[发明专利]低电压差分讯号(LVDS)的接收器

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种讯号接收器，特别涉及的是一种低电压差分讯号的接收器。

背景技术

现今对高速数据传输的需求正推动着接口技术向高速、串行、差分、低功耗以及点对点接口的方向发展，而低电压差分讯号(low voltage differential signal，LVDS)具备所有这些特性。低电压差分讯号(LVDS)在对讯号完整性、低抖动与共模特性要求较高的系统中得到了广泛的应用。低电压差动讯号是一种通用的传输讯号标准，其被用在通信系统与显示器接口等的高速传输应用。

在传输接口上需要很多组低电压差分讯号(LVDS)传输器，每一组的低电压差分讯号(LVDS)都需要一个接收器电路用来接收并且放大微小的差动讯号，最后传入芯片内部做其它的讯号处理。

一般的低电压差分讯号(LVDS)接收器仅利用两个N型金氧半导体(NMOS)或者是两个P型金氧半导体(PMOS)感应差动讯号，对于较低或较高的共模电压(common mode voltage)的差动讯号无法完全接收。而一种由IEEE固态电路期刊所发表的「 LVDSI/OInterfaceforGb/s-per-pinOperationin3.5umCMOS 」，其公开一种低电压差分讯号(LVDS)接收器使用前端放大器(preamplifier)接收并且放大微小的差动讯号，再利用再生电路(regenerative circuit)拉至全幅输出。每一个前端放大器需要额外偏压电路来驱动运作，而偏压电路对于芯片的功率消耗占有很大的比率。

另外，在高速数据讯号传输电路中，传输器通过传输线将信号送至另一端接收器接收，当传输器关闭不再驱动信号时，会有超过20mV的差动噪音(differentialnoise)通过传输线传送至接收器造成干扰，影响接收端电路操作。

一般的失效防护(failsafe)电路是由电阻分压(offset voltage)，形成微小的电压差作为接收端的补偿电压以克服差动噪音，如图1所示为现有在低电压差分讯号接收器1前有一上拉电阻RPU与一下拉电阻RPD连接在两条传输在线作分压的动作，而此种失效防护电路会产生的缺点包括：由电阻分压形成补偿电压的失效防护电路，需要额外的电阻来形成分压，而此分压电阻如果是在电路板(PCB)上实现，则不仅增加电路板电路的复杂性，也会增加制造成本；另外一个缺点则是由分压电阻所形成的补偿只有单向性，也即接收器输入正端永远会有一补偿电压大于输入负端，造成接收器输出端讯号的工作周期(duty-cycle)偏移，尤其是在低频讯号传输时最为严重。

发明内容

为了解决上述问题，本发明目的的一是提供一种低电压差分讯号的接收器，其具有一N型金氧半导体(以下简称NMOS)输入对与一P型金氧半导体(以下简称PMOS)输入对接收一微小的差动讯号，如此可以感测全幅的共模电压的差动讯号，可完整接收共模电压较低或较高的差动讯号，使轨至轨接收器讯号接收能力增加。

本发明另一目的是提供一种低电压差分讯号的接收器，其利用接收器的电路连接形成自我偏压，省去额外的偏压电路，减少电流消耗，除了可以达到省电的功能，也能减少布局(layout)面积；另外接收器的电路连接是以电流镜方式传递电流讯号，避免使用串迭(Cascode)电路，须较大的Vdd才可以顺利的操作，故使得本发明可在低电压下操作。

本发明另一目的是提供一种低电压差分讯号的接收器，其分别对接收器输出的差动电压，以个别的放大器放大再控制MOS组件的开关，以克服差动噪音造成不需要的效应，且同时对于另一端的发射器输出驱动电流不会造成影响。

为了达到上述目的，本发明一实施例的低电压差分讯号的接收器，其是实现在一集成电路上，并包括：一输入级电路将低电压差分讯号转换成一第一电流讯号与一第二电流讯号；一电流源电路连接输入级电路，电流源电路依据数个偏压讯号以产生输入级电路所需的一组操作电流；以及一电流镜电路连接电流源电路与输入级电路，电流镜电路接收第一电流讯号与第二电流讯号以产生一输出电压讯号，电流镜电路并依据第一电流讯号与第二电流讯号产生数个偏压讯号至电流源电路。

附图说明

图1所示为现有低电压差分讯号接收器前端电路示意图；

图2所示为根据本发明一实施例的低电压差分讯号接收器的电路示意图；

图3A与图3B所示为本发明一实施例低电压差分讯号接收器的失效防护电路示意图；

图4为根据本发明一实施例低电压差分讯号接收器的输入电压差与输出电压关系示意图。