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本发明提供一种具有改善性能的多模式线路驱动器电路。多模式线路驱动器包括至少第一和第二驱动器电路，当“活动”时，第一和第二驱动器电路分别使用第一和第二模式发送数据。多模式线路驱动器还包括一种电路配置，该配置包括一种稳压器和关联的开关组。在操作中，至少一些开关与第二驱动器电路耦合，并在第一驱动器电路活动时闭合。为了降低在第二驱动器电路处的共模电压，稳压器向至少部分闭合的开关提供直流电流，同时第一驱动器电路使用第一模式发送数据。因而，在第一驱动器电路活动时第二驱动器电路的元件可以被断电，从而降低第一模式中的功率消耗。

1.  一种多模式线路驱动器电路，包括：
被配置为使用第一模式发送数据的第一驱动器电路；
被配置为使用第二模式发送数据的第二驱动器电路；
与第二驱动器电路耦合的多个开关，当第一驱动器电路使用第一模式发送数据时闭合这些开关，当第二驱动器电路使用第二模式发送数据时断开这些开关；以及
稳压器，所述稳压器被配置为：在使用第一模式发送数据时，所述稳压器向闭合开关中的至少一部分提供直流电流，以降低在第二驱动器电路处的共模电压。

2.  根据权利要求1所述的多模式线路驱动器电路，其中所述第一模式是10BASE-T以太网。

3.  根据权利要求1所述的多模式线路驱动器电路，其中所述第二模式是100BASE-TX以太网和1000BASE-T以太网中的至少一种。

4.  根据权利要求1所述的多模式线路驱动器电路，其中所述第二驱动器电路包括至少一个电压源，所述电压源用于使用所述第二模式来驱动数据。

5.  根据权利要求4所述的多模式线路驱动器电路，其中当所述第一驱动器电路使用第一模式发送数据时，所述至少一个电压源是断电的。

6.  根据权利要求1所述的多模式线路驱动器电路，其中所述第一和第二驱动器电路使用至少部分相同的电路。

7.  根据权利要求1所述的多模式线路驱动器电路，其中所述多个开关是晶体管开关。

8.  根据权利要求1所述的多模式线路驱动器电路，其中所述稳压器是低压差稳压器。

9.  根据权利要求1所述的多模式线路驱动器电路，其中所述稳压器连接到变压器的中间抽头。

10.  根据权利要求9所述的多模式线路驱动器电路，其中所述稳压器将所述中间抽头设置到预先确定的共模电压。

11.  根据权利要求1所述的多模式线路驱动器电路，其中所述第一驱动器电路包括至少一个电流源。

12.  根据权利要求11所述的多模式线路驱动器电路，其中所述稳压器向至少一个电流源提供偏置电流。

13.  一种多模式线路驱动器电路，包括：
使用第一模式发送数据的装置；
使用第二模式发送数据的装置；
多个开关，当使用第一模式发送数据时闭合所述多个开关，当使用第二模式发送数据时断开所述多个开关；
稳压器，所述稳压器被配置为：在使用所述第一模式发送数据时，向所述闭合开关中的至少一部分提供直流电流，以降低共模电压。

