CN105991124B - 一种驱动装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种驱动装置，通过幅度检测电路检测驱动电路输出端输出电压的输出幅度，并根据所述输出幅度同向调节等比例复制电路的电阻阻值，反向改变所述等比例复制电路的电流，使得所述驱动电路的电流得以保持与所述等比例复制电路的电流等比例的反向改变，进而反向调节所述输出幅度，直至所述输出幅度被调节至预设值，保证了输出幅度的稳定，解决了现有技术中对于不同的负载其输出幅度的高低电平变化较大的问题。

Description

一种驱动装置

技术领域

本发明涉及数据传输技术领域，尤其涉及一种驱动装置。

背景技术

图1是一个传统的MIPI(Mobile Industry Processor Interface)协议接口驱动装置，包括：预驱动电路101、驱动电路102及其等比例复制电路103，far end Rterm是接收端的负载等效电阻。

以等比例复制电路103的阻抗为驱动电路102的10倍为例进行说明，等比例复制电路103通过一个运放负反馈调节开关管M1和M2的栅电压Vr，可以保证Vs_replica＝Vs。由等比例复制电路103的结构特性，有Vs_drv＝Vs_replica，驱动电路102中的电流Idrv＝10*Ireplica，MIPI协议接口驱动装置的输出幅度为200mv，由于far end Rterm＝100欧姆，因此Idrv＝2mA，Ireplica＝200uA。正常工作时我们假设开关管M6和M7导通，开关管M5和M8截止，按照MIPI协议要求，dp电压应该是300mv，dn电压应该是100mv，要保证两端输出阻抗相同，Vs_drv＝400mv，运放反馈直接调节M1、M2栅电压Vr，间接调节开关管M5～M8的栅电压，进而保证差分输出阻抗等于Rterm＝100欧姆，Vr同时控制Pre_drv的M0，用于调节Pre_drv输出的交叉点，保证输出波形对称。

但是所述MIPI协议接口驱动装置只能保证差分输出阻抗为100欧姆，不能确定开关管M5～M6阻抗等于M7～M8阻抗，尤其在不同芯片工艺偏差、工作电压和工作温度下，通过仿真可以得到其偏差最大50％。因此对于不同的far end Rterm，所述MIPI协议接口驱动装置输出幅度的高低电平变化也比较大，极端情况为高电平为250mv，低电平为50mv或者高电平为350mv，低电平为150mv，因此输出波形共模偏差会达到150mv～250mv。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种驱动装置，以解决现有技术中对于不同的负载其输出幅度的高低电平变化较大的问题。

一种驱动装置，包括：预驱动电路，输入端与所述预驱动电路的输出端相连的驱动电路，输入端与所述驱动电路的输出端相连的幅度检测电路，及与所述驱动电路和所述幅度检测电路相连的等比例复制电路；其中：

所述预驱动电路、所述驱动电路及所述等比例复制电路均与电源相连；

所述等比例复制电路为所述驱动电路的等比例复制电路；

所述幅度检测电路用于检测所述驱动电路输出端输出电压的输出幅度，并根据所述输出幅度同向调节所述等比例复制电路的电阻阻值，反向改变所述等比例复制电路的电流，使得所述驱动电路的电流得以保持与所述等比例复制电路的电流等比例的反向改变，进而反向调节所述输出幅度，直至所述输出幅度被调节至预设值。

优选的，所述驱动电路包括：第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第五开关管和第六开关管；其中：

所述第一开关管的输入端与所述电源相连；所述第一开关管的控制端与所述等比例复制电路相连；

所述第二开关管的输入端和所述第三开关管的输入端均与所述第一开关管的输出端相连；

所述第二开关管的输出端与所述第四开关管的输入端相连，连接点作为所述驱动电路的一个输出端；所述第二开关管的控制端与所述第四开关管的控制端相连，连接点作为所述驱动电路的一个输入端；

所述第三开关管的输出端与所述第五开关管的输入端相连，连接点作为所述驱动电路的另一个输出端；所述第三开关管的控制端与所述第五开关管的控制端相连，连接点作为所述驱动电路的另一个输入端；

所述第四开关管的输出端和所述第五开关管的输出端均与所述第六开关管的输入端相连；所述第六开关管的控制端与所述等比例复制电路相连，所述第六开关管的输出端接地。

优选的，所述等比例复制电路包括：电流源、第一电阻、第二电阻、可调电阻、第一放大器、第二放大器、第七开关管、第八开关管、第九开关管和第十开关管；其中：

所述第一电阻连接于所述电流源和所述第二电阻之间，所述电流源的另一端与所述电源相连，所述第二电阻的另一端接地；

所述第一放大器的反相输入端与所述电流源及所述第一电阻的连接点相连；所述第一放大器的输出端与所述第七开关管的控制端及所述第一开关管的控制端相连；

所述第七开关管的输入端与所述电源相连，输出端与所述第八开关管的输入端相连；所述第八开关管的控制端接地，输出端与所述第一放大器的同相输入端相连，连接点与所述可调电阻的一端相连；

