通信总线系统的制作方法
专利名称：通信总线系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及通信总线系统，它包括用来传输不同总线信号的一对导线。该系统包括由所述一对导线连接的第一站和第二站。该系统起码可选择低速方式和高速方式之一来进行操作。第一站和第二站通过所述一对导线相互通信、以便控制高速方式和低速方式之间的转换。例如，当所述导线是USB(通用串行总线)连接的一部分时，在低速方式下采用USB协议就可以实现这一点。
第一站包含驱动电路，用来在所述一对导线上驱动电信号。第二站包含用来接收信号的接收电路。第二站还包含阻抗电路和所述一对导线与阻抗电路之间的阻抗连接电路。阻抗连接电路分别在高速方式和低速方式下把阻抗电路连接到所述一对导线。
在高速方式下，阻抗电路向所述一对导线提供与所述一对导线的传输线阻抗基本上匹配的阻抗。所述一对导线最好在电屏蔽层包围下延伸。在那种情况下，传输线阻抗主要包含屏蔽层和所述一对导线中每一根导线之间的阻抗分量。阻抗电路在两根导线中各导线和交流耦合到屏蔽层的公共点之间产生两种阻抗。
在高速方式下，阻抗电路确保基本上没有来自第二站的反向传输线反射。这使得有可能在高速方式下使用具有甚高信号频率分量的系统。另一方面，在低速方式下，没有(很低)阻抗连接到所述导线，因此，低速方式的技术规范节省功率消耗并确保兼容性。
为了使接收电路能正常工作，公共点最好保持在与接收电路参考电位不同的偏置电位，就是通常的屏蔽层电位。另外，所述偏置电位可用来观测正在高速方式下实际操作的第二站，使得第一站可以转换到所述方式和回到低速方式为此，偏置电压源设置在公共点和屏蔽层之间。使用一个偏压电源借助所述公共点来确定所述一对导线中两根导线的偏置电压确保了两根导线之间偏置电压的对称性。这使接收信号更加可靠。
第二站最好包含连接在第一点和第二点之间的第三开关，第一点位于第一电阻和第一开关之间。第二点位于第二电阻和第二开关之间。同第一和第二开关一样，第二站控制第三开关，使得第三开关在高速方式下导通而在低速方式下不导通。
图1示出一种通信总线系统图1的系统包括第一站10，第二站14和所述一对导线12a-b。第一站10通过所述一对导线12a,b连接到第二站14，所述一对导线在屏蔽层16中延伸。
第二站14包括与导线12a,b连接的接收电路140，阻抗电路144a,b，阻抗开关电路142，146a,b,147和偏置电压源149。
阻抗连接电路142，146a,b,147包括指令电路142和第一与第二开关146a,b。阻抗电路144a,b包括第一和第二电阻144a,b；通过第一开关146a和第一电阻144a连接到所述一对导线中的第一导线12a的公共点148，所述公共点148顺序地通过第二开关146b和第二电阻144b连接到所述一对导线中的第二导线12b。
例如，当所述各导线中每根导线与屏蔽层之间的传输线阻抗为45欧时，两个电阻144a,b的阻值大致是45欧。
第二站14这样控制第一和第二开关144a,b，使得它们在高速方式下导通而在低速方式下不导通。因此，在高速方式下在由导线12a,b和屏蔽层16构成的传输线的未端看到匹配的(低)阻抗，并且，在高速方式下，在导线12a,b处的电压的共模被保持在由电压源149确定的偏压电平上。导线12a,b之间的阻抗不对称。通过把电压源149共同地用于两根导线12a,b，来实现导线12a,12b上的直流电压和这些电压和阻抗的频率依赖性。电压源149最好是稳压的，使得高速方式下导线12a,b的共模电压被稳定在预定的偏压值。
图1中显示对应于低速方式的开关状态。在低速方式下，第二站14最好通过导线12a,b、利用接收电路140接收信号。接收到的信号送到指令电路142，后者解释这些信号以便确定它们是否隐含转换到高速方式的指令(例如，可以用编程的微控制器来实现指令电路)。假定如此，则只要第二站14保持在高速方式下，指令电路142就控制所述开关、使其导通。
因此，由第一站10例如利用已知的USB协议发送的指令控制两种方式之间的转换。通过监测导线12a,b相对于屏蔽层的共模电压，第一站可以探测第二站是否已经转换到高速方式。
每个开关146a,b最好包括各自的MOS(IGFET)晶体管，其主电流通道连接在公共点和相关电阻之间；以及控制电极，其电位由第二站根据选择的方式确定。
第二站14最好包含连接在第一和第二点之间的第三开关147。所述第一点位于第一电阻144a和第一开关146a之间，所述第二点位于第二电阻144b和第二开关146b之间。同第一和第二开关146a,b一样，第二站14这样控制第三开关147，使得第三开关147在高速方式下导通而在低速方式下不导通。第三开关147最好也包括MOS(IGFET)晶体管，其主电流通道连接在公共点和相关电阻144a,b之间；以及控制电极，其电位由第二站14根据选择的方式确定。
