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JP2006060320A - Circuit and method for differential signal driving - Google Patents

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JP2006060320A
JP2006060320A JP2004237566A JP2004237566A JP2006060320A JP 2006060320 A JP2006060320 A JP 2006060320A JP 2004237566 A JP2004237566 A JP 2004237566A JP 2004237566 A JP2004237566 A JP 2004237566A JP 2006060320 A JP2006060320 A JP 2006060320A
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Application number
JP2004237566A
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Hiroshi Tachimori
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To eliminate a decrease in output amplitude due to variance of a terminating resistance for a small-amplitude differential signal even when the terminating resistance is incorporated in a receiver side, to eliminate the need to make large the size of a MOS transistor for current-direction changeover switch even when the transistor operates with a low source voltage, to eliminate the need for one extra output port to generate a control signal for a current source, and to eliminate variance of characteristics due to variance of an MOSFET and variance of the terminating resistance RT1. <P>SOLUTION: Disclosed is a small-amplitude differential signal circuit applicable to large variance in terminating resistance value by controlling the current source of an output stage by providing a selecting circuit which selects an output voltage of the differential output signal. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、小振幅差動出力信号の出力電圧を選択して出力段の電流源を制御する差動信号駆動回路及び差動信号駆動方法に係わり、特に、終端抵抗をレシーバ側のチップに内蔵した場合に発生する終端抵抗値のバラツキが問題にならないようにすると共に複数のレシーバを駆動する場合の動作マージンを拡大する様に成した差動信号駆動回路及び差動信号駆動方法に関する。   The present invention relates to a differential signal driving circuit and a differential signal driving method for controlling an output stage current source by selecting an output voltage of a small amplitude differential output signal, and in particular, a termination resistor is built in a chip on the receiver side. The present invention relates to a differential signal driving circuit and a differential signal driving method which are configured so as not to cause a problem of variations in termination resistance values generated in the case, and to increase an operation margin when driving a plurality of receivers.

従来から、携帯電話やディジタルカメラなどにおいてイメージセンサで発生した画像データを他の信号処理チップに高速に転送する場合や、ノートブックパソコンやPDA(personal Digital Assistants)などの薄型ディスプレイにおいて大量の画像データをディスプレイパネルに転送する場合などに、LVDS(Low Voltage Differential signal)に代表される小振幅差動信号のインターフェイスが用いられている。バスを構成するディジタル信号の本数を減らすことで、システムの小型軽量化を実現したり、画質に影響する不要輻射(EMI)の発生を大幅に低減出来たりするため、非常に重要な技術である。   Conventionally, when image data generated by an image sensor in a mobile phone or a digital camera is transferred to another signal processing chip at a high speed, or in a thin display such as a notebook personal computer or PDA (personal digital assistant), a large amount of image data. Is transferred to a display panel, a small amplitude differential signal interface represented by LVDS (Low Voltage Differential Signal) is used. By reducing the number of digital signals that make up the bus, the system can be reduced in size and weight, and unnecessary radiation (EMI) that affects image quality can be greatly reduced. .

以下、本発明の差動信号駆動回路及び差動信号駆動方法の出力振幅の制御方法に着目して、従来技術を大きく3つに分類して説明する。   In the following, focusing on the method for controlling the output amplitude of the differential signal driving circuit and the differential signal driving method of the present invention, the prior art will be broadly classified into three.

図16(A)(B)に従来の小振幅差動信号駆動回路及び小振幅差動信号駆動方法の特許文献1に開示された技術の概要を示す。図16(A)に於いて、小振幅差動信号用の駆動回路(以下ドライバと記す)1においては、外付け抵抗(以下REXTと記す)に所定の電圧を印加することにより基準電流(以下IREFと記す)を発生して、カレントミラー回路等によりドライバ1の出力段の電流源に基準電流のN倍の電流を流す方式が採られている。ドライバ1の出力端子(以下DOUTと記す)と反転出力端子(以下XDOUTと記す)の間には、例えば、終端電流(以下IOUTと記す)=N・IREF=3.5mAの出力電流が流される。ドライバ1にはCMOSレベルのシリアルデータ(以下SDと記す)を入力して、SDがHighレベルの場合には、終端抵抗(以下RT1と記す)を通ってDOUTからXDOUTへ電流が流れて、SDがLowレベルの場合には、RT1を通ってXDOUTからDOUTへ電流が流れる。小振幅差動信号のRT1の値が100Ωの場合には、DOUTとXDOUTの間には図16(B)に示す様に3.5mA×100Ω=350mV、平均電圧1.25Vの出力電圧が発生する。レシーバ3は差動アンプなどによりDOUTとXDOUT間の差動信号をCMOSレベルのSDに戻すように成されている。   FIGS. 16A and 16B show an outline of the technique disclosed in Patent Document 1 of the conventional small amplitude differential signal driving circuit and the small amplitude differential signal driving method. In FIG. 16A, in a small amplitude differential signal driving circuit (hereinafter referred to as a driver) 1, a predetermined current is applied to an external resistor (hereinafter referred to as REXT) to apply a reference current (hereinafter referred to as a driver). (Referred to as IREF), and a current mirror circuit or the like is used to flow N times the reference current to the current source in the output stage of the driver 1. For example, a terminal current (hereinafter referred to as IOUT) = N · IREF = 3.5 mA flows between the output terminal (hereinafter referred to as DOUT) and the inverting output terminal (hereinafter referred to as XDOUT) of the driver 1. . CMOS level serial data (hereinafter referred to as SD) is input to the driver 1, and when SD is at a high level, a current flows from DOUT to XDOUT through a termination resistor (hereinafter referred to as RT1). Is low level, a current flows from XDOUT to DOUT through RT1. When the value of RT1 of the small amplitude differential signal is 100Ω, an output voltage of 3.5 mA × 100Ω = 350 mV and an average voltage of 1.25 V is generated between DOUT and XDOUT as shown in FIG. To do. The receiver 3 is configured to return a differential signal between DOUT and XDOUT to a CMOS level SD by a differential amplifier or the like.

図17に上述の従来の小振幅差動信号用ドライバ1の具体的回路図を示す。基準電圧発生回路4は、バンドギャップレギュレータ回路(以下BGRと記す)等により定電圧(以下VBGRと記す)を発生する。又、VBGRを(R01+R02)/R01(R01、02は基準電圧発製回路内の電流源に接続された抵抗)倍したり、電源電圧を抵抗分割したりして、例えば電源電圧の半分のコモン電圧(以下VCOMと記す)を発生する。   FIG. 17 shows a specific circuit diagram of the above-described conventional small amplitude differential signal driver 1. The reference voltage generation circuit 4 generates a constant voltage (hereinafter referred to as VBGR) by a band gap regulator circuit (hereinafter referred to as BGR) or the like. Further, VBGR is multiplied by (R01 + R02) / R01 (R01, 02 are resistors connected to the current source in the reference voltage generating circuit), or the power supply voltage is divided by resistance, for example, a common half of the power supply voltage. A voltage (hereinafter referred to as VCOM) is generated.

基準電流発生回路5は、外付け抵抗のREXTとオペアンプで制御されるカレントミラー回路6を接続して例えば、基準電圧発生回路4から供給されるVBGRの電圧を印加して、基準電流のIREF=VBGR/REXTを発生する。NMOSトランジスタMNC1には基準電流と同じ値の電流を流し、NMOSトランジスタMNC1とNMOSトランジスタMNS2は共通のゲート電圧(以下VSINKと記す)を有するカレントミラー回路6を構成して、GND側の電流源のNMOSトランジスタMNS1にはN・IREFの電流が流れる。NMOSトランジスタMNC1とNMOSトランジスタMNC2は共通のゲート電圧VSINKを有するカレントミラー回路6aを構成して、NMOSトランジスタMNC2にはトランジスタサイズを調節して基準電流よりも若干小さな(1−α)・IREFの電流が流れる。NMOSトランジスタMNC2に流れた電流(1−α)・IREFはPMOSトランジスタMPC2によって折り返される。   The reference current generating circuit 5 connects an external resistor REXT and a current mirror circuit 6 controlled by an operational amplifier, and applies, for example, the voltage VBGR supplied from the reference voltage generating circuit 4 so that the reference current IREF = VBGR / REXT is generated. A current having the same value as the reference current flows through the NMOS transistor MNC1, and the NMOS transistor MNC1 and the NMOS transistor MNS2 constitute a current mirror circuit 6 having a common gate voltage (hereinafter referred to as VSINK), and the current source on the GND side A current of N · IREF flows through the NMOS transistor MNS1. The NMOS transistor MNC1 and the NMOS transistor MNC2 constitute a current mirror circuit 6a having a common gate voltage VSINK. The NMOS transistor MNC2 has a current (1−α) · IREF slightly smaller than the reference current by adjusting the transistor size. Flows. The current (1-α) · IREF flowing in the NMOS transistor MNC2 is turned back by the PMOS transistor MPC2.

PMOSトランジスタMPC2とPMOSトランジスタMPS3は共通のゲート電圧(以下VSOURCEと記す)を有するカレントミラー回路7を構成して、VDD側の電流源のPMOSトランジスタMPS3にはNMOSトランジスタMNS1に流れる電流よりも若干小さなN・(1−α)・IREFの電流が流れる。VDD側の電流源には、出力の電圧をVDD/2付近に制御するため、オペアンプ8の出力(以下VCONTと記す)をゲート電圧とするもう1つの電流源用のPMOSトランジスタMPS5が設けられている。   The PMOS transistor MPC2 and the PMOS transistor MPS3 constitute a current mirror circuit 7 having a common gate voltage (hereinafter referred to as VSOURCE). The current source PMOS transistor MPS3 on the VDD side is slightly smaller than the current flowing through the NMOS transistor MNS1. A current of N · (1-α) · IREF flows. The current source on the VDD side is provided with another PMOS transistor MPS5 for current source using the output of the operational amplifier 8 (hereinafter referred to as VCONT) as a gate voltage in order to control the output voltage near VDD / 2. Yes.

ドライバ1の出力段は、GND側の電流源用のNMOSトランジスタMNS1とVDD側の2つの電流源用のPMOSトランジスタMPS3、MPS5と出力電流の方向を決めるスイッチング素子SW1、SW2、SW3、SW4によって構成されている。
プリバッファ9には、CMOSレベルのSDを入力する、実際には、同期用のクロック信号(以下CKとと記す)とドライバの活性化/非活性化の制御信号(以下OENと記す)も入力する。プリバッフ9からはスイッチング素子SW1、SW2、SW3、SW4のON/OFFを制御する信号が出力されて、通常は、SDがHighレベルの場合には、スイッチング素子SW1=OFF、SW2=ON、SW3=ON、SW4=OFFで終端抵抗RT1を通ってDOUTからXDOUTへ電流が流れて、SDがLowレベルの場合には、スイッチング素子SW1=ON、SW2=OFF、SW3=OFF、SW4=ONで終端抵抗RT1を通ってXDOUTからDOUTへ電流が流れる。
The output stage of the driver 1 is configured by a ground-side NMOS transistor MNS1 for the GND side, two current-source PMOS transistors MPS3 and MPS5 on the VDD side, and switching elements SW1, SW2, SW3, and SW4 that determine the direction of the output current. Has been.
A CMOS level SD is input to the pre-buffer 9. Actually, a synchronization clock signal (hereinafter referred to as CK) and a driver activation / deactivation control signal (hereinafter referred to as OEN) are also input. To do. A signal for controlling ON / OFF of the switching elements SW1, SW2, SW3, and SW4 is output from the pre-buffer 9. Normally, when SD is at a high level, the switching elements SW1 = OFF, SW2 = ON, SW3 = When ON, SW4 = OFF, current flows from DOUT to XDOUT through the termination resistor RT1, and when SD is at a low level, the switching element SW1 = ON, SW2 = OFF, SW3 = OFF, SW4 = ON and the termination resistor A current flows from XDOUT to DOUT through RT1.

抵抗R1、R2は、DOUTとXDOUTの中間電圧(以下AVEと記す)を発生し、オペアンプ8は、DOUTとXDOUTのコモンレベルを所定のAVEに制御するため、AVEとVCOMを比較して両者の電圧が一致するように、VDD側の電流源のPMOSトランジスタMPS5のゲート電圧を制御する。   The resistors R1 and R2 generate an intermediate voltage between DOUT and XDOUT (hereinafter referred to as AVE), and the operational amplifier 8 controls the common level of DOUT and XDOUT to a predetermined AVE. The gate voltage of the PMOS transistor MPS5 of the current source on the VDD side is controlled so that the voltages match.

上述の構成の小振幅差動信号用ドライバ1によると、携帯電話などの携帯情報端末機器においては、コスト削減と小型軽量化をはかるため、また、高い周波数の信号を伝達するために、LVDSのRT1をレシーバ側のチップに内蔵することが要求され始めている。LVDSのRT1をレシーバ側のチップに内蔵すると、RT1(終端抵抗)のばらつきが大きくなるので、それに対応できるようにする必要がある。   According to the small-amplitude differential signal driver 1 having the above-described configuration, in a portable information terminal device such as a mobile phone, in order to reduce cost and reduce the size and weight, and to transmit a high-frequency signal, It is beginning to be required to incorporate RT1 in the chip on the receiver side. When the LVDS RT1 is built in the chip on the receiver side, the variation in RT1 (termination resistor) becomes large, and it is necessary to be able to cope with it.

上記の特許文献1に記載の技術によれば、出力段の電流源は基準電流をカレントミラーとしたものになっていて、出力電流は基準電流を発生するREXTにより決まり、出力電流はRT1の値に関係なく一定となり、出力電圧は出力電流×終端抵抗値となり。RT1をレシーバ3側に内蔵するとRT1の値がばらつくという問題が発生し、RT1の値がばらついた場合にレシーバ3の入力振幅(ドライバの出力振幅)もばらついてしまう、更に、レシーバ3側では通常差動アンプで入力信号を受けるが、CMOSの差動アンプの動作速度は入力振幅にも大きく依存し、入力振幅が小さくなると動作速度が遅くなる。このため高速に伝送することが出来なくなる課題を生じている。   According to the technique described in Patent Document 1, the current source in the output stage uses a reference current as a current mirror, the output current is determined by REXT that generates the reference current, and the output current is the value of RT1. Regardless of the output voltage, the output voltage is equal to the output current x termination resistance. When RT1 is built in the receiver 3, the RT1 value varies, and when the RT1 value varies, the input amplitude (driver output amplitude) of the receiver 3 also varies. Although the input signal is received by the differential amplifier, the operation speed of the CMOS differential amplifier greatly depends on the input amplitude, and the operation speed becomes slow when the input amplitude becomes small. For this reason, the subject which becomes unable to transmit at high speed has arisen.

図18は従来の小振幅差動信号回路及び小振幅差動信号駆動方法の特許文献2に開示された技術の概要を示す。図18に於いて、小振幅差動信号用のドライバ1においては、出力段の模倣回路10で発生した下側の参照電圧(以下VOLRと記す)と上側の参照電圧(以下VOHRと記す)に一致するように出力段の動作電圧を制御することで、ドライバ1のDOUTとXDOUTの間に所定の出力電圧、例えば350mVを発生させる。或いは、模倣回路10で発生したGND側の電流源のVSINKとVDD側の電流源のVSOURCEをドライバ1の出力段の電流源に供給することで、ドライバ1のDOUTとXDOUTの間に所定の出力電圧、例えば350mVを発生する。   FIG. 18 shows an outline of the technique disclosed in Patent Document 2 of a conventional small amplitude differential signal circuit and a small amplitude differential signal driving method. In FIG. 18, in the driver 1 for a small amplitude differential signal, a lower reference voltage (hereinafter referred to as VOLR) and an upper reference voltage (hereinafter referred to as VOHR) generated in the imitation circuit 10 of the output stage. By controlling the operating voltage of the output stage so as to match, a predetermined output voltage, for example, 350 mV is generated between DOUT and XDOUT of the driver 1. Alternatively, the VSINK of the GND side current source and the VSOURCE of the VDD side current source generated in the mimic circuit 10 are supplied to the current source of the output stage of the driver 1 so that a predetermined output is generated between DOUT and XDOUT of the driver 1. A voltage, for example 350 mV, is generated.

