TW201114199A - Signal transceiving circuit and noise reduction circuit - Google Patents

Description

201114199 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於一訊號傳收電路，特別右紐κι, 』有關於利用一阻抗電路來 消除近端傳送麟引起之雜訊的訊號傳收電路，以及可使用在此訊 號傳收電路的雜訊抑制電路。 ° 【先前技術】 第1圖繪示了習知技術中的訊號傳收電路。如第1圖所示，傳送 器101會透過 (cable) 103來輸出-輸出訊號〇s給其他傳收電 路的接收器H)5 ’而接收器1〇7亦會透過繞線1〇3來接收輸入訊號 IS。然而，現今的峨傳收電路中，通f會如第丨騎示讓同一 組傳送器101和接收器107共用線路，對接收器1〇7而言傳送器 101可視為-近端傳送器。然而，這樣的結構會讓輸出訊號〇s對輸 入訊號IS造成舰，因此會影_接收n 1G7接收輸人訊號Is的 品質。 有一些習知技術被發展出來改善這個問題。舉例來說，專利號 US6744831的美國專利即揭露了此類技術，如其第3圖所示，其利 用元件88來抵消掉輸出訊號對輸入訊號所造成的雜訊。然而，這些 習知技術通常需要額外的電路以及精密控制來消除雜訊，因此會需 要較大的電路面積，也會增加製造成本以及設計上的複雜度。 【發明内容】 201114199 因此’本發明之-目的為提供1域傳收電路，其可以使用簡 易電路來消除掉近端傳送器所造成的雜訊。此外，本發明亦揭露了 此汛號傳收電路所使用的雜訊抑制電路。 本發明之-實施_露了 一觀鱗收電路，包含：—接收器， 用以接收一輸入訊號；一傳送器，用以傳送一輸出訊號；以及一阻 抗電路，用以消除該輸出訊號對該輪入訊號引起的雜訊。此阻抗電 路包含：-電壓轉換電路’根據該輸出訊號產生―電壓轉換訊號； 鲁以及分壓電路，用以分壓該電壓轉換訊號以及該輸出訊號，使得 出訊號在該接收器所產生的電壓，會被該電壓轉換訊號在接收 器所產生的電壓所抵消。 本發明之另一實施例揭露了一種雜訊抑制電路，自一訊號輸出 源輸出一輸出訊號，並從一訊號輸入源接收一輸入訊號至一接收 :’該雜訊抑制·包含：—電壓轉換電路，根猶輸出訊號產生 • 1壓轉換以及—分壓電路’用以分壓該電壓轉換訊號以及 5亥輸出訊號，使得該輸出訊號在該接收器所產生的電壓，會被該電 麼轉換訊號在該接收器所產生的電壓所抵消。 本發明之又一實施例揭露了一種訊號傳收電路，耦接一訊號輸 入源，該訊號輸入源包含一第一輸入端及一第二輸入端，該訊號傳 收電路包含：一接收器，用以接收一輸入訊號；一傳送器，包含一 第傳送端及一第二傳送端，並藉由該第一傳送端以及該第二傳送 端傳送一差動輸出訊號；以及一阻抗電路，用以消除該差動輪出訊 201114199 號對該輸入訊號引起的雜訊。此阻抗電路句人. 电格巴含.一第一阻抗元件， 其-端織該第二傳送端’另-端输該第—輸人端；—第二阻广 元件，其-端祕該第-傳送端，另一端轉接該第二輸入端； -分壓電路，織於該第-傳送端及該第—接收端之間；以及—第 二分壓電路，耦接於該第二傳送端及該第二接收端之間。 藉由上式之實施例’可以-阻抗電路來消除掉近端傳送器對接收 器引起的雜訊，因此不需要複雜的電路和精密的電路控制，可縮小 電路面積，降低製造和設計上的成本。 【實施方式】 在說明書及後續的申請專利範圍當中使用了某些詞彙來指稱特 定的元件。所屬領域中具有通常知識者應可理解，硬體製造商可能 會用不同的名詞來稱呼同一個元件。本說明書及後續的申請專利範 圍並不以名稱的差異來作為區分元件的方式，而是以元件在功能上 的差異來作為區分的準則。在通篇說明書及後續的請求項當中所提 及的「包含」係為一開放式的用語，故應解釋成Γ包含但不限定於」。 以外’「耗接」一詞在此係包含任何直接及間接的電氤連接手段。