14.  根据权利要求13所述的多模式线路驱动器电路，其中所述第一模式是10BASE-T以太网。

15.  根据权利要求13所述的多模式线路驱动器电路，其中所述第二模式是100BASE-TX以太网和1000BASE-T以太网中的至少一种。

用于10/100/1000BASE-T以太网的线路驱动器结构
技术领域
本发明涉及线路驱动器电路领域，特别地涉及一种具有使用不同以太网模式改进传输数据性能的多模式以太网线路驱动器结构。
背景技术
网络是多个交换信息的互连节点的集合。网络可以被配置为局域网(“LAN”)或诸如因特网的广域网。每个网络节点可以是计算机或者任何被配置为与网络中其它节点通信的其它设备。典型地，网络节点根据预先确定的网络通信协议通过交换信息彼此通信。关于这点，协议是一组定义网络节点之间如何交换信息的规则。
以太网是LAN中使用的通用网络通信协议。在公开并可得的电气与电子工程师协会(“IEEE”)802.3标准中，题为“带有冲突检测的载波监听多路访问(CSMA/CD)的访问方法和物理层规格”中提出以太网协议，其在此被全面引用以作为参考。IEEE 802.3标准描述了用于创建以太网数据分组的数据分组格式化，其还描述了基带数据速率(即，不调频)与用于在网络节点之间发送以太网数据分组的物理媒介的不同组合。
本文中使用的“以太网模式”相当于基带数据速率和物理传输介质的特别结合。IEEE802.3标准描述了多种以太网模式，例如包括10BASE-T、100BASE-TX(“快速以太网”)和1000BASE-T(“千兆以太网”)。更具体地说，10BASE-T支持在双绞线电缆上高至每秒10兆(“Mbps”)的基带以太网数据传输。100BASE-TX支持在双绞线(twisted-pair)电缆上高至100Mbps的基带传输。1000BASE-T支持在双绞线电缆上高至1千兆比特每秒(1000Mbps)的基带传输。虽然10BASE-T、100BASE-TX和1000BASE-T是现代LAN结构中流行的以太网模式，但是显然也存在其它的以太网模式。因此，在整个公开中以示例而非限制性的方式论述10BASE-T、100BASE-TX和1000BASE-T以太网模式。
实际上，10BASE-T和100BASE-TX LAN连接典型地部署在具有四对非屏蔽双绞铜线的传统的“5类”(Category-5)电缆上。1000BASE-T连接典型地使用增强的5类或者“5e类型”电缆。5类和5e类电缆都具有100欧姆的阻抗，因此需要100欧姆的端接以防止信号反射。在本公开中，术语“5类电缆”和“CAT5电缆”一般地指任何呈现出传统5类和5e类电缆的电特性的电缆。
典型地，网络节点包括适于发送和/或接收数据的网络接口卡(“NIC”)。NIC可以包含用于使用已选以太网模式传输数据的硬件和软件驱动。所以，NIC可以使用线路驱动器电路以在诸如5类电缆的物理传输媒介上发送和/或接收以太网数据。图1是图解示例性的以太网连接(或“链路”)100的示意方框图，以太网连接(或“链路”)100具有通过5类电缆130互连的发送器侧110和接收器侧140。例如位于第一NIC中的发送器侧包括线路驱动器电路，所述线路驱动器电路被配置为通过电缆130将以太网数据发送到例如位于第二NIC中的接收器侧140。发送器侧110通过具有一对一匝比(one-to-one turns ratio)的变压器120与电缆130和接收器侧140电隔离。发送器侧电路还包括一对50欧姆的电阻器R1和R2，它们与5类电缆130中有效的50欧姆电阻R3和R4阻抗匹配。
图1中显示的示例性线路驱动器电路以具有正输出电压txp和负输出电压txn的差动的输出信号发送以太网数据。因此产生的以太网信号是正输出电压和负输出电压之间的差异，即txp-txn。在10BASE-T以太网模式中，典型的正输出电压txp大于2.2伏特峰间电压(peak-to-peak)(Vpp)，产生的差动的输出信号因而大于4.4Vpp。相反，100BASE-TX和1000BASE-T模式使用非常低的振幅信号，例如，具有大约1Vpp的正输出电压txp和大约2Vpp的差动输出信号。虽然100BASE-TX和1000BASE-T输出信号具有相似的峰间电压摆幅，IEEE802.3标准规定与100BASE-TX信号不同的1000BASE-T输出信号使用5级脉冲幅度调制编码以得到更好的带宽利用率。
