差分总线接收器制造技术

公开了用于总线接收器的系统、设备、方法和技术，总线接收器可操作为提供对应于在双导体数据总线上所提供电压差分的数据输出。在一个示例中，总线接收器包括四象限输入电路以及耦合至四象限输入电路的增益级。在各个示例中，四象限输入电路可操作为基于存在于双导体数据总线上的共模电压而提供共模电流补偿。

Differential bus receiver

A system, device, method and technique for bus receiver are disclosed, and the bus receiver can be used to provide data output corresponding to the voltage differential provided on the dual conductor data bus. In one example, the bus receiver consists of a four quadrant input circuit and a gain stage coupled to the four quadrant input circuit. In each example, the four quadrant input circuit is operable to provide common mode current compensation based on the common mode voltage present on the dual conductor data bus.

【技术实现步骤摘要】
差分总线接收器
本公开涉及双导体电子通信系统和技术，并且更特别地涉及接收器电路以及利用双导体总线结构从通信系统接收数据传输的方法。
技术介绍
在各个通信和计算机系统中，串行通信用于在通信总线之上发射数据。在串行通信系统中，依次每次发送一位数据至通信总线上，并且随后以相同顺序耦合至通信总线的一个或多个设备以接收所发送的数据。存在可应用于串行通信系统的许多不同标准和协议。作为串行总线通信协议的示例，“受控区域网络”(缩写“CAN”)是专用于可以用于在实时控制应用中连接微控制器、传感器和致动器的串行总线系统的标准。CAN协议的版本是高速CAN(缩写“HS-CAN”)，并且专用于基于双导体差分网络的通信系统。在各个示例中，双导体差分网络包括双绞线电缆作为总线。耦合至双导体CAN网络或HS-CAN网络的设备称作CAN节点。CAN系统要求至少两个CAN节点耦合至CAN网络。通过在CAN总线的两个导体之间提供电压差分的两个不同等级而在CAN或HS-CAN上通信发送数据，两个导体称作CAN高线和CAN低线。在各个示例中，CAN总线和HS-CAN总线视作是非归零(NRZ)的总线系统。提供在CAN高线和CAN低线之间的第一差分电压水平表示第一数据状态或数据位，称作“隐性”状态，并且表示逻辑“1”，以及不同于第一差分电压水平并称作“显性”状态的第二差分电压水平表示逻辑“0”。在各个示例中，用于CAN总线通信中被称作“CAN-FD”的通信协议允许高达5兆比特/秒的数据传输速率。
技术实现思路
在一个示例中，本公开涉及一种设备，包括：包括四象限输入电路的总线接收器，四象限输入电路包括第一电流输入端、第二电流输入端、以及共模电流输入端，其中四象限输入电路被配置用于在第一电流输入端处接收第一电流，在第二输入端处接收第二电流，以及在共模电流输入端处接收共模电流，基于共模电流来补偿第一电流和第二电流，基于在对于共模电流所补偿的第一电流和第二电流之间差分电流而输出第一差分电压，以及基于对于共模电流所补偿的第一电流和第二电流之间差分电流而输出第二差分电压；以及耦合至四象限输入电路的增益级，其中增益级被配置为接收第一差分电压和第二差分电压，基于第一差分电压产生第一电流输出，基于第二差分电压产生第二电流输出，以及输出包括第一电流输出和第二电流输出的相加电流。