因 此，若文中描述一第一裝置輕接於一第二裝置，則代表該第一裝置 可直接電氣連接於該第二裝置，或透過其他裝置或連接手段間接地 電氣連接至該第二裝置。 第2圖繪示了根據本發明之一實施例的訊號傳收電路200。如第 2圖所示，訊號傳收電路200包含了一傳送器201、一接收器203 以及一阻抗電路205。接收器203用以接收一輸入訊號IS。傳送器 201114199 201用以傳送一輸出訊號OS。阻抗電路205耦接至纜線215的第一 輸入端216和第二輸入端218，其可以是電阻或是其他具有阻抗特 性的主動或被動元件，用以消除輸出訊號0S對輸入訊號IS引起的 雜訊。在此實施例中，訊號傳收電路200係使用一差動訊號，因此 傳送器201具有一第一傳送端207以及一第二傳送端209，且接收 器203具有一第一接收端211以及一第二接收端213。但不表示本 發明之概念僅限制於使用差動訊號的訊號傳收電路上。 此外，在第2圖所示的實施例中，纜線係為高清晰度多媒體介面 (High Definition Multimedia Interface，簡稱 HDMI)鏡線。傳送器 201和電壓源Vcc之間存在著電阻217、219(此例中其值為10歐 姆）’纜線215和阻抗電路205之間存在著電容227和229。此外， 傳送器201具有兩開關223、225和電流源221。須注意的是，這些 細部結構僅用以舉例’並非用以限定本發明。舉例來說，傳送器2〇1 可以具有各種不同的形式，而纜線215也可以為其他種類的纜線。 第3圖繪不了第2圖所示之訊號傳收電路實施例的詳細結構。在 此實施例中’阻抗電路2〇5係由電阻所構成。如第3圖所示，阻抗 電路205包含一第一電阻3〇卜一第二電阻3〇3、一第三電陴3〇5、 第四電阻307、-第五電阻3〇9以及一第六電阻祀。第〆電阻 301之第-端搞接第二傳送端2〇9，且一第二端輕接雙線215。第 :電阻303的一第一端耦接第一傳送端2〇7。第三電阻3〇5的第一 喊接第二電阻303的第二端，且第二端耦接縣215。第四電阻 3〇7的第一端減第'傳送端207，且第二端搞接線215。第五電 3〇9的第接第二傳送端2()9。第六電阻Mi的第一端耦接 201114199 第五電阻309的一第二端，且第六電阻311的第二端耦接纜線215。 其中第二電阻303的第二端更耦接第二接收端213，第五電阻3〇9 的第二端更耦接第一接收端213。 在一實施例中，第二電阻303和第五電阻309的電阻值相同，皆 為9K歐姆，第二電阻305和第六電阻311的電阻值相同，皆為5K 歐姆。也就是說，第二電阻303/第五電阻3〇9和第三電阻305/第六 電阻311的電阻值比為9:5。此外，第一電阻3⑴和第四電阻3〇7 的電阻值相同，皆為40歐姆，而縵線215的等效電阻231和233 皆為50歐姆。也就是說，第一電阻3〇1/第四電阻3〇7和等效電阻 231/233的電阻值比為4:5。其中，等效電阻231係由傳送路徑Τχ· (301，303, 305)看入的纜線等效電阻。而等效電阻233係由傳送路徑 Tx+(307,3G9,311)看人的祖等效電阻。須注意的是，在第3圖所 示的實施例中，對阻抗電路2〇5而言，傳送器2〇1可視為一訊號輸 出源，將輸出訊號OS輸出至阻抗電路2〇5。此外，纜線215可視為 -訊號輸入源，將輸入訊號15輸出至阻抗電路205。須注意的是， 第二電阻303/第五電阻3叫第三電阻肅第六電阻311的電阻值 比以及第-電阻301/第四電阻307和等效電阻231朗的電阻值比 可以是其他_。’所有的電阻亦可以由其他可形成阻抗的主 動元件（如金氧半導體電晶體等)來代替。 底下將詳細描述第3圖所示的實施例如何消除掉輸出訊號⑺對 輸入訊號IS所引起的雜訊。請注意在以下實施例中僅考慮交流訊 號，而沒有考慮到直流成份。 201114199 (恆等式1) (恆等式2) 令 Vtxp = Vtx 則 Vtxn = -Vtx