図19に上述の従来の小振幅差動信号用ドライバ1の具体的回路図を示す。基準電流基準電圧発生回路4,5は、BGR回路と外付け抵抗、カレントミラー回路、オペアンプ等により構成され、IREFを発生する。又、VBGRを(R01+R02)/R01倍したり、電源電圧を抵抗分割したりして、例えば電源電圧の半分のVCOMを発生するドライバ1の出力段は、GND側の電流源のNMOSトランジスタMNS1とVDD側の電流源のPMOSトランジスタMPS3と出力電流の方向を決めるスイッチのNMOSトランジスタMN1、MN2、PMOSトランジスタMP3、MP4によって構成されている。   FIG. 19 shows a specific circuit diagram of the above-described conventional small amplitude differential signal driver 1. The reference current reference voltage generation circuits 4 and 5 are configured by a BGR circuit, an external resistor, a current mirror circuit, an operational amplifier, and the like, and generate IREF. Further, the output stage of the driver 1 that generates VCOM, for example, half of the power supply voltage by multiplying VBGR by (R01 + R02) / R01 or by dividing the power supply voltage by resistance is connected to the NMOS transistor MNS1 of the GND-side current source. It is composed of a PMOS transistor MPS3 as a current source on the VDD side, NMOS transistors MN1 and MN2, and PMOS transistors MP3 and MP4 as switches for determining the direction of output current.

プリバッファ9には、CMOSレベルのSDを入力し、実際には、同期用のCKとドライバの活性化/非活性化のOENも入力される。プリバッファ9からはスィツチを構成するNMOSトランジスタMN1、MN2、PMOSトランジスタMP3、MP4のON/OFFを制御する信号が出力されて、通常は、SDがHighレベルの場合には、MN1=OFF、MN2=ON、MP3=ON、MP4=OFFでRT1を通ってDOUTからXDOUTへ電流が流れて、SDがLowレベルの場合には、MN1=ON、MN2=OFF、MP3=OFF、MP4=ONでRT1を通ってXDOUTからDOUTへ電流が流れる。   A CMOS level SD is input to the pre-buffer 9, and in fact, a synchronization CK and a driver activation / deactivation OEN are also input. A signal for controlling ON / OFF of NMOS transistors MN1 and MN2 and PMOS transistors MP3 and MP4 constituting the switch is output from the pre-buffer 9. Normally, when SD is at a high level, MN1 = OFF, MN2 = ON, MP3 = ON, MP4 = OFF, current flows from DOUT to XDOUT through RT1, and when SD is at low level, MN1 = ON, MN2 = OFF, MP3 = OFF, MP4 = ON and RT1 Current flows from XDOUT to DOUT.

Low出力用のNMOSトランジスタMN1とMN2の共通のソース端子から制御用のVCOMLが出力される。High出力用のPMOSトランジスタMP3とMP4の共通のソース端子から制御用のコモン信号VCOMHが出力される。NMOSトランジスタMN1、MN2、PMOSトランジスタMP3、MP4のON抵抗がRT1と比較して充分に小さければ、VCOMLの電圧は出力振幅のLowレベル側の電圧にほぼ等しく、VCOMHの電圧は出力振幅のHighレベル側の電圧にほぼ等しいことになる。   The VCOML for control is output from the common source terminal of the NMOS transistors MN1 and MN2 for low output. A control common signal VCOMH is output from a common source terminal of the high output PMOS transistors MP3 and MP4. If the ON resistances of the NMOS transistors MN1, MN2, and the PMOS transistors MP3, MP4 are sufficiently small as compared with RT1, the voltage of VCOML is almost equal to the voltage on the low level side of the output amplitude, and the voltage of VCOMH is the high level of the output amplitude. It is almost equal to the voltage on the side.

模倣回路10は出力段の例えば1/NのサイズのトランジスタとRT1のN/2倍の値の抵抗素子で構成され、出力電流の1/Nの電流が流れる。NMOSトランジスタMNS0はNMOSトランジスタMNS1のダミーであり、NMOSトランジスタMND2はNMOSトランジスタMN2のダミーである。同様にPMOSトランジスタMPD3はPMOSトランジスタMP3のダミーであり。PMOSトランジスタMPS0はPMOSトランジスタMPS3のダミーである。抵抗RD1とRD2はRT1のダミーで、RD1=RD2=N・RT1/2と成されている。   The imitation circuit 10 includes a transistor having a size of, for example, 1 / N in the output stage and a resistance element having a value N / 2 times that of RT1, and a current 1 / N of the output current flows. The NMOS transistor MNS0 is a dummy of the NMOS transistor MNS1, and the NMOS transistor MND2 is a dummy of the NMOS transistor MN2. Similarly, the PMOS transistor MPD3 is a dummy of the PMOS transistor MP3. The PMOS transistor MPS0 is a dummy of the PMOS transistor MPS3. Resistors RD1 and RD2 are dummy RT1, and RD1 = RD2 = N · RT1 / 2.

PMOSトランジスタMPC1には基準電流IREFを流し、PMOSトランジスタMPC1とPMOSトランジスタMPS0はカレントミラー回路11を構成しておりPMOSトランジスタMPS0にはIREFの電流が流れる。抵抗RD1とRD2は、模倣回路10の中間電圧(以下DAVEと記す)を発生する。オペアンプ12はDAVEとVCOMを比較して両者の電圧が一致するように、GND側の電流源のNMOSトランジスタMNS0のゲート電圧を制御する。NMOSトランジスタMNS0とNMOSトランジスタMND2の接続点からは下側の参照電圧(以下VOLRと記す)が出力される。PMOSトランジスタMPS0とPMOSトランジスタMPD3の接続点からは上側の参照電圧(以下VOHRと記す)が出力される。VOLRの電圧は出力振幅規格のLowレベル側の電圧にほぼ等しく、VOHRの電圧は出力振幅規格のHighレベル側の電圧にほぼ等しくなるように成される。   A reference current IREF flows through the PMOS transistor MPC1, and the PMOS transistor MPC1 and the PMOS transistor MPS0 constitute a current mirror circuit 11, and a current of IREF flows through the PMOS transistor MPS0. Resistors RD1 and RD2 generate an intermediate voltage of the mimic circuit 10 (hereinafter referred to as DAVE). The operational amplifier 12 compares DAVE and VCOM, and controls the gate voltage of the NMOS transistor MNS0 of the GND-side current source so that the two voltages match. A lower reference voltage (hereinafter referred to as VOLR) is output from a connection point between the NMOS transistor MNS0 and the NMOS transistor MND2. An upper reference voltage (hereinafter referred to as VOHR) is output from the connection point between the PMOS transistor MPS0 and the PMOS transistor MPD3. The voltage of VOLR is substantially equal to the voltage on the low level side of the output amplitude standard, and the voltage of VOHR is substantially equal to the voltage on the high level side of the output amplitude standard.

オペアンプ13はVOLRとVCOMLを比較して両者の電圧が一致するように、GND側の電流源のNMOSトランジスタMNS1のゲート電圧VSINKを制御する。オペアンプ8はVOHRとVCOMHを比較して両者の電圧が一致するように、VDD側の電流源のPMOSトランジスタMPS3のゲート電圧VSOURCEを制御する。RT1の値が所定の値ならばGND側の電流源のNMOSトランジスタMNS1及びVDD側の電流源のPMOSトランジスタMPS3にはN・IREFの電流が流れる。   The operational amplifier 13 compares VOLR and VCOML and controls the gate voltage VSINK of the NMOS transistor MNS1 of the GND-side current source so that the two voltages match. The operational amplifier 8 compares VOHR and VCOMH and controls the gate voltage VSOURCE of the PMOS transistor MPS3 of the current source on the VDD side so that the two voltages match. If the value of RT1 is a predetermined value, a current of N · IREF flows through the NMOS transistor MNS1 of the GND-side current source and the PMOS transistor MPS3 of the VDD-side current source.

特許文献1に開示の技術に於いては、出力電流が一定になるように制御していたため出力振幅がばらついてしまうという課題題があるが、上述の特許文献2に開示の技術によれば、参照電圧と制御用のコモン信号をオペアンプで比較して制御しているので、RT1の値は必ずしも一定の値である必要はなく、スイッチのNMOSトランジスタMN1、MN2、PMOSトランジスタMP3、MP4のON抵抗がRT1と比較して充分に小さい条件において、RT1の値が多少ばらついても出力振幅が一定の電圧になるように制御される。然し、終端抵抗RT1のばらつきの他にスイッチ手段のMOSトランジスタのプロセス時のばらつきも考慮して設計しないといけないため、スイッチ手段のNMOSトランジスタMN1、MN2、PMOSトランジスタMP3、MP4のトランジスタサイズを大きくしてON抵抗を小さくすることになる。又、携帯電話などの携帯機器の用途においては低消費電力化のためのサブLVDS回路の様に閾値Vthの2倍ぐらいの低い電源電圧で動作することが要求される。スイッチ手段のNMOSトランジスタMN1、MN2、PMOSトランジスタMP3、MP4のON抵抗を低い電源電圧で無視できるほど小さくしようとすると非常に大きなサイズのトランジスタが必要になる。この様に非常に大きなトランジスタを用いた場合には、プロセスがばらついてMOSトランジスタの駆動能力が大きくなった場合に反射が発生しやすくなるという課題が生ずる。   In the technique disclosed in Patent Document 1, there is a problem that the output amplitude varies because the output current is controlled to be constant, but according to the technique disclosed in Patent Document 2 described above, Since the reference voltage and the control common signal are controlled by comparing with an operational amplifier, the value of RT1 is not necessarily a constant value, and the ON resistances of the NMOS transistors MN1 and MN2 and PMOS transistors MP3 and MP4 of the switch Is controlled so that the output amplitude becomes a constant voltage even if the value of RT1 varies somewhat. However, since it is necessary to design in consideration of the variation in the process of the MOS transistor of the switch means in addition to the variation of the termination resistor RT1, the transistor sizes of the NMOS transistors MN1, MN2, PMOS transistors MP3, MP4 of the switch means are increased. Therefore, the ON resistance is reduced. Further, in applications of portable devices such as mobile phones, it is required to operate with a power supply voltage as low as twice the threshold value Vth like a sub LVDS circuit for reducing power consumption. In order to make the ON resistances of the NMOS transistors MN1 and MN2 and the PMOS transistors MP3 and MP4 of the switch means small enough to be ignored with a low power supply voltage, a very large transistor is required. When such a very large transistor is used, there arises a problem that reflection tends to occur when the process varies and the driving capability of the MOS transistor increases.

図20に従来の小振幅差動信号駆動回路及び小振幅差動信号駆動方法の特許文献3に開示された技術の概要を示す。図20に於いて、ドライバ回路1側には、ドライバ1a、ドライバ1b‥‥ドライバ1nが設けられている。レシーバ回路3側にはレシーバ3a、レシーバ3b、‥‥、レシーバ3nが設けられている。各ドライバ1a、1b、‥‥、1nの伝送線路2の差動出力の間には終端抵抗RT0、RT1、‥‥、RTnが設けられている。   FIG. 20 shows an outline of the technique disclosed in Patent Document 3 of the conventional small amplitude differential signal driving circuit and the small amplitude differential signal driving method. 20, a driver 1a, a driver 1b,... Driver 1n are provided on the driver circuit 1 side. On the receiver circuit 3 side, a receiver 3a, a receiver 3b,..., A receiver 3n are provided. Terminal resistors RT0, RT1,..., RTn are provided between the differential outputs of the transmission lines 2 of the drivers 1a, 1b,.

ドライバ1aの出力にはレシーバ回路3が接続しておらず、ドライバ1aのSD1〜SDnの入力端子はHighに固定されて、ドライバ1a全体が模倣回路10として動作している。ドライバ1aのDOUT0には出力振幅がHigh側の電圧VOHが出力され、他方のXDOUT0には出力振幅がLow側の電圧VOLが出力されている。ドライバ1aからは、GND側の電流源のVSINKとVDD側の電流源のVSOURCEが出力されて、他のドライバ1b、ドライバ1c、‥‥、ドライバ1nのGND側の電流源とVDD側の電流源の制御に用いられている。   The receiver circuit 3 is not connected to the output of the driver 1a, the input terminals of SD1 to SDn of the driver 1a are fixed to High, and the entire driver 1a operates as the imitation circuit 10. A voltage VOH with an output amplitude of High is output to DOUT0 of the driver 1a, and a voltage VOL with an output amplitude of Low is output to the other XDOUT0. The driver 1a outputs VSINK of the GND-side current source and VSOURCE of the VDD-side current source, and the GND-side current source and the VDD-side current source of the other drivers 1b, 1c,. It is used for control.

図21に上述の従来の小振幅差動信号用ドライバ1の具体的回路図を示す。図21に示した回路図は、ドライバ1aに相当する。図19に示した従来の小振幅差動信号用ドライバ1と異なる点は、SDがHighレベルに固定されて、MN1=OFF、MN2=ON、MP3=ON、MP4=OFFでRT1を通ってDOUTからXDOUTへ電流が流れて、常にドライバ1aのDOUT0には出力振幅のHigh側の電圧VOHが出力され、反転出力端子XDOUT0には出力振幅のLow側の電圧VOLが出力されている。又、模倣回路10において、NMOSトランジスタMND2と抵抗RD1の接続点からはVOLDが出力され、PMOSトランジスタMPD3と抵抗RD2の接続点からはVOHDが出力される。   FIG. 21 shows a specific circuit diagram of the above-described conventional small-amplitude differential signal driver 1. The circuit diagram shown in FIG. 21 corresponds to the driver 1a. The difference from the conventional small-amplitude differential signal driver 1 shown in FIG. 19 is that SD is fixed at a high level, MN1 = OFF, MN2 = ON, MP3 = ON, MP4 = OFF, and passes through RT1 to DOUT. A current flows from XDOUT to DD0 of the driver 1a, and a high-side voltage VOH of the output amplitude is always output to the DOUT0 of the driver 1a, and a low-side voltage VOL of the output amplitude is output to the inverting output terminal XDOUT0. In the mimic circuit 10, VOL is output from the connection point between the NMOS transistor MND2 and the resistor RD1, and VOHD is output from the connection point between the PMOS transistor MPD3 and the resistor RD2.

オペアンプ13はVOLDとXDOUT0に出力されたLow側の電圧VOLを比較して両者の電圧が一致するように、GND側の電流源のNMOSトランジスタMNS1のゲート電圧VSINKを制御し、オペアンプ8は上VOHDとDOUT0に出力されたHigh側の電圧VOHを比較して両者の電圧が一致するように、VDD側の電流源のPMOSトランジスタMPS3のゲート電圧VSOURCEを制御している。   The operational amplifier 13 controls the gate voltage VSINK of the NMOS transistor MNS1 of the GND-side current source so that the voltages on the VOL and the low-side voltage VOL output to XDOUT0 are equal to each other, and the operational amplifier 8 is the upper VOHD. And the high-side voltage VOH output to DOUT0 are compared, and the gate voltage VSOURCE of the PMOS transistor MPS3 of the VDD-side current source is controlled so that the two voltages coincide with each other.

図22に図20で説明したドライバ回路1のドライバ1a以外の、ドライバ1b、‥‥、ドライバ1nの具体的回路図を示す。図22に於いて、ドライバ1b、‥‥、ドライバ1nは、図20に示したドライバ1aからGND側の電流源のVSINKとVDD側の電流源のVSOURCEを受け取って、各々、GND側の電流源のNMOSトランジスタMNS1、VDD側の電流源のPMOSトランジスタMPS6を制御している。PMOSトランジスタMPS6のサイズを図22中のPMOSトランジスタMP3のサイズよりも若干小さく設計し、VDD側の電流源には、出力の電圧をVDD/2付近に制御するため、オペアンプ8の出力VCONTをゲート電圧とするもう1つの電流源のPMOSトランジスタMPS5が設けられている。   FIG. 22 shows a specific circuit diagram of drivers 1b,..., Driver 1n other than driver 1a of driver circuit 1 described in FIG. In FIG. 22, the drivers 1b,..., 1n receive the GND side current source VSINK and the VDD side current source VSOURCE from the driver 1a shown in FIG. The NMOS transistor MNS1 and the PMOS transistor MPS6 of the current source on the VDD side are controlled. The size of the PMOS transistor MPS6 is designed to be slightly smaller than the size of the PMOS transistor MP3 in FIG. 22, and the output voltage VCONT of the operational amplifier 8 is gated to the current source on the VDD side in order to control the output voltage near VDD / 2. Another current source PMOS transistor MPS5 is provided as a voltage.

