TW201010284A - Differential current driving type transmitter and receiver and interface system having the transmitter and receiver - Google Patents

Description

201010284 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 系統 本發明涉及-種差分電流驅動型傳輪與接收系統 照流經傳的電流方餘及触f料的差分電動= 器與接收器以及-種具有該傳輸器與接收器之差 = 【先前技術】

通常，-傳輸端半導體晶片被配置為經由_單元傳輸 分傳輸線來傳輸電壓型信號，以及-接收端半導體晶片被配置 感測被傳輸的電壓型信號。尤其是，當差分電壓經由_分傳輸線 傳輸的情況下’使用兩條差分傳輸線傳輸的魏之間的電壓差 資料。這個方法受到連接半導體晶片之差分傳輪細電氣特性的影 響。近來，半導體晶片之間的距離逐漸增加，而且，在一些新式的輸 送方法中，傳麟具有大量阻抗。· ’當由傳輸線的阻&決定的信 號的時間常數和傳輸線與一板之間的電容增加時，报難在較短週期内 傳輸和接收資料。因為這個原因，使用壓差的資料傳輸方法已經證明 為不適當的’因而在本技術領域中建議使用電流傳輸和接收資料的電 流驅動方法。 在電流驅動方法中，當將被傳達的資料以電流方式被傳送時，接 收器從以電流形式被傳送的信號中恢復資料並利用該被恢復的資 料。該電流驅動方法分為一個資料位元經由一條傳輸線來傳輸的單一 電流驅動方法，以及經由兩條傳輸線發射具有不同量的電流、並且使 用兩條傳輸線之間的電流差來恢復資料的一差分電流驅動方法。 在差分電流驅動方法中，傳輸器產生不同量的電流，該電流量係 與將被傳輸的資料相對應’然後經由兩條傳輸線來傳輸該電流’然後 接收器利用流經兩條傳輸線的電流之間的電流差來恢復資料。該差分 電流驅動方法與單一電流驅動方法比較，當因雜訊所造成的傳輸信號 失真不大量時’由於兩條傳輸線的物理位置以及兩條傳輸線的寄生電 201010284 阻、寄生電感與寄生電容而導致傳輸線之間出現干擾。 儘管從傳輸器到接收器流過的兩個差分電流皆基於用以產生兩 個差分電流源之兩個電流源來產生或匯集相同的電流值的假設，實際 上’由於處理偏差可能導致不同的電流值。又，當設置在接收器内的 電流源產生或匯集的電流因為傳輸線產生的雜訊而造成失真時，差分 電流信號的品質會下降。所以，因為兩條傳輸線之間的干擾可能導致 傳輸信號失真，並且傳輸線時間常數的增加導致信號傳輸時間增長， 因此#说的傳輸速度無法提升。