所述第二放大器的反相输入端与所述第一电阻及所述第二电阻的连接点相连；所述第二放大器的输出端与所述第十开关管的控制端及所述第六开关管的控制端相连；

所述第十开关管的输出端接地，输入端与所述第九开关管的输出端相连；所述第九开关管的控制端与所述电源相连，输入端与所述第二放大器的同相输入端相连，连接点与所述可调电阻的另一端相连；

所述可调电阻的调节端与所述幅度检测电路的输出端相连。

优选的，所述第一开关管、所述第二开关管和所述第三开关管为PMOS晶体管；所述第四开关管、所述第五开关管和所述第六开关管为NMOS晶体管。

优选的，所述第七开关管和所述第八开关管为PMOS晶体管；所述第九开关管和所述第十开关管为NMOS晶体管。

优选的，所述第一电阻和所述第二电阻为可调电阻。

优选的，所述预驱动电路为连接于所述电源与地之间的反相器。

优选的，所述等比例复制电路与所述驱动电路的比例为10:1。

优选的，所述电源为1.8V。

本发明公开的驱动装置，通过幅度检测电路检测驱动电路输出端输出电压的输出幅度，并根据所述输出幅度同向调节等比例复制电路的电阻阻值，反向改变所述等比例复制电路的电流，使得所述驱动电路的电流得以保持与所述等比例复制电路的电流等比例的反向改变，进而反向调节所述输出幅度，直至所述输出幅度被调节至预设值，保证了输出幅度的稳定，解决了现有技术中对于不同的负载其输出幅度的高低电平变化较大的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术公开的驱动装置结构示意图；

图2为本发明实施例公开的驱动装置结构示意图；

图3为本发明另一实施例公开的驱动装置结构示意图；

图4为本发明另一实施例公开的输出波形图；

图5为本发明另一实施例公开的输出波形图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了一种驱动装置，以解决现有技术中输出幅度的高低电平在工作过程中变化较大的问题。

具体的，所述驱动装置如图2所示，包括：预驱动电路201，输入端与预驱动电路201的输出端相连的驱动电路202，输入端与驱动电路202的输出端相连的幅度检测电路203，及与驱动电路202和幅度检测电路203相连的等比例复制电路204；其中：

预驱动电路201、驱动电路202及等比例复制电路204均与电源VCC相连；

等比例复制电路204为驱动电路202的等比例复制电路；

具体的工作原理为：

幅度检测电路203检测驱动电路202输出端输出电压的输出幅度，并根据所述输出幅度同向调节等比例复制电路204的电阻阻值，反向改变等比例复制电路204的电流，使得驱动电路202的电流得以保持与等比例复制电路204的电流等比例的反向改变，进而反向调节所述输出幅度，直至所述输出幅度被调节至预设值。

本实施例提供的所述驱动装置，无论驱动电路202连接的负载电阻的大小具体为何值，都能通过上述过程保证所述输出幅度的稳定，解决了现有技术中对于不同的负载其输出幅度的高低电平变化较大的问题。

优选的，如图3所示，驱动电路202包括：第一开关管P1、第二开关管P2、第三开关管P3、第四开关管N1、第五开关管N2和第六开关管N3；其中：

第一开关管P1的输入端与电源VCC相连；第一开关管P1的控制端与等比例复制电路204相连；

第二开关管P2的输入端和第三开关管P3的输入端均与第一开关管P1的输出端相连；

第二开关管P2的输出端与第四开关管N1的输入端相连，连接点作为驱动电路202的一个输出端；第二开关管P2的控制端与第四开关管N1的控制端相连，连接点作为驱动电路202的一个输入端；

第三开关管P3的输出端与第五开关管N2的输入端相连，连接点作为驱动电路202的另一个输出端；第三开关管P3的控制端与第五开关管N2的控制端相连，连接点作为驱动电路202的另一个输入端；

第四开关管N1的输出端和第五开关管N2的输出端均与第六开关管N3的输入端相连；第六开关管N3的控制端与等比例复制电路204相连，第六开关管N3的输出端接地。

优选的，如图3所示，等比例复制电路204包括：电流源Iref、第一电阻R1、第二电阻R2、可调电阻R3、第一放大器A1、第二放大器A2、第七开关管P4、第八开关管P5、第九开关管N4和第十开关管N5；其中：

