JP2018060544A

JP2018060544A - デジタル信号入力回路

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Publication number: JP2018060544A
Application number: JP2017195553A
Authority: JP
Inventors: ▲剣▼▲招▼ 李; Jianzhao Li
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Priority date: 2016-10-09
Filing date: 2017-10-06
Publication date: 2018-04-12
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Abstract

【課題】デジタル信号レベル変換の正確性を高めるようなデジタル信号入力回路を提供する。【解決手段】回路２００は、アイソレーション回路２２０と電圧決定回路２１０とを含む。アイソレーション回路の入力端の第１のポートがデジタル信号の入力端に接続され、アイソレーション回路の出力端がデジタル信号の出力端に接続され、アイソレーション回路がオープンであるとき、アイソレーション回路は第１レベルを出力し、アイソレーション回路がクローズであるとき、アイソレーション回路は第２レベルを出力する。電圧決定回路の入力端がデジタル信号の入力端に接続され、電圧決定回路の出力端がアイソレーション回路の入力端の第２のポートに接続される。電圧決定回路は、デジタル信号のレベルに従って、アイソレーション回路がオープンであるかクローズであるかを決定する。【選択図】図２

Description

本発明の実施形態は、通信分野に関し、特にデジタル信号入力回路に関する。

データ伝送サービスの需要が増すにつれて、集積回路（Integrated Circuit；ＩＣ）チップ間の相互接続がますます重要になっている。異なるチップ間でのデジタル信号レベル変換を実現するために、これら異なるチップ間にレベル変換回路を接続する必要がある。

図１は、デジタル信号入力回路の模式的な回路図である。図１に示される回路１００から学び得ることには、デジタル信号は、デジタル入力（Digital In；ＤＩ）ポートから入力され、抵抗Ｒ１及び抵抗Ｒ２による分圧後にアイソレーション回路１１０に入力される。アイソレーション回路内の発光ダイオード１２０が、デジタル信号のレベルがハイレベルであるかローレベルであるかを決定する。最後に、プルアップ抵抗Ｒ３を用いて、デジタル信号のレベルが、ターゲットチップがサポートすることができるレベルへと変換される。デジタル信号は、デジタル出力（Digital Out；ＤＯ）ポートから出力され、ターゲットチップに入力される。回路１００においては、アイソレーション回路内の発光ダイオードが、デジタル信号のレベルがハイレベルであるかローレベルであるかを決定する。しかしながら、発光ダイオードによってレベルを決定する精度は比較的低く、デジタル信号のレベルが変換されるときに変換エラーが容易に起こる。

本出願は、デジタル信号レベル変換の正確性を高めるようなデジタル信号入力回路を提供する。

第１の態様は、アイソレーション回路と電圧決定回路とを含むデジタル信号入力回路を提供し、アイソレーション回路の入力端の第１のポートがデジタル信号の入力端に接続され、アイソレーション回路の出力端がデジタル信号の出力端に接続され、アイソレーション回路がオープンであるとき、アイソレーション回路は第１レベルを出力するように構成され、アイソレーション回路がクローズであるとき、アイソレーション回路は第２レベルを出力するように構成され、電圧決定回路の入力端がデジタル信号の入力端に接続され、電圧決定回路の出力端がアイソレーション回路の入力端の第２のポートに接続され、電圧決定回路は、デジタル信号のレベルに従って、アイソレーション回路がオープンであるかクローズであるかを決定するように構成される。

当該デジタル信号入力回路によれば、従来技術での発光ダイオードによるデジタル信号のレベルの決定を回避するよう、電圧決定回路がデジタル信号のレベルを決定する。斯くして、デジタル信号レベル変換の正確性が高められる。

取り得る一実装において、電圧決定回路は電圧比較器を含み、電圧比較器の第１の入力端がデジタル信号の入力端に接続され、電圧比較器の第２の入力端が基準電圧源に接続され、電圧比較器の出力端がスイッチングデバイスに接続され、電圧比較器は、デジタル信号のレベルと基準電圧源のレベルとの間の高低関係に従ってスイッチングデバイスのオン／オフ状態を制御するように構成され、スイッチングデバイスは、アイソレーション回路をオープン又はクローズであるように制御するよう構成される。

