DE10084448B4

DE10084448B4 - Selbstkompensierender Ausgangspuffer

Info

Publication number: DE10084448B4
Application number: DE10084448T
Authority: DE
Inventors: Tim A. Hillsboro Schreyer; Raymond S. Portland Martin
Original assignee: Intel Corp
Current assignee: Intel Corp
Priority date: 1999-04-26
Filing date: 2000-04-26
Publication date: 2007-02-15
Anticipated expiration: 2020-04-27
Also published as: GB0121592D0; HK1038661A1; GB2363534B; GB2363534A; US6369604B1; DE10084448T1; AU4664700A; HK1038661B; WO2000065788A1

Abstract

Integrierter Schaltkreis umfassend:
einen Eingangsknoten, um eine Eingangsspannung zu empfangen;
einen Ausgangsknoten, um eine Ausgangsspannung zur Verfügung zu stellen;
eine Pullup-Schaltung, die zwischen den Eingangs- und den Ausgangsknoten geschaltet ist, wobei die Pullup-Schaltung einen passiven Schaltungsbaustein umfasst; und
eine Pulldown-Schaltung, die zwischen den Eingangs- und den Ausgangsknoten geschaltet ist, wobei die Pulldown-Schaltung einen passiven Schaltungsbaustein umfasst;
wobei die passiven Schaltungsbausteine der Pullup- und der Pulldown-Schaltung geeignet sind, um einen Anfangsspannungswert der Ausgangsspannung konstant bei etwa der Hälfte einer Quellenspannung der Pullup- und der Pulldown-Schaltung zu halten, wobei die Quellenspannung im Bereich zwischen 1,5 und 1,8 V liegt.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung bezieht sich auf Leiterplattenzwischenverbindungen, und insbesondere bezieht sich die Erfindung auf Zwischenverbindungen für Leiterplatten mit begrenzten Übersteuerungsschwankungen und -reflexionen.
Hintergrund
Eine sich der Elektroindustrie stellende Entwurfsherausforderung, ist die Reflexion bei Übertragungsleitungen (z. B. Leiterbahnen auf einer PCB (Leiterplatte)). Wenn man diese Reflexionen nicht begrenzt, können dadurch Probleme verursacht werden, die Auswirkungen auf die digitale Ebene haben können, wie erhöhte Verzögerungen, erhöhte Übersteuerung und erhöhtes Klingeln (d. h. Oszillationen) in der Signalantwort. Die 1 zeigt ein typisches von solchen Reflexionen betroffenes System, bei dem zwei integrierte Schaltkreise über eine Übertragungsleitung funktionsfähig miteinander gekoppelt sind. Die 1 umfasst einen integrierten Schaltkreis 102, einen integrierten Schaltkreis 108, eine Übertragungsleitung 110, einen Ausgangsknoten 104 und einen Eingangsknoten 106. Normalerweise läuft ein Signal vom Ausgangsknoten 104 zum Eingangsknoten 106, und jedes Mal entsteht eine Reflexion vom Eingangsknoten 106 zurück zum Ausgangsknoten 104 und umgekehrt, wodurch eine Verdopplung der Gesamtspannung verursacht wird. Der integrierte Schaltkreis 102 besitzt am Ausgangsknoten 104 eine Impedanz von Z_buf. Der integrierte Schaltkreis 108 ist mit dem integrierten Schaltkreis 102 über die Übertragungsleitung 110 funktionsfähig gekoppelt, die eine charakteristische Impedanz Z₀ besitzt.
2 ist ein Spannungs-Zeitdiagramm der Spannungen am Ausgangsknoten 104 und am Eingangsknoten 106, wobei Z_buf größer als Z₀ ist, wodurch verursacht wird, dass die Anfangssprungspannung am Ausgangsknoten 104 geringer ist als V_cc/2. Dies bewirkt im Endeffekt eine Folge von Treppenstufen zwischen der Spannung am Ausgangsknoten 104 und der Spannung am Eingangsknoten 106, wobei die Spannung am Ausgangsknoten 104 einen Anfangssprung besitzt und die Spannung am Eingangsknoten 106 auf das Doppelte dieser Spannung springt, wobei die Reflexionen sich zwischen dem Ausgangsknoten 104 und 106 aufschaukeln, bis sie die Spannung V_cc erreichen (d. h. Treppenstufenverhalten). Sobald V_cc erreicht ist, stabilisiert sich das System. Das Problem in diesem System ist die sehr lange Verzögerung zwischen dem Anfangssprung und dem Stabilisierungspunkt bei V_cc.
Die 3 ist ein Kurvendiagramm der Spannung über die Zeit der Spannungen am Ausgangsknoten 104 und am Eingangsknoten 106, wobei Z_buf kleiner ist als Z₀, wodurch bewirkt wird, dass die Anfangssprungspannung am Ausgangsknoten 104 größer ist als V_cc/2. Dies zwingt die Spannung am Eingangsknoten 106 über die gewünschte Spannung V_cc zu steigen (d. h. Übersteuerungsverhalten). Wie dargestellt, werden die Spannungen am Ausgangsknoten 104 und am Eingangsknoten 106 fortfahren, über und unter V_cc zu springen, bis sie V_cc erreicht haben und somit zu einem späteren Zeitpunkt stabilisiert sind.
Diese Reflexionsprobleme rühren von der Steuerungsimpedanz Z_buf am Ausgangsknoten 104 her, die an die Treiberimpedanz angepasst ist, wobei die Ausgangsimpedanz Z_buf an die charakteristische Impedanz Z₀ angepasst ist. Diese Impedanzanpassung zwingt die Anfangsspannung am Knoten 104 auf V_cc/2. Dadurch, dass diese Spannung V_cc/2 über die Übertragungsleitung 110 übertragen wird, kommt diese Spannung am Eingangsknoten 106 an, wo die Reflexion erzeugt wird. Durch das Aufsummieren dieser reflektierten Spannung zur Eingangsspannung am Eingangsknoten 106, wobei beide etwa ½ der Spannung Vcc sind, wird die gesamte Spannung am Eingangsknoten 106 näherungsweise zu Vcc. Weiterhin wird die reflektierte Spannung am Eingangsknoten 106 (Vcc/2) zum Ausgangsknoten 104 zurückübertragen, wodurch die Spannung am Ausgangsknoten 104 dazu veranlasst wird, diese Spannung zur bereits vorhandenen Spannung am Ausgangsknoten 104 (Vcc/2) zu addieren, um eine Gesamtspannung von V_cc am Ausgangsknoten 104 zur Verfügung zu stellen. Somit ist die Spannung am Eingangsknoten 106 doppelt so groß wie die Eingangsstromspannung am Ausgangsknoten 104. Alles in allem wird durch die Erzeugung der Spannung am Ausgangsknoten 104 in Höhe von V_cc/2, die Spannung am Eingangsknoten 106 dazu veranlasst, sich auf V_cc einzustellen. Wenn einmal V_cc erreicht ist, ist das System stabilisiert. Deshalb werden am Eingangsknoten 106 keine weiteren Reflexionen erzeugt.
Die 4 ist eine Spannungs-Stromkurve (V-I), in welcher die Ausgangsimpedanz Z_buf und die charakteristische Impedanz Z₀ durch die Verwendung digitalen Ausgleichslogikschaltung, die zur Ausgleichung auf Z₀ basieren, zueinander passen. Diese Schaltung erfühlt die Höhe der charakteristischen Impedanz und ändert die V-I Kurve dadurch, dass sie regelt, wie viel Strom aus dem Puffer fließt, um die Spannung auf V_cc/2 aufrechtzuerhalten. Insbesondere stellt 4 drei verschiedene V-I Kurven (Kurven 406, 408 und 410) dar, die von der digitalen Steuerungsschaltung im Bereich zwischen der Widerstandskennlinie 402 und 404 variiert werden, um die Ausgangsimpedanz an die charakteristischen Impedanz anzupassen. Zusätzlich zu den Kosten, die in dieser Ausgleichsschaltung stecken, bedarf diese Lösung auch mehrerer Steuertakte, um den Puffer auf die korrekte Konfiguration zu programmieren, um die Impedanzen zwischen dem Puffer und der Übertragungsleitung einander anzugleichen.
Die Eliminierung von Reflexionen betrifft eine weitere Entwurfsherausforderung, die sich der Elektronikindustrie stellt: ein mit Zwischenverbindungen zusammenhängender Effekt wird Inter-Symbol Interference (ISI) genannt. ISI tritt dann auf, wenn sich ein Klingeln (Oszillation) in einem Datentakt (bit) ergibt, was einen Wechsel im Timing der Folgebits bewirkt. ISI beeinflusst Signale, wenn der Treiber keinen gleichmäßigen Zustand vor dem nächsten Schalttakt erreicht. Weiterhin führt ISI größere Versätze in das Timing des Systems ein. Diese Versätze sind der Unterschied zwischen Ankunftszeiten (d. h. der Unterschied zwischen Laufzeiten) zweier Signale in einem System, wenn es notwenig ist, dass die zwei Signale innerhalb sehr enger Toleranzen synchronisiert bleiben.

