[发明专利]一种传输时间控制的线驱动器

说明书

技术领域：

本发明涉及驱动器电路，特别是驱动器电路的谐波分量、共模噪声、输出的反射损失的控制。具体地，本发明涉及电流开关/驱动器给数据传输线传输的数据脉冲的瞬时畸变和反射的控制。更具体地，本发明涉及，使瞬态像差和信号反射最小化的部分，以及使在未屏蔽的导体中传输高频（大于50兆赫）数据产生的电磁干扰（EMI）最小化的部分。 

背景技术：

高频数据传输线具有很大优势，特别是在局域计算机网络中使用的无屏蔽的双绞线。然而，高频数据脉冲会引起不可接受的EMI，也受到阻抗失配损耗的影响——该问题将由于传输频率的增加而加剧。电磁干扰的主要来源是： 

（a）传输线上的共模噪声，来自（i）发送器的输出到输入和中间结点的耦合电容；（ii）用作输出参考电压的电源的噪声信号； 

（b）脉冲的振铃失真和过冲失真（统称为“瞬态失真”）； 

（c）脉冲上升沿和下降沿之间的不对称性。 

一般来说，传输线不含电磁干扰的条件要求在一定距离中不产生任何交流电磁场。由于传输线同时携带信号及其补码，在理论上应不存在问题。输入信号产生的在一定距离的场与信号补码产生的在一定距离的场大小相等、相位相反，因此，这两个场的叠加将导致交流无效。换句话说，一对双绞线的导线携带信号及其补码，由于相等幅度/相反相位的交流信号，在一定距离上产生的交流电磁场是零。现在，任何打破信号/信号补码的反对称性的因素将导致一个不为零的交流电磁场，从而产生与信号频率匹配的EMI。这种情况可能发生，例如，参考于一个电源的两个信号是随时间变化的。下述情况也会发生，通过电容耦合或其它方法，随时间变化的信号被馈送到的传输线对的一个或两个导线上。如果在脉冲边沿含有振铃失真或过冲失真，这将尤为不利。（这些瞬态失真不能消除，并且将提供一个高振幅和高频率的净信号。）如果脉冲的下降沿与上升沿不对称，那么会产生非零的交流场。例如，如果上升沿比下降沿更为陡峭，那么信号线的上升脉冲将添加到对应互补信号线的下降脉冲以产生一个随时间变化的非零信号。在现有技术中，这些不同的信号会增加EMI的产生，而这问题是固有的。为减小干扰，在耦合有发射器和接收器的传输线上引入LRC滤波器。（此外，扼流线圈和隔离变压器通常用于在传输线的两端。） 

然而，现有技术引入LRC滤波器，以解决高频传输的EMI和阻抗失配问题。这些问题包括但不限于信号的分散现象和振铃现象。因为现有技术采用的LRC滤波器有带宽限制，这将无法充分降低整个带宽的EMI和反射损失，无论载波频率调谐做的再好。目前发展的频率水平在62.5MHz；数据脉冲的上升和下降时间约为600皮秒。这个上升/下降时间非常快，会导致EMI的产生含有瞬态失真。LRC滤波器在解决高频率的瞬态失真问题是无效的，可并且在事实上加剧了这个问题。最后要考虑的是，具有非常快的上升和下降时间的脉冲传输电路是非常严肃的——在这个意义上，适用于低频率的结点可以作为上升/下降时间很短的高频率电路的入口。如果电路将要承载这样的信号，需要一个高度保险的附加电路来关注电路内部连接。如果上升/下降时间可以加长，这方面的要求可以放宽（传输频率在62.5MHz或更高的限制范围内）。 

图1显示了一个典型的现有技术系统，其包含一个用作发射器的ECL开关/驱动器——包含输出V_O和互补输出V_OB。（图1具体显示了ECL开关/驱动器。）LRC滤波器（F1和F2）被放置在传输线上，以减少EMI并提供阻抗匹配。此外，扼流线圈T2和T4在图中跟随隔离变压器T1和T3。扼流线圈用来降低共模噪声。由图可以看出，用ECL电路构造的开关/驱动器，经过高电位电源V_CC上拉的任何噪声都会被传输线V_O和V_OB吸收。一般来说，高频率噪声会导致EMI问题。这将是更可靠的，使输出和互补输出共同参考于低电位电源GND，而不是参考于V_CC。外部参考耦合到CND相比V_CC会较少受上拉的影响。但是，在一般的ECL驱动器中输出信号是参考于V_CC的。