TWI779981B - 傳送端電路 - Google Patents

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Abstract

本發明揭露一種傳送端電路，具有一輸入埠、一第一傳送節點、一第二傳送節點、一第三傳送節點及一第四傳送節點，並且包含：第一運算放大器；第一輸出級；第一電阻電容網路；第一開關群組，耦接於該第一電阻電容網路與該輸入埠之間；第一阻抗匹配電路，耦接該第一輸出級、該第一傳送節點及該第二傳送節點；第二運算放大器；第二輸出級；第二電阻電容網路；第二開關群組，耦接於該第二電阻電容網路與該輸入埠之間；以及第二阻抗匹配電路，耦接該第二輸出級、該第三傳送節點及該第四傳送節點。

Description

傳送端電路
本發明是關於乙太網路，尤其是關於乙太網路的傳送端電路。
圖1顯示習知乙太網路傳送端的功能方塊圖。傳送端電路101包含第一通道與第二通道。
第一通道包含運算放大器104_t、輸出級130_t、電阻電容電路110_t、電阻電容電路120_t、阻抗匹配電路140_t以及開關電阻網路146_t。電阻電容電路110_t耦接於輸出級130_t的輸出端（輸出訊號vop_t的一端）與運算放大器104_t的輸入端（接收訊號vip_t的一端）之間。電阻電容電路120_t耦接於輸出級130_t的輸出端（輸出訊號von_t的一端）與運算放大器104_t的輸入端（接收訊號vin_t的一端）之間。阻抗匹配電路140_t包含開關電阻網路142_t以及開關電阻網路144_t。開關電阻網路142_t耦接於輸出級130_t的輸出端與傳送節點txop之間，而開關電阻網路144_t耦接於輸出級130_t的輸出端與傳送節點txon之間。傳送節點txop與傳送節點txon透過變壓器150_t耦接負載電阻RL1。
第二通道包含運算放大器104_r、輸出級130_r、電阻電容電路110_r、電阻電容電路120_r、阻抗匹配電路140_r以及開關電阻網路146_r。電阻電容電路110_r耦接於輸出級130_r的輸出端（輸出訊號vop_r的一端）與運算放大器104_r的輸入端（接收訊號vip_r的一端）之間。電阻電容電路120_r耦接於輸出級130_r的輸出端（輸出訊號von_r的一端）與運算放大器104_r的輸入端（接收訊號vin_r的一端）之間。阻抗匹配電路140_r包含開關電阻網路142_r以及開關電阻網路144_r。開關電阻網路142_r耦接於輸出級130_r的輸出端與傳送節點rxip之間，而開關電阻網路144_r耦接於輸出級130_r的輸出端與傳送節點rxin之間。傳送節點rxip與傳送節點rxin透過變壓器150_r耦接負載電阻RL2。
上述的元件中，變壓器150_t、變壓器150_r、負載電阻RL1及負載電阻RL2位於晶片外部，而其他的元件則位於晶片內部。
當傳送端電路101操作於媒體相依介面（medium dependent interface，以下簡稱MDI）模式時，運算放大器104_t、輸出級130_t、電阻電容電路110_t及電阻電容電路120_t致能（enabled）、運算放大器104_r、輸出級130_r、電阻電容電路110_r及電阻電容電路120_r禁能（disabled）、開關電阻網路142_t、開關電阻網路144_t及開關電阻網路146_r短路（short）、開關電阻網路142_r、開關電阻網路144_r及開關電阻網路146_t開路（open），且傳送端電路101從傳送節點txop及傳送節點txon輸出數位類比轉換器102_t所產生的訊號（訊號vip_t及訊號vin_t）。
