TWI728624B - 電壓模式信號發射裝置 - Google Patents

Abstract

電壓模式信號發射裝置包括前置信號處理器以及信號轉換器。前置信號處理器接收第一、第二資料信號，延遲並反向資料信號以產生第三、第四資料信號。前置信號處理器並依據多個第一控制信號以選擇第一資料信號至第四資料信號的其中之二以分別產生多個信號對。信號轉換器依據第二控制信號以選擇每一信號對中的一資料信號以產生輸入電壓，並依據輸入電壓來產生輸出電壓。其中，第一控制信號的工作頻率低於第二控制信號的工作頻率。

Description

電壓模式信號發射裝置

本發明是有關於一種電壓模式信號發射裝置，且特別是有關於一種可提升工作速度的電壓模式信號發射裝置。

在習知的電壓模式信號發射裝置中，基於要針對輸入資料進行去強化數值控制，需要設置多工器以進行資料信號以及反向延遲資料信號的選擇動作。上述的選擇動作，礙於所接收的控制信號的工作頻率，而可能受到工作速度上的限制。在高頻率的電壓模式信號發射裝置的應用中，常產生工作效能不如預期的問題。

本發明提供一種電壓模式信號發射裝置，可提升信號處理的速度。

本發明的電壓模式信號發射裝置包括前置信號處理器以及信號轉換器。前置信號處理器接收第一資料信號、第二資料信號與第一控制信號。前置信號處理器分別延遲並反向第一資料信 號以及第二資料信號以分別產生第三資料信號以及第四資料信號。前置信號處理器並受控於第一控制信號以產生多個信號對，其中每一信號對包括第一資料信號、第二資料信號、第三資料信號及第四資料信號的其中之二。信號轉換器耦接前置信號處理器。信號轉換器接收信號對，並受控於第二控制信號以產生多個輸入電壓，並依據輸入電壓來產生輸出電壓。其中，輸入電壓的每一為對應信號對中的一資料信號。第二控制信號的工作頻率高於第一控制信號的工作頻率。

在本發明的一實施例中，上述的前置信號處理器包括多個多工電路組。多工電路組耦接信號轉換器。多工電路組分別受控於第一控制信號，各多工電路組包括第一多工器以及第二多工器。第一多工器接收第一資料信號以及第四資料信號，選擇輸出第一資料信號或第四資料信號。第二多工器接收第二資料信號以及第三資料信號，選擇輸出第二資料信號或第三資料信號。

在本發明的一實施例中，上述的前置信號處理器更包括延遲電路以及反向電路。反向電路與延遲電路串聯耦接，延遲電路以及反向電路延遲並反向資料信號以產生反向延遲資料信號。

在本發明的一實施例中，上述的信號轉換器包括多個信號選擇器以及數位類比轉換電路。信號選擇器分別受控於第二控制信號。信號選擇器分別信號對中的一資料信號以產生輸入電壓。數位類比轉換電路針對輸入電壓進行數位類比轉換動作以產生輸出電壓。

在本發明的一實施例中，上述的數位類比轉換電路包括第一電阻以及多個第二電阻。第一電阻具有第一端接收參考電壓。第二電阻具有共同耦接至第一電阻的第二端的第一端，第二電阻分別接收輸入電壓。

在本發明的一實施例中，上述的第二電阻的電阻值依序排列為公比等於2的等比數列。

在本發明的一實施例中，上述的數位類比轉換電路包括第一電阻、多個第二電阻以及多個第三電阻。第一電阻具有第一端接收參考電壓。第二電阻串接在第一電阻的第二端與數位類比轉換電路的輸出端間。第三電阻的第一端分別接收輸入電壓，第三電阻的第二端分別耦接至第一電阻的第二端以及相鄰二第二電阻的耦接端點。

