JP2009194600A - Detection circuit - Google Patents

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Daijiro Sumino
大二郎 角野
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a detection circuit which can reduce variations in thresholds in respective samples due to a process fluctuation or the like, can perform a high-speed operation and performs input detection and/or disconnection detection. <P>SOLUTION: A first detecting receiver 2 is configured with a differential amplifier circuit in which a pair of serial data signals is input to corresponding input ports, a second detecting receiver 3 is configured with a differential amplifier circuit in which a pair of serial data signals is input to corresponding input ports, and a reference receiver 7 is configured with a differential amplifier circuit in which offset is respectively added to respective reference voltage Vrp and Vrm input to corresponding input ports and is output. Each of the differential amplifier circuits of the first detecting receiver 2, the second detecting receiver 3 and the reference receiver 7 has a pair of input transistors configured with MOS transistors in which the respective serial data signals are correspondingly input to gates, voltage differences are provided in substrate gates of the respective input transistors, and offsets are respectively provided. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、USB等を使用した高速シリアル通信システムに使用するシリアルデータ信号が入力されたか否かの入力検出、及び/又はケーブル等の伝送媒体が接続されているか否かの切断検出を行う検出回路に関する。   The present invention detects whether a serial data signal used for a high-speed serial communication system using USB or the like has been input and / or detects whether a transmission medium such as a cable is connected or not. Regarding the circuit.

近年、製品のインタフェースが高速化され高速シリアル通信を使用したシステムの開発が進んでおり、例えばこのような高速シリアル通信としてUSBを使用したものがあった。USBの規格としてはUSB1.1規格があったが、該規格よりも高速な480Mbpsの通信速度を得ることができるUSB2.0規格を使用したシステムの開発が進んでいる。このようなシステムでデータを受信する場合、伝送媒体の接続の有無及び受信データの有無を信号の振幅レベルの値で判定するようにしていた。   In recent years, product interfaces have been speeded up and systems using high-speed serial communication have been developed. For example, such high-speed serial communication uses USB. As a USB standard, there was the USB 1.1 standard, but development of a system using the USB 2.0 standard capable of obtaining a communication speed of 480 Mbps, which is faster than the standard, is in progress. When receiving data with such a system, the presence / absence of connection of the transmission medium and the presence / absence of received data are determined by the value of the amplitude level of the signal.

図6は、USB2.0規格に準拠した切断検出回路の従来例を示した図である。
図6の切断検出回路120は、シリアル伝送線路DP及びDMから伝送された、相反する信号レベルを有する1対のシリアルデータ信号を受信し、該シリアルデータ信号の振幅レベルによってケーブル等の伝送媒体が接続されているか否かの検出を行う切断検出用レシーバ117及び118を備えていた。切断検出用レシーバ117及び118には、受信した差動信号の振幅レベルが所定の値よりも大きくなったときのみ動作するようにしきい値にオフセットが設けられていた。更に、切断検出回路120は、切断検出用レシーバ117及び118の各出力信号OUTa及びOUTbを積分して出力する積分回路114と、積分回路114の出力信号を波形整形して出力するシュミット回路115を備えている。
FIG. 6 is a diagram showing a conventional example of a disconnection detection circuit compliant with the USB 2.0 standard.
The disconnection detection circuit 120 in FIG. 6 receives a pair of serial data signals transmitted from the serial transmission lines DP and DM and having opposite signal levels, and a transmission medium such as a cable is determined depending on the amplitude level of the serial data signals. Disconnection detection receivers 117 and 118 for detecting whether or not they are connected are provided. The cutoff detection receivers 117 and 118 are provided with an offset in the threshold value so as to operate only when the amplitude level of the received differential signal is larger than a predetermined value. Further, the disconnection detection circuit 120 includes an integration circuit 114 that integrates and outputs the output signals OUTa and OUTb of the disconnection detection receivers 117 and 118, and a Schmitt circuit 115 that shapes and outputs the output signal of the integration circuit 114. I have.

図7は、図6の各部の信号の例を示したタイミングチャートである。
切断検出用レシーバ117及び118は、それぞれしきい値にオフセットが設けられたレシーバをなし、シリアル伝送線路DP及びDMからしきい値VHSDISCよりも大きい振幅レベルのシリアルデータ信号を受信すると、該受信したシリアルデータ信号に応じたパルス信号をそれぞれ生成して出力信号OUTa及びOUTbとして出力する。一方、シリアル伝送線路DP及びDMからしきい値VHSDISCよりも小さい振幅レベルのシリアルデータ信号を受信しても、切断検出用レシーバ117及び118はそれぞれ反応せず、出力信号OUTa及びOUTbはそれぞれロー(Low)レベルのままである。
FIG. 7 is a timing chart showing an example of signals of the respective units in FIG.
The disconnection detection receivers 117 and 118 are respectively receivers with offsets provided in the threshold values. When serial data signals having an amplitude level larger than the threshold value VHSDISC are received from the serial transmission lines DP and DM, the disconnection detection receivers 117 and 118 are received. Pulse signals corresponding to the serial data signal are generated and output as output signals OUTa and OUTb. On the other hand, even if serial data signals having an amplitude level smaller than the threshold value VHSDISC are received from the serial transmission lines DP and DM, the disconnection detection receivers 117 and 118 do not react, and the output signals OUTa and OUTb are low ( Low) level.

出力信号OUTa及びOUTbは、積分回路114で積分された後、シュミット回路115で波形整形されて2値の切断検出信号HSDISCONとして出力される。すなわち、切断検出回路120は、入力されたシリアルデータ信号の振幅レベルの違いによってケーブル等の伝送媒体が接続されているか否かの検出を行う。
図8は、図6の切断検出用レシーバ117の回路例を示した図である。
図8の切断検出用レシーバ117では、Pチャネル型MOSトランジスタ(以下、PMOSトランジスタと呼ぶ)である入力トランジスタ121及び122は、同じサイズのPMOSトランジスタであって差動対をなしている。入力トランジスタ121とNチャネル型MOSトランジスタ(以下、NMOSトランジスタと呼ぶ)123との接続部に、定電流i104がPMOSトランジスタ126によって加えられて、しきい値にオフセットが設けられている。なお、PMOSトランジスタ126のゲートにはオフセット制御信号offcntが入力されている。
The output signals OUTa and OUTb are integrated by the integration circuit 114, then subjected to waveform shaping by the Schmitt circuit 115 and output as a binary disconnection detection signal HDISCON. That is, the disconnection detection circuit 120 detects whether or not a transmission medium such as a cable is connected based on the difference in the amplitude level of the input serial data signal.
FIG. 8 is a diagram illustrating a circuit example of the disconnection detection receiver 117 of FIG.
In the disconnection detection receiver 117 of FIG. 8, the input transistors 121 and 122 which are P-channel MOS transistors (hereinafter referred to as PMOS transistors) are PMOS transistors of the same size and form a differential pair. A constant current i104 is applied by a PMOS transistor 126 to a connection portion between the input transistor 121 and an N-channel MOS transistor (hereinafter referred to as an NMOS transistor) 123, and an offset is provided in the threshold value. Note that an offset control signal offcnt is input to the gate of the PMOS transistor 126.

