TWI514828B - 用於傳輸振幅調變信號的方法，傳輸器，菊鏈通信系統以及積體電路 - Google Patents

Description

用於傳輸振幅調變信號的方法，傳輸器，菊鏈通信系統以及積體電路

本發明大體上係關於信號傳輸，並且特定而言係關於與數位資料信號組合的時脈信號的傳輸。

相關申請案之交叉參考

本申請案係2010年5月7日申請的標題為「CAPACITIVE DIVIDER TRANSMISSION SCHEME FOR IMPROVED COMMUNICATIONS ISOLATION」的美國專利申請案第12/775,517號(下文為「`517申請案」)的部分接續，其主張2009年5月8日申請的標題為「A ROBUST 2-WIRE DAISY CHAIN COMMUNICATION SYSTEM」的美國臨時專利申請案第61/176,800號(下文為「`800申請案」)的權利。本申請案亦係關於2011年6月20日申請的標題為「AMPLITUDE ADJUSTED PULSE FOR DC BALANCED SIGNAL WITH TRANSFORMER COUPLING」的美國臨時專利申請案第61/498,984號(下文為「984申請案」)。本申請案據此主張`517申請案、`800申請案以及`984申請案的優先權權利。該`517申請案、`800申請案以及`984申請案據此以引用的方式併入本文中。

已經開發用於傳輸組合時脈信號及數位資料信號的傳輸器。但是組合信號已經在載波上被調變。此雖然在特定 情況下係有益的，但是對電路增加額外的複雜度。

在一實例中，提供一種用於傳輸信號的方法。該方法包括產生曼徹斯特編碼資料串流及將該曼徹斯特編碼資料串流與放大時脈信號組合以產生振幅調變信號，該振幅調變信號在該放大時脈信號的每一邊緣上具有零交叉。接著該振幅調變信號經由通信媒體發送。

在下文詳細描述中，參考形成本發明的一部分的附圖，並且附圖藉由圖解的方式顯示實行本發明的特定實施方案。充分詳細地描述此等實施例以使熟習此項技術者能夠實行本發明，並且應瞭解可利用其他實施例並且在不背離本發明的範圍的情況下可作出邏輯、機械及電改變。因此，下文詳細描述不具限制之意。

高電壓系統通常需要在存在電磁干擾(EMI)及功率瞬變的情況下提供電壓隔離及穩健性能的通信方案。此等方案透過限制EMI傳輸得到進一步改良。本文描述的實施例提供因低EMI發射而具有高瞬變及抗EMI能力的傳輸系統及方案。

圖1A係具有電容耦合的通信系統100的一實施例的示意圖。通信系統100包括經由通信媒體106耦合至第二收發器104的第一收發器102。通信媒體106用作第一收發器 102與第二收發器104之間的傳輸線。通信媒體106的實施例包括有線鏈結例如電纜(例如，易曲扁平電纜)、電路板跡線、雙絞線或其他通信媒體。第一收發器102與第二收發器104之間的通信在共用的通信媒體106上係雙向的。通信媒體106至第一及第二收發器102及104的連接可用現在已知的或以後開發的任何合適連接實現。

第一收發器102具有接收功能，該接收功能包括通信引腳輸入箝位107、耦合至差動驅動器132的輸入的觸發驅動器133，其中兩個回饋電阻器131-1及131-2耦合至差動驅動器132的輸出。第一收發器102亦包括傳輸驅動器134。對稱地，該第二收發器104具有：接收功能性，其包括耦合至差動驅動器135的輸入的觸發驅動器136，其中兩個回饋電阻器137-1及137-2耦合至差動驅動器135的輸出；及傳輸功能性，其包括傳輸驅動器138。本文描述的電阻器可為任何合適電阻元件。

本文進一步關於方塊A、B及C論述通信系統100。每一方塊包括組態為執行一個或多個功能的電路。如將描述，方塊A及C為方塊B提供終端負載，方塊B作出反應提供電壓分壓及電壓隔離。方塊A及C可以提供低阻抗負載條件，該低阻抗負載條件允許傳輸信號同時減小EMI效果。在一實例中，第一收發器102包括第一埠120-1及第二埠120-2以與具有第三埠120-3及第四埠120-4的第二收發器104通信。該第一及第二收發器102及104可經由稱為高路徑139-1及低路徑139-2的兩條路徑耦合在一起。高路 徑139-1可包括從第一收發器102的埠120-1通過方塊A、通信媒體106的一根或多根第一導線、方塊B及C至第二收發器104的埠120-3的信號路徑。低路徑139-2可包括從第一收發器102的埠120-2通過方塊A、通信媒體106的一根或多根第一導線、方塊B及C至第二收發器104的埠120-4的信號路徑。在一實例中，收發器102、104可經由高路徑139-1及低路徑139-2傳輸差動信號。

用方塊A整體顯示，第一收發器102可經由分別針對路徑139-1及139-2的電阻器113-1及113-2以及電容器114-1及114-2耦合至通信媒體106。電容器114-1及114-2各自連接至接地。差動電容器112可跨路徑139-1及139-2放置在電阻器113-1及113-2與通信媒體106之間。在一實施例中，收發器102及方塊A共同位於單晶片上。在一實施例中，收發器102及104之一或兩者係正交振幅調變(QAM)收發器。

差動電容器112可耦合在路徑139-1及139-2之間以提供差動電容式終端並且可以減小電容器114-1及114-2的公差效果。電容器114-1及114-2係差動終端電容器，其可藉由形成至接地的放電路徑而提供防止瞬變的保護。當通信系統100暴露於頻率高於資料通信速率的EMI時，歸因於存在差動電容器112的路徑139-1及139-2上的低阻抗可減小接收器側上的EMI效果。此外，接收器上的低阻抗及高頻率可一起起作用來消除EMI。差動電容器112可減小接地連接的電容器114-1及114-2的公差效果。

用方塊C整體顯示(與方塊A對稱)，第二收發器104可經由分別針對路徑139-1及139-2的電阻器123-1及123-2以及電容器124-1及124-2耦合至通信媒體106。電容器124-1及124-2可連接至接地。差動電容器122可耦合在路徑139-1與139-2之間並且定位在電阻器123-1與123-2以及電阻器119-1與119-2之間。方塊C中的電容器以類似於方塊A中的電容器的方式操作。

用隔離方塊B整體顯示，第二收發器104可透過變壓器118耦合至通信媒體106。變壓器118可為第二收發器104提供電壓隔離。在一些實例中，電阻器電路可用於將電流源轉化成電壓信號並且作為電壓分壓器提供信號衰減。例如，電阻器分壓器電路可用於定義第二收發器104上的信號並使信號衰減。此種電壓分壓可用於定標接收器上的電壓以允許與接收器特性的相容性。方塊A及C中的電阻器亦藉由透過通信媒體106限制信號的電流而提高防止瞬變事件的水準。

在一實例中，電阻器分壓器電路可在針對每條通信路徑139-1、139-2的變壓器118的每一側上包括串聯電阻器。因此，在圖1A所示的實例中，第一電阻器119-1可串聯耦合在高路徑139-1與變壓器118之間。第二電阻器119-2可串聯耦合在路徑139-2與變壓器118之間。第三電阻器119-3可串聯耦合在第二收發器104的第三埠120-3與變壓器118之間。第四電阻器119-4可串聯耦合在第二收發器104的第四埠120-4與變壓器118之間。

