專利名稱：低電壓差動信號傳送裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種低電壓差動信號傳送裝置，尤指一種具有將輸出信號反饋補償，以提供穩定輸出功能的低電壓差動信號傳送裝置。
由于LVDS是一種速度高、功率低且可降低噪聲干擾的通用接口標準，適合用于高速數據傳輸，因此，以需要將數字影像信號調變成模擬影像信號，并高速地予以傳輸至數字式顯示屏幕的系統結構為例，即是LVDS傳輸技術的良好應用標的。
請參閱
圖1，其為一應用LVDS傳輸技術的數字式顯示系統結構示例圖；在圖1中，包括有一計算機主體10以及一顯示主體20(例如，為一LCD顯示器)。其中，該計算機主體10內部的一影像控制芯片101用以輸出一數字式影像信號S1至一公知低電壓差動信號傳送裝置102中，之后，借由該公知低電壓差動信號傳送裝置102的信號調變動作，以將該數字式影像信號S1調變成具有低信號擺幅(low-swing)的一模擬影像信號S10(例如，具有300mV～350mV的低電壓信號擺幅)，并通過一公知低電壓差動信號驅動電路1021，使該模擬影像信號S10輸出至一低電壓差動信號接收裝置201處。
由于，該低電壓差動信號接收裝置201中的輸入端處至少包括兩個串接的電阻(請先行配合參閱第二圖中標示R1、R2者，且例如，該兩電阻R1、R2可為兩個50歐姆電阻)，因此，該低電壓差動信號接收裝置201可用以接收該模擬影像信號S10，且可對其進行調變回該數字影像信號S1的動作，以使輸出以供后續的處理裝置(至少包括一時序控制裝置202、一顯示驅動裝置203等等)使用。
為進一步揭露圖1中所示的該公知低電壓差動信號驅動電路1021，請參閱圖2，其為該公知低電壓差動信號驅動電路1021中的部分內部電路結構示例圖。在圖2中，晶體管Q1～Q4用以構成一組差動放大器，作為驅動輸出的主體，并產生輸出該模擬影像信號S10(電壓振幅為Va)至該低電壓差動信號接收裝置201中的該兩電阻R1、R2處。至于晶體管Q5以及晶體管Q6、Q7，分別形成一第一與第二電流，且該第一電流電連接于一電源+Vcc與該組差動放大器之間，而該第二電流則電連接于該組差動放大器與一接地端之間(該晶體管Q6、Q7以并聯方式電連接于一起)；借由該第一與第二電流，可提供一定電流Io給該組差動放大器使用。另外，晶體管Q8則可使該定電流Io的電壓變化穩定。
圖1、2中所示的該公知低電壓差動信號傳送裝置102的缺點在于其內部用以輸出該模擬影像信號S10的該公知低電壓差動信號驅動電路1021，是無法克服來自制程因素所造成的輸出信號飄移問題。圖2中該晶體管Q5(為該第一電流)與該晶體管Q6、Q7(為該第二電流)，在制造過程中會因制程因素而造成物理特性不一致，而此將使得提供給該組差動放大器(由該晶體管Q1～Q4構成)使用的電流Io，會出現信號飄移且與原始設計規格不符的現象。所以，該組差動放大器所輸出該模擬影像信號S10的信號擺幅，亦會隨之偏離原始的設計范圍，并連動地造成后續該低電壓差動信號接收裝置201的誤動作。
本發明的次要目的是為了提供一種可將輸出信號進行反饋補償，以穩定該輸出信號的低電壓差動信號傳送裝置。
本發明的目的可通過如下措施來實現本發明提供一種低電壓差動信號(LVDS)傳送裝置，至少包括一信號驅動電路，其用以產生輸出一模擬影像信號至一低電壓差動信號接收裝置中；以及一信號補償電路，電連接于該信號驅動電路，該信號補償電路可因應該模擬影像信號以及一基準信號，以產生一反饋補償信號至該信號驅動電路中，以使該信號驅動電路提供一穩定的模擬影像信號給該低電壓差動信號接收裝置使用。
依據本發明上述的構想，其中該信號驅動電路可包括一第一及第二電流以及一差動信號產生電路。
依據本發明上述的構想，其中該第一電流可由電連接于一電源與該差動信號產生電路之間的一晶體管所構成。
依據本發明上述的構想，其中該第二電流系可由電連接于一接地端與該差動信號產生電路之間的至少兩個晶體管所構成。
依據本發明上述的構想，其中該差動信號產生電路至少包括四個晶體管。
依據本發明上述的構想，其中該模擬影像信號具有300mV～350mV的低電壓信號擺幅。
