JP2010041228A - Transmitter, and communication equipment - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、たとえば高速シリアルデータ通信におけるデジタルデータ送信を実現する送信装置および通信装置に関するものである。 The present invention relates to a transmission device and a communication device that realize digital data transmission in, for example, high-speed serial data communication.
図1は、一般的なシリアルデータ通信装置の構成例を示す図である(たとえば特許文献1参照)。 FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a general serial data communication device (see, for example, Patent Document 1).
図1のデータ通信装置1は、送信装置2、受信装置3、および伝送線路4により構成されている。
送信装置2は、送信クロック生成回路21、並列/直列変換回路22、およびドライバ回路23を有する。
受信装置3は、レシーバ回路31、クロック再生回路32、および直列/並列変換回路33を有する。
The
The
The receiving device 3 includes a
通常、高速信号通信の場合には伝送信号として差動信号を用いる場合が多く、送信装置2と受信装置3間の伝送線路4には、より対線や同軸線、FPC、FFC等が用いられる。
Usually, in the case of high-speed signal communication, a differential signal is often used as a transmission signal, and the
本構成では、受信装置3に信号からクロック信号を抽出するクロック再生回路(CDR : Clock Data Recovery 回路)32が用いられる。
このクロック再生回路32によって受信信号よりクロック信号を生成する。
そのため、伝送線路4上にクロック信号を伝送する必要がなくなり、伝送線路部でのクロックとデータ信号間スキューの問題が解決される。
また、急峻なスペクトルピークを持つクロック信号を伝送しないため、伝送線路から輻射される電磁波障害(EMI : electromagnetic interference)の軽減が期待できる。
This
Therefore, it is not necessary to transmit the clock signal on the
In addition, since a clock signal having a steep spectral peak is not transmitted, reduction of electromagnetic interference (EMI) radiated from the transmission line can be expected.
しかしながら、近年、信号伝送速度が高速化するに従い、クロックのないこれらの通信方式においても、EMI(電磁波障害)の問題が表面化している。 However, in recent years, with the increase in signal transmission speed, the problem of EMI (electromagnetic interference) has also surfaced in these communication systems without a clock.
この問題を低減するため、拡散スペクトルクロックを用いた信号を送信することが提案されている(特許文献2参照)。 In order to reduce this problem, it has been proposed to transmit a signal using a spread spectrum clock (see Patent Document 2).
この特許文献1には、通常一定であるクロックの周波数に微小なゆらぎを印加することによってEMIスペクトルを周波数軸上で拡散させ、EMIのスペクトルピークを小さくする技術が開示されている。
This
しかしながら、この方法は信号自体に揺らぎを加えているため、信号のタイミングに対するマージンが小さくなり、信号が高速化するに従い大きな効果を上げることが難しくなるという不利益がある。 However, since this method adds fluctuation to the signal itself, there is a disadvantage that a margin for the timing of the signal becomes small and it becomes difficult to obtain a large effect as the signal speed increases.
本発明は、信号波形を劣化させることなく電磁波障害を低減することが可能で、信号の安定した送信動作を実現することが可能な送信装置および通信装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a transmission device and a communication device capable of reducing electromagnetic interference without deteriorating a signal waveform and capable of realizing a stable signal transmission operation.
本発明の第1の観点の送信装置は、シリアルデータを伝送線路に送出するドライバ回路を有し、上記ドライバ回路は、トランジスタの差動対の差動出力回路を含み、当該差動対のトランジスタのオン、オフのスイッチング動作により差動デジタル信号を差動出力信号として出力する少なくとも一つの非飽和型差動対回路を有し、上記非飽和型差動対回路は、対をなす上記トランジスタの制御端子への入力信号振幅が、上記スイッチング動作時にオフ側のトランジスタに電流が流れる非飽和駆動されるように制御されている。 A transmission device according to a first aspect of the present invention includes a driver circuit that sends serial data to a transmission line, and the driver circuit includes a differential output circuit of a differential pair of transistors, and the transistors of the differential pair Having at least one non-saturation type differential pair circuit that outputs a differential digital signal as a differential output signal by an on / off switching operation of the non-saturation type differential pair circuit. The amplitude of the input signal to the control terminal is controlled so as to be driven in a non-saturated manner in which a current flows through the off-side transistor during the switching operation.
好適には、上記非飽和型差動対回路は、対をなす上記トランジスタを流れる電流の比が10:1より小さい一定値を超えないように上記制御端子への入力振幅が制御されている。 Preferably, in the non-saturated differential pair circuit, the input amplitude to the control terminal is controlled so that the ratio of the currents flowing through the paired transistors does not exceed a certain value smaller than 10: 1.
好適には、上記ドライブ回路は、第1のコントロール回路を有し、上記差動出力回路は、上記差動対を形成するトランジスタ同士の接続点に接続され、電流制御信号により電流が制御可能な電流源を含み、上記第1のコントロール回路は、上記非飽和型差動対回路の上記差動出力回路のレプリカ回路を少なくとも一つ含み、当該レプリカ回路の出力信号に応じて上記差動出力回路の電流源の駆動電流を制御するように上記電流制御信号を上記電流源に供給する。 Preferably, the drive circuit includes a first control circuit, and the differential output circuit is connected to a connection point between transistors forming the differential pair, and a current can be controlled by a current control signal. A current source; and the first control circuit includes at least one replica circuit of the differential output circuit of the non-saturated differential pair circuit, and the differential output circuit according to an output signal of the replica circuit The current control signal is supplied to the current source so as to control the drive current of the current source.
好適には、上記レプリカ回路は、差動電圧信号の両信号を出力するようにバイアスされており、上記第1のコントロール回路は、上記差動電圧信号の両信号の中間電圧と中間目標値との比較結果に応じた上記電流制御信号を出力する。 Preferably, the replica circuit is biased to output both signals of the differential voltage signal, and the first control circuit includes an intermediate voltage and an intermediate target value of both signals of the differential voltage signal. The current control signal corresponding to the comparison result is output.
好適には、上記ドライバ回路は、上記非飽和型差動対回路の入力側に配置され、トランジスタの差動対の差動出力回路を有し、上記スイッチング動作時にオフ側のトランジスタに電流が流れない飽和駆動される飽和型差動対回路と、上記飽和型差動対回路を制御する第2のコントロール回路と、を含み、上記飽和型差動対回路は、上記差動対を形成するトランジスタ同士の接続点に接続され、電流制御信号により電流が制御可能な電流源を含み、上記非飽和型差動対回路に対して、入力信号振幅が上記スイッチング動作時にオフ側のトランジスタに電流が流れる非飽和駆動されるように制御された差動信号を供給し、上記第2のコントロール回路は、上記飽和型差動対回路の上記差動出力回路のレプリカ回路を少なくとも一つ含み、当該レプリカ回路の出力信号に応じて上記差動出力回路の電流源の駆動電流を制御するように上記電流制御信号を上記電流源に供給し、上記第1のコントロール回路の上記レプリカ回路は、差動電圧信号の両信号を出力するようにバイアスされており、上記第1のコントロール回路は、上記差動電圧信号の両信号の中間電圧と中間目標値との比較結果に応じた上記電流制御信号を出力し、上記差動電圧信号の一方の信号と要求目標値との比較結果に応じて要求信号を上記第2のコントロール回路に出力し、上記第2のコントロール回路は、上記レプリカ回路の差動電圧信号の一方の信号と上記第1のコントロール回路による上記要求信号との比較結果に応じた上記電流制御信号を出力する。 Preferably, the driver circuit is disposed on the input side of the non-saturated differential pair circuit, has a differential output circuit of a differential pair of transistors, and a current flows through the off-side transistor during the switching operation. A saturated differential pair circuit that is not driven to be saturated, and a second control circuit that controls the saturated differential pair circuit, wherein the saturated differential pair circuit is a transistor that forms the differential pair A current source that is connected to the connection point between them and whose current can be controlled by a current control signal, and the current flows to the off-side transistor in the switching operation with respect to the non-saturated differential pair circuit. The second control circuit includes at least one replica circuit of the differential output circuit of the saturated differential pair circuit, and supplies the differential signal controlled to be desaturated. The current control signal is supplied to the current source so as to control the drive current of the current source of the differential output circuit according to the output signal of the power circuit, and the replica circuit of the first control circuit The first control circuit is biased to output both signals of the voltage signal, and the first control circuit outputs the current control signal according to the comparison result between the intermediate voltage of the two signals of the differential voltage signal and the intermediate target value. And outputs a request signal to the second control circuit in accordance with a comparison result between one signal of the differential voltage signal and the requested target value, and the second control circuit outputs a differential signal of the replica circuit. The current control signal is output in accordance with a comparison result between one signal of the voltage signal and the request signal by the first control circuit.
好適には、上記ドライバ回路は、上記非飽和型差動対回路の入力側に配置され、トランジスタの差動対の差動出力回路を有し、上記スイッチング動作時にオフ側のトランジスタに電流が流れない飽和駆動される飽和型差動対回路と、上記飽和型差動対回路を制御する第2のコントロール回路と、を含み、上記飽和型差動対回路は、上記差動対を形成するトランジスタ同士の接続点に接続され、電流制御信号により電流が制御可能な電流源を含み、上記非飽和型差動対回路に対して、入力信号振幅が上記スイッチング動作時にオフ側のトランジスタに電流が流れる非飽和駆動されるように制御された差動信号を供給し、上記第2のコントロール回路は、上記飽和型差動対回路の上記差動出力回路のレプリカ回路を少なくとも一つ含み、当該レプリカ回路の出力信号に応じて上記差動出力回路の電流源の駆動電流を制御するように上記電流制御信号を上記電流源に供給し、上記第1のコントロール回路は、差動電圧信号の両信号を出力するようにバイアスされた第1のレプリカ回路と、差動電圧信号の両信号を加算した加算信号を出力するようにバイアスされた第2のレプリカ回路と、を含み、上記第1のコントロール回路は、上記第2のレプリカ回路の出力加算信号と加算目標値との比較結果に応じた上記電流制御信号を出力し、上記第1のレプリカ回路の一方の信号と要求目標値との比較結果に応じて要求信号を上記第2のコントロール回路に出力し、上記第2のコントロール回路は、上記レプリカ回路の差動電圧信号の一方の信号と上記第1のコントロール回路による上記要求信号との比較結果に応じた上記電流制御信号を出力する。 Preferably, the driver circuit is disposed on the input side of the non-saturated differential pair circuit, has a differential output circuit of a differential pair of transistors, and a current flows through the off-side transistor during the switching operation. A saturated differential pair circuit that is not driven to be saturated, and a second control circuit that controls the saturated differential pair circuit, wherein the saturated differential pair circuit is a transistor that forms the differential pair A current source that is connected to the connection point between them and whose current can be controlled by a current control signal, and the current flows to the off-side transistor in the switching operation with respect to the non-saturated differential pair circuit. The second control circuit includes at least one replica circuit of the differential output circuit of the saturated differential pair circuit, and supplies the differential signal controlled to be desaturated. The current control signal is supplied to the current source so as to control the drive current of the current source of the differential output circuit according to the output signal of the power circuit, and the first control circuit A first replica circuit biased to output a signal and a second replica circuit biased to output an addition signal obtained by adding both signals of the differential voltage signal. The control circuit outputs the current control signal according to the comparison result between the output addition signal of the second replica circuit and the addition target value, and compares one signal of the first replica circuit with the requested target value In response to the result, a request signal is output to the second control circuit, and the second control circuit outputs one of the differential voltage signals of the replica circuit and the request signal from the first control circuit. And it outputs the current control signal corresponding to a result of comparison between.
