专利名称：信号发送器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种信号发送器，并且尤其涉及一种降低电磁干扰的信号发送器。
背景技术：
近年来，由于印刷电路板(Printed circuit board, PCB)不断进步，使得电子 产品的应用日益广泛，需求日益增加，各种电子产品的电路设计越来越复杂。随着电子设 备为了符合高性能及高反应度的要求，数位数据传输速度越来越快，而晶体管晶体管逻辑 (Transistor-Transistor Logic, TTL)信号传输的频率极限仅约为50MHz。在高速传输时， 晶体管晶体管逻辑信号要达到全摆幅(Full swing)的上升时间(Rising time)时间太长， 因此无法用晶体管晶体管逻辑信号的方式去传送。若要以更高的频率来传送信号，可以将 数据信号转换成差动小信号的方式去传送，差动小信号所需的上升时间较短，可以满足高 速传输的需求。虽然差动小信号可以减少转态的时间以达到更快的操作频率，但在传送的过程中 往往都会遇到电磁干扰(Electromagnetic Interference, EMI)的问题。电磁干扰主要可 分为辐射性(Radiated)与传导性(Conducted)电磁干扰。辐射性电磁干扰是直接经由开放 空间传递，不须要经由任何传输介质，故一般仅能以遮蔽(Shielding)、接地(Grounding) 等方式来解决。而传导性EMI是经由电源导线来传递串扰。因此，连接在同一个系统的电 子装置所产生的电磁干扰会经由电源线而彼此相互干扰，造成在传输信号过程中信号判读 错误，使得产品输出功能不正常，或是寿命因此减短。
发明内容
本发明提供一种信号发送器，可降低信号传输时发生的电磁干扰。本发明提出一种信号发送器，包括第一切换单元、第二切换单元、控制单元、第一 电阻及第二电阻。其中，第一切换单元的第一端耦接至第一电压。第二切换单元的第一端耦 接至第二电压，其第二端与第三端分别耦接至第一切换单元的第二端与第三端。控制单元， 耦接至第一切换单元与第二切换单元，用以依据数据信号控制第一切换单元使第一电压切 换至第一切换单元的第二端或第三端，以及控制第二切换单元使第二电压切换至第一切换 单元的第三端或第二端。另外，第一电阻的第一端耦接至第一切换单元的第二端，第一电阻 的第二端作为信号发送器的第一输出端以耦接至负载。第二电阻的第一端耦接至第一切换 单元的第三端，第二电阻的第二端作为信号发送器的第二输出端以耦接至负载。在本发明的一实施例中，上述的第一切换单元包括第一开关及第二开关。第一开 关的第一端耦接至第一电压，第二端作为第一切换单元的第二端，其中第一开关受控于控 制单元以决定是否导通。另外，第二开关的第一端耦接至第一电压，第二端作为第一切换单 元的第三端，其中第二开关受控于控制单元以决定是否导通。在本发明的一实施例中，上述的第二切换单元包括第三开关及第四开关。第三开 关的第一端作为第二切换单元的第二端，第三开关的第二端耦接至第二电压，其中第三开关受控于控制单元以决定是否导通。另外，第四开关的第一端作为第二切换单元的第三端，第四开关的第二端耦接至第二电压，其中第四开关受控于控制单元以决定是否导通。在本发明的一实施例中，信号发送器还包括第一电流源及第二电流源。其中，第一 电流源耦接于第一电压与第一切换单元的第一端之间，用以提供一第一电流。第二电流源 耦接于第二电压与第二切换单元的第一端之间，用以吸汲第二电流。基于上述，本发明可藉由第一电阻、第二电阻及负载所形成的低通滤波电路，以减 缓在信号发送器的输出端因开关切换造成电压过冲(overshoot)及下冲(undershoot)所 产生的电压突波，进而减低电磁干扰。为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式 作详细说明如下。
