CN102195665A

CN102195665A - 收发装置及其相关的收发系统

Info

Publication number: CN102195665A
Application number: CN2010101430831A
Authority: CN
Inventors: 翁盟智
Original assignee: Himax Technologies Ltd
Current assignee: Himax Technologies Ltd
Priority date: 2010-03-19
Filing date: 2010-03-19
Publication date: 2011-09-21
Anticipated expiration: 2030-03-19
Also published as: CN102195665B

Abstract

收发装置包含传送端模块及接收端模块。传送端模块包含传送电路及辅助电路。当收发装置操作在传送端模式下时，传送电路会产生第一差动输入信号对。辅助电路耦接于传送电路，用来在收发装置操作在传送端模式下时，根据第一差动输入信号对来产生差动输出信号对。接收端模块耦接于辅助电路，用来在收发装置操作在接收端模式下时，根据共模电压来接收第二差动输入信号对，其中辅助电路在收发装置操作在接收端模式下时，产生共模电压。

Description

收发装置及其相关的收发系统

技术领域

本发明是有关于传送与接收通信信号的技术，尤指一种可在收发装置操作在接收端模式(RX mode)时，参照其传送端模块的共模电压(common-mode voltage)来产生其接收端模块的共模电压的收发装置及收发系统。

背景技术

由视频电子标准协会(Video Electronics Standards Association，VESA)所制定的最新一代接口标准——DisplayPort，不但可以简化显示设计及其相关的连接方式，且由于DisplayPort具备稳健的电器特性，因此可以支持更高的分辨率。虽然目前DisplayPort大都是应用在笔记本电脑以及显示屏幕上，但是也可将其设计在许多的嵌入式应用或者内部应用上，例如：数字电视。

每一个应用在DisplayPort的收发装置均包含有一个接收端以及一个传送端，按照DisplayPort的规范所定义，无论是对于来源设备或者接收设备而言，其翻转电压(turn-around voltage，定义成传送端的共模电压与接收端的共模电压之间的电压差)都必须要小于0.4伏特。因此，本领域技术人员应可了解要维持共模电压不变是非常困难的，举例来说，假设传送端的振幅大小改变了，它的共模电压也会跟着改变。另外，整个收发系统的总阻抗值也必须要维持在50欧姆上下，所以会将电容值大小为100nF的AC耦合电容设置在两个收发装置之间(例如，来源设备以及接收设备之间)来连接彼此。若是该收发装置从传送端模式(TX mode)切换成接收端模式(RX mode)时，可能需要浪费很多时间来将传送端的共模电压转换成接收端的共模电压。

因此，如何解决上述问题，也是收发装置的设计领域中的重要考虑之一。

发明内容

因此，本发明的目的之一在于提出一种可在收发装置操作在接收端模式下时，参照其传送端模块的共模电压来产生其接收端模块的共模电压的收发装置及收发系统，以解决上述问题。

本发明公开一种收发装置。收发装置包含一传送端模块及一接收端模块。传送端模块包含有一传送电路以及一辅助电路。当收发装置操作在一传送端模式下时，传送电路会产生一第一差动输入信号对。辅助电路耦接于该传送电路，当收发装置操作在该传送端模式下时，辅助电路会根据该第一差动输入信号对来产生一差动输出信号对。接收端模块耦接于该辅助电路，当该收发装置操作在一接收端模式下时，接收端模块会根据一共模电压来接收一第二差动输入信号对。其中，该辅助电路在该收发装置操作在该接收端模式下时，产生该共模电压。

本发明另公开一种收发系统。收发系统包含有两收发装置，该两收发装置经由一电缆线来与彼此进行沟通，且该电缆线耦接于各自的两视频接口之间。该两收发装置中的每一收发装置均包含有一传送端模块及一接收端模块。传送端模块包含有一传送电路以及一辅助电路。当收发装置操作在一传送端模式下时，传送电路会产生一第一差动输入信号对。辅助电路耦接于该传送电路，当收发装置操作在该传送端模式下时，辅助电路会根据该第一差动输入信号对来产生一差动输出信号对。接收端模块耦接于该辅助电路，当该收发装置操作在一接收端模式下时，接收端模块会根据一共模电压来接收一第二差动输入信号对。其中，该辅助电路在该收发装置操作在该接收端模式下时，产生该共模电压。在一实施例中，该些视频接口符合一DisplayPort规范。