オプションで、電圧比較器の第１の入力端は非反転入力端であり、電圧比較器の第２の入力端は反転入力端である。

このソリューションにおいては、従来技術での発光ダイオードによるデジタル信号のレベルの決定を回避するよう、電圧決定回路内の電圧比較器がデジタル信号のレベルを決定する。斯くして、デジタル信号レベル変換の正確性が高められる。

さらに、一般に、電圧比較器がサポートするデジタル信号レベル範囲は、発光ダイオードがサポートするデジタル信号レベル範囲よりも大きい。すなわち、従来技術におけるデジタル信号入力回路と比較して、このソリューションにて提供されるデジタル信号入力回路は、より大きいデジタル信号レベル変換範囲をサポートすることができる。

上記スイッチングデバイスは、バイポーラトランジスタ又は金属酸化膜半導体（Metal Oxide Semiconductor；ＭＯＳ）電界効果トランジスタとし得る。

オプションで、電圧決定回路は電圧比較器を含み、電圧比較器の第１の入力端がデジタル信号の入力端に接続され、電圧比較器の第２の入力端が基準電圧源に接続され、電圧比較器の出力端が、コントローラを用いることによってスイッチングデバイスに接続される。電圧比較器は、コントローラを用いることによってスイッチングデバイスのオン／オフ状態を制御し、スイッチングデバイスのオン／オフ状態が、アイソレーション回路をオープン又はクローズであるように制御することができる。

取り得る一実装において、スイッチングデバイスはバイポーラトランジスタであり、電圧比較器の出力端がバイポーラトランジスタのベースに接続され、バイポーラトランジスタのコレクタがアイソレーション回路に接続され、バイポーラトランジスタのエミッタが接地される。

取り得る一実装において、電圧決定回路は更に抵抗分圧回路を含み、抵抗分圧回路の入力端がデジタル信号の入力端に接続され、抵抗分圧回路の出力端が電圧比較器の非反転入力端に接続され、抵抗分圧回路は、デジタル信号に対して分圧を実行するように構成される。

このソリューションにおいては、それに対して抵抗分圧回路が分圧を実行したデジタル信号が、電圧比較器に入力される。斯くして、電圧比較器がサポートするレベル範囲が固定であるときに、電圧比較器がサポートするデジタル信号レベル範囲がある程度拡大される。

また、デジタル信号入力回路がサポートするデジタル信号レベル範囲を調節するよう、抵抗分圧回路における抵抗値を更に調節してもよい。

取り得る一実装において、アイソレーション回路のコレクタはフォトバイポーラトランジスタを含み、フォトバイポーラトランジスタの出力端が、プルアップ抵抗を用いることによって電源に接続され、フォトバイポーラトランジスタの出力端がデジタル信号の出力端に接続され、上記電源は、デジタル信号のレベルを第１レベル又は第２レベルへと変換するようにプルアップ抵抗に電圧を供給するよう構成される。

このソリューションにおいては、フォトバイポーラトランジスタの出力端に接続されたプルアップ抵抗を用いることによって、デジタル信号のレベルをターゲットチップがサポートするレベルに調節するように、デジタル信号のレベルが調節される。

取り得る一実装において、アイソレーション回路のコレクタはフォトバイポーラトランジスタを含み、フォトバイポーラトランジスタの入力端が、プルアップ抵抗を用いることによって電源に接続され、フォトバイポーラトランジスタの入力端がデジタル信号の出力端に接続され、上記電源は、デジタル信号のレベルを第１レベル又は第２レベルへと変換するようにプルアップ抵抗に電圧を供給するよう構成される。

このソリューションにおいては、フォトバイポーラトランジスタの入力端に接続されたプルアップ抵抗を用いることによって、デジタル信号のレベルをターゲットチップがサポートするレベルに調節するように、デジタル信号のレベルが調節される。

取り得る一実装において、デジタル信号入力回路は更に定電流源回路を含み、アイソレーション回路のエミッタは発光ダイオードを含み、定電流源回路の入力端がデジタル信号の入力端に接続され、定電流源回路の出力端がアイソレーション回路の発光ダイオードに接続され、定電流源回路は、発光ダイオードに定電流を供給するように構成される。

オプションで、定電流源回路は、定電流源チップに封入される。

このソリューションにおいては、発光ダイオードが適正動作することを確保するよう、定電流源回路が発光ダイオードに定電流を供給する、
取り得る一実装において、定電流源回路は、第１のバイポーラトランジスタと、第２のバイポーラトランジスタと、抵抗とを含み、第１のバイポーラトランジスタの型は、第２のバイポーラトランジスタの型と同じであり、第１のバイポーラトランジスタと、上記抵抗及び第２のバイポーラトランジスタが置かれた分岐回路とが、定電流源回路の入力端と出力端との間で並列に接続される。