NIC经常需要能使用一种以上的以太网模式来传输数据。例如，NIC可能位于最初被配置为通过10BASE-T以太网链路通信的设备上，但是后来该设备可能连接到更快的100BASE-TX链路。在这个实例中，在NIC中的线路驱动器电路必须能够传输10BASE-T和100BASE-TX以太网信号。举例来说，图2图解了现有技术的一种可能实施方式，多模式以太网线路驱动器电路可以被配置用于10BASE-T或者100BASE-TX的操作。
如图2所示，示范性发送器侧200包括以太网线路驱动器电路，以太网线路驱动器电路包含一对电流源210和220。可选择地，电流源可以替换为电压源(未显示)。线路驱动器还包括一对50欧姆的电阻器R1和R2，电阻器R1和R2与5类电缆130阻抗匹配。电流源210和220输出各自的电流l1和l2以通过变压器120产生差动以太网信号。变压器被中间抽头，变压器的中间抽头被连接到恒定电源电压Vcc。因此电源电压Vcc设置以太网信号的共模电压(common mode voltage)。如同在这里使用的，“共模电压”是恒定电压偏移量，在恒定电压偏移量上可以调制交流电流(“AC”)信号。
为有效地在使用图2的多模式线路驱动器操作的10BASE-T和100BASE-TX模式之间转换，电流源210和220必须能够产生不同的输出信号振幅。具体地，如上所述，对于10BASE-T操作，电流源210和220中的每一个都必须产生2.2Vpp输出信号，而对于100BASE-TX(或1000BASE-T)操作，电流源只需要产生1Vpp输出信号。
虽然图2中显示的多模式以太网驱动器是可行的，但它有重大缺陷。最显著地，线路驱动器电路的功率效率直接涉及到它的输出驱动器电压摆幅与其电源电压之比。因此，由于100BASE-TX模式中需要的电压摆幅(例如1Vpp)比10BASE-T模式中需要的电压摆幅(例如2.2Vpp)要少得多，对于两种以太网模式，使用固定的电源电压Vcc通常导致在100BASE-TX模式中糟糕的功率效率。一般地说，为了图2中的多模式以太网线路驱动器能够在100BASE-TX或1000BASE-T模式中取得有利的功率效率，电源电压Vcc应该选择为大约0.5伏特，这对于实际执行来说太低了。
一种已知的用于改善在多模式以太网线路驱动器中的功率效率的解决方案是为10BASE-T和100BASE-TX(1000BASE-T)模式使用单独的输出驱动器电路，以增加在100BASE-TX(或1000BASE-T)模式中的输出驱动器电压摆幅。虽然电源电压Vcc可以为两种以太网模式保持恒定，10BASE-T模式可以使用输出驱动器电路，所述输出驱动器电路具有比用于100BASE-TX(或1000BASE-T)模式的输出驱动器电路更大的电压摆幅。结果，对于10BASE-T模式，输出驱动器电压摆幅与电源电压的比例被保持，并且对于100BASE-TX(或1000B ASE-T)模式，输出驱动器电压摆幅与电源电压的比例被提高。
图3图解多模式以太网线路驱动器电路的实例，该电路具有用于10BASE-T和100BASE-TX信号产生的单独的输出驱动器电路。示例性发送器侧300包括100BASE-TX驱动器电路，该电路包括分别地产生电压V1和V2的一对电压源310和320。图3的线路驱动器还包括与电压源310和32串联的一对50欧姆端接电阻器。在100BASE-TX模式中，电流源330和340是“空闲的”(即，不产生电流)且本质上充当开路。因为端接电阻R1和R2是串行连接到电压电源310和320上的，通过这些电阻的压降能使输出电压V1和V2增加例如大约2Vpp，但是在变压器120处仍然能够产生需要的1Vpp输出信号。结果，图3的多模式线路驱动器电路只需要例如等于2.5V的适度的电源电压以实现在100BASE-TX模式中的可用功率效率。
尽管对于100BASE-TX操作具有某些优势，但在10BASE-T模式中，图3的多模式线路驱动器电路有重大缺陷。在10BASE-T模式中，电流源330和340产生各自的电流l1和l2。电阻R1和R2变成用于电流源330和340的端接电阻。另外，电压源310和320保持电源打开并呈现低阻抗，从而为10BASE-T驱动器电路提供AC接地电位。因为本质上电压源起短路接地的作用，因此图3中产生的10BASE-T线路驱动器电路与图2中显示的线路驱动器电路以同样的方式运行。