好適には、上記伝送線路の出力側に配置された第1の非飽和型差動対回路と、上記第1の非飽和型差動対回路の入力側に配置され、上記第1の非飽和型差動対回路に対して、入力信号振幅が上記スイッチング動作時にオフ側のトランジスタに電流が流れる非飽和駆動されるように制御された差動信号を供給する第2の非飽和型差動対回路と、上記第2の非飽和型差動対回路の入力側に配置され、トランジスタの差動対の差動出力回路を有し、上記スイッチング動作時にオフ側のトランジスタに電流が流れない飽和駆動され、上記第2の非飽和型差動対回路に対して、入力信号振幅が上記スイッチング動作時にオフ側のトランジスタに電流が流れる非飽和駆動されるように制御された差動信号を供給する飽和型差動対回路と、上記第1の非飽和型差動対回路の電流を制御する第1のコントロール回路と、上記第2の非飽和型差動対回路の電流を制御する第2のコントロール回路と、上記飽和型差動対回路の電流を制御する第3のコントロール回路と、を有し、上記第1および第2の非飽和型差動対回路、並びに、上記飽和型差動対回路は、上記差動対を形成するトランジスタ同士の接続点に接続され、電流制御信号により電流が制御可能な電流源を含み、上記第1のコントロール回路は、上記第1の非飽和型差動対回路の上記差動出力回路のレプリカ回路を少なくとも一つ含み、上記レプリカ回路は、差動電圧信号の両信号を出力するようにバイアスされており、上記第1のコントロール回路は、上記差動電圧信号の両信号の中間電圧と中間目標値との比較結果に応じた上記電流制御信号を出力し、上記差動電圧信号の一方の信号と要求目標値との比較結果に応じて要求信号を上記第2のコントロール回路に出力し、上記第2のコントロール回路は、上記第2の非飽和型差動対回路の上記差動出力回路の第1および第2のレプリカ回路を含み、上記第1のレプリカ回路は、差動電圧信号の両信号を出力するようにバイアスされ、上記第2のレプリカ回路は、差動電圧信号の両信号を加算した加算信号を出力するようにバイアスされ、上記第2のコントロール回路は、上記第2のレプリカ回路の出力加算信号と加算目標値との比較結果に応じた上記電流制御信号を出力し、上記第1のレプリカ回路の一方の信号と要求目標値との比較結果に応じて要求信号を上記第3のコントロール回路に出力し、上記第3のコントロール回路は、上記飽和型差動対回路の上記差動出力回路のレプリカ回路を含み、上記レプリカ回路の差動電圧信号の一方の信号と上記第2のコントロール回路による上記要求信号との比較結果に応じた上記電流制御信号を出力する。 Preferably, the first non-saturation type differential pair circuit disposed on the output side of the transmission line and the first non-saturation type differential pair circuit disposed on the input side of the first non-saturation type differential pair circuit. A second non-saturated differential pair that supplies a differential signal in which the input signal amplitude is controlled to be non-saturated and the current flows through the off-side transistor during the switching operation. Saturated drive that is arranged on the input side of the circuit and the second non-saturated differential pair circuit, has a differential output circuit of a differential pair of transistors, and does not flow current to the off-side transistor during the switching operation The second non-saturated differential pair circuit is supplied with a differential signal whose input signal amplitude is controlled to be non-saturated so that current flows through the off-side transistor during the switching operation. Type differential pair circuit and the first non-saturation A first control circuit for controlling the current of the differential pair circuit, a second control circuit for controlling the current of the second unsaturated type differential pair circuit, and a current of the saturated type differential pair circuit The first and second non-saturation type differential pair circuits, and the saturation type differential pair circuit are connection points of transistors forming the differential pair. And a current source that can be controlled by a current control signal, wherein the first control circuit includes at least one replica circuit of the differential output circuit of the first non-saturated differential pair circuit. The replica circuit is biased to output both signals of the differential voltage signal, and the first control circuit compares the intermediate voltage of both signals of the differential voltage signal with an intermediate target value. Current control according to the result And outputs a request signal to the second control circuit in accordance with a comparison result between one signal of the differential voltage signal and the required target value, and the second control circuit A first replica circuit including a first replica circuit and a second replica circuit of the differential output circuit of the non-saturated differential pair circuit, wherein the first replica circuit is biased to output both signals of the differential voltage signal; The second replica circuit is biased so as to output an addition signal obtained by adding both signals of the differential voltage signal, and the second control circuit is configured to output an output addition signal of the second replica circuit and an addition target value. The current control signal according to the comparison result is output, the request signal is output to the third control circuit according to the comparison result between one signal of the first replica circuit and the required target value, and the third control circuit The control circuit of Including a replica circuit of the differential output circuit of the saturation type differential pair circuit, and according to a comparison result between one signal of the differential voltage signal of the replica circuit and the request signal by the second control circuit The current control signal is output.
好適には、上記ドライバ回路は、上記非飽和型差動対回路の入力側に配置され、上記スイッチング動作時にオフ側のトランジスタに電流が流れない飽和駆動される飽和型差動対回路と、上記飽和型差動対回路の入力側にロジックから上記飽和型差動対回路を駆動するために、差動対駆動信号に変換する変換回路と、を有し、上記飽和型差動対回路は、上記非飽和型差動対回路に対して、入力信号振幅が上記スイッチング動作時にオフ側のトランジスタに電流が流れる非飽和駆動されるように制御された差動デジタル信号を供給し、上記変換回路は、上記上記飽和型差動対回路の差動対を駆動する駆動信号の振幅を制限する振幅制限回路を含む。 Preferably, the driver circuit is disposed on the input side of the non-saturated differential pair circuit, and is saturated and driven so that no current flows through the off-side transistor during the switching operation. In order to drive the saturation type differential pair circuit from logic to the input side of the saturation type differential pair circuit, a conversion circuit for converting into a differential pair drive signal is included, and the saturation type differential pair circuit includes: A differential digital signal that is controlled so as to be driven in a non-saturated manner in which a current flows through an off-side transistor during the switching operation is supplied to the non-saturated differential pair circuit. And an amplitude limiting circuit for limiting the amplitude of the drive signal for driving the differential pair of the saturation type differential pair circuit.
好適には、上記飽和型差動対回路の入力側にロジックから上記飽和型差動対回路を駆動するために、差動対駆動信号に変換する変換回路を有し、上記変換回路は、上記上記飽和型差動対回路の差動対を駆動する駆動信号の振幅を制限する振幅制限回路を含む。 Preferably, in order to drive the saturation type differential pair circuit from logic to the input side of the saturation type differential pair circuit, the conversion circuit converts the differential type drive signal into a differential pair drive signal. An amplitude limiting circuit for limiting an amplitude of a drive signal for driving the differential pair of the saturation type differential pair circuit;
本発明の第2の観点の通信装置は、伝送線路と、送信装置と、上記送信装置から上記伝送線路に送出された差動デジタル信号を受信する受信装置と、を有し、上記送信装置は、シリアルデータを伝送線路に送出するドライバ回路を有し、上記ドライバ回路は、トランジスタの差動対の差動出力回路を含み、当該差動対のトランジスタのオン、オフのスイッチング動作により差動デジタル信号を差動出力信号として出力する少なくとも一つの非飽和型差動対回路を有し、上記非飽和型差動対回路は、対をなす上記トランジスタの制御端子への入力信号振幅が、上記スイッチング動作時にオフ側のトランジスタに電流が流れる非飽和駆動されるように制御されている。 A communication device according to a second aspect of the present invention includes a transmission line, a transmission device, and a reception device that receives a differential digital signal transmitted from the transmission device to the transmission line. A driver circuit for sending serial data to a transmission line, the driver circuit including a differential output circuit of a differential pair of transistors, and differential digital by switching on and off of the transistors of the differential pair At least one non-saturation type differential pair circuit that outputs a signal as a differential output signal, and the non-saturation type differential pair circuit has an input signal amplitude to the control terminal of the paired transistors that is the switching It is controlled to be driven in a non-saturated manner in which a current flows through the off-side transistor during operation.
本発明によれば、非飽和型差動対回路の差動出力回路の対をなすトランジスタの制御端子への入力信号振幅が、スイッチング動作時にオフ側のトランジスタに電流が流れる非飽和駆動されるように制御されて供給される。 According to the present invention, the amplitude of the input signal to the control terminal of the transistor forming the differential output circuit pair of the non-saturated differential pair circuit is driven to be desaturated so that a current flows through the off-side transistor during the switching operation. Controlled and supplied.
本発明によれば、信号波形を劣化させることなく電磁波障害を低減することが可能で、信号の安定した送信動作を実現できる。 According to the present invention, it is possible to reduce electromagnetic interference without deteriorating a signal waveform, and a stable signal transmission operation can be realized.
以下に、本発明の実施形態を図面に関連付けて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図2は、本発明の実施形態に係る通信装置の基本的な構成を示す図である。 FIG. 2 is a diagram illustrating a basic configuration of the communication apparatus according to the embodiment of the present invention.