在另一示例中，本公开涉及一种方法，包括在包括四象限输入电路的总线接收器处接收第一输入电流、第二输入电流和共模电流，使用四象限输入电路基于接收到的共模电流而补偿第一输入电流和第二输入电流，基于在第一输入电流和第二输入电流之间的差分电流而产生第一差分电压作为来自四象限输入电路的输出，基于在第一输入电流和第二输入电流之间的差分电流而产生第二差分电压作为来自四象限输入电路的输出，基于第一差分电压产生第一输出电流、基于第二差分电压产生第二输出电流，在相加电流输出节点处产生包括第一输出电流和第二输出电流的相加电流输出，其中相加电流表示在第一输入电流和第二输入电流之间的差分电流。在另一示例中，本公开涉及一种系统，包括：包括四象限输入电路的总线接收器，四象限输入电路包括第一电流输入端和第二电流输入端；其中四象限输入电路被配置为在第一电流输入端处接收第一电流，在第二输入端处接收第二电流，以及基于在第一电流和第二电流之间的差分电流而输出第一差分电压和第二差分电压，对于共模电流补偿第一差分电压和第二差分电压；耦合至四象限输入电路的有源增益输入级，有源增益输入级包括耦合至电压输入差分电路的第一输入端；第二输入端，耦合至可操作为提供偏置以控制多个输出半导体偏置的偏置电路，多个输出半导体控制了四象限输入电路的多个输出；耦合至共模偏置电路的第一有源增益级；以及耦合至共模偏置电路的第二有源增益级，其中有源增益级可操作为通过使用第一有源增益输出驱动共模偏置电路以允许当在第一电流输入端和第二电流输入端之间存在负共模电流时提供电流至第一电流输入端和第二电流输入端而提供共模补偿；以及通过使用第二有源增益输出驱动共模偏置电路以允许当在第一电流输入端和第二电流输入端之间存在正共模电流时从第一电流输入端和从第二电流输入端吸收电流而提供共模电流补偿。附图说明图1是示出了根据本公开一个或多个方面的示例性通信系统的框图。图2是示出了根据本公开一个或多个方面的示例性通信系统的一部分的框图。图3示出了根据在本公开中所述一个或多个示例性技术的协议模型的概念图。图4是示出了根据本公开一个或多个方面的总线接收器系统的示意图。图5是示出了根据本公开一个或多个方面的总线接收器系统的示意图。图6是根据本公开一个或多个方面的四象限输入电路的示意图。图7是根据本公开一个或多个方面的四象限输入电路的示意图。图8是根据本公开第一个或多个方面的总线接收器系统的示意图。图9是根据本公开的一个或多个方面的四象限输入电路的示意图。图10是根据本公开一个或多个方面的总线接收器系统的示意图。图11是根据本公开中所述一个或多个技术的示例性电子参数的示意图。图12是示出了根据本公开中所述技术的各个方法的流程图。具体实施方式图1是示出了根据本公开一个或多个方面的示例性通信系统100的框图。如图所示，通信系统100包括总线130以及多个节点110、112至120。在各个示例中，总线130是高速CAN总线(HS-CAN)。在各个示例中，总线130包括双绞线(twisted-pair)总线结构。然而，总线130不限于任何特定类型总线，并且包括双导体总线结构的任何总线结构可以表示为如总线130所示。在各个示例中，总线130包括第一导体132(例如导线)和第二导体134(例如导线)，其中第一导体132和第二导体134是在第一终端136以及与第一终端138相对的第二端138处接合的分立导体。在各个示例中，终端136和138均由电阻性负载构成。在各个示例中，终端136和138均包括120欧姆电阻性负载。可以理解，其他类型总线系统要求不同类型的终端，不同数目的终端，或者在一些情形中不要求终端，并且在这些系统中终端136和终端138可以存在或不存在。在通信系统100是HS-CAN总线系统的示例中，第一导体132被称作CAN-H(高)导体，以及第二导体134被称作CAN-L(低)导体，以及节点110、112至120被称作CAN节点。