CN116436481A - 发送器电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种发送器电路，具有输入端口、第一发送节点、第二发送节点、第三发送节点及第四发送节点，并且包括：第一运算放大器；第一输出级；第一电阻器电容器网络；第一开关群组，耦接于该第一电阻器电容器网络与该输入端口之间；第一阻抗匹配电路，耦接该第一输出级、该第一发送节点及该第二发送节点；第二运算放大器；第二输出级；第二电阻器电容器网络；第二开关群组，耦接于该第二电阻器电容器网络与该输入端口之间；以及第二阻抗匹配电路，耦接该第二输出级、该第三发送节点及该第四发送节点。
Description
技术领域
本发明是关于以太网络，尤其是关于以太网络的发送器电路。
背景技术
图1显示现有的以太网络发送器的功能方块图。发送器电路101包括第一通道与第二通道。
第一通道包括运算放大器104_t、输出级130_t、电阻器电容器电路110_t、电阻器电容器电路120_t、阻抗匹配电路140_t以及开关电阻器网络146_t。电阻器电容器电路110_t耦接于输出级130_t的输出端(输出信号vop_t的一端)与运算放大器104_t的输入端(接收信号vip_t的一端)之间。电阻器电容器电路120_t耦接于输出级130_t的输出端(输出信号von_t的一端)与运算放大器104_t的输入端(接收信号vin_t的一端)之间。阻抗匹配电路140_t包括开关电阻器网络142_t以及开关电阻器网络144_t。开关电阻器网络142_t耦接于输出级130_t的输出端与发送节点txop之间，而开关电阻器网络144_t耦接于输出级130_t的输出端与发送节点txon之间。发送节点txop与发送节点txon通过变压器150_t耦接负载电阻器RL1。
第二通道包括运算放大器104_r、输出级130_r、电阻器电容器电路110_r、电阻器电容器电路120_r、阻抗匹配电路140_r以及开关电阻器网络146_r。电阻器电容器电路110_r耦接于输出级130_r的输出端(输出信号vop_r的一端)与运算放大器104_r的输入端(接收信号vip_r的一端)之间。电阻器电容器电路120_r耦接于输出级130_r的输出端(输出信号von_r的一端)与运算放大器104_r的输入端(接收信号vin_r的一端)之间。阻抗匹配电路140_r包括开关电阻器网络142_r以及开关电阻器网络144_r。开关电阻器网络142_r耦接于输出级130_r的输出端与发送节点rxip之间，而开关电阻器网络144_r耦接于输出级130_r的输出端与发送节点rxin之间。发送节点rxip与发送节点rxin通过变压器150_r耦接负载电阻器RL2。
上述组件中，变压器150_t、变压器150_r、负载电阻器RL1及负载电阻器RL2位于芯片外部，而其他的组件则位于芯片内部。
当发送器电路101操作于媒体相依接口(medium dependent interface，以下简称MDI)模式时，运算放大器104_t、输出级130_t、电阻器电容器电路110_t及电阻器电容器电路120_t启用(enabled)、运算放大器104_r、输出级130_r、电阻器电容器电路110_r及电阻器电容器电路120_r停用(disabled)、开关电阻器网络142_t、开关电阻器网络144_t及开关电阻器网络146_r短路(short)、开关电阻器网络142_r、开关电阻器网络144_r及开关电阻器网络146_t开路(open)，且发送器电路101从发送节点txop及发送节点txon输出数字模拟转换器102_t所产生的信号(信号vip_t及信号vin_t)。
当发送器电路101操作于媒体相依接口交越(medium dependent interfacecrossover，以下简称MDIX)模式时，运算放大器104_t、输出级130_t、电阻器电容器电路110_t及电阻器电容器电路120_t停用、运算放大器104_r、输出级130_r、电阻器电容器电路110_r及电阻器电容器电路120_r启用、开关电阻器网络142_t、开关电阻器网络144_t及开关电阻器网络146_r开路、开关电阻器网络142_r、开关电阻器网络144_r及开关电阻器网络146_t短路，且发送器电路101从发送节点rxip及发送节点rxin输出数字模拟转换器102_r所产生的信号(信号vip_r及信号vin_r)。