當傳送端電路101操作於媒體相依介面交越（medium dependent interface crossover，以下簡稱MDIX）模式時，運算放大器104_t、輸出級130_t、電阻電容電路110_t及電阻電容電路120_t禁能、運算放大器104_r、輸出級130_r、電阻電容電路110_r及電阻電容電路120_r致能、開關電阻網路142_t、開關電阻網路144_t及開關電阻網路146_r開路、開關電阻網路142_r、開關電阻網路144_r及開關電阻網路146_t短路，且傳送端電路101從傳送節點rxip及傳送節點rxin輸出數位類比轉換器102_r所產生的訊號（訊號vip_r及訊號vin_r）。
因為製程飄移的關係，所以開關電阻網路142_t、開關電阻網路144_t、開關電阻網路142_r及開關電阻網路144_r通常需要校正。圖2為開關電阻網路142_t的示意圖（開關電阻網路144_t、開關電阻網路142_r及開關電阻網路144_r的電路相似）。傳統的校正方法是提供多個並聯的電阻（R0~Rn）-開關（SW0~SWn）對，藉由控制該些開關（SW0~SWn）的導通狀態來產生不同的等效電阻值。圖2中的開關SW0~SWn是由傳輸閘（transmission gate）實作，而訊號powb_h、pow_h、tap_h、tapb_h為傳輸閘的控制訊號。
在傳送端電路101中，開關SWp_t可以用來控制開關電阻網路142_t形成短路（開關SWp_t導通）或開路（開關SWp_t不導通）。然而，以先進製程製作的傳輸閘具有較低的耐壓，無法承受高電壓，所以習知的開關電阻網路142_t、開關電阻網路144_t、開關電阻網路142_r及開關電阻網路144_r不適用於先進製程，也就是說，以先進製程製作的電阻網路142_t、開關電阻網路144_t、開關電阻網路142_r及開關電阻網路144_r無法實際切換（開關），因此需要一種在先進製程仍可切換（達成開關目的）的傳送端電路。
鑑於先前技術之不足，本發明之一目的在於提供一種傳送端電路，以改善先前技術的不足。
本發明之一實施例提供一種傳送端電路，具有一輸入埠、一第一傳送節點、一第二傳送節點、一第三傳送節點及一第四傳送節點，並且包含：第一運算放大器；第一輸出級，耦接該第一運算放大器；第一電阻電容網路，耦接於該第一輸出級與該第一運算放大器；第一開關群組，耦接於該第一電阻電容網路與該輸入埠之間；第一阻抗匹配電路，耦接該第一輸出級、該第一傳送節點及該第二傳送節點；第二運算放大器；第二輸出級，耦接該第二運算放大器；第二電阻電容網路，耦接於該第二輸出級與該第二運算放大器；第二開關群組，耦接於該第二電阻電容網路與該輸入埠之間；以及第二阻抗匹配電路，耦接該第二輸出級、該第三傳送節點及該第四傳送節點。
本發明之另一實施例提供一種傳送端電路，具有一第一傳送節點、一第二傳送節點、一第三傳送節點及一第四傳送節點，並且包含：運算放大器；第一輸出級，耦接該運算放大器；第一電阻電容網路，耦接於該第一輸出級；第一開關群組，耦接於該第一電阻電容網路與該運算放大器之間；第一阻抗匹配電路，耦接該第一輸出級、該第一傳送節點及該第二傳送節點；第二輸出級，耦接該運算放大器；第二電阻電容網路，耦接於該第二輸出級；第二開關群組，耦接於該第二電阻電容網路與該運算放大器之間；第二阻抗匹配電路，耦接該第二輸出級、該第三傳送節點及該第四傳送節點；共模迴授電路；第一開關，耦接於該共模迴授電路與該第一輸出級之間；第二開關，耦接於該共模迴授電路與該第二輸出級之間。
相較於先前技術，本發明的傳送端電路可以以先進製程來製做，解決了先前技術所遇到的問題。
有關本發明的特徵、實作與功效，茲配合圖式作實施例詳細說明如下。
以下說明內容之技術用語係參照本技術領域之習慣用語，如本說明書對部分用語有加以說明或定義，該部分用語之解釋係以本說明書之說明或定義為準。
本發明之揭露內容包含傳送端電路。由於本發明之傳送端電路所包含之部分元件單獨而言可能為已知元件，因此在不影響該裝置發明之充分揭露及可實施性的前提下，以下說明對於已知元件的細節將予以節略。