在图3的10BASE-T电路配置中普遍地存在问题，因为电压源310和320典型地使用运算放大器来实现，运算放大器不能提供在10BASE-T数据传输期间维持AC接地电位所需的快速电流降低的要求。此外，由于电压源310和320在提供AC接地电位时保持活动，所以连续消耗电源，结果，导致降低10BASE-T驱动器电路的功率。传统运算放大器的这种电流渗漏和电源消耗限制使得电压源310和320的设计很复杂，并且限制在现有多模式以太网线路驱动器中的有效性。
发明内容
本发明通过提供一种具有改善性能的多模式线路驱动器，克服现有技术的缺点。多模式线路驱动器包括至少第一和第二驱动器电路，它们在“活动”时分别使用第一和第二模式发送数据。在任何规定时间只有第一和第二驱动器电路的其中一个是活动的。多模式线路驱动器包括一种具有稳压器和关联的开关组的电路配置。在运行中，至少一些开关与第二驱动器电路耦合，并在第一驱动器电路活动时打开。当第一驱动器电路使用第一模式发送数据时，为降低在第二驱动器电路处的共模电压，稳压器向至少一些打开的开关提供直流电流(“DC”)。与现有线路驱动器执行不同，这种调节器/开关配置使第二驱动器电路的元件能在第一驱动器电路活动时断开，因此降低了在第一模式中的电源消耗、削波和传输干扰。
在公开的实施例中，第一模式可以是10BASE-T以太网，第二模式可以是100BASE-TX(“快速以太网”)或1000BASE-T(“千兆以太网”)。第二驱动器电路可以包括至少一个用于使用第二模式驱动数据的电压源。稳压器可以连接到传统驱动器变压器的中间抽头。在这个实施例中，对于第一模式中的数据传输，调节器可以被设置到预先确定的共模电压。在第二模式中，稳压器同样可设置共模电压用于数据传输，并且还向至少一些开关提供DC电流并且额外地向第一驱动器电路中的元件提供偏置电流。
有利地，在公开的实施例中的多模式线路驱动器不需要第二驱动器电路在第一驱动器电路活动时起交流电流(“AC”)接地电位的作用。同样地，新的多模式线路驱动器不必然地经历与现有实施方式有关的电流渗漏和电源消耗限制。另外的优势将部分地在下文的描述中被阐述，部分地通过描述而变得显而易见，或者通过实现本发明认识到这些优势。可以借助于附加权利要求中特别地指出的元件和组合来实现和获得该优势。应该理解上述的一般性说明和下文详细说明只是示例性和说明性的，并不是限制要求的本发明。
附图说明
附图加入说明书中并组成说明书的一部分，附图图解本发明原理的实施例，且与说明书一起用于解释本发明的原理。只要可能，在所有图中使用相同的编号标记相同或类似的部分。
图1是前面描述过的在本领域中已知的以太网连接的示意方框图；
图2是前面描述过的示范性现有技术的多模式以太网线路驱动器电路，该电路可以被配置用于10BASE-T或者100BASE-TX操作；。
图3是前面描述过的示范性现有技术的多模式以太网线路驱动器电路，其具有用于10BASE-T和100BASE-TX信号产生的单独的输出驱动器电路；
图4是根据符合本发明原理的第一公开实施例的多模式以太网线路驱动器电路；
图5是根据第一和第二公开实施例可以使用的示例性低压差稳压器；
图6是显示根据第一公开实施例的100BASE-TX或1000BASE-T模式的示例性电路图；
图7是显示根据第一公开实施例的10BASE-T模式的示例性电路图；
图8是根据符合本发明原理的第二公开实施例的多模式以太网线路驱动器电路；
图9是显示根据第二公开实施例的100BASE-TX或1000BASE-T模式的示例性电路图；以及
图10是显示根据第二公开实施例的10BASE-T模式的示例性电路图。
具体实施方式
现在详细地参考符合本发明原理的公开的实施例，在附图中说明这些实施例。每个公开的实施例包括改善的多模式以太网线路驱动器电路，特别地，该电路包括10BASE-T驱动器电路和用于使用100BASE-TX或1000BASE-T以太网模式中的至少一个发送数据的独立驱动器电路。10BASE-T驱动器和100BASE-TX/1000BASE-T驱动器电路可以具有一些共用的电路元件。在任何给定时间，10BASE-T和100BASE-TX/1000BASE-T驱动器电路中的一个是活动的。如在下面更详细地描述，在此公开的多模式线路驱动器包括一种包括稳压器和关联开关组的电路配置。