図8の切断検出用レシーバ117において、PMOSトランジスタ121のゲートは、非反転入力端をなしてシリアル伝送線路DPが接続され、PMOSトランジスタ122のゲートは、反転入力端をなしてシリアル伝送線路DMが接続されている。PMOSトランジスタ122とNMOSトランジスタ124の接続部から出力信号OUTaが出力される。図示していないが、切断検出用レシーバ118における切断検出用レシーバ117との相違点は、PMOSトランジスタ121のゲートにシリアル伝送線路DMが接続され、PMOSトランジスタ122のゲートにシリアル伝送線路DPが接続されていることのみであり、回路構成は切断検出用レシーバ117と同じである。   In the disconnection detection receiver 117 of FIG. 8, the gate of the PMOS transistor 121 forms a non-inverting input terminal and is connected to the serial transmission line DP, and the gate of the PMOS transistor 122 forms an inverting input terminal and the serial transmission line DM is connected to the serial transmission line DM. It is connected. An output signal OUTa is output from a connection portion between the PMOS transistor 122 and the NMOS transistor 124. Although not shown, the disconnection detection receiver 118 is different from the disconnection detection receiver 117 in that the serial transmission line DM is connected to the gate of the PMOS transistor 121, and the serial transmission line DP is connected to the gate of the PMOS transistor 122. The circuit configuration is the same as that of the disconnection detection receiver 117.

図9は、図6のリファレンスレシーバ119の回路例を示した図である。なお、図9では、図8と同じもの又は同様のものは同じ符号で示している。
図9のリファレンスレシーバ119は、出力が1対の出力電圧VoaとVobであることと、PMOSトランジスタ121のゲートとPMOSトランジスタ122のゲートにそれぞれ異なる所定のオフセット電圧VrpとVrmが対応して入力されていること以外は図8の切断検出用レシーバ117と同じ回路構成をなしている。
FIG. 9 is a diagram illustrating a circuit example of the reference receiver 119 of FIG. In FIG. 9, the same or similar parts as those in FIG. 8 are denoted by the same reference numerals.
In the reference receiver 119 of FIG. 9, the output is a pair of output voltages Voa and Vob, and different predetermined offset voltages Vrp and Vrm are respectively input to the gate of the PMOS transistor 121 and the gate of the PMOS transistor 122. Except for this, it has the same circuit configuration as the disconnection detection receiver 117 of FIG.

オフセット電圧生成回路111から出力される異なる所定のオフセット電圧VrpとVrmが入力されたリファレンスレシーバ119の1対の出力電圧VoaとVobが同じ電圧になるように、オペアンプ113を用いてオフセット制御信号offcntを調整し、リファレンスレシーバ119の差動増幅回路部127に対するオフセット調整をオフセット制御回路部128に行わせると共に、リファレンスレシーバ119に対して行わせるオフセット調整と同じオフセット調整を切断検出用レシーバ117と118に対してもそれぞれ行わせて、切断検出用レシーバ117と118のオフセットが一定になるようにしている。
このように、従来ではオフセット用の電流量を、プロセス、温度等に応じてフィードバックして調整することにより、しきい値のばらつきを低減し精度の高い切断検出回路を得ることを目的としていた。
The offset control signal offcnt is used by using the operational amplifier 113 so that the pair of output voltages Voa and Vob of the reference receiver 119 to which different predetermined offset voltages Vrp and Vrm output from the offset voltage generation circuit 111 are input are the same voltage. The offset control circuit 128 performs offset adjustment on the differential amplifier circuit 127 of the reference receiver 119, and the same offset adjustment as the offset adjustment performed on the reference receiver 119 is performed on the disconnection detection receivers 117 and 118. The offsets of the cutting detection receivers 117 and 118 are made constant.
As described above, conventionally, the offset current amount is fed back and adjusted in accordance with the process, temperature, and the like, thereby reducing the variation in threshold value and obtaining a highly accurate disconnection detection circuit.

なお、本発明とは異なるが、差動信号のシリアルデータの信号が入力される第1及び第2の各トランジスタからなる差動回路と、オフセット信号が入力される第3及び第4の各トランジスタからなる差動回路を設けると共に、第1のトランジスタのドレインと第3のトランジスタのドレインとの接続点の電圧と、第2のトランジスタのドレインと第4のトランジスタのドレインとの接続点の電圧とを比較するコンパレータが設けられ、該コンパレータは、シリアルデータ信号が与えられていないときには出力レベルが一定となり、シリアルデータ信号が与えられると、入力データに応じてレベルが変化するような出力が得られるシリアルデータ信号の検出回路があった(例えば、特許文献1参照。)。
特開2001−102878号公報
Although different from the present invention, a differential circuit composed of first and second transistors to which serial data signals of differential signals are input, and third and fourth transistors to which offset signals are input. And a voltage at a connection point between the drain of the first transistor and the drain of the third transistor, and a voltage at a connection point between the drain of the second transistor and the drain of the fourth transistor, Is provided. When the serial data signal is not applied, the output level is constant. When the serial data signal is applied, an output whose level changes according to the input data is obtained. There was a serial data signal detection circuit (see, for example, Patent Document 1).
JP 2001-102878 A

しかし、図9のような構成ではリファレンスレシーバ119に設けられたしきい値のオフセットが大きい場合に、入力トランジスタ121と122の各ゲート電圧の差が大きくなり、入力トランジスタ121と122に流れる電流i108とi109の差が非常に大きくなる。このため、PMOSトランジスタ126によって加えられるオフセット電流i104が大きくなり、オフセット電流i104が差動増幅回路部127のPMOSトランジスタ125を流れるテール電流(バイアス電流)i107に相当する電流量になってしまう。   However, in the configuration as shown in FIG. 9, when the threshold offset provided in the reference receiver 119 is large, the difference between the gate voltages of the input transistors 121 and 122 becomes large, and the current i108 flowing through the input transistors 121 and 122 becomes large. And i109 become very large. For this reason, the offset current i104 applied by the PMOS transistor 126 increases, and the offset current i104 has a current amount corresponding to the tail current (bias current) i107 flowing through the PMOS transistor 125 of the differential amplifier circuit unit 127.

このような状況下で、トランジスタのサイズやしきい値電圧がプロセス変動によってばらつくと、リファレンスレシーバ119と切断検出用レシーバ117,118との間でオフセット電流i104が大きく異なってしまい、しきい値のオフセットがばらついてしまうという問題があった。具体的には、図8で示した切断検出用レシーバ117において、オフセット電流i104がばらついてテール電流i107よりも大きくなり、PMOSトランジスタ122を流れる電流i106よりも大きくなると、シリアル伝送線路DP及びDMに大きな振幅のシリアルデータが入力されても、出力信号OUTaはローレベルのまま一定となり切断検出ができなくなるという問題があった。   Under these circumstances, if the transistor size and threshold voltage vary due to process variations, the offset current i104 differs greatly between the reference receiver 119 and the disconnection detection receivers 117 and 118, and the threshold value There was a problem that offsets varied. Specifically, in the disconnection detection receiver 117 shown in FIG. 8, when the offset current i104 varies and becomes larger than the tail current i107 and becomes larger than the current i106 flowing through the PMOS transistor 122, the serial transmission lines DP and DM are connected. Even when serial data having a large amplitude is input, there is a problem that the output signal OUTa remains constant at a low level and disconnection cannot be detected.