請參閱圖3，圖3顯示本發明乙太網路傳送端之一實施例的功能方塊圖。傳送端電路301包含輸入埠303（包含輸入節點Ni1及輸入節點Ni2）、第一通道及第二通道。
第一通道從輸入埠303接收輸入訊號（例如數位類比轉換器302所輸出的訊號vip及訊號vin），並且從傳送節點txop及傳送節點txon輸出訊號。
第一通道包含運算放大器304_t、電阻電容網路315_t（包含電阻電容電路310_t及電阻電容電路320_t）、輸出級330_t、阻抗匹配電路340_t（包含電阻342_t及電阻344_t）、開關電阻網路346_t及開關群組360_t（包含開關361_t及開關362_t）。阻抗匹配電路340_t不包含開關。
運算放大器304_t耦接或電連接輸出級330_t。電阻電容網路315_t耦接於輸出級330_t的輸出端與運算放大器304_t的輸入端之間。電阻電容電路310_t的一端耦接或電連接輸出級330_t的其中一個輸出端（輸出訊號vop_t的一端），電阻電容電路310_t的另一端耦接或電連接運算放大器304_t的其中一個輸入端以及開關361_t。電阻電容電路320_t的一端耦接或電連接輸出級330_t的另一個輸出端（輸出訊號von_t的一端），電阻電容電路320_t的另一端耦接或電連接運算放大器304_t的另一個輸入端以及開關362_t。
電阻342_t的其中一端耦接或電連接輸出級330_t的其中一個輸出端（輸出訊號vop_t的一端），電阻342_t的另一端耦接或電連接傳送節點txop。電阻344_t的其中一端耦接或電連接輸出級330_t的輸出端（輸出訊號von_t的一端），電阻344_t的另一端耦接或電連接傳送節點txon。開關電阻網路346_t耦接或電連接於傳送節點txop與傳送節點txon之間。傳送節點txop與傳送節點txon透過變壓器350_t耦接負載電阻RL1。
開關群組360_t耦接於輸入埠303與運算放大器304_t的輸入端之間。開關361_t耦接或電連接於輸入節點Ni1與運算放大器304_t的其中一個輸入端（耦接或電連接電阻電容電路310_t的該輸入端）之間。開關362_t耦接或電連接於輸入節點Ni2與運算放大器304_t的另一個輸入端（耦接或電連接電阻電容電路320_t的該輸入端）之間。
第二通道從輸入埠303接收輸入訊號（例如訊號vip及訊號vin），並且從傳送節點rxip及傳送節點rxin輸出訊號。
第二通道包含運算放大器304_r、電阻電容網路315_r（包含電阻電容電路310_r及電阻電容電路320_r）、輸出級330_r、阻抗匹配電路340_r（包含電阻342_r及電阻344_r）、開關電阻網路346_r及開關群組360_r（包含開關361_r及開關362_r）。阻抗匹配電路340_r不包含開關。
運算放大器304_r耦接或電連接輸出級330_r。電阻電容網路315_r耦接於輸出級330_r的輸出端與運算放大器304_r的輸入端之間。電阻電容電路310_r的一端耦接或電連接輸出級330_r的其中一個輸出端（輸出訊號vop_r的一端），電阻電容電路310_r的另一端耦接或電連接運算放大器304_r的其中一個輸入端以及開關361_r。電阻電容電路320_r的一端耦接或電連接輸出級330_r的另一個輸出端（輸出訊號von_r的一端），電阻電容電路320_r的另一端耦接或電連接運算放大器304_r的另一個輸入端以及開關362_r。
電阻342_r的其中一端耦接或電連接輸出級330_r的其中一個輸出端（輸出訊號vop_r的一端），電阻342_r的另一端耦接或電連接傳送節點rxip。電阻344_r的其中一端耦接或電連接輸出級330_r的輸出端（輸出訊號von_r的一端），電阻344_r的另一端耦接或電連接傳送節點rxin。開關電阻網路346_r耦接或電連接於傳送節點rxip與傳送節點rxin之間。傳送節點rxip與傳送節點rxin透過變壓器350_r耦接負載電阻RL2。