依據本發明上述的構想，其中該信號補償電路可包括一電壓電流轉換電路(V/I converter)以及一第一與第二電流鏡電路。
依據本發明上述的構想，其中該電壓電流轉換電路可因應所輸入的該模擬影像信號與該基準信號間的電壓差值，以轉換產生電流型式的該反饋補償信號。
依據本發明上述的構想，其中該第一電流鏡電路電連接于該電壓電流轉換電路以及一接地端之間，且該第二電流鏡電路電連接于該第一電流鏡電路、一電源與該信號驅動電路中的一差動信號產生電路之間。
依據本發明上述的構想，其中該第一與第二電流鏡電路用以將該反饋補償信號予以反饋至該信號驅動電路中，以補償該信號驅動電路中的一第一電流所產生的電流信號變動量，以使該信號驅動電路提供一穩定的模擬影像信號。
依據本發明上述的構想，其中該第一與第二電流鏡電路皆各包括兩個晶體管。
依據本發明上述的構想，其中該信號補償電路還可包括一第一及第二分流電阻，電連接于該信號驅動電路與該電壓電流轉換電路之間，其用以將該模擬影像信號分流輸入至該電壓電流轉換電路中。
依據本發明上述的構想，其中該基準信號可由一能階(Band-gap)電路所產生的一能階電壓信號。
依據本發明上述的構想，其中該低電壓差動信號接收裝置中至少包括兩個串接的電阻，且該兩電阻分別電連接于該信號驅動電路，以接收該模擬影像信號。
本發明亦提供一種信號補償電路，其設于包括有一信號驅動電路的低電壓差動信號(LVDS)傳送裝置中，該信號補償電路包括一信號轉換電路，其系可輸入一基準信號以及接收該信號驅動電路所產生的一模擬影像信號，且因應兩者間的信號差值，以轉換產生一反饋補償信號；以及一電流鏡電路，電連接于該信號轉換電路與該信號驅動電路之間，該電流鏡電路用以將該反饋補償信號予以反饋至該信號驅動電路中，以補償該信號驅動電路所產生的信號變動量，以使該信號驅動電路提供一穩定的該模擬影像信號。
依據本發明上述的構想，其中該信號驅動電路可包括一第一及第二電流以及一差動信號產生電路。
依據本發明上述的構想，其中該第一電流可由電連接于一電源與該差動信號產生電路之間的一晶體管所構成。
依據本發明上述的構想，其中該第二電流可由電連接于一接地端與該差動信號產生電路之間的至少兩個晶體管所構成。
依據本發明上述的構想，其中該差動信號產生電路至少包括四個晶體管。
依據本發明上述的構想，其中該信號轉換電路可為一電壓電流轉換電路(V/I converter)，以因應為電壓型式的該信號差值，并轉換產生電流型式的該反饋補償信號。
依據本發明上述的構想，其中該基準信號可由一能階電路所產生的一能階電壓信號。
依據本發明上述的構想，其中該模擬影像信號具有300mV～350mV的低電壓信號擺幅。
依據本發明上述的構想，其中該電流鏡電路至少包括一第一及第二電流鏡電路。
依據本發明上述的構想，其中該第一電流鏡電路電連接于該信號轉換電路以及一接地端之間，且該第二電流鏡電路電連接于該第一電流鏡電路、一電源與該信號驅動電路中的一差動信號產生電路之間。
依據本發明上述的構想，其中該第一與第二電流鏡電路用以將該反饋補償信號予以反饋至該信號驅動電路中，以補償該信號驅動電路中的一第一電流所產生的電流信號變動量，以使該信號驅動電路提供一穩定的模擬影像信號。
依據本發明上述的構想，其中該第一與第二電流鏡電路皆各包括兩個晶體管。
依據本發明上述的構想，其中該信號補償電路還可包括一第一及第二分流電阻，電連接于該信號驅動電路與該信號轉換電路之間，其用以將該模擬影像信號分流輸入至該信號轉換電路中。
依據本發明上述的構想，其中該信號驅動電路可電連接于一低電壓差動信號接收裝置，以將該模擬影像信號輸出至該低電壓差動信號接收裝置中。
依據本發明上述的構想，其中該低電壓差動信號接收裝置中至少包括兩個串接的電阻，且該兩電阻分別電連接于該信號驅動電路，以接收該模擬影像信號。
本發明相比現有技術具有如下優點本發明可降低因制程因素導致該信號驅動電路發生信號變動的負面影響，以確保該低電壓差動信號接收裝置能輸入準確、穩定的該模擬影像信號。
圖2為公知低電壓差動信號驅動電路中的部分內部電路結構示意圖。
圖3為本發明的低電壓差動信號傳送裝置的一較佳實施例圖。
圖4為本發明的低電壓差動信號傳送裝置中的低電壓差動信號驅動電路與電流信號補償電路的部分內部電路結構示意圖。