然而，通信系统100不限于节点110、112至120是CAN节点，以及节点110、112至120可以是可以耦合至符合总线130被设计用于在其内操作的通信系统和信号传输协议的总线系统的任何类型设备。如图所示，每个节点110、112至120具有耦合至第一导体132的第一柱(stub)连接器，以及耦合至第二导体134的第二柱连接器。柱连接器140表示将节点110耦合至第一导体134的第一柱连接器。柱连接器141表示将节点110耦合至第二连接器132的第二柱连接器。节点112至120均类似地通过一组柱连接器(142、143用于节点112，150、151用于节点120)耦合至总线130。在各个示例中，每个柱连接器独特并分立地耦合至被耦合至总线130和导体132或134的一个且仅一个的单个节点，并且其中柱连接器不由两个或更多节点共用。在各个示例中，总线130是HS-CAN总线本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种设备，包括：总线接收器，包括四象限输入电路，所述四象限输入电路包括第一电流输入端、第二电流输入端、以及共模电流输入端，其中所述四象限输入电路被配置为在所述第一电流输入端处接收第一电流，在所述第二输入端处接收第二电流，以及在所述共模电流输入端处接收共模电流，基于所述共模电流补偿所述第一电流和所述第二电流，基于针对所述共模电流补偿的所述第一电流和所述第二电流之间的电流中的差异输出第一差分电压，以及基于针对所述共模电流补偿的所述第一电流和所述第二电流之间的电流中的所述差异输出第二差分电压；以及增益级，耦合至所述四象限输入电路，其中所述增益级被配置为接收所述第一差分电压和所述第二差分电压，基于所述第一差分电压产生第一电流输出，基于所述第二差分电压产生第二电流输出，以及输出包括所述第一电流输出和所述第二电流输出的相加电流。

【技术特征摘要】
2016.04.05 US 15/091,3371.一种设备，包括：总线接收器，包括四象限输入电路，所述四象限输入电路包括第一电流输入端、第二电流输入端、以及共模电流输入端，其中所述四象限输入电路被配置为在所述第一电流输入端处接收第一电流，在所述第二输入端处接收第二电流，以及在所述共模电流输入端处接收共模电流，基于所述共模电流补偿所述第一电流和所述第二电流，基于针对所述共模电流补偿的所述第一电流和所述第二电流之间的电流中的差异输出第一差分电压，以及基于针对所述共模电流补偿的所述第一电流和所述第二电流之间的电流中的所述差异输出第二差分电压；以及增益级，耦合至所述四象限输入电路，其中所述增益级被配置为接收所述第一差分电压和所述第二差分电压，基于所述第一差分电压产生第一电流输出，基于所述第二差分电压产生第二电流输出，以及输出包括所述第一电流输出和所述第二电流输出的相加电流。2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述四象限输入电路进一步包括：第一偏置电路，耦合至所述共模电流输入端；第一半导体(PH)，将所述第一电流输入端耦合至电压源并且可操作为提供电流至所述第一电流输入端；以及第二半导体(PL)，将所述第二电流输入端耦合至所述电压源并且可操作为提供电流至所述第一电流输入端，其中所述第一偏置电路被配置为确定负电流在所述共模电压输入端处出现，并且当出现所述负电流时，偏置所述第一半导体(PH)以从所述电压源提供电流至所述第一电流输入端以及偏置所述第二半导体(PL)以从所述电压源提供电流至所述第二电流输入端。3.根据权利要求2所述的设备，其中，偏置所述第一半导体器件(PH)包括偏置所述第一半导体(PH)以将与在所述共模电流输入端处出现的所述负电流匹配的电流提供至所述第一电流输入端，并且偏置所述第二半导体(PL)包括偏置所述第二半导体(PL)以将与在所述共模电流输入端处出现的所述负电流匹配的电流提供至所述第二电流输入端。4.