第一电阻R1连接于电流源Iref和第二电阻R2之间，电流源Iref的另一端与电源VCC相连，第二电阻R2的另一端接地；

第一放大器A1的反相输入端与电流源Iref及第一电阻R1的连接点相连；第一放大器A1的输出端与第七开关管P4的控制端及第一开关管P1的控制端相连；

第七开关管P4的输入端与电源VCC相连，输出端与第八开关管P5的输入端相连；第八开关管P5的控制端接地，输出端与第一放大器A1的同相输入端相连，连接点与可调电阻R3的一端相连；

第二放大器A2的反相输入端与第一电阻R1及第二电阻R2的连接点相连；第二放大器A2的输出端与第十开关管N5的控制端及第六开关管N3的控制端相连；

第十开关管N5的输出端接地，输入端与第九开关管N4的输出端相连；第九开关管N4的控制端与电源VCC相连，输入端与第二放大器A2的同相输入端相连，连接点与可调电阻R3的另一端相连；

可调电阻R3的调节端与幅度检测电路203的输出端相连。

优选的，如图3所示，第一开关管P1、第二开关管P2和第三开关管P3均为PMOS晶体管；第四开关管N1、第五开关管N2和第六开关管N3均为NMOS晶体管。

优选的，如图3所示，第七开关管P4和第八开关管P5均为PMOS晶体管；第九开关管N4和第十开关管N5均为NMOS晶体管。

在具体的实际应用中，上述各个开关管还可以通过三极管或者IGBT(InsulatedGate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)来实现，图3仅为一种示例，并不一定限定于此，可以视其具体的应用环境进行选用，均在本申请的保护范围内。

优选的，如图3所示，预驱动电路201为连接于电源VCC与地之间的反相器。

优选的，等比例复制电路204与驱动电路202的比例为10:1。

在具体的实际应用中，等比例复制电路204与驱动电路202的比例也可以为其他数值，并不限定于此，可以视其具体的应用环境而定，均在本申请的保护范围内。

具体的工作原理为：

等比例复制电路204与驱动电路202的比例为10:1，即第一开关管P1是第七开关管P4的10倍，第二开关管P2和第三开关管P3均为第八开关管P5的10倍，第四开关管N1和第五开关管N2均为第九开关管N4的10倍，第六开关管N3是第十开关管N5的10倍，可调电阻R3等于负载Rterm的10倍。

值得说明的是，图1所示的现有技术中运放输出的电压Vr连接到后面的反相器，为其提供电流，间接调节驱动电路102。但是反相器中的电流会随着预驱动电路101的输入信号变化，因此运放必须有足够的电流能力满足反相器的电流需求，同时要保证传输过程中运放输出的电压Vr比较稳定，因此需要很大的电容，使得现有技术的面积加大，设计难度增加。

而本实施例的等比例复制电路204由两个环路组成，分别控制第七开关管P4和第十开关管N5的控制端，保证等比例复制电路204两端电压分别等于Vp和Vn，因此无需电容的存在，减小了所述驱动装置的面积和设计复杂度。本实施例中的Ireplica＝(Vp-Vn)/R3，Idrv＝10×Ireplica。

当预驱动电路201的输入为高，即ip为高电平，in为低电平，第四开关管N1和第三开关管P3开启，第二开关管P2和第五开关管N2关断，第一开关管P1、第三开关管P3、负载Rterm、第四开关管N1和第六开关管N3形成一个电源VCC到地的通路，由等比例复制电路204的结构特性可知，此时dp＝vp，dn＝vn。

当预驱动电路201的输入为低时，即ip为低电平，in为高电平，第二开关管P2和第五开关管N2开启，第四开关管N1和第三开关管P3关断，第一开关管P1、第二开关管P2、负载Rterm、第五开关管N2和第六开关管N3形成一个电源VCC到地的通路，由等比例复制电路204的结构特性可知，此时dp＝vn，dn＝vp。

值得说明的是，现有技术中不同的协议接口，其驱动装置是不同的。如常用的MIPI协议接口和LVDS(Low Voltage Differential Signaling)协议接口应用的驱动装置即是不同的，两者也不能够实现同一个驱动装置在不同环境下的复用。

而本实施例通过调节电流源Iref或者第一电阻R1和第二电阻R2的具体参数，可以得到不同的Vp、Vn和Idrv，进而能够得到不同的输出幅度，使得所述驱动装置能够适用于不同的协议接口。例如：

应用于MIPI协议接口时，设置Iref＝100uA，R2＝1K欧姆，R1＝2K欧姆，便能得到Vp＝0.3v，Vn＝0.1v，当R3＝1000欧姆，Rterm＝100欧姆时，得到的输出幅度就为0.1v到0.3v，其输出波形如图4所示。