特許文献2においては終端抵抗RT1にスイッチング用のトランジスタのON抵抗も含めたものに対して制御を行っているが、上述の特許文献3の構成によれば、参照電圧と実際の小振幅差動信号の出力電圧そのものをオペアンプで比較して制御しているので、小振幅差動信号の終端抵抗RT1がばらついてもその両端の電圧が所定の電圧になるように制御することが可能であり、レシーバ回路3側に終端抵抗を内蔵する場合に適した方法となる、然し、電流源の制御信号を発生するために出力ポートを1個余分に必要とするので、小振幅差動信号の出力ポートが沢山ある場合には良いが、出力ポート数が数個のシステムに、この方式を適用するのは非常にもったいないことになる課題を有していた。   In Patent Document 2, control is performed on the terminal resistor RT1 including the ON resistance of the switching transistor. However, according to the configuration of Patent Document 3 described above, the reference voltage and the actual small amplitude differential are controlled. Since the output voltage of the signal itself is controlled by comparing with an operational amplifier, even if the termination resistor RT1 of the small amplitude differential signal varies, it can be controlled so that the voltage at both ends thereof becomes a predetermined voltage. This is a suitable method when a termination resistor is built in the receiver circuit 3 side. However, since an extra output port is required to generate a control signal for the current source, an output port for a small amplitude differential signal. However, there is a problem that it is very wasteful to apply this method to a system with several output ports.

図23に従来の小振幅差動信号駆動回路及び小振幅差動信号駆動方法の特許文献4に開示された技術の概要を示す。図23に於いてはCMOS−LSI間の信号伝送を差動信号により行なう電流駆動方式で行なうシステムにおいて、出力される差動電流信号電流変動量をすくなくし、伝送される信号の振幅を一定化させるために、差動出力の非反転出力D(アナログ信号)で制御される電流源トランジスタと反転出力/D(アナログ信号)で制御される電流源トランジスタを並列に接続して、アナログ的に直接加算して、差動出力のハイレベルが上昇し過ぎないように制御した半導体集積回路が開示されている。   FIG. 23 shows an outline of the technique disclosed in Patent Document 4 of the conventional small amplitude differential signal driving circuit and the small amplitude differential signal driving method. In FIG. 23, in a system in which signal transmission between CMOS and LSI is performed by a current drive method using a differential signal, the amount of fluctuation of the output differential current signal is reduced, and the amplitude of the transmitted signal is made constant. In order to achieve this, a current source transistor controlled by a non-inverted output D (analog signal) of a differential output and a current source transistor controlled by an inverted output / D (analog signal) are connected in parallel and directly in an analog manner. In addition, a semiconductor integrated circuit is disclosed in which the high level of the differential output is controlled so as not to increase excessively.

図23に上述の従来の小振幅差動信号用ドライバ1の具体的回路図を示す。図23に於いて、上述の従来例との対応部分には同一符号を付して重複説明を省略するが一対の出力端子より外部へ差動電流で信号を出力する出力回路を備えた半導体集積回路であって、出力回路は、各々ドレインが一対の出力端子に接続されるとともに互いのソースが共通接続された一対の差動トランジスタQ1,Q2と、互いのソースとドレインがそれぞれ共通接続され、差動トランジスタQ1、Q2の共通ソースに共通ドレインが接続された一対の並列形態の定電流トランジスタQ3,Q4とを含み、一対の差動トランジスタQ1,Q2のドレイン電圧がそれぞれ一対の定電流トランジスタQ3、Q4の制御端子にフィードバックされている半導体集積回路が開示されている。尚,Q5はスィッチング用のMOSFETである。   FIG. 23 shows a specific circuit diagram of the above-described conventional small amplitude differential signal driver 1. In FIG. 23, parts corresponding to those of the above-described conventional example are denoted by the same reference numerals and redundant description is omitted, but a semiconductor integrated circuit having an output circuit for outputting a signal with a differential current to the outside from a pair of output terminals. The output circuit includes a pair of differential transistors Q1 and Q2 each having a drain connected to a pair of output terminals and a source connected to each other, and a source and a drain connected to each other in common. And a pair of constant current transistors Q3, Q4 having a common drain connected to a common source of the differential transistors Q1, Q2, and the drain voltages of the pair of differential transistors Q1, Q2 are respectively a pair of constant current transistors Q3. , A semiconductor integrated circuit fed back to the control terminal of Q4 is disclosed. Q5 is a MOSFET for switching.

図23に示したドライバ回路では基準信号を用いていない制御方式なので、いくらばらつきを小さくすると言っても、MOSFETのばらつきや終端抵抗RT1のばらつきである程度特性がばらついてしまうことは明らかある。特に、低い電源電圧においては、ハイレベルが上昇し過ぎないように制御しているが、振幅を制御するということを厳密には行っていないので、振幅が非常に小さくなってしまう課題を有する。又、増幅器を介してフィードバックする場合には、図23によれば、差動出力の非反転出力Dと反転出力/Dが正負の入力端子に入力する差動入力差動出力型の増幅器を設けて、差動入力差動出力型の増幅器の非反転出力で制御される電流源トランジスタと差動入力差動出力型の増幅器の反転出力で制御される電流源トランジスタを並列に接続している。フィードバック用の増幅器を現実的な消費電流で設計した場合、差動出力の非反転出力Dと反転出力/Dが変化してからフィードバック用の増幅器の出力が変化するまで遅れがあるため、数十MHzから数百MHzの高い周波数の信号を伝送しようとすると、差動出力が変化するときに出力電圧が変動して安定するまでに時間がかかるので、目的の動作を行なうことが困難である。   Since the driver circuit shown in FIG. 23 is a control method that does not use a reference signal, it is obvious that the characteristics vary to some extent due to variations in MOSFETs and variations in termination resistor RT1 even if the variations are reduced. In particular, at a low power supply voltage, control is performed so that the high level does not rise too much, but since the amplitude is not strictly controlled, there is a problem that the amplitude becomes very small. In the case of feedback through an amplifier, according to FIG. 23, there is provided a differential input differential output type amplifier in which a non-inverted output D and an inverted output / D of differential outputs are input to positive and negative input terminals. Thus, the current source transistor controlled by the non-inverted output of the differential input differential output type amplifier and the current source transistor controlled by the inverted output of the differential input differential output type amplifier are connected in parallel. When the feedback amplifier is designed with realistic current consumption, there is a delay until the output of the feedback amplifier changes after the non-inverted output D and the inverted output / D of the differential output change. If an attempt is made to transmit a signal having a high frequency from MHz to several hundreds of MHz, it takes time for the output voltage to fluctuate and stabilize when the differential output changes, making it difficult to perform the intended operation.

以上に説明したように、従来の特許文献1に記載の小振幅差動信号駆動回路においては、小振幅差動信号の終端抵抗RT1をレシーバ3側に内蔵した場合に終端抵抗RT1のばらつきにより出力振幅が小さくなってレシーバ3側の差動アンプの動作速度が遅くなってしまう問題があり、従来の特許文献2に開示の小振幅差動信号駆動回路においては、低い電源電圧で出力振幅が一定になるようにするためにはスイッチ用のMOSトランジスタのサイズが非常に大きくなってしまうという問題があり、従来の特許文献3に記載の小振幅差動信号駆動回路においては、電流源の制御信号を発生するために出力ポートを1個余分に必要とするという問題があり、特許文献4に記載の小振幅差動信号駆動回路においては、MOSFETのばらつきや終端抵抗RT1ばらつきである程度特性がばらついてしまう問題が生ずる。
特開平9−214314号公報 特開2000−41072号公報 特開2000−134082号公報 特開平4−260225号公報
As described above, in the conventional small amplitude differential signal driving circuit described in Patent Document 1, when the termination resistor RT1 of the small amplitude differential signal is built in the receiver 3, the output is caused by the variation of the termination resistor RT1. There is a problem that the operation speed of the differential amplifier on the receiver 3 side becomes slow because the amplitude becomes small. In the conventional small amplitude differential signal driving circuit disclosed in Patent Document 2, the output amplitude is constant at a low power supply voltage. In order to achieve this, there is a problem that the size of the MOS transistor for switching becomes very large. In the conventional small amplitude differential signal driving circuit described in Patent Document 3, the control signal of the current source In the small-amplitude differential signal driving circuit described in Patent Document 4, there is a problem that one extra output port is required to generate Somewhat characteristic resistance RT1 variations will problem arises that vary.
Japanese Patent Laid-Open No. 9-214314 JP 2000-41072 A JP 2000-134082 A JP-A-4-260225

本発明は上述の課題を解決するために成されたもので、発明が解決しようとする課題
は小振幅差動信号の終端抵抗をレシーバ側に内蔵しても終端抵抗のばらつきにより出力振幅が小さくなることがなく、低い電源電圧で動作させても電流方向切替えスイッチ用のMOSトランジスタのサイズを大きくする必要がなく、電流源の制御信号を発生するために出力ポートを1個余分に必要とせず、MOSFETのばらつきや終端抵抗RT1ばらつきで特性がばらつかない差動信号駆動回路及び差動信号駆動方法を提供しようとするものである。
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems. The problem to be solved by the present invention is that even if a termination resistor for a small amplitude differential signal is incorporated on the receiver side, the output amplitude is small due to variations in the termination resistance. There is no need to increase the size of the MOS transistor for the current direction changeover switch even when operated with a low power supply voltage, and one extra output port is not required to generate a control signal for the current source. Therefore, an object of the present invention is to provide a differential signal driving circuit and a differential signal driving method in which characteristics do not vary due to variations in MOSFETs and variations in termination resistance RT1.

第1の本発明は、差動出力信号の出力電圧を選択する選択回路と、選択回路の出力を差動入力信号の少なくとも1つとする制御用の差動増幅器と、この差動増幅器の出力により制御される可変電流源を出力段の電流源の中に少なくとも1つ設けた小振幅の差動信号用駆動回路とを具備し、出力電圧を選択する選択回路は、シリアルデータ入力信号の変化に伴って常に変化し続ける2本の小振幅の差動信号用駆動回路の差動出力ラインの中から、時時刻刻ロウレベルに該当する出力ラインを小振幅の差動信号用駆動回路へのシリアルデータ入力信号に従って選択する回路であり、制御用の差動増幅器は、ロウレベルに該当する出力ラインの選択回路の出力を差動入力信号の1つとし、ロウレベル側の参考電圧を差動入力信号の他の1つととなされ、該差動増幅器の出力により制御される可変電流源を出力段の接地側の電流源の中に少なくとも1つ設けたことを特徴とする差動信号駆動回路としたものである。   According to a first aspect of the present invention, there is provided a selection circuit that selects an output voltage of a differential output signal, a control differential amplifier that uses at least one differential input signal as an output of the selection circuit, and an output of the differential amplifier. A differential signal drive circuit having a small amplitude differential signal source provided with at least one variable current source to be controlled in a current source of an output stage, and a selection circuit for selecting an output voltage is adapted to change a serial data input signal. Of the differential output lines of the two small-amplitude differential signal drive circuits that constantly change, the output line corresponding to the low level of the time signal is serial data to the small-amplitude differential signal drive circuit. The control differential amplifier uses the output of the selection circuit of the output line corresponding to the low level as one of the differential input signals, and the reference voltage on the low level side as well as the differential input signal. And one of Is obtained by the differential signal driver circuit is characterized by providing at least one in the ground side current source in the output stage of the variable current sources controlled by the output of the differential amplifier.

第2の本発明は、差動出力信号の出力電圧を選択する選択回路と、選択回路の出力を差動入力信号の少なくとも1つとする制御用の差動増幅器と、差動増幅器の出力により制御される可変電流源を出力段の電流源の中に少なくとも1つ設けた小振幅の差動信号用駆動回路とを具備し、出力電圧の選択する選択回路は、シリアルデータ信号の変化に伴って常に変化し続ける2本の小振幅の差動信号用のドライバの差動出力ラインの中から、時時刻刻ハイレベルに該当する出力ラインを小振幅の差動信号用駆動回路へのシリアルデータ入力信号に従って選択する回路であり、制御用の差動増幅器は、ハイレベルに該当する出力ラインの選択回路の出力を差動入力信号の1つとし、ハイレベル側の参考電圧を差動入力信号の他の1つとなされ、該差動増幅器の出力により制御される可変電流源を出力段の正電源側の電流源の中に少なくとも1つ設けたことを特徴とする差動信号駆動回路としたものである。   According to a second aspect of the present invention, a selection circuit that selects an output voltage of a differential output signal, a control differential amplifier that outputs at least one of the differential input signals as an output of the selection circuit, and control by the output of the differential amplifier A low-amplitude differential signal drive circuit having at least one variable current source provided in the output stage current source, and a selection circuit for selecting an output voltage is provided in accordance with a change in the serial data signal. Serial data input to the low-amplitude differential signal drive circuit from among the two differential output lines of the differential-amplifier driver that continues to change, the output line corresponding to the high level from time to time The control differential amplifier uses the output of the selection circuit of the output line corresponding to the high level as one of the differential input signals, and sets the reference voltage on the high level side as the differential input signal. The difference is made with the other one Is obtained by the differential signal driver circuit is characterized by providing at least one in the positive power supply side current source in the output stage of the variable current sources controlled by the output of the amplifier.

第3の本発明は、選択回路により差動出力信号の出力電圧を選択し、この選択した出力を差動増幅器の差動入力信号の少なくとも1つとし、この差動増幅器の出力により制御される可変電流源を出力段の電流源の中に少なくとも1つ設けた小振幅の差動信号用駆動方法であって、出力電圧を選択する選択方法は、シリアルデータ入力信号の変化に伴って常に変化し続ける2本の小振幅の差動信号用駆動回路の差動出力ラインの中から、時時刻刻ロウレベルに該当する出力ラインを小振幅の差動信号用駆動回路へのシリアルデータ入力信号に従って選択する回路であり、制御用の差動増幅器は、ロウレベルに選択された出力ラインの出力を差動入力信号の1つとし、ロウレベル側の参考電圧を差動入力信号の他の1つとなされ、差動増幅器の出力により制御される可変電流源を出力段の接地側の電流源の中に少なくとも1つ設けたことを特徴とする差動信号駆動方法としたものである。   According to a third aspect of the present invention, the output voltage of the differential output signal is selected by the selection circuit, and the selected output is set as at least one of the differential input signals of the differential amplifier, and is controlled by the output of the differential amplifier. A low-amplitude differential signal driving method in which at least one variable current source is provided in the output stage current source, and the selection method for selecting the output voltage always changes as the serial data input signal changes. From among the differential output lines of the two low-amplitude differential signal driving circuits that continue to operate, the output line corresponding to the low level is selected according to the serial data input signal to the small-amplitude differential signal driving circuit. The control differential amplifier uses the output of the output line selected at the low level as one of the differential input signals, and the reference voltage on the low level side as the other of the differential input signals. Dynamic amplifier output Is obtained by the differential signal driver method is characterized by providing at least one variable current source controlled in a ground side current source in the output stage by.

第4の本発明は、選択回路により差動出力信号の出力電圧を選択し、この選択した出力を差動増幅器の差動入力信号の少なくとも1つとし、この差動増幅器の出力により制御される可変電流源を出力段の電流源の中に少なくとも1つ設けた小振幅の差動信号用駆動方法であって、出力電圧を選択する選択方法は、シリアルデータ入力信号の変化に伴って常に変化し続ける2本の小振幅の差動信号用駆動回路の差動出力ラインの中から、時時刻刻ハイレベルに該当する出力ラインを小振幅の差動信号用駆動回路へのシリアルデータ入力信号に従って選択する回路であり、制御用の差動増幅器は、ハイレベルに選択された出力ラインの出力を差動入力信号の1つとし、ハイレベル側の参考電圧を差動入力信号の他の1つとなされ、差動増幅器の出力により制御される可変電流源を出力段の正電源側の電流源の中に少なくとも1つ設けたことを特徴とする差動信号駆動方法としたものである。   In the fourth aspect of the present invention, the output voltage of the differential output signal is selected by the selection circuit, and the selected output is set as at least one of the differential input signals of the differential amplifier, and is controlled by the output of the differential amplifier. A low-amplitude differential signal driving method in which at least one variable current source is provided in the output stage current source, and the selection method for selecting the output voltage always changes as the serial data input signal changes. Out of the two differential output lines of the small-amplitude differential signal driving circuit, the output line corresponding to the high level is timed according to the serial data input signal to the small-amplitude differential signal driving circuit. The control differential amplifier uses the output of the output line selected at the high level as one of the differential input signals, and the reference voltage on the high level side as the other one of the differential input signals. Output of the differential amplifier Is obtained by the differential signal driver method is characterized by providing at least one variable current source controlled in a positive power supply side current source in the output stage by.

