当使输出信号符合V.11/RS-422电气接口标准时，电路可同时工作于电流模式和电压模式；其中一个可选电气接口标准是V.10/RS-423电气接口标准；其中一个可选电气接口标准是V.28/RS-232电气接口标准。
5.根据权利要求1所述的一种混合模式的多协议串行接口驱动器，其特征是:其中一个可选电气接口标准是V.11/RS-422电气接口标准；另外一个可选电气接口标准是V.28/RS-232电气接口标准；部分电路由电荷泵驱动；驱动器和电荷泵制作在同一个芯片上。
【文档编号】H03K19/0175GK203813757SQ201320763866
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2013年11月27日 优先权日:2013年11月27日
【发明者】李志鹏 申请人:苏州贝克微电子有限公司