Vtxp和Vtxn分別為第一傳送端2〇7和第二傳送端上的電 壓。 因為第二電阻303、第三電阻305、第五電阻309以及第六電阻 311(5K歐姆和9K歐姆）的電阻值遠大於第一電阻3〇卜第四電阻 以及瘦線等效電阻23卜233 (40歐姆和50歐姆）。因此可以忽略第 二電阻303、第三電阻305、第五電阻309以及第六電阻311上的 電流。

Vcp =-Vtx*R23i /(R231+R301) =- Vtx*50/(40+50)(恆等式 3)

Vcn = Vtx*R233 /(R233+R307) =Vtx*50/(40+50) (恆等式 4)

Vcp和Vcn分別為第一電阻3〇1第二端和第四電阻go?第二端 上的電壓。 再由各電阻的關係計算出電壓。

Vrxp = Vtxn*R川/(R311+R309) + Vcn*R309/(R311+R309) =Vtxn*5K/(5K+9K) + Vcn*9K/(5K+9K)(恆等式 5)

Vrxn = Vtxp*R305/(R305+R303) + Vcp*R303/(R305+R303) =Vtxp*5K/(5K+9K) + Vcp*9K/(5K+9K)(恆等式 6) 201114199

Vrxp和Vrxn分別為第一接收端211和第二接收端213上的電 壓。 再將恆等式(1)(3)式代入(6)，恆等式(2)(4)式代入(5)。

Vrxp = -Vtx*5K/(5K+9K) + Vtx*50/(40+50)*9K/(5K+9K) = 0 Vrxn = Vtx*5K/(5K+9K) -Vtx*50/(40+50)*9K/(5K+9K) = 0 如此Vtx可完全被消除，得到Vrxp = Vrxn = 〇。 由上述可知，輸出訊號在接收端所引起的雜訊可完全被消除。 根據刖述之恆等式可知、第一電阻3〇1和第四電阻3〇7可視為一 電壓轉換電路（會降低電壓，故可視為電壓轉換電路），係搭配徵線 等效電阻231、233而在第-電阻3〇1之第一端和第四電阻3〇7之第 一端上產生和第二傳送端209之電壓Vtxn和第一傳送端207之電壓 Vtxp相關的電壓Vcp和Vcn(怪等式Μ)。須注意的是，此處所指 之電壓轉換電路不限定於單—阻抗元件，只要是能賴線等效電阻 23卜233產生分壓作用的電路，都應在本發明的範圍之内。 然後，第二電阻303、第三電阻305、第五電阻3〇9以及第六電 阻311係分別搭配以對電麼Vtxn和Vcn，以及電壓v邮和Vcp產 生分壓(前述㈣式5, 6)，謂電壓Vtxn和Ven之分壓互相抵消， 以及電壓Vtxp和Vcp之分壓互相抵消。因此，可將第二電阻3〇3、 第三電阻3〇5、第五電阻3〇9以及第六電阻su共同視為一分壓電 路’或者將第二電阻303、第三電阻305視為一分壓電路，而第五 電阻309以及第六電阻311視為另一分壓電路。用以分壓該電壓轉 201114199 換訊號以及輸出訊號，使得輸出訊號在該接收器所產生的電壓，會 被電壓轉換訊號在接收器所產生的電壓所抵消。 以下之内容表示了接收器所接收到的訊號關係。

Vcp = Vsig (恆等式 1)