第1乃至第4の本発明の差動信号駆動回路及び差動信号駆動方法によれば、出力電圧を選択する選択回路を設けて、差動出力信号自体に非常に近い信号を取り出し参照電圧との比較制御を行うことで、小振幅差動信号の終端抵抗のRT1をレシーバ側に内蔵しても終端抵抗RT1のばらつきにより出力振幅が小さくなることがなく、低い電源電圧で動作させても電流方向切替えスイッチ用のMOSトランジスタのサイズを大きくする必要もなく、電流源の制御信号を発生するために出力ポートを1個余分に必要としない。又、複数のレシーバを駆動する場合や様々な終端方法が混在した場合にも充分な動作マージンを得ることが出来る。又、限界に近い高ビットレートで動作させても出力振幅が小さくなることがない、即ち、低い電源電圧においてハイレベルが上昇し過ぎないように制御するだけでなく、振幅の制御を厳密には行っているので、振幅が非常に小さくなってしまうことがない小振幅の差動信号用駆動回路が実現出来る。   According to the differential signal driving circuit and the differential signal driving method of the first to fourth aspects of the present invention, the selection circuit for selecting the output voltage is provided, and a signal very close to the differential output signal itself is extracted and used as the reference voltage. Thus, even if RT1 which is a termination resistor for a small amplitude differential signal is built in the receiver side, the output amplitude does not become small due to variations in termination resistor RT1, and even if it is operated at a low power supply voltage There is no need to increase the size of the MOS transistor for the direction changeover switch, and no extra output port is required to generate a control signal for the current source. In addition, a sufficient operating margin can be obtained even when a plurality of receivers are driven or when various termination methods are mixed. Also, even when operating at a high bit rate close to the limit, the output amplitude does not decrease, that is, not only the high level does not rise too much at a low power supply voltage, but also the amplitude control is strictly As a result, a small-amplitude differential signal drive circuit can be realized in which the amplitude does not become very small.

以下、本発明の小振幅の差動信号駆動回路及び作動信号駆動方法を図1から図15によって説明する。図1は本発明の1形態例を示す小振幅の差動信号駆動回路の回路図(I)、図2は本発明の小振幅の差動信号駆動回路に用いられる出力電圧選択回路の原理図及び波形図並びに論理表、図3は本発明の小振幅の差動信号駆動回路に用いる出力電圧選択回路の1形態例を示す回路図及び論理表、図4は本発明の他の1形態例を示す小振幅の差動信号駆動回路図(II)、図5は本発明の小振幅の差動信号駆動回路に用いられる出力電圧選択回路の原理図及び波形図並びに論理表、図6は本発明の小振幅の差動信号駆動回路に用いる出力電圧選択回路の1形態例を示す回路図及び論理表、図7は本発明の小振幅の差動信号駆動回路の更に他の形態例を示す回路図(III)、図8は本発明の小振幅の差動信号駆動回路の更に他の1形態例を示す回路図(IV)、図9は本発明の小振幅の差動信号駆動回路の応用例を示す回路図(I)、図10は本発明の小振幅の差動信号駆動回路の更に他の形態例を示す回路図(V)、図11は図10に用いる選択回路の回路図、図12は本発明の小振幅の差動信号駆動回路の応用例を示す回路図(II)、図13は本発明の小振幅の差動信号駆動回路に用いる出力電圧選択回路の更に他の形態例を示す回路図(VI)、図14は本発明の小振幅の差動信号駆動回路の応用例を示す回路図(III)、図15は本発明の小振幅の差動信号駆動回路に用いる出力電圧波形図である。尚、以下、従来の図16乃至図23との対応部分には同一符号を付して説明をする。   A small amplitude differential signal driving circuit and an actuation signal driving method according to the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 1 is a circuit diagram (I) of a small amplitude differential signal driving circuit showing an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a principle diagram of an output voltage selection circuit used in the small amplitude differential signal driving circuit of the present invention. FIG. 3 is a circuit diagram and logic table showing an embodiment of an output voltage selection circuit used in the differential signal driving circuit with a small amplitude of the present invention, and FIG. 4 is another embodiment of the present invention. FIG. 5 is a principle diagram, waveform diagram and logic table of an output voltage selection circuit used in the small amplitude differential signal driving circuit of the present invention. FIG. FIG. 7 is a circuit diagram and a logic table showing an example of an output voltage selection circuit used in a differential signal driving circuit with a small amplitude of the invention, and FIG. 7 shows still another example of a differential signal driving circuit with a small amplitude of the invention. Circuit diagrams (III) and 8 are circuit diagrams (IV) showing still another embodiment of the small-amplitude differential signal driving circuit of the present invention. FIG. 9 is a circuit diagram (I) showing an application example of the small amplitude differential signal driving circuit of the present invention, and FIG. 10 is a circuit diagram showing still another embodiment of the small amplitude differential signal driving circuit of the present invention. (V), FIG. 11 is a circuit diagram of a selection circuit used in FIG. 10, FIG. 12 is a circuit diagram (II) showing an application example of a small amplitude differential signal driving circuit of the present invention, and FIG. 13 is a small amplitude of the present invention. FIG. 14 is a circuit diagram (III) showing still another embodiment of the output voltage selection circuit used in the differential signal driving circuit of FIG. 14, and FIG. 14 is a circuit diagram (III) showing an application example of the small amplitude differential signal driving circuit of the present invention. FIG. 15 is an output voltage waveform diagram used in the small amplitude differential signal driving circuit of the present invention. In the following description, parts corresponding to those in FIGS. 16 to 23 are denoted by the same reference numerals.

図1に本発明の小振幅の差動信号用駆動回路1形態例を示す。図1に於いて、基準電圧発生回路4は、例えば、電源電圧を抵抗分割したりして電源電圧の半分のコモン電圧VCOMを発生する。又、VCOMをさらに抵抗分割して、下側の参照電圧VREFLを発生する。VCOMと下側の参照電圧VREFLを基準として制御を行う。(BGR回路を用いると精度の高い基準電圧を発生出来るが、電源電圧として3×VF程度の電圧が必要になるので低電圧化には向かない。)この基準電圧発生回路4の出力からのVCOMはオペアンプ8の反転入力端子に供給され、VREFL出力はオペアンプ13の反転入力端子に供給される。   FIG. 1 shows an example of a small amplitude differential signal driving circuit 1 according to the present invention. In FIG. 1, the reference voltage generation circuit 4 generates a common voltage VCOM that is half the power supply voltage by, for example, dividing the power supply voltage by resistance. Further, VCOM is further divided by resistance to generate a lower reference voltage VREFL. Control is performed based on VCOM and the lower reference voltage VREFL. (If the BGR circuit is used, a highly accurate reference voltage can be generated, but a voltage of about 3 × VF is required as the power supply voltage, so it is not suitable for lowering the voltage.) VCOM from the output of this reference voltage generating circuit 4 Is supplied to the inverting input terminal of the operational amplifier 8 and the VREFL output is supplied to the inverting input terminal of the operational amplifier 13.

オペアンプ8の非反転入力端子にはDOUTとXDOUTの中間電圧AVEが供給され、オペアンプ13の非反転入力端子には出力電圧選択回路15からの差動出力信号のLow側の電圧VMONLを入力する。オペアンプ8の出力からの制御電圧VSOURCEでVDD側の可変電流源のIS3を制御し、オペアンプ13の出力からの制御電圧VSINKでGND側の可変電流源のIS1を制御する。   An intermediate voltage AVE between DOUT and XDOUT is supplied to the non-inverting input terminal of the operational amplifier 8, and the low-side voltage VMONL of the differential output signal from the output voltage selection circuit 15 is input to the non-inverting input terminal of the operational amplifier 13. The control voltage VSOURCE from the output of the operational amplifier 8 controls the IS3 of the variable current source on the VDD side, and the control voltage VSINK from the output of the operational amplifier 13 controls the IS1 of the variable current source on the GND side.

ドライバの出力段は、GND側の電流源のIS1、‥‥、IS2とVDD側の電流源のIS3、‥‥、IS4と出力電流の方向を決めるスイッチング素子SW1、SW2、SW3、SW4によって構成されている。IS1とIS3は出力振幅を所定の電圧に制御するための可変電流源で、IS2とIS4はスタートアップ用の電流能力の小さな電流源であり、IS3及びIS4の一端は夫々VDDに接続され、他端は夫々SW3、SW4に接続され、SW3の他端はDOUT及び分割抵抗R2の一端並びにSW1の一端に接続されている。SW4の他端はXDOUT及び抵抗R2と直列接続された抵抗R1の他端並びにSW2の一端に接続されている。SW1及びSW2の他端は夫々IS1、IS2の一端に接続され、IS1、IS2の他端は接地電位GNDに夫々接続されている。SW1とSW2の他端は互いに接続され、SW3とSW4の他端は互いに接続されている。抵抗R2とR1の接続中点から取り出された中間電圧AVEはオペアンプ8の非反転入力端子に供給され、DOUT及びXDOUTの出力電圧が出力電圧選択回路15の入力端に供給される。   The output stage of the driver is composed of GND-side current sources IS1,..., IS2 and VDD-side current sources IS3,..., IS4 and switching elements SW1, SW2, SW3, SW4 that determine the direction of the output current. ing. IS1 and IS3 are variable current sources for controlling the output amplitude to a predetermined voltage. IS2 and IS4 are current sources having a small startup current capability. One end of IS3 and IS4 is connected to VDD, and the other end. Are connected to SW3 and SW4, respectively, and the other end of SW3 is connected to one end of DOUT and dividing resistor R2 and one end of SW1. The other end of SW4 is connected to the other end of resistor R1 connected in series with XDOUT and resistor R2, and one end of SW2. The other ends of SW1 and SW2 are respectively connected to one ends of IS1 and IS2, and the other ends of IS1 and IS2 are respectively connected to the ground potential GND. The other ends of SW1 and SW2 are connected to each other, and the other ends of SW3 and SW4 are connected to each other. The intermediate voltage AVE extracted from the connection middle point of the resistors R2 and R1 is supplied to the non-inverting input terminal of the operational amplifier 8, and the output voltages of DOUT and XDOUT are supplied to the input terminal of the output voltage selection circuit 15.

プリバッファ9には、CMOSレベルのシリアルデータSDを入力し、実際には、同期用のクロック信号CKとドライバの活性化/非活性化の制御信号OENも入力される。プリバッファ9からはSW1、SW2、SW3、SW4のON/OFFを制御する信号が出力されて、通常は、SDがHighレベルの場合には、SW1=OFF、SW2=ON、SW3=ON、SW4=OFFで終端抵抗RT1を通ってDOUTからXDOUTへ電流が流れて、SDがLowレベルの場合には、スイッチング素子SW1=ON、SW2=OFF、SW3=OFF、SW4=ONで終端抵抗RT1を通ってXDOUTからDOUTへ電流が流れる。又、プリバッファ9からは出力電圧選択回路15にもSDあるいはSDから生成された後述するSW11、SW12のON/OFFを制御する信号が供給される。   The pre-buffer 9 receives CMOS level serial data SD, and actually receives a clock signal CK for synchronization and a control signal OEN for driver activation / deactivation. A signal for controlling ON / OFF of SW1, SW2, SW3, SW4 is output from the pre-buffer 9, and normally, when SD is at a high level, SW1 = OFF, SW2 = ON, SW3 = ON, SW4 = OFF, current flows from DOUT to XDOUT through the termination resistor RT1, and when SD is at a low level, the switching element SW1 = ON, SW2 = OFF, SW3 = OFF, SW4 = ON and the termination resistor RT1. Current flows from XDOUT to DOUT. The pre-buffer 9 also supplies a signal for controlling ON / OFF of SW11 and SW12, which will be described later, generated from SD or SD to the output voltage selection circuit 15.

出力電圧選択回路15は、シリアルデータ信号SDの変化に伴って常に変化し続ける2本の小振幅差動信号駆動回路の差動出力ラインの中から、時時刻刻ロウレベルに該当する出力ラインを小振幅差動信号駆動回路へのシリアルデータ入力信号SDに従って選択する回路であり、差動出力信号のLow側の電圧VMONLを出力する。オペアンプ13は、出力電圧選択回路15の出力電圧VMONLと参照電圧VREFLを比較して両者の電圧が一致するように、オペアンプ13の出力からの制御電圧VSINKでGND側の可変電流源のIS1を制御する。   The output voltage selection circuit 15 reduces the output line corresponding to the low level from time to time among the differential output lines of the two small-amplitude differential signal driving circuits that constantly change as the serial data signal SD changes. This is a circuit that selects in accordance with the serial data input signal SD to the amplitude differential signal drive circuit, and outputs the low-side voltage VMONL of the differential output signal. The operational amplifier 13 compares the output voltage VMMONL of the output voltage selection circuit 15 with the reference voltage VREFL, and controls the GND-side variable current source IS1 with the control voltage VSINK from the output of the operational amplifier 13 so that the two voltages match. To do.

抵抗R1とR2は、DOUTとXDOUTの中間電圧AVEを発生し、オペアンプ8は、DOUTとXDOUTのコモンレベルを所定の中間電圧に制御するため、中間電圧AVEとコモン電圧VCOMを比較して両者の電圧が一致するように、制御電圧VSOURCEでVDD側の可変電流源のIS3を制御する。   The resistors R1 and R2 generate an intermediate voltage AVE between DOUT and XDOUT, and the operational amplifier 8 controls the common voltage VCOM by comparing the intermediate voltage AVE and the common voltage VCOM in order to control the common level of DOUT and XDOUT to a predetermined intermediate voltage. The variable current source IS3 on the VDD side is controlled by the control voltage VSOURCE so that the voltages match.

図2(A)(B)(C)に本発明の出力電圧選択回路15の第1の形態例を示す。出力電圧選択回路15は、図2(A)に示す様に少なくとも、小振幅差動信号駆動回路(ドライバ)1の出力信号DOUTとLow側の出力電圧VMONLの間に設けられたスイッチ素子SW11と、ドライバ1の反転出力信号XDOUTとLow側の出力電圧VMONLの間に設けられたスイッチ素子SW12から構成されている。図2(C)の論理表と図2(B)波形図に示したように、スイッチ素子SW11とSW12は、小振幅差動信号用のドライバ1のシリアルデータ入力信号SDにより制御されて、シリアルデータ信号SDの変化に伴って常に変化し続ける2本の小振幅差動信号用のドライバの差動出力ラインDOUT、XDOUTの中から、時時刻刻ロウレベルに該当する出力ラインを選択してLow側の出力電圧VMONLを出力する。   2A, 2B, and 2C show a first embodiment of the output voltage selection circuit 15 of the present invention. As shown in FIG. 2A, the output voltage selection circuit 15 includes at least a switch element SW11 provided between the output signal DOUT of the small amplitude differential signal drive circuit (driver) 1 and the output voltage VMONL on the low side. The switching element SW12 is provided between the inverted output signal XDOUT of the driver 1 and the low-side output voltage VMONL. As shown in the logic table of FIG. 2C and the waveform diagram of FIG. 2B, the switch elements SW11 and SW12 are controlled by the serial data input signal SD of the driver 1 for small amplitude differential signal, and serial From among the two differential output lines DOUT and XDOUT of the driver for the small amplitude differential signal that constantly changes in accordance with the change of the data signal SD, the output line corresponding to the low level is selected at the low time and the Low side Output voltage VMONL.

図3(A)(B)に本発明の出力電圧選択回路の具体的な回路構成を示す。図3(A)に示す様に出力電圧選択回路15は、少なくとも、小振幅差動信号用のドライバ1の出力信号DOUTとLow側の出力電圧VMONLの間に設けられたスイッチ素子を構成するNMOSトランジスタMN11、PMOSトランジスタMP11と、小振幅差動信号用のドライバ1の反転出力信号XDOUTとLow側の出力電圧VMONLの間に設けられたスイッチ素子を構成するNMOSトランジスタMN12とPMOSトランジスタMP12から構成されている。NMOSトランジスタMN11とPMOSトランジスタMP11並びにNMOSトランジスタMN12とPMOSトランジスタMP12は互いに並列接続され各々のゲートにSDから生成されたスイッチ素子のON/OFFを制御する信号が供給されている。   3A and 3B show specific circuit configurations of the output voltage selection circuit of the present invention. As shown in FIG. 3A, the output voltage selection circuit 15 includes at least an NMOS constituting a switch element provided between the output signal DOUT of the driver 1 for small amplitude differential signal and the output voltage VMONL on the low side. A transistor MN11, a PMOS transistor MP11, and an NMOS transistor MN12 and a PMOS transistor MP12 that constitute a switch element provided between the inverted output signal XDOUT of the driver 1 for small amplitude differential signal and the low-side output voltage VMMONL. ing. The NMOS transistor MN11 and the PMOS transistor MP11 and the NMOS transistor MN12 and the PMOS transistor MP12 are connected in parallel to each other, and a signal for controlling ON / OFF of the switch element generated from the SD is supplied to each gate.

