RU2419199C1 - Driver of differential communication line - Google Patents
Driver of differential communication line Download PDFInfo
- Publication number
- RU2419199C1 RU2419199C1 RU2010110228/09A RU2010110228A RU2419199C1 RU 2419199 C1 RU2419199 C1 RU 2419199C1 RU 2010110228/09 A RU2010110228/09 A RU 2010110228/09A RU 2010110228 A RU2010110228 A RU 2010110228A RU 2419199 C1 RU2419199 C1 RU 2419199C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- collector
- base
- auxiliary
- emitter
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Amplifiers (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области радиотехники и связи и может быть использовано в качестве устройства усиления аналоговых дифференциальных сигналов, в структуре «систем на кристалле» и «систем в корпусе» различного функционального назначения (например, драйверов компьютерных линий связи).The invention relates to the field of radio engineering and communication and can be used as a device for amplifying analog differential signals in the structure of “systems on a chip” and “systems in a housing” for various functional purposes (for example, drivers of computer communication lines).
Известны схемы драйверов дифференциальных линий связи (ДДЛ), построенные на основе операционных усилителей с отрицательной обратной связью, которые стали основой многих серийных микросхем первого и второго поколений [1-6].Known differential driver circuit communication lines (DDL), built on the basis of operational amplifiers with negative feedback, which became the basis of many serial circuits of the first and second generations [1-6].
В последние годы ДДЛ данного класса стали более активно применяться в структуре СВЧ-устройств [1-6], реализованных на базе SiGe-технологий. В значительной степени этому способствует простота установления статического режима ДДЛ при низковольтном питании (1,2-2,1) В, которое характерно для SiGe транзисторов с предельными частотами 100-200 ГГц.In recent years, DDLs of this class have become more actively used in the structure of microwave devices [1-6], implemented on the basis of SiGe technologies. To a large extent, this is facilitated by the simplicity of establishing the static mode of DDL at low-voltage power supply (1.2-2.1) V, which is typical for SiGe transistors with limiting frequencies of 100-200 GHz.
Ближайшим прототипом (фиг.1) заявляемого устройства является драйвер дифференциальной линии связи, описанный в патенте США №4.691.174 fig.1, содержащий первый 1 и второй 2 противофазные источники сигнала, подключенные к базам первого 3 и второго 4 входных транзисторов, первый 5 и второй 6 выходные транзисторы, эмиттеры которых соединены с соответствующими эмиттерами первого 3 и второго 4 входных транзисторов и связаны с первым 7 источником питания через соответствующие первый 8 и второй 9 токостабилизирующие двухполюсники, третий 10 и четвертый 11 выходные транзисторы, эмиттеры которых связаны с первым 7 источником питания через соответствующие третий 12 и четвертый 13 токостабилизирующие двухполюсники, а также соответствующими базами первого 5 и второго 6 выходных транзисторов, цепь нагрузки 14, включенную между эмиттерами третьего 10 и четвертого 11 выходных транзисторов, первый источник опорного тока 15, первый вывод которого соединен с базой третьего 10 выходного транзистора и коллектором первого 5 выходного транзистора, а второй - подключен ко второму 16 источнику питания, второй источник опорного тока 17, первый вывод которого соединен с базой четвертого 11 выходного транзистора и коллектором второго 6 выходного транзистора, а второй - подключен ко второму 16 источнику питания, причем коллекторы первого 3 и второго 4 входных транзисторов связаны с источником коллекторного питания.The closest prototype (figure 1) of the claimed device is a differential communication line driver described in US patent No. 4,691.174 fig.1, containing the first 1 and second 2 antiphase signal sources connected to the bases of the first 3 and second 4 input transistors, the first 5 and second 6 output transistors, the emitters of which are connected to the corresponding emitters of the first 3 and second 4 input transistors and are connected to the first 7 power supply through the corresponding first 8 and second 9 current-stabilizing two-terminal devices, the third 10 and fourth 11 output single transistors, the emitters of which are connected to the first 7 power supply through the corresponding third 12 and fourth 13 current-stabilizing two-terminal devices, as well as the corresponding bases of the first 5 and second 6 output transistors, a
Существенный недостаток известного ДДЛ состоит в том, что он имеет для каждого из каналов с отрицательной обратной связью сравнительно небольшой коэффициент петлевого усиления по напряжению при низкоомной нагрузке (например, Rн=50 Ом). Это отрицательно сказывается на погрешности преобразования входных напряжений в выходные напряжения ДДЛ.A significant drawback of the known DDL is that for each of the channels with negative feedback it has a relatively small loop gain in voltage at low resistance (for example, R n = 50 Ohms). This negatively affects the error in converting the input voltage to the output voltage of the DDL.
