JP3288259B2 - 3値信号入力回路 - Google Patents

3値信号入力回路

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    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M5/00Conversion of the form of the representation of individual digits
    • H03M5/02Conversion to or from representation by pulses
    • H03M5/16Conversion to or from representation by pulses the pulses having three levels

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  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Dc Digital Transmission (AREA)
  • Logic Circuits (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、入力された3値信
号を2値信号に変換して出力する3値信号入力回路に関
する。
【0002】
【従来の技術】例えば、ISDN基本インタフェースで
使用されているAMI符号のような3値信号を使用する
通信方式においては、受信回路に、入力電圧として3種
類の電位を受信できる回路を用意しなければならない。
【0003】従来より、3値信号を使用する通信におい
て受信回路として使用される3値信号入力回路は、アナ
ログ素子を使用した回路が用いられている。
【0004】図6は、従来の3値信号入力回路の一構成
例を示す回路図である。
【0005】本従来例は図6に示すように、通信回線か
らの信号が入力されるトランス10と、電源電圧Vdd
接地電位間に直列に接続された抵抗73〜75と、第1
の入力端子がトランス10に接続され、第2の入力端子
が抵抗73と抵抗74との接続点に接続されたアナログ
比較器76と、第1の入力端子が抵抗74と抵抗75と
の接続点に接続され、第2の入力端子がトランス10に
接続されたアナログ比較器77とから構成されており、
アナログ比較器76,77の出力が3値信号入力回路出
力78,79となっている。
【0006】以下に、上記のように構成された3値信号
入力回路の動作について説明する。
【0007】図7は、図6に示した3値信号入力回路の
動作を説明するための図であり、(a)は入力信号11
の電圧レベルを示す図、(b)は3値信号入力回路出力
78の電圧レベルを示す図、(c)は3値信号入力回路
出力79の電圧レベルを示す図である。
【0008】通信回線からの信号は、一端12に電源電
圧Vddの1/2の電位が供給されたトランス10を経由
して入力される。
【0009】トランス10を経由した入力信号11の電
位は、図7(a)に示すように、1/2Vdd電位を中心
として+電位及び−電位の3種類の電位を持ち、この3
電位状態によりデータが表現されている。
【0010】このような信号をディジタル回路によって
処理するためには、通常「0電位−Vdd電位」のように
2種類の電位で表現される2値信号に変換しなければな
らない。
【0011】このため、3電位から2電位への信号変換
回路が必要となる。
【0012】3個の抵抗73,74,75によって、V
dd電圧を分圧することで1/2Vdd電位よりも少し高い
電位71と少し低い電位72との2種類の中間電位を作
りアナログ比較器76,77に入力し、これらの電位と
入力信号11との比較を行うことにより、信号の2値化
を行う。
【0013】図8は、図6に示した3値信号入力回路に
おける信号の2値化の動作を説明するための図である。
【0014】入力信号11が1/2Vddより少し高い電
位71よりもさらに高い電位であればアナログ比較器7
6からVdd電位が出力され、入力信号11が1/2Vdd
より少し低い電位72よりもさらに低い電位であればア
ナログ比較器77からVdd電位が出力され、入力信号1
1が電位71と電位72との間の電位であれば2個のア
ナログ比較器76,77から0電位が出力される。
【0015】このようにして、図6に示した回路におい
て、1本の3値信号が2値信号に変換される。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような従来の3値信号入力回路においては、以下に記
載するような問題点がある。
【0017】(1)通常のディジタル素子では「0電位
−Vdd電位」のように2種類の電位状態しか持たないた
め、3種類の電位を持つ入力信号を取り扱うことができ
ない。そのため、回路がアナログ素子によって構成され
ており、回路構成が複雑になってしまい、構成部品数が
多くコストが高くなってしまう。
【0018】(2)アナログ比較器のようなアナログ素