電阻器分壓器電路亦可包括位於變壓器118兩側上耦合在通信路徑139-1、139-2之間的電阻器。因此，在圖1A所示的實例中，第五電阻器119-5耦合在高路徑139-1與低路徑139-2之間。此第五電阻器119-5在電路中耦合於通信媒體106與變壓器118之間。第六電阻器119-6亦可耦合在高路徑139-1與低路徑139-2之間。然而，此第六電阻器可在電路中耦合於變壓器118與第二收發器104的第三與第四埠120-3、120-4之間。電阻器119-1、119-2、119-3、119-4、119-5及119-6可用於提供如上所述之電壓分壓以進行信號衰減。在一實施例中，收發器104以及方塊B及C一起位於單晶片上。

圖1B係具有變壓器耦合的通信系統170的另一實施例的示意圖。通信系統170可包括類似於關於圖1A所述之通信系統100的許多組件。類似組件已用相同符號標注。通信系統170可包括與通信媒體106通信地耦合在一起的第一收發器102及第二收發器104。通信系統170亦可包括耦合在收發器102、104之間的複數個方塊D、E、F、G。每一方塊D、E、F及G包括組態為執行一個或多個功能的電路。

方塊D及E可提供允許信號傳輸同時減小EMI效果的低阻抗負載條件。系統170中的方塊D及E可類似於關於圖1A所述之方塊A及C，除方塊D及E不包括圖1A的可選串聯電阻器113-1、113-2及123-1、123-2以外。然而，電容器112、114-1、114-2、122、124-1及124-2以類似於 關於圖1A中的方塊A及C描述的方式發揮作用。

通信系統170可包括一個或多個隔離方塊F及G以為收發器102、104提供隔離。隔離方塊F可位於終端方塊D與通信媒體106之間。隔離方塊F可包括耦合在第一及第二埠120-1、120-2與通信媒體106之間的變壓器121以為第一收發器102提供電壓隔離(例如，隔離邊界)。電阻器119-1、119-2及119-5可位於第一收發器102的第一及第二埠120-1、120-2與隔離方塊F的變壓器121之間。以此定位，電阻器119-1、119-2及119-5可以關於方塊C在電路100中所述之相同方式耦合在通信路徑139-1、139-2中。因此，第一電阻器119-1可串聯耦合在收發器102的第一埠120-1與隔離方塊F的變壓器121之間。第二電阻器119-2可串聯耦合在收發器102的第二埠120-2與隔離方塊F的變壓器121之間。第五電阻器119-5可耦合在高路徑139-1與低路徑139-2之間。在此實例中，第五電阻器119-5可在電路中耦合在收發器102的第一及第二埠120-1、120-2與隔離方塊F的變壓器121之間。因此，隔離方塊F可提供類似於圖1A的隔離方塊B的功能。

在一些實例中，隔離方塊可包括在通信媒體106的每一端部上以便在通信媒體106與收發器102、104之一者斷開連接時為可能與通信媒體106發生接觸的使用者提供保護。例如，此可能在通信系統100的安裝或維護期間發生。圖1B圖解說明包括兩個隔離方塊F及G的此類電路，每一收發器102、104上有一個隔離方塊。如所示，隔離方塊G 可為隔離方塊F的鏡像。因此，隔離方塊G可包括耦合在第三及第四埠120-3、120-4與通信媒體106之間的變壓器118以為第二收發器104提供電壓隔離(例如，隔離邊界)。隔離方塊G可包括電阻器119-3、119-4及119-6，該電阻器可位於第二收發器104的第三及第四埠120-3、120-4與隔離方塊G的變壓器118之間。電阻器119-3、119-4及119-6可與關於方塊C在電路100中所述相同的方式耦合在通信路徑139-1、139-2中。因此，電阻器119-3可串聯耦合在收發器104的第三埠120-3及隔離方塊G的變壓器118之間。電阻器119-4可串聯耦合在收發器104的第四埠120-4與隔離方塊G的變壓器118之間。電阻器119-6可耦合在高路徑139-1與低路徑139-2之間。在此實例中，電阻器119-6可在電路中耦合於收發器104的第三及第四埠120-3、120-4與隔離方塊G的變壓器118之間，因此，隔離方塊G可提供類似於隔離方塊F的功能。

下文就單向通信態樣描述通信系統100、170的功能性，但是應瞭解系統100及170可以提供雙向通信。第一收發器102(充當傳輸器)可將信號傳輸至第二收發器104(充當接收器)。雖然第一收發器102正在傳輸，但是分別在方塊A及D中的電容器及電阻器可控制信號的邊緣速率(即，信號的上升時間)。在一實施例中，所傳輸信號可由收發器102中的圖4中下文描述的開關式電流源修改使得電容器112、114-1及114-2接收斜坡信號。來自此個信號的EMI發射頻率由斜坡的上升時間確定，其中提高傳輸信 號的頻率增大EMI的功率。因此，通信系統100及170中的功率可由邊緣頻率確定。隨著收發器102所傳輸的信號上升時間減短，經由通信媒體106傳輸的信號頻率亦減小。由於通信系統100、170的分離差動結構以及收發器102至通信媒體106的耦合可減小潛在EMI。方塊C及E可分別以類似於方塊A及D如何影響從第一傳輸器102傳輸的信號的方式影響從第二收發器104傳輸的信號。

圖1A中所示的可選電阻器113-1及113-2可改良極高頻率(VHF)EMI的消除以及收發器102及104的引腳輸入電容。包括電流源導出的傳輸方案的通信系統100的一些實施例可能不包括電阻器113-1及113-2。

本文描述方塊A、B、C、D、E及F中的組件的值的實例來圖解說明與特定電流源值關係相稱的信號位準。應注意此實例僅為闡釋性，並且電容、電阻及電感可為任何合適值。

圖1C係利用圖1A的通信系統100、圖1B的通信系統170或兩者的菊鏈系統140的一實施例的方塊圖。系統140包括使用複數個通信系統100、170以菊鏈方式通信地耦合在一起的N個裝置142-1至142-N。裝置142-1通信地耦合至第一收發器150-1，第一收發器150-1耦合至通信媒體106-1，通信媒體106-1耦合至第二收發器150-2，第二收發器150-2繼而耦合至裝置142-2。第一收發器150-1、通信媒體106-1及第二收發器150-2組成通信系統100或通信系統170並且因此如圖1A或圖1B所示耦合在一起。接著第二裝置142-2可提供時脈信號及資料信號給第三收發器150-3以沿著菊鏈向下傳輸至一個或多個裝置142-N。第三收發器150-3耦合至通信媒體106-2。其他裝置142-N可經由耦合至通信媒體106-(N-1)的收發器150-M從裝置沿著菊鏈向上接收信號。如此，收發器150-M利用通信媒體106-N將裝置142-N鏈結至菊鏈系統140。每一收發器150-1至150-N可具有至少兩個傳輸/接收埠(例如，120-1、120-2)。此外，對應於圖1A及圖1B的方塊A-G的電路可包括在各自的收發器150-1至150-N之間。

在一實施例中，菊鏈系統140可如下發揮作用。菊鏈系統140的時序由系統時脈152控制。裝置142-1提供來自系統時脈152的時脈(CLK)信號及資料信號給收發器150-1。收發器150-1可以將資料信號及時脈信號組合以形 成混合式編碼資料信號(在本文中亦稱為菊鏈信號)。混合式編碼資料信號係振幅調變方波信號且例如可根據下文論述的曼徹斯特編碼方案形成。此混合式編碼資料信號可經由通信媒體106-1傳輸至收發器150-2。在接收模式下操作，收發器150-2可以接收混合式編碼資料信號、將該信號解碼以提取資料信號及時脈信號。接著收發器150-2可提供資料信號及時脈信號給裝置142-2。