このソリューションにおいては、同型のバイポーラトランジスタのＢＥジャンクション電圧は同等であるという特徴を用いることによって、発光ダイオードに定電流が供給される。これは、発光ダイオードが適正動作することを確実にすることができる。

従来技術におけるデジタル信号入力回路の模式的な回路図である。本発明の一実施形態に従ったデジタル信号入力回路の模式的な回路図である。本発明の一実施形態に従った電圧決定回路の原理の模式的な回路図である。本発明の他の一実施形態に従った電圧決定回路の原理の模式的な回路図である。本発明の一実施形態に従ったデジタル信号入力回路の原理の模式的な回路図である。

以下、本発明の実施形態における技術的ソリューションを、本発明の実施形態内の添付図面を参照して説明する。明らかなように、説明される実施形態は、本発明の実施形態のうちの全てではなく一部である。本発明のこれらの実施形態に基づいて創作努力なしで当業者によって得られるその他全ての実施形態も、本発明の保護範囲に入るものである。

図２は、本発明の一実施形態に従ったデジタル信号入力回路の模式的な回路図である。図２に示される回路２００は、電圧決定回路２１０とアイソレーション回路２２０とを含んでいる。

アイソレーション回路２２０：アイソレーション回路の入力端の第１のポートがデジタル信号の入力端に接続され、アイソレーション回路の出力端がデジタル信号の出力端に接続され、アイソレーション回路がオープンであるとき、アイソレーション回路は第１レベルを出力するように構成され、アイソレーション回路がクローズであるとき、アイソレーション回路は第２レベルを出力するように構成される。

電圧決定回路２１０：電圧決定回路の入力端がデジタル信号の入力端に接続され、電圧決定回路の出力端がアイソレーション回路の入力端の第２のポートに接続され、電圧決定回路は、デジタル信号のレベルに従って、アイソレーション回路がオープンであるかクローズであるかを決定するように構成される。

上記デジタル信号は、デジタルパラメータを搬送する信号とし得る。

電圧決定回路は、デジタル信号のレベルに従って、アイソレーション回路がオープンであるかクローズであるかを決定して、アイソレーション回路によって出力されるデジタル信号のレベルを制御し得る。例えば、デジタル信号がハイレベルにあると電圧決定回路が決定するとき、電圧決定回路は、アイソレーション回路をクローズであるように制御し、アイソレーション回路の出力端は、このハイレベルのデジタル信号を、チップがサポートすることが可能な範囲内のローレベルに調節し得る。デジタル信号がローレベルにあると電圧決定回路が決定するとき、電圧決定回路は、アイソレーション回路をオープンであるように制御し、アイソレーション回路の出力端は、このローレベルのデジタル信号を、チップがサポートすることが可能な範囲内のハイレベルに調節することができる。

アイソレーション回路は、デジタル信号のレベルを、ターゲットチップがサポートすることができる範囲内の第１レベル又は第２レベルへと変換し得る。第１レベルは、ターゲットチップがサポートすることができる範囲内のハイレベルとすることができ、それに対応して、第２レベルは、ターゲットチップがサポートすることができる範囲内のローレベルとすることができる。それに代えて、第１レベルは、ターゲットチップがサポートすることができる範囲内のローレベルであってもよく、それに対応して、第２レベルは、ターゲットチップがサポートすることができる範囲内のハイレベルであってもよい。

上記回路が、デジタル信号のレベルをチップがサポートすることができるレベルへと変換することは、さらに、デジタル信号のハイレベルをチップがサポートすることができるローレベルへと変換すること、又はデジタル信号のローレベルをチップがサポートすることができるハイレベルへと変換することを含む。

上記アイソレーション回路は、光カップリング回路とすることができ、光カップリング回路は、一般に、光を媒体として用いることによって電気信号を伝達するデバイスである。光エミッタ（例えば、赤外発光ダイオード）及び光レシーバ（例えば、感光性半導体トランジスタ）が、一般に、同一のパイプシェルに封入される。光エミッタが位置する入力端（すなわち、エミッタ）に電気信号が入力されるとき、光エミッタが光線を送出する。光レシーバが位置する出力端（すなわち、コレクタ）が、光線を受け取って光電流を生成し、それがアイソレーション回路の出力端から出力される。斯くして、“電気−光−電気”変換が実現されるとともに、アイソレーション回路の入力端及びアイソレーション回路の出力端における電気的アイソレーションが実現される。