Aus der EP 0 785 628 A2 ist ein Transistor Ausgang Schaltkreis bekannt, der einen ersten isolierten Gate Transitor und einem zweiten isolierten Gate Transistor aufweist, bei dem ein Verhältnis (W₁/L₁) von einer Gate Breite (W₁) zu einer Gate Länge (L₁) des ersten isolierten Gate Transistors größer als ein Verhältnis (W₂/L₂) einer Gate Breite (W2) zu einer Gate Länge (L₂) des zweiten isolierten Gate Transistors ist.

Aus der US 5,760,601 ist ein Push-Pull Schaltkreis bekannt, der geeignet ist, binäre Signale über eine Übertragungsleitung mit einer charakteristischen Impedanz zu treiben.

Obwohl die Verwendung stromkompensierender Puffer gezeigt hat, dass sie effektiv in der Impedanzanpassung sind, ist dieser Ansatz teuer und in seiner Leistung begrenzt, da er typischerweise nur Zwischenverbindungsversätze von 500 Pikosekunden (psec) erlangen kann. Wegen der obigen und wegen weiterer Gründe, die im folgenden erläutert und für einen Fachmann durch das Lesen und Verstehen der vorliegenden Beschreibung klar werden, besteht der Bedarf für eine kostengünstige Schaltung, die das oben beschriebene Übersteuern und das Klingeln besser kontrolliert, wobei auch eine Verminderung der Zwischenverbindungsversätze erzielt wird.

Zusammenfassung

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

1 ist ein Blockdiagramm eines Systems eines integrierten Schaltkreises,

2 ist ein Kurvendiagramm der Spannung über die Zeit für ein System, das treppenstufenartiges Verhalten zeigt,

3 ist ein Kurvendiagramm der Spannung über die Zeit für ein System das ein Übersteuerungsverhalten zeigt,

4 ist eine Spannungs-Stromkurve (V-I), die eine Impedanzanpassung durch die Verwendung einer digitalen kompensierenden Ausgleichslogikschaltung, die auf der Ausgangsimpedanz basiert, besitzt,

5 ist ein Blockdiagramm eines Systems integrierter Schaltkreise im Sinne der vorliegenden Erfindung,

6 ist ein Kurvendiagramm der Spannung über die Zeit für ein System, das stabile Verhältnisse während einer Umlaufverzögerung der Übertragungsleitung erreicht,

7 ist ein schematisches Diagramm einer Ausführungsform eines selbstkompensierenden Ausgangspuffers der vorliegenden Erfindung,

8 ist eine Ausführungsform eines Kurvendiagramms einer Spannungs-Stromkurve ( V-I) der Ausführungsform der Pulldown-Schaltung des selbstkompensierenden Ausgangspuffers der vorliegenden Erfindung,

9 ist eine weitere Ausführungsform eines Kurvendiagramms einer Spannungs-Stromkurve (V-I) einer Ausführungsform der Pulldown-Schaltung des selbstkompensierenden Ausgangspuffers der vorliegenden Erfindung,

10 ist eine Ausführungsform eines Kurvendiagramms einer Spannungsstromkurve (V-I) der Ausführungsform der Pullup-Schaltung des selbstkompensierenden Ausgleichspuffers der vorliegenden Erfindung,

11 ist eine weitere Ausführungsform eines Kurvendiagramms einer Spannungsstromkurve (V-I) einer Ausführungsform der Pullup-Schaltung des selbstkompensierenden Ausgangspuffers der vorliegenden Erfindung,