本通信装置100は、送信装置200、受信装置300、および伝送線路400により構成されている。
The
送信装置200は、送信クロック生成回路210、並列/直列変換回路220、およびドライバ回路230を有する。
The transmission apparatus 200 includes a transmission
送信クロック生成回路210は、基本クロックCLKを受けて送信クロックTCLKを生成し、並列/直列変換回路220に供給する。
The transmission
並列/直列変換回路220は、送信クロックに同期してNビット(bit)のパラレルデータを1ビットのシリアルデータに変換し、ドライバ回路230に供給する。
The parallel /
ドライバ回路230は、並列/直列変換回路220による差動信号であるデジタルシリアルデータを低振幅、たとえば100mVで伝送線路400に送出する。
本実施形態のドライバ回路230は、デジタル信号を出力するエミッタ結合もしくはソース結合対からなる差動出力回路を含んで構成される。
そして、差動出力回路の対をなすトランジスタを流れる電流の比が10:1より小さい一定値を超えないように制御端子としてのベースもしくはゲートへの入力振幅が制御されている。
換言すれば、対をなすトランジスタの制御端子としてのベースもしくはゲートへの入力信号振幅が、上記スイッチング動作時にオフ側のトランジスタに電流が流れる非飽和駆動されるように制御されている。
また、ドライバ回路230は、差動出力回路の出力振幅を安定させるために、ドライバ回路に相似の複製(レプリカ:Replica)回路を用いて、差動出力回路の駆動電流を制御するように構成されている。
このような構成を有するドライバ回路230は、信号波形を劣化させたり、タイミングマージンを減らしたりすることなしにEMIを低減する機能を含む。
ドライバ回路230の具体的な構成、機能について後で詳述する。
The
The
The input amplitude to the base or gate as the control terminal is controlled so that the ratio of the currents flowing through the transistors forming the pair of the differential output circuits does not exceed a certain value smaller than 10: 1.
In other words, the input signal amplitude to the base or gate as the control terminal of the paired transistors is controlled so as to be driven in a non-saturated manner in which a current flows through the off-side transistor during the switching operation.
Further, the
The
A specific configuration and function of the
受信装置300は、図2に示すように、レシーバ回路310、クロック再生回路320、および直列/並列変換回路330を有する。
As illustrated in FIG. 2, the reception device 300 includes a
レシーバ回路310は、伝送線路400を伝搬されたデジタルシリアルデータを受信し、受信したシリアルデータをクロック再生回路320および直列/並列変換回路330に供給する。
The
クロック再生回路320は、受信されたシリアルデータからクロック信号を抽出するクロック再生回路(CDR : Clock Data Recovery 回路)を含み、抽出した再生クロックCLKを直列/並列変換回路330に供給する。
The
直列/並列変換回路330は、クロック再生回路320で再生されたクロックCLKに同期してシリアルデータとして受信したデータをNビットのパラレルデータに変換する。
The serial /
高速信号通信の場合には伝送信号として差動信号を用いる場合が多く、送信装置200と受信装置300間の伝送線路400には、より対線や同軸線、FPC、FFC等が用いられる。
In the case of high-speed signal communication, a differential signal is often used as a transmission signal. For the
以上、本実施形態の通信装置100の構成および機能について説明した。
以下に、本実施形態に係るドライバ回路230の具体的な構成および機能について説明する。
Heretofore, the configuration and function of the
Hereinafter, a specific configuration and function of the
図3は、本実施形態に係るドライバ回路における差動出力回路の構成例を示す回路図である。 FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration example of the differential output circuit in the driver circuit according to the present embodiment.
この差動出力回路240は、電流源I1,pチャネルMOS(PMOS)トランジスタMP1,MP2、および抵抗素子R1,R2を有する。
The
PMOSトランジスタMP1のソースとPMOSトランジスタMP2のソース同士が結合され、その結合ノードND1が電流源I1に接続されている。
電流源I1は電源電位VDDに接続されている。電流源I1は、たとえばPMOSトランジスタにより形成される。
この場合、PMOSトランジスタのドレインが結合ノードND1に接続され、ソースが電源電位VDDに接続され、制御端子としてのゲートに後で説明する電流制御信号ItaiSetが供給される。
PMOSトランジスタMP1のドレインが抵抗素子R1の一端に接続され、その接続点によりデジタル差動信号の一方の信号Vout−の出力ノードNDO1が形成されている。
PMOSトランジスタMP2のドレインが抵抗素子R2の一端に接続され、その接続点によりデジタル差動信号の他方の信号Vout+の出力ノードNDO2が形成されている。
抵抗素子R1,R2の他端側は基準電位、たとえば接地電位GNDに接続されている。
PMOSトランジスタMP1のゲートに差動電圧信号の一方の信号Vin+が供給され、PMOSトランジスタMP2のゲートに差動電圧信号の他方の信号Vin−が供給される。
The source of the PMOS transistor MP1 and the source of the PMOS transistor MP2 are coupled to each other, and the coupling node ND1 is connected to the current source I1.
The current source I1 is connected to the power supply potential VDD. The current source I1 is formed by a PMOS transistor, for example.
In this case, the drain of the PMOS transistor is connected to the coupling node ND1, the source is connected to the power supply potential VDD, and a current control signal ItaiSet described later is supplied to the gate as the control terminal.
The drain of the PMOS transistor MP1 is connected to one end of the resistance element R1, and an output node NDO1 of one signal Vout− of the digital differential signal is formed by the connection point.
The drain of the PMOS transistor MP2 is connected to one end of the resistance element R2, and an output node NDO2 of the other signal Vout + of the digital differential signal is formed by the connection point.
The other ends of the resistance elements R1 and R2 are connected to a reference potential, for example, a ground potential GND.
One signal Vin + of the differential voltage signal is supplied to the gate of the PMOS transistor MP1, and the other signal Vin− of the differential voltage signal is supplied to the gate of the PMOS transistor MP2.
なお、個々ではP型MOSトランジスタを用いて表記したが、電源とGNDを逆にしてN型MOSトラジスタを用いても、またバイポーラ型トランジスタを用いても本質的に等価である。 Although the P-type MOS transistor is used for each description, it is essentially equivalent to using an N-type MOS transistor with the power supply and GND reversed and using a bipolar transistor.
そして、差動出力回路240は、対をなすPMOSトランジスタMP1,MP2を流れる電流の比が10:1より小さい一定値を超えないようにゲートへの入力振幅が制御され、完全にスイッチングを行わないように構成されている。
すなわち、差動出力回路240は、差動電圧信号の一方の信号Vin+、Vin−のPMOSトランジスタMP1,MP2のゲートへの入力振幅が制御され、完全にスイッチングを行わないように構成されている。
In the
In other words, the
ここで、差動出力回路240の対をなすPMOSトランジスタMP1,MP2を流れる電流の比が10:1より小さい一定値を超えないようにゲートへの入力振幅を制御し、完全にスイッチングさせない理由について説明する。
Here, the reason why the input amplitude to the gate is controlled so that the ratio of the currents flowing through the PMOS transistors MP1 and MP2 forming the pair of the
高速シリアル通信においては、通常デジタルデータを送信するドライバ回路には高速な動作が要求される。
このため、ドライバ回路230は、図3に示したような、ソース結合あるいはエミッタ結合のトランジスタ対からなる差動出力回路240を適用している。
In high-speed serial communication, a driver circuit that normally transmits digital data is required to operate at high speed.
For this reason, the
図4は、図3の差動出力回路の入力振幅を制限していない場合の動作外略図を示す図である。
図5は、ドライバ回路の寄生容量について説明するための図である。
図6は、実際の駆動波形パターン(アイパターン)を示す図である。
図7は、歪を含む波形のパワースペクトルを示す図である。
図8は、2.88Gbps動作時のドライバ出力例を示す図である。
FIG. 4 is a schematic diagram illustrating an operation when the input amplitude of the differential output circuit of FIG. 3 is not limited.
FIG. 5 is a diagram for explaining the parasitic capacitance of the driver circuit.
FIG. 6 is a diagram showing an actual drive waveform pattern (eye pattern).
FIG. 7 is a diagram illustrating a power spectrum of a waveform including distortion.
FIG. 8 is a diagram illustrating an example of driver output at the time of 2.88 Gbps operation.
入力振幅を制限していない場合、図4に示すように、ソース結合のPMOSトランジスタMP1、MP2を差動電圧信号Vin+,Vin−で駆動することによって、電流源I1の電流Itailを電流Iout1と電流Iout2のいずれかに切り替える。
その結果、出力ノードNDO1,NDO2に出力差動電圧信号Vout+(VoutN),Vout−(VoutP)が発生する。
When the input amplitude is not limited, as shown in FIG. 4, the source-coupled PMOS transistors MP1 and MP2 are driven by the differential voltage signals Vin + and Vin−, so that the current Itail of the current source I1 becomes the current Iout1 and the current Iout1. Switch to either Iout2.
As a result, output differential voltage signals Vout + (VoutN) and Vout− (VoutP) are generated at the output nodes NDO1 and NDO2.
しかしながら、現実のドライバ回路にはさらに図5に示したような寄生容量CPが存在する。
このようなドライバ回路で高速な切り替えを行うと、この容量の影響で出力の波形に歪が発生する。
これはトランジスタMP1、MP2のON/OFFを切り替えた際に、OFFになった側のトランジスタの寄生容量に対するチャージアップ電流が、逆側のトランジスタを通じて流れ込むためである。
However, the actual driver circuit further has a parasitic capacitance CP as shown in FIG.
When high-speed switching is performed with such a driver circuit, distortion occurs in the output waveform due to the influence of the capacitance.
This is because when the transistors MP1 and MP2 are switched on / off, a charge-up current for the parasitic capacitance of the transistor on the off side flows through the transistor on the opposite side.
一般的に、出力波形のアイパターンに図6に示したような歪が発生し、この歪はトランジスタの非線形な挙動に起因するため完全に取り除くことは困難である。 In general, distortion as shown in FIG. 6 is generated in the eye pattern of the output waveform, and this distortion is caused by the non-linear behavior of the transistor, so it is difficult to completely remove it.
このトランジスタの非線形な動作による歪をパワースペクトル上でみると、図7に示すようになる。
トランジスタMP1、MP2のスイッチングによって発生するチャージアップ電流は信号伝送速度の整数倍の周期で発生する。
よってこの歪は周波数スペクトル上では信号伝送速度の整数倍の周波数に急峻なピークとなって現れる。
このピークは差動信号のそれぞれに対して同一方向に発生するため、大部分がコモンモード成分である。
The distortion due to the non-linear operation of the transistor is shown in FIG. 7 on the power spectrum.
The charge-up current generated by the switching of the transistors MP1 and MP2 is generated at a cycle that is an integral multiple of the signal transmission speed.