因为制程飘移的关系，所以开关电阻器网络142_t、开关电阻器网络144_t、开关电阻器网络142_r及开关电阻器网络144_r通常需要校正。图2为开关电阻器网络142_t的示意图(开关电阻器网络144_t、开关电阻器网络142_r及开关电阻器网络144_r的电路相似)。传统的校正方法是提供多个并联的电阻器(R0～Rn)-开关(SW0～SWn)对，藉由控制该多个开关(SW0～SWn)的导通状态来产生不同的等效电阻值。图2中的开关SW0～SWn是由传输门(transmission gate)实现，而信号powb_h、pow_h、tap_h、tapb_h为传输门的控制信号。
在发送器电路101中，开关SWp_t可以用来控制开关电阻器网络142_t形成短路(开关SWp_t导通)或开路(开关SWp_t不导通)。然而，以先进制程制作的传输门具有较低的耐压，无法承受高电压，所以现有的开关电阻器网络142_t、开关电阻器网络144_t、开关电阻器网络142_r及开关电阻器网络144_r不适用于先进制程，也就是说，以先进制程制作的电阻网络142_t、开关电阻器网络144_t、开关电阻器网络142_r及开关电阻器网络144_r无法实际切换(开关)，因此需要一种在先进制程仍可切换(达成开关目的)的发送器电路。
发明内容
鉴于先前技术之不足，本发明之一目的在于提供一种发送器电路，以改善先前技术的不足。
本发明的一个实施例提供一种发送器电路，具有输入端口、第一发送节点、第二发送节点、第三发送节点及第四发送节点，并且包括：第一运算放大器；第一输出级，耦接该第一运算放大器；第一电阻器电容器网络，耦接于该第一输出级与该第一运算放大器；第一开关群组，耦接于该第一电阻器电容器网络与该输入端口之间；第一阻抗匹配电路，耦接该第一输出级、该第一发送节点及该第二发送节点；第二运算放大器；第二输出级，耦接该第二运算放大器；第二电阻器电容器网络，耦接于该第二输出级与该第二运算放大器；第二开关群组，耦接于该第二电阻器电容器网络与该输入端口之间；以及第二阻抗匹配电路，耦接该第二输出级、该第三发送节点及该第四发送节点。
本发明的另一实施例提供一种发送器电路，具有第一发送节点、第二发送节点、第三发送节点及第四发送节点，并且包括：运算放大器；第一输出级，耦接该运算放大器；第一电阻器电容器网络，耦接于该第一输出级；第一开关群组，耦接于该第一电阻器电容器网络与该运算放大器之间；第一阻抗匹配电路，耦接该第一输出级、该第一发送节点及该第二发送节点；第二输出级，耦接该运算放大器；第二电阻器电容器网络，耦接于该第二输出级；第二开关群组，耦接于该第二电阻器电容器网络与该运算放大器之间；第二阻抗匹配电路，耦接该第二输出级、该第三发送节点及该第四发送节点；共模反馈电路；第一开关，耦接于该共模反馈电路与该第一输出级之间；第二开关，耦接于该共模反馈电路与该第二输出级之间。
相较于先前技术，本发明的发送器电路可以以先进制程来制做，解决了先前技术所遇到的问题。
有关本发明的特征、实现与功效，现配合图式作实施例详细说明如下。
附图说明
图1显示现有的以太网络发送器的功能方块图；
图2为现有的开关电阻器网络的示意图。
图3显示本发明以太网络发送器的一个实施例的功能方块图；以及
图4显示本发明以太网络发送器的另一实施例的功能方块图。
具体实施方式
以下说明内容的技术用语参照本技术领域之习惯用语，如本说明书对部分用语有加以说明或定义，该部分用语的解释以本说明书的说明或定义为准。
本发明的公开内容包括发送器电路。由于本发明的发送器电路所包括的部分组件单独而言可能为已知组件，因此在不影响该装置发明的充分公开及可实施性的前提下，以下说明对于已知组件的细节将予以节略。
请参阅图3，图3显示本发明以太网络发送器的一个实施例的功能方块图。发送器电路301包括输入端口303(包括输入节点Ni1及输入节点Ni2)、第一通道及第二通道。
第一通道从输入端口303接收输入信号(例如数字模拟转换器302所输出的信号vip及信号vin)，并且从发送节点txop及发送节点txon输出信号。
第一通道包括运算放大器304_t、电阻器电容器网络315_t(包括电阻器电容器电路310_t及电阻器电容器电路320_t)、输出级330_t、阻抗匹配电路340_t(包括电阻器342_t及电阻器344_t)、开关电阻器网络346_t及开关群组360_t(包括开关361_t及开关362_t)。阻抗匹配电路340_t不包括开关。
运算放大器304_t耦接或电连接输出级330_t。电阻器电容器网络315_t耦接于输出级330_t的输出端与运算放大器304_t的输入端之间。电阻器电容器电路310_t的一端耦接或电连接输出级330_t的其中一个输出端(输出信号vop_t的一端)，电阻器电容器电路310_t的另一端耦接或电连接运算放大器304_t的其中一个输入端以及开关361_t。电阻器电容器电路320_t的一端耦接或电连接输出级330_t的另一个输出端(输出信号von_t的一端)，电阻器电容器电路320_t的另一端耦接或电连接运算放大器304_t的另一个输入端以及开关362_t。
