CN1345423B - 稳压器装置、方法及系统 - Google Patents

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Abstract

一种集成电路，包括：稳压器，该稳压器在保持基本上预定的电压水平的同时具有汇集和供给电流的能力。

Description

稳压器装置、方法及系统
相关专利申请
本专利申请涉及1999年1月28日由M.Beck与本案例同时提交的一份美国专利申请，其序列号是09/239,494而标题为“无线电收发机”(代理人卷号042390.P6650)，该项专利是转让给本发明的受让人的，在此引入作为参考。
发明背景
1.领域
本发明涉及稳压器。
2.背景信息
本领域中，稳压器是众所周知的，是服务于多种目的的。稳压器典型的用途是对某一电路维持一个基本上是常数的电压水平。一般这种稳压器不是汇集电流就是供给电流。在某些环境下，还可能需要有一个具有开关选择模式的稳压器，取决于多种因素。
发明概述
简言之，依据本发明的一种实施方案，提供一种集成电路，包括：一个稳压器，该稳压器当其维持一个基本上是预先确定的电压水平的时候，具有汇集电流和供给电流的性能。
附图简述
被认为是发明的主题在本说明书的结论部分特别地给以指出，并清楚地提出了权利要求。但是，对于结构和方法，加上它的对象、特征、和优点等，要很好地理解本发明须参考下面的发明详述，读文时佐以附图，其中：
图1是一幅说明依据本发明所设计的稳压器的实施方案。
发明详述
为使读者彻底了解本发明，下面的详细陈述中将阐明许多细节。但是，没有这些细节本领域的普通技术人员也将理解本发明是可以实施的。其它情况下，众所周知的各种方法、过程、元部件和电路都没有细述，以免淡化本发明的内容。
在前面提到的同时提交的序列号为09/239,494(代理人卷号042390.P6650)的专利申请中，稳压器是作为一种无线电收发机的一个实施方案的部分进行描述的。应当理解，本发明稳压器的实施方案也可使用这种方式，但是本发明并不局限于这一种用途。对上述同时提交的序列号为09/239,494(代理人卷号042390.P6650)的专利申请中所描述的特定稳压器实施方案，提供了将并行终端耦合到稳压器的引线，稳压器提供有并行的为上游无线电收发机的远端终端和为下游无线电收发机的近端终端。在图解说明的实施方案中，当稳压器工作时，它给出一个较低的阻抗，其与耦合的并行终端阻抗串联。但是在另一模式中，标为275的稳压器可提供一个较高的阻抗。这可以有效地切断或禁止并行终端。正如上述专利申请中所述，当无线电收发机要求全速或低速通信信号工作时，便要求稳压器275这一运行模式。
为稳压器提供这两种模式的结果，使我们可以明确地使用两种不同的信令技术，例如电压驱动的信令和电流驱动的信令。当稳压器工作时提供较低阻抗，这允许适当的终端进行电流模式信令，这样就出现高速信号通信。另一方案，当稳压器给出一个较高的阻抗时，允许进行电压模式信令，这与传统的用法相同，例如在遵照通用串行总线架构(USB)规范1.0版规定的各种电路和其它装置中便是这样，该USB规范1.0版本可与USB-IF，2111NE 25thAve.，MS-JF2-51，Hillsboro，OR 97124联系得到(下文中称之为“标准USB”)。这样在这种无线电收发机环境中，这种稳压器实施方案进一步提供了自我配置能力。
除了如上所述能提供禁止并行终端的能力之外，依照本发明的稳压器的一种实施方案，如上述同时提交的专利申请中的稳压器275，当其维持一个基本为常数的电压水平时，高速通信状态下还可以汇集和供给电流。关于这一点，“汇集和供给电流”系指通过输送大量电流来抵消正在接收的相同量电流的能力，而发生接收和输送的特定顺序无关紧要。维持一个基本上是常数的电压水平可能是希望的，例如，保持一个驱动器的电压水平高于接地电压水平使之可以令人满意地工作；又如，在上述同时提交的专利申请中所涉及的高速接收机中的情形。