图1是依照本发明一实施例说明信号发送器的电路图。图2是依照本发明另一实施例说明信号发送器的电路图。图3是依照本发明一实施例说明第一电阻与负载的等效电容所形成的低通滤波 电路的示意图。主要元件符号说明100 200 信号发送器102 104 切换单元106:控制单元108:负载202 204:缓冲单元300:低通滤波电路OUTl 0UT2 输出端D 数据信号VSl VS2:电压Cl 电容Rl R2:电阻Sffl SW4 开关Al A2 电流源Il 12:电流
具体实施例方式公知的信号发送器，虽可将摆幅(full swing)较大的数据信号转为差动小信号 (differential signal)，以符合高速传送数位数据的需求。但当信号发送器操作的频率越 快时，电磁干扰也越严重，如此将使得产品输出功能不正常，或是寿命因此减短。有鉴于此，本发明的实施例提供一种信号发送器，可以减低信号发送器在高速操 作时所产生的电磁干扰，以避免在传输信号过程中信号判读错误，使得产品输出功能不正 常。下面将参考附图详细阐述本发明的实施例，附图举例说明了本发明的示范实施例，其中相同标号指示同样或相似的元件。图1是依照本发明一实施例说明信号发送器的电路图。请参照图1，本实施例所提 供的信号发送器100主要包括第一切换单元102、第二切换单元104、控制单元106、第一电 阻Rl及第二电阻R2。其中，第一切换单元102的第一端耦接至第一电压VS1。第二切换单 元104的第一端耦接至第二电压VS2，第二端与第三端则分别耦接至第一切换单元102的第 二端与第三端。控制单元106耦接至第一切换单元102与第二切换单元104。其中，控制单 元106依据数据信号D控制第一切换单元102使第一电压VSl切换至第一切换单元102的 第二端或第三端，以及控制第二切换单元104使第二电压VS2切换至第二切换单元104的
第三端或第十端。第一电阻Rl的第一端耦接至第一切换单元102的第二端，第二端则作为信号发 送器100的第一输出端0UT1，并耦接至负载108。另外，第二电阻R2的第一端耦接至第一 切换单元102的第三端，第二端则作为信号发送器100的第二输出端0UT2，并耦接至负载 108。在此以负载108表示信号发送器100的下级电路(例如信号接收器)以及信号传输 通道(例如印刷电路板)。在本发明的另一实施例中，信号发送器可以还包括缓冲单元与电流源等元件。图 2是依照本发明另一实施例说明信号发送器的电路图。请参照图2，本实施例的信号发送器 200除了具有信号发送器100的元件外，还包括第一缓冲单元202、第二缓冲单元204、第一 电流源Al及第二电流源Α2。另外，图1中的第一切换单元102可包括第一开关SWl及第二开关SW2，第二切换 单元104则可包括第三开关SW3及第四开关SW4。第一开关SWl的第一端耦接至第一电压 VS1，其第二端作为第一切换单元102的第二端。第二开关SW2的第一端耦接至第一电压 VS1，其第二端作为第一切换单元102的第三端。第三开关SW3的第一端作为第二切换单元 104的第二端，第三开关SW3的第二端则耦接至第二电压VS2。第四开关SW4的第一端作为 第二切换单元104的第三端，第四开关SW4的第二端则耦接至第二电压VS2。其中，第一开 关SWl 第四开关SW4皆受控于该控制单元106以决定是否导通。其中，第一开关SWl 第四开关SW4可以用任何方式实现的，例如用N通道金属氧化物半导体(N-charmel metal oxidesemiconductor, NM0S)晶体管来实现第一开关SWl 第四开关SW4。第一缓冲单元202耦接于控制单元102与第一开关SWl之间，以及耦接于控制单 元102与第四开关SW4之间。