12 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Beschreibung detaillierter Ausführungsformen
In der folgenden detaillierten Beschreibung der Erfindung wird auf die zugehörigen Zeichnungen Bezug genommen, die ein Teil hiervon sind, und in welchen anhand von Illustrationen spezielle Ausführungsformen, in welchen die Erfindung ausgeführt werden kann, dargestellt ist. In den Zeichnungen beschreiben gleiche Nummern gleich bedeutende Komponenten in den verschiedenen Betrachtungsweisen. Diese Ausführungsformen sind hinreichend genau beschrieben, so dass ein Durchschnittsfachmann fähig wäre, die Erfindung auszuführen. Es kann sein, dass andere Ausführungsformen Verwendung finden und dass strukturelle, logische und elektrische Änderungen gemacht werden können, ohne den Anwendungsbereich der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Die vorliegende detaillierte Beschreibung besitzt daher keinen begrenzenden Charakter, und der Anwendungsbereich der vorliegenden Erfindung ist nur durch die angefügten Ansprüche in Verbindung mit dem vollen Anwendungsbereich von Äquivalenten definiert, auf welche die Ansprüche ausgerichtet sind.
Mit Bezug auf die 5 umfasst das System einen integrierten Schaltkreis 502, einen Ausgangspuffer 504, einen integrierten Schaltkreis 506, einen Eingangspuffer 508, eine Übertragungsleitung 510, einen Ausgangsknoten 514 und einen Eingangsknoten 516. Die integrierten Schaltkreise 502 und 506 können jegliche Gestalt eines integrierten Schaltkreises besitzen, der, jedoch nicht zwingend, Prozessoren, Controller, Speichereinrichtungen und für integrierte Schalteinrichtungen spezifische Einrichtungen (ASIC) besitzt. In einer Ausführungsform umfasst ein integrierter Schaltkreis 502 eine Signalquelle, die ein Signal erzeugt, das über die Übertragungsleitung 510 zu dem integrierten Schaltkreis 506 übertragen wird. In einer Ausführungsform ist der Ausgangspuffer 504 in dem Verteilungssystem einer Systemuhr auf einem Motherboard eines Computers eingebettet, der den Ausgangspuffer 504 nutzt, um das Uhrsignal vor seiner Verteilung auf mehrere Eingangspuffer zu puffern. In einer weiteren Ausführungsform ist der Ausgangspuffer 504 in ein System integriert, das einen High-Speed-Graphikbus (z. B. AGP (Accelerated Graphics Port)) verwendet.
Die 6 ist ein Spannungs-Zeitdiagramm der Spannung eines Ausgangssignals, das zwischen dem Ausgangsknoten 514 und dem Eingangsknoten 516 übertragen wird, so dass das Ausgangssignal eine stabile Spannung nach einem Umlauf erreicht. Mit anderen Worten besitzt das Ausgangssignal optimale Reflexionseigenschaften (d. h. kein Übersteuern oder Treppenstufen). Anfangs ist am Spannungspunkt 602 der 6 die Spannung des Ausgangssignals am Ausgangsknoten 514 etwa halb so groß wie die Quellenspannung. Dadurch, dass dieses Signal, das eine Spannung von V_cc/2 aufweist, über die Übertragungsleitung 510 übertragen wird, kommt dieses Signal eine endliche Zeit später zum Zeitpunkt 604 am Eingangsknoten 516 an, wo eine Reflexion erzeugt wird. Dadurch, dass die reflektierte Spannung zur Anfangsspannung am Eingangsknoten 516 dazuaddiert wird, von denen beide etwa ½ der Spannung V_cc sind, wird die Gesamtspannung am Eingangsknoten 516 zum Zeitpunkt 604 ungefähr so groß wie V_cc. Darüber hinaus wird die reflektierte Spannung am Eingangsknoten 516 (V_cc/2) zurück zum Ausgangsknoten übertragen, wodurch die Spannung am Ausgangsknoten 514 dazu veranlasst wird, diese Spannung zu der bereits vorhandenen am Ausgangsknoten in Höhe von 514 (V_cc/2) zu addieren, um eine Gesamtspannung von V_cc am Ausgangsknoten 514 zum Zeitpunkt 606 bereitzustellen. Somit ist die Spannung am Eingangsknoten 516 doppelt so groß wie die Anfangssprungspannung am Ausgangsknoten 514. Alles in allem wird durch die Erzeugung der Spannung des Ausgangssignals am Ausgangsknoten 514 V_cc/2 die Spannung am Eingangsknoten 516 in der Höhe von V_cc bewirkt. Sobald V_cc erreicht ist; ist das System stabilisiert. Deshalb wird am Ausgangsknoten 506 keine weitere Reflexion erzeugt (d. h. eine einzelne Reflexion wird zum Ausgangsknoten 506 rückübertragen).
In einer Ausführungsform umfasst die Übertragungsleitung 510 Leiterbahnen auf einer PCB (printed circuit board). Die Übertragungsleitung 510 besitzt eine charakteristische Impedanz, die in einem bestimmten Bereich zwischen den Werten A und B variieren kann. In einer Ausführungsform, in welcher der Ausgangspuffer in einem Computer, der einen High-Speed-Graphikbus verwendet (z. B. AGP (Accelerated Graphics Port)) oder in einem Taktverteilerstromkreis platziert ist, bewegt sich dieser Wertebereich zwischen ungefähr 40 und 80 Ohm. In einer weiteren Ausführungsform liegt dieser Wertebereich etwa zwischen 10 und 40 Ohm.
Der Ausgangspuffer 504 ist durch seinen Ausgangsknoten hindurch gegenüber für Zwischenverbindungen charakteristische Impedanzen der Übertragungsleitung 510 innerhalb eines bestimmten in Betracht kommenden Bereiches unempfindlich. Der in Betracht kommende Bereich ist der Bereich zwischen A und B. Daher bleibt die Spannung des Signals, das am Ausgangsknoten 514 vom integrierten Schaltkreis 502 erzeugt wird, in diesem Impedanzbereich näherungsweise konstant. In einer Ausführungsform ist diese Spannung ein halb der Quellenspannung. Diese Quellenspannung kann variieren, jedoch in einer Ausführungsform liegt diese Spannung in einem Bereich zwischen 1,5 bis 1,8 Volt (V).
Die 7 ist eine Schemazeichnung einer Ausführungsform eines selbstkompensierenden Ausgangspuffers der vorliegenden Erfindung. Insbesondere zeigt die 7 eine Ausführungsform für einen Ausgangspuffer 504 der 5. Der Ausgangspuffer 504 umfasst eine Pullup-Schaltung 722 und eine Pulldown-Schaltung 724. Eine Pullup-Schaltung 722 und eine Pulldown-Schaltung 724 umfassen Transistoren 704, 706, 708 und 714. In einer Ausführungsform sind die Transistoren 704, 706, 708 und 714 integrierte Schaltkreistransistoren, die mit einem standardmäßigen komplementären Metalloxidhalbleiter integrierten Schaltkreisfertigungsverfahren hergestellt werden (CMOS), wie MOS Feldeffekttransistoren (MOSFET) die eine Quelle, Drainzonen und eine Gate-Elektrode besitzen.
In der Pullup-Schaltung 722 ist das Gate des Transistors 704 in der Strombahn 730 mit dem Eingangsknoten 702 gekoppelt. Die Quelle des Transistors 704 ist mit der oberen Quellenspannung 718 gekoppelt und sein Drain ist mit dem Ausgangsknoten 716 gekoppelt. Das Gate des Transistors 708 in der Strombahn 732 ist mit dem Eingangsknoten 702 gekoppelt. Die Quelle des Transistors 708 ist mit der oberen Quellenspannung 718 gekoppelt, und sein Drain ist mit der Anode der Diode 710 gekoppelt. Die Anode der Diode 710 in der Strombahn 732 ist mit dem Drain des Transistors 708 gekoppelt, und die Kathode ist mit dem Ausgangsknoten 716 gekoppelt.