当然，依照本发明的一种稳压器的实施方案并不局限于如此的使用范围。这样一种稳压器可以有不同于无线电收发机用法的许多种应用，如同时提交的序列号为09/239,494(代理人卷号042390.P6650)的专利申请中所述的那样。因此，虽然稳压器这一特殊的实施方案可以这样应用，但是本发明并不局限于这种实施方案，或者如前面指出的，并不局限于这种特定的无线电收发机的应用。这种示于图1的特定实施方案包含两个输出端口半平衡低交流阻抗电源，其扮演电流宿或电流源的角色，其特点是全速信令的高阻抗模式，虽然本发明不只局限于这方面。在图示说明中稳压器是包括在一个集成电路(IC)芯片上的，虽然本发明并不局限于这一点。参看图1，当输入端口110和120与它们的源于一个恒电流发生器的对应物相耦合时，便形成电流反射镜。在这一实施方案中，120应该足以汇集应用中所要求的电流加上合理的“净空”，虽然本发明不局限于这一特定的实施方案。本实施方案中，110应该为反射到源极跟随器210和220提供足够的电流，虽然，我们又一次说明，本发明不局限于这一特定的实施方案。本实施方案中输入信号BGVREG包含来自一个恒定电压发生器的电压参考标准。当不需要高速信令模式时，本实施方案中这种用来控制输入端口HI#的合适信号将稳压器切换到高阻抗状态。
这一稳压器实施方案不管是否是用于高速信令环境，它都能在被汇集和供给的电流的很宽范围提供一个比较恒定的电压水平。例如，虽然本发明不局限于此，本实施方案可给出一个0.8伏的电压偏置。我们注意到由稳压器维持基本上是预定电压水平的这一特定的实施方案，基本上是由一个外部提供的电压信号确定的，本例中这一信号为BGVREG。本实施方案中稳压器的输出级包括一个电流开关，为稳压器提供一个汇集电流和供给电流的能力。该电流开关包括晶体管330和340。输出端口BIASM和BIASP要么汇集电流要么供给电流，这取决于电流流动的情况，正如在一种实施方案中数据信号由高速发送器进行发送的时候那样。谈及驱动器的问题，例如在上述同时提交的专利申请中图2所示的驱动器，用图解法表明了汇集电流或供给电流到稳压器的驱动器工作原理，当然，即使本发明不只局限于这一点。外部提供给稳压器的电流方向，象由前述的驱动器提供的电流方向那样，有效地控制着流经电流开关的电流方向，因此，其借助于装置330和340，及一个任意的参考电压BGVREG加上晶体管210和220的栅极-源极电压以及减去晶体管310和320的栅极-源极电压，起电流开关的作用。
由于电流开关的两个输入端口的电压水平是相同的，电流基本上可以随意由输出级的一边切换到另一边，根据外界提供的电流汇集或电流供给能力的需要而定。稳压器可以汇集起电流源晶体管350设定的电流量。装置310和320用作低阻抗源极跟随器，为稳压器提供一个低阻抗输出端口，虽然这种输出阻抗会发生变化，它是输出设备大小的函数。因此，当稳压器供给电流时这些源极跟随器的配置提供电流，而且还可以对差分对330和340提供“超额”的电流。
因此，对于图1表示的实施方案，电流开关包括耦合为差分对配置的两个晶体管330和340，它们进一步又耦合到两个晶体管，如310和320，而这两个晶体管中每一个又都耦合为一个源极跟随器配置。在一个使用驱动器的实施方案中，譬如象一个无线电收发机，使用源极跟随器晶体管配置为驱动器提供电流，而这样一个系统中使用了稳压器，虽然不言而喻，稳压器以这种方式工作并不需考虑这种特殊的应用。例如，象在前面提到的同时提交的专利申请中所讲的，不限于此，一个计算机主机和外围设备在通信中就可以使用这样一种方案。但是在这样一种应用中，两种源极跟随器配置之中哪一个为电耦合的远程驱动器提供电流至少部分地取决于电流流动的方向。
对于图1所表明的实施方案，110和120耦合到外部提供的带隙电路(未表示出来)。而这些带隙电路应用于最终为电流开关提供电流的电流反射镜，如图1所示。正如前面所讨论过的，电流开关包括这样的能力，它可以切换正在被供给和汇集的电流的方向，而该方向至少部分地是由一种外源提供给开关的电流方向所确定，正如前面所讨论过的。
稳压器进一步包括在高阻抗和低阻抗模式之间切换的能力，如前面指出的，这种切换至少部分地是根据一个外部提供的信号进行的。稳压器的耦合方式是当稳压器处于低阻抗模式时电流开关工作。本实施方案中，稳压器适于通过BIASM和BIASP与一对外部串联阻抗耦合，虽然本发明不局限于这一点。在一种可能的环境中，这些外部的串联阻抗可能用作传输线终端，如在同时提交的序列号为09/239,494(代理人卷号042390.P6650)的专利申请中所述的那样，虽然我们再一次说明，本发明并不局限于这一点。
正如这里所叙述的，本发明的某些特征已经阐明了，但是对于本领域的普通技术人员来说可以进行许多改进、置换、改变和等效。因此，应该理解所附的权利要求涵盖所有这些落入本发明真正本质的改进和改变。