第1圖為顯示傳統差分電流驅動系統的傳輸器中輸出的真線信 號的圖式。 參考第1圖，當產生兩個差分電流的電流源由於上述原因產生具 有不同量的電流值時，可以明白的是當應用在真線上的電流方向的^ 個時間都在改變時，本發明中該量值藉由一預設誤差α，也就是一 移量，來變動。 傳統的差分電流驅動方法和實現這個方法的系統皆不穩定，因為 他們具有問題。gj此’本技術領域t十分需要從這些問題中得 新顆的資料發射和接收方法。 【發明内容】 《所欲解決之技術問題》 日以因此’轉明係為了賴解決财技射之問題的踩，且本發 ^的目ί讀供藉由調節驗傳輸線的電流方向來傳輸資料给接 又器的一差分電流驅動型傳輸器。 恢復個目的是提供藉域啦經傳輸線的較方向來 恢复從傳輸15傳輸的資料的—差分電流驅動型傳輸器。 傳輪，再—個目的是提供藉由調節流經傳輸線的電流方向來 傳輪和接收輯的-差分電流驅動型介面系統。 《解決問題之技術裝置》 驅動第—個目的’根據本發明的—個觀點，提供一差分電淀 )器，其包含-電流源、-電流方向選擇區塊以及一平衡ς 201010284 關區塊。該電流源產生電流至一對傳輪線或匯集流經該對傳輸線的電 流。該電流方向選擇區塊傳輸從該電流源流至該對傳輸線中之一條傳 輸線的電流以及傳輸流經該對傳輪線中之另一條傳輸線至該電流源 的電流。該平衡開關區塊將該對傳輸線初始化為一平衡狀態。 為了達成第二個目的’根據本發明的另一觀點，提供一差分電流 驅動型接收器，其包含一遠端電阻和一差分放大區域。該遠端電阻具 有與第一傳輸線連接的一端以及與第二傳輸線連接的另一端。該差分 放大區域放大該遠端電阻兩端之間的壓差。 為了達成第三個目的，根據本發明的再另一觀點，提供一差分電 0 流驅動型介面系統，其包含一傳輸器和一藉由兩條傳輸線與該傳輸器 連接的接收器。該傳輸器基於將被傳輸的資料來調節流經兩條傳輸線 的電流方向，該接收器藉由感測流經兩條傳輸線的電流來恢復資料。 【實施方式】 現在更加詳細地描述本發明實施例’並參考圖式。圖式和說明書 中使用的相同的附圖標記代表相同或相似的部分。 第2圖為本發明實施例中差分電流驅動型傳輸器的電路圖。 參考第2圖’一差分電流驅動型傳輸器2〇〇包括一電流源210、 一電流方向選擇區塊220、一平衡開關區塊230以及一預增強電路 ❹ 240。 電流源210包含兩個電流源211和212，用以供應電流給一對傳 輪線TX+和TX-或者匯集流經該對傳輸線τχ+和τχ_的電流。一電流 供應源211具有與第一電壓vdd連接的一端以及與該電流方向選擇 區塊220之第一端ni連接的另一端，並將一預定量的電流供應至第 一端nl。電流匯集端212具有與第二電壓GND連接的一端以及與該 電流方向選擇區塊220之第二端n2連接的另一端，並將來自該第二 端之預定量的電流供應至第二電壓GNiy該規範為從該電流供應 源211供應的電流量與該電流匯集端212匯集的電流量一樣，並且該 第一電壓VDD的電位高於該第二電壓gnd的電位。 6 201010284 電流方向選擇區塊220傳輸從電流源210流至該對傳輸線τχ+ 和ΤΧ-中之一條傳輸線的電流以及從該對傳輸線τχ+和τχ_中另一條 傳輸線流至該電流源210的電流，並具有四個選擇開關SW1至SW4。 第一選擇開關SW1具有與該第一端nl連接的一端以及與該第二傳輸 線TX-連接的另一端。第二選擇開關SW2具有與該第二端泣連接的 一端以及與該第一傳輸線TX+連接的另一端。第三選擇開關SW3具 有與該第一端nl連接的一端以及與該第一傳輸線TX+連接的另一 端。第四選擇開關SW4具有與該第二端η2連接的一端以及與該第二 傳輸線ΤΧ-連接的另—端。 一對第一選擇開關SW1和第二選擇開關SW2以及一對第三選擇 開關SW3和第四選擇開關SW4係同時開啟或關閉。該對第一和第二 選擇開關的開啟和關閉之操作與該對第三和第四選擇開關的操作相 反。也就是說，如果該對第一和第二選擇開關開啟，則該對第三和第 四選擇開關關閉。相反地，如果該對第三和第四選擇開關開啟，則該 對第一和第二選擇開關關閉》 平衡開關區塊230係將該對傳輸線TX+和TX-初始化為一平衡狀 態’並具有一平衡開關SW5和一阻抗元件231。該平衡開關SW具 有與該第一傳輸線TX+連接的一端以及與該第二傳輸線τχ_連接的 另一端。該阻抗元件231被設置在該平衡開關SW5和該第二傳輸線 TX-之間。在第2圖中，阻抗元件231設置在第二傳輸線τχ-和平衡 開關SW5之間，則可以想像該阻抗元件231可以設置於該第一傳輸 線TX+和該平衡開關SW5之間。又’該阻抗元件231的大小可以從 外部調節（圖中未示）。 預增強電路240在從該電流源210將電流供應至該對傳輸線Τχ+ 和ΤΧ-或匯集流經該對傳輸線τχ+和τχ_的電流之前，將預定量的電 流供應或匯集至該對傳輸線Τχ+和τχ_。 預增強電路240包括四個電流源241至244以及四個開關SW6 至 SW9 〇 第二電流供應源241具有與該第一電壓vod連接的一端。第三 201010284 電流供應源242具有與該第一電壓VDD連接的一端。第二電流匯集 端243具有與該第二電壓GND連接的一端。第三電流匯集端244具 有與該第二電壓GND連接的一端。 第六開關SW6具有與該第二電流供應源241之另一端連接的一 端以及與該第一傳輸線TX+連接的另一端。第七開關SW7具有與該 第三電流供應源242之另一端連接的一端以及與該第二傳輸線τχ_ 連接的另一端。第八開關SW8具有與該第二電流匯集端243之另一 端連接的一端以及與該第一傳輸線ΤΧ+連接的另一端。第九開關SW9 具有與該苐三電流匯集端244之另一端連接的一端以及與該第二傳 © 輸線TX-連接的另一端。 最好將組成電流方向選擇區塊220的開關SW1至SW4以及組成 預增強電路240的開關SW6至SW9的開啟和關閉週期和開啟阻抗值 根據使用系統設計為不同。 下文中，將描述第2圖中傳輸器200的操作。 本發明的關鍵理念在於根據流經該兩條傳輸線TX+和TX-的電 流方向來決定傳輸資料的類型。 當必須將電流從第一傳輸線TX+流至第二傳輸線TX-時，開啟第 三和第四選擇開關SW3和SW4，並關閉第一和第二選擇開關SW1 φ 和SW2。相反地，當必須將電流從第二傳輸線TX-流至第一傳輸線 TX+時，開啟第一和第二選擇開關SW1和SW2，並關閉第三和第四 選擇開關SW3和SW4。 在本發明中，預增強電路240被用來增加資料傳輸速度。當在電 流方向選擇區塊220中供應電流至第一傳輸線TX+以及從第二傳輸 線TX-匯集電流時，開啟第六開關SW6並將初始電流供應至第一傳 輸線TX+。為了進一步增加速度’開啟第九開關sW9並且從第二傳 輸線TX-匯集該初始電流。相反地，當在電流方向選擇區塊22〇中供 應電流至第二傳輸線TX-以及從第一傳輸線TX+中匯集電流時，開啟 第七開關SW7並將初始電流供應至第二傳輸線TX-。然後，額外地 開啟第八關關SW8並且從第一傳輸線TX+匯集該初始電流。 .201010284 τχ+ίΐχ發：2衡開關區塊230 *，除了用於將該對傳輸線 ΤΧ+和ΤΧ，始化為平衡狀態的平衡M SW5之外，還使用了阻抗 抑制當該對傳輪線撕和τχ_處於平衡狀態‘ 所可能發生的電磁干擾。 :3圖為本發明另一實施例中差分電流驅動型接收器的電路圖。 參考第3圖，—差分電流驅動型接收器330包括一遠端電阻财 和-差分放大區域310 賴端_ Rt具有與第_傳輸線τχ+連接