In der Pulldown-Schaltung 724 ist das Gate des Transistors 706 in der Strombahn 726 mit dem Eingangsknoten 702 gekoppelt. Die Quelle des Transistors 706 ist mit der unteren Quellenspannung 720 gekoppelt, und sein Drain ist mit dem Ausgangsknoten 716 gekoppelt. Das Gate des Transistors 714 in der Strombahn 728 ist mit dem Eingangsknoten 702 gekoppelt. Die Quelle des Transistors 714 ist mit der unteren Quellenspannung 720 gekoppelt, und sein Drain ist mit der Kathode der Diode 712 gekoppelt. Die Kathode der Diode 712 in der Strombahn 728 ist mit dem Drain des Transistors 714 gekoppelt, und seine Anode ist mit dem Ausgangsknoten 716 gekoppelt.
Die 8 bis 11 sind Kurvendiagramme von Spannungs-Stromkurven (V-I) einer Ausführungsform eines Pulldown- und eines Pullup-Übergangs eines selbstkompensierenden Ausgangspuffers der vorliegenden Erfindung, wobei die Spannung die Quellenspannung und der Strom der Ausgangsstrom des Ausgangspuffers ist. Um Klarheit zu verschaffen, sind die V-I Kurven und die zugehörigen Beschreibungen für den selbstkompensierenden Ausgangspuffer in Pullup- und Pulldown-Übergänge getrennt.
Pulldown-Übergang
Die 8 und 9 sind verschiedene Ausführungsformen der Kurvendiagramme von V-I Kurven während eines Pulldown-Übergangs der Ausführungsform des Ausgangspuffers 504 der in der 5 dargestellt ist. Die 8 zeigt die V-I Kurve eines Ausgangspuffers 504 während eines Pulldown-Übergangs im Sinne eines positiven Stromes, der in den Ausgangspuffer 504 fließt, die aus einem Kurvenabschnitt 806 in Verbindung mit einem Kurvenabschnitt 808 (d. h. der "konstante Spannungs"-Abschnitt) besteht. Die Widerstandskennlinien 802 und 804 sind jeweils die maximale und minimale charakteristische Widerstandskennlinie der Übertragungsleitung 510, zwischen welchen näherungsweise konstante Spannung aufrechterhalten wird. Insbesondere repräsentieren die Kehrwerte der Steigungen der Linien 802 und 804 den charakteristischen Impedanzbereich der Übertragungsleitung 510 zwischen A und B. Die Kurvenpunkte 810 und 812 sind jeweils die Punkte auf der V-I Kurve, an welchen die Widerstandskennlinie 802 und die Widerstandskennlinie 804 die V-I Kurve schneidet (d. h. der Bereich der maximalen und minimalen charakteristischen Impedanz) und zwischen welchen eine konstante Spannung (V_cc/2) aufrecht erhalten wird.
Dementsprechend zeigt die 9 die V-I Kurve im Sinne eines positiven Stromes, der aus dem Ausgangspuffer 504 während dem selben Pulldown-Übergang herausfließt ohne die Widerstandskennlinien. Die Nummerierung der Elemente zwischen 8 und 9 stimmen mit den Elementen überein mit denen sie korrespondieren. Daher repräsentieren der Kurvenabschnitt 806 und der Kurvenabschnitt 808 (d. h. der "konstante Spannungs"-Abschnitt) die V-I Kurve. Zusätzlich repräsentieren die Kurve 810 und die Kurve 812 die Knickpunkte der V-I Kurve, die den Bereich der maximalen und minimalen charakteristischen Impedanz repräsentieren, und zwischen welchen eine näherungsweise konstante Spannung (V_cc/2) aufrecht erhalten wird.
Bei der Beschreibung der Funktionsweise des Ausgangspuffers 504 der 5 in Verbindung mit den Schaubild des Pulldown-Übergangs, der in den 8 und 9 gezeigt wird, beginnt der Eingangsknoten 702 an der unteren Quellenspannung. Der Eingangsknoten 702 fängt an, ein Eingangssignal zu empfangen, das eine Spannung besitzt, das die Pulldown-Schaltung 724 des Ausgangspuffers 504 dazu veranlasst, sich in Richtung eines aktiven Zustandes zu bewegen, während sich die Pullup-Schaltung 722 in Richtung eines inaktiven Zustands bewegt. Insbesondere in der Pulldown-Schaltung 724 fangen die Transistoren 706 und 714 an zu leiten, obwohl sie noch nicht ganz eingeschaltet sind. Gleichwohl agiert die Diode 712 im Grunde genommen als ein offener Schaltkreis bis an der Diode ein ausreichender Spannungsabfall V_t (ungefähr 0,7 Volt (V)) anliegt. Bis dieser Spannungsabfallpunkt erreicht ist, ist daher die Impedanz aus Sicht des Ausgangsknotens 716 die Impedanz des Transistors 706 durch die Strombahn 726, was als Kurvenabschnitt 806 in den 8 und 9 ersichtlich ist.
Wenn die Spannung des Eingangssignals am Eingangsknoten 702 weiter steigt, schaltet sich der Transistor 706 und der Transistor 714 ein. Dies ermöglicht es der unteren Quellenspannung 720, einen Spannungsabfall von 0,7 Volt an der Diode 712 zur Verfügung zu stellen, wodurch die Diode 712 veranlasst wird, in Vorwärtsrichtung betrieben zu werden. Die Impedanz in der Strombahn 726, die den Transistor 706 umfasst, ist größer als die Impedanz in der Strombahn 728, die den Transistor 714 und die Diode 712 umfasst, wie im Kurvenabschnitt 808 zu sehen ist. In einer Ausführungsform liegt der maximale Wert der Impedanz des Transistors 706 im Bereich zwischen 200–500 Ohm. In einer weiteren Ausführungsform ist die Impedanz des Transistors 706 größer als 75 Ohm. Zum Vergleich ist idealerweise die Impedanz der Serienschaltung des Transistors 714 der Diode 712 gleich null. In einer Ausführungsform ist diese Impedanz geringer als die Impedanz der Übertragungsleitung 510 geteilt durch zehn. Daher ist die Impedanz des Transistors 714 und der Diode 712 geringer als die Impedanz des Transistors 706, um einen Eingangsstrom zur Verfügung zu stellen.
Wegen dieses Impedanzunterschiedes zwischen der Strombahn 726 und der Strombahn 728, ist, wenn die Diode 712 einmal in Vorwärtsrichtung betrieben wird, um einen erhöhten Stromfluss durch die Strombahn 728 zur Verfügung zu stellen, die Impedanz aus Sicht des Ausgangsknotens 716 im Grunde genommen die Impedanz des Transistors 714 und der Diode 712, was als Kurvenabschnitt 808 in den 8 und 9 dargestellt ist. Der erhöhte Pulldown-Strom tritt im Bereich zwischen der minimalen Widerstandskennlinie 802 und der maximalen Widerstandskennlinie 804 ein. Da weiterhin die Impedanz der Strombahn 728 wesentlich geringer ist, als die Impedanz der Strombahn 726, ist daher die Steigung des Kurvenabschnittes 808 wesentlich größer als die Steigung des Kurvenabschnittes 806 bis zum Punkt, an dem sie im Grunde genommen vertikal ist bei ungefähr 0,7 Volt (der Punkt an dem die Diode 712 in Vorwärtsrichtung betrieben wird).
Vorteilhafterweise zwingt diese im Grunde genommen vertikale V-I Kurve im Bereich zwischen einer minimalen und maximalen charakteristischen Impedanz die Anfangsspannung des Ausgangssignals am Ausgangsknoten 716 auf V_cc/2, eher, als dass sie versucht, die Pufferimpedanz der Leitungsimpedanz anzupassen. Insbesondere mit Rückbezug auf die 6 stellt dieses Schaubild die Spannung über die Zeit am Ausgangspuffer und am Eingangspuffer dar, wenn die Anfangsspannung V_cc/2 ist und kein ungewolltes Treppenstufen- oder Übersteuerungsverhalten vorhanden ist, was in den 2 und 3 dargestellt ist. Anders ausgedrückt, erreicht das Ausgangssignal eine stabile Spannung nach einem Umlauf.