Therefore, this distortion appears as a steep peak at a frequency that is an integral multiple of the signal transmission speed on the frequency spectrum.
Since this peak occurs in the same direction for each of the differential signals, most of the peak is a common mode component.
図8は、2.88Gbps動作のシリアル信号中に含まれるコモンモード成分のパワースペクトルを示している。
図8から信号周波数の整数倍の周波数に急峻なピークが存在していることが分かる。
コモンモード成分はディファレンシャル成分と比べ大幅に輻射しやすいため、これらの急峻なコモンモードのピークがEMI試験を行った際に問題となる傾向にある。
FIG. 8 shows the power spectrum of the common mode component included in the serial signal of 2.88 Gbps operation.
It can be seen from FIG. 8 that a steep peak exists at a frequency that is an integral multiple of the signal frequency.
Since the common mode component is much easier to radiate than the differential component, these steep common mode peaks tend to become a problem when the EMI test is performed.
そこで、本実施形態では、トランジスタが完全にOFFになった際の波形歪を防ぐため、対をなすトランジスタMP1、MP2を流れる電流の比が10:1より小さい一定値を超えないように入力差動電圧信号Vin+およびVin−の入力振幅を制御する。 Therefore, in this embodiment, in order to prevent waveform distortion when the transistor is completely turned off, the input difference is set so that the ratio of the currents flowing through the paired transistors MP1 and MP2 does not exceed a certain value smaller than 10: 1. The input amplitude of the dynamic voltage signals Vin + and Vin− is controlled.
図9は、本実施形態に係るドライバ回路における差動出力回路の動作概略を示す図である。 FIG. 9 is a diagram showing an outline of the operation of the differential output circuit in the driver circuit according to the present embodiment.
通常、デジタル通信用のドライバ回路では、トランジスタMP1,MP2のスイッチング動作によりON/OFFを切り替え、電流Itailを振り分けて出力信号振幅を安定化させる。
これに対して、本実施形態では、スイッチング動作時にOFF側のトランジスタにも若干の電流(Imargin)を残すように駆動する。
これによって、トランジスタが完全にOFFになった際に発生する波形歪を抑えることが可能になる。
このような差動対の駆動方法を、以下では「非飽和駆動(動作)」と呼称する。
Usually, in a driver circuit for digital communication, ON / OFF is switched by a switching operation of the transistors MP1 and MP2, and the current Itail is distributed to stabilize the output signal amplitude.
On the other hand, in the present embodiment, the transistor on the OFF side is driven to leave some current (Imargin) during the switching operation.
This makes it possible to suppress waveform distortion that occurs when the transistor is completely turned off.
Such a differential pair driving method is hereinafter referred to as “non-saturation driving (operation)”.
この非飽和駆動方式を用いると、前記のチャージアップ電流を低減することができる。したがって、駆動波形の歪を抑圧でき、同時にEMIの低減が可能となる。
しかしながら、出力ハイレベル電圧VoutHighおよび出力ローレベル電圧VoutLowが入力電圧振幅VinHighおよびVinLowに大きく依存して変化する。
さらに、動作に必要な入力電圧振幅VinHighおよびVinLowの値は動作条件や半導体のプロセスばらつきによって大きく変化するため、常に上記動作を維持するための制御回路が必要となる。
When this non-saturation driving method is used, the charge-up current can be reduced. Therefore, the distortion of the drive waveform can be suppressed and EMI can be reduced at the same time.
However, the output high level voltage VoutHigh and the output low level voltage VoutLow vary greatly depending on the input voltage amplitudes VinHigh and VinLow.
Furthermore, since the values of the input voltage amplitudes VinHigh and VinLow necessary for the operation vary greatly depending on the operating conditions and semiconductor process variations, a control circuit for always maintaining the above operation is required.
図10は、本実施形態に係る非飽和駆動型差動対回路を採用したドライバ回路の全体構成の一例を示す図である。 FIG. 10 is a diagram illustrating an example of an overall configuration of a driver circuit that employs the non-saturation drive type differential pair circuit according to the present embodiment.
このドライバ回路230Aは、差増出力回路としての非飽和型差動対回路241と、非飽型差動対回路241の前段に接続された飽和型差動対回路242を有している。
非飽和型差動対回路241および飽和型差動対回路242は、基本的に図3の差動出力回路と同様の回路構成有する。
飽和型差動対回路242は、スイッチング動作時にオフ側のトランジスタに電流が流れない飽和駆動される
The
The non-saturated
The saturation type
ドライバ回路230Aは、差増出力回路としての非飽和型差動対回路241を駆動するための入力振幅を制御するために、いったん飽和型差動対回路242によって振幅を確定させ、この出力で非飽和型差動対回路241を駆動する。
そして、これらの非飽和型差動対回路241および飽和型差動対回路242の駆動を制御するためのコントロール回路が設けられる。
In order to control the input amplitude for driving the non-saturated
A control circuit for controlling driving of the non-saturated
本実施形態においては、たとえば、単に非飽和型差動対回路241とコントロール回路によるドライバ回路、あるいは、非飽和型差動対回路241および飽和型差動対回路242の駆動を制御するための各コントロール回路を持つドライバ回路として構成される。
あるいはさらに、本実施形態においては、非飽和型差動対回路241および飽和型差動対回路242との間にプリ非飽和型差動対回路を有しかつそれぞれのコントロール回路を持つドライバ回路として構成される。
In the present embodiment, for example, each of the driver circuits by simply using the non-saturated
Alternatively, in the present embodiment, as a driver circuit having a pre-saturation type differential pair circuit between the non-saturation type
図11は、本実施形態に係る非飽和型差動対回路およびそのコントロール回路の構成の第1例を示す回路図である、 FIG. 11 is a circuit diagram showing a first example of the configuration of the unsaturated differential pair circuit and its control circuit according to the present embodiment.
コントロール回路250は、非飽和型差動対回路241と相似の構成を持つレプリカ回路251、コンパレータ252,253、分圧抵抗素子R251、R252、および負荷抵抗R253,R254を有している。
このコントロール回路250は、第1のコントロール回路として機能する。
The
The
レプリカ回路251は、常にハイ(High)およびロー(Low)を出力する状態にバイアスされて制御されており、この入出力信号を用いて差動対回路241のHigh/Low出力電圧Vout+,Vout−が目標値となるように制御する。
コントロール回路250には、レプリカ回路251の出力電圧VoutHighの制御目標電圧VoutHighTarget、High/Lowの出力電圧の中間出力電圧(VoutLow+VoutHigh)/2の制御目標電圧(VoutComTarget)、入力Low電圧VinLow電圧が供給されている。
制御目標電圧VoutHighTargetはコンパレータ253の反転入力(−)に供給される。コンパレータ253の非反転入力(+)にはレプリカ回路251のHigh側出力電圧VoutLowが供給される。
制御目標電圧VoutComTargetはコンパレータ252の非反転入力(+)に供給される。コンパレータ252の反転入力(−)には、High/Lowの出力電圧VoutHighとVoutLowを抵抗素子R251,R252で分圧した電圧が供給される。
The replica circuit 251 is always biased and controlled so as to output high and low, and the input / output signals are used to output the high / low output voltages Vout + and Vout− of the
The
The control target voltage VoutHighTarget is supplied to the inverting input (−) of the
The control target voltage VoutComTarget is supplied to the non-inverting input (+) of the comparator 252. A voltage obtained by dividing the high / low output voltages VoutHigh and VoutLow by the resistance elements R251 and R252 is supplied to the inverting input (−) of the comparator 252.
そして、コンパレータ252の出力から差動対回路241の駆動電流Itailを制御するための電流制御信号ItailSetが差動対回路241の電流源I1(図3)を形成するトランジスタのゲートに供給される。
また、コンパレータ253からは非飽和型差動対回路241の駆動に必要な要求入力電圧VinHighが出力される。
このコンパレータ253から出力される要求入力電圧VinHighは、非飽和型差動対回路241に対して入力振幅を制御した入力電圧Vin+およびVin−を供給する、前段のたとえば飽和型差動対回路242のコントロール回路に供給される。
Then, a current control signal ItailSet for controlling the drive current Itail of the
The
The required input voltage VinHigh output from the
このように、コントロール回路250においては、目標とする出力電圧VoutHigh, VoutLowを出力するように差動対回路の駆動電流Itailを設定し、差動出力回路の駆動に必要な出力電圧VinHighの値を出力する。
コントロール回路250は、要求入力電圧VinHighと電流制御信号ItailSetの2つの値を制御するため、同時に2つの制御ループが存在する。しかし、電流制御信号ItaiSetのコントロールループはコモンモードで、要求入力電圧VinHighのコントロールループは差動モードで動作しているため、互いに干渉しない構成となっている。
要求入力電圧VinHighを受けた図11には図示しないコントロール回路が前段のたとえば飽和型差動対回路242の出力電圧を制御する。
As described above, in the
Since the
In response to the required input voltage VinHigh, a control circuit (not shown) in FIG. 11 controls the output voltage of, for example, the saturated
図12は、本実施形態に係る非飽和型差動対回路およびそのコントロール回路の構成の第2例を示す回路図である。 FIG. 12 is a circuit diagram showing a second example of the configuration of the unsaturated differential pair circuit and its control circuit according to the present embodiment.
第2例のコントロール回路250Aは、非飽和型差動対回路241と相似の構成を持つ第1のレプリカ回路251、コンパレータ252A,253、第2のレプリカ回路254、加算器255、負荷抵抗R253〜R256を有している。
なお、理解を容易にするため、図12において、図11と同一構成部分は同一符号をもって表している。
このコントロール回路250Aは、第1または第2のコントロール回路として機能する。
The
In FIG. 12, the same components as those in FIG. 11 are denoted by the same reference numerals in order to facilitate understanding.
The
このようにコントロール回路250Aは、非飽和型差動対回路241と相似の構成を持つレプリカ回路を2つ有している。
レプリカ回路254は、全ての電流を差動対の一方に流し加算出力信号を得るようにバイアスされて制御されており、この出力信号を用いて差動対回路241の電流源I1(図3)の電流Itailを決定する。
レプリカ回路251は、図11の場合と同様に、常にハイ(High)およびロー(Low)を出力する状態にバイアスされて制御されており、この入出力信号を用いて差動対回路241のHigh/Low出力電圧Vout+,Vout−が目標値となるように制御する。
As described above, the
The replica circuit 254 is biased and controlled so that all currents flow through one of the differential pairs to obtain an added output signal, and this output signal is used to control the current source I1 of the differential pair circuit 241 (FIG. 3). Determine the current Itail.