実際に、USB2.0規格において、切断検出回路のしきい値のオフセットはシリアルデータ検出回路の場合と比較すると5倍程度と非常に大きいため、このような問題が発生する可能性があった。オフセットのばらつきを小さくするためには、各入力トランジスタのゲート面積を大きくする方法が考えられるが、このようにすると切断検出用レシーバ117及び118の動作スピードが低下するという問題が発生すると共に、抑えることができるオフセットのばらつき範囲にも限界があった。   Actually, in the USB 2.0 standard, since the threshold value offset of the disconnection detection circuit is as large as about five times that of the serial data detection circuit, such a problem may occur. In order to reduce the variation in offset, a method of increasing the gate area of each input transistor is conceivable. However, this causes a problem that the operation speed of the disconnection detection receivers 117 and 118 is lowered and is suppressed. There is also a limit to the range of offset variation that can be performed.

本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、しきい値のオフセットを差動増幅回路における入力トランジスタの基板バイアスの差によって調整することにより、プロセス変動等によるサンプルごとのしきい値のばらつきを低減させることができ、高速動作を行うことができるUSB規格等に準拠した、高速シリアル通信システムに使用するシリアルデータ信号が入力されたか否かの入力検出、及び/又はケーブル等の伝送媒体が接続されているか否かの切断検出を行う検出回路を得ることを目的とする。   The present invention has been made to solve such a problem, and by adjusting the threshold offset by the difference in substrate bias of the input transistor in the differential amplifier circuit, it is possible to obtain a sample-by-sample variation due to process variation or the like. Input detection of whether or not a serial data signal used for a high-speed serial communication system conforming to the USB standard or the like that can reduce threshold variation and perform high-speed operation, and / or cable An object of the present invention is to obtain a detection circuit that detects disconnection of whether or not a transmission medium such as the above is connected.

この発明に係る検出回路は、相反する信号レベルを有する1対のシリアルデータ信号が入力されたか否かの入力検出、及び/又は該1対のシリアルデータ信号が伝送されるケーブル等の伝送媒体が接続されているか否かの切断検出を行う検出回路において、
前記1対のシリアルデータ信号が対応する入力端にそれぞれ入力される差動増幅回路で構成された第1検出用レシーバ回路部と、
前記1対のシリアルデータ信号が対応する入力端にそれぞれ入力される差動増幅回路で構成された第2検出用レシーバ回路部と、
前記第1検出用レシーバ回路部及び前記第2検出用レシーバ回路部の各出力信号から所定の方法で前記入力検出及び/又は前記切断検出を行う検出回路部と、
を備え、
前記第1検出用レシーバ回路部及び前記第2検出用レシーバ回路部の各差動増幅回路は、前記各シリアルデータ信号が対応してゲートに入力されるMOSトランジスタからなる1対の第1入力トランジスタを有し、該各第1入力トランジスタのサブストレートゲートに電圧差を設けることによりそれぞれオフセットが設けられるものである。
In the detection circuit according to the present invention, an input detection as to whether or not a pair of serial data signals having opposite signal levels has been input and / or a transmission medium such as a cable through which the pair of serial data signals are transmitted is provided. In a detection circuit that detects disconnection of whether or not connected,
A first detection receiver circuit unit configured by a differential amplifier circuit to which the pair of serial data signals are respectively input to corresponding input terminals;
A second detection receiver circuit unit configured by a differential amplifier circuit to which the pair of serial data signals are respectively input to corresponding input terminals;
A detection circuit unit that performs the input detection and / or the disconnection detection by a predetermined method from each output signal of the first detection receiver circuit unit and the second detection receiver circuit unit;
With
Each differential amplifier circuit of the first detection receiver circuit unit and the second detection receiver circuit unit includes a pair of first input transistors each including a MOS transistor to which the serial data signal is input to the gate correspondingly. And an offset is provided by providing a voltage difference between the substrate gates of the first input transistors.

具体的には、前記第1検出用レシーバ回路部及び前記第2検出用レシーバ回路部の各差動増幅回路は、
前記各第1入力トランジスタの負荷をなす第1負荷回路部と、
前記各第1入力トランジスタに第1バイアス電流を供給する第1バイアス電流供給回路部と、
をそれぞれ備え、
前記各第1入力トランジスタのそれぞれのサブストレートゲートは、前記第1バイアス電流供給回路部の入力端と出力端に対応して接続されるようにした。
Specifically, each differential amplifier circuit of the first detection receiver circuit unit and the second detection receiver circuit unit is:
A first load circuit section that forms a load on each of the first input transistors;
A first bias current supply circuit for supplying a first bias current to each of the first input transistors;
Each with
Each substrate gate of each of the first input transistors is connected to correspond to an input terminal and an output terminal of the first bias current supply circuit unit.

また、対応する入力端に入力された各所定の電圧にそれぞれオフセットを加えて出力する差動増幅回路で構成されたリファレンスレシーバ回路部と、
該リファレンスレシーバ回路部から出力された各出力電圧の電圧比較を行い、該比較結果に応じたオフセット制御信号を生成し出力するオフセット制御信号生成回路部と、
を備え、
前記第1バイアス電流供給回路部は、前記オフセット制御信号に応じた前記第1バイアス電流を生成するようにした。
In addition, a reference receiver circuit unit configured by a differential amplifier circuit that outputs each predetermined voltage input to the corresponding input terminal by adding an offset, and
An offset control signal generation circuit unit that compares each output voltage output from the reference receiver circuit unit, generates an offset control signal according to the comparison result, and outputs the offset control signal;
With
The first bias current supply circuit unit generates the first bias current according to the offset control signal.

この場合、前記リファレンスレシーバ回路部の差動増幅回路は、前記各所定の電圧が対応してゲートに入力されるMOSトランジスタからなる1対の第2入力トランジスタを有し、該各第2入力トランジスタのサブストレートゲートに電圧差を設けることによりそれぞれオフセットが設けられるようにした。   In this case, the differential amplifier circuit of the reference receiver circuit unit has a pair of second input transistors each composed of a MOS transistor to which each predetermined voltage is input to the gate correspondingly, and each second input transistor Each substrate gate is provided with an offset by providing a voltage difference.

具体的には、前記リファレンスレシーバ回路部の差動増幅回路は、
前記各第2入力トランジスタの負荷をなす第2負荷回路部と、
前記各第2入力トランジスタに第2バイアス電流を供給する第2バイアス電流供給回路部と、
を備え、
前記各第2入力トランジスタのそれぞれのサブストレートゲートは、前記第2バイアス電流供給回路部の入力端と出力端に対応して接続されるようにした。
Specifically, the differential amplifier circuit of the reference receiver circuit unit is
A second load circuit section that forms a load on each of the second input transistors;
A second bias current supply circuit section for supplying a second bias current to each of the second input transistors;
With
Each substrate gate of each of the second input transistors is connected to correspond to an input terminal and an output terminal of the second bias current supply circuit unit.

この場合、前記第2バイアス電流供給回路部は、前記オフセット制御信号に応じた前記第2バイアス電流を生成するようにした。   In this case, the second bias current supply circuit unit generates the second bias current according to the offset control signal.

