TWI255620B - Data transmission device - Google Patents

Description

1255620 .九、發明說明： '【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於一種資料傳輸裝置，更詳而言之，係 有關於種應用於具自動跳線功能之網路設備上以依據網 路:備之運作狀況自動且即時地切換所需的資料轉換模式 一之貝料傳輪裝置，以達到省電、低失真及/或抗電磁干擾特 【先前技術】 ，過區域網路（Local Area Networks; lan )以提供 =人電腦、卫作站及伺服器網路連接。乙太網路之最初形 —二為1 OBase-Τ ’其仍然具有LAN之主要網路技術。隨 罔路應用範圍的擴大和資料流量的增加，特別是語音、 2和視訊等伯用大量頻帶寬的多媒體資訊，故湖咖τ 法滿足網路傳輸之應用需求。因此，快速乙太網路 100Base-T即在此種情況下應運而生。 近幾年，隨著網路規模的精擴大、網路的互連以及 沐―二貝财心等應用方式的普及，使得lG0Base-T連接 亦戒滿足應用的雲电 ％ 姑“ * 用J而求5所以千兆乙太網路1000Base-T緊 加It:千兆乙太網路以更低的成本及簡單的乙太網路 =;母秒千兆位元⑽)之頻帶寬，且提供應用 ^ 1嶋阶_了之乙太網路裝置更平穩的升級路徑。 岸用；=?方式實現網路連接，乙太網路收發器正被 電子裝置中，例如個人筆記型電腦、桌 上」仏或公司企業之網路佈線設施。由 18362 5 1255620 •廣/乏’致使乙太網路電路在1於人山/ ，而在具輸入/輸出（i/o)模式經常 收菸哭仏一由μ上 在Λ司止業之網路佈線設施内， 收毛。〇的遂、度非常高，除了 了透過減小串擾及其他外界雜訊 =持頻…訊號質量外，該些收發器之電磁干擾 (EMI)即成為首要重視問題。 —或桌區域’例如筆記型電腦 :二予处：自电、干擾成爲次要問題，而乙太網路收發 •二:耗亦是相當重要的問題。若筆記型電腦或桌上 : 命相對有限的，顯然，電腦之組成電子元 件需於最低可容許能量損耗下運作以達成一定的性能。 田差刀5孔號發射器(例如乙太網路發射器)卩⑸ss a 模式，即差模電流變化以定義該差分訊號。由於共模電流 分量保持為常量，故發射差分訊號時，顧及失直 (m^rnion)減少，然而，共模電流保持為常量，即使在 差核訊號為零狀況下，保持為常量的共模訊號仍迫使電路 馨導通且在任何時刻具有一常量電流。這就意味著電流形式 的發射益’輪出常量的共模電流，此勢必消耗相當大量的 電能。 且進一步來説，爲了減小常量電流以減小能量消耗， 差分讯號系統需在Class B模式下運作，在Class B模式 下，即共模電流在最大值與零之間變化。然而，在此模式 下’變化的共模電流將導致非常嚴重的EMI及失真，此種 情況是咼密度裝置區域即需避免的情況。 為解決上述之問題，美國專利第61 85263號案遂提出 6 18362 1255620 一種可應用於Class A/Class Rι ass β兔射DAC以控制EMI及電 能損耗，如第1 ( A)圖所示，甘辛、 w _、、、、 其是分訊號之發射端（即發 '透過ClaSS A/ClaSS B切換邏輯電路產生控制訊號 c d)以控制線路驅動器陣列（linedriver =ΑΥ)，其中，該線路驅動轉列係由多數個線路驅動 杰早元組成，每一線路驅動哭罝 ^ 早兀可輸出一特定的電流量 于，5亥Class A/Class Β切換；敍φ 女 ^ 吳峰狗1電路產生控制訊號控制每 一線路驅動器單元工作於α . 卞、Uass Α杈式或Class Β模式，同 日寸可控制該些線路驅動哭的丰 勁的的失效（Disable)數量以便滿足 不同傳輸標準所需要的不同電壓幅度。 其雖可解決上述習知拮彳丨 筏衍之缺失，惟，該Class A/Class

刀換邏輯電路係由多數個C1 a Q Λ /rM — lass Α/Class Β控制電路組 成’母一 Class A/Class Β控制雷攸# a t ,Ώ 電路係包括Class Α邏輯電 路及ClassB邏輯電路，ciassA、羅赭予办 v ^laSS A邏軏電路及ClassB邏輯 ^刀別產生-組控制訊號“、b、c、d)經由一 2:1多 :二：MUX)選擇一組控制訊號以控制線路驅動器單元工 ;Class A 模式或 class B 模式。# n 生卜 依八 $ Class A/Class B控 制電路係由Class A邏輯電路及Cla„ R、Γ沾+

及Llass Β邏軻電路組合設計 成一混合Class Α/Class Β控制雷路i m L 攸敉1 . 仏利兒路早兀，因而大大限制電 S ?之彈性。同時，該Ciass a邏輯^> 带 Λ砧铒包路及Class B邏輯 电路同時處於工作狀態，因而比較耗電。 卜此外’該差分訊號發射端之線路驅動器單元，係輪出 寸疋的電流量子，當輸出電壓比較大(例如1〇 網路，其輸出電壓為叫所要求的輸出電流相對= 18362 1255620 較大，發射端必然需要更多數量的 線路驅動器陣列，藉此滿足傳輪柄準驅動器單元以構成 標準）所需要輸出的電壓幅度^例如1G細e-T傳輸 設計之成本、複雜度。 ，因而增加了電路 、又’目刖的差分訊號發射器係應用於網 過線路驅動ϋ自動選擇兩對傳輸線其 —π ’透 號藉由所選之傳輸線傳送至網路 ’以將輸出訊