可以貫穿菊鏈系統140類似地重複此個過程。例如，在資料信號及時脈信號提供給裝置142-2後，裝置142-2可提供時脈信號及其自身的資料信號給收發器150-3以沿著菊鏈向下傳達給裝置142-N。收發器150-3可耦合至通信媒體106-2並且收發器150-3可將來自裝置142-2的資料信號與來自收發器150-2的所提取的時脈信號組合以形成第二混合式編碼資料信號。此第二混合式編碼資料信號可沿著菊鏈向下傳輸至收發器150-M。收發器150-M可接收混合式編碼資料信號，並且將信號解碼以提取資料信號及時脈信號。接著收發器150-M可提供資料信號及時脈信號給裝置142-N。因此，菊鏈收發器150-2至150-N可將來自系統時脈152的所提取的時脈信號提供給裝置142-2至142-N。

如此，如圖1C所示，一個或多個通信系統100、170可以菊鏈方式鏈結在一起。菊鏈信號可將資料舉例而言諸如暫存器內容、裝置命令及讀取或寫入暫存器內容從一個裝置142-1、142-2、142-3、142-N提供給另一個裝置。

在一實施例中，收發器150-1可封裝至單晶片上，單晶 片可與對應於方塊A-G的適當電路一起安裝至板上。接著該板可連接至裝置例如裝置142-1。在一實施例中，菊鏈系統140可用於將複數個裝置142-1、142-2、142-N以菊鏈方式耦合至複數個電池單元。菊鏈系統142可為進入電池組的模組。在一實施例中，電池單元為鋰離子(Li離子)電池單元。在另一實施例中，12個Li離子電池單元藉由通信系統100、170連接以保護穩健模組使之免遭瞬變事件及EMI。

圖2A係包括傳輸器210及接收器230的收發器200的一實施例的方塊圖。傳輸器210包括DC平衡資料編碼器212、乘法器214及求和器216。傳輸器210例如經由通信媒體106從裝置接收資料信號及時脈信號、將資料編碼、將該編碼資料與放大時脈信號組合並傳輸該資料。接收器230例如經由通信媒體106接收混合式編碼資料信號、將該資料信號解碼並提取時脈信號。

DC平衡資料編碼器212的一實施例採用曼徹斯特編碼；但是，DC平衡資料編碼器212可利用DC平衡資料的任何其他編碼方案。曼徹斯特編碼係針對每一資料比特、針對50%效率水準提供兩個時脈週期的基本編碼方案。換句話說，曼徹斯特編碼資料串流的每兩個邊緣產生一比特的資料。

在一實施例中，具有類似振幅的資料(DATA)信號及時脈(CLK)信號在DC平衡資料編碼器212中被編碼。CLK信號及DATA信號被組合成基於振幅調變曼徹斯特編碼方案 的時序編碼信號。因此，時脈信號可容易地從曼徹斯特編碼資料恢復而無需鎖相回路(PLL)，此係因為CLK信號嵌入在時序編碼信號中。此外，因為PLL非必需，所以用於觸發PLL的訓練順序不必添加至DC平衡資料編碼器212的輸出。因此，由於時序編碼信號無需被鎖定至時脈，所以DATA信號的每一比特可恢復而無延遲。

使用乘法器214，時脈信號的振幅乘以一個因數，例如2。求和器216將時序編碼信號及所乘得的CLK信號加總(該等信號分別為DC平衡資料編碼器212及乘法器214的輸出)並且產生傳輸至接收器230的總計輸出。

接收器230包括零交叉偵測器232及求和器236，兩者直接耦合至傳輸器210、乘法器234及資料解碼器238。零交叉偵測器232接收傳輸的編碼信號並在其輸出終端恢復CLK信號。零交叉偵測器232的輸出藉由乘法器234相乘並且供應至求和器236的第一輸入終端。求和器236在其第二輸入終端上接收所傳輸信號。資料解碼器238接收求和器236的輸出以及由零交叉偵測器232恢復的時脈信號以恢復資料。在點A處所示的信號具有類似振幅。

圖2B係包括傳輸器260及接收器270的收發器250的一實施例的方塊圖。傳輸器260類似於傳輸器210，除傳輸器260使用XOR閘262代替DC平衡及資料編碼器212以外。同樣地，接收器270類似於接收器220，除接收器270使用XOR閘278代替資料解碼器278以外。編碼信號藉由混合曼徹斯特編碼信號(由XOR閘262產生)及時脈信號 以提供混合式編碼信號而產生。混合式編碼信號係在每一時脈邊緣上具有零交叉的振幅調變信號。混合式編碼信號維持資料信號的全面完整性。使用簡單的邏輯及電壓求和節點或者使用如下文圖4及圖5中所示的開關式電流源產生信號。出於闡釋性目的，圖2A及圖2B中使用2：1關係，但是可實施任何比率。

圖3A係在其輸入處接收差動菊鏈信號並且可從該差動菊鏈信號恢復時脈信號及資料信號的接收器300的一實施例的方塊圖。接收器300包括差動接收器302。差動接收器302將差動菊鏈信號轉換成單端信號，單端信號被供給至比較器304、306及308的第一輸入中。臨限Vth1、Vth2及Vth3分別被輸入至比較器304、306及308的第二輸入，並且定義各種菊鏈狀態的信號位準。比較器304、306及308的輸出被輸入至將輸入信號解碼成CLK信號及DATA信號的解碼器及濾波器310。零交叉定義CLK信號，其中正負電壓擺動與菊鏈信號的‘0’及‘1’狀態相關。即，比較器306所偵測到的每一零交叉被轉化成時脈信號的邊緣。而且，比較器304及306將脈衝(例如，正負電壓擺動)轉化成資料信號的數位值。

圖3B係對應於圖3A的接收器300的時序圖。菊鏈信號係輸入至差動接收器302的差動輸入信號。信號A、B及C分別對應於比較器304、306及308的輸出。在此實例中，比較器306比較差動菊鏈信號與臨限Vth2。臨限Vth2具有0電壓或標稱電壓。因此，比較器306偵測零交叉並且直接 恢復時脈信號B。臨限Vth1及Vth3被設定為偵測菊鏈信號的高位準轉化。臨限Vth1被設定為偵測高振幅脈衝並且忽略低振幅脈衝。比較器304使用臨限Vth1輸出信號A，信號A對於每一高振幅脈衝具有脈衝。類似地，臨限Vth3被設定為只偵測低振幅脈衝，其中比較器308輸出針對菊鏈信號上的每一低振幅脈衝具有脈衝的信號C。解碼器及濾波器310將信號A、B及C解析為CLK信號DATA信號。在一實施例中，解碼器及濾波器310包括時脈濾波器、資料濾波器及資料重定時功能，如圖7中下文更詳細描述。

圖3C係接收器330的一個替代實施例的方塊圖。如同接收器300，接收器330包括比較器304、306及308以及解碼器及濾波器310。然而，接收器330不像接收器300中那樣具有差動接收器302。而是，第一菊鏈信號直接提供給比較器304、306及308的第一輸入。第二菊鏈信號(第一菊鏈信號的反轉)提供給由臨限Vth1修改的比較器304的第二輸入、直接提供給比較器306的第二輸入以及提供給由臨限Vth3修改的比較器308的第二輸入。