開關群組360_r耦接於輸入埠303與運算放大器304_r的輸入端之間。開關361_r耦接或電連接於輸入節點Ni1與運算放大器304_r的其中一個輸入端（耦接或電連接電阻電容電路310_r的該輸入端）之間。開關362_r耦接或電連接於輸入節點Ni2與運算放大器304_r的另一個輸入端（耦接或電連接電阻電容電路320_r的該輸入端）之間。
當傳送端電路301操作於MDI模式時，運算放大器304_t、輸出級330_t、電阻電容電路310_t、電阻電容電路320_t、電阻342_t、電阻344_t及開關電阻網路346_r致能、運算放大器304_r、輸出級330_r、電阻電容電路310_r、電阻電容電路320_r、電阻342_r、電阻344_r及開關電阻網路346_t禁能、開關群組360_t導通（即，開關361_t及開關362_t導通），且開關群組360_r不導通（即，開關361_r及開關362_r不導通）。在MDI模式下，傳送端電路301透過傳送節點txop及傳送節點txon傳送數位類比轉換器302所輸出的訊號vip及訊號vin。
當傳送端電路301操作於MDIX模式時，運算放大器304_t、輸出級330_t、電阻電容電路310_t、電阻電容電路320_t、電阻342_t、電阻344_t及開關電阻網路346_r禁能、運算放大器304_r、輸出級330_r、電阻電容電路310_r、電阻電容電路320_r、電阻342_r、電阻344_r及開關電阻網路346_t致能、開關群組360_t不導通（即，開關361_t及開關362_t不導通），且開關群組360_r導通（即，開關361_r及開關362_r導通）。在MDIX模式下，傳送端電路301透過傳送節點rxip及傳送節點rxin傳送數位類比轉換器302所輸出的訊號vip及訊號vin。
運算放大器304_t及運算放大器304_r各包含共模迴授（Common Mode Feedback, CMFB）電路，共模迴授電路的細節與操作原理為本技術領域具有通常知識者所熟知，故不再贅述。
圖3的元件中，變壓器350_t、變壓器350_r、負載電阻RL1及負載電阻RL2位於晶片的外部，其他的元件位於晶片內部。
藉由控制開關361_t、開關362_t、開關361_r及開關362_r的導通狀態，傳送端電路301操作在MDI模式或MDIX模式。開關361_t、開關362_t、開關361_r及開關362_r可以由電晶體實作。由於開關361_t、開關362_t、開關361_r及開關362_r不會承受大訊號擺幅（即，不會承受高電壓），所以傳送端電路301可以以先進製程來製做。當然，傳送端電路301亦可使用傳統的製程來製做。此外，相較於圖1的傳送端電路101，本發明的傳送端電路301的第一通道及第二通道共用數位類比轉換器302，可以縮小電路面積及節省成本。
請參閱圖4，圖4顯示本發明乙太網路傳送端之另一實施例的功能方塊圖。圖4的傳送端電路401與傳送端電路301相似，差別在於傳送端電路401的第一通道及第二通道共用運算放大器404。運算放大器404的輸出皆耦接或電連接輸出級330_t及輸出級330_r。運算放大器404的其中一個輸入端（接收訊號vip的輸入端，即輸入節點Ni1）透過開關361_t耦接電阻電容電路310_t，並且透過開關361_r耦接電阻電容電路310_r；運算放大器404的另一個輸入端（接收訊號vin的輸入端，即輸入節點Ni2）透過開關362_t耦接電阻電容電路320_t，並且透過開關362_r耦接電阻電容電路320_r。
由於共用運算放大器404，所以運算放大器404的共模迴授電路406必須在第一通道與第二通道之間切換。如圖4所示，共模迴授電路406耦接或電連接開關464_t及開關464_r。開關464_t透過電阻Rt1耦接節點N1（即，輸出級330_t的其中一個輸出端），以及透過電阻Rt2耦接節點N2（即，輸出級330_t的另一個輸出端）。開關464_r透過電阻Rr1耦接節點N3（即，輸出級330_r的其中一個輸出端），以及透過電阻Rr2耦接節點N4（即，輸出級330_r的另一個輸出端）。共模迴授電路406的細節與操作原理為本技術領域具有通常知識者所熟知，故不再贅述。