附图说明

图1为本发明一收发系统的架构的一实施例的示意图。

图2为本发明一收发装置的实施范例的一实施例的示意图。

图3为说明图2所示的传送端模块中的辅助电路的详细电路的示意图。

图4A为显示当收发装置操作在传送端模式的情况下时，辅助电路中的差动电路的示意图。

图4B为显示当收发装置操作在接收端模式的情况下时，辅助电路中的差动电路的示意图。

【主要元件符号说明】

10 收发系统

110 第一收发装置

120 第二收发装置

130 电缆线

112、122、210 传送端模块

114、124、220 接收端模块

116、126、230 视频接口

200 收发装置

250 传送电路

240 辅助电路

320 差动电路

330 控制电路

340 偏压电路

R1 第一电阻

R2 第二电阻

Q1 第一晶体管

Q2 第二晶体管

SW1、SW2 开关

N11、N21 第一节点

N12、N22 第二节点

D1、D2 第一电极

S1、S2 第二电极

G1、G2 控制电极

IN1+、IN1- 第一差动输入信号对

OUT+、OUT- 差动输出信号对

Vref1 第一参考电压

Vref2 第二参考电压

VDD 第一供应电压

GND 第二供应电压

VCOM、VCOM’共模电压

具体实施方式

在说明书及所附权利要求当中使用了某些词汇来指称特定的元件。所属领域中具有通常知识者应可理解，硬件制造商可能会用不同的名词来称呼同样的元件。本说明书及所附权利要求并不以名称的差异来作为区分元件的方式，而是以元件在功能上的差异来作为区分的准则。在通篇说明书及所附权利要求当中所提及的“包含”为一开放式的用语，故应解释成“包含但不限定于”。另外，“耦接”一词在此包含任何直接及间接的电气连接手段。因此，若文中描述一第一装置耦接于一第二装置，则代表该第一装置可直接电气连接于该第二装置，或通过其他装置或连接手段间接地电气连接至该第二装置。

请参考图1，图1为本发明一收发系统10的架构的一实施例的示意图。在本实施例中，收发系统10符合DisplayPort规范，但此并非本发明的限制条件。如图1所示，收发系统10包含有一第一收发装置110以及一第二收发装置120，其中第一收发装置110以及第二收发装置120经由一电缆线130来与彼此进行沟通。举例来说，在本实施例中，第一收发装置110作为一来源设备(source device)，而第二收发装置120作为一接收设备(sinkdevice)。值得注意的是，第一收发装置110以及第二收发装置120中的任一个收发装置都可当作一个辅助设备(auxiliary device)，也就是说，两者当中的任何一个收发装置均包含有一传送端模块(以元件符号112/122来标示)、一接收端模块(以元件符号114/124来标示)以及一视频接口(例如，一DisplayPort连接器，以元件符号116/126来标示)，如图1所示。换句话说，当第一收发装置110当作一传送端时，此时第二收发装置120当作一接收端；反之，当第一收发装置110当作一接收端时，此时第二收发装置120当作一传送端。

请参考图2，图2为本发明一收发装置200的实施范例的一实施例的示意图。请注意，图1所示的第一收发装置110以及第二收发装置120中的任一个收发装置都可利用图2所示的收发装置200来实现。如图2所示，收发装置200的实施范例包含有(但不局限于)一传送端模块210、一接收端模块220以及一视频接口230。传送端模块210包含有一传送电路250以及一辅助电路240，而接收端模块220则耦接于传送端模块210的辅助电路240。当收发装置200操作在一传送端模式(TX mode)下时，此时传送电路250会产生一第一差动输入信号对(包含有一第一正输入信号IN1+以及一第一负输入信号IN1-)。而辅助电路240则耦接于传送电路250，当收发装置200操作在传送端模式下时，辅助电路240会根据第一差动输入信号对IN+、IN-来产生一差动输出信号对(包含有一正输出信号OUT+以及一负输出信号OUT-)。另外，当收发装置200操作在一接收端模式(RX mode)下时，此时接收端模块220会根据一共模电压VCOM来接收一第二差动输入信号对。值得注意的是，辅助电路240是在收发装置200操作在该接收端模式下时，来产生共模电压VCOM。关于辅助电路240的内部元件及其相关运作将在下列实施例中作进一步说明。

通过上述的例子，传送电路250可视为传送端模块210的第一级电路(first stage)，而辅助电路240则可视为传送端模块210的最后一级电路(last stage)，但此并非本发明的限制条件。请注意，辅助电路240会另外耦接至接收端模块220的输入节点，因此，当收发装置200操作在接收端模式下时，辅助电路240可用来产生并提供想要的共模电压VCOM给接收端模块220。