❹ 的-端以及與第二傳輸線ΤΧ_連接的另―端。該差分放大區域31〇係 放大該遠端電阻Rt兩端之間_差。在傳輸線τχ+# τχ 的電流穿職遠端電阻Rt，職翻tmRt_上種降係依據電 流流經的方向而不同。因為遠端電&Rt兩端的壓降非常小，因此最 好藉由該差分放大區域31G將該壓差放大。雖然許多功能區塊被實際 應用在第3圖所示的差分電流驅動型接收器3⑻中，但在此僅描緣出 用於感測經由該兩條兩條傳輸線ΤΧ+和τχ•接收的差分電流信號 Irx+和Irx-的最小電路。 爪口儿 如上所述，從傳輸器200傳輸的差分電流信號可以藉由接收器 3〇0非常鮮的感測到。由於電流流經杨_於資料恢復，故傳輸 線的電氣特性不會在資料恢復上造成任何影響。因此，傳統差分電流 驅動方法中引起的問題不會影響本發明。 當在傳統傳輸器（圖中未示）中應用三個電流源（圖中未示）時， 本發明的傳輸器200中則僅應用了兩個電流源211和212。基於這個 事實，與現有技術相比可以降低功耗。 第4圖為本發明再一實施例中差分電流驅動型介面系統的電路 圖。 參考第4圖’一差分電流驅動型介面系統4〇〇包括一傳輸器41〇、 一接收器420和一傳輸線430。 兩傳輸線430被設置在傳輸器410和接收器420之間。傳輸器 410基於將被傳輸的資料調節將流過該兩傳輸線的電流方向，以及接 收器420藉由感測流過該兩傳輸線的電流方向來恢復資料。因此，最 9 201010284 好是流經該兩傳輸線中的一條傳輸線之電流方向與流經該兩傳輸線 中的另一條傳輸線之電流方向相反且流過該兩傳輸線的電流量相同。 因為第4圖所示的傳輸器410和接收器420與第2圖及第3圖所 示的傳輸器200和接收器300相對應，故將省略詳細描述。 第5圖為說明本發明之更進一步實施例的顯示面板驅動系統圖 式，在其中本發明之差分電流驅動型介面系統被實現。 參考第5圖，一顯示面板驅動系統500包括互相藉由一撓性印刷 電路（FPC，flexible printed circuit) 530 連接的一顯示面板 510 和一 印刷電路板（PCB，printed circuit board) 520。