Основная задача предлагаемого изобретения состоит в повышении точности преобразования входных сигналов в выходное напряжение при низкоомной нагрузке без ухудшения энергетических параметров в статическом режиме, расширении диапазона рабочих частот.The main objective of the invention is to increase the accuracy of conversion of input signals to output voltage at low impedance load without deterioration of energy parameters in static mode, expanding the range of operating frequencies.
Поставленная задача достигается тем, что в драйвере дифференциальной линии связи фиг.1, содержащем первый 1 и второй 2 противофазные источники сигнала, подключенные к базам первого 3 и второго 4 входных транзисторов, первый 5 и второй 6 выходные транзисторы, эмиттеры которых соединены с соответствующими эмиттерами первого 3 и второго 4 входных транзисторов и связаны с первым 7 источником питания через соответствующие первый 8 и второй 9 токостабилизирующие двухполюсники, третий 10 и четвертый 11 выходные транзисторы, эмиттеры которых связаны с первым 7 источником питания через соответствующие третий 12 и четвертый 13 токостабилизирующие двухполюсники, а также соответствующими базами первого 5 и второго 6 выходных транзисторов, цепь нагрузки 14, включенную между эмиттерами третьего 10 и четвертого 11 выходных транзисторов, первый источник опорного тока 15, первый вывод которого соединен с базой третьего 10 выходного транзистора и коллектором первого 5 выходного транзистора, а второй - подключен ко второму 16 источнику питания, второй источник опорного тока 17, первый вывод которого соединен с базой четвертого 11 выходного транзистора и коллектором второго 6 выходного транзистора, а второй - подключен ко второму 16 источнику питания, причем коллекторы первого 3 и второго 4 входных транзисторов связаны с источником коллекторного питания, предусмотрены новые элементы и связи - в схему введены первый 18 и второй 19 вспомогательные транзисторы, первый источник опорного тока 15 выполнен на основе первого 20 дополнительного транзистора, коллектор которого соединен с коллектором первого 5 выходного транзистора и базой третьего 10 выходного транзистора, эмиттер через первый 21 вспомогательный резистор соединен со вторым 16 источником питания, а база подключена к источнику напряжения смещения 22, второй источник опорного тока 17 выполнен на основе второго дополнительного транзистора 23, коллектор которого соединен с коллектором второго 6 выходного транзистора и базой четвертого 11 выходного транзистора, эмиттер через второй 24 вспомогательный резистор соединен со вторым 16 источником питания, а база подключена к источнику напряжения смещения 22, причем база первого 18 вспомогательного транзистора соединена с эмиттером второго 23 дополнительного транзистора, эмиттер первого 18 вспомогательного транзистора подключен к коллектору третьего 10 выходного транзистора, коллекторы первого 18 и второго 19 вспомогательных транзисторов подключены ко второму 16 источнику питания, база второго 19 вспомогательного транзистора соединена с эмиттером первого 20 дополнительного транзистора, а эмиттер второго 19 вспомогательного транзистора подключен к коллектору четвертого 11 выходного транзистора.This object is achieved by the fact that in the driver of the differential communication line of figure 1, containing the first 1 and second 2 antiphase signal sources connected to the bases of the first 3 and second 4 input transistors, the first 5 and second 6 output transistors, the emitters of which are connected to the respective emitters the first 3 and second 4 input transistors and are connected to the first 7 power source through the corresponding first 8 and second 9 current-stabilizing two-terminal devices, the third 10 and fourth 11 output transistors whose emitters are connected to the first 7 power supply through the corresponding third 12 and fourth 13 current-stabilizing two-pole, as well as the corresponding bases of the first 5 and second 6 output transistors, the
Схема заявляемого устройства, соответствующего формуле изобретения, показана на фиг.2.A diagram of the inventive device corresponding to the claims is shown in figure 2.