Der Effekt, der entsteht wenn, man die Ausgangsimpedanz mit der charakteristischen Impedanz kombiniert, kommt der Erschaffung eines Spannungsteilers gleich. Das Verhältnis der zwei Impedanzen definiert somit den Spannungspegel am Knoten zwischen diesen beiden. Daher ist es das Ziel, die Anfangssprungspannung des Ausgangssignals am Ausgangspuffer auf V_cc/2 zu bringen (Spannungspunkt 602 der 6), um so das ungewollte Treppenstufen- oder Übersteuerungsverhalten, wie in 2 und 3 dargestellt ist auszuschließen. Um eine Anfangssprungspannung des Ausgangssignal von V_cc/2 zu erreichen, würde nach dem Stand der Technik die Ausgangsimpedanz der charakteristischen Impedanz angeglichen werden. Im Gegensatz dazu bewirken die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, dass die Anfangssprungspannung des Ausgangssignals zu V_cc/2 wird, wobei eine im Grunde genommen vertikale V-I Kurve im Bereich zwischen der minimalen und der maximalen Lastimpedanz beibehalten wird.
Wie gemäß der V-I Kurve der 8 dargelegt wird, repräsentiert die Steigung der Linie 806 die Impedanz des Ausgangspuffers, und die Steigung der Linie 808 repräsentiert die Impedanz der Übertragungsleitung. Der Punkt, an dem sich diese beiden Linien miteinander schneiden, ist die Spannung des Ausgangssignals am ersten Sprung am Spannungspunkt 602 der 6. Damit das Ausgangssignal einen Spannungspegel von V_cc/2 besitzt, muss daher der Schnittpunkt dieser beiden Linien etwa bei V_cc/2 liegen. Da die V-I Kurve im Grunde genommen bei V_cc/2 (bei Linie 808) vertikal ist, zwingt dies logischerweise, dass alle Schnittpunkte zwischen den Linien 806 und Linie 808 bei dieser Spannung zum Liegen kommen. Der Schnittpunkt der zwei Linien liegt daher ungeachteterweise der Steigung der Linie 806 bei V_cc/2. Umgekehrt wird dadurch die erforderliche Anfangssprungspannung von V_cc/2 zur Verfügung gestellt, wie in 6 dargestellt ist. Da wie oben für 6 dargestellt ist, ist die Spannung des Ausgangssignals am Eingangsknoten 516 doppelt so groß wie die Anfangssprungspannung am Ausgangsknoten 514. Daher wird durch die Erzeugung der Spannung des Ausgangssignals am Ausgangsknoten 514 in Höhe von V_cc/2 bewirkt, dass die Spannung am Eingangsknoten 516 V_cc ist. Ist einmal V_cc erreicht, ist das System stabilisiert (d. h. kein Treppenstufen- oder Übersteuerungsverhalten).
Die Verwendung dieses selbstkompensierenden Ausgangspuffers der 7, wobei eine Ausführungsform zwei Dioden und zwei Transistoren umfasst, beseitigt den Bedarf für teurere Impedanzkompensationsschaltungen. Zusätzlich wird durch diesen selbstkompensierenden Ausgangspuffer die Regelung der Spannung am Ausgangsknoten des Ausgangspuffers durch die Verwendung passiver Schaltelemente (z. B. Dioden) ermöglicht. Wie man die gewünschte V-I Kurve mit näherungsweise konstanter Spannung über einem bestimmten charakteristischen Impedanzbereich erhält, ist anhand einer Ausführungsform in der 7 aufgezeigt worden. Die Erfindung ist jedoch nicht begrenzt. Der Fachmann sollte erkennen, dass diese charakteristische V-I Kurve, die eine näherungsweise konstante Spannung in einem bestimmten charakteristischen Impedanzbereich besitzt, mittels anderer Ausführungsformen erhalten werden kann.
In Anlehnung an die Beschreibungen für die 8 und 9 stellt 12 ein Flussdiagramm für ein Verfahren in Anlehnung an eine Ausführungsform der Erfindung dar. Insbesondere empfängt der Ausgangspuffer 504 der 5 gemäß den Beschreibungen der 8 und 9 eines Pulldown-Übergangs im Block 1202 ein Eingangsignal, das eine variierende Eingangsspannung besitzt. In Block 1204 wird eine erste Strombahn des Ausgangspuffers 504 ausgewählt, die eine erste Impedanz für den Stromfluss zwischen einem Ausgangsknoten des selbstkompensierenden Ausgangspuffers und einer Stromquelle, die auf der variierenden Eingangsspannung des Eingangssignals basiert, hat. Während des Pulldown-Übergangs erfolgt diese Auswahl der ersten Strombahn mit der Spannung des Eingangssignales am Eingangsknoten, die im Grunde genommen ruht. Das Eingangssignal am Eingangsknoten beginnt seine Spannung zu erhöhen, wodurch die Pulldown-Schaltung 724 des Ausgangspuffers 504 verursacht wird, sich in Richtung eines aktiven Zustandes zu bewegen und die Pullup-Schaltung 722 verursacht wird, sich in Richtung eines inaktiven Zustandes zu bewegen. Insbesondere fangen in der Pulldown-Schaltung 72-1 die Transistoren 706 und 714 an zu leiten, obwohl sie noch nicht ganz eingeschaltet sind. Da wie vorher in den 8 und 9 beschrieben wurde, der Diode 712 ein ausreichender Spannungsabfall (ungefähr 0,7 Volt) an ihr selbst anfangs fehlt, um in Vorwärtsrichtung betrieben zu werden, ist die Strombahn 728 im Grunde genommen ein offener Schaltkreis, der einen Stromfluss vom Ausgangsknoten 716 zur unteren Quellespannung 720 verursacht, der im wesentlichen in der Strombahn 726 stattfindet (d. h. die Wahl einer ersten Strombahn für einen Stromfluss zwischen dem Ausgangsknoten 716 und der unteren Quellenspannung 720).
In Block 1206 wird eine zweite Strombahn des Ausgangspuffers 504 ausgewählt, der eine zweite Impedanzdifferenz von der ersten Strombahn besitzt, um so einen Stromfluss zwischen dem Ausgangsknoten und der Quellenspannung, die auf der variierenden Eingangsspannung des Eingangssignals basiert, herzustellen. Insbesondere stellt. wie vorher für die 8 und 9 beschrieben, wenn der Transistor 706 und der Transistor 714 infolge der Erhöhung der Eingangsspannung am Eingangsknoten 702 einmal eingeschaltet ist, die untere Quellenspannung 720 in Verbindung mit dem Ausgangsknoten 716 den erforderlichen Spannungsabfall an der Diode 712 zur Verfügung, wodurch die Diode 712 veranlasst wird, in Vorwärtsrichtung betrieben zu werden. In einer Ausführungsform ist der Ausgangspuffer 504 so gestaltet, um eine größere Impedanz für den Transistor 706 im Vergleich zur Impedanz von Transistor 714 und Diode 712 zur Verfügung zu stellen. Wegen dieses Impedanzunterschiedes ist, obwohl beide Strombahnen (Strombahn 726 und Strombahn 728) leiten, die Impedanz aus Sicht des Ausgangsknotens 716 im Grunde genommen gleich der Impedanz entlang der Strombahn 728. Die zweite Strombahn befindet sich daher im Grunde genommen entlang der Strombahn 728 (d. h. die Wahl einer zweiten Strombahn für einen Stromfluss zwischen dem Ausgangsknoten 716 und einer unteren Quellenspannung 720).
