RU2515543C1 - High-speed differential link driver - Google Patents
High-speed differential link driver Download PDFInfo
- Publication number
- RU2515543C1 RU2515543C1 RU2013120169/08A RU2013120169A RU2515543C1 RU 2515543 C1 RU2515543 C1 RU 2515543C1 RU 2013120169/08 A RU2013120169/08 A RU 2013120169/08A RU 2013120169 A RU2013120169 A RU 2013120169A RU 2515543 C1 RU2515543 C1 RU 2515543C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- inverting
- current
- input
- follower
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области радиотехники и связи и может быть использовано в качестве устройства усиления и преобразования аналоговых сигналов, в структуре «систем на кристалле» и «систем в корпусе» различного функционального назначения (например, операционных усилителей, работающих на емкостную нагрузку).The invention relates to the field of radio engineering and communications and can be used as a device for amplifying and converting analog signals in the structure of “systems on a chip” and “systems in a housing” for various functional purposes (for example, operational amplifiers operating on a capacitive load).
Известны схемы драйверов линий связи, построенных на основе операционных усилителей с отрицательной обратной связью, которые стали основой многих серийных микросхем первого и второго поколения [1-7].Known driver circuitry for communication lines built on the basis of negative feedback operational amplifiers, which became the basis of many serial microcircuits of the first and second generation [1-7].
Ближайшим прототипом (фиг.1) заявляемого устройства является драйвер дифференциальной линии связи, описанный в патентной заявке US 2006/0202753, содержащий первый 1 и второй 2 источники входных противофазных напряжений, связанных с соответствующими входами первого 3 и второго 4 выходных каскадов, первый 5 и второй 6 конденсаторы нагрузки, подключенные к соответствующим выходам 7 и 8 первого 3 и второго 4 выходных каскадов. Конденсаторы 5 и 6 моделируют емкостную составляющую цепи нагрузки, например емкости дифференциальной линии связи.The closest prototype (figure 1) of the claimed device is a differential communication line driver described in patent application US 2006/0202753, containing the first 1 and second 2 sources of input antiphase voltages associated with the corresponding inputs of the first 3 and second 4 output stages, the first 5 and second 6 load capacitors connected to the
Существенный недостаток известного драйвера состоит в том, что он характеризуется сравнительно низким быстродействием из-за влияния на переходный процесс первого 5 и второго 6 конденсаторов цепи нагрузки.A significant drawback of the known driver is that it is characterized by a relatively low speed due to the influence on the transient of the first 5 and second 6 capacitors of the load circuit.
Основная задача предлагаемого изобретения состоит в повышении быстродействия драйвера при работе на емкостную нагрузку, расширении диапазона его рабочих частот.The main objective of the invention is to increase the speed of the driver when working on capacitive load, expanding the range of its operating frequencies.
Поставленная задача достигается тем, что в драйвере дифференциальной линии связи (фиг.1), содержащем первый 1 и второй 2 источники входных противофазных напряжений, связанных с соответствующими входами первого 3 и второго 4 выходных каскадов, первый 5 и второй 6 конденсаторы нагрузки, подключенные к соответствующим выходам 7 и 8 первого 3 и второго 4 выходных каскадов, предусмотрены новые элементы и связи - выход 7 первого 3 выходного каскада соединен с входом первого 9 неинвертирующего повторителя напряжения и токовым выходом первого 10 инвертирующего повторителя тока, выход 8 второго 4 выходного каскада соединен с входом второго 11 неинвертирующего повторителя напряжения и токовым выходом второго 12 инвертирующего повторителя тока, причем между выходом первого 9 неинвертирующего повторителя напряжения и входом второго 12 инвертирующего повторителя тока включен первый 13 дополнительный конденсатор, а между выходом второго 11 неинвертирующего повторителя напряжения и входом первого 10 инвертирующего повторителя тока включен второй 14 дополнительный конденсатор.The problem is achieved in that in the driver of the differential communication line (Fig. 1), containing the first 1 and second 2 sources of input antiphase voltages associated with the corresponding inputs of the first 3 and second 4 output stages, the first 5 and second 6 load capacitors connected to
На фиг.1 приведена схема драйвера-прототипа.Figure 1 shows a diagram of the driver of the prototype.