荦係揭雨插妗狄 、國專利第’ 6703865號 木係揭路一種線路驅動器，該線 嗯翻筮难认μ 4 深路艇動為可依據控制訊號 驅動弟一傳輸線或第二傳輸線，如 _ 驅動哭之牟爐，今妗狄 ）圖所示之線路 ::之木構’该線路驅動器之差分放大器】 及第二差分開關14,透過第-控制訊號二 弟_Uj訊號14G分別控制該第—、第二差分開關12、 入4。該第-、第二差分開關（12、14)之輪出係透過媒介 介面（media interfaee) 16分別與第—傳輸線17、第 輸線1 8連接。 該差分放大器10係包括場效電晶體（FET)1〇〇、1〇2、 1〇4 ’場效電晶體1〇〇為場效電晶體ι〇2、ι〇4提供偏置電 流I，該場效電晶體1〇2、1〇4之閘極分別由差分輸入訊號 之第一分量190及第二分量192控制，該場效電晶體1〇2、 1 〇4依據該偏置電流源I放大該差分輸入訊號以產生差分 輸出訊號（具有分量200、202 )分別提供給該第一、第二 差分開關（12、14)，並透過該第一控制訊號120，該第 二控制訊號140控制該第一、第二差分開關其中之一者導 通’以將该差分輸出訊號透過導通的差分開關、該媒介介 8 18362 1255620 面16、該第一傳輸線17或第二傳輸線18傳送至網路。 惟，该偏置電流I需經二級場效電晶體才能傳輸出 去，導致電流I損耗大，影響輸出訊號之質量，且不易操 作於較低的供應電壓。。 木 其係應用具 以根據網 ，以及可靠 承上所述，如何提供一種資料傳輸裝置， 自動跳線（MDI/MDIX)功能之於網路設備上，