當傳送端電路401操作於MDI模式時，運算放大器404致能、開關361_t、開關362_t及開關464_t導通，且開關361_r、開關362_r及開關464_r不導通；當傳送端電路401操作於MDIX模式時，運算放大器404致能、開關361_t、開關362_t及開關464_t不導通，且開關361_r、開關362_r及開關464_r導通。
傳送端電路401同樣可以以先進製程或傳統製程來製做。此外，相較於傳送端電路301，由於傳送端電路401進一步共用運算放大器404，所以減小電路面積及降低成本。
請注意，前揭圖示中，元件之形狀、尺寸及比例僅為示意，係供本技術領域具有通常知識者瞭解本發明之用，非用以限制本發明。
雖然本發明之實施例如上所述，然而該些實施例並非用來限定本發明，本技術領域具有通常知識者可依據本發明之明示或隱含之內容對本發明之技術特徵施以變化，凡此種種變化均可能屬於本發明所尋求之專利保護範疇，換言之，本發明之專利保護範圍須視本說明書之申請專利範圍所界定者為準。
101,301,401:傳送端電路
104_t,104_r,304_t,304_r,404:運算放大器
130_t,130_r,330_t,330_r:輸出級
110_t,120_t,110_r,120_r,310_t,320_t,310_r,320_r:電阻電容電路
140_t,140_r,340_t,340_r:阻抗匹配電路
vop_t,vip_t,von_t,vin_t,vop_r,vip_r,von_r,vin_r,vip,vin:訊號
powb_h,pow_h,tap_h,tapb_h:控制訊號
142_t,144_t,146_t,142_r,144_r,146_r,346_t,346_r:開關電阻網路
150_t,150_r,350_t,350_r:變壓器
RL1,RL2:負載電阻
txop,txon,rxip,rxin:傳送節點
102_t,102_r,302:數位類比轉換器
SW0,SW1,SW2,SWn,SWp_t,361_t,362_t,361_r,362_r,464_t,464_r:開關
303:輸入埠
Ni1,Ni2:輸入節點
315_t,315_r:電阻電容網路
R0,R1,R2,Rn,342_t,344_t,342_r,344_r,Rt1,Rt2,Rr1,Rr2:電阻
360_t,360_r:開關群組
406:共模迴授電路
N1,N2,N3,N4:節點
圖1顯示習知乙太網路傳送端的功能方塊圖； 圖2為習知開關電阻網路142_t的示意圖。 圖3顯示本發明乙太網路傳送端之一實施例的功能方塊圖；以及 圖4顯示本發明乙太網路傳送端之另一實施例的功能方塊圖。
301:傳送端電路
302:數位類比轉換器
304_t,304_r:運算放大器
330_t,330_r:輸出級
310_t,320_t,310_r,320_r:電阻電容電路
340_t,340_r:阻抗匹配電路
346_t,346_r:開關電阻網路
vop_t,von_t,vop_r,von_r,vip,vin:訊號
350_t,350_r:變壓器
RL1,RL2:負載電阻
txop,txon,rxip,rxin:傳送節點
361_t,362_t,361_r,362_r:開關
303:輸入埠
Ni1,Ni2:輸入節點
315_t,315_r:電阻電容網路
342_t,344_t,342_r,344_r:電阻
360_t,360_r:開關群組

Claims (10)