На фиг.3-фиг.4 показаны схемы ДУ-прототипа (фиг.3) и заявляемого ДУ (фиг.4) в среде компьютерного моделирования Cadence, a на фиг.5 - зависимость коэффициента передачи Ku сравниваемых схем (фиг.3, фиг.4) от частоты.Figure 3-figure 4 shows a diagram of the remote control prototype (figure 3) and the claimed remote control (figure 4) in the Cadence computer simulation environment, and figure 5 shows the transmission coefficient K u of the compared circuits (figure 3, figure 4) from the frequency.
Графики фиг.5 показывают, что предлагаемое устройство характеризуется меньшей погрешностью усиления дифференциальных сигналов и большей верхней граничной частотой (24 ГТц). Это важное достоинство предлагаемого ДДЛ при его реализации в рамках SiGe технологического процесса.The graphs of figure 5 show that the proposed device is characterized by a smaller error in the amplification of differential signals and a larger upper boundary frequency (24 GTZ). This is an important advantage of the proposed DDL during its implementation as part of the SiGe technological process.
Драйвер дифференциальной линии связи фиг.2 содержит первый 1 и второй 2 противофазные источники сигнала, подключенные к базам первого 3 и второго 4 входных транзисторов, первый 5 и второй 6 выходные транзисторы, эмиттеры которых соединены с соответствующими эмиттерами первого 3 и второго 4 входных транзисторов и связаны с первым 7 источником питания через соответствующие первый 8 и второй 9 токостабилизирующие двухполюсники, третий 10 и четвертый 11 выходные транзисторы, эмиттеры которых связаны с первым 7 источником питания через соответствующие третий 12 и четвертый 13 токостабилизирующие двухполюсники, а также соответствующими базами первого 5 и второго 6 выходных транзисторов, цепь нагрузки 14, включенную между эмиттерами третьего 10 и четвертого 11 выходных транзисторов, первый источник опорного тока 15, первый вывод которого соединен с базой третьего 10 выходного транзистора и коллектором первого 5 выходного транзистора, а второй - подключен ко второму 16 источнику питания, второй источник опорного тока 17, первый вывод которого соединен с базой четвертого 11 выходного транзистора и коллектором второго 6 выходного транзистора, а второй - подключен ко второму 16 источнику питания, причем коллекторы первого 3 и второго 4 входных транзисторов связаны с источником коллекторного питания. В схему введены первый 18 и второй 19 вспомогательные транзисторы, первый источник опорного тока 15 выполнен на основе первого 20 дополнительного транзистора, коллектор которого соединен с коллектором первого 5 выходного транзистора и базой третьего 10 выходного транзистора, эмиттер через первый 21 вспомогательный резистор соединен со вторым 16 источником питания, а база подключена к источнику напряжения смещения 22, второй источник опорного тока 17 выполнен на основе второго дополнительного транзистора 23, коллектор которого соединен с коллектором второго 6 выходного транзистора и базой четвертого 11 выходного транзистора, эмиттер через второй 24 вспомогательный резистор соединен со вторым 16 источником питания, а база подключена к источнику напряжения смещения 22, причем база первого 18 вспомогательного транзистора соединена с эмиттером второго 23 дополнительного транзистора, эмиттер первого 18 вспомогательного транзистора подключен к коллектору третьего 10 выходного транзистора, коллекторы первого 18 и второго 19 вспомогательных транзисторов подключены ко второму 16 источнику питания, база второго 19 вспомогательного транзистора соединена с эмиттером первого 20 дополнительного транзистора, а эмиттер второго 19 вспомогательного транзистора подключен к коллектору четвертого 11 выходного транзистора.The differential communication line driver of figure 2 contains the first 1 and second 2 antiphase signal sources connected to the bases of the first 3 and second 4 input transistors, the first 5 and second 6 output transistors, the emitters of which are connected to the corresponding emitters of the first 3 and second 4 input transistors and connected to the first 7 power source through the corresponding first 8 and second 9 current-stabilizing two-terminal devices, the third 10 and fourth 11 output transistors, the emitters of which are connected to the first 7 power source through the corresponding the third 12 and fourth 13 current-stabilizing two-pole, as well as the corresponding bases of the first 5 and second 6 output transistors, a
Рассмотрим работу предлагаемого устройства фиг.2.Consider the operation of the proposed device of figure 2.
