专利名称：传输线驱动器的制作方法
技术领域：
本发明相关于传输线驱动器，特别指一种包含有一跨导电路(transconductance circuit)，用来驱动一传输线的传输线驱动器。
背景技术：
随着科技的进步，网络的应用越来越广泛，已经成为人们日常生活中不可或缺的一部分。而由于各种网络应用(例如线上多媒体的应用)对频宽的要求越来越严格，故网络装置的速度也渐渐地由10/100Mbs(兆位/秒)提升为1000Mbs(亦即1Gbs)以上。
在不同的速度下，网络装置在驱动传输线(transmission line)时，传输线上的信号会有不同的幅值。一般而言，在较低的速度下(例如10Mbs)，需以较大的幅值来传送信号，此时网络装置可以以“电流模式”(currentmode)来驱动传输线；至于在较高的速度下(例如100/1000Mbs)，仅需以较小的幅值来传送信号即可，此时网络装置则可以以“电压模式”(voltagemode)来驱动传输线。
请参阅图1，图1为常规技术中一具有电流模式与电压模式的传输线驱动器(transmission line driver)的示意图。传输线驱动器100可通过变压器(transformer)50来驱动一传输线(本图以一阻抗RL来代表该传输线的等效阻抗)。在10Mbs的传输速率下，传输线驱动器100会处于电流模式，一电流驱动器(current driver)110会产生电流信号TXIP与TXIN来驱动该传输线；至于在100/1000Mbs的传输速率下，传输线驱动器100则会处于电压模式，一电压驱动器(voltage driver)130会产生电压信号TXVP与TXVN来驱动该传输线。在图1所示的常规技术中，电流模式与电压模式是两个互斥(exclusive)的模式，亦即两个模式不会同时被启动。至于电流驱动器110与电压驱动器130两者间则是相互独立地进行工作。
发明内容
本发明的目的之一，在于提供一种传输线驱动器，包含有一跨导电路，用以驱动一传输线。
根据以下的一实施例，本发明公开一种传输线驱动器，用来依据一输入电压信号来产生一输出电压信号以驱动一传输线，该传输线驱动器包含有一电压增益电路与一跨导电路。该电压增益电路依据该输入电压信号，产生一第一电压信号，并通过一负载以该第一电压信号驱动该传输线。该跨导电路连接到该电压增益电路与该传输线，依据该第一电压信号，产生一第一电流信号以驱动该传输线。其中，该传输线驱动器使用该第一电压信号和/或该第一电流信号来决定该输出电压信号的幅值。
另外，根据以下的另一实施例，本发明所公开的传输线驱动器，用来依据一输入电压信号来产生一输出电压信号以驱动一传输线，该传输线驱动器包含有一电压增益电路与一跨导电路。该电压增益电路依据该输入电压信号，产生一第一电压信号，并通过一负载以该第一电压信号驱动该传输线。该跨导电路连接到该传输线，依据该输入电压信号，产生一第一电流信号以驱动该传输线。其中，该传输线驱动器使用该第一电压信号和/或该第一电流信号来决定该输出电压信号的幅值。
图1为常规技术中一传输线驱动器的示意图。
图2为本发明的传输线驱动器的第一实施例示意图。
图3为本发明的传输线驱动器的第二实施例示意图。
图4为使用单端闭路的跨导电路来作为图2的跨导电路时的电路结构示意图。
图5则为具有开路差动模式的跨导电路的一实施例示意图。
附图符号说明20 电容50、503 变压器100、200、300、500 传输线驱动器110 电流驱动器130 电压驱动器220、320、501电压增益电路
230、330、452放大器240、340 驱动电路250、350、502跨导电路454、510、520、530、540、550、560晶体管具体实施方式
请参阅图2，图2为本发明的传输线驱动器的第一实施例示意图。图2所示的传输线驱动器200用来依据一输入电压信号Vi来产生一输出电压信号VO以驱动一传输线(图2中以RL来表示传输线驱动器200看至该传输线的等效阻抗)。在较高的速度下(100/1000Mbs)，该输出电压信号VO的幅值较小；在较低的速度下(10Mbs)，该输出电压信号VO的幅值较大。