圖4係收發器400的一實施例的示意圖，其係使用電流源構造。基於電壓源的替代構造亦係可行的。收發器400包括整體用410顯示的傳輸器及整體用430顯示的接收器。收發器400在輸入A、B、C、D、E及F處接收控制信號以及其對應的反轉信號、及。線406-1及406-2係前進至引腳外(例如，在一些實施例中係在外部裝置上)連接至通信媒體(例如，通信媒體106)的差動線。線408-1 及408-2供應電力給收發器400。收發器400在下文描述的正常模式、接收模式、傳輸模式及睡眠模式此四種模式下操作。

收發器400進一步包括接收放大器402、零交叉偵測器404及睡眠模式接收器403。收發器進一步包括整體由420顯示的開關電路。圖4進一步圖解說明將時脈及曼徹斯特編碼資料組合成混合式編碼信號的多個開關式電流源。傳輸器410包括顯示為1x單位源及3x單位源的複數個傳輸電流源412，同時接收器430控制顯示為0.289x單位的複數個接收電流源432。此等比率在傳輸及接收期間產生特定波形並且適應特定外部電路值。但是，應瞭解在其他實施方案中使用其他值。

在正常模式期間，在菊鏈上無活動並且菊鏈系統中的每一收發器400的兩個接收器埠準備接收信號。在正常模式中，收發器400等待偵測到達連接至該兩個接收器埠的線406-1及406-2的菊鏈信號。在正常模式中，接收放大器402及驅動電流源432的零交叉偵測器404起作用。當接收器430處於正常模式中時，接收放大器402起作用並且轉化輸入波形電壓位準及時序以供隨後解碼。零交叉偵測器404產生接收伺服信號B及。接收伺服信號B及控制電流源432並且在正常模式及接收模式期間起作用。

在接收模式期間，收發器400在接收埠上偵測到從菊鏈傳入的傳輸。收發器400中繼接收埠上傳入至傳輸埠上將沿著菊鏈傳輸至下一個收發器的資訊。在正常模式期間 起作用的每一組件在接收模式期間亦起作用。旁路開關421-1及421-2具有低開放電容從而不以B及以及電流源432產生的接收伺服信號負載輸入波形。接收伺服電流源432經過調整以對R3進行任何改變。當收發器400處於接收模式中時，信號B及維持匯流排空閒狀態並促進正確的DC值。在正常模式或接收模式中，電流源C、、D及關閉，因為其正處於傳輸功能狀態。開關A在接收模式中為開放，所以從輸入至接收伺服電流源432的路徑經過電阻器R4。

信號C及係1x單位電流源開關驅動信號，其控制1x單位傳輸電流源412，1x單位傳輸電流源412在接收模式期間停用。信號D及係3x單位電流源開關驅動信號，其控制3x單位傳輸電流源412，3x單位傳輸電流源412在接收模式期間亦係停用的。如下所述，圖5係驅動信號C、、D及的例示性編碼器。

在傳輸模式中，收發器400沿著菊鏈傳輸編碼信號。當收發器400處於傳輸模式中時信號B及停用並且控制信號C、、D及開啟。開關A閉合，所以電阻器R4被旁通，產生返回電阻器R3的低阻抗路徑。輸出位準由R3的值及經過R3的電流值設定，經過R3的電流由具有C、、D及的電流源412引起。接收器430在傳輸模式期間停用。

睡眠模式使收發器400進入低電流狀態，其中接收放大器402及零交叉偵測器404斷電，而睡眠模式接收器403通電。控制信號B、、C、、D及在睡眠模式中關閉。 在睡眠模式期間開關E開放。在一實施例中，電阻器R2與電阻器R1的電阻比較具有高值電阻。與正常模式相比，其中開關E閉合，電阻器R2被旁通，在睡眠模式中電流流過電阻器R2及R1。在一實施例中，在電阻器R1與R3的中心連接之間存在緩衝器。

睡眠模式接收器403在其在路徑139-1或139-2上偵測到零交叉時將收發器400從睡眠模式喚醒。在一實施例中，睡眠模式接收器403處理4 kHz輸入時脈信號並且在相對低功率下操作。一旦識別喚醒條件，睡眠模式接收器即視需要關閉並且傳輸模式接收器402啟動。在收發器400係菊鏈的一部分的實施例中，傳輸器410亦啟動並且用於將喚醒信號中繼至下一個鏈結裝置。

傳輸模式接收器402亦供給在接收模式期間提供通信空閒狀態伺服信號的零交叉偵測器404。此種功能可用於維持與多種傳輸電路的相容性並且在一些實例中不用於圖1A及圖1B所示的實施例。通信空閒狀態由皆處於預定邏輯位準的時脈信號及資料信號引起。在一實施例中，所有傳輸始於空閒狀態中的匯流排並且匯流排總是在傳輸後回復至空閒狀態。接收器430在通信超時之後被迫進入匯流排空閒狀態(如果不是事先在此狀態下)作為錯誤恢復系統的一部分。在一些實施例中，取決於用於高頻率(HF)雜訊消除的過濾位置，用於伺服功能的零交叉偵測器404與用於時脈恢復的偵測器相同。在其他實施例中，零交叉偵測器404不執行時脈恢復。

收發器400進一步包括整體用420顯示的開關電路，該開關電路經由在傳輸模式與接收模式之間觸發收發器400的信號進行開關。開關電路420包括接收在A處提供的信號的旁路電阻器R4及旁路開關421-1及421-2。信號A驅動開關電路420，開關電路420在收發器400處於傳輸模式時使電阻器R4旁通。當收發器400正在接收時，電阻器R4將驅動阻抗與外部電路阻抗隔離。假定係理想開關，則電阻器R4的例示性值係10 kΩ；然而，可使用任何合適電阻值。當為源電阻器R3製定大小時，將旁路開關421-1及421-2的開啟電阻考慮在內。電阻器R3與傳輸器410及接收器430兩者的電流源相互作用並提供傳輸器源阻抗及傳輸信號位準的驅動位準設定。R3的例示性值包括200 Ω、150 Ω及100 Ω或任何其他合適電阻值。

信號E驅動開關422-1及422-2，開關422-1及422-2使睡眠模式偏壓電阻器R2旁通以在傳輸模式下具有更高偏壓電流。電阻器R2在睡眠模式期間提供偏壓產生。電阻器R1在傳輸模式期間產生偏壓電壓。在另一實施例中，額外開關用於在關閉模式下隔離偏壓網路。

例如，使用非揮發性記憶體或遮罩單位電流源值可程式化。在一實例中，2.5 mA及4 mA電流與上文論述的例示性電阻R1-R4值一起使用並且使用例如下文所述圖9的外部電路，外部電路組件值顯示於上文表格I中。例示性選定電流源值係2.5 mA、4 mA及6.5 mA，但是可為任何合適電流。在本實施例中，當收發器400正在傳輸時，所汲取的 理論平均電流接著接近單位電流值的兩倍。

在圖4的替代實施例中，電流源經重新組態使得傳輸器電流源412位於開關電路420的左側並且接收器電流源432位於開關電路420的右側。此改良電流消耗及信號位準精確度。

圖5係編碼器500的一實施例的示意圖。在本實施例中，編碼器500係接收CLK、DATA並傳輸使能(Tx使能)信號並輸出中間信號C、、D及的傳輸器編碼電路。傳輸器編碼電路500包括兩個反相器510及四個AND閘520。D、、C、驅動信號用於將資料串流正確地編碼成編碼的混合式信號。