As in the case of FIG. 11, the replica circuit 251 is biased and controlled so as to always output high and low, and this input / output signal is used to control the high level of the
コントロール回路250Aには、レプリカ回路251の出力電圧VoutHighの制御目標電圧VoutHighTarget、レプリカ回路251の出力電圧VoutLowの制御目標電圧VoutLowTargetの他に入力Low電圧VinLow電圧も供給されている。
コントロール回路250Aは、コンパレータ252Aで第2のレプリカ回路254の出力(VoutHigh+VoutLow)と制御目標電圧(VoutHighTarget+VoutLowTarget)を比較する。
そして、コンパレータ252Aから差動対回路241の駆動電流Itailを制御するための電流制御信号ItailSetが差動対回路241の電流源I1(図3)を形成するトランジスタのゲートに供給される。
また、コンパレータ253からは非飽和型差動対回路241の駆動に必要な要求入力電圧VinHighが出力される。
In addition to the control target voltage VoutHighTarget of the output voltage VoutHigh of the replica circuit 251 and the control target voltage VoutLowTarget of the output voltage VoutLow of the replica circuit 251, the
The
Then, a current control signal ItailSet for controlling the drive current Itail of the
The
このコンパレータ253から出力される要求入力電圧VinHighは、非飽和型差動対回路241に対して入力振幅を制御した入力電圧Vin+およびVin−を供給する、前段のたとえば飽和型差動対回路242のコントロール回路に供給される。
コントロール回路250は、要求入力電圧VinHighと電流制御信号ItailSetの2つの値を制御するため、同時に2つの制御ループが存在する。しかし、異なるレプリカ回路251,254を使って駆動しているため、互いに干渉しない構成となっている。
The required input voltage VinHigh output from the
Since the
図13は、本実施形態に係る非飽和型差動対回路を駆動する飽和型差動対回路およびそのコントロール回路の構成例を示す回路図である。 FIG. 13 is a circuit diagram showing a configuration example of a saturated differential pair circuit that drives the non-saturated differential pair circuit according to the present embodiment and a control circuit thereof.
コントロール回路260は、飽和型差動対回路242と相似の構成を持つレプリカ回路261、コンパレータ262、および負荷抵抗R261,R262を有している。
このコントロール回路260は、第2または第3のコントロール回路として機能する。
The
The
レプリカ回路261は、常にハイ(High)を出力する状態にバイアスされて制御されている。
コントロール回路260は、非飽和型差動対回路241のコントロール回路250,250Aから供給される要求入力電圧VintHighを制御目標電圧VinHighTargetとして供給される。
コントロール回路260は、コンパレータ262でレプリカ回路261の出力VoutHighと制御目標電圧VinHighTargetを比較する。
そして、コンパレータ262から差動対回路242の駆動電流Itailを制御するための電流制御信号ItailSetが差動対回路242の電流源I1(図3)を形成するトランジスタのゲートに供給される。
これにより、飽和型差動対回路242は、非飽和型差動対回路241に対して入力振幅を制御した入力電圧Vin+およびVin−を供給する。
飽和型差動対回路242は、完全にスイッチングする形で動作しており、コントロール回路260のレプリカ回路261によって電流源I1の電流Itailをコントロールすることによってその振幅を制御している。
The replica circuit 261 is biased and controlled so as to always output high.
The
The
Then, a current control signal ItailSet for controlling the drive current Itail of the
As a result, the saturated
The saturation type
次に、上述した図10に対応して、図11から図13の回路を適用したドライバ回路全体の構成例について示す。 Next, corresponding to FIG. 10 described above, a configuration example of the entire driver circuit to which the circuits of FIGS. 11 to 13 are applied will be described.
図14は、図11の回路と図13の回路を組み合わせて構成したドライブ回路の構成を示す図である。 FIG. 14 is a diagram showing a configuration of a drive circuit configured by combining the circuit of FIG. 11 and the circuit of FIG.
このドライブ回路230Bは、出力段の第1のコントロール回路250に次の電圧が供給されている。
すなわち、コントロール回路250には、レプリカ回路251の出力電圧VoutHighの制御目標電圧VoutHighTarget、High/Lowの出力電圧の中間出力電圧(VoutLow+VoutHigh)/2の制御目標電圧(VoutComTarget)、入力Low電圧VinLow電圧が供給されている。
In the drive circuit 230B, the next voltage is supplied to the
That is, the
そして、コンパレータ252の出力から差動対回路241の駆動電流Itailを制御するための電流制御信号ItailSetが差動対回路241の電流源I1(図3)を形成するトランジスタのゲートに供給される。
また、コンパレータ253からは非飽和型差動対回路241の駆動に必要な要求入力電圧VinHighが出力される。
このコンパレータ253から出力される要求入力電圧VinHighは、非飽和型差動対回路241に対して入力振幅を制御した入力電圧Vin+およびVin−を供給する、前段のたとえば飽和型差動対回路242の第2のコントロール回路260に供給される。
コントロール回路260は、コンパレータ262でレプリカ回路261の出力VoutHighと制御目標電圧VinHighTargetを比較する。
そして、コンパレータ262から差動対回路242の駆動電流Itailを制御するための電流制御信号ItailSetが差動対回路242の電流源I1(図3)を形成するトランジスタのゲートに供給される。
これにより、飽和型差動対回路242は、非飽和型差動対回路241に対して入力振幅を制御した入力電圧Vin+およびVin−を供給する。
Then, a current control signal ItailSet for controlling the drive current Itail of the
The
The required input voltage VinHigh output from the
The
Then, a current control signal ItailSet for controlling the drive current Itail of the
As a result, the saturated
図15は、図12の回路と図13の回路を組み合わせて構成したドライブ回路の構成を示す図である。 FIG. 15 is a diagram showing a configuration of a drive circuit configured by combining the circuit of FIG. 12 and the circuit of FIG.
このドライブ回路230Cは、出力段の第1のコントロール回路250Aに次の電圧が供給されている。
コントロール回路250Aには、レプリカ回路251の出力電圧VoutHighの制御目標電圧VoutHighTarget、レプリカ回路251の出力電圧VoutLowの制御目標電圧VoutLowTargetの他に入力Low電圧VinLow電圧も供給されている。
そして、コンパレータ252Aから差動対回路241の駆動電流Itailを制御するための電流制御信号ItailSetが差動対回路241の電流源I1(図3)を形成するトランジスタのゲートに供給される。
また、コンパレータ253からは非飽和型差動対回路241の駆動に必要な要求入力電圧VinHighが出力される。
このコンパレータ253から出力される要求入力電圧VinHighは、非飽和型差動対回路241に対して入力振幅を制御した入力電圧Vin+およびVin−を供給する、前段のたとえば飽和型差動対回路242の第2のコントロール回路260に供給される。
第2のコントロール回路260は、コンパレータ262でレプリカ回路261の出力VoutHighと制御目標電圧VinHighTargetを比較する。
そして、コンパレータ262から差動対回路242の駆動電流Itailを制御するための電流制御信号ItailSetが差動対回路242の電流源I1(図3)を形成するトランジスタのゲートに供給される。
これにより、飽和型差動対回路242は、非飽和型差動対回路241に対して入力振幅を制御した入力電圧Vin+およびVin−を供給する。
In the
In addition to the control target voltage VoutHighTarget of the output voltage VoutHigh of the replica circuit 251 and the control target voltage VoutLowTarget of the output voltage VoutLow of the replica circuit 251, the
Then, a current control signal ItailSet for controlling the drive current Itail of the
The
The required input voltage VinHigh output from the
In the
Then, a current control signal ItailSet for controlling the drive current Itail of the
As a result, the saturated
図16は、図11の回路と図12の回路と図13の回路を組み合わせて構成したドライブ回路の構成を示す図である。 FIG. 16 is a diagram showing a configuration of a drive circuit configured by combining the circuit of FIG. 11, the circuit of FIG. 12, and the circuit of FIG.
このドライバ回路230Dは、出力段に図11の回路が配置され、図11の回路の前段にプリ回路として図12の回路が配置され、図12の回路の前段に図13の回路が配置されている。
In the
第1のコントロール回路250には、レプリカ回路251の出力電圧VoutHighの制御目標電圧VoutHighTarget、High/Lowの出力電圧の中間出力電圧(VoutLow+VoutHigh)/2の制御目標電圧(VoutComTarget)、入力Low電圧VinLow電圧が供給されている。
The
そして、コンパレータ252の出力から差動対回路241の駆動電流Itailを制御するための電流制御信号ItailSetが差動対回路241の電流源I1(図3)を形成するトランジスタのゲートに供給される。
また、コンパレータ253からは非飽和型差動対回路241の駆動に必要な要求入力電圧VinHighが出力される。
このコンパレータ253から出力される要求入力電圧VinHighは、非飽和型差動対回路241に対して入力振幅を制御した入力電圧Vin+およびVin−を供給する、前段のたとえば第2の非飽和型差動対回路241Aの第2のコントロール回路250Aに供給される。
Then, a current control signal ItailSet for controlling the drive current Itail of the
The
The required input voltage VinHigh output from the
第2のコントロール回路250Aには、レプリカ回路251の出力電圧VoutHighの制御目標電圧VoutHighTargetが出力段のコントロール回路250から要求入力電圧VinHighとして供給される。
また第2のコントロール回路250Aは、レプリカ回路251の出力電圧VoutLowの制御目標電圧VoutLowTargetの他に入力Low電圧VinLow電圧も供給されている。
そして、コンパレータ252Aから差動対回路241の駆動電流Itailを制御するための電流制御信号ItailSetが差動対回路241Aの電流源I1(図3)を形成するトランジスタのゲートに供給される。
また、コンパレータ253からは第2の非飽和型差動対回路241Aの駆動に必要な要求入力電圧VinHighが出力される。
このコンパレータ253から出力される要求入力電圧VinHighは、非飽和型差動対回路241Aに対して入力振幅を制御した入力電圧Vin+およびVin−を供給する、前段のたとえば飽和型差動対回路242の第3のコントロール回路260に供給される。
第3のコントロール回路260は、コンパレータ262でレプリカ回路261の出力VoutHighと制御目標電圧VinHighTargetを比較する。
そして、コンパレータ262から差動対回路242の駆動電流Itailを制御するための電流制御信号ItailSetが差動対回路242の電流源I1(図3)を形成するトランジスタのゲートに供給される。
これにより、飽和型差動対回路242は、非飽和型差動対回路241に対して入力振幅を制御した入力電圧Vin+およびVin−を供給する。
The control target voltage VoutHighTarget of the output voltage VoutHigh of the replica circuit 251 is supplied to the
The
Then, a current control signal ItailSet for controlling the drive current Itail of the
The
The required input voltage VinHigh output from the
In the
Then, a current control signal ItailSet for controlling the drive current Itail of the
As a result, the saturated
このように、非飽和差動対を多段に組み合わせることにより大きなEMI低減効果が期待できる。 Thus, a large EMI reduction effect can be expected by combining unsaturated differential pairs in multiple stages.