在本發明的一實施例中，上述的第一電阻與第三電阻的每一具有相同的電阻值，第二電阻具有相同的電阻值，且第一電阻的電阻值為該些第二電阻的每一的電阻值相等。

在本發明的一實施例中，上述的第二控制信號的工作頻率為第一控制信號的工作頻率的兩倍。

在本發明的一實施例中，上述的第二控制信號對應的信號傳輸速率為32Gbs，第一控制信號對應的信號傳輸速率為16Gbs。

基於上述，本發明透過工作在相對低的第一頻率前置信號處理器來對資料信號執行前置處理動作。並使工作在相對高的 第二頻率的信號轉換器來進行輸出電壓的產生動作。如此一來，本發明的電壓模式信號發射裝置可有效提升輸出電壓的產生動作，提升工作效率。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

100、200:電壓模式信號發射裝置

110、210:前置信號處理器

120、220:信號轉換器

211~214:多工電路組

221、300:數位類比轉換電路

410:反向電路

420:延遲電路

CA:第一控制信號

CA1~CA4、CB1~CB4:子信號

CB:第二控制信號

De:第一資料信號

DeB_1T:第三資料信號

DIN:資料信號

Do:第二資料信號

DoB_1T:第四資料信號

DS1~DS4:信號選擇器

GND:參考電壓

M1~M8:多工器

R1、R21~R24、R41、R421~R423、R431~R434:電阻

S1~SN:選擇信號對

S11、S21、S31、S41、S12、S22、S32、S42:信號

VI1~VI4:輸入電壓

VOUT:輸出電壓

圖1繪示本發明一實施例的電壓模式信號發射裝置的示意圖。

圖2繪示本發明實施例的電壓模式信號發射裝置的電路示意圖。

圖3繪示本發明實施例的信號轉換器中的數位類比轉換電路的另一實施方式的示意圖。

圖4A以及圖4B繪示本發明實施例的前置信號處理器的延遲反向動作的實施方式的示意圖。

圖5A至圖5B分別繪示本發明實施例的電壓模式信號發射裝置的動作波形圖。

請參照圖1，圖1繪示本發明一實施例的電壓模式信號發射裝置的示意圖。電壓模式信號發射裝置100包括前置信號處理 器110以及信號轉換器120。前置信號處理器110用以接收多個資料信號DIN，其中資料信號DIN包括多個第一資料信號De以及多個第二資料信號Do。前置信號處理器110另延遲並反向第一資料信號De以及第二資料信號Do，並藉以分別產生多個第三資料信號以及多個第四資料信號。在另一方面，前置信號處理器110接收第一控制信號CA，並依據第一控制信號CA以選擇第一資料信號De、第二資料信號Do、第三資料信號以及第四資料信號的其中之二以分別產生多個信號對S1~SN。

此外，信號轉換器120耦接前置信號處理器110。信號轉換器120接收第二控制信號CB以及前置信號處理器110所產生的多個信號對S1~SN。信號轉換器120並依據多個第二控制信號CB以分別選擇信號對S1~SN中的多個第一信號或多個第二信號以產生多個輸入電壓，並直接依據輸入電壓來產生輸出電壓VOUT。

值得注意的，在本發明實施例中，第一控制信號CA的工作頻率為第一頻率下，第二控制信號CB的工作頻率為在第二頻率下，其中，第二頻率高於第一頻率。也就是說，前置信號處理器110針對資料信號DIN的前置處理作業中，可工作在一個相對低的工作速度下，而信號轉換器120針對已完成前置處理的信號對S1~SN進行信號轉換時，則是工作在一個相對高的工作速度下。如此一來，信號轉換器120所進行的信號轉換動作的速度，可以有效的獲得提升。