オプションで、上記アイソレーション回路は光カップリング回路とし得る。アイソレーション回路の入力端の第１のポートは、光カップリング回路内の発光ダイオードの正電極に接続されるポートとすることができ、アイソレーション回路の入力端の第２のポートは、発光ダイオードの負電極に接続されるポートとすることができる。それに代えて、アイソレーション回路の入力端の第１のポートは、光カップリング回路内の発光ダイオードの負電極に接続されるポートであってもよく、アイソレーション回路の入力端の第２のポートは、発光ダイオードの正電極に接続されるポートであってもよい。図１に示されるデジタル信号入力回路において、電圧決定回路の出力端が、アイソレーション回路の入力端の第２のポートを用いることによって、アイソレーション回路に接続されていることは、単に一例として用いられているに過ぎない。本発明は、電圧決定回路とアイソレーション回路との間の接続の形態について具体的な限定を設けるものではない。

以下の説明を容易にするため、図２に示されるデジタル信号入力回路を分岐回路と称する。この分岐回路は、ハイレベルにあるデジタル信号をローレベルにあるデジタル信号へと変換することができ、この分岐回路は更に、デジタル信号のレベルを、ターゲットチップがサポートするデジタル信号レベル範囲に適応するように調節し得る。

オプションで、一実施形態において、電圧決定回路は電圧比較器を含み、電圧比較器の第１の入力端がデジタル信号の入力端に接続され、電圧比較器の第２の入力端が基準電圧源に接続され、電圧比較器の出力端がスイッチングデバイスに接続される。電圧比較器は、デジタル信号のレベルと基準電圧源のレベルとの間の高低関係に従って、スイッチングデバイスの接続状態を制御するように構成され、スイッチングデバイスは、アイソレーション回路をオープン又はクローズであるように制御するよう構成される。

上記スイッチングデバイスは、例えばバイポーラトランジスタ又はＭＯＳトランジスタなどのデバイスとし得る。

オプションで、電圧比較器の第１の入力端は非反転入力端であり、電圧比較器の第２入力端は反転入力端である。具体的には、デジタル信号のレベルが基準電圧源のレベルよりも高いとき、電圧比較器は、ハイレベルにあるデジタル信号を出力する。デジタル信号のレベルが基準電圧源のレベルよりも低いとき、電圧比較器は、ローレベルにあるデジタル信号を出力する。

オプションで、電圧比較器の第１の入力端は反転入力端であり、電圧比較器の第２の入力端は非反転入力端である。具体的には、デジタル信号のレベルが基準電圧源のレベルよりも高いとき、電圧比較器は、ローレベルにあるデジタル信号を出力する。デジタル信号のレベルが基準電圧源のレベルよりも低いとき、電圧比較器は、ハイレベルにあるデジタル信号を出力する。

オプションで、電圧決定回路は電圧比較器を含み、電圧比較器の第１の入力端がデジタル信号の入力端に接続され、電圧比較器の第２の入力端が基準電圧源に接続され、電圧比較器の出力端が、コントローラを用いることによって、スイッチングデバイスに接続される。電圧比較器は、コントローラを用いることによって、スイッチングデバイスのオン／オフ状態を制御し、そして、スイッチングデバイスのオン／オフ状態を用いて、アイソレーション回路をオープン又はクローズであるように制御し得る。

上記スイッチングデバイスは、バイポーラトランジスタ又はＭＯＳトランジスタとし得る。上記コントローラは、マイクロコントローラユニット（Microcontroller Unit；ＭＣＵ）であってもよく、又は上記コントローラは、スイッチングデバイスを用いることによってアイソレーション回路をオープン又はクローズに制御することができる他のデバイスであってもよい。本発明のこの実施形態は、コントローラの具体的な実装形態について限定を設けるものではない。

オプションで、電圧比較器の出力端がバイポーラトランジスタのベースに接続され、バイポーラトランジスタのコレクタがアイソレーション回路に接続され、バイポーラトランジスタのエミッタが接地され、電圧比較器は、このバイポーラトランジスタを用いることによって、アイソレーション回路をオープン又はクローズであるように制御する。