次に、ドライバ回路230の信号入力側がCMOSロジック回路である場合を考察する。
Next, consider the case where the signal input side of the
図17は、CMOSロジックで駆動する場合のドライバ回路の全体構成を示す図である。 FIG. 17 is a diagram showing an overall configuration of a driver circuit when driven by CMOS logic.
このドライバ回路230Eは、図10のドライバ回路10Aの入力段にCMOSロジック差動対変換回路270を配置して構成されている。
図17では、理解を容易にするために、図10と同一構成部分は同一符号をもって表している。
The
In FIG. 17, in order to facilitate understanding, the same components as those in FIG. 10 are denoted by the same reference numerals.
ドライバ回路の信号入力側の回路がCMOSロジック回路である場合、図17のように、飽和型差動対回路242を駆動するために、CMOSロジックから差動対駆動信号への変換回路270が必要となる。
When the circuit on the signal input side of the driver circuit is a CMOS logic circuit, as shown in FIG. 17, a
図18は、CMOSロジックインバータで飽和型差動対を駆動する代表的な回路例を示す図である。 FIG. 18 is a diagram illustrating a typical circuit example in which a saturated differential pair is driven by a CMOS logic inverter.
図18において、飽和型差動対回路242は、図3の回路と同様の回路構成を有することから、理解を容易にするために図3と同一符号をもって表している。
また、図18においては、CMOSロジックインバータINV1、INV2がCMOSインバータ差動間結合部271を形成するように、飽和型差動対回路242の入力であるPMOSトランジスタMP1,MP2のゲートへの入力部に配置されている。
In FIG. 18, the saturation type
Further, in FIG. 18, the input parts to the gates of the PMOS transistors MP1 and MP2 which are the inputs of the saturation type
ところが、この回路を用いた場合、トランジスタの差動対を電源電圧と同じ大振幅の信号で駆動するために、先に述べた寄生容量のチャージアップによって大きな波形歪が発生してしまうおそれがある。 However, when this circuit is used, since the differential pair of transistors is driven by a signal having the same amplitude as the power supply voltage, there is a possibility that large waveform distortion may occur due to the above-described parasitic capacitance charge-up. .
図19は、波形歪を抑えつつCMOSロジックで差動対を駆動する変換回路の構成例を示す図である。 FIG. 19 is a diagram illustrating a configuration example of a conversion circuit that drives a differential pair with CMOS logic while suppressing waveform distortion.
この変換回路270Aは、CMOSインバータ部272のインバータINV4,INV4での駆動電圧をCMOSインバータ差動間結合部271にインバータINV1,INV2で差動間結合させ、信号の立ち上がりおよび立下り時間の非対称性を軽減する。
さらに、飽和型差動対回路242の入力側に振幅制限回路273を用いて差動対を駆動する振幅を一定の振幅に小さくする。これらの工夫により飽和型差動対回路242での波形乱れを少なくすることが可能となる。
In this
Further, an amplitude limiting circuit 273 is used on the input side of the saturation type
図19の振幅制限回路273は、PMOSトランジスタMP11,MP12、nチャネルMOS(NMOS)トランジスタMN11,MN12、および抵抗素子R11〜R13を有する。 The amplitude limiting circuit 273 of FIG. 19 includes PMOS transistors MP11 and MP12, n-channel MOS (NMOS) transistors MN11 and MN12, and resistance elements R11 to R13.
PMOSトランジスタMP11のソースとPMOSトランジスタMP12のソース同士が結合され、その結合ノードND1が抵抗素子R11を介して電源電位VDDに接続されている。
NMOSトランジスタNP11のソースとNMOSトランジスタNP12のソース同士が結合され、その結合ノードND12が抵抗素子R12を介して基準電位、たとえば接地電位GNDに接続されている。
PMOSトランジスタMP11のドレインとNMOSトランジスタNP11のドレインが接続され、その接続点により振幅を制限した差動電圧信号Vout−の出力ノードNDO11が形成されている。
PMOSトランジスタMP12のドレインとNMOSトランジスタNP12のドレインが接続され、その接続点により振幅を制限した差動電圧信号Vout+の出力ノードNDO12が形成されている。
そして、出力ノードNDO11と出力ノードNDO12との間に抵抗素子R13が接続されている。
The source of the PMOS transistor MP11 and the source of the PMOS transistor MP12 are coupled to each other, and the coupling node ND1 is connected to the power supply potential VDD via the resistance element R11.
The source of the NMOS transistor NP11 and the source of the NMOS transistor NP12 are coupled to each other, and the coupling node ND12 is connected to a reference potential, for example, the ground potential GND through the resistance element R12.
The drain of the PMOS transistor MP11 and the drain of the NMOS transistor NP11 are connected, and an output node NDO11 for the differential voltage signal Vout− whose amplitude is limited by the connection point is formed.
The drain of the PMOS transistor MP12 and the drain of the NMOS transistor NP12 are connected, and an output node NDO12 of the differential voltage signal Vout + whose amplitude is limited by the connection point is formed.
A resistance element R13 is connected between the output node NDO11 and the output node NDO12.
PMOSトランジスタMP11のゲートとNMOSトランジスタNP11のゲートがインバータINV4の出力に接続され、PMOSトランジスタMP12のゲートとNMOSトランジスタNP12のゲートがインバータINV3の出力に接続されている。
したがって、PMOSトランジスタMP11とNMOSトランジスタNP11は相補的にON,OFFする。
同様に、PMOSトランジスタMP12とNMOSトランジスタNP12は相補的にON,OFFする。
The gate of the PMOS transistor MP11 and the gate of the NMOS transistor NP11 are connected to the output of the inverter INV4, and the gate of the PMOS transistor MP12 and the gate of the NMOS transistor NP12 are connected to the output of the inverter INV3.
Therefore, the PMOS transistor MP11 and the NMOS transistor NP11 are turned on and off in a complementary manner.
Similarly, the PMOS transistor MP12 and the NMOS transistor NP12 are turned on and off in a complementary manner.
インバータINV3の出力がローレベルでインバータINV4の出力がハイレベルの場合、PMOSトランジスタMP12とNMOSトランジスタNP11がONする。また、PMOSトランジスタMP11とNMOSトランジスタNP12がOFFする。
したがって、この場合、電源電位VDD、抵抗素子R11、PMOSトランジスタMP12、出力ノードND012、NDO11、NMOSトランジスタNM11、抵抗素子R12、および接地電位GNDのラインが形成される。
これにより、抵抗素子R11,R12,R13により分圧され、各出力ノードND012、NDO11から振幅が制限された差動電圧信号Vin+、Vin−が出力される。
When the output of the inverter INV3 is low and the output of the inverter INV4 is high, the PMOS transistor MP12 and the NMOS transistor NP11 are turned on. Further, the PMOS transistor MP11 and the NMOS transistor NP12 are turned off.
Therefore, in this case, the power supply potential VDD, the resistance element R11, the PMOS transistor MP12, the output nodes ND012, NDO11, the NMOS transistor NM11, the resistance element R12, and the ground potential GND line are formed.
As a result, the voltage is divided by the resistance elements R11, R12, and R13, and the differential voltage signals Vin + and Vin− whose amplitudes are limited are output from the output nodes ND012 and NDO11.
インバータINV3の出力がハイレベルでインバータINV4の出力がローレベルの場合、PMOSトランジスタMP12とNMOSトランジスタNP11がOFFする。また、PMOSトランジスタMP11とNMOSトランジスタNP12がONする。
したがって、この場合、電源電位VDD、抵抗素子R11、PMOSトランジスタMP11、出力ノードND011、NDO12、NMOSトランジスタNM12、抵抗素子R12、および接地電位GNDのラインが形成される。
これにより、抵抗素子R11,R12,R13により分圧され、各出力ノードND012、NDO11から振幅が制限された差動電圧信号Vin+、Vin−が出力される。
When the output of the inverter INV3 is high and the output of the inverter INV4 is low, the PMOS transistor MP12 and the NMOS transistor NP11 are turned off. Further, the PMOS transistor MP11 and the NMOS transistor NP12 are turned on.
Therefore, in this case, the power supply potential VDD, the resistance element R11, the PMOS transistor MP11, the output nodes ND011, NDO12, the NMOS transistor NM12, the resistance element R12, and the ground potential GND line are formed.
As a result, the voltage is divided by the resistance elements R11, R12, and R13, and the differential voltage signals Vin + and Vin− whose amplitudes are limited are output from the output nodes ND012 and NDO11.
この場合、各出力ノードND012、NDO11は抵抗素子R13を挟んでいずれかが電源電位VDD側または接地電位GND側に入れ替わることから、各出力ノードND012、NDO11から振幅が制限された差動電圧信号Vin+、Vin−は相補的な値をとる。 In this case, either one of the output nodes ND012 and NDO11 is switched to the power supply potential VDD side or the ground potential GND side across the resistor element R13. Therefore, the differential voltage signal Vin + whose amplitude is limited from each output node ND012 and NDO11. Vin− takes a complementary value.
図19の回路によれば、飽和型差動対回路242での波形乱れを少なくすることが可能となる。
According to the circuit of FIG. 19, it is possible to reduce waveform disturbance in the saturation type
図20は、波形歪を抑えつつCMOSロジックで差動対を駆動する変換回路の他の構成例を示す図である。 FIG. 20 is a diagram illustrating another configuration example of a conversion circuit that drives a differential pair with CMOS logic while suppressing waveform distortion.