На фиг.2 показана схема заявляемого устройства в соответствии с формулой изобретения.Figure 2 shows a diagram of the inventive device in accordance with the claims.
На фиг.3 представлена компьютерная модель схемы заявляемого устройства фиг.2 в среде PSpice, на которой, в соответствии со спецификой интерфейса PSpice, приняты следующие обозначения элементов, соответствующие фиг.2: R1=Rвых.3 (16), R2=Rвых.4 (18), Cп1=C5, Cп2=C6, Cк1=C13, Cк2=С14, F2 - усилитель тока 12, F3 - усилитель тока 10. Неинвертирующие повторители напряжения, обозначенные символом «1», соответствуют неинвертирующим повторителям 9 и 11 схемы фиг.2.Figure 3 presents a computer model of the circuit of the inventive device of figure 2 in the environment of PSpice, on which, in accordance with the specifics of the interface PSpice, the following notation of the elements corresponding to figure 2: R1 = R out.3 (16), R2 = R output 4 (18), C p1 = C5, C p2 = C6, C k1 = C13, C k2 = C14, F2 - current amplifier 12, F3 -
На фиг.4 приведена зависимость времени установления напряжения (tуст) на выходе 7 первого 3 выходного каскада драйвера от значения емкости дополнительных конденсаторов 13 и 14 (Cк1=C13, Cк2=C14).Figure 4 shows the dependence of the voltage settling time (t mouth ) at the
На фиг.5 показана зависимость времени установления напряжения на выходе 8 второго 4 выходного каскада драйвера от значения емкости дополнительных конденсаторов 13 и 14 (Cк1=C13, Cк2=C14).Figure 5 shows the dependence of the time to establish the voltage at the
Из графиков фиг.4, фиг.5 видно, что при введении первого 13 и второго 14 дополнительных конденсаторов время установления выходных импульсов драйвера уменьшается более чем 20 раз. Чем ближе значение емкости Cк=C13=C14 к емкости Cн=C6=C5, тем меньше tуст.From the graphs of figure 4, figure 5 shows that with the introduction of the first 13 and second 14 additional capacitors, the time to establish the output pulses of the driver decreases more than 20 times. The closer the value of the capacitance C to = C13 = C14 to the capacitance C n = C6 = C5, the less t mouth .
Быстродействующий драйвер дифференциальной линии связи содержит первый 1 и второй 2 источники входных противофазных напряжений, связанных с соответствующими входами первого 3 и второго 4 выходных каскадов, первый 5 и второй 6 конденсаторы нагрузки, подключенные к соответствующим выходам 7 и 8 первого 3 и второго 4 выходных каскадов. Выход 7 первого 3 выходного каскада соединен с входом первого 9 неинвертирующего повторителя напряжения и токовым выходом первого 10 инвертирующего повторителя тока, выход 8 второго 4 выходного каскада соединен с входом второго 11 неинвертирующего повторителя напряжения и токовым выходом второго 12 инвертирующего повторителя тока, причем между выходом первого 9 неинвертирующего повторителя напряжения и входом второго 12 инвертирующего повторителя тока включен первый 13 дополнительный конденсатор, а между выходом второго 11 неинвертирующего повторителя напряжения и входом первого 10 инвертирующего повторителя тока включен второй 14 дополнительный конденсатор.The high-speed driver of the differential communication line contains the first 1 and second 2 sources of input antiphase voltages associated with the corresponding inputs of the first 3 and second 4 output stages, the first 5 and second 6 load capacitors connected to the
Рассмотрим работу известного (фиг.1) и предлагаемого (фиг.2) устройств.Consider the work of the known (figure 1) and the proposed (figure 2) devices.