スイッチ素子SW11、XSW11、SW12,XSW12を構成するNMOSトランジスタMN11、PMOSトランジスタMP11とNMOSトランジスタMN12、PMOSトランジスタMP12は、小振幅差動信号用のドライバ1のシリアルデータ入力信号SDにより制御されて、シリアルデータ信号SDの変化に伴って常に変化し続ける2本の小振幅差動信号用のドライバ1の差動出力ラインDOUT、XDOUTの中から、時時刻刻ロウレベルに該当する出力ラインを選択してLow側の出力電圧VMONLとして図3(B)の論理表の様に出力する。入力側のディジタル信号を用いて出力ラインを選択してロウレベルを抽出する方式なので、数十MHzから数百MHzの信号を伝送する場合に対応可能で、さらに、スイッチ素子のON/OFFを制御する信号のタイミングの合わせ込みを行うことで1GHzを超える信号を伝送する場合にも対応可能である。また、アナログ回路の様なDC的な消費電力を必要としない。   The NMOS transistor MN11, the PMOS transistor MP11, the NMOS transistor MN12, and the PMOS transistor MP12 constituting the switch elements SW11, XSW11, SW12, and XSW12 are controlled by the serial data input signal SD of the driver 1 for small amplitude differential signals, and serially controlled. From among the two differential output lines DOUT and XDOUT of the driver 1 for small-amplitude differential signals that constantly change with the change of the data signal SD, an output line corresponding to the low level is selected and timed. The output voltage VMONL is output as shown in the logic table of FIG. Since the output level is selected by using the digital signal on the input side and the low level is extracted, it is possible to transmit signals of several tens to several hundreds of MHz, and the ON / OFF of the switch element is controlled. It is possible to cope with a case where a signal exceeding 1 GHz is transmitted by adjusting the timing of the signal. Further, DC power consumption like an analog circuit is not required.

差動出力ラインDOUT、XDOUTとスイッチの間に設けられた抵抗R11とR12は、静電破壊保護のためとロウパスフィルタ用の抵抗として設けられたものであり、スイッチとLow側の出力電圧VMONLの間に設けられたπ型構成の抵抗R13とコンデンサC11、C12は、抵抗R11とR12を含めてロウパスフィルタ(LPF)を構成し滑らかな波形にしてVMONLを出力する。   Resistors R11 and R12 provided between the differential output lines DOUT and XDOUT and the switch are provided as a resistor for the electrostatic discharge protection and for the low-pass filter, and the output voltage VMONL on the switch and the low side is provided. A π-type resistor R13 and capacitors C11 and C12 provided between the resistors R11 and R12 form a low-pass filter (LPF) including the resistors R11 and R12, and output VMONL with a smooth waveform.

図4に本発明の小振幅の差動信号用駆動回路他の第2の形態例を示す。図4に於いて、図1に示した第1の形態例と異なる点は、電源電圧VDDとGNDに対して制御方法を上下反転した形で行っている点である。基準電圧発生回路4からは上側の参照電圧VREFHを発生し、コモン電圧VCOMと上側の参照電圧VREFHを基準として制御を行う。出力電圧選択回路15は差動出力信号のHigh側の電圧VMONHを出力する。   FIG. 4 shows a second embodiment of a differential signal driving circuit having a small amplitude according to the present invention. 4 is different from the first embodiment shown in FIG. 1 in that the control method is reversed upside down with respect to the power supply voltages VDD and GND. The reference voltage generation circuit 4 generates an upper reference voltage VREFH, and performs control based on the common voltage VCOM and the upper reference voltage VREFH. The output voltage selection circuit 15 outputs a high-side voltage VMONH of the differential output signal.

オペアンプ13は、DOUTとXDOUTのコモンレベルを所定の中間電圧に制御するため、中間電圧AVEとコモン電圧VCOMを比較して両者の電圧が一致するように、制御電圧VSINKでGND側の可変電流源のIS1を制御し、オペアンプ8は、出力選択回路15の出力電圧VMONHと参照電圧VREFHを比較して両者の電圧が一致するように、制御電圧VSOURCEでVDD側の可変電流源のIS3を制御する点が図1と異なり他は同一構成なので重複説明は省略する。   Since the operational amplifier 13 controls the common level of DOUT and XDOUT to a predetermined intermediate voltage, the intermediate voltage AVE and the common voltage VCOM are compared, and the variable current source on the GND side is controlled by the control voltage VSINK so that the two voltages coincide with each other. The operational amplifier 8 compares the output voltage VMONH of the output selection circuit 15 with the reference voltage VREFH, and controls the variable current source IS3 on the VDD side with the control voltage VSOURCE so that the two voltages match. Since the other points are the same as in FIG.

図5(A)(B)(C)に本発明の出力電圧選択回路15の第2の形態例を示す。出力電圧選択回路15は、図5(A)に示す様に少なくとも、小振幅差動信号用のドライバ1の出力信号DOUTとHigh側の出力電圧VMONHの間に設けられたスイッチ素子SW11と、小振幅差動信号用のドライバの反転出力信号XDOUTとHigh側の出力電圧VMONHの間に設けられたスイッチ素子SW12から構成されている。   5A, 5B, and 5C show a second embodiment of the output voltage selection circuit 15 of the present invention. As shown in FIG. 5A, the output voltage selection circuit 15 includes at least a switch element SW11 provided between the output signal DOUT of the driver 1 for small amplitude differential signal and the output voltage VMONH on the high side. The switching element SW12 is provided between the inverted output signal XDOUT of the driver for the amplitude differential signal and the output voltage VMONH on the High side.

図5(C)の論理表と図5(B)の波形図に示したように、スイッチ素子SW11とSW12は、小振幅差動信号用のドライバ1のシリアルデータ入力信号SDにより制御されて、シリアルデータ信号SDの変化に伴って常に変化し続ける2本の小振幅差動信号用のドライバ1の差動出力ラインDOUT、XDOUTの中から、時時刻刻ハイレベルに該当する出力ラインを選択してHigh側の出力電圧VMONHとして出力する。   As shown in the logic table of FIG. 5C and the waveform diagram of FIG. 5B, the switch elements SW11 and SW12 are controlled by the serial data input signal SD of the driver 1 for small amplitude differential signals, From among the two differential output lines DOUT and XDOUT of the driver 1 for small amplitude differential signals that constantly change with the change of the serial data signal SD, an output line corresponding to the high level is selected. And output as a high-side output voltage VMONH.

図6(A)(B)に本発明の出力電圧選択回路15の第2の回路構成例を示す。出力電圧選択回路15は少なくとも、小振幅差動信号用のドライバ1の出力信号DOUTとHigh側の出力電圧VMONHの間に設けられたスイッチ素子SW11、XSW11、を構成するNMOSトランジスタMN11、PMOSトランジスタMP11と、小振幅差動信号用のドライバの反転出力信号XDOUTとHigh側の出力電圧VMONHの間に設けられたスイッチ素子SW12、XSW12を構成するNMOSトランジスタMN12、PMOSトランジスタMP12から構成されている。NMOSトランジスタMN11とPMOSトランジスタMP11並びにNMOSトランジスタMN12とPMOSトランジスタMP12は互いに並列接続され各々のゲートにSDから生成されたスイッチ素子のON/OFFを制御する信号が供給されている。   6A and 6B show a second circuit configuration example of the output voltage selection circuit 15 of the present invention. The output voltage selection circuit 15 includes at least an NMOS transistor MN11 and a PMOS transistor MP11 that constitute switch elements SW11 and XSW11 provided between the output signal DOUT of the driver 1 for a small amplitude differential signal and the output voltage VMONH on the High side. And an NMOS transistor MN12 and a PMOS transistor MP12 constituting switch elements SW12 and XSW12 provided between the inverted output signal XDOUT of the driver for the small amplitude differential signal and the output voltage VMONH on the High side. The NMOS transistor MN11 and the PMOS transistor MP11 and the NMOS transistor MN12 and the PMOS transistor MP12 are connected in parallel to each other, and a signal for controlling ON / OFF of the switch element generated from the SD is supplied to each gate.

スイッチ素子SW11、XSW11、SW12XSW12を構成するNMOSトランジスタMN11、PMOSトランジスタMP11とNMOSトランジスタMN12、PMOSトランジスタMP12は、小振幅差動信号用のドライバ1のシリアルデータ入力信号SDにより制御されて、シリアルデータ信号SDの変化に伴って常に変化し続ける2本の小振幅差動信号用のドライバ1の差動出力ラインDOUT、XDOUTの中から、時時刻刻ハイレベルに該当する出力ラインを選択してHigh側の出力電圧VMONHとして図6(B)の論理表の様に出力する。入力側のディジタル信号を用いて出力ラインを選択してハイレベルを抽出する方式なので、数十MHzから数百MHzの信号を伝送する場合に対応可能で、さらに、スイッチ素子のON/OFFを制御する信号のタイミングの合わせ込みを行うことで1GHzを超える信号を伝送する場合にも対応可能である。また、アナログ回路の様なDC的な消費電力を必要としない。   The NMOS transistor MN11, the PMOS transistor MP11 and the NMOS transistor MN12, and the PMOS transistor MP12 constituting the switch elements SW11, XSW11, SW12XSW12 are controlled by the serial data input signal SD of the driver 1 for small amplitude differential signal, and the serial data signal From among the two differential output lines DOUT and XDOUT of the driver 1 for small-amplitude differential signals that constantly change with the change of SD, the output line corresponding to the high level is selected at the high time and the High side The output voltage VMONH is output as shown in the logic table of FIG. Since the output line is selected using the digital signal on the input side and a high level is extracted, it can be used when transmitting signals of several tens to several hundreds of MHz, and the switch elements are controlled on / off. It is possible to cope with the case of transmitting a signal exceeding 1 GHz by adjusting the timing of the signal to be transmitted. Further, DC power consumption like an analog circuit is not required.

差動出力ラインDOUT、XDOUTとスイッチ素子SW11、XSW11、SW12、XSW12の間に設けられた抵抗R11とR12は、静電破壊保護のためとロウパスフィルタ用の抵抗として設けられたものであり、各々のスイッチ素子SW11とXSW11、SW12とXSW12及びHigh側の出力電圧VMONHの間に設けられπ型の抵抗R13とコンデンサC11、C12は、抵抗R11とR12を含めてロウパスフィルタ(LPF)を構成し滑らかな波形にしてオペアンプ8に出力する。   Resistors R11 and R12 provided between the differential output lines DOUT, XDOUT and the switch elements SW11, XSW11, SW12, XSW12 are provided for electrostatic breakdown protection and as resistors for the low-pass filter, Each of the switch elements SW11 and XSW11, SW12 and XSW12, and the π-type resistor R13 and capacitors C11 and C12 provided between the high-side output voltage VMONH constitute a low-pass filter (LPF) including the resistors R11 and R12. A smooth waveform is output to the operational amplifier 8.

図7は本発明の小振幅の差動信号用駆動回路の他の第3の形態例を示す。図7に於いて、図1や図2に示した第1及び第2の形態例と異なる点は、基準電圧発生回路4からは下側の参照電圧VREFLと上側の参照電圧VREFHを発生して制御を行っている点である。出力電圧選択回路15は、例えば図3と図6に示した回路を両方設けて、差動出力信号のLow側の電圧VMONLとHigh側の電圧VMONHの両方を出力して、オペアンプ8とオペアンプ13に供給する様に成されている。   FIG. 7 shows another third embodiment of the small amplitude differential signal driving circuit of the present invention. 7 differs from the first and second embodiments shown in FIG. 1 and FIG. 2 in that a reference voltage generating circuit 4 generates a lower reference voltage VREFL and an upper reference voltage VREFH. This is the point of control. The output voltage selection circuit 15 is provided with both the circuits shown in FIGS. 3 and 6, for example, and outputs both the low-side voltage VMONL and the high-side voltage VMONH of the differential output signal. It is made to supply to.

オペアンプ13は、出力選択回路15のLow側の出力電圧VMONLと参照電圧VREFLを比較して両者の電圧が一致するように、制御電圧VSINKでGND側の可変電流源のIS1を制御し、オペアンプ8は、出力選択回路15のHigh側の出力電圧VMONHと参照電圧VREFHを比較して両者の電圧が一致するように、制御電圧VSOURCEでVDD側の可変電流源のIS3を制御している。   The operational amplifier 13 compares the low-side output voltage VMONL of the output selection circuit 15 with the reference voltage VREFL, and controls the GND-side variable current source IS1 with the control voltage VSINK so that the two voltages coincide with each other. Compares the output voltage VMONH on the High side of the output selection circuit 15 with the reference voltage VREFH and controls the IS3 of the variable current source on the VDD side with the control voltage VSOURCE so that the two voltages coincide with each other.

上述の本発明の小振幅差動信号用のドライバ1の第1、第2、第3の形態例が、従来の小振幅差動信号用のドライバと全く異なる点は、出力電圧選択回路15を設けて差動出力信号自体に非常に近い信号VMONL及びVMONHを図2(B)及び図5(B)の仮想線で示すように取り出し参照電圧との比較制御を行っている点である。   The first, second, and third embodiments of the small amplitude differential signal driver 1 of the present invention described above are completely different from the conventional small amplitude differential signal driver in that the output voltage selection circuit 15 is The signals VMONL and VMONH that are provided and are very close to the differential output signal itself are taken out and compared with the reference voltage as indicated by the phantom lines in FIGS. 2B and 5B.

図8に本発明の出力電圧選択回路を設けた小振幅差動信号駆動回路の第4の形態例を示す。図8に於いて、基準電圧発生回路4は、例えば、電源電圧を抵抗分割したりして電源電圧VDDの半分のコモン電圧VCOMを発生し又、VCOMをさらに抵抗分割して、下側の参照電圧VREFLを発生し、コモン電圧VCOMと下側の参照電圧VREFLを基準としてオペアンプ8、13を制御する。   FIG. 8 shows a fourth embodiment of the small amplitude differential signal driving circuit provided with the output voltage selection circuit of the present invention. In FIG. 8, the reference voltage generation circuit 4 generates a common voltage VCOM that is half the power supply voltage VDD by, for example, dividing the power supply voltage by resistance, and further divides the VCOM by resistance to obtain a lower reference. A voltage VREFL is generated, and the operational amplifiers 8 and 13 are controlled based on the common voltage VCOM and the lower reference voltage VREFL.

ドライバ1の出力段は、GND側の電流源のNMOSトランジスタMNS1、MNS2とVDD側の電流源のPMOSトランジスタMPS3、MPS4と出力電流の方向を決めるスイッチのNMOSトランジスタMN1、MN2、PMOSトランジスタMP3、MP4によって構成されている。NMOSトランジスタMN1とPMOSトランジスタMP3は出力振幅を所定の電圧に制御するための可変電流源で、NMOSトランジスタMN2とPMOSトランジスタMP4はスタートアップ用の電流能力の小さな電流源である。   The output stage of the driver 1 includes NMOS transistors MNS1 and MNS2 as GND-side current sources, PMOS transistors MPS3 and MPS4 as VDD-side current sources, and NMOS transistors MN1 and MN2 and PMOS transistors MP3 and MP4 as switches that determine the direction of output current. It is constituted by. The NMOS transistor MN1 and the PMOS transistor MP3 are variable current sources for controlling the output amplitude to a predetermined voltage, and the NMOS transistor MN2 and the PMOS transistor MP4 are current sources having a small startup current capability.

プリバッファ9には、CMOSレベルのシリアルデータSDが入力し、実際には、同期用のクロック信号CKとドライバの活性化/非活性化の制御信号OENも入力し、プリバッファ9からはNMOSトランジスタMN1、MN2、PMOSトランジスタMP3、MP4のON/OFFを制御する信号が出力されて、通常は、SDがHighレベルの場合には、MN1=OFF、MN2=ON、MP3=ON、MP4=OFFで終端抵抗RT1を通ってDOUTからXDOUTへ電流が流れて、SDがLowレベルの場合には、MN1=ON、MN2=OFF、MP3=OFF、MP4=ONで終端抵抗RT1を通ってXDOUTからDOUTへ電流が流れる。   The pre-buffer 9 receives CMOS level serial data SD, and actually receives a clock signal CK for synchronization and a control signal OEN for driver activation / deactivation. Signals that control ON / OFF of MN1, MN2, and PMOS transistors MP3, MP4 are output. Normally, when SD is at a high level, MN1 = OFF, MN2 = ON, MP3 = ON, MP4 = OFF When a current flows from DOUT to XDOUT through the termination resistor RT1 and SD is at a low level, MN1 = ON, MN2 = OFF, MP3 = OFF, MP4 = ON, and the termination resistor RT1 passes through the termination resistor RT1 to XDOUT. Current flows.