図20の変換回路270Bと図19の変換回路270Aとは、振幅制限回路273Bにフィードバック回路を適用したことが異なる。
20 is different from the
この振幅制限回路273Bは、図19の振幅制限回路273の抵抗素子R11、R12の代わりに電流源としてPMOSトランジスタMP13,NMOSトランジスタNP13を配置し、抵抗素子R13を抵抗素子R131,R132に分割してある。
PMOSトランジスタMP13のゲート電圧を制御するために、PMOSトランジスタMP14Tと抵抗素子R14が電源電位VDDと接地電位GNDとの間に直列に接続されている。そして、コンパレータ274で目標値VampTargetと抵抗素子R14の一端の電圧とを比較して、その出力でPMOSトランジスタMP13,MP14のゲート電圧が制御される。
また、NMOSトランジスタNP13のゲート電圧を制御するために、コンパレータ275が配置されている。
コンパレータ275で抵抗素子R131、R132の接続点の電圧と目標値VcomTargetを比較して、その出力でNMOSトランジスタNP13のゲート電圧が制御される。
In this
In order to control the gate voltage of the PMOS transistor MP13, the PMOS transistor MP14T and the resistor element R14 are connected in series between the power supply potential VDD and the ground potential GND. Then, the
Further, a
The
このように、振幅制限回路273Bにフィードバック回路を用いることにより、飽和型差動対回路242を駆動するために必要な最低限の電圧振幅に振幅制限回路の出力を保つことができる。
Thus, by using the feedback circuit for the
次に、上記構成による動作を説明する。 Next, the operation according to the above configuration will be described.
送信装置200側では、並列直列変換回路において、生成クロックに同期して、Nビット(bit)のパラレルデータがシリアルデータに変換され、ドライバ回路230に供給される。
ドライバ回路230は、デジタル信号を出力するソース結合対からなる差動出力回路240を含んで構成されている。
そして、差動出力回路240の対をなすトランジスタMP1,MP2を流れる電流の比が10:1より小さい一定値を超えないようにゲートへの入力振幅が制御されている。
これにより、ドライバ回路230は、信号波形を劣化させたり、タイミングマージンを減らしたりすることなしにEMIを低減させる。
そして、このシリアルデータがドライバ回路230により、伝送線路400に送出される。
On the transmitting device 200 side, in the parallel-serial conversion circuit, N-bit parallel data is converted into serial data in synchronization with the generated clock and supplied to the
The
The input amplitude to the gate is controlled so that the ratio of the currents flowing through the transistors MP1 and MP2 forming the pair of the
As a result, the
The serial data is sent to the
伝送線路400を伝送されたシリアルデータは、受信装置300側で受信される。
受信装置300においては、シリアルデータが、レシーバ回路310で受信される。
そして、受信したシリアルデータがクロック再生回路320および直列/並列変換回路330に供給される。
クロック再生回路320では、受信されたシリアルデータからクロック信号が抽出され、抽出した再生クロックCLKが直列/並列変換回路330に供給される。
そして、直列/並列変換回路330において、クロック再生回路320で再生されたクロックCLK同期してシリアルデータとして受信したデータがNビットのパラレルデータに変換される。
The serial data transmitted through the
In the receiving device 300, serial data is received by the
The received serial data is supplied to the
In the
Then, the serial /
以上説明した本実施形態によれば、ドライバ回路230は、デジタル信号を出力するエミッタ結合もしくはソース結合対からなる差動出力回路を含んで構成される。そして、差動出力回路の対をなすトランジスタMP1、MP2を流れる電流の比が10:1より小さい一定値を超えないようにベースもしくはゲートへの入力振幅が制御されている。
また、ドライバ回路230は、差動出力回路の出力振幅を安定させるために、コントロール回路250,250Aに相似のレプリカ回路を用いて、差動出力回路の駆動電流を制御するように構成されている。
したがって、本実施形態によれば、信号波形を劣化させたり、タイミングマージンを減らしたりすることなしにEMIを低減することができ、信号の安定した送信動作を実現できる。
According to the present embodiment described above, the
The
Therefore, according to this embodiment, EMI can be reduced without degrading the signal waveform or reducing the timing margin, and a stable signal transmission operation can be realized.
なお、本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。 The embodiment of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.
100・・・通信装置、200・・・送信装置、210・・・送信クロック生成回路、220・・・並列/直列変換回路、230,230A〜230E・・・ドライバ回路、240・・・差動出力回路、241,241A・・・非飽和型差動対回路、242・・・飽和型差動対回路、250,250A,260・・・コントロール回路、300・・・受信装置、310・・・レシーバ回路、320・・・クロック再生回路、330・・・直列/並列変換回路。
DESCRIPTION OF
Claims (10)
上記ドライバ回路は、
トランジスタの差動対の差動出力回路を含み、当該差動対のトランジスタのオン、オフのスイッチング動作により差動デジタル信号を差動出力信号として出力する少なくとも一つの非飽和型差動対回路を有し、
上記非飽和型差動対回路は、
対をなす上記トランジスタの制御端子への入力信号振幅が、上記スイッチング動作時にオフ側のトランジスタに電流が流れる非飽和駆動されるように制御されている
送信装置。 It has a driver circuit that sends serial data to the transmission line,
The driver circuit
A differential output circuit of a differential pair of transistors, and at least one non-saturated differential pair circuit that outputs a differential digital signal as a differential output signal by an on / off switching operation of the transistors of the differential pair Have
The non-saturated differential pair circuit is
A transmission device in which an amplitude of an input signal to a control terminal of the paired transistors is controlled to be driven in a non-saturated manner in which a current flows through an off-side transistor during the switching operation.
対をなす上記トランジスタを流れる電流の比が10:1より小さい一定値を超えないように上記制御端子への入力振幅が制御されている
請求項1記載の送信装置。 The non-saturated differential pair circuit is
The transmission apparatus according to claim 1, wherein an input amplitude to the control terminal is controlled so that a ratio of currents flowing through the paired transistors does not exceed a constant value smaller than 10: 1.
第1のコントロール回路を有し、
上記差動出力回路は、
上記差動対を形成するトランジスタ同士の接続点に接続され、電流制御信号により電流が制御可能な電流源を含み、
上記第1のコントロール回路は、
上記非飽和型差動対回路の上記差動出力回路のレプリカ回路を少なくとも一つ含み、当該レプリカ回路の出力信号に応じて上記差動出力回路の電流源の駆動電流を制御するように上記電流制御信号を上記電流源に供給する
請求項1または2記載の送信装置。 The driver circuit
Having a first control circuit;
The differential output circuit is
A current source connected to a connection point between the transistors forming the differential pair, the current of which can be controlled by a current control signal;
The first control circuit includes:
Including at least one replica circuit of the differential output circuit of the non-saturated differential pair circuit, and controlling the driving current of a current source of the differential output circuit according to an output signal of the replica circuit; The transmission device according to claim 1, wherein a control signal is supplied to the current source.
差動電圧信号の両信号を出力するようにバイアスされており、
上記第1のコントロール回路は、
上記差動電圧信号の両信号の中間電圧と中間目標値との比較結果に応じた上記電流制御信号を出力する
請求項3記載の送信装置。 The replica circuit is
Biased to output both differential voltage signals,
The first control circuit includes:
The transmission device according to claim 3, wherein the current control signal is output in accordance with a comparison result between an intermediate voltage of both signals of the differential voltage signal and an intermediate target value.
上記非飽和型差動対回路の入力側に配置され、トランジスタの差動対の差動出力回路を有し、上記スイッチング動作時にオフ側のトランジスタに電流が流れない飽和駆動される飽和型差動対回路と、
上記飽和型差動対回路を制御する第2のコントロール回路と、を含み、
上記飽和型差動対回路は、
上記差動対を形成するトランジスタ同士の接続点に接続され、電流制御信号により電流が制御可能な電流源を含み、
上記非飽和型差動対回路に対して、入力信号振幅が上記スイッチング動作時にオフ側のトランジスタに電流が流れる非飽和駆動されるように制御された差動信号を供給し、
上記第2のコントロール回路は、
上記飽和型差動対回路の上記差動出力回路のレプリカ回路を少なくとも一つ含み、当該レプリカ回路の出力信号に応じて上記差動出力回路の電流源の駆動電流を制御するように上記電流制御信号を上記電流源に供給し、
上記第1のコントロール回路の上記レプリカ回路は、
差動電圧信号の両信号を出力するようにバイアスされており、
上記第1のコントロール回路は、
上記差動電圧信号の両信号の中間電圧と中間目標値との比較結果に応じた上記電流制御信号を出力し、
上記差動電圧信号の一方の信号と要求目標値との比較結果に応じて要求信号を上記第2のコントロール回路に出力し、
上記第2のコントロール回路は、
上記レプリカ回路の差動電圧信号の一方の信号と上記第1のコントロール回路による上記要求信号との比較結果に応じた上記電流制御信号を出力する
請求項3記載の送信装置。 The driver circuit
Saturated differential that is arranged on the input side of the non-saturated differential pair circuit, has a differential output circuit of a differential pair of transistors, and is saturated so that no current flows through the off-side transistor during the switching operation. A counter circuit,
A second control circuit for controlling the saturated differential pair circuit,
The saturated differential pair circuit is
A current source connected to a connection point between the transistors forming the differential pair, the current of which can be controlled by a current control signal;
A differential signal that is controlled so as to be driven in a non-saturated manner in which a current flows through an off-side transistor during the switching operation is supplied to the non-saturated differential pair circuit,
The second control circuit is
The current control includes at least one replica circuit of the differential output circuit of the saturated differential pair circuit, and controls a drive current of a current source of the differential output circuit according to an output signal of the replica circuit Supply a signal to the current source,
The replica circuit of the first control circuit is:
Biased to output both differential voltage signals,
The first control circuit includes:
Output the current control signal according to the comparison result between the intermediate voltage of both signals of the differential voltage signal and the intermediate target value,
Outputting a request signal to the second control circuit in accordance with a comparison result between one signal of the differential voltage signal and the required target value;
The second control circuit is
The transmission device according to claim 3, wherein the current control signal corresponding to a comparison result between one signal of the differential voltage signal of the replica circuit and the request signal by the first control circuit is output.