本实施例中的传输线驱动器200包含有一电压增益电路220以及一驱动电路240。电压增益电路220连接到输入电压信号Vi，用来放大输入电压信号Vi以产生一第一电压信号Vi，其包含有一第一阻抗R1、一放大器230、以及一第二阻抗R2，各元件间的连接方式如图2所示。
至于驱动电路240则连接到电压增益电路220与该传输线，用来驱动该传输线，其包含有一跨导电路(transconductance circuit)250与一匹配阻抗Rm。在一较佳实施例中，由于在较高的速度下(100/1000Mbs)该传输线上的信号所需的幅值较小，故传输线驱动器200可以只使用电压增益电路220来驱动该传输线，而停止使用跨导电路250；至于在较低的速度下(10Mbs)，由于该传输线上的信号所需的幅值较大，故该传输线驱动器200可以同时使用电压增益电路220以及跨导电路250来驱动该传输线。
图2中的跨导电路250连接到电压增益电路220与该传输线，在使用中(in-use)的状态下，跨导电路250用来将第一电压信号V1转换成一第一电流信号I1。此时驱动电路240可依据其所接收到的第一电压信号V1以及跨导电路250所产生的第一电流信号I1来产生用以驱动该传输线的输出电压信号VO。
如前段所述，跨导电路250具有将电压信号转换成电流信号的功用，其所产生的第一电流信号I1等于V1×gm1，其中gm1为跨导电路250的跨导值(transconductance)。若Rm与RL实质上具有相同的值R(举例来说，R＝100Ω)，则经由计算后可得出第一电压信号V1与输出电压信号VO的关系会如以下方程式所示V0=1+gm1×R2×V1]]>假设gm1的值等于1/R，则输出电压信号VO会趋近于第一电压信号V1，在10M的传输速度下，第一电流信号I1的幅值会大约等于25mA。而于10M的传输速度下，若以常规技术的传输线驱动器100中的电流驱动器110来驱动传输线，则电流驱动器110所输出的电流信号的幅值就必须要在50mA左右，故本实施例的电路结构约可以比常规技术省下一半的电流。
请参阅图3，图3为本发明的传输线驱动器的第二实施例示意图。相似于图2的传输线驱动器200，图3所示的传输线驱动器300用来依据一输入电压信号Vi来产生一输出电压信号VO以驱动一传输线(图3中亦使用RL来表示传输线驱动器300看至该传输线的等效阻抗)。不同之处在于图2中的跨导电路250以电压增益电路220所产生的第一电压信号V1作为其输入信号，并依据第一电压信号V1来产生第一电流信号I1(这种结构下跨导电路250的输入范围将会较大)；至于在图3所示的传输线驱动器300中，跨导电路350则直接以输入电压信号Vi作为其输入信号，并依据输入电压信号Vi来产生第一电流信号I1。此时，只要让图3的跨导电路350的跨导值gm2等于图2的跨导电路250的跨导值gm1的(-R2/R1)倍，图2与图3的传输线驱动器200、300即可具有相同的工作功效。
请注意，如前文所述，跨导电路250(或350)用来将电压信号转换成电流信号，并不限于特定的形式，只要是可将电压信号转换成电流信号的电路结构，皆可用来作为本发明的跨导电路。举例来说，本发明所使用到的跨导电路可以是“单端结构”(single-ended mode)、“差动结构”(differentialmode)、“开路结构”(open loop)、“闭路结构”(close loop)四个种类的任意组合。
请参阅图4，图4为使用一单端闭路的跨导电路来作为图2的跨导电路250时的电路结构示意图。在此种结构下，输出电流信号VO反馈到放大器452的一输入端，晶体管454则可依据放大器452所输出的信号来产生第一电流信号I1。电路工作原理为常规技术者能轻易了解的，故在此不多作赘述。
请参阅图5，图5则为具有开路差动模式的跨导电路的一实施例示意图。此跨导电路502以VIP与VIN作为差动的输入电压信号，以输出差动的电流信号ION与IOP，由于电路工作原理亦为常规技术者能轻易了解的，故在此不多作赘述。在此实施例，该跨导电路500的跨导值大约会等于1/R。在另一实施例，则可省略该电阻R。