例えば、図３は、本発明の一実施形態に従った電圧決定回路の原理の模式的な回路図を示している。理解されるべきことには、図３に示される回路３００は、図２の２１１の位置にあるとし得る。デジタル信号の入力端が電圧比較器３１０の非反転入力端に接続され、電圧比較器３１０の反転入力端が基準電圧源に接続され、電圧比較器の出力端が、抵抗Ｒを用いることによって、バイポーラトランジスタ３２０のベースに接続される。抵抗Ｒを用いて、電圧比較器によって出力される電圧を調節し得る。バイポーラトランジスタのコレクタは、アイソレーション回路（図３には図示せず）の入力端に接続され、バイポーラトランジスタのエミッタは接地され得る。

デジタル信号の入力ポートによって入力されるデジタル信号のレベルが基準電圧源の電圧よりも高いとき、電圧比較器は、ハイレベルにあるデジタル信号を出力する。このハイレベルの電圧が、バイポーラトランジスタのＰＮジャンクションのブレークオーバ電圧よりも高いとき、バイポーラトランジスタは導通状態にあり、すなわち、バイポーラトランジスタに接続されているアイソレーション回路の入力端が導通状態にある分岐回路となる。すなわち、アイソレーション回路内の発光ダイオードが導通する。

上述の模式的な回路図において、電圧決定回路は、電圧決定の原理を実現するためにのみ使用されている。実装プロセスでは、上述の回路図に様々な変形が為されてもよく、また、上述の回路図に新たなデバイスが追加されてもよい。本発明は、電圧決定回路の接続様式について具体的な限定を設けるものではない。

上記電圧決定回路を実装するプロセスにおいて、電圧決定回路は、電圧決定回路の専用チップを用いることによって実装されてもよいし、あるいは演算増幅回路を用いることによって実装されてもよい。本発明は、電圧決定回路の実装形態について具体的な限定を設けるものではない。

オプションで、電圧決定回路は更に抵抗分圧回路を含み、抵抗分圧回路の入力端がデジタル信号の入力端に接続され、抵抗分圧回路の出力端が電圧比較器の非反転入力端に接続され、抵抗分圧回路は、デジタル信号に対して分圧を実行するように構成される。

例えば、図４は、本発明の他の一実施形態に従った電圧決定回路の原理の模式的な回路図である。理解されるべきことには、図４に示される回路図と図３に示される回路図とで同じデバイスには同じ参照符号が用いられている。簡潔さのため、詳細はここでは説明しない。

図３に示される電圧決定回路３００を基礎とし、図４に示される電圧決定回路４００には、抵抗分圧回路４１０が追加されている。図４に示される抵抗分圧回路４１０から学び得ることには、抵抗分圧回路は、第１の抵抗４２０と第２の抵抗４４０とを含み得る。第１の抵抗の一端がデジタル信号の入力端に接続され、第１の抵抗と第２の抵抗とが直列接続され、そして、抵抗分圧回路の出力端が電圧比較器３１０の非反転入力端に接続される。入力端からデジタル信号が入力されるとき、直列に接続された第１の抵抗及び第２の抵抗が分圧を実行し、第１の抵抗と第２の抵抗との間の出力端４３０からデジタル信号が出力される。

抵抗分圧回路内の第１の抵抗及び第２の抵抗の抵抗値は、電圧比較器の関連する性能パラメータに従って設定され得る。本発明は、それについて具体的な限定を設けるものではない。

上記抵抗分圧回路は、デジタル信号レベル範囲を拡大させるよう、デジタル信号のレベルに対して分圧を実行するように構成される。本発明は、分圧回路の形態について具体的な限定を設けるものではない。分圧又は電圧安定化に使用され得る別の回路が存在し得る。

第１の抵抗４２０の抵抗値がＲ１であり、第２の抵抗４４０の抵抗値がＲ２であり、電圧比較器の基準電圧源の電圧をＶ_ｒｅｆであり、ターゲットチップがサポートすることができる最大電圧がＶ_ｍａｘであるとき、故に、電圧決定回路がサポートすることができるデジタル信号電圧範囲は、Ｖ_ｒｅｆ×（Ｒ１＋Ｒ２）／Ｒ２からＶ_ｍａｘ×（Ｒ１＋Ｒ２）／Ｒ２であり得る。デジタル信号のレベルがＶ_ｒｅｆよりも低いとき、電圧比較器は動作しない。