藉由複數個行驅動器積韻電路(IC) 511來驅動的複數個像素（圖 中未示），係在顯示面板510内作二維排列。該等行驅動器IC 511響 應從定時控制器521接收的控制信號而操作，而定時控制器521係藉 由FPC 530以及玻璃上的線（LOG，lines on glass) 512與該等行驅 動器IC 511連接。定時控制器521安裝在PCB 520上。 雖然該LOG 512係在假設該顯示面板510是形成在玻璃上的基 礎上，但可以理解的是基於顯示面板51〇的材料可以採用不同的嗖 計。 參考第5圖，由於複數個行驅動器IC 511被安裝於水平方向内 的事實’電磁干擾（EMI，electromagnetic interference)可能發生在 他們同時運作的情況下。關於這個問題，定時控制器521不能同時但 可以依次啟動該複數個列驅動器1C 511，藉此可能避免EMI。 一 ”第6圖為顯示本發明第—傳輸線（真線）的信號的圖式，該等信 號係從該差分電流驅動型傳輸器中輸出。 ° 6圖’從第-傳輸線（真線）TX+中感測到的信號不受偏 故可以理解的是儘管當電流方向改變的時候，信號量不會 參考第 移量影響， 變化。 端雷本發明㈣'_例子，因為—信徑統-而且該遠 端電阻於接收H 中’故可鱗 接收器中触-_缝料雜簡會反_糾 10 201010284 °又’由於制了平衡開關區 用了預增峨戰咖编、，並且由於使 济方向述賴本發明的優點係在於藉由調節流經傳輪線的電 耗二日-〗和接收資料’因傳輪和接收電路被簡化，所以減低了功 耗’並且赠的傳輸和接收不受傳輪線電氣特性的影響。 魏1^日柯“在视離自身特點晴訂諸為若干形式，可以 料士双疋上所述者僅賴啸釋本發明之較佳實施例，並非企圖據以 古μ 士明雜娜式上之限制’是以’凡有在相同之發鴨神下所作 =關本發明之任何修飾或變更，皆仍應包括在本發明意圖保護之範 【圖式簡單說明】 第1圖為顯示傳統差分電流驅動系統的傳輸器輸出的真線的信號的 圖式； 第2圖為本發明實施例中差分電流驅動型傳輸器的電路圖； 第3圖為本發明另一實施例中差分電流驅動型接收器的電路圖； 第4圖為本發明再一實施例中差分電流驅動型介面系統的電路圖； ❹ 第5圖為說明本發明之更進一步實施例的顯示面板驅動系統圖式，其 中本發明之差分電流驅動型介面系統被實現； 以及 第6圖為顯示本發明第一傳輸線（真線）的信號的圖式，該等信號係 從該差分電流驅動型傳輸器中輸出。 【主要元件符號說明】 1〇〇 真線信號 200 差分電流驅動型傳輸器 210、211、212 電流源 220 電流方向選擇區塊 201010284

230 平衡開關區塊 231 阻抗元件 240 預增強電路 241、 242、243、244 電流源 300 差分電流驅動型接收器 310 分放大區域 400 差分電流驅動型介面系統 410 傳輸器 420 接收器 422 差分放大區域 430 傳輸線 500 顯示面板驅動系統 510 顯示面板 511 行驅動器1C 512 玻璃上的線（LOG，lines on glass) 520 印刷電路板(PCB) 521 定時控制器 530 撓性印刷電路（FPC，flexible printed circuit) 600 第一傳輸線（真線）信號 12

Claims (1)