細節上來說明，請參見圖2繪示的本發明實施例的電壓 模式信號發射裝置的電路示意圖。電壓模式信號發射裝置200包括前置信號處理器210以及信號轉換器220。前置信號處理器210包括多個多工電路組211~214，多工電路組211~214則分別包括多工器M1~M2、多工器M3~M4、多工器M5~M6以及多工器M7~M8。在本發明實施例中，多工器M1、M3、M5以及M7接收第一資料信號De以及第四資料信號DoB_1T。多工器M2、M4、M6以及M8則接收第二資料信號Do以及第三資料信號DeB_1T。多工電路組211~214分別接收第一控制信號的多個子信號CA1~CA4。多工電路組211依據子信號CA1產生信號S11以及信號S12；多工電路組212依據子信號CA2產生信號S21以及信號S22；多工電路組213依據子信號CA3產生信號S31以及信號S32；以及多工電路組214依據子信號CA4產生信號S41以及信號S42。

在細節上，以多工電路組211為範例，當子信號CA1為邏輯準位0時，多工器M1選擇第一資料信號De以產生信號S11，多工器M2則選擇第二資料信號Do以產生信號S12。信號S11以及信號S12形成一信號對。

在本實施例中，信號轉換器220包括信號選擇器DS1~DS4以及數位類比轉換電路221。信號選擇器DS1~DS4分別耦接至多工電路組211~214，信號選擇器DS1~DS4並分別接收第二控制信號的多個子信號CB1~CB4。其中，信號選擇器DS1接收信號S11、信號S12以及子信號CB1，並依據子信號CB1選擇信 號S11或信號S12以產生輸入電壓VI1；信號選擇器DS2接收信號S21、信號S22以及子信號CB2，並依據子信號CB2選擇信號S21或信號S22以產生輸入電壓VI2；信號選擇器DS3接收信號S31、信號S32以及子信號CB3，並依據子信號CB3選擇信號S31或信號S32以產生輸入電壓VI3；信號選擇器DS4則接收信號S41、信號S42以及子信號CB4，並依據子信號CB4選擇信號S41或信號S42以產生輸入電壓VI4。

數位類比轉換電路221耦接至信號選擇器DS1~DS4，並接收輸入電壓VI1~VI4。在本實施例中，數位類比轉換電路221可以為R-2R階梯式的架構。數位類比轉換電路221包括電阻R1、R21~R24。其中，電阻R1的一端接收參考電壓GND，電阻R1的另一端共同耦接至電阻R21~R24的多個第一端。另外，電阻R21~R24的多個第二端則分別接收輸入電壓VI1~VI4。數位類比轉換電路221用以針對輸入電壓VI1~VI4執行數位類比轉換動作，並產生輸出電壓VOUT。

在本實施例中，電阻R1的電阻值可以與電阻R21的電阻值相同，電阻R21~R24的電阻值依序排列則可以為公比等於2的一等比數列。其中，電阻R21~R24的電阻值的比可以為16：8：4：2。

在此請注意，在本實施例中，前置信號處理器210中的多工電路組211~214依據頻率相對低的子信號CA1~CA4來執行資料信號的前置處理動作。信號轉換器220中的信號選擇器 DS1~DS4則依據具有相對高頻率的子信號CB1~CB4來執行信號選擇動作。並且，信號轉換器220直接提供所產生的輸入電壓VI1~VI4至數位類比轉換電路221，以提升信號轉換動作的工作速度。

在本發明實施例中，第二控制信號的子信號CB1~CB4的工作頻率可以為第一控制信號的子信號CA1~CA4的工作頻率的兩倍，例如，子信號CB1~CB4對應產生的信號傳輸速率可以為32Gbs(每秒32 gigabytes)，子信號CA1~CA4對應產生的信號傳輸速率則可以為16Gbs。

附帶一提的，在本發明實施例中，信號選擇器DS1~DS4以及多工電路組211~214的數量都只是說明用的範例，沒有限定必須要為4個。隨著信號轉換器220的解析度的變化，設計者可以自行調整信號選擇器以及多工器的數量，沒有固定的限制。