在操作中，至少一些开关与100BASE-TX/1000BASE-T驱动器电路耦合，并在10BASE-T驱动器电路活动(即，发送数据)时打开。当10BASE-T驱动器电路活动时，稳压器向闭合的开关提供DC电流以降低在100BASE-TX/1000BASE-T处的驱动器电路的共模电压。与现有的以太网驱动器实施不同，这种调节器/开关配置可以使100BASE-TX/1000BASE-T驱动器电路的元件在第一驱动器电路活动时断开，因此降低了在10BASE-T以太网模式中的电源消耗。此外，因为在公开的实施例中的多模式以太网线路驱动器不需要电压或电流源来为了保持在10BASE-T模式中的AC接地电位而在100BASE-TX或1000BASE-T驱动器中保持供电，线路驱动器电路不必然地承受与现有实施典型地相关的电流渗漏限制。
图4图解根据符合本发明的原理的第一公开的实施例的多模式以太网驱动器电路400。以太网多模式线路驱动器400包括用于10BASE-T数据传输和100BASE-TX或1000BASE-T传输的单独的驱动器电路。电流源430和440分别地输出用于产生差动的10BASE-T数据信号的电流11和12。一组电压源410和420分别地输出用于产生差动的100BASE-TX和/或1000BASE-T以太网信号的电压V1和V2。电压源410和420可以是操作的放大器电压源，电流源430和440可以是传统的n-信道金属氧化物半导体晶体管电流源。
关于10BASE-T操作，电流源430和440与开关450、460和470和稳压器500合作作用以实现10BASE-T数据传输。电流源430可以具有电接地的第一终端和电连接到一对50欧姆电阻R1和R3和以太网驱动器变压器120的第一终端的第二终端。同样地，电流源440具有电接地的第一终端和电连接到一对50欧姆电阻R2和R4和变压器120的第二终端的第二终端。第一开关450可以电连接在电阻R3和R4之间。第二开关460可以电连接在电阻R1和地之间；第三开关470电连接在电阻R2和地之间。
开关450、460和470可以是晶体管开关，例如图4显示的场效应晶体管(“FET”)开关M1、M2和M3。例如，在图4中，晶体管开关M1是p-信道FET，晶体管开关M2和M3是n-信道FET。然而，本领域技术人员将理解示例性开关450、460和470可以选择性地使用任何现有技术中已知的机械、电子机械和/或电子开关来实现。在10BASE-T模式中，晶体管开关450、460和470被闭合并实质上起电短路(即，低阻抗)的作用。为此，晶体管开关M1、M2和M3可以通过应用于晶体管开关M1、M2和M3的门接线端的每一个的控制信号(或转化的控制信号)来闭合，或者选择地，例如通过由控制模块(未显示)提供的单独的门信号来闭合。
稳压器500可以连接到变压器120的中间抽头。虽然稳压器500可以是具有相对低的压差电压(和因此高功率效率)的低压差调节器(LDO)，但LDO500仅仅是示例性的，可以根据本公开的实施例选择性地使用其它类型的稳压器。在10BASE-T模式中，LDO500可以用来设置在中间抽头处的共模电压以及向晶体管开关M2和M3提供DC电流。LDO还可以提供诸如用于电流源430和440中的至少一个的偏置电流的其它功能性。
因为LDO500通过电阻R1和R2提供DC电流，通过这些电阻产生的压降降低在100BASE-TX和1000BASE-T电压源410和420处的共模电压。在电压源410和420处更低的共模电压可以防止在这些电压源中的运算放大器无意地消减10BASE-T数据传输。此外，因为闭合的开关460和470对电压源410和420电短路，在10BASE-T模式中可切断这些电压源，因而降低了电路的功率消耗。