路設備運行狀況提供省電及/或抗電磁干擾特性 的訊號傳輸特性。 【發明内容】 料上述習知技術之缺失，本發明之主要目的在於提 供一種貧料傳輸裝置，係應用於具自動跳線切換 (^Di/MDDO功能之網路設備上，以依據電流源及控制 = 適時切換所^的運作模式，並依據網路設備運 作狀況提供癌電及/或抗電磁干擾特性。 本發明之另一目的在於提供一種資料傳輸裝置，係廉 二於州跳線切換功能之網路設備上，以克服習知技： 中較南的傳輸訊號的損耗。 本毛月之再目的在於提供一種資 到設計簡單及成本低廉之目的。 變：二上：及其他目的’本發明即揭露-種資料傳輪裝 :4用於具自動跳線功能之網路設備中，且與一傳輸 控制單元連接，以由該傳輪置_ /、 珣 作狀、控制早兀偵測該網路設備之運 據以產生控制指令。該資料傳輸裝置係包 乂將待傳送之數位資料進行處理以產生符合該網路設備採 18362 1255620 用之傳幸別才不準之數位訊號的訊號調整單元；用以依據該控 制指令產生符合該網路設備所採用的傳輸標準類型之第一 =:源：第_電流源之電流源發生單元；用以依據該控制 ，令及第一電流源而將該數位訊號轉換成第一類比訊號之 第一模式轉換單元；用以依據該控制指令及該第二電流源 而將該數位訊號轉換成第：類比訊號之第二模式轉換單 :，以及用以對該第一類比訊號及該第二類比訊號相加以 產生表示該數位資料之第三類比訊號的求 傳輸媒介傳輪至遠端。 平卫猎由 其;中，該資料傳輸裝置復包括線路介面，係用以依據 ::路&備之自動跳線功能選擇符合的傳輸媒介以將該第 二顙=訊號透過該傳輸媒介傳送至遠端。 /一第…核式係為共模輸出訊號為常量之CIass A ::^弟-拉式係為共模輸出訊號為變量之Class B模 ::明之資料傳輸裝置可透過該傳輸控制單元之控 及/或ClassB模二擇”之糊式（即一模式 的電产源（笛一命 亦可依據其电流源發生單元所提供 …’、一笔流源、第二電流源）自動且適時選擇符 合之運作模式，炉二^ ^时遊擇付 備之運作狀況而H㈣傳輸控制單元_到的網路設 _ 運到名电及/或抗電磁干擾特性。 ㈣同岬切明之資料傳輸裝置中之電流源發生單元τ 依據網路設備採用之傳 早：可 合之電流以滿足不師“弟 弟一毛流源產生符 °勺傳輸標準對輸出電壓振幅（swing) 18362 10 1255620 之需求’俾避免習知技術因輪 動單元所造成之設計成本、複 題0 出電壓較大而需增加線路驅 雜度增加及修改彈性小等問 此外’本發明之資料處理裝置中的第一、第二模式轉 換單元係包括複數個電流傳輸單元（亦可稱爲線路驅動單 .兀），該些電流傳輪單元中之每一電流傳輸單元係由一級 場效電晶體（贿）構成，因而可避免習知技術中電流傳 輸早兀由二級場效電晶體（FET)構成所引起的訊號 等缺點。 ' 【實施方式】 以下藉由特定的具體實施例說明本發明之實施方 式，熟悉此技蟄之人士可由本說明書所揭示之内容輕易地 瞭角午本舍明之其他優點及功效。本發明亦可藉由其他不同 的具體實施例加以施行或應用，本說明書中的各項細節亦 可基於不同的觀點與應用，在不惊離本發明之精神下進行 籲各種修飾與變更。 如弟2圖所不者係為本發明之資料傳輸裝置應用於具 自動跳線（Medium Dependem Imerface/Medi_ 以以牆加 i愈face-crossed; MDI/MDIX)功能之網路設備之基本架 構示意圖。且該資料傳輸裝置2係與一傳輸控制單幻連 接’以由該傳輸控制Η貞測該網路設備之運作狀況， 並據以產生控制指令10a。其中，該傳輸控制單元I係為 一傳輸控制邏輯電路（TranSmittei.C〇ntr〇lL〇gic)。 如圖所不，该貢料傳輸裝置2係包括訊號調整單元 18362 11 1255620 2 〇、電流源發生單元21 弟 模式轉換單元22、第二 轉換單元23、求和單元24 ηη _ 承峪）丨面25。以下對本私 之貧料傳輸裝置2作進一步的詳細説明。 χ 傳於周整早兀2〇係用以依據該網路設備所採用的 傳^示準〇削smissi0nstandard)將待傳輸之數位資料進 仃處理以產生符合該傳輸標準之數位訊號。該訊號調整單 脈波修整邏輯（PuIseShap—電路。 /得視貫際設計需要，該訊號調整單元2〇亦為其他功能 相同或相似之電子零件或電子命 .1ΛΤ, 干及电子电路。其中，該傳輸標準係 為BaSe-T(10兆赫兹基帶傳輸）標準、ι〇⑽跡丁（_ 兆赫玆基帶傳輸）掉畢 $ 傳輸）#卜丰或1〇〇〇BaSe-T(1〇()〇兆赫兹基帶 該電流源發生單元21係用以依據該傳輸控制單元！ 工制才曰7 10a產生符合該網路設備所採用之傳輸標準類 Ϊ之電流源1^ (如第3(A)圖所示）。該電流源發生 一係為可义电流源發生器，其内部電路架構係如後 第3A圖所示。惟得視實際設計需要，該電流源發生 早兀21亦可為一恆定電流源發生器。 該第一模式轉換單元22係用以依據該傳輸控制單元ι ^控制指令10 a及該電流源發生單元2】產生的電流源j a “亥數位訊號轉換成第一類比訊號。該第一模式轉換單元 22心為共模輸出電流為常量之⑶ss a模式之Μ如數位 力頁比轉換益（dlgltal_t〇_anal〇gc_em DAC)。一般 而3，由於該Ciass A模式之共模輸出電流為常量，故即 18362 12 1255620 .輪出電流為Q時’電路内部仍然導通而具有共模 :二S ’因此造成能量損岸毛。為此，即有本發明之資料 '傳輸裝置2的pux a “的開發，並設計該第二模式轉換單元23處理 =sB模式的電路，以解決能量損耗問題，該第一模式轉 、早二f之内部電路架構係如後述之第3 ( B )圖所示。 *該=二模式轉換單元23係用以依據該傳輸控制單元ι 之拴制私·7 10a及該電流源ib將該數位訊號轉換成第二類 _比訊號。該第二模式轉換單U3係、為共模輸出訊號為變量 之⑸灿模式之N_bits數位-類比轉換器（digital-t〇-anal〇g converter，DAC )。一般而言，由於該Class B模式之共 模輸出i /;IL為變量，因而不存在能量損耗問題，但是，變 勺模輸出包流使得電磁干擾及失真問題比較嚴重。為 此’即有本發明之資料傳輸裝置2的開發，並設計該第一 核式轉換單元22處理模式的電路，以解決電磁干 擾及失真問題，該第二模式轉換單元23之其内部電路架 _係如後述之第3 ( C )圖所示。 5玄求和單元（summing junction ) 24係用以將該第一 類比訊號與該第二類比訊號相加以產生表示該待傳輪數位 資料之第三類比訊號。 該線路介面（line —e) 25係用以依據該網路設 備之自動跳線功能（MDI/Mmx)選擇與該網路設備所^ 用的組態相符合之傳輸媒介，該組態係例如節點模式 (Node mode)或集線器模式（HUB 1Tl〇de)，以將节长和 單元24所產生的第三類比訊號傳送至遠端。該傳輪媒介係 18362 13 1255620 =與^述傳輸標^目對應之非賴雙 型之傳輸線。 ^力」為其他類 舒ί中’須特別説明的是，該傳輪控制單幻產生的押 制才日令1 0a係包括__你-w Μ > 座生的4工 該此㈣t八你Λ 兀4工制才曰令及多位元控制指令。 制;==傳輸控制單元1(例如上述之傳輪控 =二：路設備目前的運作狀況（即需要省 為mul )產生，而該二位元控制指令係 11四組二進制值其中之一者，且竽 控制指令之狀態值（00、01、1〇 —<兀 之i軍柞#π ^ + 次11 )係由该網路設備 所：=該多位元控制指令係為二進制數〇、ι 夕立讀子符號，且該多位元控制指令之狀離值 =網路設備採用的傳輸標準類型所決定。於本實：： 中，相路設備目前的運錢況可㈣㈣咖〜卿^ =透過暫存器（一)來架構，惟，此種技術係 為業界所省知故在此不再為文贅述。 同時’上述之二位元控制指令係用以控制該第一、第 :模式㈣單〜元22、23，例如當該二位元控制指令值為〇〇 日守’这弟一、苐二模式轉換單元處於禁能（此牆）狀態， 此時，該資料傳輸裝置2不向遠端傳送資料；當該二位元 _令值為〇1日寺，該第一模式轉換單元處於此齡狀 悲’而該第二模式轉換單元處於致能（enab】e)狀態以使 «玄網路没備使用該第二模式轉換單元23對傳送資料進行 ‘換’。玄—位元控制扣令值為！ 〇時，該第二模式轉換單元 23處於diSable狀態，而該第一模式轉換單元22處於咖⑽ 18362 14 1255620 ㈣以使該網路設備使用該第一模式轉換單A 22對傳送 資料，行轉換；以及該二位元控制指令值為11時，該第 第一拉式轉換單元均處於enaMe狀態，以使該網路設 備同時使用該第一、第二模式轉換單元（22、23 )對 資料進行轉換。 、 此外，本發明亦可透過該電流源發生單元21依 網路設備採用的傳輸標準類型產生的電流源^ : 該網路運作狀況符合的資料轉換模式。例如，該電流^ 兀可依據該傳輸控制單元丨之多位元控制指令產生 :“嶋源1115，該些電流源1&、几的大小可由該電 :::生早兀21依據該多位元控制指令的狀態值進行適 二。：至可依據該多位元控制指令使該些電流源^ 目的以或兩者為G,從而達到選擇資料轉換模式之 的以:δ该網路設備當前運作狀況之需求。 第3 ( A)圖所不者係為上述之電流 】0 10係用以將該傳輸控制單元^之控制指令 二進5上述之多位元控制指令（於該實施例中標示為 仃處生複數健制訊號 b ;該電流源發生單元2…备後数亀制,fl说 用以槿成〜 數個電流發生子單元211a 冓成电★發生陣列2n，且該此 _