第三开关147改进了电阻144a,b之间的连接，使得由电阻144a,b和开关提供的阻抗与导线12a,b的传输线阻抗更加匹配。这样就可以减小第一和第二开关12a,b中的缺陷的影响。
在另一个可供选择的实施例中，公共点148保持在屏蔽层16的电位，而且使用通道编码，后者确保导线12a,b上信号的直流分量在所述接收电路可以使用的范围内。
代替使用这种通道编码或与这种通道编码的结合，可以把公共点148连接到屏蔽层14，同时，偏置电压源连接在公共点148和接收电路140的参考电压点之间。
权利要求
1．一种通信总线系统，它包括第一站，第二站，和连接所述第一站和所述第二站的一对导线，所述第二站包括用来接收由所述第一站通过所述一对导线发送的各种信号的接收电路，所述系统至少可选择高速方式和低速方式之一进行操作，所述第二站包括连接在所述接收电路参考点和一个公共点之间的偏置电压源，第一电阻和第二电阻，第一开关和第二开关，所述公共接点分别通过第一和第二串联电路连接到所述导线中的第一和第二导线，所述第一串联电路顺序地包括所述公共点、所述第一开关、第一节点和所述第一电阻，所述第二串联电路顺序地包括所述公共点、所述第二开关、第二节点和所述第二电阻。
2．根据权利要求1的通信总线系统，其特征在于包括连接在所述第一和第二节点之间的第三开关，所述第二站控制所述第一，第二和第三开关，使它们在所述低速方式和高速方式下分别不导通和导通。
3．用于根据权利要求1的通信总线系统中的第二站。
全文摘要
通信总线系统包括用来传送各种总线信号的一对导线。第一站和第二站通过所述一对导线连接。该系统起码可选择高速方式和低速方式之一来进行操作。第二站包括电阻,每个电阻在所述一对导线和公共接点之间与一个开关串联。在高速模式下,阻抗连接电路把公共节点连接到所述一对导线。所述电阻向所述一对导线提供基本上和所述一对导线的传输线阻抗匹配的阻抗。公共点保持在不同于接收电路的参考电位的偏置电位。在把电阻连接到开关的各节点之间最好包含第三开关。第三开关和其他开关一起接通和断开。
文档编号G06F13/40GK1300396SQ00800201
公开日2001年6月20日 申请日期2000年1月13日 优先权日1999年2月25日
发明者M·E·科勒 申请人:皇家菲利浦电子有限公司
技术领域：
本发明涉及通信总线系统，它包括用来传输不同总线信号的一对导线。该系统包括由所述一对导线连接的第一站和第二站。该系统起码可选择低速方式和高速方式之一来进行操作。第一站和第二站通过所述一对导线相互通信、以便控制高速方式和低速方式之间的转换。例如，当所述导线是USB(通用串行总线)连接的一部分时，在低速方式下采用USB协议就可以实现这一点。
第一站包含驱动电路，用来在所述一对导线上驱动电信号。第二站包含用来接收信号的接收电路。第二站还包含阻抗电路和所述一对导线与阻抗电路之间的阻抗连接电路。阻抗连接电路分别在高速方式和低速方式下把阻抗电路连接到所述一对导线。
在高速方式下，阻抗电路向所述一对导线提供与所述一对导线的传输线阻抗基本上匹配的阻抗。所述一对导线最好在电屏蔽层包围下延伸。在那种情况下，传输线阻抗主要包含屏蔽层和所述一对导线中每一根导线之间的阻抗分量。阻抗电路在两根导线中各导线和交流耦合到屏蔽层的公共点之间产生两种阻抗。
在高速方式下，阻抗电路确保基本上没有来自第二站的反向传输线反射。这使得有可能在高速方式下使用具有甚高信号频率分量的系统。另一方面，在低速方式下，没有(很低)阻抗连接到所述导线，因此，低速方式的技术规范节省功率消耗并确保兼容性。
为了使接收电路能正常工作，公共点最好保持在与接收电路参考电位不同的偏置电位，就是通常的屏蔽层电位。另外，所述偏置电位可用来观测正在高速方式下实际操作的第二站，使得第一站可以转换到所述方式和回到低速方式为此，偏置电压源设置在公共点和屏蔽层之间。使用一个偏压电源借助所述公共点来确定所述一对导线中两根导线的偏置电压确保了两根导线之间偏置电压的对称性。这使接收信号更加可靠。
第二站最好包含连接在第一点和第二点之间的第三开关，第一点位于第一电阻和第一开关之间。第二点位于第二电阻和第二开关之间。同第一和第二开关一样，第二站控制第三开关，使得第三开关在高速方式下导通而在低速方式下不导通。
图1示出一种通信总线系统图1的系统包括第一站10，第二站14和所述一对导线12a-b。第一站10通过所述一对导线12a,b连接到第二站14，所述一对导线在屏蔽层16中延伸。
第二站14包括与导线12a,b连接的接收电路140，阻抗电路144a,b，阻抗开关电路142，146a,b,147和偏置电压源149。