  1. 一種傳送端電路，具有一輸入埠、一第一傳送節點、一第二傳送節點、一第三傳送節點及一第四傳送節點，該傳送端電路包含：一第一運算放大器；一第一輸出級，耦接該第一運算放大器；一第一電阻電容網路，耦接於該第一輸出級與該第一運算放大器之輸入端；一第一開關群組，耦接於該第一電阻電容網路與該輸入埠之間；一第一阻抗匹配電路，耦接該第一輸出級、該第一傳送節點及該第二傳送節點；一第二運算放大器；一第二輸出級，耦接該第二運算放大器；一第二電阻電容網路，耦接於該第二輸出級與該第二運算放大器之輸入端；一第二開關群組，耦接於該第二電阻電容網路與該輸入埠之間；以及一第二阻抗匹配電路，耦接該第二輸出級、該第三傳送節點及該第四傳送節點。
  2. 如請求項1之傳送端電路，其中，該第一電阻電容網路包含一第一電阻電容電路及一第二電阻電容電路，該第二電阻電容網路包含一第三電阻電容電路及一第四電阻電容電路。
  3. 如請求項2之傳送端電路，其中，該輸入埠包含一第一輸入節點及一第二輸入節點，該第一開關群組包含一第一開關及一第二開關，該第二開關群組包含一第三開關及一第四開關，該第一開關耦接於該第一輸入節點與該第一電阻電容電路之間，該第二開關耦接於該第二輸入節點與該第二電阻電容電路之間，該第三開關耦接於該第一輸入節點與該第三電阻電容電路之間，以及該第四開關耦接於該第二輸入節點與該第四電阻電容電路之間。
  4. 如請求項1之傳送端電路，其中，該第一阻抗匹配電路包含一第一電阻及一第二電阻，該第二阻抗匹配電路包含一第三電阻及一第四電阻，該第一電阻耦接於該第一輸出級與該第一傳送節點之間，該第二電阻耦接於該第一輸出級與該第二傳送節點之間，該第三電阻耦接於該第二輸出級與該第三傳送節點之間，以及該第四電阻耦接於該第二輸出級與該第四傳送節點之間。
  5. 如請求項1之傳送端電路，其中，該第一阻抗匹配電路及該第二阻抗匹配電路不包含開關。
  6. 一種傳送端電路，具有一第一傳送節點、一第二傳送節點、一第三傳送節點及一第四傳送節點，該傳送端電路包含：一運算放大器；一第一輸出級，耦接該運算放大器；一第一電阻電容網路，耦接於該第一輸出級；一第一開關群組，耦接於該第一電阻電容網路與該運算放大器之一對輸入端之間； 一第一阻抗匹配電路，耦接該第一輸出級、該第一傳送節點及該第二傳送節點；一第二輸出級，耦接該運算放大器；一第二電阻電容網路，耦接於該第二輸出級；一第二開關群組，耦接於該第二電阻電容網路與該運算放大器之該對輸入端之間；一第二阻抗匹配電路，耦接該第二輸出級、該第三傳送節點及該第四傳送節點；一共模迴授電路；一第一開關，耦接於該共模迴授電路與該第一輸出級之間；以及一第二開關，耦接於該共模迴授電路與該第二輸出級之間。
  7. 如請求項6之傳送端電路，其中，該第一電阻電容網路包含一第一電阻電容電路及一第二電阻電容電路，該第二電阻電容網路包含一第三電阻電容電路及一第四電阻電容電路。
  8. 如請求項7之傳送端電路，其中，該運算放大器之該對輸入端包含一第一輸入端及一第二輸入端，該第一開關群組包含一第三開關及一第四開關，該第二開關群組包含一第五開關及一第六開關，該第三開關耦接於該運算放大器之該第一輸入端與該第一電阻電容電路之間，該第四開關耦接於該運算放大器之該第二輸入端與該第二電阻電容電路之間，該第五開關耦接於該運算放大器之該第一輸入端與該第三電阻電容電路之間，以及該第六開關耦接於該運算放大器之該第二輸入端與該第四電阻電容電路之間。
  9. 如請求項6之傳送端電路，其中，該第一阻抗匹配電路包含一第一電阻及一第二電阻，該第二阻抗匹配電路包含一第三電阻及一第四電阻，該第一電阻耦接於該第一輸出級與該第一傳送節點之間，該第二電阻耦接於該第一輸出級與該第二傳送節點之間，該第三電阻耦接於該第二輸出級與該第三傳送節點之間，以及該第四電阻耦接於該第二輸出級與該第四傳送節點之間。
  10. 如請求項6之傳送端電路，其中，該第一阻抗匹配電路及該第二阻抗匹配電路不包含開關。
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