Vcn = -Vsig (恆等式 2) 其中Vsig跟-Vsig表示了輸入訊號In在差動訊號傳輸線上的正 ®負電壓。 因為第二電阻303、第三電阻305、第五電阻309以及第六電阻 311的電阻值遠大於第一電阻301、第四電阻以及纜線等效電阻 23卜233。因此可以忽略第二電阻3〇3、第三電阻305、第五電阻 309以及第六電阻311上的電流。

Vtxp = - Vsig*R217/(R3G7+R217)= - Vsig*10/(40+10) Vtxn - Vsig *R>219/(^3。l +R219)=Vsig * 10/(40+10) (值等式3) (恆等式4) 再由各電阻的關係計算出電壓。

Vrxp = Vtxn*5K/(5K+9K) + Vcn*9K/(5K+9K) (恆等式 5)

Vrxn = Vtxp*5K/(5K+9K) + Vcp*9K/(5K+9K) (恆等式 6) 再將恆等式⑴(3)式代入(6)，恆等式(2X4)式代入(5)。 201114199

Vrxp = Vsig*10/(40+10)*5K/(5K+9K) -Vsig*9K/(5K+9K)= -Vsig*4/7

Vrxn = - Vsig*10/(40+10)*5K/(5K+9K) + Vsig*9K/(5K+9K)= Vsig*4/7 可得知接收器203接收到的訊號大小為輸入訊號In的一定比 例’且並不會受到傳送器201輸出訊號的干擾。 藉由上式之實施例’可以一阻抗電路來消除掉近端傳送器對接收 器引起的雜訊，因此不需要複雜的電路和精密的電路控制，可縮小 電路面積，降低製造和設計上的成本。 以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所 做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。 【圖式簡單說明】 第1圖繪示了習知技術中的訊號傳收電路。 第2圖繪示了根據本發明之一實施例的訊號傳收電路。 第3圖繪示了第2圖所示之訊號傳收電路實施例的詳細結構 【主要元件符號說明】 103、215 纜線 200訊號傳收電路 ΗΠ、201傳送器 105、107、203 接收器 12 201114199 205阻抗電路 207第一傳送端 209第二傳送端 211第一接收端 213第二接收端 216第一輸入端 217、219 電阻 218第二輸入端 ® 221電流源 223、225 開關 227、229 電容 231、233等效電阻 301第一電阻 303第二電阻 305第三電阻 # 307第四電阻 309第五電阻 311第六電阻

Claims (1)