第二缓冲单元204则耦接于控制单元102与第二开关SW2之 间，以及耦接于控制单元102与第三开关SW3之间。第一电流源Al耦接于第一电压VSl与 第一开关SWl的第一端之间，以及耦接于第一电压VSl与第二开关SW2的第一端之间。第 二电流源A2耦接于第二电压VS2与第三开关SW3的第一端之间，以及耦接于第二电压VS2 与第四开关SW4的第一端之间。上述第一电压VSl与第二电压VS2可以表示任意的不同电压电位。在本实施例中， 第一电压VSl可为系统电源的电位，第二电压VS2的电位可为接地电位。另外，本发明所属 技术领域中一般技术人员可以视其设计需求而任意决定前述第一电流Il与第二电流12的 值，例如可以将第一电流源Al与第二电流源A2的电流量均设定为1(1为实数)。第一缓冲 单元202及第二缓冲单元204可以多个相互串接的多个反相器或缓冲器来实现，以加强控 制单元102驱动第一开关SWl 第四开关SW4的能力。
切换第一开关SWl 第四开关SW4可以使信号发送器200的第一输出端OUTl及第二输出端0UT2上的电压不断随着第一开关SWl 第四开关SW4的交替导通而变化。藉 由取样第一输出端OUTl及第二输出端0UT2上的电压可以得到差动信号。举例来说，差动输出信号可藉由将第一输出端OUTl上的电压减去第二输出端 0UT2上的电压而得到，而差动输出信号的振幅即为流经负载108的电流值乘以负载108的 电阻值。当欲传送的信号为高准位时，控制单元106依据数据信号D通过第一缓冲单元202 将第一开关SWl及第四开关SW4导通，并通过第二缓冲单元204将第二开关SW2及第三开 关SW3断开。此时第一电流源Al所提供的第一电流Il依序流经第一开关SW1、第一电阻 R1、负载108、第二电阻R2及第四开关SW4而被第二电流源A2所吸汲。将第一输出端OUTl 上的电压减去第二输出端0UT2上的电压即可得到高准位的差动输出信号，其振幅小于数 据信号D。接着，当欲传送的信号由高准位转为低准位时，控制单元106通过第一缓冲单元 202先将第一开关SWl及第四开关SW4断开。然后，再通过第二缓冲单元204将第二开关 SW2及第三开关SW3导通，此时第一电流源Al所提供的第一电流11依序流经第二开关SW2、 第二电阻R2、负载108、第一电阻Rl及第三开关SW3而被第二电流源A2所吸汲。将第一输 出端OUTl上的电压减去第二输出端0UT2上的电压可得到低准位的差动输出信号，其振幅 小于数据信号D。当信号发送器200上的开关切换频率越快时，第一输出端OUTl及第二输出端0UT2 上电压的瞬间变化造成的电压突波频率也越高。为了减低电磁干扰，可设计适当的第一电 阻Rl及第二电阻R2的电阻值，配合负载的等效电容来形成低通滤波电路(例如一阶电阻 电容滤波电路)，以滤除开关切换时所造成的电压突波。图3是依照本发明一实施例说明第 一电阻与负载的等效电容所形成的低通滤波电路的示意图。请同时参照图2及图3，低通滤 波电路300为一阶电阻电容滤波电路，其包括信号发送器200的第一电阻Rl及电容Cl。电 容Cl的第一端耦接至第一电阻Rl的第二端，电容Cl的第二端则耦接至接地电压。其中， 电容Cl为负载108所提供的等效电容。输入端电压VIN为第一开关SWl的第二端的电压。 第一电阻Rl的值R(R为实数)可依据信号发送器200的开关切换频率f(f为实数)与电 容Cl的值C(C为实数)来决定，第一电阻Rl的值R可由下列公式决定R= 1/(2 JifC)其中，信号发送器200的开关切换频率f也就是低通滤波电路300的截止频率。在 信号发送器200以高频率切换开关时，电容Cl的电抗作用减弱，并起到短路作用，藉以滤除 高频的电压突波。同理类推，第二电阻R2的电阻值也可利用信号发送器200的开关切换频率f与负 载108所提供的等效电容来决定。