係與該些控制訊號a—_，=子早凡21U 了l 以由该些控制訊號a控制 電流發生子單元2„a之通斷狀態以產生 源ia’藉此供該第—模式轉換單元22使用；該電 18362 15 1255620 流源發生單元21之複數個電流發生子單元212a用以構成 電流發生陣列212,且該些電流發生子單元212&係與該些 才工制。fl號b 一對應，以由該些控制訊號b控制與其對應 之私训發生子單兀212a之通斷狀態以產生上述之電流源 =，藉此供該第二模式轉換單元23使用。其中，該些電流 發生子單元211a、212a之數量可依據實際設計需要而定。 每一電流發生子單元21 la、212a係例如由電晶體 (t_istor)(在此未予以圖示）所構成，並於導通狀態 下產生相對應之特徵電流（ia、ib)輸出。且該特徵電流 m、ib係與電日日日體之面積比（areami。）（該面積比係為 电曰日體的寬/長比）力比例。於本實施例中，可透過該些， 制訊號a控制該些電流發生子單元2Ua導通的 調節該電流源la的大小： ）木

Ia=:1Xia (式 η 同日寸可透過該些控制訊號b控制該些電流發生子單元 212a導通的數量（n2)來調節該電流源化的大小： lb- n2Xib (弋 2) 因此’可透過該電流源發生單元21提供符合該網路 -備所採用的傳輪標準類型之 流源Ia、Ib之大卜阳探次乂精由δ亥電 _卜 之大小廷擇貢料轉換之模4 (第一模式及/或第 -吴式），從而提供省電及/或抗電磁干擾特性。 發生發明之f料傳輸裝置，可透過控制該電流源 、、ώ早兀21中之電流發生子單元2Ua導通數量來改變恭 l原la、lb之大小，以符合該網路設備採用的各種不同的 16 18362 1255620 傳輸標準類型對豆所兩4入、 斤而的輻出訊號振幅（swing)之需東， 從而可避免習知技術中，為、^之而求， inRaQ 為滿足較大輪出訊號振幅（例如 lOBase-T傳輸標準所 驅動單亓勃旦6^丨+ 电皂振巾田為2.5V)需增加線路 如第 &的叹叶成本增加、設計複雜等缺點。 (即Mb.t η圖所不係為上述之第—模式轉換單元22 如0戶行/ Α模式DAC)之内部電路架構示意圖。 =所=弟一模式轉換單元22之解碼器 ^ 、早兀22處於enab】e狀態時（如上 將该訊號調整單元2 〇產斗的者 …、… 產生的數位訊號(例如A 5-bits數位 1)心丁處理以產生複數個（例如為2、 複數個電流傳輸單元221 制戒唬， 以於解碼器的控制下將1 二線路驅動單元）係用 將其輸入的電流源la由輸出正踹 I〇utp或輸出負端I〇utn 出而 該些控制訊號〜❹，流傳輸車元221與 之電流傳於罝心以由该些控制訊號控制與其對應 負端二1之輸出路徑（輸出正端i〇utp或輸出 匕在差模電流輸出為零時，^ Γ 、中有半電流傳輪單元之輪出端與輸出正端 (ioutp )連接，另_丰雷$ (Ioutn)連接。傳輸早兀之輪出端與輸出負端 由於不同的傳輪標準所要求的輸出電壓的振幅 (swing) *同，例如⑽⑼跡丁 帝為1ν具有17個電壓級別，每-級（step)的 电壓值為0.125V ; 1()()Base_T傳輸桿 ， 值為+MV，具有3電壓級別，編電壓的峰 uw母級（steP)的電壓值為 18362 17 !255620 1 1〇BaSe T傳輪標準，其輸出電壓的峰值為+/-2.5有2 電壓級別’每—級（step)的電壓值為2 5v。而要滿足該 些傳輸標準之需求，輸人的數位資料至少要表示為5触 =數位訊號。現以5_bits的數位訊號，電流源發生單元2i 提供的電流源la為2.5mA，電流傳輸單元為16個為例， 通過該第-模式（即Class A模式）產生的輸出訊號