本発明の検出回路によれば、前記第1検出用レシーバ回路部及び前記第2検出用レシーバ回路部の各差動増幅回路は、前記各シリアルデータ信号が対応してゲートに入力されるMOSトランジスタからなる1対の第1入力トランジスタを有し、該各第1入力トランジスタのサブストレートゲートに電圧差を設けることによりそれぞれオフセットが設けられるようにした。このことから、プロセス変動によってトランジスタのサイズやしきい値電圧がばらついたことによる、しきい値のオフセットのばらつきを低減させることができ、ケーブル等の伝送媒体が接続されているか否かの切断検出を正確かつ高速に行うことができると共に、USB2.0規格等で規定されているように、しきい値のオフセットが大きい検出回路等でもシリアルデータ信号が入力されたか否かの入力検出を正確かつ高速に行うことができ、USB規格等に準拠した安定したシステムを提供することができる。   According to the detection circuit of the present invention, each differential amplifier circuit of the first detection receiver circuit unit and the second detection receiver circuit unit includes a MOS transistor in which each serial data signal is input to a corresponding gate. A pair of first input transistors are provided, and an offset is provided by providing a voltage difference at the substrate gate of each first input transistor. This makes it possible to reduce variations in threshold offset due to variations in transistor size and threshold voltage due to process variations, and to detect whether a transmission medium such as a cable is connected or not. Can be performed accurately and at high speed, and as specified in the USB 2.0 standard, etc., input detection as to whether or not a serial data signal has been input can be accurately performed even in a detection circuit having a large threshold offset. A stable system that can be performed at high speed and conforms to the USB standard or the like can be provided.

また、前記の効果により、プロセス変動を考慮して差動増幅回路の入力トランジスタのゲート面積を大きくする必要がなくなるため、シリアルデータ受信時にシリアルデータ信号を検出したこと、及び/又はケーブルが切断されたことを示す信号を高速に生成することができる。   In addition, due to the effects described above, it is not necessary to increase the gate area of the input transistor of the differential amplifier circuit in consideration of process variations, so that the serial data signal is detected when serial data is received and / or the cable is disconnected. It is possible to generate a signal indicating this at high speed.

次に、図面に示す実施の形態に基づいて、本発明を詳細に説明する。
第1の実施の形態.
図1は、本発明の第1の実施の形態における検出回路の回路例を示した図である。
図1の検出回路1は、USB等を使用した高速シリアル通信システムに使用するシリアルデータ信号が入力されたか否かの入力検出、及び/又はケーブル等の伝送媒体が接続されているか否かの切断検出を行うものである。
Next, the present invention will be described in detail based on the embodiments shown in the drawings.
First embodiment.
FIG. 1 is a diagram showing a circuit example of a detection circuit according to the first embodiment of the present invention.
The detection circuit 1 in FIG. 1 detects whether a serial data signal used in a high-speed serial communication system using USB or the like has been input, and / or disconnects whether a transmission medium such as a cable is connected. The detection is performed.

検出回路1は、シリアル伝送線路DP及びDMが対応する入力端に接続されて1対のシリアルデータ信号が入力される差動増幅回路で構成された第1検出用レシーバ2と、第1検出用レシーバ2と同じ回路構成である第2検出用レシーバ3とを備えている。また、検出回路1は、第1検出用レシーバ2及び第2検出用レシーバ3の各出力信号OUT1及びOUT2を積分する積分回路4と、積分回路4から出力された信号S1の波形整形を行って2値の検出信号HSDISCONとして出力するシュミット回路5とを備えている。   The detection circuit 1 includes a first detection receiver 2 configured by a differential amplifier circuit to which a pair of serial data signals are input by connecting serial transmission lines DP and DM to corresponding input terminals, and a first detection signal. A second detection receiver 3 having the same circuit configuration as the receiver 2 is provided. The detection circuit 1 also integrates the output signals OUT1 and OUT2 of the first detection receiver 2 and the second detection receiver 3 and performs waveform shaping of the signal S1 output from the integration circuit 4. And a Schmitt circuit 5 that outputs a binary detection signal HDISCON.

更に、検出回路1は、所定の基準電圧VrpとVrmをそれぞれ生成して出力するオフセット電圧生成回路6と、非反転入力端と反転入力端に入力された信号に対してオフセットを設けた差動増幅器をなすリファレンスレシーバ7と、リファレンスレシーバ7から出力された1対の出力電圧Vo1及びVo2の電圧比較を行い、該比較結果に応じたオフセット制御信号offcntを生成して第1検出用レシーバ2、第2検出用レシーバ3及びリファレンスレシーバ7にそれぞれ出力するオペアンプ8とを備えている。なお、第1検出用レシーバ2は第1検出用レシーバ回路部を、第2検出用レシーバ3は第2検出用レシーバ回路部を、積分回路4及びシュミット回路5は検出回路部をそれぞれなす。また、リファレンスレシーバ7はリファレンスレシーバ回路部を、オペアンプ8はオフセット制御信号生成回路部をそれぞれなす。   Further, the detection circuit 1 includes an offset voltage generation circuit 6 that generates and outputs predetermined reference voltages Vrp and Vrm, respectively, and a differential that provides an offset with respect to signals input to the non-inverting input terminal and the inverting input terminal. A reference receiver 7 that forms an amplifier and a pair of output voltages Vo1 and Vo2 output from the reference receiver 7 are compared, an offset control signal offcnt corresponding to the comparison result is generated, and a first detection receiver 2; An operational amplifier 8 that outputs to each of the second detection receiver 3 and the reference receiver 7 is provided. The first detection receiver 2 forms a first detection receiver circuit unit, the second detection receiver 3 forms a second detection receiver circuit unit, and the integration circuit 4 and the Schmitt circuit 5 form a detection circuit unit. The reference receiver 7 forms a reference receiver circuit unit, and the operational amplifier 8 forms an offset control signal generation circuit unit.

第1検出用レシーバ2の非反転入力端と第2検出用レシーバ3の反転入力端にはシリアル伝送線路DPがそれぞれ接続され、第1検出用レシーバ2の反転入力端と第2検出用レシーバ3の非反転入力端にはシリアル伝送線路DMがそれぞれ接続されている。また、リファレンスレシーバ7において、非反転入力端には基準電圧Vrpが、反転入力端には基準電圧Vrmがそれぞれ入力され、リファレンスレシーバ7は、基準電圧VrpとVrmに所定のオフセット値(Vrp−Vrm)を加えて出力電圧Vo1及びVo2としてオペアンプ8に出力する。オペアンプ8の出力信号は、オフセットを制御する制御信号offcntとして第1検出用レシーバ2、第2検出用レシーバ3及びリファレンスレシーバ7にそれぞれ出力される。   A serial transmission line DP is connected to the non-inverting input terminal of the first detection receiver 2 and the inverting input terminal of the second detection receiver 3, and the inverting input terminal of the first detection receiver 2 and the second detection receiver 3 are connected. A serial transmission line DM is connected to each non-inverted input terminal. In the reference receiver 7, the reference voltage Vrp is input to the non-inverting input terminal, and the reference voltage Vrm is input to the inverting input terminal. The reference receiver 7 sets a predetermined offset value (Vrp−Vrm) to the reference voltages Vrp and Vrm. ) And output to the operational amplifier 8 as output voltages Vo1 and Vo2. The output signal of the operational amplifier 8 is output to the first detection receiver 2, the second detection receiver 3, and the reference receiver 7 as a control signal offcnt for controlling the offset.