オプションで、アイソレーション回路のコレクタはフォトバイポーラトランジスタを含み、フォトバイポーラトランジスタの出力端が、プルアップ抵抗を用いることによって電源に接続され、フォトバイポーラトランジスタの出力端がデジタル信号の出力端に接続され、上記電源は、デジタル信号のレベルを第１レベル又は第２レベルへと変換するようにプルアップ抵抗に電圧を供給するよう構成される。

例えば、アイソレーション回路によって出力されるレベルが、ターゲットチップがサポートすることができる電圧範囲よりも低いとき、プルアップ抵抗を使用して電流成分を供給することで、ターゲットチップがサポートすることができるレベルを満足するように、デジタル信号のレベルを“引き上げ”得る。

オプションで、一実施形態において、デジタル信号入力回路は更に定電流源回路を含み、アイソレーション回路のエミッタは発光ダイオードを含む。定電流源回路の入力端がデジタル信号の入力端に接続され、定電流源回路の出力端がアイソレーション回路の発光ダイオードに接続され、定電流源回路は、発光ダイオードに定電流を供給するように構成される。

上記定電流源回路は、トランジスタを用いることによって実装されてもよく、電界効果を用いることによって実装されてもよく、あるいは、シャントレギュレータを用いることによって実装されてもよい。本発明は、定電流源回路の実装形態について具体的な限定を設けるものではない。

オプションで、定電流源回路は、同じ型の２つのバイポーラトランジスタと、抵抗とを含み、これら２つのバイポーラトランジスタは、第１のバイポーラトランジスタ及び第２のバイポーラトランジスタを含み、第１のバイポーラトランジスタと、上記抵抗及び第２のバイポーラトランジスタが置かれた分岐回路とが、定電流源回路の入力端と出力端との間で並列に接続される。

図５は、本発明の一実施形態に従ったデジタル信号入力回路の原理の模式的な回路図を示している。理解されるべきことには、図５に示される回路内のデバイスと図２に示される回路図内のデバイスとで同じ参照符号が用いられている。簡潔さのため、詳細はここでは説明しない。図５に示される回路５００は定電流源回路５１０を含んでいる。図５から学び得ることには、定電流源回路５１０は、同じ型の２つのバイポーラトランジスタであるバイポーラトランジスタ５１１及びバイポーラトランジスタ５１２を含んでいる。定電流源回路は、抵抗Ｒ５を用いることによってアイソレーション回路２２０内の発光ダイオードに比較的一定な電流を供給し得るとともに、バイポーラトランジスタ５１１及びバイポーラトランジスタ５１２のベース（Ｂ電極としても参照される）とエミッタ（Ｅ電極としても参照される）との間に比較的安定した電圧（ＢＥジャンクション電圧）を供給し得る。

図５に示される定電流源回路５１０の模式的な回路図において、定電流源回路内のデバイスは変更されてもよく、又は定電流源回路の性能を向上させるために他のデバイスが追加されてもよい。本発明は、定電流源回路の接続形態について具体的な限定を設けるものではない。

理解されるべきことには、上述のプロセスの順番は、本発明の様々な実施形態における実行順序を意味するものではない。プロセスの実行順序は、プロセスの機能及び内部ロジックに従って決定されるべきであり、本発明の実施形態の実装プロセスについての何らかの限定として解釈されるべきでない。

当業者が気付き得ることには、本明細書で開示された実施形態を参照して説明された例におけるユニット及びアルゴリズムステップは、電子的ハードウェアによって、又はコンピュータソフトウェアと電子的ハードウェアとの組み合わせによって実装され得る。機能がハードウェアによって実行されるかソフトウェアによって実行されるかは、特定の用途及び技術的ソリューションの設計制約条件に依存する。当業者は、特定の用途ごとに、説明された機能を実装するために異なる方法を使用し得るが、その実施が本発明の範囲を超えているとは見なされるべきでない。

以上の説明は、単に本発明の特定の実装例に過ぎず、本発明の保護範囲を限定することを意図していない。本発明にて開示された技術範囲内で当業者が容易に考え付き得る如何なる変形又は置換も、本発明の保護範囲に入るものである。故に、本発明の保護範囲は、請求項の保護範囲に従うものとする。