在一實施例中，傳輸編碼電路500在C、、D及處耦合至圖4的傳輸器410。在一實施例中，傳輸器編碼電路500提供減小單位轉化上升時間同時幫助維持時脈恢復時序的額外邊緣上升功能。系統在開始每一1x轉化時立刻開啟相關3x電流源，放大波形並針對1x至3x轉化及3x至1x轉化兩者產生類似零交叉時序。

圖6係圖4及圖5的電路中的信號的一實施例的時序圖。在一實施例中，圖6實現與圖2A中所實現相同的最終結果，但是顯示中間驅動器信號D、、C及，傳輸器400使用該信號來產生編碼的混合式信號輸出。編碼的混合式信號係圖4的收發器400的最終輸出例如曼徹斯特編碼資料，而不顯示中間步驟。

CLK、DATA及Tx使能信號被輸入至傳輸編碼電路 500，傳輸編碼電路500輸出D、、C、至收發器400。傳輸使能信號(Tx使能)啟動傳輸器410並且當收發器400傳輸時具有邏輯高。當收發器400所耦合的裝置(例如，裝置142-1)想要發送訊息時或當接收器430接收一個菊鏈埠上的訊息以透過下一個菊鏈埠中繼時，傳輸器410可以傳輸。

如圖6所示，編碼信號係振幅調變(具有振幅-3、-1、1及3，稱為合適單位值)並且在每一時脈邊緣上具有零交叉。因為在每一時脈邊緣上存在零交叉，所以CLK可直接恢復。即，所接收的振幅調變信號的每一零交叉可被轉化成從其恢復的時脈信號的邊緣。

圖7係接收器700的一實施例的示意圖。接收器700執行時脈恢復、信號重建、在接收器端部(例如，通信系統100、150中的第二收發器104的接收部分)上過濾以及對資料重定時。解碼器700包括資料濾波器702、資料重定時方塊704、增益電路706、時脈濾波器708、振盪器710及零交叉偵測器712。

在一實施例中，接收器700執行相反功能以將傳輸器確實所編碼的資料解碼。振幅調變信號(例如，編碼信號)提供在零交叉偵測器712的輸入處，該輸入使時脈(CLK)信號(w)恢復。時脈信號可藉由將振幅調變信號的每一零交叉轉化成時脈信號的邊緣。

資料信號可藉由將振幅調變信號的電壓位準轉化為資料信號的數位值而恢復。在一實例中，振幅調變信號(例 如，編碼信號)由增益706修改，接著從恢復的時脈信號w減去該增益以產生嘈雜的恢復資料信號(x)(振幅受限信號)。信號x係第一級解碼資料信號並且被提供給零交叉偵測器714的輸入。過濾應用於此功能以幫助減小高頻雜訊影響。零交叉偵測器714輸出信號x(y)的較低雜訊版本。資料濾波器702進一步使用基於計數器的濾波運算來恢復資料信號(z)而減小信號y的雜訊。

資料重定時方塊704對資料信號z重定時以在隨後成為一個時脈週期。1個時脈週期的延遲被提供給菊鏈接收與中繼的信號輸出之間的資料信號z以適應資料濾波器702的過濾。接收器700的輸出使信號能夠在第二菊鏈時脈週期開始時被傳輸使得第一傳輸時脈週期含有第一資料比特。例如，收發器104包括接收器700，接收器700將所接收資料解碼並且將其準備用於供收發器104中的傳輸器傳輸。在一實施例中，接收器700係菊鏈網路的一部分。資料信號恢復的其他方法係可行的，包括使用單端信號的直接信號臨限偵測。

圖8係對應於圖7的接收器的例示性時序圖。圖8顯示傳入的編碼信號(以實線顯示)與恢復的時脈w(以虛線顯示)之間的振幅關係以及如上所述之資料信號x、y及z。資料信號z中所示的短脈衝由資料濾波器702移除。

圖9係對應於圖7的接收器的另一例示性時序圖。在此實例中，輸入信號與輸出信號關係顯示用於作為例如圖1C中的菊鏈通信系統的一部分的接收器700。接收器700 的額外功能係確保最小脈衝寬度使得短於指定長度的脈衝寬度以最小允許寬度再現。此應用於正脈衝及負脈衝兩者並且需限制由外來雜訊源諸如EMI引起的時脈抖動的累積影響。最小脈衝寬度取決於菊鏈時脈頻率並且由振盪器710的多個週期產生。例如，具有500 kHz菊鏈時脈及4 MHz系統振盪器710(菊鏈時脈的速率=振盪器速率/8)產生確保振盪器公差高達15%的正確運算的3個振盪器週期的最小脈衝寬度。當收發器處於正常通信模式中時，振盪器710連續運行。第二解碼功能使資料信號恢復(例如，參見圖2A及圖2B的資料解碼器238及278)。在圖9中，脈衝902已從信號w中的對應脈衝被修改為最小脈衝，其為短脈衝。

在一實施例中，傳入的差動信號被轉換為單端信號並與恢復的時脈混合以重新產生資料信號。傳入的信號為此過程進行正確定標。上文所述的圖7中增益706的值例如0.866為圖2B的具有2.5 mA單位電流的電路提供正確位準並且稱為1 V峰-峰恢復時脈信號，外部電路元件在上文表格I中給出。

圖10係編碼器1000的一實施例的示意圖。編碼器1000包括邏輯及電壓求和節點，該邏輯及電壓求和節點混合CLK信號與曼徹斯特編碼資料信號以產生混合式編碼信號。XOR閘1002接收CLK信號及資料信號並且輸出曼徹斯特編碼資料信號。此信號被輸入至零交叉偵測器1012，零交叉偵測器1012將該曼徹斯特編碼資料信號轉換成電壓位準程式化信號。在本實施例中，零交叉偵測器1012針對 邏輯高輸入輸出0.333 V信號，並且針對邏輯低輸入輸出-0.333 V信號。

類似地，XOR閘1004基於邏輯低信號與CLK信號的組合輸出信號至零交叉偵測器1014。零交叉偵測器1014針對邏輯高輸入輸出0.667 V信號，並且針對邏輯低輸入輸出-0.667 V信號。放大器1020將來自零交叉偵測器1014及1012的信號加總在一起並輸出振幅調變混合式編碼資料信號。混合式編碼資料信號的性質係使得零交叉提供在每一時脈邊緣上同時維持全面的資料完整性。

在本例示性實施例中，編碼器1000具有零交叉偵測器1014的編碼資料標定值與零交叉偵測器1012的編碼資料標定值的2：1關係，其提供良好的雜訊消除。此等因數的絕對值可經過選擇以在每一輸出處提供標稱2 V峰-峰信號(4 V峰-峰差動)。當類似地標定接收器電壓擺動時，增加此輸出擺動進一步改良穩健性。接收器(例如，接收器230)上的電壓擺動小於傳輸器(例如，傳輸器210)上的電壓擺動並且由外部組件(例如，圖1中的電阻器)的比率值確定。

圖11顯示與圖10所示的編碼器相關的不同信號的實例。圖11圖解說明時脈信號1102、資料信號1104、XOR信號1106及輸出信號1108。在一實例中，XOR信號1106包括由XOR閘1002輸出的曼徹斯特編碼資料信號。

信號1108係由放大器1020輸出的混合式編碼資料信號。信號1108係振幅調變方波信號，其中方波脈衝的不同電壓位準對應於不同資料值。作為振幅調變方波信號，信 號1108的振幅對應於資料值(例如，數位值)。在一實例中，與數位0及數位1相關的電壓位準可分別為+/- 1 V及+/- 3 V。