如此一来，在信号发送器200的两输出端OUTl及0UT2 皆可获得经滤除高频电压突波的输出信号，进而获得低电磁干扰的差动输出信号。综上所述，上述诸实施例可配合信号发送器的开关切换频率与负载的等效电容来 设定在信号发送器的电阻值，以形成低通滤波电路，减低在信号发送器的输出端电压过冲 及下冲所造成的电磁干扰，避免在传输信号过程中信号判读错误，使得产品输出功能不正 常，或是寿命因此减短。虽然本发明已以实施例披露如上，但其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中的一般技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，可以对本发明进行各种各样的修改和变更，因此本发明的保护范围应以所附权利要求书的范围为准。
权利要求
一种信号发送器，包括一第一切换单元，其第一端耦接至一第一电压；一第二切换单元，其第一端耦接至一第二电压，其第二端与第三端分别耦接至所述第一切换单元的第二端与第三端；一控制单元，耦接至所述第一切换单元与所述第二切换单元，用以依据一数据信号控制所述第一切换单元使所述第一电压切换至所述第一切换单元的第二端或第三端，以及控制所述第二切换单元使所述第二电压切换至所述第二切换单元的第三端或第二端；一第一电阻，其第一端耦接至所述第一切换单元的第二端，所述第一电阻的第二端作为所述信号发送器的第一输出端，并耦接至一负载；以及一第二电阻，其第一端耦接至所述第一切换单元的第三端，所述第二电阻的第二端作为所述信号发送器的第二输出端，并耦接至所述负载。
2.如权利要求1所述的信号发送器，其中所述第一切换单元包括一第一开关，其第一端耦接至所述第一电压，其第二端作为所述第一切换单元的第二 端，其中所述第一开关受控于所述控制单元以决定是否导通；以及一第二开关，其第一端耦接至所述第一电压，其第二端作为所述第一切换单元的第三 端，其中所述第二开关受控于所述控制单元以决定是否导通。
3.如权利要求2所述的信号发送器，还包括一第一缓冲单元，耦接于所述控制单元与所述第一开关之间；以及 一第二缓冲单元，耦接于所述控制单元与所述第二开关之间。
4.如权利要求1所述的信号发送器，其中所述第二切换单元包括一第三开关，其第一端作为所述第二切换单元的第二端，所述第三开关的第二端耦接 至所述第二电压，其中所述第三开关受控于所述控制单元以决定是否导通；以及一第四开关，其第一端作为所述第二切换单元的第三端，所述第四开关的第二端耦接 至所述第二电压，其中所述第四开关受控于所述控制单元以决定是否导通。
5.如权利要求4所述的信号发送器，还包括一第一缓冲单元，耦接于所述控制单元与所述第四开关之间；以及 一第二缓冲单元，耦接于所述控制单元与所述第三开关之间。
6.如权利要求1所述的信号发送器，还包括一第一电流源，耦接于所述第一电压与所述第一切换单元的第一端之间，用以提供一 第一电流。
7.如权利要求1所述的信号发送器，还包括一第二电流源，耦接于所述第二电压与所述第二切换单元的第一端之间，用以吸汲一 第二电流。
全文摘要
一种信号发送器，包括第一、第二切换单元、控制单元、第一、第二电阻。其中，控制单元依据数据信号控制第一切换单元与第二切换单元的导通状态。另外，第一电阻及第二电阻的第一端分别耦接至第一切换单元的第二端及第三端，第一电阻及第二电阻的第二端分别作为信号发送器的第一及第二输出端以耦接至负载。藉由第一电阻、第二电阻及负载所形成的低通滤波电路，以减低电磁干扰。
文档编号H03K19/003GK101841319SQ20091012801
公开日2010年9月22日 申请日期2009年3月17日 优先权日2009年3月17日
发明者黄国展, 黄志豪 申请人:承景科技股份有限公司