ここで、図2は、図1で示した第1検出用レシーバ2の内部回路例を示した回路図である。
図2において、第1検出用レシーバ2は、差動増幅回路部11とオフセット制御回路部12とで構成されている。差動増幅回路部11は、差動対をなすPMOSトランジスタM1,M2、カレントミラー回路を形成して該差動対の負荷をなすNMOSトランジスタM3,M4で構成されている。なお、図2では、PMOSトランジスタM1及びM2はそれぞれ第1入力トランジスタを、NMOSトランジスタM3及びM4は第1負荷回路部を、オフセット制御回路部12は第1バイアス電流供給回路部をそれぞれなす。
Here, FIG. 2 is a circuit diagram showing an example of an internal circuit of the first detection receiver 2 shown in FIG.
In FIG. 2, the first detection receiver 2 includes a differential amplifier circuit unit 11 and an offset control circuit unit 12. The differential amplifier circuit unit 11 includes PMOS transistors M1 and M2 forming a differential pair, and NMOS transistors M3 and M4 forming a current mirror circuit and forming a load of the differential pair. In FIG. 2, the PMOS transistors M1 and M2 form a first input transistor, the NMOS transistors M3 and M4 form a first load circuit unit, and the offset control circuit unit 12 forms a first bias current supply circuit unit.

PMOSトランジスタM1とNMOSトランジスタM3が直列に接続され、PMOSトランジスタM2とNMOSトランジスタM4が直列に接続されている。また、NMOSトランジスタM3とM4の各ゲートは接続され、該接続部はNMOSトランジスタM3のドレインに接続されており、NMOSトランジスタM3及びM4の各ソースは接続され、該接続部は接地電圧VSSに接続されている。PMOSトランジスタM1のゲートは非反転入力端をなしており、シリアル伝送線路DPが接続されている。また、PMOSトランジスタM2のゲートは反転入力端をなしており、シリアル伝送線路DMが接続されている。   The PMOS transistor M1 and the NMOS transistor M3 are connected in series, and the PMOS transistor M2 and the NMOS transistor M4 are connected in series. The gates of the NMOS transistors M3 and M4 are connected, the connection is connected to the drain of the NMOS transistor M3, the sources of the NMOS transistors M3 and M4 are connected, and the connection is connected to the ground voltage VSS. Has been. The gate of the PMOS transistor M1 forms a non-inverting input terminal and is connected to the serial transmission line DP. The gate of the PMOS transistor M2 forms an inverting input terminal and is connected to the serial transmission line DM.

PMOSトランジスタM1のサブストレートゲート(基板端子ともいう)はソースに接続され、PMOSトランジスタM2のサブストレートゲートは電源電圧VDDに接続されている。また、NMOSトランジスタM3及びM4の各サブストレートゲートはそれぞれ接地電圧VSSに接続されている。PMOSトランジスタM2とNMOSトランジスタM4との接続部が第1検出用レシーバ2の出力端をなし、該出力端から出力信号OUT1が出力される。
オフセット制御回路部12は、差動増幅回路部11のバイアス電流であるテール電流を生成するPMOSトランジスタM5と、PMOSトランジスタM5のドレインと、PMOSトランジスタM1及びM2の各ソースの接続部との間に接続された抵抗R1とを備えている。PMOSトランジスタM5において、ゲートにはオフセット制御信号offcntが入力され、サブストレートゲートは電源電圧VDDに接続されている。
The substrate gate (also referred to as a substrate terminal) of the PMOS transistor M1 is connected to the source, and the substrate gate of the PMOS transistor M2 is connected to the power supply voltage VDD. The substrate gates of the NMOS transistors M3 and M4 are connected to the ground voltage VSS. A connection portion between the PMOS transistor M2 and the NMOS transistor M4 forms an output terminal of the first detection receiver 2, and an output signal OUT1 is output from the output terminal.
The offset control circuit unit 12 generates a tail current, which is a bias current of the differential amplifier circuit unit 11, between the PMOS transistor M5, the drain of the PMOS transistor M5, and the connection between the sources of the PMOS transistors M1 and M2. And a connected resistor R1. In the PMOS transistor M5, an offset control signal offcnt is input to the gate, and the substrate gate is connected to the power supply voltage VDD.

なお、第2検出用レシーバ3における第1検出用レシーバ2との相違点は、PMOSトランジスタM1のゲートにシリアル伝送線路DMが接続され、PMOSトランジスタM2のゲートにシリアル伝送線路DPが接続されていることのみであり、回路構成は第1検出用レシーバ2と同じである。
このような構成において、PMOSトランジスタM1のドレイン電流をi1とし、PMOSトランジスタM2のドレイン電流をi2とする。更に、オフセット制御回路部12からPMOSトランジスタM1とM2に流れるPMOSトランジスタM5のドレイン電流をi3とする。なお、電流i3は第1バイアス電流をなす。電流i3は、電流i1とi2との和であり、電流i3は、第1検出用レシーバ2のしきい値にオフセットを設けるためのものである。PMOSトランジスタM1とM2の各ソースの接続部の電圧をV1とする。
The second detection receiver 3 is different from the first detection receiver 2 in that the serial transmission line DM is connected to the gate of the PMOS transistor M1, and the serial transmission line DP is connected to the gate of the PMOS transistor M2. The circuit configuration is the same as that of the first detection receiver 2.
In such a configuration, the drain current of the PMOS transistor M1 is i1, and the drain current of the PMOS transistor M2 is i2. Furthermore, the drain current of the PMOS transistor M5 flowing from the offset control circuit unit 12 to the PMOS transistors M1 and M2 is i3. The current i3 forms a first bias current. The current i3 is the sum of the currents i1 and i2, and the current i3 is for providing an offset to the threshold value of the first detection receiver 2. A voltage at a connection portion between the sources of the PMOS transistors M1 and M2 is set to V1.

電流i1は、シリアル伝送線路DPからの入力電圧の電圧値で決まり、電流i2はシリアル伝送線路DMからの入力電圧の電圧値で決まる。電流i3の電流値に比例して第1検出用レシーバ2のしきい値のオフセットが大きくなり、該オフセット値はオペアンプ8から入力されるオフセット制御信号offcntの電圧で調整することができる。具体的には、オペアンプ8からのオフセット制御信号offcntの電圧が小さくなるほど電流i3は大きくなって電圧V1が小さくなり、PMOSトランジスタM2の基板バイアス電圧及びしきい値電圧が大きくなる。このとき、PMOSトランジスタM1の基板バイアス電圧は0のままでありPMOSトランジスタM1のしきい値電圧は一定であるため、第1検出用レシーバ2のオフセットは大きくなる。   The current i1 is determined by the voltage value of the input voltage from the serial transmission line DP, and the current i2 is determined by the voltage value of the input voltage from the serial transmission line DM. The offset of the threshold value of the first detection receiver 2 increases in proportion to the current value of the current i3, and the offset value can be adjusted by the voltage of the offset control signal offcnt input from the operational amplifier 8. Specifically, as the voltage of the offset control signal offcnt from the operational amplifier 8 decreases, the current i3 increases and the voltage V1 decreases, and the substrate bias voltage and threshold voltage of the PMOS transistor M2 increase. At this time, since the substrate bias voltage of the PMOS transistor M1 remains 0 and the threshold voltage of the PMOS transistor M1 is constant, the offset of the first detection receiver 2 becomes large.

一方、オペアンプ8から出力されたオフセット制御信号offcntの電圧が大きくなるほど電流i3は小さくなって電圧V1が大きくなり、PMOSトランジスタM2の基板バイアス電圧としきい値電圧がそれぞれ小さくなる。このときも同様に、PMOSトランジスタM1の基板バイアス電圧は0のままであり、PMOSトランジスタM1のしきい値電圧が一定であるため、第1検出用レシーバ2のオフセットは小さくなる。このように、オペアンプ8の出力信号であるオフセット制御信号offcntに応じて、第1検出用レシーバ2のオフセットを調整することができる。   On the other hand, as the voltage of the offset control signal offcnt output from the operational amplifier 8 increases, the current i3 decreases and the voltage V1 increases, and the substrate bias voltage and the threshold voltage of the PMOS transistor M2 decrease. Similarly, since the substrate bias voltage of the PMOS transistor M1 remains 0 and the threshold voltage of the PMOS transistor M1 is constant, the offset of the first detection receiver 2 is reduced. Thus, the offset of the first detection receiver 2 can be adjusted according to the offset control signal offcnt that is the output signal of the operational amplifier 8.

