一种用于USB 的发送器制造技术

本发明专利技术提供一种用于USB的发送器，包括：预驱动偏置电路、预驱动电路以及驱动级电路；其中，所述预驱动偏置电路用于产生所述预驱动电路的偏置信号，并控制所述驱动级电路输出的驱动信号的上升沿和下降沿交点的范围；所述预驱动电路用于接收数据信号并受所述偏置信号的控制输出驱动所述驱动级电路的预驱动信号；所述驱动级电路用于接收所述预驱动信号，并控制所述驱动信号的上升时间和下降时间。本发明专利技术采用了密勒反馈的方法控制信号的上升下降沿，使得在不同负载条件下，上升时间和下降时间在75ns～300ns之间；采用工艺角和电源电压补偿的偏置电路偏置预驱动电路，使得上升沿和下降沿的交点在1.3V～2.0V之间；通过两者的结合能够很好的满足USB2.0协议的要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及大规模模拟集成电路设计领域，特别是涉及一种基于USB的低速和全速发送器。
技术介绍
USB(Universal Serial Bus,通用串行总线)是近几年逐步在PC领域广为应用的新型接口技术。USB接口具有传输速度更快，接口简单、应用方便、支持热插拔以及能连接多个设备的特点。目前已经在各类外部设备中广泛的被采用。目前USB接口有三种：USB1.1和USB2.0，以及近年来出现的USB3.0。理论上USB1.1的传输速度可以达到12Mbps，而USB2.0则可以达到速度480Mbps，并且可以向下兼容USB1.1。传统的USB LFS TX(Low Full Speed Transmit，低速和全速发送器)有三种：第一种是直接调整驱动级的输出电阻来控制上升沿和下降沿，优点是信号上升沿和下降沿的交点(Cross Point)比较稳定，缺点是上升时间和下降时间随负载变化，难以满足要求；第二种是采用分级打开的方式来控制上升沿和下降沿，优点是对于高速信号上升沿和下降沿的交点以及上升时间和下降时间的控制都比较好，缺点是对于低速信号上升沿和下降沿的交点和上升下降时间的控制不理想；第三种是采用密勒反馈电容的方法来控制上升时间和下降时间，优点是上升时间和下降时间控制的很好，而且不随负载变化，缺点是信号上升沿和下降沿的交点随工艺和电源电压的变化很大，不能满足要求。上述三种方法各有优缺点，没有一种结构能够能很好的满足USB2.0协议的要求。因此，如何设计一种能较好满足USB2.0协议要求的基于USB的低速和全速发送器是本领域技术人员亟待解决的问题。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种用于USB的发送器，用于解决现有技术中USB低速和全速发送器对信号的上升沿和下降沿的交点以及上升时间和下降时间的控制不能同时兼顾的问题。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种用于USB的发送器，所述用于USB的发送器至少包括：预驱动偏置电路、预驱动电路以及驱动级电路；其中，所述预驱动偏置电路连接于所述预驱动电路的控制端，用于产生所述预驱动电路的偏置信号，进而控制所述驱动级电路输出的驱动信号的上升沿和下降沿交点的范围；所述预驱动电路连接于所述驱动级电路的输入端，用于接收数据信号并受所述偏置信号的控制输出驱动所述驱动级电路的预驱动信号；所述驱动级电路，用于接收所述预驱动信号，并控制所述驱动信号的上升时间和下降时间。优选地，所述预驱动偏置电路包括运算放大器、第一电阻、第二电阻、第一MOS管以及第二MOS管，其中，所述运算放大器的正输入端连接于一参考电压，负输入端连接于所述运算放大器的输出端；所述第一电阻连接于所述运算放大器的输出端，另一端连接于所述第一MOS管的漏端；所述第一MOS管的源端连接于电源，栅端连接于所述第一MOS管的漏端；所述第二电阻连接于所述运算放大器的输出端，另一端连接于所述第二MOS管的漏端；所述第二MOS管的源端接地，栅端连接于所述第二MOS管的漏端。更优选地，所述参考电压为内部预设值。更优选地，所述第一MOS管为PMOS，所述第二MOS管为NMOS。优选地，所述预驱动电路包括第三MOS管、第四MOS管、第五MOS管以及第六MOS管，其中，所述第三MOS管的源端连接于电源，栅端连接于第一偏置信号；所述第四MOS管的源端连接于所述第三MOS管的漏端；所述第四MOS管的栅端与所述第五MOS管的栅端相连，并接收所述数据信号；所述第四MOS管的漏端与所述第五MOS管的漏端相连，并输出所述预驱动信号；所述第六MOS管的漏端连接于所述第五MOS管的源端，栅端连接于第二偏置信号，源端接地。更优选地，所述第三MOS管及所述第四MOS管为PMOS，所述第五MOS管及所述第六MOS管为NMOS。优选地，所述驱动级电路包括第一开关、第二开关、第三开关、第四开关、第七MOS管、第八MOS管、第三电阻以及电容，其中，所述第一开关的一端连接于所述第七MOS管的栅端，另一端连接于所述第二开关，并作为所述驱动级电路的输入端，所述第二开关的另一端连接于所述第八MOS管的栅端；所述第三开关的一端连接于电源，另一端连接于所述第七MOS管的栅端；所述第四开关的一端接地，另一端连接于所述第八MOS管的栅端；所述第七MOS管的源端连接于电源，所述第八MOS管的源端接地，所述第七MOS管的漏端与所述第八MOS管的漏端相连，并连接于所述第三电阻；所述第三电阻的另一端作为所述驱动级电路的输出端，并通过所述电容反馈至所述驱动级电路的输入端。更优选地，所述第七MOS管为PMOS，所述第八MOS管为NMOS。优选地，所述驱动信号的上升沿和下降沿交点的范围为1.3V～2.0V。优选地，所述驱动信号的上升时间和下降时间设置为75ns～300ns。如上所述，本专利技术的用于USB的发送器，具有以下有益效果：本专利技术的用于USB的发送器是在密勒反馈电容方法的基础上改进而来，采用了密勒反馈的方法控制信号的上升下降沿，使得在不同负载条件下，上升时间和下降时间在75纳秒到300纳秒之间；采用工艺角和电源电压补偿的偏置电路偏置预驱动电路，使得上升沿和下降沿的交点在1.3伏到2.0伏之间。本专利技术的用于USB的发送器能够很好的满足USB2.0协议的要求。附图说明图1显示为本专利技术的用于USB的发送器示意图。元件标号说明1                   用于USB的发送器11                  预驱动偏置电路111                 运算放大器12                  预驱动电路13                  驱动级电路VREF                参考电压DATA                数据信号AVDD                电源AVSS                地具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。请参阅图1。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本专利技术的基本构想，遂图式中仅显示与本专利技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于USB的发送器，其特征在于，所述用于USB的发送器至少包括：预驱动偏置电路、预驱动电路以及驱动级电路；其中，所述预驱动偏置电路连接于所述预驱动电路的控制端，用于产生所述预驱动电路的偏置信号，进而控制所述驱动级电路输出的驱动信号的上升沿和下降沿交点的范围；所述预驱动电路连接于所述驱动级电路的输入端，用于接收数据信号并受所述偏置信号的控制输出驱动所述驱动级电路的预驱动信号；所述驱动级电路，用于接收所述预驱动信号，并控制所述驱动信号的上升时间和下降时间。

