[发明专利]数据收发器、收发器系统及数据收发器的控制方法

说明书

本发明提供了一种数据收发器，包括：上拉电阻上拉电路，包括电源和上拉电阻；还包括通过具有寄生电容的数据线与上拉电阻连接的控制模块，控制模块包括电容充电电路、电容放电电路、电感电流保持电路、对地加强电路、包括多个开关的开关阵列和控制单元，多个开关设置在电容充电电路、电容放电电路、电感电流保持电路和对地加强电路中，控制单元包括时序发生器和数据建立状态探测器，时序发生器控制开关的通断，使得上拉电阻上拉电路、电容充电电路、电容放电电路、电感电流保持电路、对地加强电路通断。本发明利用电感快速、高效地驱高、驱低带上拉电阻的数据线，可以节约传统数据传输的寄生电容驱动耗散功率，降低上拉电阻上的能量消耗。

技术领域

本发明涉及数据收发领域，尤其是一种数据收发器、收发器系统及数据收发器的控制方法。

背景技术

在很多数据传输场合需要用到上拉电阻，比如说I2C协议的时钟及数据线都用到上拉电阻。再比如一些单线供电及传输数据场合，典型的为耳麦接口的线控应用，硬件上也需要上拉电阻。

传统的带上拉电阻的数据收发器中，利用上拉电阻驱高数据线的寄生电容，利用开漏的管子驱低数据线的寄生电容。由此数据的上升速率与上拉电阻的阻值及寄生电容的乘积成反比。如此，为了驱动较大的寄生电容就需要较小的上拉电阻，而较小的上拉电阻阻值会在数据线拉低时消耗较大的能量。另外，通过电阻及下拉管对数据线驱动到高电平及驱动到低电平，会在驱动寄生电容的过程中，消耗能量。假设数据逻辑高电平值为VH，寄生电容值为Cp，传输数据的频率为Fd，那么消耗在驱动过程中的功率为P＝Cp*VH*VH*Fd。

综上，由于上拉电阻的存在，会降低数据传输的速率。同时，系统直接通过电阻及下拉管对数据线驱动到高电平及驱动到低电平，会在驱动寄生电容的过程中，消耗能量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种数据收发器、收发器系统及数据收发器的控制方法，以解决带上拉电阻数据收发送器在发送数据时速度慢、耗能多的问题。且消除数据传输速率与R、C乘积的相关性。

为了达到上述目的，本发明提供了一种数据收发器，包括：上拉电阻上拉电路，包括电源和上拉电阻，所述电源与上拉电阻的一端连接，所述电源具有接地端；还包括通过数据线与上拉电阻另一端连接的控制模块，该数据线具有寄生电容，所述控制模块包括：

电容充电电路，包括第一充电电路和第二充电电路，通过所述第一充电电路或第二充电电路为寄生电容充电，所述第一充电电路中设置有能量储存器、所述电感和寄生电容，该能量储存器具有接地端，所述第二充电电路中设置有所述电感和寄生电容；

电容放电电路，包括第一放电电路和第二放电电路，通过所述第一放电电路或第二放电电路为寄生电容放电，所述第一放电电路中设置有所述能量储存器、电感和寄生电容，所述第二放电电路中设置有所述电感和寄生电容；

电感电流保持电路，用于保持电感中的电流；

对地加强电路，用于将所述寄生电容接地；

开关阵列，包括多个开关，多个所述开关设置在所述第一充电电路、第二充电电路、第一放电电路、第二放电电路、电感电流保持电路和对地加强电路中；

控制单元，包括时序发生器和用于探测所述寄生电容电压的数据建立状态探测器，所述时序发生器基于数据收发器的输入信号的电平跳变状态产生控制所述开关的通断，使得所述电容充电电路或电容放电电路导通或断开，所述时序发生器还在寄生电容充电至设定的第一电压时通过所述上拉电阻上拉电路维持工作寄生电容的电压，且使得电感电流保持电路工作，在寄生电容放电至设定的第二电压时控制开关以使对地加强电路工作，且使得电感电流保持电路工作。

进一步地，所述控制单元还包括用于探测电感电流的电流探测器，所述电流探测器分别与电感及时序发生器连接。