电阻器342_t的其中一端耦接或电连接输出级330_t的其中一个输出端(输出信号vop_t的一端)，电阻器342_t的另一端耦接或电连接发送节点txop。电阻器344_t的其中一端耦接或电连接输出级330_t的输出端(输出信号von_t的一端)，电阻器344_t的另一端耦接或电连接发送节点txon。开关电阻器网络346_t耦接或电连接于发送节点txop与发送节点txon之间。发送节点txop与发送节点txon通过变压器350_t耦接负载电阻器RL1。
开关群组360_t耦接于输入端口303与运算放大器304_t的输入端之间。开关361_t耦接或电连接于输入节点Ni1与运算放大器304_t的其中一个输入端(耦接或电连接电阻器电容器电路310_t的该输入端)之间。开关362_t耦接或电连接于输入节点Ni2与运算放大器304_t的另一个输入端(耦接或电连接电阻器电容器电路320_t的该输入端)之间。
第二通道从输入端口303接收输入信号(例如信号vip及信号vin)，并且从发送节点rxip及发送节点rxin输出信号。
第二通道包括运算放大器304_r、电阻器电容器网络315_r(包括电阻器电容器电路310_r及电阻器电容器电路320_r)、输出级330_r、阻抗匹配电路340_r(包括电阻342_r及电阻344_r)、开关电阻器网络346_r及开关群组360_r(包括开关361_r及开关362_r)。阻抗匹配电路340_r不包括开关。
运算放大器304_r耦接或电连接输出级330_r。电阻器电容器网络315_r耦接于输出级330_r的输出端与运算放大器304_r的输入端之间。电阻器电容器电路310_r的一端耦接或电连接输出级330_r的其中一个输出端(输出信号vop_r的一端)，电阻器电容器电路310_r的另一端耦接或电连接运算放大器304_r的其中一个输入端以及开关361_r。电阻器电容器电路320_r的一端耦接或电连接输出级330_r的另一个输出端(输出信号von_r的一端)，电阻器电容器电路320_r的另一端耦接或电连接运算放大器304_r的另一个输入端以及开关362_r。
电阻器342_r的其中一端耦接或电连接输出级330_r的其中一个输出端(输出信号vop_r的一端)，电阻器342_r的另一端耦接或电连接发送节点rxip。电阻器344_r的其中一端耦接或电连接输出级330_r的输出端(输出信号von_r的一端)，电阻器344_r的另一端耦接或电连接发送节点rxin。开关电阻器网络346_r耦接或电连接于发送节点rxip与发送节点rxin之间。发送节点rxip与发送节点rxin通过变压器350_r耦接负载电阻器RL2。
开关群组360_r耦接于输入端口303与运算放大器304_r的输入端之间。开关361_r耦接或电连接于输入节点Ni1与运算放大器304_r的其中一个输入端(耦接或电连接电阻器电容器电路310_r的该输入端)之间。开关362_r耦接或电连接于输入节点Ni2与运算放大器304_r的另一个输入端(耦接或电连接电阻器电容器电路320_r的该输入端)之间。
当发送器电路301操作于MDI模式时，运算放大器304_t、输出级330_t、电阻器电容器电路310_t、电阻器电容器电路320_t、电阻器342_t、电阻器344_t及开关电阻器网络346_r启用，运算放大器304_r、输出级330_r、电阻器电容器电路310_r、电阻器电容器电路320_r、电阻342_r、电阻344_r及开关电阻器网络346_t停用，开关群组360_t导通(即，开关361_t及开关362_t导通)，且开关群组360_r不导通(即，开关361_r及开关362_r不导通)。在MDI模式下，发送器电路301通过发送节点txop及发送节点txon发送数字模拟转换器302所输出的信号vip及信号vin。
当发送器电路301操作于MDIX模式时，运算放大器304_t、输出级330_t、电阻器电容器电路310_t、电阻器电容器电路320_t、电阻器342_t、电阻器344_t及开关电阻器网络346_r停用，运算放大器304_r、输出级330_r、电阻器电容器电路310_r、电阻器电容器电路320_r、电阻器342_r、电阻器344_r及开关电阻器网络346_t启用，开关群组360_t不导通(即，开关361_t及开关362_t不导通)，且开关群组360_r导通(即，开关361_r及开关362_r导通)。在MDIX模式下，发送器电路301通过发送节点rxip及发送节点rxin发送数字模拟转换器302所输出的信号vip及信号vin。