【技术特征摘要】
1.一种用于USB的发送器，其特征在于，所述用于USB的发送器至少包括：
预驱动偏置电路、预驱动电路以及驱动级电路；
其中，所述预驱动偏置电路连接于所述预驱动电路的控制端，用于产生所述预驱动电
路的偏置信号，进而控制所述驱动级电路输出的驱动信号的上升沿和下降沿交点的范围；
所述预驱动电路连接于所述驱动级电路的输入端，用于接收数据信号并受所述偏置信
号的控制输出驱动所述驱动级电路的预驱动信号；
所述驱动级电路，用于接收所述预驱动信号，并控制所述驱动信号的上升时间和下降
时间。
2.根据权利要求1所述的用于USB的发送器，其特征在于：所述预驱动偏置电路包括运算
放大器、第一电阻、第二电阻、第一MOS管以及第二MOS管，其中，所述运算放大器
的正输入端连接于一参考电压，负输入端连接于所述运算放大器的输出端；所述第一电阻
连接于所述运算放大器的输出端，另一端连接于所述第一MOS管的漏端；所述第一MOS
管的源端连接于电源，栅端连接于所述第一MOS管的漏端；所述第二电阻连接于所述运
算放大器的输出端，另一端连接于所述第二MOS管的漏端；所述第二MOS管的源端接
地，栅端连接于所述第二MOS管的漏端。
3.根据权利要求2所述的用于USB的发送器，其特征在于：所述参考电压为内部预设值。
4.根据权利要求2所述的用于USB的发送器，其特征在于：所述第一MOS管PMOS，所述
第二MOS管为NMOS。
5.根据权利要求1所述的用于USB的发送器，其特征在于：所述预驱动电路包括第三MOS
管、第四MOS管、第五MOS管以及第六MOS管，其中，所述第三MOS管的源端连接
于电源，栅端连接于第一偏置信号；所述第四MOS管的源端连接于所述第三MOS管的
漏端...

【专利技术属性】
技术研发人员：张旻琦，黄志忠，肖轶，苏杰，庞振洋，
申请(专利权)人：芯原微电子上海有限公司，芯原微电子北京有限公司，芯原微电子成都有限公司，芯原股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31