図3は、図1で示したリファレンスレシーバ7の回路例を示した図である。なお、図3では、図2と同じもの又は同様のものは同じ符号で示し、ここではその説明を省略する。
図3のリファレンスレシーバ7の構成において、PMOSトランジスタM1のドレイン電流をi11とし、PMOSトランジスタM2のドレイン電流をi12とする。
図3において、リファレンスレシーバ7は、差動増幅回路部11とオフセット制御回路部12とで構成されている。なお、図3では、PMOSトランジスタM1及びM2はそれぞれ第2入力トランジスタを、NMOSトランジスタM3及びM4は第2負荷回路部を、オフセット制御回路部12は第2バイアス電流供給回路部をそれぞれなし、電流i3は第2バイアス電流をなす。
FIG. 3 is a diagram showing a circuit example of the reference receiver 7 shown in FIG. In FIG. 3, the same or similar parts as those in FIG.
In the configuration of the reference receiver 7 of FIG. 3, the drain current of the PMOS transistor M1 is i11, and the drain current of the PMOS transistor M2 is i12.
In FIG. 3, the reference receiver 7 includes a differential amplifier circuit unit 11 and an offset control circuit unit 12. In FIG. 3, the PMOS transistors M1 and M2 constitute a second input transistor, the NMOS transistors M3 and M4 constitute a second load circuit unit, and the offset control circuit unit 12 constitutes a second bias current supply circuit unit. i3 forms a second bias current.

差動増幅回路部11において、PMOSトランジスタM1のゲートには基準電圧Vrpが、PMOSトランジスタM2のゲートには基準電圧Vrmがそれぞれ入力され、入力された基準電圧VrpとVrmは所定のオフセット値(Vrp−Vrm)が与えられてリファレンスレシーバ7から出力される。PMOSトランジスタM1とNMOSトランジスタM3との接続部から出力電圧Vo1が出力され、PMOSトランジスタM2とNMOSトランジスタM4との接続部からは出力電圧Vo2が出力される。   In the differential amplifier circuit 11, the reference voltage Vrp is input to the gate of the PMOS transistor M1, and the reference voltage Vrm is input to the gate of the PMOS transistor M2. The input reference voltages Vrp and Vrm are set to a predetermined offset value (Vrp). -Vrm) is provided and output from the reference receiver 7. An output voltage Vo1 is output from a connection portion between the PMOS transistor M1 and the NMOS transistor M3, and an output voltage Vo2 is output from a connection portion between the PMOS transistor M2 and the NMOS transistor M4.

このように、リファレンスレシーバ7から出力された差動出力電圧Vo1及びVo2はオペアンプ8の対応する入力端にそれぞれ入力され、リファレンスレシーバ7は、オペアンプ8からの比較結果を示す電圧がフィードバックされ、オフセット制御信号offcntによりオフセットの調整が行われる。オペアンプ8は、リファレンスレシーバ7の出力電圧Vo1とVo2が同じ値になるように、すなわち、電流i11とi12が同じになるようにリファレンスレシーバ7のオフセットを調整する。このため、第1検出用レシーバ2、第2検出用レシーバ3及びリファレンスレシーバ7は、基準電圧VrpとVrmとの差であるオフセット値(Vrp−Vrm)に応じたしきい値となり、プロセス、温度、電源電圧等が変化しても第1検出用レシーバ2、第2検出用レシーバ3及びリファレンスレシーバ7の各しきい値は一定になる。   In this way, the differential output voltages Vo1 and Vo2 output from the reference receiver 7 are respectively input to the corresponding input terminals of the operational amplifier 8, and the reference receiver 7 feeds back the voltage indicating the comparison result from the operational amplifier 8, and is offset. The offset is adjusted by the control signal offcnt. The operational amplifier 8 adjusts the offset of the reference receiver 7 so that the output voltages Vo1 and Vo2 of the reference receiver 7 have the same value, that is, the currents i11 and i12 are the same. For this reason, the first detection receiver 2, the second detection receiver 3, and the reference receiver 7 have threshold values corresponding to an offset value (Vrp−Vrm) that is a difference between the reference voltages Vrp and Vrm. The threshold values of the first detection receiver 2, the second detection receiver 3, and the reference receiver 7 are constant even if the power supply voltage or the like changes.

更に、第1検出用レシーバ2及び第2検出用レシーバ3は、従来のような付加的なオフセット電流によってではなくて、差動信号が入力されるトランジスタの基板バイアスの差、すなわちしきい値電圧の差によってオフセットが設けられているため、オフセットが大きい場合においても、プロセス変動によるサンプルごとのしきい値のばらつきを低減させることができる。
USB2.0規格で規定されたシリアルデータ信号の振幅は、シリアル伝送線路DP,DMが接続されているときで400mV、シリアル伝送線路DP,DMが切断されているときで800mVであり、USB1.1規格で規定された3.3Vよりもかなり小さい値になっている。
Further, the first detection receiver 2 and the second detection receiver 3 are different from the substrate bias difference of the transistors to which the differential signal is input, that is, the threshold voltage, instead of the conventional additional offset current. Since the offset is provided depending on the difference between the threshold values, even when the offset is large, it is possible to reduce the variation of the threshold value for each sample due to the process variation.
The amplitude of the serial data signal defined by the USB 2.0 standard is 400 mV when the serial transmission lines DP and DM are connected, and 800 mV when the serial transmission lines DP and DM are disconnected, and USB 1.1. The value is considerably smaller than 3.3 V defined by the standard.

このように、シリアルデータ信号の振幅が小さくなってデータ受信を判定することが難しくなった場合においても、図1〜図3で示した検出回路1は、シリアル伝送線路DP及びDMからの1対のシリアルデータ信号の振幅判定を正確に行うことができ、該1対のシリアルデータ信号が入力されたか否かの入力検出、及び/又は該1対のシリアルデータ信号が伝送されるケーブル等の伝送媒体が接続されているか否かの切断検出を正確に行うことができる。また、検出回路1は、従来のようにオフセットのばらつきを抑制するために入力トランジスタのゲート面積を大きくする必要がなく、高速動作を行うことができる。   As described above, even when the amplitude of the serial data signal becomes small and it is difficult to determine data reception, the detection circuit 1 shown in FIGS. 1 to 3 has a pair of serial transmission lines DP and DM. Can detect the amplitude of the serial data signal accurately, detect whether the pair of serial data signals is input, and / or transmit a cable or the like through which the pair of serial data signals are transmitted. It is possible to accurately detect whether or not a medium is connected. Further, the detection circuit 1 does not need to increase the gate area of the input transistor in order to suppress variation in offset as in the conventional case, and can perform high-speed operation.