信號1108可包括複數個脈衝1110、1112、1114。每一脈衝1110、1112、1114對應於時脈信號1102的週期。脈衝包括輸出信號1108中的正負電壓擺動。在所示實例中，初始脈衝1110對應於由高電壓位準表示的數位1(例如，正負3伏特擺動)。因此，初始脈衝1110上升高達+3 V並下降低至-3 V。因此，初始脈衝1110維持平衡信號，達到+3伏特及-3伏特。

隨後的脈衝1112及1114亦可以具有基本平衡的信號。完成此以產生DC平衡輸出信號1108。即，可以完成此來產生基本上居中在大約0 v的輸出信號1108。在實例中，信號1108的第二脈衝1112對應於由低電壓位準表示的數位0(例如，正負1伏特擺動)。因此，混合式編碼資料信號1108係振幅調變信號。

圖12係解碼器1200的一實施例的示意圖。解碼器1200包括差動輸入級1202，其後係具有差動輸出的限制級1204。解碼器1200在允許使用具有替代(例如，電容式)耦合電路配置的接收器的標稱匯流排空閒電壓下提供差動輸入信號的負載終端。匯流排空閒電壓終端電路通常不在圖1的系統中使用。在一實施例中，解碼器1200中的電阻器1206-1及1206-2具有標稱高值，例如，100 kΩ。限制值係接收器輸入處的匯流排空閒狀態值以及其餘數。使能 電路偵測第一傳輸邊緣的到達並使能限制級1204。限制級1204停用，使得資料傳輸之後輸出符合匯流排空閒狀態。在傳輸結束時，匯流排總是處於空閒狀態。使能電路主要對裝置啟動提供正確初始狀態並且進一步校正任何錯誤匯流排空閒狀態。

圖13係圖12的解碼器的例示性時序圖。注意輸出資料信號從輸入信號開始延遲一個時脈週期。源時脈延長一個時脈週期以促進用延遲的資料輸出進行解碼。在本實施例中，所有通信順序係多個8比特。

圖14係電子系統1400的一實施例的方塊圖。電子系統1400包括鋰(Li)離子電池組1410、電源控制器1412及馬達1414。Li離子電池組1410適於包括多個平衡積體電路(IC)1401-1、1401-2至1401-N，該等平衡積體電路經由穩健的2線菊鏈通信系統(100、150)連接。平衡IC 1401-1、1401-2至1401-N監控電池1410中的單元。平衡IC 1401-1、1401-2至1401-N各自包括一個或多個收發器並且以菊鏈方式與通信媒體106-1至106-N連接。因此，該複數個平衡IC 1401-1、1401-2至1401-N及通信媒體106-1至106-N可對應於圖1C的菊鏈系統140。即，平衡IC 1401-1可包括耦合至收發器150-1的裝置142-1，其中第一平衡IC 1401-1的第一收發器150-1可耦合至第二平衡IC 1401-2的第二收發器150-2。

電子系統1400的一實施例係混合式電動車輛。在本實施例中，電池組1410係高電壓電池系統，其處理高達400 V。對於透過上述菊鏈系統通信的每一12電池單元組而言存在平衡IC 1401-1、1401-2、1401-N。菊鏈頂部與底部之間的電壓差係400 V，每者的位準為40 V。由於鋰離子電池1410中鋰的反應本質，在電池1410過熱或過度充電的情況下存在爆炸風險。本文所述之隔離通信系統的實施例藉由使用監控平衡IC 1401-1、1401-2、1401-N以及其電荷耗盡功能促進防止此類爆炸。

在另一實施例中，電池管理系統1400安裝在氣電混合或電動車輛中。圖15提供12單元系統的圖14的平衡IC 1401-1與1401-2之間的連接的更多詳情。若電壓源突然斷開連接，則感應尖峰可傳播通過電池組1410。標稱40 V可升高至120 V，平衡IC 1401-1、1401-2、1401-N之間的任何連接引起尖峰的一部分。在一實例中，通信媒體106-1引起70 V的暫態尖峰。由於通信系統被完全電隔離並被防護而使之免於此電壓瞬變位準，所以通信系統可倖存於瞬變而不受損，並且不使電子裝置暴露於危險電壓或溫度。

圖16係經由隔離通信系統(例如，通信系統100、170)傳輸資料的方法1600的一實施例的流程圖。在第一收發器例如第一收發器102上接收資料信號(方塊1610)。第一收發器對資料信號進行編碼(方塊1620)並且將其與時脈信號組合以產生混合式編碼資料信號(方塊1630)。第一收發器傳輸混合式編碼資料信號(方塊1640)。混合式編碼資料信號例如透過差動及AC耦合網路而傳輸，差動及AC耦合網路透過通信媒體106將第一收發器102連接至第二收發 器104。第二收發器接收混合式編碼資料信號(方塊1650)。第二收發器提取時脈信號並且將資料信號解碼(方塊1660)。在一實施例中，藉由偵測混合式編碼資料信號的零交叉提取時脈信號。

本文所述之實施例提供改良的隔離通信、減少的EMI發射及靈敏度以及增強的瞬變電壓保護。一些實施例提供一種差動AC耦合網路，其消除接收器上的EMI並且隔離通信媒體端部之間的瞬變影響。本文所述之實施例不受積體電路類型的限制。實施例亦不限於任何特定類型的處理技術，例如可用於製造本揭示內容的CMOS、雙極或BICMOS。鑑於本揭示內容，其他添加、減除或修改係顯而易見的並且旨在落於隨附申請專利範圍的範圍內。

已經描述由下列申請專利範圍定義的本發明的多個實施例。但是應瞭解可在不背離本發明的精神及範圍的情況下對該等所述實施例作出各種修改。本文所述之特定實施例的特徵及態樣可與其他實施例的特徵及態樣組合或替換。因此，其他實施例在下列申請專利範圍的範圍內。