PMOSトランジスタMP3とNMOSトランジスタMN1の接続点DOと出力端子DOUTの間と、PMOSトランジスタMP4とNMOSトランジスタMN2の接続点XDOと反転出力端子XDOUTの間には、静電破壊保護のため、差動出力ライン同士がショートした場合の電流制限のため、比較的高い電源電圧VDDで使用した場合の反射低減のため、終端抵抗RT1の数分の1の値の抵抗RE2とRE1が設けられている。   A differential output is provided between the connection point DO of the PMOS transistor MP3 and the NMOS transistor MN1 and the output terminal DOUT and between the connection point XDO of the PMOS transistor MP4 and the NMOS transistor MN2 and the inverted output terminal XDOUT for electrostatic breakdown protection. In order to limit current when the lines are short-circuited, resistors RE2 and RE1 each having a value that is a fraction of the termination resistor RT1 are provided to reduce reflection when used at a relatively high power supply voltage VDD.

出力電圧モニター回路は、シリアルデータ信号の変化に伴って常に変化し続ける2本の小振幅差動信号用のドライバ1の差動出力信号を接続点DO、XDOを介し、時時刻刻ロウレベルに該当する出力ラインを小振幅差動信号回路へのシリアルデータ入力信号SDに従って選択する回路であり、差動出力信号のLow側の電圧VMONLを出力する。   The output voltage monitor circuit applies the differential output signals of the two small-amplitude differential signal drivers 1 that constantly change as the serial data signal changes through the connection points DO and XDO, and corresponds to the low level from time to time. The output line to be selected is selected according to the serial data input signal SD to the small amplitude differential signal circuit, and outputs the low-side voltage VMMONL of the differential output signal.

オペアンプ13は、出力電圧駆動回路15の出力電圧VMONLと参照電圧VREFLを比較して両者の電圧が一致するように、ロウパスフィルタLPF1を介して制御電圧VSINKでGND側の可変電流源のMNS1を制御する。LPF1と電流源MNS2のゲート間に接続されたコンデンサC1はフィードバックループを安定化するための位相補償用のコンデンサであり、NMOSトランジスタMN2と直列的に接続され、MNS2の一端はGNDに接地されている。同様にNMOSトランジスタMNS1とNMOSトランジスタMNIも直列接続され、MNS1の一端はGNDに接地されている。   The operational amplifier 13 compares the output voltage VMONL of the output voltage drive circuit 15 with the reference voltage VREFL, and sets the variable current source MNS1 on the GND side with the control voltage VSINK through the low-pass filter LPF1 so that both voltages match. Control. A capacitor C1 connected between the LPF1 and the gate of the current source MNS2 is a phase compensation capacitor for stabilizing the feedback loop. The capacitor C1 is connected in series with the NMOS transistor MN2, and one end of the MNS2 is grounded to GND. Yes. Similarly, the NMOS transistor MNS1 and the NMOS transistor MNI are connected in series, and one end of the MNS1 is grounded to GND.

分割抵抗R1とR2は、DOUTとXDOUTの中間電圧AVEを発生し、ロウパスフィルタLPF2を介してオペアンプ8の非反転入力端子に供給される。オペアンプ8は、接続点DOとXDOのコモンレベルを所定の中間電圧に制御するため、中間電圧AVEとコモン電圧VCOMを比較して両者の電圧が一致するように、抵抗R3を介して制御電圧VSOURCEでVDD側の可変電流源のMPS3を制御する。抵抗R3とコンデンサC3の存在によりラグリードフィルタになっている。このラグリードフィルタと電流源MPS4のゲート間に接続されたコンデンサC2はフィードバックループを安定化するための位相補償用のコンデンサであり、PMOSトランジスタMP4と直列的に接続され、MPS4の一端はVDDに接続されている。同様にPMOSトランジスタMPS3とPMOSトランジスタMP3も直列接続され、MPS3の一端はVDDに接続されている。又、MPS4とMNS2のゲート間は接続されている。   The dividing resistors R1 and R2 generate an intermediate voltage AVE between DOUT and XDOUT, and are supplied to the non-inverting input terminal of the operational amplifier 8 through the low pass filter LPF2. The operational amplifier 8 controls the common level of the connection points DO and XDO to a predetermined intermediate voltage. Therefore, the operational voltage 8 compares the intermediate voltage AVE and the common voltage VCOM so that the two voltages coincide with each other. Thus, the MPS 3 of the variable current source on the VDD side is controlled. The presence of the resistor R3 and the capacitor C3 constitutes a lag lead filter. A capacitor C2 connected between the lag lead filter and the gate of the current source MPS4 is a phase compensation capacitor for stabilizing the feedback loop, and is connected in series with the PMOS transistor MP4. One end of the MPS4 is set to VDD. It is connected. Similarly, the PMOS transistor MPS3 and the PMOS transistor MP3 are connected in series, and one end of the MPS3 is connected to VDD. The gates of MPS 4 and MNS 2 are connected.

図9に本発明の小振幅の差動信号駆動回路の第1の応用例を示す。本発明の出力電圧選択回路15を設けた小振幅差動信号用ドライバ1は、終端抵抗を内蔵した同一種類のN個のレシーバ3a、3b、‥‥、3nは伝送線路2を介して駆動する。ドライバ1もレシーバ3も特定のシステム用に設計されており、ドライバ1の基準電圧発生回路4内の抵抗素子とレシーバ3に内蔵した終端抵抗RT1、RT2、‥‥、RTnは、同じ特性をもつ抵抗素子で形成されているとする。   FIG. 9 shows a first application example of the small amplitude differential signal driving circuit of the present invention. The small-amplitude differential signal driver 1 provided with the output voltage selection circuit 15 of the present invention drives N receivers 3a, 3b,..., 3n of the same type having built-in termination resistors via the transmission line 2. . Both the driver 1 and the receiver 3 are designed for a specific system, and the resistance element in the reference voltage generation circuit 4 of the driver 1 and the termination resistors RT1, RT2,..., RTn built in the receiver 3 have the same characteristics. It is assumed that it is formed of a resistance element.

本例においては、出力端子DOUTと反転出力端子XDOUTの電圧を直接選択しに行かないで、図8に示す接続点DOとXDOの電圧を選択する。予め駆動しなければいけないレシーバ3の個数がN個だけと分っていて、終端抵抗RT1、RT2、‥‥、RTnの値にそれほどばらつきを考慮する必要がなければ、抵抗RE1とRE2の値を加算した(RT1/N+RE1+RE2)に対応した参照電圧VREFLを発生すれば問題ない、このような制御を行っていても電流源の供給能力に電流切替えスイッチのON抵抗を含めた形で制御を行っているため、低い電源電圧の用途においても電流切替えスイッチのトランジスタサイズを非常に大きくする必要がない利点を生ずる。   In this example, the voltages at the connection points DO and XDO shown in FIG. 8 are selected without directly selecting the voltages at the output terminal DOUT and the inverted output terminal XDOUT. If the number of receivers 3 that must be driven in advance is known to be N, and there is no need to consider variations in the values of the termination resistors RT1, RT2,..., RTn, the values of the resistors RE1 and RE2 are set. If the reference voltage VREFL corresponding to the added (RT1 / N + RE1 + RE2) is generated, there is no problem. Even if such control is performed, control is performed in a form including the ON resistance of the current changeover switch in the supply capability of the current source. Therefore, there is an advantage that the transistor size of the current changeover switch does not need to be very large even in a low power supply voltage application.

図10に本発明の出力電圧選択回路15を設けた小振幅差動信号駆動回路(ドライバ1)の第5の形態例を示す。図10においては、出力端子DOUTと反転出力端子XDOUTの電圧を直接選択しに行っている。これにより、終端抵抗RT1をレシーバ側に内蔵して抵抗値がばらついたとしても所定の出力振幅を得ることが出来る。   FIG. 10 shows a fifth embodiment of the small amplitude differential signal drive circuit (driver 1) provided with the output voltage selection circuit 15 of the present invention. In FIG. 10, the voltage of the output terminal DOUT and the inverted output terminal XDOUT is directly selected. Thereby, even if the termination resistor RT1 is built in the receiver side and the resistance value varies, a predetermined output amplitude can be obtained.

又、本例においては、複数のレシーバを駆動する場合や様々な終端方法が混在した場合などに対応できるように電流供給能力を可変とするための選択回路16aと選択回路16bを設けて、GND側に設けた電流源の複数のNMOSトランジスタMNS10、MNS11、MNS12、‥‥、とVDD側に設けた電流源の複数のNMOSトランジスタMPS30、MPS31、MPS32‥‥、の中のどれを活性化/非活性化するか設定することで、電流供給能力を選択回路16a、16bで選択出来るようにしている。選択回路16aの出力VSN2はGND側のNMS12のゲートに直接供給され、コンデンサC4を介してMNS2のゲートを制御している。又。選択回路16bの出力VSP2はGND側のNMP32のゲートに直接供給され、コンデンサC5を介してMPS4のゲートを制御している。MNS10とMPS30はVSINKとVSOURCEがオペアンプ13及び8から供給される。この制御信号は選択回路16a、16bの入力にも供給されている。オペアンプ13と8への入力方法は図1と同様であり、出力部の構成は電流源構成が複数になっている以外は図8と同様である。   In this example, a selection circuit 16a and a selection circuit 16b are provided to make the current supply capacity variable so that it can cope with a case where a plurality of receivers are driven or various termination methods are mixed. Which of the plurality of NMOS transistors MNS10, MNS11, MNS12,... Of the current source provided on the side and the plurality of NMOS transistors MPS30, MPS31, MPS32,. By setting whether to activate, the current supply capability can be selected by the selection circuits 16a and 16b. The output VSN2 of the selection circuit 16a is directly supplied to the gate of the NMS12 on the GND side, and controls the gate of the MNS2 through the capacitor C4. or. The output VSP2 of the selection circuit 16b is directly supplied to the gate of the NMP 32 on the GND side, and controls the gate of the MPS 4 via the capacitor C5. The MNS 10 and the MPS 30 are supplied with VSINK and VSOURCE from the operational amplifiers 13 and 8. This control signal is also supplied to the inputs of the selection circuits 16a and 16b. The input method to the operational amplifiers 13 and 8 is the same as that in FIG. 1, and the configuration of the output unit is the same as that in FIG. 8 except that there are a plurality of current source configurations.

上述の選択回路16a、16bの具体的な回路構成を図11(A)(B)に示す。図11(A)に於いて、選択回路16a、16b、内には図3及び図6で説明したと同様のスイッチ素子として、MP31とMN31、MP32とMN32、MP41とMN41、MP42とMN42を有する。   Specific circuit configurations of the above-described selection circuits 16a and 16b are shown in FIGS. 11A, the selection circuits 16a and 16b have MP31 and MN31, MP32 and MN32, MP41 and MN41, and MP42 and MN42 as switch elements similar to those described in FIGS. .

選択回路16a内の並列接続したMP31とMN31の各ゲートには制御信号XSL1及びSL1が供給されると共にVSNKが並列接続したMP31及びMN31の一端に供給され、他端から制御信号VSN1が出力されて図11(B)に示すMNS11のゲートに与えられる。   Control signals XSL1 and SL1 are supplied to the gates of MP31 and MN31 connected in parallel in the selection circuit 16a, and VSNK is supplied to one end of MP31 and MN31 connected in parallel, and the control signal VSN1 is output from the other end. It is given to the gate of the MNS 11 shown in FIG.

同様に選択回路16a内の並列接続したMP32とMN32の各ゲートには制御信号XSL2及びSL2が供給されると共にVSNKが並列接続したMP32及びMN32の一端に供給され、他端から制御信号VSN2が出力されて図11(B)に示すMNS12のゲートに与えられる。   Similarly, control signals XSL2 and SL2 are supplied to the gates of MP32 and MN32 connected in parallel in the selection circuit 16a, and VSNK is supplied to one end of MP32 and MN32 connected in parallel, and the control signal VSN2 is output from the other end. And supplied to the gate of the MNS 12 shown in FIG.

上述の選択用のゲート制御信号SL1、XSL1、SL2、XSL2は図11(A)に示す様にインバータINV1及びINV3に供給した選択信号SEL1、SEL2により反転した制御信号XSL1、XSL2を得る。この制御信号XSL1、XSL2を
インバータINV2及びINV4に供給し、インバータINV2及びINV4から選択用のゲート制御信号SL1及びSL2を得ている。
The above-described selection gate control signals SL1, XSL1, SL2, and XSL2 obtain control signals XSL1 and XSL2 that are inverted by the selection signals SEL1 and SEL2 supplied to the inverters INV1 and INV3 as shown in FIG. The control signals XSL1 and XSL2 are supplied to the inverters INV2 and INV4, and selection gate control signals SL1 and SL2 are obtained from the inverters INV2 and INV4.

選択回路16b内の並列接続したMP41とMN41の各ゲートには制御信号XSL1及びSL1が供給されると共にVSOURCEが並列接続したMP41及びMN41の一端に供給され、他端から制御信号VSP1が出力されてVDD側の電流源用のMPS31のゲートに与えられる。   Control signals XSL1 and SL1 are supplied to the gates of MP41 and MN41 connected in parallel in the selection circuit 16b, VSOURCE is supplied to one end of MP41 and MN41 connected in parallel, and the control signal VSP1 is output from the other end. This is given to the gate of the MPS 31 for the current source on the VDD side.

同様に選択回路16b内の並列接続したMP42とMN42の各ゲートには制御信号XSL2及びSL2が供給されると共にVSOURCEが並列接続したMP42及びMN42の一端に供給され、他端から制御信号VSP2が出力されてVDD側の電流源用のMPS32のゲートに与えられる。   Similarly, control signals XSL2 and SL2 are supplied to the gates of MP42 and MN42 connected in parallel in the selection circuit 16b, and VSOURCE is supplied to one end of MP42 and MN42 connected in parallel, and the control signal VSP2 is output from the other end. And supplied to the gate of the current source MPS 32 on the VDD side.

上述の選択用のゲート制御信号SL1、XSL1、SL2、XSL2はインバータINV1及びINV3に供給した選択信号SEL1、SEL2により反転した制御信号XSL1、XSL2を得る。この制御信号XSL1、XSL2をインバータINV2及びINV4に供給し、インバータINV2及びINV4から選択用のゲート制御信号SL1及びSL2を得ている。   The above-described selection gate control signals SL1, XSL1, SL2, and XSL2 obtain control signals XSL1 and XSL2 that are inverted by the selection signals SEL1 and SEL2 supplied to the inverters INV1 and INV3. The control signals XSL1 and XSL2 are supplied to the inverters INV2 and INV4, and selection gate control signals SL1 and SL2 are obtained from the inverters INV2 and INV4.

図12に本発明の小振幅の差動信号駆動回路の第2の応用例を示す。本発明の出力電圧選択回路15を設けた小振幅差動信号用ドライバ1の信号は伝送線路2を介してレシーバ回路3に伝達され、レシーバ回路3内には終端抵抗RT1を外付けとしたレシーバ3a、終端抵抗RTia、RTibを内蔵したMOSFETを抵抗とした、ある種類のレシーバ3b、‥‥、先のものとは異なる、例えば、終端抵抗RTna、RTnを内蔵したレシーバ3nを駆動する。伝送線路2の長さが比較的長いため、ドライバ1側にも反射が乗らないように終端抵抗RT1、RTia、RTib、RTna、RTnbを設けている。   FIG. 12 shows a second application example of the small amplitude differential signal driving circuit of the present invention. The signal of the small-amplitude differential signal driver 1 provided with the output voltage selection circuit 15 of the present invention is transmitted to the receiver circuit 3 via the transmission line 2, and the receiver circuit 3 has a termination resistor RT 1 as an external receiver. 3a, a certain type of receiver 3b using a MOSFET incorporating termination resistors RTia and RTib as a resistor,..., For example, a receiver 3n incorporating termination resistors RTna and RTn are driven. Since the length of the transmission line 2 is relatively long, termination resistors RT1, RTia, RTib, RTna, RTnb are provided to prevent reflection on the driver 1 side.

予め最適な電流供給能力を設定して、かつ、出力電圧選択回路15を設けたドライバ1で駆動すれば、複数のレシーバ3a〜3nを有するレシーバ回路3を駆動する場合や様々な終端方法が混在した場合においても、充分な動作マージンを得ることが出来る。   If an optimum current supply capability is set in advance and driven by the driver 1 provided with the output voltage selection circuit 15, the receiver circuit 3 having a plurality of receivers 3a to 3n is driven and various termination methods are mixed. Even in this case, a sufficient operation margin can be obtained.