运算放大器304_t及运算放大器304_r各包括共模反馈(Common Mode Feedback,CMFB)电路，共模反馈电路的细节与操作原理为本领域的技术人员所熟知，故不再赘述。
图3的组件中，变压器350_t、变压器350_r、负载电阻器RL1及负载电阻器RL2位于芯片的外部，其他的组件位于芯片内部。
通过控制开关361_t、开关362_t、开关361_r及开关362_r的导通状态，发送器电路301操作在MDI模式或MDIX模式。开关361_t、开关362_t、开关361_r及开关362_r可以由晶体管实现。由于开关361_t、开关362_t、开关361_r及开关362_r不会承受大信号幅度(即，不会承受高电压)，所以发送器电路301可以以先进制程来制做。当然，发送器电路301亦可使用传统的制程来制做。此外，相较于图1的发送器电路101，本发明的发送器电路301的第一通道及第二通道共享数字模拟转换器302，可以缩小电路面积及节省成本。
请参阅图4，图4显示本发明以太网络发送器的另一实施例的功能方块图。图4的发送器电路401与发送器电路301相似，差别在于发送器电路401的第一通道及第二通道共享运算放大器404。运算放大器404的输出皆耦接或电连接输出级330_t及输出级330_r。运算放大器404的其中一个输入端(接收信号vip的输入端，即输入节点Ni1)通过开关361_t耦接电阻器电容器电路310_t，并且通过开关361_r耦接电阻器电容器电路310_r；运算放大器404的另一个输入端(接收信号vin的输入端，即输入节点Ni2)通过开关362_t耦接电阻器电容器电路320_t，并且通过开关362_r耦接电阻器电容器电路320_r。
由于共享运算放大器404，所以运算放大器404的共模反馈电路406必须在第一通道与第二通道之间切换。如图4所示，共模反馈电路406耦接或电连接开关464_t及开关464_r。开关464_t通过电阻器Rt1耦接节点N1(即，输出级330_t的其中一个输出端)，以及通过电阻器Rt2耦接节点N2(即，输出级330_t的另一个输出端)。开关464_r通过电阻器Rr1耦接节点N3(即，输出级330_r的其中一个输出端)，以及通过电阻器Rr2耦接节点N4(即，输出级330_r的另一个输出端)。共模反馈电路406的细节与操作原理为本领域的技术人员所熟知，故不再赘述。
当发送器电路401操作于MDI模式时，运算放大器404启用，开关361_t、开关362_t及开关464_t导通，且开关361_r、开关362_r及开关464_r不导通；当发送器电路401操作于MDIX模式时，运算放大器404启用、开关361_t、开关362_t及开关464_t不导通，且开关361_r、开关362_r及开关464_r导通。
发送器电路401同样可以以先进制程或传统制程来制做。此外，相较于发送器电路301，由于发送器电路401进一步共享运算放大器404，所以减小电路面积及降低成本。
请注意，前面公开的图标中，组件的形状、尺寸及比例仅为示意，供本领域的技术人员了解本发明之用，非用以限制本发明。
虽然本发明的实施例如上所述，然而这些实施例并非用来限定本发明，本领域的技术人员可依据本发明的明示或隐含的内容对本发明的技术特征施以变化，凡此种种变化均可能属于本发明所寻求的专利保护范畴，换言之，本发明的专利保护范围须视本发明权利要求书所界定者为准。
附图标记说明：
101、301、401：发送器电路
104_t、104_r、304_t、304_r、404：运算放大器
130_t、130_r、330_t、330_r：输出级
110_t、120_t、110_r、120_r、310_t、320_t、310_r、320_r：电阻器电容器电路
140_t、140_r、340_t、340_r：阻抗匹配电路
vop_t、vip_t、von_t、vin_t、vop_r、vip_r、von_r、vin_r、vip、vin：信号
powb_h、pow_h、tap_h、tapb_h：控制信号
142_t、144_t、146_t、142_r、144_r、146_r、346_t、346_r：开关电阻器网络
150_t、150_r、350_t、350_r：变压器
RL1、RL2：负载电阻器
txop、txon、rxip、rxin：发送节点
102_t、102_r、302：数字模拟转换器