Claims (14)

1.一种集成电路，包括：
一个稳压器，该稳压器当它维持一个等于预先设定的电压水平的时候具有汇集电流和提供电流的能力，
其中所说的稳压器包括一个电流开关，该电流开关对稳压器提供汇集电流和供应电流的能力；
其中所述电流开关包括耦合成差分对配置的两个晶体管，该差分对配置耦合到另外两个晶体管，这另外两个晶体管每一个都耦合到一个源极跟随器配置之中。
2.权利要求1的集成电路，其中稳压器进一步包括进入一种高阻抗模式的能力以响应施于其上的一个外部信号。
3.权利要求2的集成电路，其中稳压器能够维持是由一个外部提供的电压信号确定的任意的是预先确定的电压水平。
4.权利要求1的集成电路，其中耦合了多个电流反射镜晶体管配置，为电流开关提供电流，而电流反射镜至少部分地是由外部提供的带隙电路所控制。
5.权利要求1的集成电路，其中电流开关包括切换提供和汇集电流的方向的能力，电流方向至少部分地是由某种外源提供给电流开关的电流方向所确定。
6.权利要求1的集成电路，其中稳压器的耦合方式是，当稳压器处于低阻抗模式时电流开关工作；稳压器进一步适合耦合于一对外部串联阻抗。
7.权利要求6的集成电路，其中稳压器耦合于所述一对外部串联阻抗，而所述外部串联阻抗的耦合方式是使所述外部串联阻抗用作传输线终端。
8.一种稳压器系统，包括：
一个驱动器，将数据信号沿着电缆传送到一个接收器，所述驱动器耦合到一个稳压器，而稳压器当其维持一个是预先确定的电压水平时具有汇集电流和提供电流的能力，
其中所说的稳压器包括一个电流开关，该电流开关对稳压器提供汇集电流和供应电流的能力；
其中所述电流开关包括耦合成差分对配置的两个晶体管，该差分对配置耦合到另外两个晶体管，这另外两个晶体管每一个都耦合到一个源极跟随器配置之中。
9.权利要求8的系统，其中驱动器和接收器至少其一包括在一个主机系统之中。
10.权利要求9的系统，其中稳压器进一步包括响应所加信号进入高阻抗模式的能力。
11.一种在提供一个是常数的电压水平的时候能汇集和供应电流的方法，该方法包括：
使用一个差分对配置作为电流开关，耦合的差分对配置提供是常数的电压水平作为输出信号，而差分对配置汇集来自外部产生的电流源上得到的电流；
至少使用一对源极跟随器配置中的一个，对外部产生的电流源供给电流。
12.权利要求11的方法，进一步包括：将相同的电压加到所述差分对配置中的每一个输入端口。
13.权利要求11的方法，其中是常数的电压水平至少部分地是由一个外部产生的电压所确定。
14.权利要求11的方法，其中外部产生的电流源包括一个电耦合的远程驱动器。
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