Wie vorher beschrieben, stellt vorteilhafterweise die Wahl der zweiten Strombahn genügend Strom zur Verfügung, um die Spannung der V-I Kurve des Ausgangspuffers 504 im Bereich zwischen A und B näherungsweise konstant zu halten. Diese im wesentlichen vertikale V-I Kurve im Bereich einer minimalen und einer maximalen charakteristischen Impedanz zwingt die Anfangsspannung des Ausgangssignals am Ausgangsknoten 716 auf V_cc/2. Im Block 1208 wird das Ausgangssignal über die Übertragungsleitung, die von einer Schaltung begrenzt wird, übertragen, so dass das Ausgangssignal eine stabile Spannung nach einem Umlauf erreicht, was vorher in Bezug auf 6 bereits beschrieben wurde.
Pullup-Übergang
Gleichermaßen sind die 10 und 11 verschiedene Ausführungsformen der Kurvendiagramme von V-I Kurven während eines Pullup-Übergangs. Die 10 zeigt die V-I Kurve eines Ausgangspuffers 504 während eines Pullup-Übergangs im Sinne eines positiven Stromflusses, der in den Ausgangspuffer 504 fliest, die aus einem Kurvenabschnitt 1006 in Verbindung mit einem Kurvenabschnitt 1008 (d. h. der „konstante Spannungs"-Abschnitt) besteht. Die Widerstandskennlinien 1002 und 1004 sind jeweils die maximale und minimale charakteristische Widerstandskennlinie der Übertragungsleitung 510, zwischen welchen eine näherungsweise konstante Spannung aufrecht erhalten wird. Insbesondere repräsentieren die Kehrwerte der Steigungen der Linien 1002 und 1004 den charakteristischen Impedanzbereich der Übertragungsleitung 510 zwischen A und B. Der Kurvenpunkt 1010 und der Kurvenpunkt 1012 sind die jeweiligen Punkte der V-I Kurve, an welchen die Widerstandskennlinie 1002 und die Widerstandskennlinie 1004 sich mit der V-I Kurve schneidet (d. h. der Bereich der maximalen und minimalen charakteristischen Impedanz), und zwischen welchen eine konstante Spannung (V_cc/2) aufrecht erhalten wird.
Dementsprechend zeigt die 11 die V-I Kurve im Sinne eines positiven Stromflusses, der aus dem Ausgangspuffer 504 heraus fließt, während dem selben Pullup-Übergang, ohne die Widerstandskennlinien. Die Nummerierung der Elemente zwischen den 10 und 11 stimmen mit den Elementen überein, mit denen sie korrespondieren. Daher repräsentiert der Kurvenabschnitt 1006 und der Kurvenabschnitt 1008 (d. h. der „konstante Spannungs"-Abschnitt) die V-I Kurve. Zusätzlich repräsentieren der Kurvenpunkt 1010 und der Kurvenpunkt 1012 die Knickpunkte der V-I Kurve, die den Bereich der maximalen und minimalen charakteristischen Impedanz repräsentieren, und zwischen welchen eine näherungsweise konstante Spannung (V_cc/2) aufrechterhalten wird.
Bei der Beschreibung der Funktionsweise des Ausgangspuffers 504 der 5 in Verbindung mit dem Schaubild des Pulldown-Übergangs, der in 10 und 11 gezeigt wird, fängt die Spannung des Eingangssignals am Eingangsknoten 702 näherungsweise bei null an, wodurch die Pullup-Schaltung 722 des Ausgangspuffers 504 dazu veranlasst wird, sich in Richtung eines aktiven Zustandes zu bewegen, während sich die Pulldown-Schaltung 724 in Richtung eines inaktiven Zustand bewegt. Insbesondere in der Pullup-Schaltung 722 fangen die Transistoren 704 und 708 an zu leiten, obwohl sie noch nicht ganz eingeschaltet sind. Gleichwohl agiert die Diode 710 im Grunde genommen als ein offener Schaltkreis bis an der Diode ein ausreichender Spannungsabfall V_t (ungefähr 0,7 Volt) anliegt. Bis dieser Spannungsabfallpunkt erreicht ist, ist daher die Impedanz aus Sicht des Ausgangsknotens 716 die Impedanz des Transistors 704 durch die Strombahn 730, was als Kurvenabschnitt 1006 in 10 und 11 ersichtlich ist.
Wenn die Spannung des Eingangssignals am Eingangsknoten 702 weiter abfällt, schalten sich die Transistoren 708 und 704 ein (etwa bei 0,7 Volt unterhalb von V_cc (Quellenspannung)). Dies ermöglicht es der oberen Quellenspannung 718, einen Spannungsabfall von 0,7 Volt an der Diode 710 zur Verfügung zu stellen, wodurch die Diode 710 veranlasst wird, in Vorwärtsrichtung betrieben zu werden. Die Impedanz in der Strombahn 730, die den Transistor 704 umfasst, ist größer als die Impedanz in der Strombahn 732, die den Transistor 708 und die Diode 710 umfasst, wie im Kurvenabschnitt 1008 zu sehen ist. In einer Ausführungsform liegt der maximale Wert der Impedanz des Transistors 704 im Bereich zwischen 200–500 Ohm. In einer weiteren Ausführungsform ist die Impedanz des Transistors 704 größer als 75 Ohm. Zum Vergleich liegt idealerweise die Impedanz des Transistors 708, der in Serie mit der Diode 710 geschaltet ist, bei null. In einer Ausführungsform ist diese Impedanz geringer als die Impedanz der Übertragungsleitung 510 geteilt durch zehn. In einer weiteren Ausführungsform ist diese Impedanz geringer als 10 Ohm. Die Impedanz des Transistors 708 und der Diode 710 ist daher geringer als die Impedanz des Transistors 704, um einen Zündstrom zur Verfügung zu stellen.
Wegen dieses Impedanzunterschiedes zwischen der Strombahn 730 und der Strombahn 732 ist, wenn die Diode 710 einmal in Vorwärtsrichtung betrieben wird, um einen erhöhten Stromfluss durch die Strombahn 732 zur Verfügung zu stellen, die Impedanz aus Sicht des Ausgangsknotens 716 im Grunde genommen die Impedanz des Transistors 708 und der Diode 710, was als Kurvenabschnitt 1008 der 10 und 11 dargestellt ist. Der erhöhte Pulldown-Strom tritt im Bereich zwischen der minimalen Widerstandskennlinie 1002 und der maximalen Widerstandskennlinie 1004 ein. Da die Impedanz der Strombahn 732 geringer ist als die Impedanz der Strombahn 730, ist weiterhin die Steigung des Kurvenabschnittes 1008 bis zu dem Punkt, an dem sie im Grunde genommen vertikal ist bei ungefähr 0,7 Volt (der Punkt an dem die Diode 710 in Vorwärtsrichtung betrieben wird) wesentlich größer als die Steigung des Kurvenabschnittes 1006.
Wie vorher als vorteilhaft beschrieben wurde, zwingt diese im Grunde genommen vertikale V-I Kurve im Bereich zwischen der minimalen und einer maximalen Widerstandskennlinie die Anfangsspannung eher zu V_cc/2, als die Pufferimpedanz der Leitungsimpedanz anzupassen. Insbesondere rückbeziehend auf 6 stellt dieses Kurvendiagramm die Spannung über die Zeit am Ausgangspuffer und am Eingangspuffer dar, wenn die Eingangsspannung des Ausgangssignals am Ausgangsknoten 716 V_cc/2 ist und kein ungewolltes Treppenstufen- oder Übersteuerungsverhalten vorliegt, wie in den 2 und 3 dargestellt ist. Anders ausgedrückt erreicht das Ausgangssignal eine stabile Spannung nach einem Umlauf.
Der Effekt, der entsteht, wenn man die Ausgangsimpedanz mit der charakteristischen Impedanz kombiniert, kommt der Erschaffung eines Spannungsteilers gleich. Das Verhältnis der beiden Impedanzen definiert somit den Spannungspegel am Knoten zwischen diesen beiden. Daher ist es das Ziel, die Anfangssprungspannung des Ausgangssignals am Ausgangsknoten auf V_cc/2 zu bringen (Spannungspunkt 602 der 6), um so ungewolltes Treppenstufen- oder Übersteuerungsverhalten auszuschließen, wie in den 2 und 3 dargestellt ist. Nach dem Stand der Technik würde die Ausgangsimpedanz der charakteristischen Impedanz angepasst werden. um so eine Anfangssprungspannung des Ausgangssignals von V_cc/2 zu erhalten. Im Gegensatz dazu bewirken die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, dass die Anfangssprungspannung des Ausgangssignals zu V_cc/2 wird, wobei eine im wesentlichen vertikale V-I Kurve im Bereich zwischen der minimalen und der maximalen Lastimpedanz beibehalten wird.