关于100BASE-TX和1000BASE-T操作，开关450、460和470被断开且实质上起电开路(即，高阻抗)的作用。因此，在100BASE-TX和1000BASE-T模式中不使用稳压器/开关配置。电压源410的负终端可以接地和连接到电压源420的正终端。电压源410的正终端和电压源420的负终端可以分别连接到50欧姆的端接电阻R1和R2，这些电阻依次串行连接到变压器120的相反的末端。在100BASE-TX和1000BASE-T模式中，例如为了设置100BASE-TX和1000BASE-T数据传输的共模电压，稳压器500可以连接到变压器120的中间抽头。然而，在100BASE-TX和1000BASE-T模式中，稳压器500是可选的并且可以被断电或否则表现为不活动。
图5说明了根据本公开的实施例可能使用的示例性的LDO500。LDO500包括运算放大器510，运算放大器510在它的同相输入(non-invertinginput)处接收预先确定的共模电压(V_CM)。预先确定的共模电压可以是固定的电压水平或例如通过控制或操作其它的电路元件(未显示)可调节地选择。运算放大器510的倒相输入可以连接到变压器120的中间抽头。运算放大器510的输出可以连接到晶体管520(标记为M4)的门接线端。晶体管520的漏极端子可以连接到电源电压VCC，该晶体管的源接线端可以经由负反馈连接被连接到运算放大器510的倒相输入。在这个示例性LDO500中，晶体管520被配置以作为电流源(而不是开关)操作。虽然晶体管520可以是场效应晶体管，但替换地可以使用例如双极结型晶体管或其它的电流放大器或电流源电路的其它类型的晶体管。
示例性LDO500的电路结构使得在运算放大器510的同相输入处的共模电压(VCM)在变压器120的中间抽头处被复制。晶体管520可以被用作降低在10BASE-T操作期间在电压源V1和V2处的共模电压的DC电流源。晶体管520还可以向在10BASE-T模式中的电流源430和440中的一个或多个提供DC偏置电流。
图6图解显示根据第一公开实施例的100BASE-TX或1000BASE-T模式的示例性电路图。在这个以太网模式中，开关450、460和470和电流源430和440断开。如在公开的实施例的上下文中使用的，当开关或电流源被转为“断开”时，它呈现出例如电开路的高阻抗。因此，图6显示所有开关和电流源被断开之后的图4的多模式线路驱动器电路。为简单起见，图6中不显示断开的开关和连接到断开的晶体管开关450上不运行的电阻R3和R4。
在100BASE-TX或1000BASE-T模式中，LDO500可以在变压器120的中间抽头处设置1.25伏特的共模电压。电压源410和420产生具有相反极性(也就是180度异相)的2Vpp数据信号，每个信号以共模电压1.25伏特为中心。通过电阻R1和R2的压降产生例如1Vpp的低振幅、在变压器120相反末端处接收的正反输出信号(txp、txn)。在变压器120处产生的差动的以太网信号从变压器120发送到5类电缆130。
图7图解了显示根据第一公开实施例的10BASE-T模式的示例性电路图。在这种情况下，电流源430和440被闭合并产生它们各自的电流l1和l2。然而，电压源410和420被断开，优选地被断电，且不产生电压信号V1和V2。当电压源“断开”时，它呈现例如电开路的高阻抗。在这个示例性10BASE-T模式中，所有的开关450、460和470被闭合并且提供例如电短路的低阻抗连接。
此外对于第一公开的实施例的10BASE-T模式，LDO500可以在变压器120的中间抽头处设置2伏特的共模电压。电流源430和440与电阻R3和R4一起分别地产生具有相反极性的2.4Vpp的正反输出信号(txp，txn)，每个信号以共模电压2伏特为中心。正反输出信号可以被应用到变压器120的两端，并且产生的差动的以太网信号从变压器发送到5类电缆130。
因为可以使用运算放大器实现电压源410和420，如果在10BASE-T模式中的电压源410和420处的信号振幅变得太大，运算放大器可能无意地“消减”(即，截断振幅)由电流源430和440产生的正反输出电压。第一公开的实施例的调节器/开关电路可以通过降低在电压源410和420处的共模电压来阻止这种无意的消减。为此，LDO500供给流过电阻R1和R2的DC电流。通过电阻R1和R2产生的压降有效地降低在断开的电压源410和420处的共模电压，例如从2伏特降低到1.25伏特。更具体地，在电压源410和420处的AC电压跟随应用到变压器120的2.4Vpp正反输出信号。然而，尽管在变压器处的共模电压(即，DC偏移电压)是2伏特，在断开的电压源410和420处的共模电压也可以相当的小，例如是1.25伏特。