При скачкообразном положительном изменении входного напряжения на входе первого 3 выходного каскада фиг.1 и отрицательном изменении входного напряжения на входе второго 4 выходного каскада начинается процесс заряда первого 5 конденсатора цепи нагрузки (С5) и разряда второго 6 конденсатора цепи нагрузки (С6). При этом постоянные времени цепи заряда и разряда определяются выходными сопротивлениями первого 3 выходного каскада (Rвых.3) и емкостью первого 5 конденсатора нагрузки (C5), а также выходным сопротивлением второго 4 выходного каскада (Rвых.4) и емкостью второго 6 конденсатора нагрузки (С6). В конечном итоге эти постоянные времени оказывают отрицательное влияние на быстродействие драйвера-прототипа, у которого время установления переходного процесса для многих практических случаев оказывается недопустимо большим.When an abrupt positive change in the input voltage at the input of the first 3 output stage of Fig. 1 and a negative change in the input voltage at the input of the second 4 output stage begins the process of charging the first 5 capacitor of the load circuit (C5) and the discharge of the second 6 capacitor of the load circuit (C6). In this case, the time constants of the charge and discharge circuits are determined by the output resistances of the first 3 output stage (R o 3 ) and the capacity of the first 5 load capacitor (C5), as well as the output resistance of the second 4 output stage (R o 4 ) and the capacity of the second 6 capacitor load (C6). Ultimately, these time constants have a negative impact on the performance of the prototype driver, in which the transition time for many practical cases is unacceptably long.
В заявляемой схеме фиг.2 напряжение на первом 5 конденсаторе нагрузки С5 передается на выход неинвертирующего усилителя напряжения 9, что создает ток через первый 13 дополнительный конденсатор. В результате на выходе инвертирующего усилителя тока 12 формируется корректирующий импульс тока, способствующий более быстрому разряду конденсатора 6 (С6). Об этом свидетельствуют графики фиг.5, когда при Cк≈С13=19,9 пф время установления переходного процесса уменьшается с 30 нс до 1,3 нс, т.е. более чем в 20 раз.In the claimed circuit of FIG. 2, the voltage at the first 5 load capacitor C5 is transmitted to the output of a non-inverting voltage amplifier 9, which creates a current through the first 13 additional capacitor. As a result, a correcting current pulse is generated at the output of the inverting current amplifier 12, which contributes to a faster discharge of the capacitor 6 (C6). This is evidenced by the graphs of Fig. 5, when at C to ≈C13 = 19.9 pF the time of establishment of the transition process decreases from 30 ns to 1.3 ns, i.e. more than 20 times.
Аналогично, уменьшение напряжения на втором 6 конденсаторе нагрузки (C6) передается на выход неинвертирующего усилителя напряжения 11, что создает ток через второй 14 дополнительный конденсатор. В результате на выходе инвертирующего усилителя тока 10 формируется корректирующий импульс тока, способствующий более быстрому заряду конденсатора 5. Об этом свидетельствуют графики фиг.5, когда при Cк≈С13=19,9 пф время установления переходного процесса уменьшается с 30 нс до 1,3 нс, т.е. более чем в 20 раз.Similarly, the voltage reduction at the second 6 load capacitor (C6) is transmitted to the output of the non-inverting voltage amplifier 11, which creates a current through the second 14 additional capacitor. As a result, a correcting current pulse is generated at the output of the inverting
Таким образом, заявляемый драйвер обеспечивает при емкостной нагрузке более высокое быстродействие.Thus, the inventive driver provides with capacitive load higher speed.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОКBIBLIOGRAPHIC LIST
1. Патент US 3769605, fig.2.1. Patent US 3769605, fig. 2.
2. Патент US 7863977, fig.1.2. Patent US 7863977, fig. 1.
3. Патент US 5345471, fig.1B.3. Patent US 5345471, fig. 1B.
4. Патент US 7327189, fig.7.4. Patent US 7327189, fig. 7.
5. Патентная заявка US 2001/0050333, fig.3.5. Patent application US 2001/0050333, fig. 3.
6. Патентная заявка US 2003/0137345, fig.2.6. Patent application US 2003/0137345, fig.2.
7. Патент US 6222416.7. Patent US 6222416.
8. Патент US 5557238, fig.1.8. Patent US 5557238, fig. 1.
9. Патентная заявка US 2011/0158435, fig.1.9. Patent application US 2011/0158435, fig. 1.