図13に本発明の出力電圧選択回路を設けた小振幅の差動信号用駆動回路の第6の形態例を示す。図13に於いて、図22に示した従来の小振幅の差動信号用駆動回路と異なる点は、本発明は出力電圧選択回路15を設けて、ドライバ1のシリアル入力データをHigh固定していない。即ち、DOUT、XDOUTの電圧を出力電圧選択回路15に入力し、出力VMONLをオペアンプ13の非反転入力端子に供給する様に成されている。   FIG. 13 shows a sixth embodiment of a small amplitude differential signal drive circuit provided with the output voltage selection circuit of the present invention. 13 differs from the conventional small amplitude differential signal driving circuit shown in FIG. 22 in that the present invention is provided with an output voltage selection circuit 15 to fix the serial input data of the driver 1 high. Absent. That is, the voltages DOUT and XDOUT are input to the output voltage selection circuit 15 and the output VMONL is supplied to the non-inverting input terminal of the operational amplifier 13.

図14に本発明の小振幅の差動信号駆動回路の第3の応用例を示す。ドライバ1とレシーバ3は小振幅差動信号用の複数のポートを有している。ドライバ回路1側には、ドライバ1a、ドライバ1b、‥‥、ドライバ1nが設けられている。レシーバ回路3側にはレシーバ3a、レシーバ3b、‥‥、レシーバ3nが設けられている。各ドライバ3a〜3nの差動出力間には終端抵抗RT0、RT1、‥‥、RTnが設けられている。   FIG. 14 shows a third application example of the small amplitude differential signal driving circuit of the present invention. The driver 1 and the receiver 3 have a plurality of ports for small amplitude differential signals. A driver 1a, a driver 1b,..., A driver 1n are provided on the driver circuit 1 side. On the receiver circuit 3 side, a receiver 3a, a receiver 3b,..., A receiver 3n are provided. Terminating resistors RT0, RT1,..., RTn are provided between the differential outputs of the drivers 3a to 3n.

クロックCLKの入力されるドライバ1aからは、GND側の電流源の制御電圧VSINKとVDD側の電流源の制御電圧VSOURCEが出力されて、他のドライバ1b、ドライバ1c、‥‥、ドライバ1nのGND側の電流源とVDD側の電流源の制御に用いられている。図20に示した従来の小振幅の差動信号駆動回路と異なる点は、ドライバ1個をまるごと模倣回路として使用する必要がない点である。余分な消費電力を必要としないことは携帯機器の様な消費電力が問題となる分野においては重要である。また、常に半周期毎あるいは1周期毎に変化し続けるクロックCLKの入力されるドライバ1aを用いて制御電圧を発生することは、他のドライバ出力において連続した“0”データの中の1ビット幅の“1”データの様な潰れやすい差動出力信号もきちんとした出力振幅となる制御がなされることを意味する。   From the driver 1a to which the clock CLK is input, the control voltage VSINK of the GND-side current source and the control voltage VSOURCE of the VDD-side current source are output, and the GND of the other driver 1b, driver 1c,. Is used to control the current source on the side and the current source on the VDD side. The difference from the conventional small-amplitude differential signal driving circuit shown in FIG. 20 is that it is not necessary to use the entire driver as a mimic circuit. Not requiring extra power consumption is important in fields where power consumption is a problem, such as portable devices. In addition, the generation of a control voltage using the driver 1a to which the clock CLK that is constantly changing every half cycle or every cycle is input means that the width of 1 bit in the continuous “0” data at other driver outputs. This means that the control is performed so that a differential output signal such as “1” data which is easily crushed also has a proper output amplitude.

図15(A)に本発明の小振幅の差動信号駆動回路の出力波形を、図15(B)に従来の小振幅の差動信号駆動回路の出力波形を比較して示す。図15(A)(B)の左側が低ビットレートの場合で、右側が高ビットレートの場合を示している。   FIG. 15A shows an output waveform of the differential signal driving circuit with a small amplitude of the present invention, and FIG. 15B shows a comparison of output waveforms of the conventional differential signal driving circuit with a small amplitude. FIGS. 15A and 15B show the case where the left side is a low bit rate and the right side is a high bit rate.

低ビットレートの場合、本発明の小振幅の差動信号駆動回路も従来の小振幅の差動信号駆動回路も参照電圧VOHD、VOLDに近い出力振幅を得ることが出来るので、これを基準にして考えてみると、従来の小振幅の差動信号駆動御回路では出力電圧DOUT、XDOUT自体を制御に用いていないので、ビットレートが非常に高くなると図15(B)の右側の波形のように次第に出力振幅が小さくなり、レシーバ回路3側の動作を正常に動作させ難く成る問題が生ずる。   In the case of a low bit rate, both the small amplitude differential signal driving circuit of the present invention and the conventional small amplitude differential signal driving circuit can obtain output amplitudes close to the reference voltages VOHD and VOLD. Considering that, since the conventional low-amplitude differential signal driving control circuit does not use the output voltages DOUT and XDOUT itself for control, when the bit rate becomes very high, the waveform on the right side of FIG. The output amplitude gradually decreases, and there arises a problem that it becomes difficult to normally operate the receiver circuit 3 side.

然し、本発明の小振幅の差動信号駆動回路では出力電圧DOUT、XDOUT自体を制御に用いており、VCOMより下の波形の平均値を下側の制御用信号VMONL、VCOMより上の波形の平均値を上側の制御用信号VMONHとして出力電圧選択回路より出力して制御を行っているので、ビットレートが非常に高くなっても実効的な振幅を維持するために次第に出力振幅が大きくなるので、従来の小振幅の差動信号駆動回路ほどにはレシーバ回路3側の動作が苦しくなることは無い。したがって、本発明は、低い電源電圧、かつ、高ビットレートでデータ転送しなければならない分野においてとても有効な手段である。   However, in the differential signal driving circuit of the small amplitude of the present invention, the output voltages DOUT and XDOUT themselves are used for control, and the average value of the waveform below VCOM is the waveform of the waveform above the lower control signals VMONL and VCOM. Since the control is performed by outputting the average value as the upper control signal VMONH from the output voltage selection circuit, the output amplitude gradually increases in order to maintain the effective amplitude even when the bit rate is very high. The operation on the receiver circuit 3 side is not as difficult as the conventional small amplitude differential signal driving circuit. Therefore, the present invention is a very effective means in the field where data must be transferred at a low power supply voltage and a high bit rate.

本発明は、差動出力信号という常に変動している信号を制御に用いており、図3に示したように安定して制御に使える信号にするためにLPFを用いることが望ましい。又、本発明を用いることにより低い電源電圧でも動作する小振幅の差動信号駆動回路を実現しやすくなるが、低い電源電圧で動作させとすると、電源電圧を律則するBGR回路やカレントミラー回路を用いることは困難となり、抵抗分割の基準電圧発生回路と差動増幅器を用いた制御を行うことになる。制御用の差動増幅器のDC電流を絞って消費電力を小さくすると、位相補償用のコンデンサでAC的なフィードバックを的確に行うことが必要になる。このため、高容量素子のオプションがあるプロセスを選択したり、図14に示したような制御電圧の発生回路が複数の出力ポートの中の1つだけに必要な複数のドライバを有する小振幅の差動信号駆動回路に適用したりすることが好ましい。又、出力からフィードバックしてくるときにLPFを挿入してあるので電源投入後安定するまでに従来技術よりも時間がかかるので伝送線路の長さが略数十cmまでのシステムに適用することが好ましい。
また、本発明の概念を応用して、図5に示したハイレベル側の選択回路を図23に示した従来の小振幅差動信号駆動回路に適用すれば、Q3とQ4の出力電圧制御用の定電流トランジスタをQ3だけとして、Q3のゲートにハイレベル側の選択回路の出力電圧を供給することで、高い周波数でも安定した動作特性を得ることが可能である。尚、本発明の説明は、ドライバとレシーバが別チップの場合の伝送回路について説明を行ったが、各々のチップにドライバとレシーバが設けた双方向の伝送回路についても適用可能なことは言うまでも無い。
In the present invention, a constantly changing signal called a differential output signal is used for control, and it is desirable to use an LPF in order to stably use the signal as shown in FIG. In addition, by using the present invention, it becomes easy to realize a small amplitude differential signal driving circuit that operates even with a low power supply voltage. However, when operated with a low power supply voltage, a BGR circuit or a current mirror circuit that regulates the power supply voltage. Therefore, it is difficult to use the reference voltage generator, and the control using the reference voltage generation circuit of the resistance division and the differential amplifier is performed. If the power consumption is reduced by reducing the DC current of the control differential amplifier, it is necessary to accurately perform AC feedback with a phase compensation capacitor. For this reason, a process having a high-capacitance element option is selected, or a control voltage generation circuit as shown in FIG. 14 has a plurality of drivers required for only one of a plurality of output ports. It is preferably applied to a differential signal driving circuit. Also, since LPF is inserted when feedback from the output, it takes more time than the prior art to stabilize after power-on, so it can be applied to systems with transmission line length up to about several tens of centimeters. preferable.
If the high-level selection circuit shown in FIG. 5 is applied to the conventional small amplitude differential signal driving circuit shown in FIG. 23 by applying the concept of the present invention, the output voltage control for Q3 and Q4 is performed. It is possible to obtain stable operating characteristics even at a high frequency by using only the constant current transistor Q3 and supplying the output voltage of the selection circuit on the high level side to the gate of Q3. In the description of the present invention, the transmission circuit in the case where the driver and the receiver are separate chips has been described. However, it goes without saying that the present invention can also be applied to a bidirectional transmission circuit in which the driver and the receiver are provided in each chip. There is no.

本発明によれば、出力電圧の選択回路を設けて差動出力信号自体に非常に近い信号を取り出し参照電圧との比較制御を行うことで、小振幅差動信号の終端抵抗をレシーバ側に内蔵しても終端抵抗のばらつきにより出力振幅が小さくなることがなく、低い電源電圧で動作させても電流方向切替えスイッチ用のMOSトランジスタのサイズを大きくする必要がなく、電流源の制御信号を発生するために出力ポートを1個余分に必要としない小振幅差動信号回路が実現出来る。又、複数のレシーバを駆動する場合や様々な終端方法が混在した場合にも充分な動作マージンを取ることが出来る。更に、限界に近い高ビットレートで動作させても出力振幅が小さくなることがない差動信号駆動回路及び差動信号駆動方法がえられる。   According to the present invention, a termination resistor for a small-amplitude differential signal is built in the receiver side by providing a selection circuit for the output voltage, extracting a signal very close to the differential output signal itself, and performing comparison control with the reference voltage. Even if it is operated with a low power supply voltage, it is not necessary to increase the size of the MOS transistor for the current direction changeover switch, and a control signal for the current source is generated. Therefore, a small amplitude differential signal circuit that does not require one extra output port can be realized. In addition, a sufficient operating margin can be obtained even when a plurality of receivers are driven or when various termination methods are mixed. Furthermore, there can be obtained a differential signal driving circuit and a differential signal driving method in which the output amplitude does not become small even when operated at a high bit rate close to the limit.

上述では送信側のドライバ回路1と受信側のレシーバ回路3を別々に設けたが小振幅差動信号のドライバ回路1とレシーバ回路3が両方設けられた入出力兼用のものにも適用出来るし。又、バイアス電圧がゲートに入力したトランジスタで形成された終端抵抗RT1を駆動するドライバにも適用出来る。   In the above description, the driver circuit 1 on the transmission side and the receiver circuit 3 on the reception side are separately provided. However, the present invention can also be applied to an input / output device in which both the driver circuit 1 and the receiver circuit 3 for small amplitude differential signals are provided. The present invention can also be applied to a driver for driving a termination resistor RT1 formed of a transistor having a bias voltage input to the gate.

本発明の1形態例を示す小振幅の差動信号駆動回路の回路図(I)である。1 is a circuit diagram (I) of a small amplitude differential signal driving circuit showing one embodiment of the present invention. 本発明の小振幅の差動信号駆動回路に用いられる出力電圧選択回路の原理図及び波形図並びに論理表である。It is a principle diagram, a waveform diagram, and a logic table of an output voltage selection circuit used in the differential signal drive circuit with a small amplitude of the present invention. 本発明の小振幅の差動信号駆動回路に用いる出力電圧選択回路の1形態例を示す回路図及び論理表である。2 is a circuit diagram and a logic table showing an example of an output voltage selection circuit used in a differential signal driving circuit with a small amplitude according to the present invention. FIG. 本発明の他の1形態例を示す小振幅の差動信号駆動回路図(II)である。It is a differential signal drive circuit diagram (II) of the small amplitude which shows another one example of this invention. 本発明の小振幅の差動信号駆動回路に用いられる出力電圧選択回路の原理図及び波形図並びに論理表である。It is a principle diagram, a waveform diagram, and a logic table of an output voltage selection circuit used in the differential signal drive circuit with a small amplitude of the present invention. 本発明の小振幅の差動信号駆動回路に用いる出力電圧選択回路の1形態例を示す回路図及び論理表である。2 is a circuit diagram and a logic table showing an example of an output voltage selection circuit used in a differential signal driving circuit with a small amplitude according to the present invention. FIG. 本発明の小振幅の差動信号駆動回路の更に他の形態例を示す回路図(III)である。It is a circuit diagram (III) which shows further another example of the differential signal drive circuit of the small amplitude of this invention. 本発明の小振幅の差動信号駆動回路の更に他の1形態例を示す回路図(IV)である。FIG. 14 is a circuit diagram (IV) showing still another embodiment of the small amplitude differential signal driving circuit of the present invention. 本発明の小振幅の差動信号駆動回路の応用例を示す回路図(I)である。FIG. 5 is a circuit diagram (I) showing an application example of the differential signal drive circuit with small amplitude according to the present invention. 本発明の小振幅の差動信号駆動回路の更に他の形態例を示す回路図(V)である。FIG. 10 is a circuit diagram (V) showing still another embodiment of the differential signal driving circuit with small amplitude according to the present invention. 図10に用いる出力電流能力の選択回路の回路図である。It is a circuit diagram of the selection circuit of the output current capability used for FIG. 本発明の小振幅の差動信号駆動回路の応用例を示す回路図(II)である。It is a circuit diagram (II) which shows the application example of the differential signal drive circuit of the small amplitude of this invention. 本発明の小振幅の差動信号駆動回路に用いる出力電圧選択回路の更に他の形態例を示す回路図(VI)である。It is a circuit diagram (VI) which shows further another example of the output voltage selection circuit used for the differential signal drive circuit of the small amplitude of this invention. 本発明の小振幅の差動信号駆動回路の応用例を示す回路図(III)である。It is a circuit diagram (III) which shows the application example of the differential signal drive circuit of the small amplitude of this invention. (A)は本発明の小振幅の差動信号駆動回路に用いる出力電圧波形図、(B)は従来の小振幅の差動信号駆動回路に用いる出力電圧波形図である。(A) is an output voltage waveform diagram used in the differential signal drive circuit with a small amplitude of the present invention, and (B) is an output voltage waveform diagram used in a conventional differential signal drive circuit with a small amplitude. 従来の小振幅の差動信号駆動回路のシステムの1例を示す系統図である。It is a systematic diagram which shows an example of the system of the conventional differential signal drive circuit of a small amplitude. 従来の小振幅の差動信号駆動回路の1例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows an example of the conventional differential signal drive circuit of a small amplitude. 従来の小振幅の差動信号駆動回路に模倣回路を用いたシステムの他の例を示す系統図である。It is a systematic diagram which shows the other example of the system which used the imitation circuit for the conventional differential signal drive circuit of the small amplitude. 従来の小振幅の差動信号駆動回路の他の例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the other example of the conventional differential signal drive circuit of a small amplitude. 従来の小振幅の差動信号駆動回路のシステムの更に他の例を示す系統図(I)である。It is a systematic diagram (I) which shows another example of the system of the conventional differential signal drive circuit of a small amplitude. 従来の小振幅の差動信号駆動回路の更に他の例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the further another example of the conventional differential signal drive circuit of a small amplitude. ドライバの出力部の他の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the other structure of the output part of a driver. 従来の小振幅の差動信号駆動回路のシステムの1例を示す系統図(II)である。It is a systematic diagram (II) which shows an example of the system of the conventional differential signal drive circuit of a small amplitude.