请参考图3，图3为说明图2所示的传送端模块210中的辅助电路240的详细电路的示意图。如图3所示，辅助电路240包含有(但不局限于)一差动电路320以及一控制电路330。差动电路320具有一正输入端、一负输入端、一正输出端以及一负输出端，在本实施例中，差动电路320包含有一第一电阻R1、一第二电阻R2、一第一晶体管Q1、一第二晶体管Q2以及一偏压电路340，其中第一电阻R1具有一第一节点N11耦接于一第一供应电压VDD以及一第二节点N12；同样地，第二电阻R2也具有一第一节点N21耦接于第一供应电压VDD以及一第二节点N22。再者，第一晶体管Q1具有一第一电极D1、一第二电极S1以及一控制电极G1，其中第一电极D1作为前述的该负输出端并耦接至第一电阻R1的第二节点N12，而控制电极G1则作为前述的该正输入端。第二晶体管Q2也具有一第一电极D2、一第二电极S2以及一控制电极G2，其中第一电极D2作为前述的该正输出端并耦接至第二电阻R2的第二节点N22，而控制电极G2则作为前述的该负输入端。此外，偏压电路340耦接于一第二供应电压GND以及第一晶体管Q1的第二电极S1、第二晶体管Q2的第二电极S2之间。

值得注意的是，控制电路330用来决定要由哪一个信号输入至差动电路320的正输入端(也即，G1)以及负输入端(也即，G2)。在本实施例中，控制电路330可由两个开关SW1、SW2来实现，但此仅为用来描述本发明可行的实施例，并非本发明的限制条件。其中第一开关SW1耦接至差动电路320的正输入端(也即，G1)，用以选择要将第一正输入信号IN1+或者一第一参考电压Vref1输入至差动电路320的正输入端G1；而第二开关SW2则耦接至差动电路320的负输入端(也即，G2)，用以选择要将第一负输入信号IN1-或者一第二参考电压Vref2输入至差动电路320的负输入端G2。本领域技术人员应可了解，在不违背本发明的精神的情况下，也可采用其他元件来实现控制电路330，此都应隶属于本发明所涵盖的范围。

换句话说，当收发装置200操作在该传送端模式下时，此时控制电路330用来将第一差动输入信号对(包含有第一正输入信号IN1+以及第一负输入信号IN1-)耦接至正输入端G1以及负输入端G2，如图4A所示；而当收发装置200操作在该接收端模式下时，此时控制电路330则用来将正输入端G1以及负输入端G2分别耦接至第一参考电压Vref1以及第二参考电压Vref2，如图4B所示。此外，当收发装置200操作在该接收端模式下时，控制电路330另将正输出端(也即，D2)以及负输出端(也即，D1)所产生的共模电压VCOM传送至接收端模块220。关于控制电路330的相关细节将进一步地详细描述如下。

请一并参考图4A以及图4B，图4A为显示当收发装置200操作在传送端模式的情况下时，辅助电路240中的差动电路320的示意图；而图4B则为显示当收发装置200操作在接收端模式的情况下时，辅助电路320中的差动电路240的示意图。在图4A中，第一差动输入信号对(包含有第一正输入信号IN1+以及第一负输入信号IN1-)耦接至差动电路320的正输入端G1以及负输入端G2；而在图4B中，差动电路320的正输入端G1以及负输入端G2则分别耦接至第一参考电压Vref1以及第二参考电压Vref2。

在一实施例中，第一参考电压Vref1可大致上等于第二参考电压Vref2，但此并非本发明的限制条件。举例来说，在本实施例中，第一参考电压Vref1以及第二参考电压Vref2中的每一参考电压可大致上等于第一供应电压VDD。因此，在这个例子中，可假设第一电阻R1以及第二电阻R2的阻抗各为50欧姆(ohms)，如此一来，当收发装置200操作在传送端模式下时，此时传送端模块210在正输出端D2以及负输入端D1之间会存在一共模电压VCOM’，此时由于辅助电路240的配置是如图4A所示，因此共模电压VCOM’也可表示为：(VDD-(1/2*I*50))。另一方面，当收发装置200操作在接收端模式下时，辅助电路240则负责提供一共模电压VCOM给接收端模块220，而非用来产生一传送端输出。当第一晶体管Q1以及第二晶体管Q2都是由所供应的参考电压(也即，Vref1、Vref2)来导通时，此时由正输出端D2以及负输出端D1所产生的共模电压VCOM也可表示为：(VDD-(1/2*I*50))，与前述的共模电压VCOM’相同。简言之，由于在传送端模式中所采用的传送端共模电压(也即，VCOM’)以及在接收端模式中所采用的接收端共模电压(也即，VCOM)都是由同一电路(也即辅助电路240)所产生，因此一翻转电压(turn-around voltage，定义成传送端模块210的共模电压VCOM’与接收端模块220的共模电压VCOM之间的电压差)可大致上维持在零伏特。如此一来，当收发装置200使用于DisplayPort应用中(例如，图1中的收发系统10)，则此翻转电压可符合DisplayPort规范(也即，小于0.4伏特)。

请注意，本领域技术人员应可了解，在不违背本发明的精神的情况下，只要第一参考电压Vref1以及第二参考电压Vref2可在接收端模式下分别导通第一晶体管Q1以及第二晶体管Q2，关于第一参考电压Vref1、第二参考电压Vref2的各种变化就是可行的。