100‧‧‧通信系統

102‧‧‧第一收發器

104‧‧‧第二收發器

106-1‧‧‧通信媒體

106-2‧‧‧通信媒體

106-N‧‧‧通信媒體

107‧‧‧箝位

112‧‧‧差動電容器

113-1‧‧‧電阻器

113-2‧‧‧電阻器

114-1‧‧‧電容器

114-2‧‧‧電容器

118‧‧‧變壓器

119-1‧‧‧第一電阻器

119-2‧‧‧第二電阻器

119-3‧‧‧第三電阻器

119-4‧‧‧第四電阻器

119-5‧‧‧第五電阻器

119-6‧‧‧第六電阻器

120-1‧‧‧第一埠

120-2‧‧‧第二埠

120-3‧‧‧第三埠

120-4‧‧‧第四埠

121‧‧‧變壓器

122‧‧‧差動電容器

123-1‧‧‧電阻器

123-2‧‧‧電阻器

124-1‧‧‧電容器

124-2‧‧‧電容器

131-1‧‧‧回饋電阻器

131-2‧‧‧回饋電阻器

132‧‧‧差動驅動器

133‧‧‧觸發驅動器

134‧‧‧傳輸驅動器

135‧‧‧差動驅動器

136‧‧‧觸發驅動器

137-1‧‧‧回饋電阻器

137-2‧‧‧回饋電阻器

138‧‧‧傳輸驅動器

139-1‧‧‧高路徑

139-2‧‧‧低路徑

140‧‧‧系統

142-1‧‧‧裝置

142-2‧‧‧第二裝置

142-3‧‧‧第三裝置

142-N‧‧‧其他裝置

150-1‧‧‧第一收發器

150-2‧‧‧第二收發器

150-3‧‧‧第三收發器

150-M‧‧‧收發器

152‧‧‧系統時脈

170‧‧‧通信系統

200‧‧‧收發器

210‧‧‧傳輸器

212‧‧‧編碼器

214‧‧‧乘法器

216‧‧‧求和器

220‧‧‧接收器

230‧‧‧接收器

232‧‧‧偵測器

234‧‧‧乘法器

236‧‧‧求和器

238‧‧‧資料解碼器

250‧‧‧收發器

260‧‧‧傳輸器

262‧‧‧XOR閘

270‧‧‧接收器

278‧‧‧XOR閘

278‧‧‧資料解碼器

300‧‧‧接收器

302‧‧‧差動接收器

304‧‧‧比較器

306‧‧‧比較器

308‧‧‧比較器

310‧‧‧濾波器

330‧‧‧接收器

400‧‧‧收發器

402‧‧‧放大器

403‧‧‧接收器

404‧‧‧偵測器

406-1‧‧‧線

406-2‧‧‧線

408-1‧‧‧線

408-2‧‧‧線

410‧‧‧傳輸器

412‧‧‧電流源

420‧‧‧開關電路

421-1‧‧‧旁路開關

421-2‧‧‧旁路開關

422-1‧‧‧驅動開關

422-2‧‧‧驅動開關

430‧‧‧接收器

432‧‧‧電流源

500‧‧‧編碼器

510‧‧‧反相器

700‧‧‧接收器

702‧‧‧資料濾波器

704‧‧‧重定時方塊

706‧‧‧增益電路

708‧‧‧時脈濾波器

710‧‧‧振盪器

712‧‧‧偵測器

714‧‧‧偵測器

902‧‧‧脈衝

1000‧‧‧編碼器

1002‧‧‧XOR閘

1004‧‧‧XOR閘

1012‧‧‧偵測器

1014‧‧‧偵測器

1020‧‧‧放大器

1102‧‧‧時脈信號

1104‧‧‧資料信號

1106‧‧‧XOR信號

1108‧‧‧輸出信號

1110‧‧‧脈衝

1112‧‧‧脈衝

1114‧‧‧脈衝

1200‧‧‧解碼器

1202‧‧‧輸入級

1204‧‧‧限制級

1206-1‧‧‧電阻器

1206-2‧‧‧電阻器

1400‧‧‧系統

1401-1‧‧‧積體電路(IC)

1401-N‧‧‧積體電路(IC)

1401-2‧‧‧積體電路(IC)

1410‧‧‧電池組

1412‧‧‧電力控制器

1414‧‧‧馬達

1600‧‧‧方法

1610‧‧‧方塊

1620‧‧‧方塊

1630‧‧‧方塊

1640‧‧‧方塊

1650‧‧‧方塊

1660‧‧‧方塊

在瞭解圖式僅描繪例示性實施例並且因此不被視為限制範圍的情況下，例示性實施例將透過使用附圖另外特定詳細地加以描述。

圖1A係通信系統的一實施例之示意圖。

圖1B係通信系統的另一實施例之示意圖。

圖1C係利用圖1A及/或圖1B的通信系統的系統的一實施例之方塊圖。

圖2A及圖2B係用於圖1A、圖1B或圖1C的系統的收發器的替代性實施例之方塊圖。

圖3A係用於圖1A、圖1B或圖1C的系統的接收器的一實施例之方塊圖。

圖3B係對應於圖3A的接收器之例示性時序圖。

圖3C係用於圖1A、圖1B或圖1C的系統的接收器的替代實施例之方塊圖。

圖4係用於圖1A、圖1B或圖1C的系統的收發器的一實施例之示意圖。

圖5係與圖4的收發器一起使用的編碼器的一實施例之示意圖。

圖6係圖4及圖5的電路中的信號之例示性時序圖。

圖7係用於圖1A、圖1B或圖1C的系統的接收器的一實施例之示意圖。

圖8及圖9係對應於圖7的接收器之例示性時序圖。

圖10係用於與圖2A的收發器一起使用的編碼器的另一實施例之示意圖。

圖11係圖10的編碼器之例示性時序圖。

圖12係用於與圖2A的收發器一起使用的解碼器的一實施例之示意圖。

圖13係圖12的解碼器之例示性時序圖。

圖14係用於與圖1C的系統一起使用的電池的一實施 例之方塊圖。

圖15係圖14的電池的兩個單元的一實施例之方塊圖。

圖16係經由圖1A、圖1B或圖1C的隔離通信系統傳輸資料的方法的一實施例之流程圖。

根據一般實踐，不同描述的特徵不依比例繪製但繪製用於強調與例示性實施例相關之特定特徵。

100‧‧‧通信系統

102‧‧‧第一收發器

104‧‧‧第二收發器

106‧‧‧通信媒體

107‧‧‧箝位

112‧‧‧差動電容器

113-1‧‧‧電阻器

113-2‧‧‧電阻器

114-1‧‧‧電容器

114-2‧‧‧電容器

118‧‧‧變壓器

119-1‧‧‧第一電阻器

119-2‧‧‧第二電阻器

119-3‧‧‧第三電阻器

119-4‧‧‧第四電阻器

119-5‧‧‧第五電阻器

119-6‧‧‧第六電阻器

120-1‧‧‧第一埠

120-2‧‧‧第二埠

120-3‧‧‧第三埠

120-4‧‧‧第四埠

122‧‧‧差動電容器

123-1‧‧‧電阻器

123-2‧‧‧電阻器

124-1‧‧‧電容器

124-2‧‧‧電容器

131-1‧‧‧回饋電阻器

131-2‧‧‧回饋電阻器

132‧‧‧差動驅動器

133‧‧‧觸發驅動器

134‧‧‧傳輸驅動器

135‧‧‧差動驅動器

136‧‧‧觸發驅動器

137-1‧‧‧回饋電阻器

137-2‧‧‧回饋電阻器

138‧‧‧傳輸驅動器

139-1‧‧‧高路徑

139-2‧‧‧低路徑

Claims (25)