ここで、図4は、図1で示した積分回路4の内部回路例を示した図である。
図4において、積分回路4は、PMOSトランジスタM11、NMOSトランジスタM12,M13及びローパスフィルタ15で構成されている。電源電圧VDDと接地電圧VSSとの間には、PMOSトランジスタM11とNMOSトランジスタM12が直列に接続され、NMOSトランジスタM12と並列にNMOSトランジスタM13が接続されている。PMOSトランジスタM11のゲートは接地電圧VSSに接続され、NMOSトランジスタM12のゲートには第1検出用レシーバ2からの出力信号OUT1が入力され、NMOSトランジスタM13のゲートには第2検出用レシーバ3からの出力信号OUT2が入力されている。PMOSトランジスタM11、NMOSトランジスタM12及びM13の接続部がローパスフィルタ15の入力端に接続されている。ローパスフィルタ15の出力信号が積分回路4の出力信号S1をなしている。
Here, FIG. 4 is a diagram showing an example of an internal circuit of the integrating circuit 4 shown in FIG.
In FIG. 4, the integration circuit 4 includes a PMOS transistor M11, NMOS transistors M12 and M13, and a low-pass filter 15. A PMOS transistor M11 and an NMOS transistor M12 are connected in series between the power supply voltage VDD and the ground voltage VSS, and an NMOS transistor M13 is connected in parallel with the NMOS transistor M12. The gate of the PMOS transistor M11 is connected to the ground voltage VSS, the output signal OUT1 from the first detection receiver 2 is input to the gate of the NMOS transistor M12, and the gate of the NMOS transistor M13 is supplied from the second detection receiver 3. An output signal OUT2 is input. A connection part of the PMOS transistor M11 and the NMOS transistors M12 and M13 is connected to an input terminal of the low-pass filter 15. The output signal of the low-pass filter 15 forms the output signal S1 of the integrating circuit 4.

ここで、NMOSトランジスタM12とM13の各電流駆動能力は、PMOSトランジスタM11よりもそれぞれ大きくし、PMOSトランジスタM11のオン抵抗に対してNMOSトランジスタM12及びM13の各オン抵抗は十分に小さいものとする。このようにすることにより、NMOSトランジスタM12及びM13の各ゲートに対応して入力された信号OUT1及びOUT2は、信号レベルが反転されてローパスフィルタ15に入力され、ローパスフィルタ15で積分されてシュミット回路5に出力される。   Here, it is assumed that the current driving capabilities of the NMOS transistors M12 and M13 are larger than those of the PMOS transistor M11, and the on-resistances of the NMOS transistors M12 and M13 are sufficiently smaller than the on-resistance of the PMOS transistor M11. In this way, the signals OUT1 and OUT2 input corresponding to the gates of the NMOS transistors M12 and M13 are inverted in signal level and input to the low-pass filter 15, and are integrated by the low-pass filter 15 to be a Schmitt circuit. 5 is output.

また、信号OUT1が立ち上がると共に信号OUT2が立ち下がるとき、又は信号OUT1が立ち下がると共に信号OUT2が立ち上がるときに、信号OUT1とOUT2が同じ電圧になることがある。このように、信号OUT1とOUT2の信号レベルが遷移する短い期間、積分回路4の出力信号S1には小さいパルスが発生する可能性がある。シュミット回路5は、入力された2値の信号S1の立ち上がりと立ち下がりに対して、それぞれ異なるしきい値を有しており、これによって前記小さいパルスを有する2値の信号を波形整形して出力することができる。   Further, when the signal OUT1 rises and the signal OUT2 falls, or when the signal OUT1 falls and the signal OUT2 rises, the signals OUT1 and OUT2 may have the same voltage. Thus, there is a possibility that a small pulse is generated in the output signal S1 of the integration circuit 4 during a short period in which the signal levels of the signals OUT1 and OUT2 transition. The Schmitt circuit 5 has different threshold values for the rising and falling edges of the input binary signal S1, thereby waveform shaping and outputting the binary signal having the small pulse. can do.

図5は、図1の各部の信号の例を示したタイミングチャートである。
第1検出用レシーバ2及び第2検出用レシーバ3は、しきい値にオフセットが設けられたレシーバをなしており、シリアル伝送線路DP及びDMからしきい値VHSDISCよりも大きい振幅レベルのシリアルデータ信号を受信すると、該データ信号に応じたパルス信号を生成して出力信号OUT1及びOUT2として出力する。一方、シリアル伝送線路DP及びDMからしきい値VHSDISCより小さい振幅レベルのシリアルデータ信号を受信しても、第1検出用レシーバ2及び第2検出用レシーバ3は反応せず、出力信号OUT1及びOUT2はそれぞれローレベルのままである。
FIG. 5 is a timing chart showing an example of signals of the respective units in FIG.
The first detection receiver 2 and the second detection receiver 3 form a receiver having an offset in the threshold value, and serial data signals having an amplitude level larger than the threshold value VHDISC from the serial transmission lines DP and DM. Is generated, and a pulse signal corresponding to the data signal is generated and output as output signals OUT1 and OUT2. On the other hand, even if serial data signals having amplitude levels smaller than the threshold value VHSDISC are received from the serial transmission lines DP and DM, the first detection receiver 2 and the second detection receiver 3 do not react, and the output signals OUT1 and OUT2 Each remains at a low level.

出力信号OUT1及びOUT2は、積分回路4で積分された後、シュミット回路5で波形整形されて2値の検出信号HSDISCONとして出力される。すなわち、検出回路1は、入力されたシリアルデータ信号の振幅レベルの違いによって、相反する信号レベルを有する1対のシリアルデータ信号が入力されたか否かの入力検出、及び/又はケーブル等の伝送媒体が接続されているか否かの切断検出を行う。   The output signals OUT1 and OUT2 are integrated by the integration circuit 4, and then the waveform is shaped by the Schmitt circuit 5 and output as a binary detection signal HDISCON. That is, the detection circuit 1 detects whether or not a pair of serial data signals having opposite signal levels are input depending on the difference in amplitude level of the input serial data signal, and / or a transmission medium such as a cable. Disconnection detection of whether or not is connected.

このように、本第1の実施の形態における検出回路は、従来のように付加的なオフセット電流によってではなく、差動信号が入力されるトランジスタの基板バイアスの差、すなわちしきい値電圧の差によってオフセットを設けるようにした。このようにすることにより、プロセス変動によってトランジスタのサイズやしきい値電圧がばらついたことによる、しきい値のオフセットのばらつきを低減させることができ、ケーブル等の伝送媒体が接続されているか否かの切断検出を正確かつ高速に行うことができ、USB2.0規格等で規定されているように、しきい値のオフセットが大きい検出回路等でもシリアルデータ信号が入力されたか否かの入力検出を正確かつ高速に行うことができる。   As described above, the detection circuit according to the first embodiment is different from the substrate bias difference of the transistors to which the differential signal is input, that is, the threshold voltage difference, not by the additional offset current as in the conventional case. The offset was provided by. In this way, variations in threshold offset due to variations in transistor size and threshold voltage due to process variations can be reduced, and whether a transmission medium such as a cable is connected or not. Can be detected accurately and at high speed, and the detection of whether or not a serial data signal has been input even in a detection circuit having a large threshold offset as defined in the USB 2.0 standard, etc. Accurate and fast.