Wie hinsichtlich der V-I Kurve der 10 beschrieben ist, repräsentiert die Steigung der Linie 1006 die Impedanz des Ausgangspuffers. und die Steigung der Linie 1008 repräsentiert die Impedanz der Übertragungsleitung. Der Punkt, an dem sich diese beiden Linien miteinander schneiden, ist die Spannung des Ausgangssignals beim ersten Sprung am Spannungspunkt 602 der 6. Damit das Ausgangssignal einen Spannungspegel von V_cc/2 besitzt, muss daher dieser Schnittpunkt der beiden Linien etwa bei V_cc/2 liegen. Da die V-I Kurve im Grunde genommen vertikal bei V_cc/2 (bei Linie 1008) ist, erzwingt dies logischerweise, dass alle Schnittpunkte zwischen den Linien 1006 und 1008 bei dieser Spannung liegen. Der Schnittpunkt der zwei Linien liegt daher ungeachteterweise der Steigung der Linie 1006 bei V_cc/2. Umgekehrt erzeugt dies die erforderliche Anfangssprungspannung von V_cc/2 wie in der 6 gezeigt wird. Deshalb ist, wie bereits oben für 6 beschrieben, die Spannung am Eingangsknoten 516 doppelt so groß wie die Anfangssprungspannung des Ausgangssignals am Ausgangsknoten 514. Durch die Erzeugung der Spannung am Ausgangsknoten 514 in Höhe von V_cc/2 wird die Spannung des Ausgangssignals am Eingangsknoten 516 daher zu V_cc veranlasst. Ist einmal V_cc erreicht, ist das System stabilisiert.
Die Verwendung dieses selbstkompensierenden Ausgangspuffers der 6, wobei eine Ausführungsform zwei Dioden und zwei Transistoren umfasst, beseitigt den Bedarf für teurere Impedanzkompensationsschaltungen. Zusätzlich wird durch diesen selbstkompensierenden Ausgangspuffer die Steuerung der Spannung am Ausgangsknoten des Ausgangspuffers durch die Verwendung passiver Schaltelemente (z. B. Dioden) ermöglicht. Wie man die gewünschte V-I Kurve mit näherungsweise konstanter Spannung über einem bestimmten charakteristischen Impedanzbereich erhält, ist anhand einer Ausführungsform in 6 aufgezeigt worden. Die Erfindung ist jedoch nicht begrenzt. Der Fachmann sollte erkennen, dass diese charakteristische V-I Kurve, die eine näherungsweise konstante Spannung in einem bestimmten charakteristischen Impedanzbereich besitzt, mittels anderer Ausführungsformen erhalten werden kann.
In Anlehnung an die Beschreibungen für die 10 und 11 eines Pullup-Übergangs für den Ausgangspuffer 504, stellt 12 ein Flussdiagramm für ein Verfahren in Anlehnung an eine Ausführungsform der Erfindung dar. Im Block 1202 empfängt der Ausgangspuffer 504 der 5 ein Eingangsignal, das eine variierende Eingangsspannung besitzt. In Block 1204 wählt der Ausgangspuffers 504 eine erste Strombahn aus, die eine erste Impedanz für den Stromfluss zwischen einem Ausgangsknoten des selbstkompensierenden Ausgangspuffers und einer Stromquelle, die auf der variierenden Eingangsspannung des Eingangssignals basiert, hat. Während des Pullup-Übergangs erfolgt diese Auswahl der ersten Strombahn mit dem Eingangssignal am Eingangsknoten bei einer bestimmten Spannung. Die Spannung des Eingangssignals am Eingangsknoten beginnt näherungsweise bei null, wodurch die Pullup-Schaltung 722 des Ausgangspuffers 504 veranlasst wird, sich in Richtung eines aktiven Zustandes zu bewegen und die Pulldown-Schaltung 724 verursacht wird, sich in Richtung eines inaktiven Zustandes zu bewegen. Insbesondere fangen in der Pullup-Schaltung 722 die Transistoren 704 und 708 an zu leiten, obwohl sie noch nicht ganz eingeschaltet sind. Da, wie vorher in den 10 und 11 beschrieben wurde. der Diode 710 ein ausreichender Spannungsabfall (ungefähr 0,7 Volt) an ihr selbst anfangs fehlt, um in Vorwärtsrichtung betrieben zu werden, ist die Strombahn 732 im Grunde genommen ein offener Schaltkreis, der einen Stromfluss vom Ausgangsknoten 716 zur oberen Quellespannung 718 verursacht, der im wesentlichen in der Strombahn 730 stattfindet (d. h. die Wahl einer ersten Strombahn für einen Stromfluss zwischen dem Ausgangsknoten 716 und der oberen Quellenspannung 718).
Während eines Pullup-Übergangs wird in Block 1206 eine zweite Strombahn ausgewählt, die eine zweite Impedanzdifferenz von der ersten Strombahn besitzt, um so einen Stromfluss zwischen dem Ausgangsknoten und der Quellenspannung herzustellen. Insbesondere stellt, wie vorher für die 10 und 11 beschrieben, wenn der Transistor 704 und der Transistor 708 infolge des Abfalls der Eingangsspannung am Eingangsknoten 702 einmal eingeschaltet ist, die obere Quellenspannung 718 in Verbindung mit dem Ausgangsknoten 716 den erforderlichen Spannungsabfall an der Diode 710 zur Verfügung, wodurch die Diode 710 veranlasst wird, in Vorwärtsrichtung betrieben zu werden. In einer Ausführungsform ist der Ausgangspuffer 504 so gestaltet, um eine größere Impedanz für den Transistor 704 im Vergleich zur Impedanz von Transistor 710 und Diode 708 zur Verfügung zu stellen. Wegen dieses Impedanzunterschiedes ist, obwohl beide Strombahnen (Strombahn 730 und Strombahn 732) leiten, die Impedanz aus Sicht des Ausgangsknotens 716 im Grunde genommen gleich der Impedanz entlang der Strombahn 732. Die zweite Strombahn befindet sich daher im Grunde genommen entlang der Strombahn 732 (d. h. die Wahl einer zweiten Strombahn für einen Stromfluss zwischen dem Ausgangsknoten 716 und einer oberen Quellenspannung 718).
Wie vorher beschrieben, stellt vorteilhafterweise die Wahl der zweiten Strombahn genügend Strom zur Verfügung, um die Spannung der V-I Kurve des Ausgangspuffers 504 im Bereich zwischen A und B näherungsweise konstant zu halten. Diese im wesentlichen vertikale V-I Kurve im Bereich einer minimalen und einer maximalen charakteristischen Impedanz zwingt die Anfangsspannung des Ausgangssignals am Ausgangsknoten 716 auf V_cc/2. Im Block 1208 wird das Ausgangssignal über die Übertragungsleitung, die von einer Schaltung begrenzt wird, übertragen, so dass das Ausgangssignal eine stabile Spannung nach einem Umlauf erreicht, was vorher in Bezug auf die 6 bereits beschrieben wurde.
Obwohl hier spezifische Ausführungsformen dargestellt und beschrieben wurden, sollte der Fachmann erkennen, dass jede Einrichtung, die für das gleiche Ziel bemessen wurde, ein Ersatz für eine der spezifischen aufgezeigten Ausführungsformen ist. Diese Anmeldung ist bestimmt, jegliche Anpassungen oder Variationen der vorliegenden Erfindung abzudecken. Es ist daher offenbar beabsichtigt, dass die Erfindung nur durch die Ansprüche und die Äquivalente dazu beschränkt wird.