圖5為本發明中產生基準信號的一能階電路內部結構示意圖。
圖3中所示該計算機主體10內的該影像控制芯片101、該顯示主體20以及數字影像信號S1、模擬影像信號S10，其功能、結構皆如圖1所示，在此不再贅述。另外，該計算機主體10所具有的一低電壓差動信號傳送裝置103，其內部亦設有與該公知低電壓差動信號驅動電路1021具相同功能、結構的一低電壓差動信號驅動電路1031。
圖3與圖1的不同處在于在該低電壓差動信號驅動電路1031的輸出端處還電連接有一電流信號補償電路1032。通過該電流信號補償電路1032，可將該低電壓差動信號驅動電路1031的輸出信號(即圖1中的該模擬影像信號S10)與一固定的基準信號VBG進行比較，以將兩者間的信號差值，予以反饋至該低電壓差動信號驅動電路1031，如此一來，即可改善因制程因素致使該低電壓差動信號驅動電路1031中組件的物理特性產生變化而所引發的信號飄移現象。
再請參閱圖4，為本發明該低電壓差動信號傳送裝置103中的低電壓差動信號驅動電路1031與該電流信號補償電路1032的部分內部電路結構示意圖。
在圖4中，因該低電壓差動信號驅動電路1031的部分內部電路結構，以及其將該模擬影像信號S10輸出至該低電壓差動信號接收裝置201的電連接關系，與圖2所示的該公知低電壓差動信號驅動電路1021以及與該低電壓差動信號接收裝置201間的電連接關系相同，在此不再贅述。至于，該電流信號補償電路1032則包括一第一及第二分流電阻R3、R4、一電壓電流轉換電路(V/I converter)10321以及一第一電流鏡電路(由晶體管Q12、Q13所組成)，與一第二電流鏡電路(由晶體管Q14、Q15所組成)；其中，該第一及第二分流電阻R3、R4分別電連接于該低電壓差動信號驅動電路1031與該電壓電流轉換電路10321之間，其用以將原本輸出至該低電壓差動信號接收裝置201中的該模擬影像信號S10，予以分流輸入至該電壓電流轉換電路10321中。至于該電壓電流轉換電路10321，則由晶體管Q9～Q11所構成，該電壓電流轉換電路10321可因應所輸入的該模擬影像信號S10與該基準信號VBG間的電壓差值，以轉換產生電流型式的反饋補償信號Io1。
緊接著，由晶體管Q12、Q13所組成的該第一電流鏡電路，因其電連接于該電壓電流轉換電路10321以及一接地端之間，且由晶體管Q14、Q15所組成的該第二電流鏡電路，電連接于該第一電流鏡電路、該電源Vcc+與該低電壓差動信號驅動電路1031中的該組差動放大器(由該晶體管Q1～Q4所組成)之間，因此，該第一與第二電流鏡電路可將該反饋補償信號Io1予以反饋至該低電壓差信號驅動電路1031中，以補償該低電壓差動信號驅動電路1031中的該第一電流(即該晶體管Q5)所產生的電流信號變動量，以提供一固定的電流I1，以使該低電壓差動信號驅動電路1031產生一穩定的模擬影像信號S10。
舉例而言，當該晶體管Q5因制程因素導致其所產生輸出的該定電流Io的電流量較原始設計值為高時，通過該第一及第二分流電阻R3、R4而分流輸入至該電壓電流轉換電路10321處的信號強度，顯然亦會隨之增加，然因該基準信號VBG始終會維持一固定值，因此，該模擬影像信號S10與該基準信號VBG間的電壓差值即會降低，且因而借由該電壓電流轉換電路10321所轉換產生輸出電流型式的該反饋補償信號Io1亦會隨之減少。所以，之后經由該第一與第二電流鏡電路的鏡射作用，在該晶體管Q15處，同樣亦會出現電流減少現象。如此一來，雖然該定電流Io的電流量升高，然因該反饋補償信號Io1的電流量卻是反向減少電流量，所以，由該定電流Io與該反饋補償信號Io1所組成的該電流I1仍會維持一個固定值，此將使得輸入該電流I1的該組差動放大器(由該晶體管Q1～Q4所組成)，始終會產生固定信號擺幅的該模擬影像信號S10，以避免因制程因素改變該模擬影像信號S10的原始設計范圍。
當然，本發明中所使用的該基準信號VBG，可為由一能階(Band-gap)電路所產生的一能階電壓信號；雖然該能階電路的內部電路結構為一公知技術，然為更進一步揭露本發明的實施概念，茲將其內部電路結構以圖5為一簡單說明其中，通過圖5所示晶體管QA、QB兩者基-射極電壓間的電壓差值，可在電阻R處產生一電流I與形成一電壓值，且通過電壓比較器C而可在晶體管Qc處產生輸出該基準信號VBG。