当然，在上述各实施例中，还可包括一控制逻辑(未示于图上)，用以控制各传输线驱动器在较高的速度下(100/1000Mbs)或是在较低的速度下(10Mbs)操作，经由控制该电压增益电路或/与跨导电路来控制输出电压信号VO的幅值。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求所进行的等效变化与修改，皆应属本发明的涵盖范围。
权利要求
1.一种传输线驱动器，用来依据一输入电压信号来产生一输出电压信号以驱动一传输线，该传输线驱动器包含有一电压增益电路，依据该输入电压信号，产生一第一电压信号，并通过一负载以该第一电压信号驱动该传输线；以及一跨导电路，连接到该电压增益电路与该传输线，依据该第一电压信号，产生一第一电流信号，并以该第一电流信号驱动该传输线；其中，该传输线驱动器使用该第一电压信号和/或该第一电流信号来决定该输出电压信号的幅值。
2.如权利要求1所述的传输线驱动器，其中该电压增益电路包含有一第一阻抗，连接到该输入电压信号；一放大器，其一输入端连接到该第一阻抗，用来接收该输入电压信号，其一输出端连接到该跨导电路，用来输出该第一电压信号；以及一第二阻抗，连接到该输出端与该输入端的间。
3.如权利要求1所述的传输线驱动器，其中，在一第一模式下，该电压增益电路单独驱动该传输线，在一第二模式下，该电压增益电路以及该跨导电路共同驱动该传输线。
4.如权利要求3所述的传输线驱动器，其中该第一模式为一100/1000兆位/秒模式，该第二模式为一10兆位/秒模式。
5.一种传输线驱动器，用来依据一输入电压信号来产生一输出电压信号以驱动一传输线，该传输线驱动器包含有一电压增益电路，依据该输入电压信号，产生一第一电压信号，并通过一负载以该第一电压信号驱动该传输线；以及一跨导电路，连接到该传输线，依据该输入电压信号，产生一第一电流信号，并以该第一电流信号驱动该传输线；其中，该传输线驱动器使用该第一电压信号和/或该第一电流信号来决定该输出电压信号的幅值。
6.一种传输线驱动器，用来驱动一传输线，包含有一电压增益电路，接受一输入信号，在一第一模式与一第二模式下，依据该输入信号以产生一第一电压信号，并以该第一电压信号通过一负载驱动该传输线；以及一跨导电路，在该第二模式下，依据该第一电压信号产生一第一电流信号以驱动该传输线；其中，在该第二模式下，该电压增益电路与该跨导电路共同驱动该传输线。
7.如权利要求6所述的传输线驱动器，其中该第二模式为一10兆位/秒模式，该第一模式为一100/1000兆位/秒模式。
8.一种传输线驱动器，用来驱动一传输线，包含有一电压增益电路，接受一输入信号，在一第一模式与一第二模式下，依据该输入信号以产生一第一电压信号，并以该第一电压信号通过一负载驱动该传输线；以及一跨导电路，在该第二模式下，依据该输入信号产生一第一电流信号以驱动该传输线；其中，在该第二模式下，该电压增益电路与该跨导电路共同驱动该传输线。
9.如权利要求8所述的传输线驱动器，其中该第二模式为一10兆位/秒模式，该第一模式为一100/1000兆位/秒模式。
10.如权利要求8所述的传输线驱动器，其中该跨导电路包含有一运算放大器，其一输出端连接到该晶体管，其一输入端接受该输入信号。
全文摘要
本发明公开一种传输线驱动器，用来依据一输入电压信号来产生一输出电压信号以驱动一传输线，该传输线驱动器包含有一电压增益电路与一跨导电路。该电压增益电路依据该输入电压信号产生一第一电压信号，并通过一负载以该第一电压信号驱动该传输线。该跨导电路连接到该电压增益电路与该传输线，依据该第一电压信号，产生一第二电流信号以驱动该传输线。其中，该传输线驱动器使用该第一电压信号和/或该第一电流信号来决定该输出电压信号的幅值。
文档编号H04B3/02GK1707969SQ20041004932
公开日2005年12月14日 申请日期2004年6月11日 优先权日2004年6月11日
发明者黄勤文, 黄祯治, 叶明郁 申请人:瑞昱半导体股份有限公司