Коэффициенты передачи входных напряжений ux и ДДЛ фиг.1-фиг.2 на выходы Вых.1 и Вых.2 определяются петлевым усилением T1 (T2) повторителей сигналов на основе транзисторов 3, 5 и 10 (4, 6, 11)Input voltage transfer factors u x and DDL of Fig.1-Fig.2 to the outputs of
где T1=Ky1Ky2,where T 1 = K y1 K y2 ,
Ky1 - коэффициент усиления дифференциального каскада на транзисторах 3 и 5;K y1 is the gain of the differential stage on
- коэффициент усиления дифференциального каскада на транзисторах 4 и 6; - gain of the differential stage on
- коэффициенты усиления по напряжению эмиттерных повторителей на транзисторах 10 и 11 соответственно. - voltage gain emitter followers on
ПричемMoreover
β10≈β14 - коэффициенты усиления по току базы транзисторов 10 и 11;β 10 ≈ β 14 - current gain of the base of
R14 - сопротивление дифференциальной нагрузки 14;R 14 -
Rн.экв.А - эквивалентное сопротивление в узле «А»;R n.aq.A - equivalent resistance in the node "A";
Rн.экв.B - эквивалентное сопротивление в узле «В».R n.eq.B - equivalent resistance in the node "B".
Если принять, что β10≈β14=50, I8=2 мА, a Rн=50 Ом, то из последних формул можно найти, чтоIf we assume that β 10 ≈β 14 = 50, I 8 = 2 mA, and R n = 50 Ohms, then from the last formulas we can find that
При таком небольшом петлевом усилении коэффициент передачи по напряжению для каждого из выходов ДДЛ будет отличаться от единицы.With such a small loop gain, the voltage transfer coefficient for each of the DDL outputs will differ from unity.
В заявляемом устройстве созданы условия, при которых Rн.экв.А и Rн.экв.B существенно повышаются за счет передачи приращений токов базы транзисторов 18 и 19, пропорциональных току в нагрузке 14, в узлы «А» и «В»In the inventive device, conditions are created under which R n.eq.A and R n.eq.B are significantly increased due to the transmission of increments of the base currents of transistors 18 and 19, proportional to the current in
где , - эквивалентные сопротивления в узлах «А» и «В» схемы фиг.2.Where , - equivalent resistance in nodes "A" and "B" of the circuit of figure 2.
В результате повышаются коэффициенты петлевого усиления T1 и Т2 (1), (2) и, как следствие, уменьшается погрешность передачи входных сигналов при низкоомной нагрузке, расширяется на 4 ГГц частотный диапазон устройства (фиг.5).As a result, the loop gain T 1 and T 2 (1), (2) are increased and, as a result, the error in the transmission of input signals at low impedance is reduced, the frequency range of the device is expanded by 4 GHz (Fig. 5).