子は、回路構成として内部に多くのトランジスタを必要
としており、またそれらのトランジスタも個々を小さく
することが容易ではないため、LSIチップ上の回路面
積が増大してしまう。そのため、これらのアナログ素子
により構成された回路をLSI化した場合、LSIチッ
プが大きなものとなり、コストが高くなってしまう。
【0019】本発明は、上述したような従来の技術が有
する問題点に鑑みてなされたものであって、回路構成を
簡単にするとともにLSI化を行う場合にチップ上の回
路面積を縮小することができる3値信号入力回路を提供
することを目的とする。
【0020】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、トランスを介して入力された3値信号を2
値信号に変換して出力する3値信号入力回路において、
前記3値信号が入力される第1及び第2のインバータ素
子と、該第1及び第2のインバータ素子から出力された
信号が入力され、両者の論理和を反転させた信号を出力
する否定論理和素子と、前記第1及び第2のインバータ
素子から出力された信号が入力され、両者の論理積を出
力する論理積素子とを有し、前記第1のインバータ素子
と前記第2のインバータ素子とは、互いに反対の履歴特
性を具備することを特徴とする。
【0021】また、前記第1のインバータ素子は、シュ
ミットトリガと呼ばれる履歴特性を有することを特徴と
する。
【0022】また、前記3値信号は、+側電位、−側電
位及びそれらの中間電位によってデータを表現するもの
であることを特徴とする。
【0023】(作用)上記のように構成された本発明に
おいては、互いに反対の履歴特性を有する第1及び第2
のインバータ素子と、第1及び第2のインバータ素子か
ら出力された信号が入力され、両者の論理和を反転させ
た信号を出力する否定論理和素子と、第1及び第2のイ
ンバータ素子から出力された信号が入力され、両者の論
理積を出力する論理積素子とによって、トランスを介し
て入力された3値信号が2値信号に変換されて出力され
る。
【0024】このように、回路がディジタル素子のみで
構成されているので、回路構成が簡単となる。
【0025】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態につ
いて図面を参照して説明する。
【0026】図1は、本発明の3値信号入力回路の実施
の一形態を示す回路図である。
【0027】本形態は図1に示すように、通信回線から
の信号が入力されるトランス10と、互いに反対の履歴
特性を有し、通信回線からの信号がトランス10を介し
て入力される第1のインバータ素子13及び第2のイン
バータ素子14と、インバータ素子13,14から出力
された信号が入力され、両者の論理和を反転させた信号
を出力する否定論理和(NOR)素子17と、インバー
タ素子13,14から出力された信号が入力され、両者
の論理積を出力する論理積(AND)素子18とから構
成されており、NOR素子17及びAND素子18の出
力がそれぞれ3値信号入力回路出力19,20となって
いる。
【0028】ここで、インバータ素子13,14の履歴
特性について説明する。
【0029】図2は、一般的なインバータ素子の履歴特
性を示す図である。また、図3は、図1に示したインバ
ータ素子13の履歴特性を説明するための図であり、
(a)は履歴特性を示す図、(b)は動作フローを示す
図である。また、図4は、図1に示したインバータ素子
14の履歴特性を説明するための図であり、(a)は履
歴特性を示す図、(b)は動作フローを示す図である。
【0030】一般的なインバータ素子は図2に示すよう
な履歴特性を有しているため、0電位−Vdd電位の中間
である1/2Vdd電位で状態が変化する。
【0031】つまり、1/2Vddよりも低い電位が入力
されると、出力は論理High(以下、Hと称する)を
示すVdd電位となり、1/2Vddよりも高い電位が入力
されると、出力は論理Low(以下、Lと称する)を示
す0電位となる。
【0032】しかしながら、本形態におけるインバータ
素子13は図3(a)に示すような履歴特性を有してい
るため、図3(b)に示すように、入力電位が論理Hを
示すVdd電位であるとき、出力は論理Lを示す0電位と
なる。この状態を反転させる場合、すなわち、出力を論
理Hにするためには、1/2Vddよりも低い電位(図中
(ア))以下の電位を入力しなければならない。また逆
に、入力が論理Lで出力が論理Hである場合にこの状態
を反転させるためには、1/2Vddよりも高い電位(図
中(イ))以上の電位を入力しなければならない。
【0033】なお、このような特性を持つインバータ素
子は、通常、シュミットトリガと呼ばれている。
【0034】また、本形態におけるインバータ素子14
は図4(a)に示すような履歴特性を有しており、この
履歴特性は、インバータ素子13の履歴特性とは反対の
特性となっている。そのため、図4(b)に示すよう
に、入力が論理Hで出力が論理Lである場合にこの状態