SW0、SW1、SW2、SWn、SWp_t、361_t、362_t、361_r、362_r、464_t、464_r：开关
303：输入端口
Ni1、Ni2：输入节点
315_t、315_r：电阻器电容器网络
R0、R1、R2、Rn、342_t、344_t、342_r、344_r、Rt1、Rt2、Rr1、Rr2：电阻器
360_t、360_r：开关群组
406：共模反馈电路
N1、N2、N3、N4：节点
Claims (10)
1.一种发送器电路，具有输入端口、第一发送节点、第二发送节点、第三发送节点及第四发送节点，该发送器电路包括：
第一运算放大器；
第一输出级，耦接该第一运算放大器；
第一电阻器电容器网络，耦接于该第一输出级与该第一运算放大器；
第一开关群组，耦接于该第一电阻器电容器网络与该输入端口之间；
第一阻抗匹配电路，耦接该第一输出级、该第一发送节点及该第二发送节点；
第二运算放大器；
第二输出级，耦接该第二运算放大器；
第二电阻器电容器网络，耦接于该第二输出级与该第二运算放大器；
第二开关群组，耦接于该第二电阻器电容器网络与该输入端口之间；以及
第二阻抗匹配电路，耦接该第二输出级、该第三发送节点及该第四发送节点。
2.根据权利要求1所述的发送器电路，其中，该第一电阻器电容器网络包括第一电阻器电容器电路及第二电阻器电容器电路，该第二电阻器电容器网络包括第三电阻器电容器电路及第四电阻器电容器电路。
3.根据权利要求2所述的发送器电路，其中，该输入端口包括第一输入节点及第二输入节点，该第一开关群组包括第一开关及第二开关，该第二开关群组包括第三开关及第四开关，该第一开关耦接于该第一输入节点与该第一电阻器电容器电路之间，该第二开关耦接于该第二输入节点与该第二电阻器电容器电路之间，该第三开关耦接于该第一输入节点与该第三电阻器电容器电路之间，以及该第四开关耦接于该第二输入节点与该第四电阻器电容器电路之间。
4.根据权利要求1所述的发送器电路，其中，该第一阻抗匹配电路包括第一电阻器及第二电阻器，该第二阻抗匹配电路包括第三电阻器及第四电阻器，该第一电阻器耦接于该第一输出级与该第一发送节点之间，该第二电阻器耦接于该第一输出级与该第二发送节点之间，该第三电阻器耦接于该第二输出级与该第三发送节点之间，以及该第四电阻器耦接于该第二输出级与该第四发送节点之间。
5.根据权利要求1所述的发送器电路，其中，该第一阻抗匹配电路及该第二阻抗匹配电路不包括开关。
6.一种发送器电路，具有第一发送节点、第二发送节点、第三发送节点及第四发送节点，该发送器电路包括：
运算放大器；
第一输出级，耦接该运算放大器；
第一电阻器电容器网络，耦接于该第一输出级；
第一开关群组，耦接于该第一电阻器电容器网络与该运算放大器之间；
第一阻抗匹配电路，耦接该第一输出级、该第一发送节点及该第二发送节点；
第二输出级，耦接该运算放大器；
第二电阻器电容器网络，耦接于该第二输出级；
第二开关群组，耦接于该第二电阻器电容器网络与该运算放大器之间；
第二阻抗匹配电路，耦接该第二输出级、该第三发送节点及该第四发送节点；
共模反馈电路；
第一开关，耦接于该共模反馈电路与该第一输出级之间；以及
第二开关，耦接于该共模反馈电路与该第二输出级之间。
7.根据权利要求6所述的发送器电路，其中，该第一电阻器电容器网络包括第一电阻器电容器电路及第二电阻器电容器电路，该第二电阻器电容器网络包括第三电阻器电容器电路及第四电阻器电容器电路。
8.根据权利要求7所述的发送器电路，其中，该运算放大器具有第一输入端及第二输入端，该第一开关群组包括第三开关及第四开关，该第二开关群组包括第五开关及第六开关，该第三开关耦接于该运算放大器的该第一输入端与该第一电阻器电容器电路之间，该第四开关耦接于该运算放大器的该第二输入端与该第二电阻器电容器电路之间，该第五开关耦接于该运算放大器的该第一输入端与该第三电阻器电容器电路之间，以及该第六开关耦接于该运算放大器的该第二输入端与该第四电阻器电容器电路之间。
9.根据权利要求6所述的发送器电路，其中，该第一阻抗匹配电路包括第一电阻器及第二电阻器，该第二阻抗匹配电路包括第三电阻器及第四电阻器，该第一电阻器耦接于该第一输出级与该第一发送节点之间，该第二电阻器耦接于该第一输出级与该第二发送节点之间，该第三电阻器耦接于该第二输出级与该第三发送节点之间，以及该第四电阻器耦接于该第二输出级与该第四发送节点之间。
10.根据权利要求6所述的发送器电路，其中，该第一阻抗匹配电路及该第二阻抗匹配电路不包括开关。
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