以下請參照圖3，圖3繪示本發明實施例的信號轉換器中的數位類比轉換電路的另一實施方式的示意圖。數位類比轉換電路300包括多個電阻R41、R421~R424以及R431~R434。其中，電阻R41的第一端接收參考電壓GND，電阻R421~R424則依序串接在電阻R41的第二端與數位類比轉換電路300的輸出端間。電阻R431~R434的第一端分別接收輸入電壓VI1~VI4。電阻R431的第二端耦接至電阻R41的第二端。電阻R432~R434的第二端則依序耦接在相鄰的電阻R421以及電阻R422、電阻R421以及電阻R422相耦接的端點、電阻R422以及電阻R423相耦接端點以及電 阻R423提供輸出電壓VOUT的端點上。數位類比轉換電路300的輸出端產生輸出電壓VOUT。

在本實施方式中，電阻R41以及R431~R434的電阻值可以都是相同的。電阻R421~R423的電阻值也可以都是相同的。且電阻R41的電阻值可以是電阻R421的電阻值的兩倍。數位類比轉換電路300則可以為另一形式的R-2R的階梯式數位類比轉換電路。

當然，本發明實施例的式數位類比轉換電路也不限於圖2、3中繪示的實施方式。凡本領域具通常知識者所熟知的數位類比轉換電路皆可應用於本發明。

以下請參照圖4A以及圖4B，圖4A以及圖4B繪示本發明實施例的前置信號處理器的延遲反向動作的實施方式的示意圖。在圖3A中，本發明實施例的前置信號處理器中可另包括反向電路410以及延遲電路420。反向電路410以及延遲電路420相互串聯耦接，其中反向電路410接收第一資料信號De以及第二資料信號Do，並針對第一資料信號De以及第二資料信號Do進行反向動作。延遲電路420則耦接至反向電路410的輸出端，並針對反向電路410所產生的輸出信號進行延遲，以產生第三資料信號DeB_1T以及第四資料信號DoB_1T。

當然，本發明實施例中，反向電路410以及延遲電路420的耦接順序並非固定的。在圖4B中，延遲電路420可以耦接在反向電路410之前，並先針對第一資料信號De以及第二資料信號 Do進行延遲，再進行反向動作，可產生相同的第三資料信號DeB_1T以及第四資料信號DoB_1T。

以下請同步參照圖2以及圖5A至圖5B，圖5A至圖5B分別繪示本發明實施例的電壓模式信號發射裝置的動作波形圖。在圖5A中，以輸入電壓VI4的產生動作為範例，其中第一資料信號De、第二資料信號Do以及第三資料信號DeB_1T以及第四資料信號DoB_1T可工作在相對低的工作頻率下。依據第一控制信號的子信號CA4，多工電路組214可產生信號S41以及信號S42。基於子信號CA4工作在相對低的第一頻率下，信號S41以及信號S42也工作在相對低的第一工作頻率。

此外，第二控制信號的子CB4工作在相對高的第二工作頻率下，且依據子信號CB4，信號選擇器DS4可選擇信號S41或信號S42來產生輸入電壓VI4，並提供輸入電壓VI4至數位類比轉換電路221。其中，在圖4A中，當子信號CB4為邏輯準位0時，信號選擇器DS4可選擇信號S42來產生輸入電壓VI4，相對的，當子信號CB4為邏輯準位1時，信號選擇器DS4可選擇信號S41來產生輸入電壓VI4。

在此，輸入電壓VI1~VI3的產生方式與輸入電壓VI4的產生方式相類似，在此不多贅述。

在圖5B中，數位類比轉換電路221接收輸入電壓VI1~VI4，並依據所接收的輸入電壓VI1~VI4，透過電阻R1、R21~R24的電阻網路來產生輸出電壓VOUT。基於輸入電壓 VI1~VI4的產生是基於相對快的第二工作頻率，因此，數位類比轉換電路221也可提升所產生的輸出電壓VOUT的速度。

綜上所述，本發明透過前置信號處理器在相對低的第一頻率下來針對資料信號進行前置處動作，再以相對高的第二頻率，來透過信號轉換器以執行資料信號的信號轉換動作。如此一來，信號轉換器的信號轉換動作可全電路的工作在相對快的第二頻率下，有效提升電壓模式信號發射裝置的工作效率。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