本発明の第1の実施の形態における検出回路の回路例を示した図である。It is the figure which showed the circuit example of the detection circuit in the 1st Embodiment of this invention. 図1で示した第1検出用レシーバ2の内部回路例を示した回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram illustrating an example of an internal circuit of a first detection receiver 2 illustrated in FIG. 1. 図1で示したリファレンスレシーバ7の回路例を示した図である。It is the figure which showed the circuit example of the reference receiver 7 shown in FIG. 図1で示した積分回路4の内部回路例を示した図である。It is the figure which showed the example of the internal circuit of the integration circuit 4 shown in FIG. 図1の各部の信号の例を示したタイミングチャートである。FIG. 2 is a timing chart illustrating an example of signals of respective units in FIG. 1. FIG. USB2.0規格に準拠した切断検出回路の従来例を示した図である。It is the figure which showed the prior art example of the cutting | disconnection detection circuit based on USB2.0 specification. 図6の各部の信号の例を示したタイミングチャートである。FIG. 7 is a timing chart showing an example of signals at various parts in FIG. 6. FIG. 図6の切断検出用レシーバ117の回路例を示した図である。It is the figure which showed the circuit example of the receiver 117 for a cutting | disconnection detection of FIG. 図6のリファレンスレシーバ119の回路例を示した図である。FIG. 7 is a diagram illustrating a circuit example of a reference receiver 119 in FIG. 6.

符号の説明Explanation of symbols

1 検出回路
2 第1検出用レシーバ
3 第2検出用レシーバ
4 積分回路
5 シュミット回路
6 オフセット電圧生成回路
7 リファレンスレシーバ
8 オペアンプ
11 差動増幅回路部
12 オフセット制御回路部
M1,M2,M5 PMOSトランジスタ
M3,M4 NMOSトランジスタ
R1 抵抗
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Detection circuit 2 1st detection receiver 3 2nd detection receiver 4 Integration circuit 5 Schmitt circuit 6 Offset voltage generation circuit 7 Reference receiver 8 Operational amplifier 11 Differential amplification circuit part 12 Offset control circuit part M1, M2, M5 PMOS transistor M3 M4 NMOS transistor R1 resistance

Claims (6)

相反する信号レベルを有する1対のシリアルデータ信号が入力されたか否かの入力検出、及び/又は該1対のシリアルデータ信号が伝送されるケーブル等の伝送媒体が接続されているか否かの切断検出を行う検出回路において、
前記1対のシリアルデータ信号が対応する入力端にそれぞれ入力される差動増幅回路で構成された第1検出用レシーバ回路部と、
前記1対のシリアルデータ信号が対応する入力端にそれぞれ入力される差動増幅回路で構成された第2検出用レシーバ回路部と、
前記第1検出用レシーバ回路部及び前記第2検出用レシーバ回路部の各出力信号から所定の方法で前記入力検出及び/又は前記切断検出を行う検出回路部と、
を備え、
前記第1検出用レシーバ回路部及び前記第2検出用レシーバ回路部の各差動増幅回路は、前記各シリアルデータ信号が対応してゲートに入力されるMOSトランジスタからなる1対の第1入力トランジスタを有し、該各第1入力トランジスタのサブストレートゲートに電圧差を設けることによりそれぞれオフセットが設けられることを特徴とする検出回路。
Input detection as to whether or not a pair of serial data signals having opposite signal levels have been input, and / or disconnection as to whether or not a transmission medium such as a cable for transmitting the pair of serial data signals is connected In the detection circuit that performs detection,
A first detection receiver circuit unit configured by a differential amplifier circuit to which the pair of serial data signals are respectively input to corresponding input terminals;
A second detection receiver circuit unit configured by a differential amplifier circuit to which the pair of serial data signals are respectively input to corresponding input terminals;
A detection circuit unit that performs the input detection and / or the disconnection detection by a predetermined method from each output signal of the first detection receiver circuit unit and the second detection receiver circuit unit;
With
Each differential amplifier circuit of the first detection receiver circuit unit and the second detection receiver circuit unit includes a pair of first input transistors each including a MOS transistor to which the serial data signal is input to the gate correspondingly. And a offset is provided by providing a voltage difference between the substrate gates of the first input transistors.
前記第1検出用レシーバ回路部及び前記第2検出用レシーバ回路部の各差動増幅回路は、
前記各第1入力トランジスタの負荷をなす第1負荷回路部と、
前記各第1入力トランジスタに第1バイアス電流を供給する第1バイアス電流供給回路部と、
をそれぞれ備え、
前記各第1入力トランジスタのそれぞれのサブストレートゲートは、前記第1バイアス電流供給回路部の入力端と出力端に対応して接続されることを特徴とする請求項1記載の検出回路。
Each differential amplifier circuit of the first detection receiver circuit unit and the second detection receiver circuit unit is:
A first load circuit section that forms a load on each of the first input transistors;
A first bias current supply circuit for supplying a first bias current to each of the first input transistors;
Each with
2. The detection circuit according to claim 1, wherein each substrate gate of each of the first input transistors is connected to correspond to an input terminal and an output terminal of the first bias current supply circuit unit.
対応する入力端に入力された各所定の電圧にそれぞれオフセットを加えて出力する差動増幅回路で構成されたリファレンスレシーバ回路部と、
該リファレンスレシーバ回路部から出力された各出力電圧の電圧比較を行い、該比較結果に応じたオフセット制御信号を生成し出力するオフセット制御信号生成回路部と、
を備え、
前記第1バイアス電流供給回路部は、前記オフセット制御信号に応じた前記第1バイアス電流を生成することを特徴とする請求項2記載の検出回路。
A reference receiver circuit unit configured by a differential amplifier circuit that outputs an offset to each predetermined voltage input to a corresponding input terminal; and
An offset control signal generation circuit unit that compares each output voltage output from the reference receiver circuit unit, generates an offset control signal according to the comparison result, and outputs the offset control signal;
With
3. The detection circuit according to claim 2, wherein the first bias current supply circuit unit generates the first bias current according to the offset control signal.
前記リファレンスレシーバ回路部の差動増幅回路は、前記各所定の電圧が対応してゲートに入力されるMOSトランジスタからなる1対の第2入力トランジスタを有し、該各第2入力トランジスタのサブストレートゲートに電圧差を設けることによりそれぞれオフセットが設けられることを特徴とする請求項3記載の検出回路。   The differential amplifier circuit of the reference receiver circuit unit has a pair of second input transistors composed of MOS transistors to which the respective predetermined voltages are input to corresponding gates, and the substrate of each second input transistor 4. The detection circuit according to claim 3, wherein an offset is provided by providing a voltage difference between the gates. 前記リファレンスレシーバ回路部の差動増幅回路は、
前記各第2入力トランジスタの負荷をなす第2負荷回路部と、
前記各第2入力トランジスタに第2バイアス電流を供給する第2バイアス電流供給回路部と、
を備え、
前記各第2入力トランジスタのそれぞれのサブストレートゲートは、前記第2バイアス電流供給回路部の入力端と出力端に対応して接続されることを特徴とする請求項4記載の検出回路。
The differential amplifier circuit of the reference receiver circuit unit is
A second load circuit section that forms a load on each of the second input transistors;
A second bias current supply circuit section for supplying a second bias current to each of the second input transistors;
With
5. The detection circuit according to claim 4, wherein each substrate gate of each of the second input transistors is connected to correspond to an input terminal and an output terminal of the second bias current supply circuit unit.
前記第2バイアス電流供給回路部は、前記オフセット制御信号に応じた前記第2バイアス電流を生成することを特徴とする請求項5記載の検出回路。   The detection circuit according to claim 5, wherein the second bias current supply circuit unit generates the second bias current according to the offset control signal.
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