1. 201114199 七、申請專利範圍： 1. 一種訊號傳收電路，包含： 一接收器，用以接收一輸入訊號； -傳送器’用以傳送一輸出訊號；以及 -阻抗電路，n;肖除該輸出訊號對該輸人訊號引㈣雜訊，包八· -電壓轉換電路，根據該輪出訊號產生—電壓轉換訊號；以: -分壓電路，用以分壓該電壓轉換訊號以及該輸出訊號，使二 輸出訊號在該接收n所產生的紐，會被該_轉換訊 接收器所產生的電壓所抵消。 k在 2. 如申請專利範圍帛！項所述之訊號傳收電路，其中該限抗電路 由被動元件所構成。 糸 1如申請專利細第丨項所述之訊號傳收電路，其巾雜抗電路係 由主動元件所構成。 4. 如申請專利範圍帛！項所述之訊號傳收電路，其中該訊號傳收電 路耦接至一纜線，且該電壓轉換電路係為一阻抗元件，並與該纜 線之等效電阻搭配來形成該電壓轉換訊號。 5. 如申請專利範圍第丨項所述之訊號傳收電路，其中該接收器自一 纜線接收該輸入訊號，且該傳送器傳送該輸出訊號至該纜線，該 輸入訊號以及該輪出訊號為差動訊號’該接收器包含一第一接收 201114199 端以及一第二接收端’該傳送器包含一第一傳送端以及一第二傳 送端，該阻抗電路包含： 一第一阻抗元件，該第一阻抗元件的一第一端耦接該第二傳送端， 且該第一阻抗元件的一第二端耦接該纜線； 一第二阻抗元件，該第二阻抗元件的一第一端耦接該第一傳送端； 一第三阻抗元件，該第三阻抗元件的一第一端耦接該第二阻抗元件 的一第一端，且該第三阻抗元件的一第二端麵接該纜線； ^ 一第四阻抗元件，該第四阻抗元件的一第一端耦接該第一傳送端， 且該第四阻抗元件的一第二端耦接該纜線； -第五阻抗元件’該第五阻抗元件的―第—軸接該第二傳送端； 以及 -第六阻抗元件’該第六阻抗元件H軸接該第五阻抗元件 的一第一端，且該第六阻抗元件的一第二端輕接該瘦線； 其中該第二阻抗元件的該第二端耦接該第二接收端，該第五阻抗元 件的3亥第一端搞接該第一接收端； •其中該電壓轉換電路包含了該第一阻抗元件和該第四阻抗元件，而 該分壓電路包含了該第二阻抗元件、該第三阻抗元件、該第五阻 抗元件以及該第六阻抗元件。 6.如申請專利範圍第5項所述之訊號傳收電路，其中該第三阻抗元 件的阻值能第六阻抗元件的阻值實質上相同，該第二阻抗元件 的阻值與該第五阻抗元件的阻值實質上相同，該第一阻抗元件的 阻值與該第四阻抗元件的阻值實f上_，該第三阻抗元件與該 15 201114199 第二阻抗元件的阻值比實質上為一第一預定比例，該第一阻抗元 件與該缓線形成的等效阻抗元件之阻值比實質上為一第二預定 比例’其中該預定比例使得該輸出訊號在該接收器所產生的電 壓，會被δ玄電壓轉換訊號在接收器所產生的電壓所抵消。 7·如申請專利範圍第6項所述之訊號傳收電路，其中該第一預定比 例為5:9，且該第二預定比例為4:5。 8. 如申請專利範圍第6項所述之訊號傳收電路，其中該第一阻抗元 件與該第四阻抗元件實質上為4〇歐姆，該第二阻抗元件與該第 五阻抗元件實質上為9Κ歐姆，該第三阻抗元件與該第六阻抗元 件實質上為5Κ歐姆。 9. 如申st專利範圍第5項所述之訊號傳收電路，其中該第—阻抗及 該第四阻抗之電阻值，跟該第二、第三、第五、第六阻抗元件的 電阻值之比，使得流_第二、第三、第五、第六阻抗元件的電 流可被忽略。 10. -種雜訊抑制電路，自一訊號輸出源輸出一輪出訊號，並從一 訊號輸入源接收-輸人訊號至—接收器，該雜訊抑制電路包含： -電壓轉換電路’根據該輪出訊號產生一電麗轉換訊號；以及 -分壓電路’用以分壓該電壓轉換訊號以及該輪出訊號，使得該輸 出訊號在該接收ϋ所產生的電壓，會被該電壓轉換訊號在該接收 201114199 器所產生的電壓所抵消。 11. 如申請專利範圍第10項所述之雜訊抑制電路，其中該電壓轉換 電路係為一阻抗元件，並與該訊號輸入源之等效電阻搭配來形成 該電壓轉換訊號。 12. 