100:電壓模式信號發射裝置

110:前置信號處理器

120:信號轉換器

CA:第一控制信號

CB:第二控制信號

DIN:資料信號

De:第一資料信號

Do:第二資料信號

S1~SN:選擇信號對

VOUT:輸出電壓

Claims (10)

1. 一種電壓模式信號發射裝置，包括： 一前置信號處理器，接收一第一資料信號、一第二資料信號與一第一控制信號，該前置信號處理器分別延遲並反向該第一資料信號以及該第二資料信號以分別產生一第三資料信號以及一第四資料信號，該前置信號處理器並受控於該第一控制信號以產生多個信號對，其中每一信號對包括該第一資料信號、該第二資料信號、該第三資料信號及該第四資料信號的其中之二；以及 一信號轉換器，耦接該前置信號處理器，該信號轉換器接收該些信號對，並受控於一第二控制信號以產生多個輸入電壓，並依據該些輸入電壓來產生一輸出電壓， 其中，該些輸入電壓的每一為對應信號對中的一資料信號，該第二控制信號的工作頻率高於該第一控制信號的工作頻率。
2. 如申請專利範圍第1項所述的電壓模式信號發射裝置，其中該前置信號處理器包括： 多個多工電路組，耦接該信號轉換器，受控於該第一控制信號，各該多工電路組包括： 一第一多工器，接收該第一資料信號以及該第四資料信號，選擇輸出該第一資料信號或該第四資料信號；以及 一第二多工器，接收該第二資料信號以及該第三資料信號，選擇輸出該第二資料信號或該第三資料信號。
3. 如申請專利範圍第2項所述的電壓模式信號發射裝置，其中該前置信號處理器更包括： 一延遲電路；以及 一反向電路，與該延遲電路串聯耦接，該延遲電路以及該反向電路延遲並反向該第一資料信號、該第二資料信號以分別產生該第三資料信號以及該第四資料信號。
4. 如申請專利範圍第1項所述的電壓模式信號發射裝置，其中該信號轉換器包括： 多個信號選擇器，分別受控於該第二控制信號，分別選擇該些信號對中的資料信號的其中之一以產生該些輸入電壓；以及 一數位類比轉換電路，針對該些輸入電壓進行數位類比轉換動作以產生該輸出電壓。
5. 如申請專利範圍第4項所述的電壓模式信號發射裝置，其中該數位類比轉換電路包括： 一第一電阻，具有第一端接收一參考電壓；以及 多個第二電阻，具有共同耦接至該第一電阻的第二端的第一端，該些第二電阻分別接收該些輸入電壓。
6. 如申請專利範圍第5項所述的電壓模式信號發射裝置，其中該些第二電阻的電阻值依序排列為公比等於2的一等比數列。
7. 如申請專利範圍第4項所述的電壓模式信號發射裝置，其中該數位類比轉換電路包括： 一第一電阻，具有第一端接收一參考電壓； 多個第二電阻，串接在該第一電阻的第二端與該數位類比轉換電路的輸出端間；以及 多個第三電阻，其中該些第三電阻的第一端分別接收該些輸入電壓，該些第三電阻的第二端分別耦接至該第一電阻的第二端以及相鄰二第二電阻的耦接端點。
8. 如申請專利範圍第7項所述的電壓模式信號發射裝置，其中該第一電阻與該些第三電阻的每一具有相同的電阻值，該些第二電阻具有相同的電阻值，且該第一電阻的電阻值為該些第二電阻的每一的電阻值相等。
9. 如申請專利範圍第1項所述的電壓模式信號發射裝置，其中該第二控制信號的工作頻率為該第一控制信號的工作頻率的兩倍。
10. 如申請專利範圍第9項所述的電壓模式信號發射裝置，其中該第二控制信號對應的信號傳輸速率為32Gbs，該第一控制信號對應的信號傳輸速率為16Gbs赫茲。

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