在这个示例性10BASE-T模式中，可以将电压源410和420断电以降低多模式线路驱动器电路400的功率消耗。此外，因为可以将这些电压源断电，它们不必像现有的多模式线路驱动器实施一样积极地降低电流以保持AC接地电位。因此，例如图4-7中显示的多模式以太网线路驱动器电路400可以没有典型地和现有实施相关的相同程度的功率消耗和电流渗漏限制。
图8图解了多模式以太网线路驱动器电路800。以太网多模式线路驱动器800包括用于10BASE-T数据传输和100BASE-TX或1000BASE-T传输的单独的驱动器电路。具体地，电压源810和820分别输出用于产生差动的100BASE-TX和/或1000BASE-T数据信号的电压V1和V2。一组电压源830和840分别输出用于产生差动的10BASE-T以太网信号的电压V3和V4。电压源810-840可以是可操作的放大器电压电源。
关于10BASE-T操作，电压源830和840与开关850和860以及稳压器500的配置合作作用以实现10BASE-T数据传输。稳压器500优选地是参考图5描述的相同的LDO电路。电压源830具有可以电接地的负终端以及可以电连接到50欧姆电阻R3的正终端；电阻R3的另一个终端可以电连接到变压器120的第一终端以及连接到50欧姆电阻R1。电压源840具有可以电接地的负终端和可以电连接到50欧姆电阻R4的正终端；电阻R4的另一个终端可以电连接到变压器120的第二终端以及连接到50欧姆电阻R2。第一开关850可以电连接在电阻R1和地之间；第二开关860可以电连接在电阻R2和地之间。
开关850和860可以是晶体管开关，例如图8中显示的场效应晶体管M2和M3。例如，在图8中晶体管开关M2和M3是n-信道FET。然而，本领域技术人员将理解示例性开关850和860可以选择性地使用任何现有技术中已知的机械、电子机械和/或电子开关来实现。在10BASE-T模式中，晶体管开关850和860被闭合且实质上起电短路(即，低阻抗)的作用。为此，晶体管开关M2和M3可以通过应用到它们的门终端的每一个的控制信号闭合，或者选择地由例如通过控制模块(未显示)供给的单独的门信号闭合。
稳压器500连接到变压器120的中间抽头。虽然稳压器500可以是具有低压差电压(以及因此高功率效率)的低压差调节器(LDO)，但LDO500仅仅是示例性的且根据公开的实施例可以选择性地使用其它类型的稳压器。在第二公开的实施例的10BASE-T模式中，LDO500可以被用于设置在中间抽头处的共模电压以及向晶体管开关M2和M3提供DC电流。
因为LDO500通过电阻R1和R2提供DC电流，通过这些电阻产生的压降降低在100BASE-TX和1000BASE-T电压源810和820处的共模电压。在电压源810和820处的更低的共模电压可以防止这些电压源中的运算放大器无意地消减10BASE-T数据传输。此外，因为闭合的晶体管开关850和860电短路电压源810和820，可以在10BASE-T模式中将这些电压源断电，因此降低电路的功率消耗。
关于100BASE-TX和1000BASE-T操作，开关850和860被关掉且本质上起电开路(即，高阻抗)的作用。因此，在100BASE-TX和1000BASE-T模式中没有使用稳压器/开关配置。电压电源810的负终端接地并连接到电压源820的正终端。电压源810的正终端和电压源820的负终端可以分别连接到50欧姆端接电阻R1和R2，这些电阻依次地串行连接到变压器120的相对末端。在100BASE-TX和1000BASE-T模式中，稳压器500可以连接到变压器120的中间抽头，例如以设置用于100BASE-TX和1000BASE-T数据传输的共模电压。然而，在100BASE-TX和1000BASE-T模式中，稳压器500是可选的并且可以被断电或否则表现为非活动。