如申請專利範圍第1〇項所述之雜訊抑制電路，包含： <1 -第-阻抗元件’該第一阻抗元件的一第一端輕接該訊號輸出源， 且δ亥第一阻抗元件的一第二端耦接該訊號輸入源； -第二阻抗元件，該第二阻抗元件的—第―㈣接該訊號輸出源； 一第二阻抗元件，該第三阻抗元件的一第一端耦接該第二阻抗元件 的一第二端，且該第三阻抗元件的一第二端耦接該訊號輸入源； 一第四阻抗元件，該第四阻抗元件的一第一端耦接該訊號輸出源， 且該第四阻抗元件的一第二端耦接該訊號輸入源； 鲁-第五阻抗元件’該第五阻抗元件的一第一端輕接該訊號輸出源； 以及 一第六阻抗元件，該第六阻抗元件的一第一端耦接該第五阻抗元件 的一第二端，且該第六阻抗元件的一第二端耦接該訊號輸入源； 其中該電壓轉換電路包含了該第-阻抗元件和該第四阻抗元件，而 5亥分壓電路包含了 δ亥第二阻抗元件、該第三阻抗元件、該第五阻 抗元件以及該第六阻抗元件。 17 201114199 13.如申請專利範圍第12項所述之雜訊抑制電路，其中該第三阻抗 元件的阻值與該第六阻抗元件的阻值實質上相同，該第二阻抗元 件的阻值與該第五阻抗元件的阻值實質上相同，該第一阻抗元件 的阻值與該第四阻抗元件的阻值實質上相同，該第三阻抗元件與 s玄第二阻抗元件的阻值比實質上為一第一預定比例，該第_阻抗 元件與該訊號輸入源形成的等效阻抗元件之阻值比實質上為— 第二預定比例，其中該第-預定_以及該第二預定比例使得該 輸出訊號在該接收器所產生的電壓，會被該電壓轉換訊號在該接 收器所產生的電壓所抵消。 H.如申請專利範圍帛13項所述之雜訊抑制電路，其中該第一預定 比例為5:9，且該第二預定比例為4:5 ^ 疋 15. 如申請專利範圍帛13項所述之雜訊抑制電路，其中該第一阻广 元件與該細阻抗it件實質上為4G歐姆，該第：:阻抗树^ ==實質取歐姆’該第三阻抗元件與該第六;且抗 疋件實質上為5K歐姆。 16. 如申請專利範圍第10項所述之雜訊抑制電路，其中該第一时 及該第四阻抗之電阻值，跟該第二、第三、第五、第六阻抗元: 的電阻值之比，使得流經該第二、第二 電流可被忽略。 I紅、第抑抗元件的 201114199 π. —種訊號傳收電路，耦接一訊號輸入源，該訊號輸入源包含一 第一輸入端及一第二輸入端，該訊號傳收電路包含·· 一接收器’用以接收一輸入訊號； 一傳送器，包含一第一傳送端及一第二傳送端，並藉由該第一傳送 端以及該第二傳送端傳送一差動輸出訊號；以及 一阻抗電路，用以消除該差動輸出訊號對該輸入訊號引起的雜訊， 該阻抗電路包含： 書一第一阻抗元件，其一端耦接該第二傳送端，另一端耦接該第一 輸入端； 一第二阻抗元件，其一端耦接該第一傳送端，另一端耦接該第二 輸入端； 一第一分壓電路，耦接於該第一傳送端及該第一接收端之間；以 及 一第二分壓電路，耦接於該第二傳送端及該第二接收端之間。 • 18.如申請專利範圍第Π項所述之訊號傳收電路，其中該第一分壓 電路包含： 一第三阻抗元件，該第三阻抗元件的一第一端耦接該第一傳送端； 以及 一第四阻抗元件，該第四阻抗元件的一第一端耦接該第三阻抗元件 的一第二端，且該第四阻抗元件的一第二端耦接該第一輸入端。 19.如申請專利範圍第18項所述之訊號傳收電路，其中該第二分壓 201114199 電路包含： 一第五阻抗元件，該第五阻抗元件的一第一端耦接該第二傳送端； 以及 -第六阻抗元件，該第六阻抗猶的一第一端麵接該第五阻抗元件 的-第二端，且該第六阻抗元件的一第二端輕接該第二輸入端。 20.如申請專利範圍第19項所述之訊號傳收電路，其中該第四阻抗 元件的阻值與該第六阻抗元件的阻值實質上相同，該第三阻抗& 元件的阻值與該第五阻抗元件的阻值實質上相同，該第一阻抗 兀件的阻值與該第二阻抗元件的阻值實質上相同，該第四阻抗 元件與該第三阻抗元件的阻值比實質上為一第一預定比例，該 第卩抗元件與該虎輸入源形成的等效阻抗元件之阻值比實 質上為-第二預定比例，其中該第一預定比例以及該第二預定 比例使得該輪出峨在職錄人騎產生的縣，會被該電 壓轉換訊號在該接收器所產生的電壓所抵消。