以上所述的实施例仅用来说明本发明的技术特征，并非用来局限本发明的范畴。由上可知，本发明提供一种收发装置及其相关的收发系统。当收发装置操作在传送端模式下时，辅助电路240会根据该第一差动输入信号对(IN1+、IN1-)来产生差动输出信号对(OUT+、OUT-)，以允许传送端模块210完成其所指定的功能，其中该差动输出信号对具有一共模电压VCOM’(例如，等于(VDD-(1/2*I*50)))。另一方面，当收发装置操作在接收端模式下时，辅助电路240则可产生共模电压VCOM(例如，等于(VDD-(1/2*I*50)))给接收端模块220。因此，借助于利用传送端模块的辅助电路240来在传送端模式下提供传送端共模电压(VCOM’)给传送端模块，并在接收端模式下产生一接收端共模电压(VCOM)给接收端模块，可使得翻转电压大致上维持在零伏特，以满足一特殊通信规范(例如，DisplayPort规范)的要求。此外，仅需要增加一个控制电路330(包含有两个开关SW1、SW2)来决定由哪一个信号输入至差动电路320的正输入端(也即，G1)以及负输入端(也即，G2)，因此，并不会造成整体制造成本的负担。

以上所述仅为本发明的优选实施例，凡根据本发明权利要求所做的等同变化与修饰，都应属本发明的涵盖范围。

Claims

1.一种收发装置，包含有：

一传送端模块，包含有：

一传送电路，用来在该收发装置操作在一传送端模式(transmittermode，TX mode)时，产生一第一差动输入信号对；及

一辅助电路(auxiliary circuit)，耦接于该传送电路，用来在该收发装置操作在该传送端模式下时，根据该第一差动输入信号对来产生一差动输出信号对；以及

一接收端模块，耦接于该辅助电路，用来在该收发装置操作在一接收端模式(receiver mode，RX mode)时，根据一共模电压(common-modevoltage)来接收一第二差动输入信号对；

其中，该辅助电路在该收发装置操作在该接收端模式下时，产生该共模电压。

2.如权利要求1所述的收发装置，其中该辅助电路包含有：

一差动电路，具有一正输入端、一负输入端、一正输出端以及一负输出端；以及

一控制电路，当该收发装置操作在该传送端模式下时，该控制电路将该第一差动输入信号对耦接至该正输入端以及该负输入端，并将该正输入端以及该负输入端分别耦接至一第一参考电压以及一第二参考电压；以及当该收发装置操作在该接收端模式下时，该控制电路将该正输出端以及该负输出端所产生的该共模电压耦接至该接收端模块。

3.如权利要求2所述的收发装置，其中该差动电路包含有：

一第一电阻，具有一第一节点耦接于一第一供应电压；

一第二电阻，具有一第一节点耦接于该第一供应电压；

一第一晶体管，具有一第一电极、一第二电极以及一控制电极，该第一电极作为该负输出端并耦接至该第一电阻的一第二节点，而该控制电极作为该正输入端；

一第二晶体管，具有一第一电极、一第二电极以及一控制电极，该第二晶体管的该第一电极作为该正输出端并耦接至该第二电阻的一第二节点，而该第二晶体管的该控制电极作为该负输入端；以及

一偏压电路(bias circuit)，耦接于一第二供应电压以及该第一晶体管的该第二电极、该第二晶体管的该第二电极之间。

4.如权利要求3所述的收发装置，其中该第一参考电压大致上等于该第一供应电压，以及该第二参考电压大致上等于该第一供应电压。

5.一种收发系统，包含有：

两收发装置，该两收发装置经由一电缆线来与彼此进行沟通，且该电缆线耦接于各自的两视频接口之间，该两收发装置中的每一收发装置包含有：

一传送端模块，包含有：

一传送电路，用来在该收发装置操作在一传送端模式下时，产生一第一差动输入信号对；及

一辅助电路，耦接于该传送电路，用来在该收发装置操作在该传送端模式下时，根据该第一差动输入信号对来产生一差动输出信号对；以及

一接收端模块，耦接于该辅助电路，用来在该收发装置操作在一接收端模式下时，根据一共模电压来接收一第二差动输入信号对；

6.如权利要求5所述的收发系统，其中该辅助电路包含有：

7.如权利要求6所述的收发系统，其中该差动电路包含有：

一第一电阻，具有一第一节点耦接于一第一供应电压；

一第二电阻，具有一第一节点耦接于该第一供应电压；

一偏压电路，耦接于一第二供应电压以及该第一晶体管的该第二电极、该第二晶体管的该第二电极之间。

8.如权利要求7所述的收发系统，其中该第一参考电压大致上等于该第一供应电压，以及该第二参考电压大致上等于该第一供应电压。

9.如权利要求5所述的收发系统，其中该些视频接口符合一DisplayPort规范。