用于差分驱动器的快速共模反馈控制制造技术

一种用于快速稳定输出缓冲的系统和方法。差分驱动器电路具备放大级，该放大级用于接收差分输入信号并基于该输入信号产生差分输出。差分输出具有相应的共模(CM)电压水平，典型地，基于电源值的一半。共模反馈缓冲(CMFB)级检测CM电压水平的变化，并且，基于超高的总线频率，在非常快的稳固时间内将CM电压水平恢复到它的期望值。CMFB级使用仅包含单设备的拓扑结构。在一个实施例中，单设备是作为跨阻抗级而使用的n型金属氧化物半导体晶体管。CMFB级内部的电流偏置级和分路电容器提供稳定性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及电子电路，并且特别地，涉及用于快速稳定输出缓冲的有效方法。
技术介绍
超高速网络和计算机总线不断地增加对带宽的需求。为满足这个需求，使用差分信令对高速串行总线结构加以改进。借助于在两个分开导线上发送的两个互补信号，电传输差分信令。本技术可用于模拟信令，例如音频信号传输，也可用于数字信令，例如在快速外设组件互连(PCI Express)串行连接接口和通用串行总线(USB)接口内部。差分信令的一个优点包括容忍发送器与接收器间的地电位差，这是因为接收器接口读取两个传输数据信号之间的差，而不受与地相关的导线电压的影响。并且，差分信令与移动式电子设备的低压一起使用，这是因为它提供两倍于单端系统的抗干扰度。差分信令有助于减少线路或信号跟踪的数目，还有助于减少功率消耗。在发送器和接收器之间，由包含有差分对的差分放大器或差分驱动器来驱动差分信号。如果，互补金属氧化物半导体(CM0Q差分对上的输入设备全都是η型金属氧化物半导体晶体管，且负载是电感器或电阻器，那么，共模反馈缓冲(CMFB)或环或放大器并不是必要的。在这种情况下并不要求CMFB，这是因为这类差分对的输出电阻由该电感器或电阻器的低电阻承担了。然而，如果高阻抗跨导体，例如η型或ρ型金属氧化物半导体晶体管，分别加载有高阻抗电流源，例如P型或η型金属氧化物半导体晶体管，则CMFB是必要的。当乘以输出节点的高电阻时，跨导体的偏置电流与负载的偏置电流之间的细微差别可导致大的电压摆动。为获得稳定且可预测的输出信号，第一，CMFB要求共模输出信号以固定但任意选择的参考电压为中心。对于最大输出电压摆动，优选值是电源电压的一半。第二，CMFB的带宽必须大于差分放大器的带宽。这要求保证该差分放大器具有可预测的且稳定的输出响应，哪怕是对高频输入信号。第三，CMFB的共模输入电压范围需要大于差分放大器的差分输出范围。而且，第四，CMFB的差分输入范围必须大于差分放大器的差分输出范围。以前的使用低压差分信令(LVDS)的通信总线协议要求，启动的CMFB在数百微秒的时间内稳固。较新的使用类似LVDS技术的总线体系结构要求更高的总线频率。因此，为了保持相应的差分数据率，CMFB要求以更快的速率，例如几个纳秒，来稳固。对CMFB来说， 现有的设计并不满足新的稳固时间的要求。典型的慢得多的稳固时间帮助消除信号稳定性问题。为了保持当前的电路拓扑结构，可能需要使用实质功率(substantial power)以达到新的速度。然而，带宽将受到限制，而可与输出相耦合的未知负载出现稳定性问题。鉴于以上所述，需要快速稳定输出缓冲的有效的方法和系统。
技术实现思路
用于快速稳定输出缓冲的系统和方法。在一个实施例中，差分驱动器电路具备放大级，该放大级用于接收差分输入信号并基于该输入信号产生差分输出。基于预定参考共模(CM)电压水平，该差分输出具有相应的CM电压水平。共模反馈缓冲(CMFB)级检测CM 电压水平相对于预定参考CM电压水平的变化，并且，基于预定高总线频率，在非常快的稳固时间内将CM电压水平恢复到参考CM电压水平。该CMFB级使用仅包含单设备的拓扑结构。在一个实施例中，该单设备是作为跨阻抗级(transimpedance stage)而使用的η型金属氧化物半导体晶体管。其它实施例可使用单个P型金属氧化物半导体晶体管或单个双极结型晶体管。该CMFB级内部的电流偏置级(circuitbiasing stage)和分路电容器保证稳定性。此外，考虑一种在通信总线上非常迅速地提供串行数据的方法。差分输出数据在总线上传送，其相关联的共模(CM)电压水平通常是电源电压值的一半。