借由本發明的做法，可以一簡單、低成本的方式，使低電壓差動信號傳送裝置所產生的輸出信號穩定于原始設計范圍內而不會隨著制程因素而改變。
權利要求
1.一種低電壓差動信號傳送裝置，至少包括一信號驅動電路，其用以產生輸出一模擬影像信號至一低電壓差動信號接收裝置中；以及一信號補償電路，電連接于該信號驅動電路，該信號補償電路可因應該模擬影像信號以及一基準信號，以產生一反饋補償信號至該信號驅動電路中，以使該信號驅動電路提供一穩定的模擬影像信號給該低電壓差動信號接收裝置使用。
2.如權利要求1所述的低電壓差動信號傳送裝置，其特征在于該信號驅動電路可包括一第一及第二電流以及一差動信號產生電路。
3.如權利要求1所述的低電壓差動信號傳送裝置，其特征在于該信號補償電路可包括一電壓電流轉換電路以及一第一與第二電流鏡電路；其中該電壓電流轉換電路可因應所輸入的該模擬影像信號與該基準信號間的電壓差值，以轉換產生電流型式的反饋補償信號；而該第一電流鏡電路則電連接于該電壓電流轉換電路以及一接地端之間，且該第二電流鏡電路電連接于該第一電流鏡電路、一電源與該信號驅動電路中的一差動信號產生電路之間；又，該第一與第二電流鏡電路用以將該反饋補償信號予以反饋至該信號驅動電路中，以補償該信號驅動電路中的一第一電流所產生的電流信號變動量，以使該信號驅動電路提供一穩定的模擬影像信號。
4.如權利要求3所述的低電壓差動信號傳送裝置，其特征在于該信號補償電路還可包括一第一及第二分流電阻，電連接于該信號驅動電路與該電壓電流轉換電路之間，其用以將該模擬影像信號分流輸入至該電壓電流轉換電路中。
5.如權利要求1所述的低電壓差動信號傳送裝置，其特征在于該基準信號為一能階電路所產生的一能階電壓信號。
6.一種信號補償電路，其設于包括有一信號驅動電路的低電壓差動信號傳送裝置中，該信號補償電路包括一信號轉換電路，其可輸入一基準信號以及接收該信號驅動電路所產生的一模擬影像信號，且因應兩者間的信號差值，以轉換產生一反饋補償信號；以及一電流鏡電路，電連接于該信號轉換電路與該信號驅動電路之間，該電流鏡電路用以將該反饋補償信號予以反饋至該信號驅動電路中，以補償該信號驅動電路所產生的信號變動量，以使該信號驅動電路提供一穩定的模擬影像信號。
7.如權利要求6所述的信號補償電路，其特征在于該信號驅動電路包括一第一及第二電流以及一差動信號產生電路。
8.如權利要求6所述的信號補償電路，其特征在于該信號轉換電路為一電壓電流轉換電路，以因應為電壓型式的該信號差值，并轉換產生電流型式的反饋補償信號；而該基準信號為由一能階電路所產生的一能階電壓信號。
9.如權利要求6所述的信號補償電路，其特征在于該電流鏡電路至少包括一第一及第二電流鏡電路；其中該第一電流鏡電路電連接于該信號轉換電路以及一接地端之間，且該第二電流鏡電路電連接于該第一電流鏡電路、一電源與該信號驅動電路中的一差動信號產生電路之間；又，該第一與第二電流鏡電路用以將該反饋補償信號予以反饋至該信號驅動電路中，以補償該信號驅動電路中的一第一電流所產生的電流信號變動量，以使該信號驅動電路提供一穩定的模擬影像信號。
10.如權利要求6所述的信號補償電路，其特征于該信號補償電路還可包括一第一及第二分流電阻，電連接于該信號驅動電路與該信號轉換電路之間，其用以將該模擬影像信號分流輸入至該信號轉換電路中。
全文摘要
本發明涉及一種低電壓差動信號傳送裝置，至少包括一信號驅動電路，其用以產生輸出一模擬影像信號至一低電壓差動信號接收裝置中；以及一信號補償電路，電連接于該信號驅動電路，該信號補償電路可因應該模擬影像信號以及一基準信號，以產生一反饋補償信號至該信號驅動電路中，以使該信號驅動電路提供一穩定的該模擬影像信號給該低電壓差動信號接收裝置使用；本發明可降低因制程因素導致該信號驅動電路發生信號變動的負面影響，以確保該低電壓差動信號接收裝置能輸入準確、穩定的該模擬影像信號。
文檔編號H03K19/003GK1426166SQ0215933
公開日2003年6月25日 申請日期2002年12月26日 優先權日2002年12月26日
發明者羅華然, 林升強, 陳俊佑, 居維上 申請人:威盛電子股份有限公司