符号の説明Explanation of symbols

1・・・ドライバ回路、2・・・伝送線路、3・・・レシ−バ回路、4・・・基準電圧発生回路、5・・・基準電流発生回路、6、6a、7・・・カレントミラー回路、8、13・・・オペアンプ、9・・・プリバッファ、15・・・出力電圧選択回路、16a、16b・・・出力電流能力の選択回路、IS1〜IS4・・・電流源、SW1〜SW4・・・スイッチ素子、RT1・・・、終端抵抗
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Driver circuit, 2 ... Transmission line, 3 ... Receiver circuit, 4 ... Reference voltage generation circuit, 5 ... Reference current generation circuit, 6, 6a, 7 ... Current Mirror circuit, 8, 13... Operational amplifier, 9... Prebuffer, 15... Output voltage selection circuit, 16a, 16b... Output current capability selection circuit, IS1 to IS4. ~ SW4 ... switch element, RT1 ..., termination resistor

Claims (9)

差動出力信号の出力電圧を選択する選択回路と、
上記選択回路の出力を差動入力信号の少なくとも1つとする制御用の差動増幅器と、
上記差動増幅器の出力により制御される可変電流源を出力段の電流源の中に少なくとも1つ設けた小振幅差動信号用駆動回路と
を具備し、
上記出力電圧を選択する上記選択回路は、シリアルデータ入力信号の変化に伴って常に変化し続ける2本の小振幅差動信号用駆動回路の差動出力ラインの中から、時時刻刻ロウレベルに該当する出力ラインを小振幅差動信号回路へのシリアルデータ入力信号に従って選択する回路であり、
上記制御用の差動増幅器は、ロウレベルに該当する出力ラインの選択回路の出力を差動入力信号の1つとし、ロウレベル側の参考電圧を差動入力信号の他の1つとした差動増幅器となされ、該差動増幅器の出力により制御される上記可変電流源を出力段の接地側の電流源の中に少なくとも1つ設けたことを特徴とする差動信号駆動回路。
A selection circuit for selecting an output voltage of the differential output signal;
A differential amplifier for control in which the output of the selection circuit is at least one of differential input signals;
A small-amplitude differential signal drive circuit provided with at least one variable current source controlled by the output of the differential amplifier in the current source of the output stage;
The selection circuit for selecting the output voltage corresponds to the low level from time to time among the differential output lines of the two small-amplitude differential signal driving circuits that constantly change as the serial data input signal changes. The output line to be selected is selected according to the serial data input signal to the small amplitude differential signal circuit,
The control differential amplifier includes a differential amplifier in which the output of the selection circuit for the output line corresponding to the low level is one of the differential input signals, and the reference voltage on the low level side is the other differential input signal. A differential signal driving circuit, wherein at least one of the variable current sources controlled by the output of the differential amplifier is provided in a current source on the ground side of the output stage.
差動出力信号の出力電圧を選択する選択回路と、
上記選択回路の出力を差動入力信号の少なくとも1つとする制御用の差動増幅器と、
上記差動増幅器の出力により制御される可変電流源を出力段の電流源の中に少なくとも1つ設けた小振幅差動信号用駆動回路と
を具備し、
出力電圧の選択する上記選択回路は、シリアルデータ信号の変化に伴って常に変化し続ける2本の小振幅差動信号用のドライバの差動出力ラインの中から、時時刻刻ハイレベルに該当する出力ラインを小振幅差動信号回路へのシリアルデータ入力信号に従って選択する回路であり、
上記制御用の差動増幅器は、ハイレベルに該当する出力ラインの選択回路の出力を差動入力信号の1つとし、ハイレベル側の参考電圧を差動入力信号の他の1つとした差動増幅器となされ、該差動増幅器の出力により制御される可変電流源を出力段の正電源側の電流源の中に少なくとも1つ設けたことを特徴とする差動信号駆動回路。
A selection circuit for selecting an output voltage of the differential output signal;
A differential amplifier for control in which the output of the selection circuit is at least one of differential input signals;
A small-amplitude differential signal drive circuit provided with at least one variable current source controlled by the output of the differential amplifier in the current source of the output stage;
The selection circuit for selecting the output voltage corresponds to the high level from time to time among the differential output lines of the two small-amplitude differential signal drivers that constantly change as the serial data signal changes. It is a circuit that selects the output line according to the serial data input signal to the small amplitude differential signal circuit,
The differential amplifier for control has a differential circuit in which the output of the selection circuit for the output line corresponding to the high level is one of the differential input signals, and the reference voltage on the high level side is the other one of the differential input signals. A differential signal driving circuit, characterized in that at least one variable current source that is an amplifier and is controlled by the output of the differential amplifier is provided in a current source on the positive power source side of the output stage.
出力電圧の前記選択回路は、シリアルデータ信号の変化に伴って常に変化し続ける2本の前記小振幅差動信号駆動回路の差動出力ラインの中から、時時刻刻ロウレベルに該当する出力ラインを該小振幅差動信号駆動回路へのシリアルデータ入力信号に従って選択するロウレベル側の選択回路と、時時刻刻ハイレベルに該当する出力ラインを小振幅差動信号駆動回路へのシリアルデータ入力信号に従って選択するハイレベル側の選択回路と、
制御用の前記差動増幅器は、ロウレベルに該当する出力ラインの選択回路の出力を差動入力信号の1つとしロウレベル側の参考電圧を差動入力信号の他の1つとしたロウレベル側の第1の差動増幅器と、ハイレベルに該当する出力ラインの選択回路の出力を差動入力信号の1つとしハイレベル側の参考電圧を差動入力信号の他の1つとしたハイレベル側の第2の差動増幅器とを具備し、
ロウレベル側の上記大の差動増幅器の出力により制御される前記可変電流源を出力段のGND側の電流源の中に少なくとも1つ設け、かつ、ハイレベル側の上記第2の差動増幅器の出力により制御される前記可変電流源を出力段のVDD側の電流源の中に少なくとも1つ設けたことを特徴とする請求項1又は請求項2記載の差動信号駆動回路。
The output voltage selection circuit selects an output line corresponding to a low level from time to time among the differential output lines of the two small amplitude differential signal driving circuits that constantly change with the change of the serial data signal. A selection circuit on the low level side that is selected according to the serial data input signal to the small amplitude differential signal driving circuit, and an output line that corresponds to the high level at the time is selected according to the serial data input signal to the small amplitude differential signal driving circuit A selection circuit on the high level side,
The differential amplifier for control has a first low-level side that uses the output of the selection circuit of the output line corresponding to the low level as one of the differential input signals and the reference voltage on the low-level side as the other differential input signal. The second differential amplifier and the output of the selection circuit for the output line corresponding to the high level are one of the differential input signals, and the reference voltage on the high level side is the other one of the differential input signals. Differential amplifier, and
At least one of the variable current sources controlled by the output of the large differential amplifier on the low level side is provided in the current source on the GND side of the output stage, and the second differential amplifier of the high level side is provided. 3. The differential signal driving circuit according to claim 1, wherein at least one variable current source controlled by an output is provided in a current source on a VDD side of an output stage.
出力電圧の前記選択回路は、シリアルデータ信号の変化に伴って常に変化し続ける2本の差動信号駆動回路の差動出力ラインの中から、時時刻刻ロウレベルに該当する出力ラインを小振幅差動信号駆動回路へのシリアルデータ入力信号に従って選択する回路と、
制御用の前記差動増幅器は、ロウレベルに該当する出力ラインの上記選択回路の出力を差動入力信号の1つとし、ロウレベル側の参考電圧を差動入力信号の他の1つとした差動増幅器とを有し、
上記差動増幅器の出力により制御される可変電流源を出力段のGND側の電流源の中に複数個設けて、それらの電流源は選択回路により活性化/非活性化が選択可能となしたことを特徴とする請求項1記載の差動信号駆動回路。
The output voltage selection circuit selects the output line corresponding to the low level from time to time among the differential output lines of the two differential signal driving circuits that constantly change with the change of the serial data signal. A circuit that selects according to a serial data input signal to the dynamic signal drive circuit;
The differential amplifier for control uses the output of the selection circuit of the output line corresponding to the low level as one of the differential input signals, and the reference voltage on the low level side as the other differential input signal. And
A plurality of variable current sources controlled by the output of the differential amplifier are provided in the GND-side current source of the output stage, and these current sources can be activated / deactivated by a selection circuit. The differential signal driving circuit according to claim 1.
出力電圧の上記選択回路は、シリアルデータ信号の変化に伴って常に変化し続ける2本の小振幅差動信号駆動回路の差動出力ラインの中から、時時刻刻ハイレベルに該当する出力ラインを小振幅差動信号駆動回路へのシリアルデータ入力信号に従って選択する回路と、
制御用の前記差動増幅器は、ハイレベルに該当する出力ラインの選択回路の出力を差動入力信号の1つとし、ハイレベル側の参考電圧を差動入力信号の他の1つとした差動増幅器とを有し、
上記差動増幅器の出力により制御される可変電流源を出力段のVDD側の電流源の中に複数個設けて、それらの電流源は選択回路により活性化/非活性化が選択可能となしたことを特徴とする請求項2記載の差動信号駆動回路。
The output voltage selection circuit selects the output line corresponding to the high level from time to time among the differential output lines of the two small amplitude differential signal driving circuits that constantly change as the serial data signal changes. A circuit for selecting according to a serial data input signal to the small amplitude differential signal driving circuit;
In the differential amplifier for control, the output of the selection circuit for the output line corresponding to the high level is one of the differential input signals, and the differential voltage having the reference voltage on the high level side as the other one of the differential input signals. An amplifier,
A plurality of variable current sources controlled by the output of the differential amplifier are provided in the current source on the VDD side of the output stage, and these current sources can be activated / deactivated by a selection circuit. The differential signal driving circuit according to claim 2, wherein:
出力電圧の前記選択回路は、シリアルデータ信号の変化に伴って常に変化し続ける2本の小振幅差動信号駆動回路の差動出力ラインの中から、時時刻刻ロウレベルに該当する出力ラインを小振幅差動信駆動回路へのシリアルデータ入力信号に従って選択するロウレベル側の選択回路と、
時時刻刻ハイレベルに該当する出力ラインを小振幅差動信号駆動回路へのシリアルデータ入力信号に従って選択するハイレベル側の選択回路と、
制御用の前記差動増幅器は、ロウレベルに該当する出力ラインの上記選択回路の出力を差動入力信号の1つとしロウレベル側の参考電圧を差動入力信号の他の1つとしたロウレベル側の第1の差動増幅器と、
ハイレベルに該当する出力ラインの上記選択回路の出力を差動入力信号の1つとしハイレベル側の参考電圧を差動入力信号の他の1つとしたハイレベル側の差動増幅器とを有し、
ロウレベル側の上記第1の差動増幅器の出力により制御される前記可変電流源を出力段のGND側の電流源の中に少なくとも1つ設け、かつ、ハイレベル側の上記第2の差動増幅器の出力により制御される前記可変電流源を出力段のVDD側の電流源の中に複数個設けて、それらの電流源は上記選択回路により活性化/非活性化が選択可能となしたことを特徴とする請求項3記載の差動信号駆動回路。
The output voltage selection circuit reduces the output line corresponding to the low level from time to time among the differential output lines of the two small-amplitude differential signal driving circuits that constantly change as the serial data signal changes. A selection circuit on the low level side that is selected according to a serial data input signal to the amplitude differential drive circuit;
A selection circuit on the high level side that selects an output line corresponding to the high level in time and time according to a serial data input signal to the small amplitude differential signal driving circuit;
The differential amplifier for control has a low-level first output in which the output of the selection circuit of the output line corresponding to the low level is one of the differential input signals and the reference voltage on the low level side is the other one of the differential input signals. 1 differential amplifier;
A high-level differential amplifier in which the output of the selection circuit corresponding to the high level is one of the differential input signals and the high-level reference voltage is the other differential input signal. ,
At least one variable current source controlled by the output of the first differential amplifier on the low level side is provided in the current source on the GND side of the output stage, and the second differential amplifier on the high level side A plurality of the variable current sources controlled by the output of the output stage are provided in the current source on the VDD side of the output stage, and these current sources can be activated / deactivated by the selection circuit. 4. The differential signal driving circuit according to claim 3, wherein:
複数の差動出力ポートを有する小振幅差動信号用のドライバで、
その中の少なくとも1つのポートのドライバは、差動出力信号の出力電圧の選択回路と、上記選択回路出力を差動入力信号の少なくとも1つとする制御用の差動増幅器と、
上記差動増幅器の出力により制御される可変電流源を出力段の電流源の中に少なくとも1つ設けた差動信号駆動回路であり、
他のポートのドライバは、出力電圧のモニター回路を有せず、前記ポートの制御用の差動増幅器の出力を流用して制御される可変電流源を出力段の電流源の中に少なくとも1つ設けた小振幅差動信号駆動回路であることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項記載の差動信号駆動回路。
A driver for small amplitude differential signals with multiple differential output ports.
The driver of at least one port among them includes a selection circuit for an output voltage of the differential output signal, a control differential amplifier having the selection circuit output as at least one of the differential input signals,
A differential signal driving circuit in which at least one variable current source controlled by the output of the differential amplifier is provided in a current source of an output stage;
The driver of the other port does not have an output voltage monitor circuit, and at least one variable current source controlled by diverting the output of the differential amplifier for controlling the port is included in the current source of the output stage. 4. The differential signal drive circuit according to claim 1, wherein the differential signal drive circuit is a small amplitude differential signal drive circuit provided.
選択回路により差動出力信号の出力電圧を選択し、該選択した出力を差動増幅器の差動入力信号の少なくとも1つとし、該差動増幅器の出力により制御される可変電流源を出力段の電流源の中に少なくとも1つ設けた小振幅の差動信号用駆動方法であって、
上記出力電圧を選択する選択方法は、シリアルデータ入力信号の変化に伴って常に変化し続ける2本の小振幅の差動信号用駆動回路の差動出力ラインの中から、時時刻刻ロウレベルに該当する出力ラインを小振幅の差動信号用駆動回路へのシリアルデータ入力信号に従って選択する回路であり、制御用の上記差動増幅器は、ロウレベルに選択された出力ラインの出力を差動入力信号の1つとし、ロウレベル側の参考電圧を差動入力信号の他の1つとなされ、該差動増幅器の出力により制御される可変電流源を出力段の接地側の電流源の中に少なくとも1つ設けたことを特徴とする差動信号駆動方法。
The output voltage of the differential output signal is selected by the selection circuit, the selected output is set as at least one of the differential input signals of the differential amplifier, and the variable current source controlled by the output of the differential amplifier is set to the output stage. A driving method for a differential signal having a small amplitude provided in at least one current source,
The selection method for selecting the output voltage corresponds to the low level from time to time among the differential output lines of the two small-amplitude differential signal driving circuits that constantly change as the serial data input signal changes. The output line to be selected is selected according to the serial data input signal to the small-amplitude differential signal drive circuit, and the control differential amplifier outputs the output of the output line selected at the low level as the differential input signal. One low-level reference voltage is used as another differential input signal, and at least one variable current source controlled by the output of the differential amplifier is provided in the ground-side current source of the output stage. A differential signal driving method characterized by the above.
選択回路により差動出力信号の出力電圧を選択し、該選択した出力を差動増幅器の差動入力信号の少なくとも1つとし、該差動増幅器の出力により制御される可変電流源を出力段の電流源の中に少なくとも1つ設けた小振幅の差動信号用駆動方法であって、
上記出力電圧を選択する選択方法は、シリアルデータ入力信号の変化に伴って常に変化し続ける2本の小振幅の差動信号用駆動回路の差動出力ラインの中から、時時刻刻ハイレベルに該当する出力ラインを小振幅の差動信号用駆動回路へのシリアルデータ入力信号に従って選択する回路であり、制御用の上記差動増幅器は、ハイレベルに選択された出力ラインの出力を差動入力信号の1つとし、ハイレベル側の参考電圧を差動入力信号の他の1つとなされ、該差動増幅器の出力により制御される可変電流源を出力段の正電源側の電流源の中に少なくとも1つ設けたことを特徴とする差動信号駆動方法。
The output voltage of the differential output signal is selected by the selection circuit, the selected output is set as at least one of the differential input signals of the differential amplifier, and the variable current source controlled by the output of the differential amplifier is set to the output stage. A driving method for a differential signal having a small amplitude provided in at least one current source,
The selection method for selecting the output voltage is to change the differential output line of the two small-amplitude differential signal driving circuits constantly changing with the change of the serial data input signal to the high level from time to time. This circuit selects the corresponding output line according to the serial data input signal to the small-amplitude differential signal drive circuit, and the above-mentioned differential amplifier for control differentially inputs the output of the output line selected to the high level. One of the signals, the reference voltage on the high level side becomes the other one of the differential input signals, and the variable current source controlled by the output of the differential amplifier is included in the current source on the positive power source side of the output stage A differential signal driving method comprising at least one differential signal.
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