该方法包含检测CM 电压水平的变化，并在对应于预定高总线频率的恢复时间内，将CM电压水平恢复到其期望值。频率可能是几百兆赫(MHz)。这些和其他的实施例将参考如下的说明和附图进行理解。 附图说明图1是示出使用差分信号的通信总线的一个实施例的广义图。图2是示出具有共模反馈的差分驱动器的一个实施例的广义图。图3是示出用于高速差分数据率的具有共模反馈的差分驱动器的一个实施例的广义图。虽然本专利技术允许各种变化和替换的形式，但仍在示图中以实例的方式示出具体实施例，并在此对其进行详细描述。然而，应当清楚的是，所述示图及其详细描述并不旨在将本专利技术限制于所公开的特定形式，恰恰相反，本专利技术应包含权利要求所限定的本专利技术的精神和范围内的所有变化、等同和替换。具体实施例方式下面的描述阐明大量的具体细节，以提供对本专利技术的全面理解。然而，本领域的普通技术人员应该理解，即使没有这些细节，也可实施本专利技术。在某些情况下，没有详细说明公知的电路、结构和技术，以免影响对本专利技术的理解。参照图1，其示出使用差分信号的通信总线100的一个实施例。本实施例并不包括功能块、控制逻辑、电路以及发送器Iio和接收器120的内部和外部都要求的接口的全部例子。本实施例的示出，仅是出于例证的目的。共地信号方法的替代是差分电压信号方法，其中，与地绝缘的线对(例如，第一对信号+112和信号-114与第二对输出+122和输出-124)之间的电压水平差代表各个比特。 通信总线100并不使用一个线与共地之间的电压。并-串口信号变换器可馈入输入信号 102。被称为串行器/解串器(SerDes)的电路可被用来在输入信号102上提供输入数据。 SerDes是一对功能块，通常被用在高速通信中。在各个方向中，这些块在串行数据和并行接口间转换数据。该差分信号方法可限制施加在各信号上电容效应和感应效应，以及信号由于外界的电干扰而被破坏的趋势，从而显著地提高串行网络的实际距离。发送器110可以包含差分放大器，以驱动信号+112和信号-114之间的差分电压信号。类似地，接收器120可以包含差分放大器，以驱动输出+122和输出-IM之间的差分电压信号。信号路线112、114、122和124不能与地参考共同电连接。在这些线路上，已经去除了电压信号与地之间的任何联系，仅有的施加在信号电压的重要电容可以是存在于两个信号线之间的交叉耦合电容，例如电容器130a-130b。如同这里所使用的那样，带有字母的附图标记表示的元件可以在整体上单由该附图标记数字表示。举例来说，电容器130a-130d可以统称电容器130。现在，信号线与地参考之间的电容的影响可以小得多，因为两个信号线之间经由地参考的电容性通路(capacitive path)是两个串联的电容。举例来说，从信号+112到地参考的通路包括电容器134。其次，从地参考到信号-114的连续通路包括电容器132。这个通路包括电容器132和134的串联组合，而且，串联的电容值总是小于其中任何一个单独的电容。此外，信号线112和114与地参考之间的由外源所引入的任何噪声电压都可被忽略。其理由是，在两个信号线112和114上所引入的噪声电压可能是不相上下的，而且，接收器120可以只响应信号112与114之间的差分电压，而非信号+112或信号-114与地参考之间的电压。在那些具有较长的线距和较大的抗交流电源导线电干扰的潜力的工业应用中，与共地参考方法相比，通信总线100可被更广泛地使用于网络中。被用于在信号112和114上提供高频协议的设计参数可能需要标准化，以适用于大范围本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种差分驱动器电路，包括：驱动器级，其被设置为产生具有相关联的预定共模ＣＭ电压水平的差分输出；和与所述驱动器级相耦合的共模反馈缓冲ＣＭＦＢ级，所述驱动器级仅包含一个ｎ型金属氧化物半导体晶体管，其中，该ｎ型金属氧化物半导体晶体管被设置为：经由栅极端子检测预定ＣＭ电压水平与ＣＭ节点电压水平之间的差；和经由漏极端子将ＣＭ节点电压水平恢复至预定ＣＭ电压水平。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·J·拜尔，
申请(专利权)人：标准微系统公司，
类型：发明
国别省市：US