阻抗连接电路142，146a,b,147包括指令电路142和第一与第二开关146a,b。阻抗电路144a,b包括第一和第二电阻144a,b；通过第一开关146a和第一电阻144a连接到所述一对导线中的第一导线12a的公共点148，所述公共点148顺序地通过第二开关146b和第二电阻144b连接到所述一对导线中的第二导线12b。
例如，当所述各导线中每根导线与屏蔽层之间的传输线阻抗为45欧时，两个电阻144a,b的阻值大致是45欧。
第二站14这样控制第一和第二开关144a,b，使得它们在高速方式下导通而在低速方式下不导通。因此，在高速方式下在由导线12a,b和屏蔽层16构成的传输线的未端看到匹配的(低)阻抗，并且，在高速方式下，在导线12a,b处的电压的共模被保持在由电压源149确定的偏压电平上。导线12a,b之间的阻抗不对称。通过把电压源149共同地用于两根导线12a,b，来实现导线12a,12b上的直流电压和这些电压和阻抗的频率依赖性。电压源149最好是稳压的，使得高速方式下导线12a,b的共模电压被稳定在预定的偏压值。
图1中显示对应于低速方式的开关状态。在低速方式下，第二站14最好通过导线12a,b、利用接收电路140接收信号。接收到的信号送到指令电路142，后者解释这些信号以便确定它们是否隐含转换到高速方式的指令(例如，可以用编程的微控制器来实现指令电路)。假定如此，则只要第二站14保持在高速方式下，指令电路142就控制所述开关、使其导通。
因此，由第一站10例如利用已知的USB协议发送的指令控制两种方式之间的转换。通过监测导线12a,b相对于屏蔽层的共模电压，第一站可以探测第二站是否已经转换到高速方式。
每个开关146a,b最好包括各自的MOS(IGFET)晶体管，其主电流通道连接在公共点和相关电阻之间；以及控制电极，其电位由第二站根据选择的方式确定。
第二站14最好包含连接在第一和第二点之间的第三开关147。所述第一点位于第一电阻144a和第一开关146a之间，所述第二点位于第二电阻144b和第二开关146b之间。同第一和第二开关146a,b一样，第二站14这样控制第三开关147，使得第三开关147在高速方式下导通而在低速方式下不导通。第三开关147最好也包括MOS(IGFET)晶体管，其主电流通道连接在公共点和相关电阻144a,b之间；以及控制电极，其电位由第二站14根据选择的方式确定。
第三开关147改进了电阻144a,b之间的连接，使得由电阻144a,b和开关提供的阻抗与导线12a,b的传输线阻抗更加匹配。这样就可以减小第一和第二开关12a,b中的缺陷的影响。
在另一个可供选择的实施例中，公共点148保持在屏蔽层16的电位，而且使用通道编码，后者确保导线12a,b上信号的直流分量在所述接收电路可以使用的范围内。
代替使用这种通道编码或与这种通道编码的结合，可以把公共点148连接到屏蔽层14，同时，偏置电压源连接在公共点148和接收电路140的参考电压点之间。
权利要求
1．一种通信总线系统，它包括第一站，第二站，和连接所述第一站和所述第二站的一对导线，所述第二站包括用来接收由所述第一站通过所述一对导线发送的各种信号的接收电路，所述系统至少可选择高速方式和低速方式之一进行操作，所述第二站包括连接在所述接收电路参考点和一个公共点之间的偏置电压源，第一电阻和第二电阻，第一开关和第二开关，所述公共接点分别通过第一和第二串联电路连接到所述导线中的第一和第二导线，所述第一串联电路顺序地包括所述公共点、所述第一开关、第一节点和所述第一电阻，所述第二串联电路顺序地包括所述公共点、所述第二开关、第二节点和所述第二电阻。
2．根据权利要求1的通信总线系统，其特征在于包括连接在所述第一和第二节点之间的第三开关，所述第二站控制所述第一，第二和第三开关，使它们在所述低速方式和高速方式下分别不导通和导通。
3．用于根据权利要求1的通信总线系统中的第二站。
全文摘要
通信总线系统包括用来传送各种总线信号的一对导线。第一站和第二站通过所述一对导线连接。该系统起码可选择高速方式和低速方式之一来进行操作。第二站包括电阻,每个电阻在所述一对导线和公共接点之间与一个开关串联。在高速模式下,阻抗连接电路把公共节点连接到所述一对导线。所述电阻向所述一对导线提供基本上和所述一对导线的传输线阻抗匹配的阻抗。公共点保持在不同于接收电路的参考电位的偏置电位。在把电阻连接到开关的各节点之间最好包含第三开关。第三开关和其他开关一起接通和断开。
文档编号G06F13/40GK1300396SQ00800201
公开日2001年6月20日 申请日期2000年1月13日 优先权日1999年2月25日
发明者M·E·科勒 申请人:皇家菲利浦电子有限公司
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