[发明专利]低压差分信号发送器

说明书

技术领域

本发明涉及一种电子电路技术，特别是涉及一种低压差分信号(LVDS)技术，具体地，涉及一种低压差分信号(LVDS)发送器。

背景技术

随着光纤传输速度、中央处理器运行速度的不断提高，芯片之间的数据速度日益成为制约系统数据速率的瓶颈。与芯片内部时钟不同，虽然芯片集成度在不断提高，芯片到印刷电路板信号速率却受益很少。在过去几十年里，高速率数字通信是通过大量并行传输的方式实现的，其代价是集成电路封装和印刷电路板成本和复杂度的增加。此外，在电池供电的便携式设备或者其他希望降低封装成本和额外散热成本的系统中，降低功耗也是一个重要的课题。低压差分信号(Low-voltage differential signaling，LVDS)技术正是为了解决以上问题而提出的一种高速低功耗传输技术。

LVDS是一种低摆幅的差分信号技术，其典型的连接结构如图1所示。LVDS发送器实际上是一个极性不断交替变化的电流源，而终端电阻连接在接收器端并提供电流信号到电压信号的转换，同时匹配传输线的特征阻抗。

一种公知的LVDS发送器电路实现方法如图2所示，其中D和DB为一对差分信号。当信号D控制的开关导通，信号DB控制的开关断开时，偏置电流I_b从节点V_a流出发送器，从节点V_b流回发送器，使节点V_a电位高于V_b；反之，当信号D控制的开关断开，信号DB控制的开关导通时，偏置电流I_b从节点V_b流出发送器，从节点V_a流回发送器，使节点V_b电位高于V_a。

为了减小电磁干扰(Electro-Magnetic Interference，EMI)，低压差分信号技术要求输出差分信号的共模电平必须稳定在一定范围之内。而在图2所示的结构中，发送器输出节点V_a和发送器输出节点V_b的共模电平是不确定的，所以必须添加共模反馈电路(common-mode feedback，CMFB)。一种公知的带共模反馈技术的LVDS发送器电路实现方法如图3所示，该电路具有以下几个缺点：

1)共模反馈电路需要使用2个等值电阻R_a和R_b来检测发送器输出节点V_a和V_b输出信号的共模电平，这样就在节点V_a和V_b之间提供了一个直流通路，使偏置电流I_b不仅要流过接收器终端电阻R_t以产生差分电压信号，还需额外消耗部分电流在R_a和R_b通路上，增大了电路的功耗。而且为了使源端信号反射最小，源端输出电阻需要匹配传输线特征阻抗，导致共模电平检测电路中R_a和R_b流过的电流几乎等于终端电阻R_t流过的电流，大大增加了功耗。

2)在共模反馈电路产生输出差分信号的最初时间内，共模反馈电路需要一定的响应时间使输出差分信号的共模电平稳定在期望值V_{cm_ref}，而在此时间内，输出差分信号的共模电平不稳定。

3)当前低压差分信号技术的最大数据传输速率已达到600Mbps以上，高速的差分输出信号要求共模反馈电路带宽较高，而这样的反馈电路通常需要消耗较大的静态电流。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低压差分信号发送器，其不需要共模反馈电路而确定差分输出信号的共模电平，节省了电路的面积和功耗。

为实现本发明目的而提供的一种低压差分信号发送器，包括镜像模块和输出模块；

所述镜像模块，用于接收第一基准电压信号并输出第一参考电压给所述输出模块，并根据所述第一基准电压信号产生第二基准电压信号后反馈回自身；

所述输出模块，用于接收差分输入信号和来自所述镜像模块的第一参考电压，以差分输入信号为触发信号控制产生两种低压差分信号状态，并且在所述两种低压差分信号状态的每一种状态下，利用与镜像模块的电路镜像关系产生与第二基准电压信号电位值相等的第三基准电压信号作为差分输出信号的单端信号的峰值电位。

较优地，所述镜像模块包括镜像电流单元，辅助电路单元和镜像电路单元；

所述镜像电流单元用于输出电流给所述镜像电路单元；