由上表可看出該第一模式（即Class A模式）之共模 ，出電流i〇utc= i〇utp+Ioutn=40mA，其為常量因而當該些 电μ傳輸單元221工作於第一模式時比較耗電，但是 龟兹干擾比較小）。差模輸出電流Ι〇ι1ΐ(^ I〇utp -Ioutn 在40mA與_4〇mA之間變化。在網路設備密度比較大的區 域，電磁干擾成爲首要解決的問題，因而可透過上述之控 18 18362 1255620 制指令1Ga或電流源發生單元21產生的電流源進行處 式選擇以使該第-模式處於enable狀態，第二模式處於畏 (hsable狀態’以滿足網路設備目前的運作狀況。對=、 lOOO/lOGBase-T傳輸標準其輸出㈣峰+/ : 壓=I〇Utd*R〇Ut/4 ( )料實施例中選 * R〇·i 0二)’ 因此需要輸出電流為40mA，即可通過解碼器產生的控 訊號控制該些電流傳輸單元221中的16個全部導通在：一 方向（Icmtp或l〇utn)以輸出電流16*2 5mA=4〇mA以

足傳輸標準之需求。 / X 如第3 (C)圖所示係為上述之第二模式轉換單元 (即ClassB式DAC)之内部電路架構示意圖。如 ，所示，該第二模式轉換單元23之解碼器23〇係用以於該 第一杈式轉換單元23處於enbale狀態時，將N_bhs的數 :訊號㈣處理以產生複數個（2N)控制訊號；複數個電 •專知單元23 1係用以於導通狀態下將其輸入的電流源化 輸出；複數個反向器232係與該解碼器23〇連接以將其輸 出的部分控制訊號反向後控制與其連接的部分電流傳輸單 =231。於本實施例中，該些電流傳輸單元係與該些控制 汛旒一對應，以由該些控制訊號及/或該些反向器232控 制與其連接之電流傳輸單元231導通或關閉。其中，一半 數量電流傳輸單元231係與該解碼器230直接相連，其輸 出5孔號連接至輸出負端（I〇utn )，另一半電流傳輸單元23 1 t透過反向器232與解碼器230連接，其輸出訊號連接至 知出正端（i〇utp)。現以5_bits的數位訊號，電流源發生 19 18362 1255620 單兀21提供的電流源Ib為7.5mA，電流傳輪單元23丨為 .丨6個為例，透過該第二模式（即ClassB模式）產生的輸 出訊號（Ioutp，I〇utn)值係如下表2所示：

b4b3 b2b l b0 c16 c15 c14 ci3 c12 cl 1 cio c9 c8 c7 c6 c5 r4 nO rl loutn Ioutp 60mA 0mA 52.5mA 0mA 45mA 0mA 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 〇 〇 ^ΠΓΤΠΠΠΓΤΠΠΡΠΤ 0 0 0 1 1 ^υυυυυοοοηηηπιΐ! 37.5mA 0mA 0 0 10 0 〇〇〇〇00〇〇 on π ΤΓΓΤΤ^Γ 0 0 10 1 0 0 110 00 0 00000000 m~T7~ ooooooooooii Τ~ΓΤΤ^ 30mA 0mA 22.5mA 0mA 0 0 111 0 10 0 0 0 10 0 1 00 0 〇 〇 ^ττττττττΉ-0 ο ο ο ο Ο^ΓΤΤΤΤΤΤΤΤ^ 15mA 0mA 7.5mA 0mA 0mA 0mA v/ x v/ \y j[ 010 10 0 0 0 0 ΐΤΤΤΤΤΤΤΤΊ 0 0 〇 〇 〇 ο l i 1 1 1ΤΤΤΊ^ 0mA 7.5mA 0 10 11 TTTT〇- Ϊ^-Ο 0XUmirfff~ ^^0 〇 l ΓΊΓΤΊΓΓΓΓΤτ44- 〇mA 15mA 0mA 2.5mA oi l 〇T~ 〇〇〇 一 r i ^mA 30mA 0 1110 k~rr 1 i~rf~ff44444XT] 0mA 37.5mA 0 1111 0 1 1 1 1 1~ΓΤΤΓΓ^ΗΉ~ 0mA 45mA 1 0 0 0 0 tnzo^ErrrfHTT^ 0mA 52.5mA -----一~- 1 丄 1 0mA 60mA 旦f 2表所示，其共模輸出電流泰“㈣咖為變 rj 6GmA之間變化），變化的共模輸出訊號會引 ::::二：干擾和失真’但是電能損耗問題不嚴重。在 題小的區域’電磁干擾成爲次要解決的問 而境能損耗成爲首要問題，因而可 令10a或電流源發生單元21產生的電流源進行 =使=一模式處於―態，第二模式處於二 片心 u滿足網路設備目前的運行狀況。 對於網路設備密度比較適中的區域，在此種狀況下， 18362 20 1255620 可選擇第一/第二模式現合使用。例如對於標準的 -l〇Base-T，可透過傳輸控制單幻的控制使該第—、第二 -模式轉換單元均處於enabie狀態以使總輪出電流為 100mA=60mA+40mA，輪出電壓為 i〇〇mA*i〇〇Q /4勺 5v， 從而滿足lOBase-丁傳輸標準之需求。 ’ ^ 4㈣為本發明之資料傳輸裝置2之電流傳輸單 元（即上述之電流傳輸單元221或231)之基本應用電路 鲁架構示意圖。網路設備採用1〇Base_T傳輸標準，並結合上 述之圖表卜圖表2進行説明（其中，C8、C9構成一組控 制訊號，C7、C10構成一組控制訊號，C6、cu構成一組 控制訊號，C5、C12構成一組控制訊號，C4、C13構成一 組控制訊唬，C3、C14構成一組控制訊號，C2、c丨5構成 一組控制訊號，Cl、C16構成一組控制訊號）。於本實施 例中係以C8、C9構成一控制訊號以控制該電流傳輸單元 (221、231)。如圖所示，該電流傳輸單元（221、231) ❿係包括：控制邏輯4〇、41、42，切換電路（switch) 43、 44 ° 該控制邏輯40係包括反向器400 、401、402，以及及 閑（AND Gate ) 403、404。如圖所示，反向器400的輸入 為交叉（crossover)訊號c〇 (該交叉訊號係由上述之傳輸 控制單元1依據網路設備狀況產生），反向器401的輸入 為控制訊號C8，反向器402的輸入為控制訊號C9 ;及閘 403的輪入為1 〇M_m〇(je訊號nld，反向器401的輸出訊號 ’·』：’及閘404的輸入為控制訊號C9及該訊號md。 2] 18362 1255620 該控制邏輯41係包括：及閘410、411、4 12、4 1 3、 • 414、41 5，如圖所示，該及閘41 〇的輸入為交叉訊號c〇 ，及及閘403的輪出訊號4 %該及閘411的輸入為交又訊號 Co及該反向器401的輸出訊號茂，該及閘412的輪入為交 叉訊號Co及控制訊號C8，該及閘413的輸入為交又訊號 Co及該反向器402的輪出訊號5，該及閘414的輪入為交 叉訊號及控制訊號C9，該及閘415的輸入為交又訊號 0 Co及及閘404的輸出訊號。 該控制邏輯42係包括及閘420、42卜422、423、424、 425。上圖所不，該及閘42〇的輸入為該反向器的輸出 訊號C。及及閘403的輸出訊號md·茂，該及閘421的輪入為 =反向器400的輸出訊號^及該反向器4〇1的輸出訊號〆 4及閘422的輸入為該反向器4〇〇的輸出訊號及押 ϋ訊號C8,該及閘423的輸入為該反向器4〇〇的輸出訊^ C°及該反向器、402的輸出訊號5，該及間424的輸入為該 •反向器400的輸出訊號Μ控制訊號C9,以及該及間： 的輸入為該反向哭400 AA 丨，A—— rj 口口 4〇〇的輸出訊號Co及及閘404的輸出訊 號 ΙΓ丨d.C9〇 σ 。該切換電路43在正常狀態下係作爲訊號接收（RX) 古而’其包括·場效雷曰她 hs曰肢（MOSFET) 430、431構成切換 開關4 3 a，場效雷b雕。q 日日脸432、433構成切換開關43b，場效 434 ^ 435 # ^ M 43c 0 , , , ^ f QBa ^ 之源極（S0Urce)與電流源發生單元21提供的電 流源（於本實施例中椤干鱼“ _ ^ ^ 才不不為45、46、47 )中之電流源45 18362 22 1255620 連接，該場效電晶體430、431之閘極（gate) 43〇a、431a 刀別與该及閘410、41 5之輸出端連接，以由該及閘4丨〇、 41 5之輸出訊號4技·〜、mb .c。分別控制該場效電晶體 430、431之閘極430a、431a。即閘極43〇a、43 la控制訊 號為： f〇= ^d-CS-Co (式 3 ) fl = md.C9.C。 （式 4) 、該场效電晶體432、433之源極（source)與電流源46 連接，該場效電晶體432、433之閘極（gate) 432a、433a 分別與該及閘之輸出端連接，以由該及閘411、 2之輪出Λ唬cs’c。、cs’cd分別控制該場效電晶體432、433 之閘極4^2a、433a。即閘極432a、433a端控制訊號為： f2=C8.c。 （式 5) f3=cs，Co (式 6) /昜放电日日434、435之源極（source)與電流源47 連接，該場效電晶體434、435之閑極（_)他、435& 么別與該及閘川、414之輸出端連接，以由該及閘413、 =之輸出訊號⑽、㈣分別控制該場效電晶體434、奶 甲極4^a、435a。即閘極434a、435a控制訊號為： f4=C9.c。 （式 7) f5==C9，Co (式 8) 童⑽其中’該場效電晶體彻、432、434的沒極係與傳幸月 、豕正端（RDP)連接，該場效電晶體431、433、435之 沒極係與傳輸數據負端UDN)連接，該傳輪數據正端 18362 23 I255620 傳輸數據負端rdn係可透過上述之線路介面^鱼 ，輪媒介（本實施例係為傳輸線⑴連接，且於本實施例 ，中，該些場效電晶體係為N_channel型。 該切換電路44係作爲訊號發射（τχ)端，其與該切 、兒路43之結構完全相同從而構成如第$圖所示之 ，UUPH她咖⑽請叫结構^端與”端共用電 二源I。復翏閲第4圖，場效電晶體44〇、441構成的切換 開關44a，場效電晶體442、443構成的切換開關桃，場 效電晶體444、445構成的切換開關44c。其 晶體楊、州之源極（咖ee)與電流源45中連接，= 效電晶體440、44!之閘極（卿）4術、44 i a分別與該及 閘/20、—之輸^端連接，以由該及閘42〇、425之輸出 汛唬cs Cd C9 Cd分別控制該場效電晶體440、441之閘 極44〇a、441a。即閘極44〇a、44u控制訊號為： S〇=md. (式 9 )

Si = —π (式 ι〇) 、該場效電晶體料2、443之源極（s〇urce )與電流源46 連接，該場效電晶體442、443之閘極（gate) 442a、443a 分別與該及閘421、422之輸出端連接，以由該及閘421、 422之輸出訊號泛石、以石分別控制該場效電晶體料2、443 之閘極44—2^、443a。即閘極442a、443a控制訊號為： (式 11) S3n〇 (式 12) 該場效電晶體444、445之源極（s〇mxe )與電流源〇 18362 24 1255620 連接，該場效電晶體444、445之閘極（gate ) 444a、445a 分別與該及閘423、424之輸出端連接，以由該及閘423、 04之輪出訊號行石、分別控制該場效電晶體444、445 之閘極444a、445a。即閘極444a、445a控制訊號為： 13) S5— (式！4) 其中，該場效電晶體440、442、444的汲極係與傳輸 丨數據正端（TDP)連接，該場效電晶體441、443、445之 ，極係與傳輸數據負端（tdn)連接，該傳輸數據正端 DP、傳輸數據負# roN係可透過上述之線路介面μ盥 f輪媒介（本實施例係為傳輸線L2)連接’且於本實施例 ，该些場效電晶體係為N_channel型。 由上述之表1、表2可知，例如要輸出正電壓時，該 才工制訊號C8=〇，該批岳丨| %Λ 士 傳輪訊號·»㈣時’並假定~ 又又^虎c0y，則由上述計算（式3) _ mi π , 從、’…丹：：’’、0 ’此時場效電晶體430,432,434導通， ^ ^場效電晶體43M32,434將與之連接的電流

源Λ唬透過輸出電阻R 面25選擇的傳幹化=換成輸出電壓，並透過該線路介 寻輸、、泉路L1將輪出電壓輸出。 就tx端而言，由上述計算 tx端的切換開關44 4 向使付 作，故可避免習知二有效關閉，不做訊號發射動 、免白知技術中TX端與RX端因接線錯誤以致 18362 25 1255620 無法達成訊號的傳送和接收 兮此+安叹之問喊。同時，本實施例中， .该二琶〜源訊號係透過—級Mo 1 .避免習知技術中，電mm開關傳运出去，俾可 號損耗等問題。"級開關傳送所引起的訊 此處需特別説明的是，上述實施例中之 路架構亦可視實際嗖叶 电 件及电 架構來代替 又相遽由功能相同之電路元件、電路 相#父於習知技術，本發 源發生I元力㈣“月之貝枓傳輸裝置可透過電流 t ^ ^ -fi ^ ^剧控制單元1之控制指令l〇a產生的

Hfi唬自動且即時切換 生 之資料處理模式。 弹…··罔路叹備運作狀況符合 同％ ’本發明之資料傳輸裝置中之電抑_ 可依據傳輸控制單元I之控 生早兀21 備採用的傳輸標準類型之曰_； /產生符合該網路設 元】之控制指令號及7或該傳輸控制單 輪標準之類比訊號，並透過缘立;=換成符合該傳 二:與該網路設備所採_態相符：：， 議如節點模式（歸_)或华： Γ)，以將該類比訊號_^^ 輸出電壓幅度（swing) Se 準）需更大之 雜度。 目而增加了電路設計之成本、複 J8362 26 1255620 ‘ 此外，於本發明之資料傳輸裝置中，第一、第二 兀（22、23)係分別單獨設計，因而可提供較大二 …又特改彈性，俾可避免f知技術中，兩種模式組合 所引起的修改彈性較低之缺失。 又，本發明之資料傳輸裝置中，電流傳輪單元中，切 ，，換電路係、由多數m〇sfet開關構成一級開關，俾可避免抑 -知技術中，電流源須經由多級MOSFET開_引起的電、、1 4貝耗專問題。 再者，本發明之資料傳輸裝置中，τχ端與rx端構 ?旻製切換結構，從而可由τχ端發送訊號，尺又端接收訊 唬’亦或RX端發送訊號，τχ端接收訊號，俾可避免於網 路接線錯誤時，無法達成通訊之目的。 上述實施例僅為例示性說明本發明之原理及其功 效，而非用於限制本發明。任何熟習此項技藝之人士均可 在不違背本發明之精神及範嘴下，對上述實施例進行修 籲改。因此本發明之權利保護範圍，應如後述之申請專利範 圍所列。 【圖式簡單説明】 第ΚΑ)圖係為美國專利第6185263號案之控制 A/Class B模式切換的基本架構方塊示意圖； 。。第1(B)圖係為美國專利第67〇3865號案之線路驅動 器之内部電路架構圖； 第2圖係為本發明之資料傳輸裝置應用於具自動跳線 功能之網路設備上之基本架構示意圖； 18362 27 !255620 )圖係為第2圖所示之電流源發生單 架構示意圖 第3 ( Β )圖係為第2 一 一 部架構示意圖； 弟核式軲換早7C之内 却弟3(c)圖係為第2圖所示之第二模式轉換單元之出 邙架構示意圖； 、早兀之内 第4圖係為依據本發明之資料傳輸裝置 傳輪單广之電路架構示意圖；以& ’置所木構的電流 第5圖係'為顯示第4圖之流傳 製開關結構。 平兀〒所構成的稷 【主要元件符號說明】 10 10a 12 14 傳輸控制單元 差分放大器 控制指令 第一差分開關 第二差分開關 120 弟一控制訊號 140 第二控制訊號 16 媒介介面 17、18 第一、第二傳輸線 1〇〇 、 102 、 1〇4 場效電晶體（FET) 190 第一分量 192 第二分量 2 資料傳輸裝置 18362 28 1255620 20 訊號調整單元 21 電流源發生單元 22 第一模式轉換單元 23 第二模式轉換單元 24 求和單元 25 線路介面 210、220、230 解碼器 ^ 21 la > 212a 電流發生子單元 211 Λ 212 電流發生陣列 221、231 電流傳輸單元 232、400、401、402 反向器 40、41、42 控制邏輯 43、44 切換電路 4〇3、404、410、411、412、413、414、415 及閘 420、421、422、423、424、425 及閘 馨 430、431、432、433、434、435 場效電晶體 43a、43b、43c 切換開關 45、46、47 電流源 430a、431a、432a、433a、434a、435a 閘極 440、441、442、443、444、445 場效電晶體 44a、44b、44c 切換開關 440a、441a、442a、443a、444a、445a 閘極 LI、L2 傳輸線 29 18362