Таким образом, заявляемый ДДЛ без ухудшения токопотребления обеспечивает при низкоомной нагрузке более высокое качество преобразования входных сигналов.Thus, the claimed DDL without deterioration of current consumption provides a low-impedance load higher quality conversion of the input signals.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОКBIBLIOGRAPHIC LIST
1. Патент США №4.691.174, fig.1, fig.5.1. US Patent No. 4,691.174, fig. 1, fig. 5.
2. Патент США №4.667.146 fig.1.2. US Patent No. 4,667.146 fig. 1.
3. Патент США №4.528.515 fig.2.3. US Patent No. 4,528,515 fig. 2.
4. Патент США №4.475.087 fig.10.4. US Patent No. 4,475.087 fig. 10.
5. Патент США №4.536.717 fig.1.5. US Patent No. 4,536,717 fig. 1.
6. Патент США №4.714.896 fig.1.6. US patent No. 4.714.896 fig. 1.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010110228/09A RU2419199C1 (en) | 2010-03-17 | 2010-03-17 | Driver of differential communication line |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010110228/09A RU2419199C1 (en) | 2010-03-17 | 2010-03-17 | Driver of differential communication line |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2419199C1 true RU2419199C1 (en) | 2011-05-20 |
Family
ID=44733826
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010110228/09A RU2419199C1 (en) | 2010-03-17 | 2010-03-17 | Driver of differential communication line |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2419199C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2013151521A3 (en) * | 2012-04-04 | 2014-01-03 | Bosenko Rostyslav Volodymyrovych | Wireless capacitive reception and transmission of signals with distortion compensation in a channel |
-
2010
- 2010-03-17 RU RU2010110228/09A patent/RU2419199C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2013151521A3 (en) * | 2012-04-04 | 2014-01-03 | Bosenko Rostyslav Volodymyrovych | Wireless capacitive reception and transmission of signals with distortion compensation in a channel |
EA035614B1 (en) * | 2012-04-04 | 2020-07-16 | Ростыслав Володымыровыч БОСЕНКО | Systems, methods and apparatuses for wireless capacitive reception and transmission of signals with distortion compensation in a channel (variants) |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2419197C1 (en) | Differential amplifier with increased amplification factor as to voltage | |
RU2393627C1 (en) | Broadband operational amplifier with differential output | |
RU2421879C1 (en) | Differential amplifier with high-frequency compensation | |
RU2364020C1 (en) | Differential amplifier with negative in-phase signal feedback | |
RU2428786C1 (en) | Cascode amplifier | |
RU2346382C1 (en) | Differential amplifier with paraphase output | |
RU2427071C1 (en) | Broadband amplifier | |
RU2419199C1 (en) | Driver of differential communication line | |
RU2413355C1 (en) | Differential amplifier with paraphase output | |
RU2416146C1 (en) | Differential amplifier with increased amplification factor | |
RU2321159C1 (en) | Cascode differential amplifier | |
RU2432667C1 (en) | Differential operational amplifier with low supply voltage | |
CN101453195A (en) | Method for increasing common mode feedback stability by grounding capacitor | |
RU2390910C1 (en) | Quick-acting buffer amplifier | |
RU2475941C1 (en) | Differential amplifier with complementary input cascade | |
RU2321158C1 (en) | Cascode differential amplifier | |
RU2460206C1 (en) | Cascode microwave amplifier with low supply voltage | |
RU2411636C1 (en) | Cascode differential amplifier with low voltage of zero shift | |
RU2475942C1 (en) | Broadband differential amplifier | |
RU2421882C1 (en) | Two-cascade hf-amplifier | |
RU2421888C1 (en) | Differential amplifier | |
RU2439780C1 (en) | Cascode differential amplifier | |
RU2419187C1 (en) | Cascode differential amplifier with increased zero level stability | |
RU2390912C2 (en) | Cascode differential amplifier | |
RU2419193C1 (en) | Differential amplifier with paraphase output |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130318 |