上記非飽和型差動対回路の入力側に配置され、トランジスタの差動対の差動出力回路を有し、上記スイッチング動作時にオフ側のトランジスタに電流が流れない飽和駆動される飽和型差動対回路と、
上記飽和型差動対回路を制御する第2のコントロール回路と、を含み、
上記飽和型差動対回路は、
上記差動対を形成するトランジスタ同士の接続点に接続され、電流制御信号により電流が制御可能な電流源を含み、
上記非飽和型差動対回路に対して、入力信号振幅が上記スイッチング動作時にオフ側のトランジスタに電流が流れる非飽和駆動されるように制御された差動信号を供給し、
上記第2のコントロール回路は、
上記飽和型差動対回路の上記差動出力回路のレプリカ回路を少なくとも一つ含み、当該レプリカ回路の出力信号に応じて上記差動出力回路の電流源の駆動電流を制御するように上記電流制御信号を上記電流源に供給し、
上記第1のコントロール回路は、
差動電圧信号の両信号を出力するようにバイアスされた第1のレプリカ回路と、
差動電圧信号の両信号を加算した加算信号を出力するようにバイアスされた第2のレプリカ回路と、を含み、
上記第1のコントロール回路は、
上記第2のレプリカ回路の出力加算信号と加算目標値との比較結果に応じた上記電流制御信号を出力し、
上記第1のレプリカ回路の一方の信号と要求目標値との比較結果に応じて要求信号を上記第2のコントロール回路に出力し、
上記第2のコントロール回路は、
上記レプリカ回路の差動電圧信号の一方の信号と上記第1のコントロール回路による上記要求信号との比較結果に応じた上記電流制御信号を出力する
請求項3記載の送信装置。 The driver circuit
Saturated differential that is arranged on the input side of the non-saturated differential pair circuit, has a differential output circuit of a differential pair of transistors, and is saturated so that no current flows through the off-side transistor during the switching operation. A counter circuit,
A second control circuit for controlling the saturated differential pair circuit,
The saturated differential pair circuit is
A current source connected to a connection point between the transistors forming the differential pair, the current of which can be controlled by a current control signal;
A differential signal that is controlled so as to be driven in a non-saturated manner in which a current flows through an off-side transistor during the switching operation is supplied to the non-saturated differential pair circuit,
The second control circuit is
The current control includes at least one replica circuit of the differential output circuit of the saturated differential pair circuit, and controls a drive current of a current source of the differential output circuit according to an output signal of the replica circuit Supply a signal to the current source,
The first control circuit includes:
A first replica circuit biased to output both signals of the differential voltage signal;
A second replica circuit biased to output an added signal obtained by adding both signals of the differential voltage signal,
The first control circuit includes:
Outputting the current control signal according to the comparison result between the output addition signal of the second replica circuit and the addition target value;
A request signal is output to the second control circuit according to a comparison result between one signal of the first replica circuit and the required target value,
The second control circuit is
The transmission device according to claim 3, wherein the current control signal corresponding to a comparison result between one signal of the differential voltage signal of the replica circuit and the request signal by the first control circuit is output.
上記第1の非飽和型差動対回路の入力側に配置され、上記第1の非飽和型差動対回路に対して、入力信号振幅が上記スイッチング動作時にオフ側のトランジスタに電流が流れる非飽和駆動されるように制御された差動信号を供給する第2の非飽和型差動対回路と、
上記第2の非飽和型差動対回路の入力側に配置され、トランジスタの差動対の差動出力回路を有し、上記スイッチング動作時にオフ側のトランジスタに電流が流れない飽和駆動され、上記第2の非飽和型差動対回路に対して、入力信号振幅が上記スイッチング動作時にオフ側のトランジスタに電流が流れる非飽和駆動されるように制御された差動信号を供給する飽和型差動対回路と、
上記第1の非飽和型差動対回路の電流を制御する第1のコントロール回路と、
上記第2の非飽和型差動対回路の電流を制御する第2のコントロール回路と、
上記飽和型差動対回路の電流を制御する第3のコントロール回路と、を有し、
上記第1および第2の非飽和型差動対回路、並びに、上記飽和型差動対回路は、
上記差動対を形成するトランジスタ同士の接続点に接続され、電流制御信号により電流が制御可能な電流源を含み、
上記第1のコントロール回路は、
上記第1の非飽和型差動対回路の上記差動出力回路のレプリカ回路を少なくとも一つ含み、
上記レプリカ回路は、
差動電圧信号の両信号を出力するようにバイアスされており、
上記第1のコントロール回路は、
上記差動電圧信号の両信号の中間電圧と中間目標値との比較結果に応じた上記電流制御信号を出力し、
上記差動電圧信号の一方の信号と要求目標値との比較結果に応じて要求信号を上記第2のコントロール回路に出力し、
上記第2のコントロール回路は、
上記第2の非飽和型差動対回路の上記差動出力回路の第1および第2のレプリカ回路を含み、
上記第1のレプリカ回路は、
差動電圧信号の両信号を出力するようにバイアスされ、
上記第2のレプリカ回路は、
差動電圧信号の両信号を加算した加算信号を出力するようにバイアスされ、
上記第2のコントロール回路は、
上記第2のレプリカ回路の出力加算信号と加算目標値との比較結果に応じた上記電流制御信号を出力し、
上記第1のレプリカ回路の一方の信号と要求目標値との比較結果に応じて要求信号を上記第3のコントロール回路に出力し、
上記第3のコントロール回路は、
上記飽和型差動対回路の上記差動出力回路のレプリカ回路を含み、
上記レプリカ回路の差動電圧信号の一方の信号と上記第2のコントロール回路による上記要求信号との比較結果に応じた上記電流制御信号を出力する
請求項3記載の送信装置。 A first unsaturated differential pair circuit disposed on the output side of the transmission line;
The first non-saturation type differential pair circuit is arranged on the input side, and the input signal amplitude of the first non-saturation type differential pair circuit is non-flowing through the off-side transistor during the switching operation. A second non-saturated differential pair circuit for supplying a differential signal controlled to be driven in saturation;
The second non-saturation type differential pair circuit is disposed on the input side, has a differential output circuit of a transistor differential pair, and is saturation driven so that no current flows in the off-side transistor during the switching operation. A saturated differential that supplies a differential signal that is controlled so as to be driven in a non-saturated manner in which a current flows through an off-side transistor during the switching operation to the second non-saturated differential pair circuit. A counter circuit,
A first control circuit for controlling a current of the first non-saturated differential pair circuit;
A second control circuit for controlling a current of the second non-saturated differential pair circuit;
A third control circuit for controlling the current of the saturation type differential pair circuit,
The first and second non-saturated differential pair circuits, and the saturated differential pair circuit,
A current source connected to a connection point between the transistors forming the differential pair, the current of which can be controlled by a current control signal;
The first control circuit includes:
Including at least one replica circuit of the differential output circuit of the first unsaturated differential pair circuit;
The replica circuit is
Biased to output both differential voltage signals,
The first control circuit includes:
Output the current control signal according to the comparison result between the intermediate voltage of both signals of the differential voltage signal and the intermediate target value,
Outputting a request signal to the second control circuit in accordance with a comparison result between one signal of the differential voltage signal and the required target value;
The second control circuit is
Including first and second replica circuits of the differential output circuit of the second non-saturated differential pair circuit;
The first replica circuit includes:
Biased to output both differential voltage signals,
The second replica circuit includes:
Biased to output an added signal that adds both signals of the differential voltage signal,
The second control circuit is
Outputting the current control signal according to the comparison result between the output addition signal of the second replica circuit and the addition target value;
A request signal is output to the third control circuit according to a comparison result between one signal of the first replica circuit and the required target value,
The third control circuit is
Including a replica circuit of the differential output circuit of the saturated differential pair circuit;
The transmitting apparatus according to claim 3, wherein the current control signal is output in accordance with a comparison result between one signal of the differential voltage signal of the replica circuit and the request signal by the second control circuit.
上記非飽和型差動対回路の入力側に配置され、上記スイッチング動作時にオフ側のトランジスタに電流が流れない飽和駆動される飽和型差動対回路と、
上記飽和型差動対回路の入力側にロジックから上記飽和型差動対回路を駆動するために、差動対駆動信号に変換する変換回路と、を有し、
上記飽和型差動対回路は、
上記非飽和型差動対回路に対して、入力信号振幅が上記スイッチング動作時にオフ側のトランジスタに電流が流れる非飽和駆動されるように制御された差動信号を供給し、
上記変換回路は、
上記上記飽和型差動対回路の差動対を駆動する駆動信号の振幅を制限する振幅制限回路を含む
請求項1または2記載の送信装置。 The driver circuit
A saturated differential pair circuit that is arranged on the input side of the non-saturated differential pair circuit and is driven to be saturated so that no current flows in the off-side transistor during the switching operation;
A conversion circuit for converting to a differential pair drive signal in order to drive the saturated differential pair circuit from logic on the input side of the saturated differential pair circuit;
The saturated differential pair circuit is
A differential signal that is controlled so as to be driven in a non-saturated manner in which a current flows through an off-side transistor during the switching operation is supplied to the non-saturated differential pair circuit,
The conversion circuit is
The transmission device according to claim 1, further comprising an amplitude limiting circuit that limits an amplitude of a drive signal that drives the differential pair of the saturation type differential pair circuit.
上記変換回路は、
上記上記飽和型差動対回路の差動対を駆動する駆動信号の振幅を制限する振幅制限回路を含む
請求項5から8のいずれか一に記載の送信装置。 In order to drive the saturation type differential pair circuit from logic on the input side of the saturation type differential pair circuit, a conversion circuit for converting into a differential pair drive signal is provided.
The conversion circuit is
The transmission device according to claim 5, further comprising an amplitude limiting circuit that limits an amplitude of a drive signal that drives a differential pair of the saturation type differential pair circuit.
送信装置と、
上記送信装置から上記伝送線路に送出された差動デジタル信号を受信する受信装置と、を有し、
上記送信装置は、
シリアルデータを伝送線路に送出するドライバ回路を有し、
上記ドライバ回路は、
トランジスタの差動対の差動出力回路を含み、当該差動対のトランジスタのオン、オフのスイッチング動作により差動デジタル信号を差動出力信号として出力する少なくとも一つの非飽和型差動対回路を有し、
上記非飽和型差動対回路は、
対をなす上記トランジスタの制御端子への入力信号振幅が、上記スイッチング動作時にオフ側のトランジスタに電流が流れる非飽和駆動されるように制御されている
通信装置。 A transmission line;
A transmitting device;
A receiver for receiving a differential digital signal sent from the transmitter to the transmission line, and
The transmitter is
It has a driver circuit that sends serial data to the transmission line,
The driver circuit
A differential output circuit of a differential pair of transistors, and at least one non-saturated differential pair circuit that outputs a differential digital signal as a differential output signal by an on / off switching operation of the transistors of the differential pair Have
The non-saturated differential pair circuit is
A communication device in which an amplitude of an input signal to a control terminal of the paired transistors is controlled so as to be driven in a non-saturated manner in which a current flows through an off-side transistor during the switching operation.
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