10. Патентная заявка US 2010/0259323, fig.2.10. Patent application US 2010/0259323, fig. 2.
11. Патент US 6741132, fig.4.11. Patent US 6741132, fig. 4.
12. Патентная заявка US 2011/0227652, fig.2.12. Patent application US 2011/0227652, fig. 2.
13. Патентная заявка US 2009/0045876, fig.1a.13. Patent application US 2009/0045876, fig.1a.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013120169/08A RU2515543C1 (en) | 2013-04-30 | 2013-04-30 | High-speed differential link driver |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013120169/08A RU2515543C1 (en) | 2013-04-30 | 2013-04-30 | High-speed differential link driver |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2515543C1 true RU2515543C1 (en) | 2014-05-10 |
Family
ID=50629885
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013120169/08A RU2515543C1 (en) | 2013-04-30 | 2013-04-30 | High-speed differential link driver |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2515543C1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1744788A1 (en) * | 1990-01-05 | 1992-06-30 | Нижегородский Научно-Исследовательский Приборостроительный Институт | Driver |
RU2156533C1 (en) * | 1999-04-29 | 2000-09-20 | Никифоров Виктор Евгеньевич | Device for equalizing of voltage unbalance on connected cells of storage battery or batteries |
RU2390910C1 (en) * | 2009-03-24 | 2010-05-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса" (ГОУ ВПО "ЮРГУЭС") | Quick-acting buffer amplifier |
RU107419U1 (en) * | 2011-02-24 | 2011-08-10 | Открытое акционерное общество "Электровыпрямитель" | IGBT DRIVER |
-
2013
- 2013-04-30 RU RU2013120169/08A patent/RU2515543C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1744788A1 (en) * | 1990-01-05 | 1992-06-30 | Нижегородский Научно-Исследовательский Приборостроительный Институт | Driver |
RU2156533C1 (en) * | 1999-04-29 | 2000-09-20 | Никифоров Виктор Евгеньевич | Device for equalizing of voltage unbalance on connected cells of storage battery or batteries |
RU2390910C1 (en) * | 2009-03-24 | 2010-05-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса" (ГОУ ВПО "ЮРГУЭС") | Quick-acting buffer amplifier |
RU107419U1 (en) * | 2011-02-24 | 2011-08-10 | Открытое акционерное общество "Электровыпрямитель" | IGBT DRIVER |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102412824B (en) | Differential reference voltage buffer | |
CN103576731B (en) | Voltage stabilizer | |
CN103760943B (en) | A kind of slew rate enhancing circuit being applied to LDO | |
JP6167914B2 (en) | Output circuit | |
RU2321157C1 (en) | Input cascade of fast action operational amplifier with nonlinear current check connection | |
RU2515543C1 (en) | High-speed differential link driver | |
CN110190835B (en) | Zero offset comparator circuit | |
CN103117740A (en) | Low-power-consumption level shift circuit | |
CN108880233B (en) | Charge pump circuit | |
CN107294513B (en) | Crystal oscillator circuit | |
US9755588B2 (en) | Signal output circuit | |
CN103684420A (en) | Buffer for raising voltage driving capability | |
CN104685789A (en) | Method for controlling D/A converter, D/A converter, method for controlling A/D converter, and A/D converter | |
US9939835B2 (en) | Reference potential generation circuit | |
CN102638258B (en) | Output circuit, system including output circuit, and method of controlling output circuit | |
CN108702135B (en) | Amplifier device and switched capacitor integrator | |
RU2538324C2 (en) | High-speed capacitive load driver | |
CN109639135B (en) | Charge pump circuit | |
CN103762985A (en) | Sampling hold circuit | |
CN104753522A (en) | Negative pressure conversion circuit and control method thereof | |
RU2522042C1 (en) | High-speed capacitive load driver | |
CN103543781A (en) | Low-dropout linear regulator | |
RU2674885C1 (en) | Quick-acting buffer amplifier | |
CN102664629A (en) | Clock generation circuit and analogue-to-digital converter (ADC) sampling circuit | |
Strak et al. | Investigation of timing jitter in NAND and NOR gates induced by power-supply noise |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150501 |