根据权利要求2所述的设备，其中，所述四象限输入电路进一步包括：第三半导体(NH)，将所述第一电流输入端耦合至接地并且可操作为从所述第一电流输入端吸收电流；以及第四半导体(NL)，将所述第二电流输入端耦合至接地并且可操作为从所述第二电流输入端吸收电流，其中所述第一偏置电路被配置为确定正电流在所述共模电压输入端处出现，以及其中当所述正电流出现时，偏置所述第三半导体(NH)以从所述第一电流输入端吸收电流，以及偏置所述第四半导体(NL)以从所述第二电流输入端吸收电流。5.根据权利要求4所述的设备，其中，偏置所述第三半导体(NH)包括偏置所述第三半导体(NH)以从所述第一电流输入端吸收与在所述共模电流输入端处出现的所述正电流匹配的电流，以及其中偏置所述第四半导体(NL)包括偏置所述第四半导体(PL)以从所述第二电流输入端吸收与在所述共模电流输入端处出现的所述正电流匹配的电流。6.根据权利要求1所述的设备，其中，所述四象限输入电路进一步包括：第一电流源，将所述第一电流输入端耦合至接地，所述第一电流源可操作为从所述第一电流输入端吸收电流；以及第二电流源，将所述第二电流输入端耦合至电压源，所述第二电流源可操作为从所述电压源提供电流至所述第二电流输入端，其中所述第一电流源可操作为吸收被提供至所述第一电流输入端的任何量的电流直至第一阈值电流水平，以及所述第二电流源可操作为发源电流至所述第二电流输入端，从而在所述第二电流输入端处的电流水平不小于所述第一阈值电流水平，以及其中所述第一阈值电流水平被设置为当在所述第一输入端和所述第二输入端处的电流之间的所述差异小于所述第一阈值电流水平时，使得所述第一差分电压和所述第二电压差分提供负电压差分，以及当在所述第一输入端和所述第二输入端处的电流之间的所述差异大于所述第一阈值电流水平时，使得所述第一差分电压和所述第二电压差提供正电压差分。7.根据权利要求1所述的设备，其中，所述四象限输入电路进一步包括：第二偏置电路，包括在电压源与接地之间耦合的设备的串联组串；第一输出半导体，将所述第一电流输入端耦合至所述四象限输入电路的第一输出端；第二输出半导体，将所述第一电流输入端耦合至所述四象限输入电路的第二输出端；第三输出半导体，将所述第二电流输入端耦合至所述四象限输入电路的第三输出端；以及第四输出半导体，将所述第二电流输入端耦合至所述四象限输入电路的第四输出端，其中所述第二偏置电路可操作为提供第一输出偏置电压至所述第一输出半导体和所述第三输出半导体，以及提供第二输出偏置电压至所述第二输出半导体和所述第四输出半导体。8.根据权利要求7所述的设备，其中，所述第二偏置电路进一步包括：P缺乏型半导体，将所述电压源耦合至所述设备的所述串联组串；以及N缺乏型半导体，将所述设备的所述串联组串耦合至接地；其中所述P缺乏型半导体和所述N缺乏型半导体可操作为基于在所述四象限输入电路的操作温度的改变而调节流过设备的所述串联组串的电流以及由此调节所述第一输出偏置电压和所述第二输出偏置电压，以补偿所述操作温度的改变。9.根据权利要求1所述的设备，其中，所述四象限输入电路包括一个或多个半导体，所述一个或多个半导体包括薄栅技术。10.根据权利要求1所述的设备，其中，所述增益级包括：第一跨导放大器，可操作为接收由所述四象限输入电路提供的所述第一差分电压以及基于所述第一差分电压提供第一增益级输出电流；第二跨导放大器，可操作为接收由所述四象限输入电路提供的所述第二差分电压，以及基于所述第二差分电压提供第二增益级输出电流；相加电流输出节点，耦合至所述第一跨导放大器和所述第二跨导放大器，其中所述相加电流输出节点可操作为接收所述第一增益级输出电流和所述第二增益级输出电流，并且基于所述第一输出电流提供所述相加电流输出以及用于接收第二输出电流。11.根据权利要求10所述的设备，其中所述第一跨导放大...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·欣德雷，D·阿斯特罗姆，E·皮赫特，
申请(专利权)人：英飞凌科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE