检测终端负载的系统

摘要

本发明公开了一种检测终端负载的系统，用于在高速差分信号传输过程中检测终端是否连接有负载，包括发送端驱动电路、负载检测电路、接收端电路及两个电容，其中，负载检测电路包括第一检测子电路与第二检测子电路，第一检测子电路连接于发送端驱动电路与一电容之间，第二检测子电路连接于发送端驱动电路与另一电容之间，第一检测子电路包括直流电源、第一电阻、第二电阻、第三电阻、开关、计时器、电流源、基准电阻及比较器，比较器的输出端输出第一检测结果，第二检测子电路具有与第一检测子电路完全相同的结构特征，且第二检测子电路的比较器的输出端输出第二检测结果。本发明的检测终端负载的系统，能准确、快速地检测终端负载，且结构简单，所占版图面积小，功耗低。

权利要求

1.一种检测终端负载的系统，用于在高速差分信号传输过程中检测终端是否连接有负载，包括发送端驱动电路、负载检测电路、接收端电路及两个电容，两所述电容连接于所述发送端驱动电路与接收端电路之间，所述负载检测电路连接于所述发送端驱动电路与两所述电容之间，其特征在于，所述负载检测电路包括第一检测子电路与第二检测子电路，所述第一检测子电路连接于所述发送端驱动电路与一电容之间，所述第二检测子电路连接于所述发送端驱动电路与另一电容之间，且所述两电容分别用以在所述发送端驱动电路与接收端电路之间传输两路差分信号，所述第一检测子电路包括直流电源、第一电阻、第二电阻、第三电阻、开关、计时器、电流源、基准电阻及比较器，所述第一电阻与第三电阻的一端均与直流电源连接，所述第一电阻的另一端、第二电阻的一端、开关的一端、一电容的一端均与所述比较器的反向输入端连接，所述第三电阻的另一端与所述开关的另一端连接，所述第二电阻的另一端接地，所述计时器依设定时间计时控制所述开关的闭/合，所述电流源的一端、基准电阻的一端均与所述比较器的正向输入端连接，所述电流源的另一端与所述比较器的控制端连接，所述比较器的输出端输出第一检测结果，所述第二检测子电路具有与第一检测子电路完全相同的结构特征，且所述第二检测子电路的比较器的输出端输出第二检测结果。

2.如权利要求1所述的检测终端负载的系统，其特征在于，所述负载检测电路还包括一逻辑判断子电路，所述第一检测结果与第二检测结果均输入所述逻辑判断子电路，所述逻辑判断子电路对输入的两检测结果进行逻辑分析，输出判断结果。

3.如权利要求1所述的检测终端负载的系统，其特征在于，在系统上电开始的T1时间内，所述计时器控制所述开关断开，在时间T1-T2内，所述计时器控制所述开关闭合，且在时间T2后，所述计时器控制所述开关断开。

4.如权利要求3所述的检测终端负载的系统，其特征在于，所述第一电阻与第二电阻的阻值相等，所述第三电阻的阻值为所述第一电阻阻值的四分之一。

说明书

检测终端负载的系统

技术领域

[0001] 本发明涉及集成电路领域，更具体地涉及一种检测终端负载的系统。

背景技术

[0002] 高速串行数据传输系统中，电子设备在板间或片间进行高速数据传输的过程中，电子设备的发送端需检测对方设备接收端是否通过传输媒介挂载有负载，从而判断是否发送高速数据。由于高速串行通信系统中，板间或片间产生的寄生电容以及传输媒介与发送和接收端阻抗的不匹配性等因素的存在，会对检测电路造成较大的干扰，严重影响检测结果的准确性。而现有的检测终端负载的系统均不具有高抗干扰性、准确的判断范围、检测速度快和低功耗的特性，不能准确地对接收端的负载进行检测。

[0003] 因此，有必要提供一种改进的检测终端负载的系统来克服上述缺陷。

发明内容

[0004] 本发明的目的是提供一种检测终端负载的系统，该系统能准确、快速地检测终端负载，且结构简单，所占版图面积小，功耗低。

[0005] 为实现上述目的，本发明提供一种检测终端负载的系统，用于在高速差分信号传输过程中检测终端是否连接有负载，包括发送端驱动电路、负载检测电路、接收端电路及两个电容，两所述电容连接于所述发送端驱动电路与接收端电路之间，所述负载检测电路连接于所述发送端驱动电路与两所述电容之间，其中，所述负载检测电路包括第一检测子电路与第二检测子电路，所述第一检测子电路连接于所述发送端驱动电路与一电容之间，所述第二检测子电路连接于所述发送端驱动电路与另一电容之间，所述第一检测子电路包括直流电源、第一电阻、第二电阻、第三电阻、开关、计时器、电流源、基准电阻及比较器，所述第一电阻与第三电阻的一端均与直流电源连接，所述第一电阻的另一端、第二电阻的一端、开关的一端、一电容的一端均与所述比较器的反向输入端连接，所述第三电阻的另一端与所述开关的另一端连接，所述第二电阻的另一端接地，所述计时器依设定时间计时控制所述开关的闭/合，所述电流源的一端、基准电阻的一端均与所述比较器的正向输入端连接，所述电流源的另一端与所述比较器的控制端连接，所述比较器的输出端输出第一检测结果，所述第二检测子电路具有与第一检测子电路完全相同的结构特征，且所述第二检测子电路的比较器的输出端输出第二检测结果。

[0006] 较佳地，所述负载检测电路还包括一逻辑判断子电路，所述第一检测结果与第二检测结果均输入所述逻辑判断子电路，所述逻辑判断子电路对输入的两检测结果进行逻辑分析，输出判断结果。

[0007] 较佳地，在系统上电开始的T1时间内，所述计时器控制所述开关断开，在时间T1-T2内，所述计时器控制所述开关闭合，且在时间T2后，所述计时器控制所述开关断开。

[0008] 较佳地，所述第一电阻与第二电阻的阻值相等，所述第三电阻的阻值为所述第一电阻阻值的四分之一。

[0009] 与现有技术相比，本发明的检测终端负载的系统通过对比分别对比所述第一检测子电路与第二检测子电路的比较器两输入端的电压值，即可准确判断所述接收端电路是否连接有负载，因此，本发明的检测终端负载的系统能准确、快速地检测终端负载，且结构简单，所占版图面积小，功耗低。

[0010] 通过以下的描述并结合附图，本发明将变得更加清晰，这些附图用于解释本发明的实施例。

附图说明

[0011] 图1为本发明检测终端负载的系统的结构框图。

[0012] 图2为本发明检测终端负载的系统第一检测子电路的电路图。

[0013] 图3为本发明检测终端负载的系统第一检测子电路节点n的电压变化图。

具体实施方式

[0014] 现在参考附图描述本发明的实施例，附图中类似的元件标号代表类似的元件。如上所述，本发明提供了一种检测终端负载的系统，该系统能准确、快速地检测终端负载，且结构简单，所占版图面积小，功耗低。

[0015] 请参考图1，图1为本发明检测终端负载的系统的结构框图。如图所示，本发明的检测终端负载的系统，用于在高速差分信号传输过程中检测终端是否连接有负载，其包括发送端驱动电路、负载检测电路、接收端电路及两个电容C1、C2；两所述电容C1、C2连接于所述发送端驱动电路与接收端电路之间，分别用以在所述发送端驱动电路与接收端电路之间传输两路差分信号，所述负载检测电路连接于所述发送端驱动电路与两所述电容C1、C2之间，用来检测接收端电路(终端)是否连接有负载。

[0016] 具体地，请再结合参考图2，所述负载检测电路包括第一检测子电路与第二检测子电路。所述第一检测子电路连接于所述发送端驱动电路与一电容C1之间，且与所述电容C1相连的节点为Txp，所述第二检测子电路连接于所述发送端驱动电路与另一电容C2之间，且与所述电容C2相连的节点为Txn，即所述第一检测子电路与第二检测子电路分别连接于所述发送端驱动电路至所述接收端电路的一路差分信号的传输通路上。所述第一检测子电路包括直流电源Vdd、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、开关K1、计时器(图未示)、电流源I1、基准电阻Rref及比较器COMP；所述第一电阻R1与第三电阻R3的一端均与直流电源Vdd连接，所述第一电阻R1的另一端、第二电阻R2的一端、开关K1的一端、一电容C1的一端共同连接，并形成节点Txp，且所述节点Txp与所述比较器COMP的反向输入端连接；所述第三电阻R3的另一端与所述开关K1的另一端连接，所述第二电阻R2的另一端接地，所述计时器依设定时间计时控制所述开关K1的闭/合；所述电流源I1的一端、基准电阻Rref的一端共同连接，并形成节点det，所述节点det与所述比较器COMP的正向输入端连接，所述电流源I1的另一端与所述比较器COMP的控制端连接，从而所述比较器COMP通过对比所述基准电阻Rref两端的电压(节点det的电压)与节点Txp的电压而通过其输出端输出第一检测结果。所述第二检测子电路具有与第一检测子电路完全相同的结构特征，不同仅在于，所述第二检测子电路连接于所述发送端驱动电路与所述电容C2之间，且所述第二检测子电路的比较器的输出端输出第二检测结果，在此不再对第二检测子电路的结构特征进行细述。作为本发明的一个优选实施例，所述负载检测电路还包括一逻辑判断子电路(图未示)，所述第一检测结果与第二检测结果均输入所述逻辑判断子电路，所述逻辑判断子电路对输入的两检测结果进行逻辑分析，输出判断结果；从而通过对两检测结果的逻辑分析输出准确的判断结果，使得当两个检测结果中有一个发生错误时，经过所述逻辑判断子电路后仍可输出准确的判断结果，以保证检测结果的精度与准确性。

[0017] 在本发明的优选实施方式中，在系统上电开始的T1时间内，所述计时器控制所述开关K1断开，在时间T1-T2内，所述计时器控制所述开关K1闭合，在时间T2后所述计时器控制所述开关K1断开；在本发明的具体应用中，时间T1、T2可根据检测终端负载的系统的具体参数而设定；其中，节点Txp随时间的电压变化如图3所示，A曲线表示接收端电路连接有负载时，节点Txp的电压变化情况，B曲线表示接收端电路没有连接负载时，节点Txp的电压变化情况。更进一步地，在本发明中，所述第一电阻R1与第二电阻R2的阻值相等，即R1＝R2，所述第三电阻R3的阻值为所述第一电阻R1阻值的四分之一，即R3＝R1/4＝R2/4。

[0018] 下面请再结合参考图2与图3，描述本发明检测终端负载的系统的工作原理。

[0019] 一、当接收端电路没有连接负载(终端负载)时：

[0020] 交流耦合电容C1处于开路，由于没有电容的作用，第一检测子电路在系统上电后T1时间内，此时间段所述计时器控制所述开关K1断开，节点Txp的电压VTxp为：

[0021]

[0022] 由于此时，比较器COMP未开启，暂不比较节点Txp与比较器COMP的正向输入端电压(节点det的电压)Vdet。

[0023] 其中，比较器COMP的正向输入端的电压为：

[0024]

[0025] 在T1-T2时间段内，计时器控制所述开关K1闭合，节点Txp的电压Vhi为：

[0026]

[0027] 此时比较器COMP开始工作，因R1＝R2，通过对比(3)式与(2)式可得出：Vdet＜Vhi，故比较器COMP的输出端输出第一检测结果outa为低，表明所述第一检测子电路没有检测到终端负载，并将第一检测结果outa输入至所述逻辑判断子电路；所述第二检测子电路对另一路差分信号通路的检测原理与所述第一检测子电路相同，最终将其比较器输出的第二检测结果outb输出至所述逻辑判断子电路，从而通过逻辑判断子电路对两比较结果outa与outb的处理，输出最终检测结果，从而通过所述逻辑判断子电路的输出结果，即可判断所述接收端电路没有连接负载。

[0028] 二、当接收端电路连接有终端负载Rxn与Rxp时：

[0029] 此时接收端驱动电路为终端负载Rxp提供了稳定的共模电压Vcom，且在本发明中，则，通过(2)式可知Vcom＜Vdet。

[0030] 而要求第一检测子电路须在系统上电后T1时间内，对交流耦合电容C1的正向端进行充电，使节点Txp的电压达到与终端负载端的共模电压Vcom相等。此时所述计时器控制所述开关k1断开。此时节点Txp的电压VTxp为：

[0031]

[0032] 式中V0为系统上电时，节点Txp的初始电压，其值为0。

[0033] Vt为节点Txp在系统稳定后的电压值，且

[0034]

[0035] Re为交流等效时整个电路的电阻

[0036]

[0037] T为电容C1所需的充电时间，T≤T1

[0038] 故上式简化为

[0039]

[0040] 由于T1>>Re×C1，故在T1时，节点Txp的电压稳定在Vcom。

[0041] 在T1-T2时间段内，所述计时器控制所述开关K1闭合，此时继续对交流耦合电容C1进行充电，但此时，由于第三电阻R3的作用，节点Txp的电压在此时间段为:

[0042]

[0043] Re为交流等效时的电阻

[0044]

[0045] 通常T1-T2之间的时间间隔很短，且按本领域技术人员的常规设计通常将该时间间隔取值为：

[0046] Δt＝T2-T1＝0.08·R1·C1 (10)

[0047] 根据(8)、(10)式，得出节点Txp的电压在T2时间点的电压为：

[0048] Vp≈0.6588·Vdd (11)

[0049] 通过(2)式与(11)式可知，此时节点Txp的电压Vp小于Vdet,并且此时由于比较器COMP已工作，故比较器输出的第一检测结果outa为高电平，表明所述第一检测子电路检测到终端负载，并将第一检测结果outa输入至所述逻辑判断子电路；所述第二检测子电路对另一路差分信号通路的检测原理与所述第一检测子电路相同，最终将其比较器输出的第二检测结果outb输出至所述逻辑判断子电路，从而通过逻辑判断子电路对两检测结果outa与outb的处理，输出最终检测结果，从而通过所述逻辑判断子电路的输出结果，即可判断所述接收端电路连接有负载

[0050] 在本发明中，不管接收端电路是否连接有负载，在时间T2以后，为了保证所述逻辑判断子电路输出的检测结果的正确性，所述第一检测子电路与第二检测子电路的比较器和逻辑判断子电路均不工作，此时所述计时器控制所述开关k1断开，节点Txp的电压快速变化为T1时刻以前的电压，以准备下一轮的检测工作。

[0051] 由上述可知，本发明的检测终端负载的系统通过在时间T1-T2内对比节点Txp与节点det的电压即可判断所述接收端电路是否连接有负载，因此能快速地检测终端负载，且结构简单，所占版图面积小，功耗低；另外，通过所述逻辑子电路对第一检测子电路与第二检测子电路输出的检测结果的再次分析判断，保证了检测结果的准确性。

[0052] 以上结合最佳实施例对本发明进行了描述，但本发明并不局限于以上揭示的实施例，而应当涵盖各种根据本发明的本质进行的修改、等效组合。