Claims (1)

1255620 申清專利範圍： 一種資料傳輸裝w ,置么、應用於具自動跳線（MDI/MDIX ) 功能之網路設備 ’ 且人一傳輻控制單元連接以由該傳輸 才工制單TL偵測該纟 ^ 4Θ w 、罔路5又備之運作狀況並產生控制指令 k供給該資料傳輪裝置，其包括： 、㈣，整單元’係心將待傳輸之數位資料進行處 理以i ΐ符合該網路設備採用的傳輸標準之數位訊號; 电•源U單70 ’係用以依據由該傳輸控制單元所 生之抆制私令以輸出符合該網路設備所採用的傳輸 標準，第-電流源、第二電流源； 弟一楔式轉換單元’係用以依據該控制指令及第一 電流源以將該訊號調整單元所產生之數位訊號轉換成 第一類比訊號； 第二模式轉換單元，係用以依據該控制指令及第二 電流源以將該訊號調整單元所產生之數位訊號轉換成 第二類比訊號；以及 二。求和單元，係用以將該第一類比訊號與該第二類比 訊號相加以產生表示該待傳輸之數位資料之第三類比 訊號，並藉由網路媒介傳送至遠端。 2·如申請專利範圍第1項之資料傳輸裝置，其中，該電流 源發生單元係為一可變電流源發生器，其係包括：爪 解碼器（decoder)，係用以對該傳輸控制單元之 控制指令進行解碼以產生複數個控制訊號；以及 祓數個電流發生子單元，該些子單元係與該解碼器 18362 30 1255620 所產生之控制訊號一 一對;？|，以j 與其妒應々早置_ …猎由母一控制訊號控制 兀〜通斷狀態，從而產生符合的第一電 =及第二電流源並分別提供至該第—模式轉換單元 及弟二模式轉換單元。 3.如申請專利範圍第1項之資料傳輸裝置，其中，該第一 模式轉換單元係為一 d A握+叙^ ^ SS A杈式數位-類比轉換器， 其係包括： 解碼器，係用以對該却跋士闲敫话—女，^

4.

、― 1邊Λ就凋整早兀產生的數位訊號 進行解碼以產生複數個控制訊號；以及 ，數個電流傳輪單几，該些電流傳輸單元係分別接 =該第一電流源，且與該解碼器產生的該些控制訊號一 0^藉由θ亥些控制汛號控制與其對應之電流傳輸 早兀之輸出路徑而產生該第一類比訊號輸出。 Τ申請專利範圍第丨項之資料傳輸裝置，其中，該第二 模式轉換單元係為一 Class Β模式數位_類比轉換器， 其係包括： 解碼為，係用以對該訊號調整單元產生的數位訊號 進行解碼以產生複數個控制訊號；以及 複數個電流傳輸單元，該些電流傳輸單元係分別接 收該第二電流源，且與該解碼器產生的該些控制訊號一 一對應，以藉由該些控制訊號控制與其對應之電流傳輸 單兀之通斷狀態而產生該第二類比訊號輸出。 如申請專利範圍第1項之資料傳輪裝置，其中，該傳輪 控制單元產生的控制指令係包括二位元之控制指令及 31 18362 5. 1255620 多位元之控制指令。 6·如申請專利範圍第5項之資 一 1 I置5其中，該二位 =之控制指令之狀態值係_傳輸控制單元依據該網 路設備之狀態決定。 7·如申請專利範圍第6項之資料傳輪裝置，其中，該二位 元之控制指令之狀態值係為GG，W，1() /u四组二 制值其中之一者。 8·

9. 如申請專利範圍第5項之資料傳輸裝置，其中，該多位 兀之控制指令之狀態值係由該傳輪控制單擔據該網 路设備使用之傳輸標準類型決定。 如申請專利範圍第i項之資料傳輪 貝丁十得翰裊置，其中，該訊號 I早兀係為-脈波成形邏輯（puhe 異Η 〇 6 10.如申請專利範圍第i項之資料傳輸裝置，其中，該傳輸 標準係包括l〇Base_T ( 10兆赫兹基帶傳輸）標準、 100Base-T (100兆赫兹基帶傳輪）標準、1〇_㈣_丁 (1000兆赫玆基帶傳輸）標準。 η.如申請專利範圍帛i項之資料傳輸裝置，復包括線路介 面，係用以依據該網路設備之自動跳線功能選擇與該網 路設備所採用的組態相符合之傳輸媒介，以便藉由該傳 輸媒介將該第三類比訊號傳送至遠端。 12·如申，專利|&圍帛j i工頁之資料傳輸裝置，其中，該自 動跳線功此係由複冑的切才奐開關$達成，以降低能量的 耗損及降低操作電壓的需求。 18362 32 1255620 13·如申請專利範圍第11項之資料傳輸裝置，其中，該網 路設備所採用的組態係為節點（Node )及集線器（HUB ) 所組群組之一種模式（mode )。 33 18362