应用于LVDS协议接口时，设置Iref＝100uA，R2＝10.25K欧姆，R1＝3.5K欧姆，便能得到Vp＝1.375v，Vn＝1.025v，当R3＝1000欧姆，Rterm＝100欧姆时，得到的输出幅度就为1.025v到1.375v，其输出波形如图5所示。

优选的，第一电阻R1和第二电阻R2为可调电阻。

当第一电阻R1和第二电阻R2为可调电阻时，所述驱动装置面对不同的协议接口，可以无需元器件的置换，仅通过对于阻值可调的第一电阻R1和第二电阻R2的调节，即可实现不同协议下的复用。

优选的，电源VCC为1.8V。

在具体的实际应用中，电源VCC并不限定于1.8v，也可以是其他电源，如1.6v，可以视所述驱动装置想要应用的协议接口而定，此处不做具体限定。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种驱动装置，其特征在于，包括：预驱动电路，输入端与所述预驱动电路的输出端相连的驱动电路，输入端与所述驱动电路的输出端相连的幅度检测电路，及与所述驱动电路和所述幅度检测电路相连的等比例复制电路；其中：

所述预驱动电路、所述驱动电路及所述等比例复制电路均与电源相连；

所述等比例复制电路为所述驱动电路的等比例复制电路；

所述幅度检测电路用于检测所述驱动电路输出端输出电压的输出幅度，并根据所述输出幅度同向调节所述等比例复制电路的电阻阻值，反向改变所述等比例复制电路的电流，使得所述驱动电路的电流得以保持与所述等比例复制电路的电流等比例的反向改变，进而反向调节所述输出幅度，直至所述输出幅度被调节至预设值。

2.根据权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，所述驱动电路包括：第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第五开关管和第六开关管；其中：

所述第一开关管的输入端与所述电源相连；所述第一开关管的控制端与所述等比例复制电路相连；

所述第二开关管的输入端和所述第三开关管的输入端均与所述第一开关管的输出端相连；

所述第二开关管的输出端与所述第四开关管的输入端相连，连接点作为所述驱动电路的一个输出端；所述第二开关管的控制端与所述第四开关管的控制端相连，连接点作为所述驱动电路的一个输入端；

所述第三开关管的输出端与所述第五开关管的输入端相连，连接点作为所述驱动电路的另一个输出端；所述第三开关管的控制端与所述第五开关管的控制端相连，连接点作为所述驱动电路的另一个输入端；

所述第四开关管的输出端和所述第五开关管的输出端均与所述第六开关管的输入端相连；所述第六开关管的控制端与所述等比例复制电路相连，所述第六开关管的输出端接地。

3.根据权利要求2所述的驱动装置，其特征在于，所述等比例复制电路包括：电流源、第一电阻、第二电阻、可调电阻、第一放大器、第二放大器、第七开关管、第八开关管、第九开关管和第十开关管；其中：

所述第一电阻连接于所述电流源和所述第二电阻之间，所述电流源的另一端与所述电源相连，所述第二电阻的另一端接地；

所述第一放大器的反相输入端与所述电流源及所述第一电阻的连接点相连；所述第一放大器的输出端与所述第七开关管的控制端及所述第一开关管的控制端相连；

所述第七开关管的输入端与所述电源相连，输出端与所述第八开关管的输入端相连；所述第八开关管的控制端接地，输出端与所述第一放大器的同相输入端相连，连接点与所述可调电阻的一端相连；

所述第二放大器的反相输入端与所述第一电阻及所述第二电阻的连接点相连；所述第二放大器的输出端与所述第十开关管的控制端及所述第六开关管的控制端相连；

所述第十开关管的输出端接地，输入端与所述第九开关管的输出端相连；所述第九开关管的控制端与所述电源相连，输入端与所述第二放大器的同相输入端相连，连接点与所述可调电阻的另一端相连；

所述可调电阻的调节端与所述幅度检测电路的输出端相连。

4.根据权利要求2所述的驱动装置，其特征在于，所述第一开关管、所述第二开关管和所述第三开关管为PMOS晶体管；所述第四开关管、所述第五开关管和所述第六开关管为NMOS晶体管。

5.根据权利要求3所述的驱动装置，其特征在于，所述第七开关管和所述第八开关管为PMOS晶体管；所述第九开关管和所述第十开关管为NMOS晶体管。

6.根据权利要求3所述的驱动装置，其特征在于，所述第一电阻和所述第二电阻为可调电阻。

7.根据权利要求2所述的驱动装置，其特征在于，所述预驱动电路为连接于所述电源与地之间的反相器。

8.根据权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，所述等比例复制电路与所述驱动电路的比例为10:1。

9.根据权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，所述电源为1.8V。