Claims

アイソレーション回路と電圧決定回路とを有するデジタル信号入力回路であって、
前記アイソレーション回路の入力端の第１のポートがデジタル信号の入力端に接続され、前記アイソレーション回路の出力端が前記デジタル信号の出力端に接続され、前記アイソレーション回路は、オープンであるときに第１レベルを出力し、前記アイソレーション回路は、クローズであるときに第２レベルを出力し、且つ
前記電圧決定回路の入力端が前記デジタル信号の前記入力端に接続され、前記電圧決定回路の出力端が前記アイソレーション回路の前記入力端の第２のポートに接続され、前記電圧決定回路は、前記デジタル信号のレベルに従って、前記アイソレーション回路がオープンであるかクローズであるかを決定するように構成されている、
デジタル信号入力回路。
前記電圧決定回路は電圧比較器を有し、該電圧比較器の第１の入力端が前記デジタル信号の前記入力端に接続され、該電圧比較器の第２の入力端が基準電圧源に接続され、該電圧比較器の出力端がスイッチングデバイスに接続され、
前記電圧比較器は、前記デジタル信号の前記レベルと前記基準電圧源のレベルとの間の高低関係に従って前記スイッチングデバイスのオン／オフ状態を制御するように構成され、前記スイッチングデバイスは、前記アイソレーション回路をオープン又はクローズであるように制御するよう構成されている、
請求項１に記載のデジタル信号入力回路。
前記電圧比較器の前記第１の入力端は非反転入力端であり、前記電圧比較器の前記第２の入力端は反転入力端である、請求項２に記載のデジタル信号入力回路。
前記スイッチングデバイスはバイポーラトランジスタであり、前記電圧比較器の前記出力端が前記バイポーラトランジスタのベースに接続され、前記バイポーラトランジスタのコレクタが前記アイソレーション回路に接続され、前記バイポーラトランジスタのエミッタが接地される、請求項２又は３に記載のデジタル信号入力回路。
前記電圧決定回路は更に抵抗分圧回路を有し、前記抵抗分圧回路の入力端が前記デジタル信号の前記入力端に接続され、前記抵抗分圧回路の出力端が前記電圧比較器の非反転入力端に接続され、
前記抵抗分圧回路は、前記デジタル信号に対して分圧を実行するように構成されている、
請求項２乃至４の何れか一項に記載のデジタル信号入力回路。
前記アイソレーション回路のコレクタはフォトバイポーラトランジスタを有し、前記フォトバイポーラトランジスタの出力端が、プルアップ抵抗を用いることによって電源に接続され、前記フォトバイポーラトランジスタの前記出力端が前記デジタル信号の前記出力端に接続され、前記電源は、前記デジタル信号の前記レベルを前記第１レベル又は前記第２レベルへと変換するように前記プルアップ抵抗に電圧を供給するよう構成されている、請求項１乃至５の何れか一項に記載のデジタル信号入力回路。
前記アイソレーション回路のコレクタはフォトバイポーラトランジスタを有し、前記フォトバイポーラトランジスタの入力端が、プルアップ抵抗を用いることによって電源に接続され、前記フォトバイポーラトランジスタの前記入力端が前記デジタル信号の前記出力端に接続され、前記電源は、前記デジタル信号の前記レベルを前記第１レベル又は前記第２レベルへと変換するように前記プルアップ抵抗に電圧を供給するよう構成されている、請求項１乃至５の何れか一項に記載のデジタル信号入力回路。
当該デジタル信号入力回路は更に定電流源回路を有し、前記アイソレーション回路のエミッタは発光ダイオードを有し、
前記定電流源回路の入力端が前記デジタル信号の前記入力端に接続され、前記定電流源回路の出力端が前記アイソレーション回路の前記発光ダイオードに接続され、前記定電流源回路は、前記発光ダイオードに定電流を供給するように構成されている、
請求項１乃至７の何れか一項に記載のデジタル信号入力回路。
前記定電流源回路は、第１のバイポーラトランジスタと、第２のバイポーラトランジスタと、抵抗とを有し、前記第１のバイポーラトランジスタの型は、前記第２のバイポーラトランジスタの型と同じであり、前記第１のバイポーラトランジスタと、前記抵抗及び前記第２のバイポーラトランジスタが置かれた分岐回路とが、前記定電流源回路の前記入力端と前記出力端との間で並列に接続されている、請求項８に記載のデジタル信号入力回路。
前記定電流源回路は、定電流源チップに封入されている、請求項８又は９に記載のデジタル信号入力回路。