Claims

Integrierter Schaltkreis umfassend: einen Eingangsknoten, um eine Eingangsspannung zu empfangen; einen Ausgangsknoten, um eine Ausgangsspannung zur Verfügung zu stellen; eine Pullup-Schaltung, die zwischen den Eingangs- und den Ausgangsknoten geschaltet ist, wobei die Pullup-Schaltung einen passiven Schaltungsbaustein umfasst; und eine Pulldown-Schaltung, die zwischen den Eingangs- und den Ausgangsknoten geschaltet ist, wobei die Pulldown-Schaltung einen passiven Schaltungsbaustein umfasst; wobei die passiven Schaltungsbausteine der Pullup- und der Pulldown-Schaltung geeignet sind, um einen Anfangsspannungswert der Ausgangsspannung konstant bei etwa der Hälfte einer Quellenspannung der Pullup- und der Pulldown-Schaltung zu halten, wobei die Quellenspannung im Bereich zwischen 1,5 und 1,8 V liegt.
Integrierter Schaltkreis gemäß Anspruch 1, wobei die Pullup-Schaltung ferner umfasst: einen ersten Transistor, der zwischen den passiven Schaltungsbaustein und die Quellenspannung geschaltet ist; und einen zweiten Transistor, der zwischen den Ausgangsknoten und die Quellenspannung geschaltet ist.
Integrierter Schaltkreis gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Pulldown-Schaltung ferner umfasst: einen ersten Transistor, der zwischen den passiven Schaltungsbaustein und Masse geschaltet ist; und einen zweiten Transistor, der zwischen den Ausgangsknoten und Masse geschaltet ist.
Integrierter Schaltkreis gemäß Anspruch 1, wobei der passive Schaltungsbaustein der Pullup-Schaltung eine Diode ist, die einen Kathodenanschluss besitzt, der mit dem Ausgangsknoten verbunden ist.
Integrierter Schaltkreis gemäß Anspruch 1 oder 4, wobei der passive Schaltungsbaustein der Pulldown-Schaltung eine Diode ist, die einen Anodenanschluss besitzt, der mit dem Ausgangsknoten verbunden ist.
Verfahren umfassend: Empfangen einer Eingangsspannung an einem Eingangsknoten; zur Verfügung stellen einer Ausgangsspannung an einem Ausgangsknoten; Verursachen eines Spannungsabfalls über einem passiven Schaltungsbausteins einer Pullup-Schaltung; wobei die Pullup-Schaltung zwischen den Eingangs- und den Ausgangsknoten geschaltet ist; und Verursachen eines Spannungsabfalls über einem passiven Schaltungsbausteins einer Pulldown-Schaltung; wobei die Pulldown-Schaltung zwischen den Eingangs- und Ausgangsknoten geschaltet ist; und wobei die passiven Schaltungsbausteine der Pullup- und der Pulldown-Schaltung geeignet sind, um einen Anfangsspannungswert der Ausgangsspannung konstant bei etwa der Hälfte einer Quellenspannung der Pullup- und der Pulldown-Schaltung zu halten, wobei die Quellenspannung im Bereich zwischen 1,5 und 1,8 V liegt.
Verfahren gemäß Anspruch 6 ferner umfassend: Übertragen eines Signals von dem Ausgangsknoten zu einer Schaltung.
Verfahren gemäß Anspruch 7, wobei das Übertragen des Signals umfasst: Übertragen des Signals über eine Übertragungsleitung, die zwischen dem Ausgangsknoten und der Schaltung geschaltet ist.
Verfahren gemäß Anspruch 7, wobei der passive Schaltungsbaustein der Pullup-Schaltung eine Diode ist.
Verfahren gemäß Anspruch 9, wobei der passive Schaltungsbaustein der Pulldown-Schaltung eine Diode ist.
System umfassend: einen Eingangsknoten, um eine Eingangsspannung zu empfangen; einen Ausgangsknoten, um eine Spannung zur Verfügung zu stellen; eine Pullup-Schaltung, die zwischen den Eingangs- und den Ausgangsknoten geschaltet ist, wobei die Pullup-Schaltung einen passiven Schaltungsbaustein umfasst; eine Pulldown-Schaltung, die zwischen den Eingangs- und den Ausgangsknoten geschaltet ist, wobei die Pulldown-Schaltung einen passiven Schaltungsbaustein umfasst; eine Übertragungsleitung, die an einem erste Ende der Übertragungsleitung mit dem Ausgangsknoten verbunden ist, wobei die Übertragungsleitung einen Impedanzbereich umfasst; und eine Eingangsschaltung, die an einem zweiten Ende der Übertragungsleitung mit der Übertragungsleitung verbunden ist, wobei die passiven Schaltungsbausteine der Pullup- und der Pulldown-Schaltung geeignet sind, um einen Anfangsspannungswert der Ausgangs spannung konstant bei der Hälfte einer Quellenspannung der Pullup- und der Pulldown-Schaltung zu halten, wobei die Quellenspannung im Bereich zwischen 1,5 und 1,8 V liegt.
System gemäß Anspruch 11, wobei die Pullup-Schaltung ferner umfasst: einen ersten Transistor, der zwischen den passiven Schaltungsbaustein und die Quellenspannung geschaltet ist; und einen zweiten Transistor, der zwischen den Ausgangsknoten und die Quellenspannung geschaltet ist.
System gemäß Anspruch 11, wobei die Pulldown-Schaltung ferner umfasst: einen ersten Transistor, der zwischen den passiven Schaltungsbaustein und Masse geschaltet ist; und einen zweiten Transistor, der zwischen den Ausgangsknoten und Masse geschaltet ist.
System gemäß Anspruch 11, wobei der passive Schaltungsbaustein der Pullup-Schaltung eine Diode ist, die einen Kathodenanschluss besitzt, der mit dem Ausgangsknoten verbunden ist.
System gemäß Anspruch 11, wobei der passive Schaltungsbaustein der Pulldown-Schaltung eine Diode ist, die einen Anodenanschluss besitzt, der mit dem Ausgangsknoten verbunden ist.