1. 一種用於傳輸一信號的方法，該方法包括：產生一曼徹斯特編碼資料串流；將該曼徹斯特編碼資料串流與一放大時脈信號組合以產生在該放大時脈信號的每一邊緣上具有零交叉的一振幅調變信號，其中將該曼徹斯特編碼資料串流與一放大時脈信號組合包括從該放大時脈信號的電壓減去該曼徹斯特編碼資料串流的電壓；及經由一通信媒體發送該振幅調變信號。
2. 如請求項1之方法，其包括：放大時脈信號以產生該放大時脈信號，其中放大包括產生一信號，該信號的峰-峰振幅大於該曼徹斯特編碼資料串流的峰-峰振幅。
3. 如請求項2之方法，其中放大包括產生一信號，該信號的峰-峰振幅係該曼徹斯特編碼資料串流的該峰-峰振幅的兩倍。
4. 如請求項2之方法，其中產生一曼徹斯特編碼資料串流包括異或該時脈信號與一資料信號。
5. 如請求項1之方法，其中發送該振幅調變信號包括發送該振幅調變信號作為一方波。
6. 一種用於傳輸一振幅調變信號的方法，該方法包括：將一資料信號編碼以產生一DC平衡資料信號；將該DC平衡資料信號與一時脈信號組合以產生複數個方波脈衝，該複數個方波脈衝具有對應於該時脈信號的 邊緣的邊緣及對應於該資料信號的一數位值的振幅，其中該複數個方波脈衝的每一者具有一大於一臨限振幅的振幅以表示該資料信號的一第一數位位準，並且該複數個方波脈衝的每一者具有一小於該臨限振幅的振幅以表示該資料信號的一第二數位位準；以及傳輸該複數個方波脈衝。
7. 如請求項6之方法，其中該臨限振幅在為正時對應於一正電壓位準並且在為負時對應於一負電壓位準，並且其中傳輸複數個方波脈衝包括：當該資料信號及該時脈信號處於該第一數位位準時傳輸正振幅高於該正電壓位準之一脈衝；當該資料信號處於該第一數位位準並且該時脈信號處於一第二電壓位準時傳輸負振幅低於該負電壓位準之一脈衝；當該資料信號處於該第二數位位準並且該時脈信號處於該第一數位位準時傳輸正振幅低於該正電壓位準之一脈衝；及當該資料信號及該時脈信號處於該第二數位位準時傳輸負振幅高於該負電壓位準之一脈衝。
8. 如請求項7之方法，其中傳輸正振幅高於該正電壓位準之一脈衝包括傳輸振幅係正振幅低於該正電壓位準之一脈衝的振幅的大約三倍之一脈衝。
9. 一種傳輸器，其包括：一編碼電路，其組態為接收一時脈串流及一資料串 流，該編碼電路組態為將該時脈串流及該資料串流組合成一個或多個中間信號；以及複數個電流源，其耦合至該編碼電路並且組態為接收該等中間信號，其中該編碼電路及該複數個電流源組態為產生一振幅調變信號，該振幅調變信號具有對應於該時脈串流的邊緣的邊緣及對應於該資料串流的一振幅。
10. 如請求項9的傳輸器，其中該一個或多個中間信號包括一曼徹斯特編碼流。
11. 如請求項9之傳輸器，其中該複數個電流源組態為當該資料串流處於一第一數位位準時產生振幅大於一臨限振幅之一脈衝並且當該資料串流處於一第二數位位準時傳輸振幅小於該臨限振幅之一脈衝。
12. 如請求項9之傳輸器，其中該複數個電流源包括一第一電流源及一第二電流源，該第二電流源組態為產生大於該第一電流源的一電流；其中該一個或多個中間信號包括耦合至該第一電流源及該第二電流源的控制信號，該控制信號組態為基於處於一第一數位位準的該資料串流開啟該第一電流源並且基於處於一第二數位位準的該資料串流開啟該第二電流源。
13. 如請求項9之傳輸器，其中該一個或多個中間信號組態為用該一個或多個電流源產生一方波信號。
14. 一種菊鏈通信系統，其包括：一第一裝置，其組態為提供一第一資料信號以供傳輸；及 一第一收發器，其耦合至該第一裝置，該第一收發器組態為傳輸一第一振幅調變信號，該第一振幅調變信號具有對應於一時脈信號的邊緣的邊緣及對應於該第一資料信號的一數位值的振幅，該第一收發器具有耦合至一第一通信媒體的一第一埠及一第二埠；一第二收發器，其具有耦合至該第一通信媒體的一第三埠及一第四埠，該第二收發器包括解碼器，該解碼器組態為提取該時脈信號並且從該第一振幅調變信號解析該第一資料信號；一第二裝置，其耦合至該第二收發器並且組態為從該第二收發器接收該第一資料信號並提供一第二資料信號以供傳輸；一第三收發器，其耦合至該第二裝置，該第三收發器組態為傳輸一第二振幅調變信號，該第二振幅調變信號具有對應於該時脈信號的邊緣的邊緣及對應於該第二資料信號的一數位值的振幅，該第三收發器具有耦合至一第二通信媒體的一第五埠及一第六埠；一第四收發器，其具有耦合至該第二通信媒體的一第七埠及一第八埠，該第四收發器包括一解碼器，該解碼器組態為提取該時脈信號並且從該第二振幅調變信號解析該第二資料信號；及一第三裝置，其耦合至該第四收發器並且組態為從該第四收發器接收該第二資料信號。
15. 如請求項14之菊鏈通信系統，其中該第一收發器及 該第二收發器透過一電容器耦合至該第一通信媒體；及其中該第三收發器及該第四收發器透過一電容器耦合至該第二通信媒體。
16. 如請求項14之菊鏈通信系統，其包括用於平衡複數個電池單元之間的電壓的單元平衡系統，其中該第一裝置係監控第一一個或多個電池單元的一第一平衡IC，該第二裝置係監控第二一個或多個電池單元的一第二平衡IC，並且該第三裝置係監控第三一個或多個電池單元的一第三平衡IC。
17. 如請求項16之菊鏈通信系統，其中該第一、第二及第三裝置安裝在一電池組中以在電動車輛或氣電混合車輛中使用。
18. 如請求項14之菊鏈通信系統，其包括：一個或多個額外裝置，其係用一個或多個額外通信媒體而通信地耦合至該第三裝置，該一個或多個額外通信媒體在其各自端部上具有收發器。
19. 如請求項14之菊鏈通信系統，其中該第一收發器和該第二收發器透過一變壓器耦合至該第一通信媒體；並且其中該第三收發器和該第四收發器透過一變壓器耦合至該第二通信媒體。
20. 一種積體電路，其包括：一第一裝置，其組態為提供第一資料信號和第二資料信號以供傳輸；及一第一收發器，其耦合至該第一裝置，該第一收發器 具有耦合至一第一通信媒體的一第一埠及一第二埠，其中該第一收發器包含：一第一傳輸器，其組態為傳輸來自該第一埠及該第二埠的一第一振幅調變信號，該第一振幅調變信號具有對應於一第一時脈信號的邊緣之邊緣及對應於該第一資料信號的一數位值之振幅；和一第一接收器，其組態為接收在該第一埠及該第二埠處的一第二振幅調變信號，該第一接收器包括解碼器，該解碼器組態為提取一第二時脈信號並且從該第二振幅調變信號解析一第三時脈信號；一第二收發器，其耦合至該第一裝置，該第二收發器具有耦合至一第二通信媒體的一第三埠及一第四埠，其中該第二收發器包含：一第二傳輸器，其組態為傳輸來自該第三埠及該第四埠的一第三振幅調變信號，該第三振幅調變信號具有對應於一第三時脈信號的邊緣之邊緣及對應於該第二資料信號的一數位值之振幅；和一第二接收器，其組態為接收在該第三埠及該第四埠處的一第四振幅調變信號，該第二接收器包括解碼器，該解碼器組態為提取一第四時脈信號並且從該第四振幅調變信號解析一第四時脈信號。
21. 如請求項20之積體電路，其中該第一裝置組構為監控一電池的第一一個或多個電池單元。
22. 如請求項21之積體電路，其中該第一資料信號和該 第二資料信號包含對應於該電池的該第一一個或多個電池單元的電壓位準之資料。
23. 如請求項21之積體電路，其中該第一裝置組構為與一第二裝置進行通信，該第二裝置組構為監控一電池的第二一個或多個電池單元，以便平衡在該第一一個或多個電池單元和該第二一個或多個電池單元之間的電壓。
24. 如請求項20之積體電路，其中該第一收發器包含一第一一個或多個電容器，其係將該第一傳輸器和該第一接收器耦合至該第一埠和該第二埠，其中該第二收發器包含一第二一個或多個電容器，其係將該第二傳輸器和該第二接收器耦合至該第三埠和該第四埠。
25. 如請求項20之積體電路，其中該第一收發器包含一第一變壓器，其係將該第一傳輸器和該第一接收器耦合至該第一埠和該第二埠，其中該第二收發器包含一第二變壓器，其係將該第二傳輸器和該第二接收器耦合至該第三埠和該第四埠。