图9图解显示根据第二公开实施例的100BASE-TX或1000BASE-T模式的示例性电路图。在这个以太网模式中，开关850和860与电压电源830和840被关掉。如公开的实施例的上下文中使用的，当开关或电压源被转为“断开”时，它呈现出诸如电开路的高阻抗。为简单起见，在图9中没有显示断开的开关M2和M3。在这个100BASE-TX或1000BASE-T模式中，LDO500可以在变压器120的中间抽头处设置1.25伏特的共模电压。电压源810和820产生具有相反极性(即，180度异相)的2Vpp数据信号，每个信号以共模电压1.25伏特为中心。通过电阻R1和R2的压降产生例如1Vpp的更低振幅、在变压器120相对末端处接收的正反输出信号(txp，txn)。在变压器120处产生的差动的以太网信号从变压器120发送到5类电缆130。
图10图解显示根据第二公开实施例的10BASE-T模式的示例性电路图。在这个示例性10BASE-T模式中，电压源830和840被闭合并产生电压源830和840各自的电压V3和V4。然而，电压源810和820被断开，优选地断电且不产生电压源810和820的电压信号V1和V2。开关850和860被闭合并提供诸如电短路的低阻抗的连接。
在这个10BASE-T模式中，LDO500可以在变压器120的中间抽头处设置2.5伏特的共模电压。电压源830和840分别地产生具有相反极性的4.8Vpp正反输出信号(V3和V4)，每个信号以共模电压2.5伏特为中心。通过电阻R3和R4的压降产生例如2.4Vpp的更低振幅、在变压器120的相反末两端处被接收的正反输出信号(txp，txn)。在变压器120处产生的差动的以太网信号从变压器120发送到5类电缆130。
因为可以使用运算放大器实现电压源810和820，如果在10BASE-T模式中电压源810和820处的信号振幅变得太大，运算放大器可能无意地“消减”(即，截断振幅)由电压源830和840产生的正反输出电压。第二公开的实施例的调节器/开关电路可以通过降低在电压源810和820处的共模电压来阻止这种无意的消减。为此，LDO500通过电阻R1和R2提供DC电流。通过电阻R1和R2.5产生的压降有效地降低在断开的电压源810和820处的共模电压，例如从2.5伏特降低到1.25伏特。更具体地，在电压源810和820处的AC电压跟随应用到变压器120的2.4Vpp正反输出信号。然而，尽管在变压器处的共模电压(即，DC偏移电压)是2.5伏特，在断开的电压源810和820处的共模电压也相当小，例如是1.25伏特。
在第二公开的实施例的示例性10BASE-T模式中，可以将电压源810和820断电，以降低多模式线路驱动器电路800的功率消耗。此外，因为可以将这些电压源断电，它们不必像现有的多模式线路驱动器实施一样不得不积极地降低电流以保持AC接地电位。因而，例如图8-10所示的多模式以太网线路驱动器电路800没有经受典型地与现有实施相关的相同程度的功率消耗和电流渗漏限制。
上文是本发明的可能的实施例的详细说明。对本领域的技术人员来说，通过考虑本文公开的发明的说明书和实践，本发明的其它实施例将变得显而易见。例如，尽管已经参考用于以太网模式的多模式线路驱动器电路描述本文公开的实施例，但是本领域的技术人员应该理解，可以使用和/或适当地修改本文公开的发明电路结构来发送除以太网之外的网络通信协议的多种模式。此外，虽然本公开的实施例实现10BASE-T以太网模式与100BASE-TX和1000BASE-T模式中的至少一种结合，但是显然可以根据本公开的实施例使用例如在IEEE 802.3标准中阐述的其它以太网模式的组合。
另外，本公开的实施例中的多种电路元件可以以它们的功能等同物替换。例如，示例性LDO500可以替换为其它类型的电压调节电路并且不必连接到变压器120的中间抽头。更一般地说，在公开的实施例上下文中的“稳压器”被广泛地理解为包括任何可以提供如本文所述的共模电压和DC电流的电路或者硬件和/或软件的组合。此外，其它类型的物理媒介可以代替示例性的5类电缆130。因此，代表性的50欧姆终端电阻的阻抗值可以依靠选择的物理媒介来调节。示例性的一对一变压器120还可以根据特殊网络拓扑替换为适合的递升或递降变压器。
尽管公开的实施例是以硬件实现，但应理解可以使用软件实现本发明的至少部分，如对本领域的技术人员而言显而易见的，软件包括具有在计算机、硬件、固件或其组合上执行的程序指令的计算机可读媒介。因此，说明书和其公开的实施例意图被认为仅是示例性的，由如下的权利要求指出本发明的真实范围和精神。