[发明专利]负载检测阻抗匹配缓冲器

说明书

背景

领域

本专利申请涉及线驱动器，尤其涉及有源阻抗匹配的传输电缆驱动器。

背景

尽管使用无线的通信应用的范围持续增大，但还是存在硬接线传输线或电缆保持使用的实例和应用。示例原因包括确实存在其中用于无线通信的装置可能不可获得、或者可能不切实际或没有成本效率的应用。

关于由传输电缆进行的通信存在质量度量，一个度量是从电缆一端的通信信号源向该电缆另一端的目的地（通常为通信信号接收机）传递能量的效率。存在各种用于改进此类效率的已知手段。这些手段例如包括具有良好质量电介质的高传导性传输电缆以使电阻性功率损耗（即，功率在发热中损耗而不是被递送给负载）最小化。另一个已知手段是维持驱动传输电缆的输出放大器（例如也称为“缓冲器”、“线驱动器”或“驱动缓冲器”）的输出阻抗与传输电缆的特性阻抗之间的匹配，以及与电缆的终端处的负载的阻抗（通常称为“负载阻抗”）的匹配。此种匹配获得了负载处耗散的功率与源中耗散的功率之比的最大效率，并使得来自信号能量从负载向源和/或从沿电缆长度的位置向源反射回去的功率损耗最小化。阻抗匹配藉以降低此类功率损耗的电磁波传播的原理是众所周知的，并且因此除了与理解本实施例的方面有关的地方，进一步详细描述被省略。

常规线驱动器由此通常被设计和构建有至少在可接受范围内匹配于期望负载阻抗的输出阻抗。为了提供适应性并且为了更好地维持实际安装的传输线系统中的功率传递效率，常规线驱动器可包括用于自动调节其输出阻抗的装置。然而，通常此自动阻抗调节需要附加电路系统，并且这在芯片有效面积和功耗方面具有成本。

潜在地放大用于自动可调节输出阻抗的电路系统的成本是与将信号驱动到传输电缆中有关的其他目的和目标，每个传输电缆在芯片有效面积方面和芯片功耗方面具有分开的成本。

概述

以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对此类方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在标识出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以作为稍后给出的更加详细的描述之序。

连同其他特征和益处，各种示例性实施例包括，在采用为降低开销的重要组件共享的电路安排中具有自动阻抗匹配并具有负载检测的组合线驱动器/电缆检测器装置。

连同其他特征和益处，各种示例性实施例进一步包括具有自动阻抗匹配和负载检测的组合线驱动器/电缆检测器装置，并且其进一步能够操作并且在一方面检测负载终接的传输电缆的连接或断开而不论该装置正在各种加电和电源模式中的哪种电源模式中工作，这些模式包括但不限于上电模式、一个或多个休眠模式、或者一个或多个电源崩溃模式。

此外，连同其他特征，各种示例性实施例包括组合线驱动器/电缆检测器装置，其具有自动阻抗匹配和负载检测，能够检测负载终接的传输电缆的连接和断开，并且进一步，该装置包括减少传输电缆连接或断开的误检的防反跳特征。

根据一个示例实施例，阻抗匹配负载检测线驱动器可包括可在耦合至主电源轨上的电源电压的上电状态与响应于给定休眠状态信号的休眠状态之间切换的缓冲器放大器，该缓冲器放大器具有信号输入、反馈输入、耦合至输出节点以用于耦合至给定负载的信号输出，耦合在该输出节点和该反馈输入之间的反馈电阻器。一个示例实施例还可包括第一比较器，其在缓冲器放大器处于上电状态时基于反馈电阻器处的电压生成与给定负载是否耦合至输出节点相对应的第一负载检测信号。一个示例实施例还可包括检测电流源，其在缓冲器放大器处于休眠状态时将检测电流注入到输出节点中，并在主电源轨崩溃期间将检测电流注入到输出节点中，以在输出节点上产生与负载是否被耦合至输出节点相对应的电压。一个示例实施例可进一步包括第二比较器，其在检测电流被注入到输出节点中时基于输出节点处结果所得的电压生成第二负载检测信号，第二负载检测信号指示在缓冲器放大器处于休眠状态时该负载是否被耦合至输出节点以及在主电源轨崩溃期间该负载是否被耦合至输出节点。

在一方面，根据一个示例实施例的负载检测信号生成电路可包括防反跳电路，该防反跳电路具有耦合至比较器的输出的输入，以基于比较器的输出的状态改变与改变后的状态具有满足给定历时准则的给定连续历时的组合来生成负载检测信号。