1. .201010284 七、申請專利範圍： 1. 一種差分電流驅動型傳輸器，包含： 一電流源，被配置為產生電流至一對傳輸線以及匯集流經該對傳 輸線的電流； 一電流方向選擇區塊，被配置為傳輸從該電流源流至該對傳輸線 中之一條傳輸線的電流以及傳輸流經該對傳輸線中之另一條傳輸線 至該電流源的電流；以及 一平衡開關區塊，係配置為將該對傳輸線初始化為一平衡狀態， 該電流源具有一電流供應源以及一電流匯集端，該電流供應源具 0 有與第一電壓連接的一端和與該電流方向選擇區塊之第一端連接的 另一端，該電流匯集端具有與第二電壓連接的一端和與該電流方向選 擇區塊的第二端連接的另一端，以及 該平衡開關區塊具有一平衡開關以及一阻抗元件，該平衡開關具 有與第一傳輸線連接的一端和與第二傳輸線連接的另一端，該阻抗元 件則設置在該第二傳輸線和該平衡開關之間，且該阻抗元件的值可被 改變。 13 201010284 其中，該對第一和第二選擇開關的開啟和關閉操作與該對第三和 第四選擇開關的開啟和關閉操作相反。 4·依據申請專利範圍第1項所述的差分電流驅動型傳輪器，進 一步包含： ， 一預增強電路’被配置為在從該電流源供應電流至該對傳輪線或 將流經該對傳輸線的電流匯集之前，供應或匯集預定量的電流至該 傳輸線。 ~ φ 5·依據申請專利範圍第4項所述的差分電流驅動型傳輸器，立 中該預增強電路包含·· ~ 一第二電流供應源’具有與該第一電壓連接的一端； 一第六開關，具有與該第二電流供應源之另一端連接的一端以及 與該第一傳輸線連接的另一端； 一第三電流供應源’具有與該第一電壓連接的一端；以及 一第七開關，具有與該第三電流供應源之另一端連接的一端以及 與該第二傳輸線連接的另—端。 6. 依據申請專利範圍第5項所述的差分電流驅動型傳輸器，其 〇 中當在該電流方向選擇區塊中必須產生一電流至該第一傳輸線以及 必須從該第二傳輸線匯集一電流時，開啟該第六開關並產生一初始電 流至該第一傳輸線；以及 其中當在該電流方向選擇區塊中必須產生一電流至該第二傳輸 線以及必須從該第一傳輸線匯集一電流時，開啟該第七開關並產生一 初始電流至該第二傳輸線。 7. 依據申請專利範圍第5項所述的差分電流驅動型傳輸器，其 中該預增強電路進一步包含： 一第二電流匯集端，具有與該第二電壓連接的一端； 一第八開關’具有與該第二電流匯集端之另一端連接的一端以及 201010284 與該第一傳輸線連接的另一端； 一第三電流匯集端’具有與該第二電壓連接的一端；以及 一第九開關，係具有與該第三電流匯集端之另一端連接的一端以 及與該第二傳輸線連接的另一端。 8. 依據申請專利範圍第7項所述的差分電流驅動型傳輸器，其 中當在該電流方向選擇區塊中必須產生一電流至該第一傳輸線以及 必須從該第二傳輸線匯集一電流時’開啟該第九開關並從該第二傳輸 線匯集一初始電流；以及 ^ 其中當在該電流方向選擇區塊中必須產生一電流至該第二傳輸 線以及必須從該第一傳輸線匯集一電流時，開啟該第八開關並從該第 一傳輸線匯集一初始電流。 9. 一種差分電流驅動型介面系統，包含： 一傳輸器’被配置為基於將被傳輸的資料來調節流經兩條傳輸線 的電流方向；以及 一接收器，藉由該兩條傳輸線來與該傳輸器連接，被配置為藉由 感測流經該兩條傳輸線的該電流方向來恢復資料，以及具有一遠端電 阻和一差分放大區域，該遠端電阻具有與第一傳輸線連接的一端以及 與第二傳輸線連接的另一端，該差分放大區域放大該遠端電阻兩端之 ^ 間的壓差， 該傳輸器包含： 一電流源’被配置為產生電流至該兩條傳輸線以及匯集流經該兩 條傳輸線的電流； 一電流方向選擇區塊’被配置為傳輸從該電流源流至該兩條傳輸 線中之-條傳輸線的一電流以及傳輸流經該兩條傳輸線中之另一條 傳輸線至該電流源的一電流；以及 ” 、一平衡開關區塊，被配置為將該兩條傳輸線初始化為—平衡狀 態’ ^具有-平衡開關以及一阻抗元件，該平衡開關具有與該第一傳 輸線連接的—端和與該第二傳輸線連接的另—端，該阻抗元件則設置 15 201010284 在該第二傳輸線和該平衡開關之間，且該阻抗元件的值可被改變。 10·依據申請專利範圍第9項所述的差分電流驅動型介面系統， 其中流經該兩條傳輸線中之一條傳輸線的電流方向與流經該兩條傳 輸線中之另一條的電流方向相反。 11-依據申請專利範圍第9項所述的差分電流驅動型介面系統， 其中流經該兩條傳輸線的電流量相同。 ❹ ❹ 12.依據申請專利範圍第9項所述的差分電流驅動型介面系統， 其中該接收器包含與該兩條傳輸線連接的該遠端電阻，並藉由放大咳 端的電壓絲恢復資料，該翻電阻之_雜流經該兩 條傳輸線的電流相符。 13.—種顯示面板驅動系統，包含： 數個’該等像素係作二維排列並藉由複 數個订驅動器積醴電路(1C)來驅動；以及 信號了定時㈣器，被配置為產生用以驅動該等行驅動器IC的控制 其中，該定時控繼連續驗_等行驅動器IC。 16