を反転させるためには、1/2Vddよりも高い電位(図
中(エ))以下の電位を入力すればよく、逆に、入力が
論理Lで出力が論理Hである場合にこの状態を反転させ
るためには、1/2Vddよりも低い電位(図中(ウ))
以上の電位を入力すればよい。
【0035】以下に、上記のように構成された3値信号
入力回路の動作について説明する。
【0036】図5は、図1に示した3値信号入力回路の
動作を説明するための図であり、(a)は入力信号11
の電圧レベルを示す図、(b)はインバータ素子13の
出力電圧レベルを示す図、(c)はインバータ素子14
の出力電圧レベルを示す図、(d)は3値信号入力回路
出力19の電圧レベルを示す図、(e)は3値信号入力
回路出力20の電圧レベルを示す図である。
【0037】通信回線からの信号は、一端12に電源電
圧Vddの1/2の電位が供給されたトランス10を経由
して入力される。
【0038】トランス10を経由した入力信号11の電
位は、図5(a)に示すように、1/2Vdd電位を中心
として+電位及び−電位の3種類の電位を持ち、この3
電位状態によりデータが表現されており、このデータが
インバータ素子13,14にそれぞれ入力される。
【0039】図5(a)に示すような入力信号がインバ
ータ素子13に入力されると、インバータ素子13にお
いては、入力信号11が(+)である場合にLが出力さ
れているが、入力信号11が1/2Vddになってもその
ままLの出力が維持され、入力信号11が(−)となっ
たときに状態が反転してHが出力される。また、入力信
号11が(−)である場合にHが出力されているが、入
力信号11が1/2V ddになってもそのままHの出力が
維持され、入力信号11が(+)となったときに状態が
反転してLが出力される。これにより、図5(b)に示
すような出力波形が得られる。
【0040】また、図5(a)に示すような入力信号が
インバータ素子14に入力されると、インバータ素子1
4においては、入力信号11が(+)である場合にLが
出力されているが、入力信号11が1/2Vddになると
状態が反転してHが出力される。同様に、入力信号11
が(−)である場合にHが出力されているが、入力信号
11が1/2Vddになると状態が反転してLが出力され
る。これにより、図5(c)に示すような出力波形が得
られる。
【0041】その後、インバータ13,14の出力がN
OR素子17及びAND素子18にそれぞれ入力され、
NOR素子17からは図5(d)に示すような信号が3
値信号入力回路出力19として、また、AND素子18
からは図5(e)に示すような信号が3値信号入力回路
出力20としてそれぞれ出力される。
【0042】図5(d),(e)に示したような出力
は、従来回路で得られた図7(b),(c)に示した出
力と等価であり、1本の3値入力信号を2本の2値信号
に変換して信号出力が得られたものである。
【0043】
【発明の効果】以上説明したように本発明においては、
互いに反対の履歴特性を有する第1及び第2のインバー
タ素子と、第1及び第2のインバータ素子から出力され
た信号が入力され、両者の論理和を反転させた信号を出
力する否定論理和素子と、第1及び第2のインバータ素
子から出力された信号が入力され、両者の論理積を出力
する論理積素子とによって、トランスを介して入力され
た3値信号が2値信号に変換されて出力されるというよ
うに、回路がディジタル素子のみで構成されているた
め、回路構成が簡単となる。
【0044】また、ディジタル素子では素子を構成する
トランジスタに小さなサイズのものが使用できるため、
素子自体を小さくすることが可能であり、回路構成も従
来のアナログ素子を使うものよりも簡単になるため、L
SI化を行う場合、チップ上の回路面積が小さくなりコ
ストを下げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の3値信号入力回路の実施の一形態を示
す回路図である。
【図2】一般的なインバータ素子の履歴特性を示す図で
ある。
【図3】図1に示したインバータ素子の履歴特性を説明
するための図であり、(a)は履歴特性を示す図、
(b)は動作フローを示す図である。
【図4】図1に示したインバータ素子の履歴特性を説明
するための図であり、(a)は履歴特性を示す図、
(b)は動作フローを示す図である。
【図5】図1に示した3値信号入力回路の動作を説明す
るための図であり、(a)は入力信号の電圧レベルを示
す図、(b)はインバータ素子の出力電圧レベルを示す
図、(c)はインバータ素子の出力電圧レベルを示す
図、(d)は3値信号入力回路出力の電圧レベルを示す
図、(e)は3値信号入力回路出力の電圧レベルを示す
図である。
【図6】従来の3値信号入力回路の一構成例を示す回路
図である。
【図7】図6に示した3値信号入力回路の動作を説明す
るための図であり、(a)は入力信号の電圧レベルを示
す図、(b)は3値信号入力回路出力の電圧レベルを示
す図、(c)は3値信号入力回路出力の電圧レベルを示
す図である。
【図8】図6に示した3値信号入力回路における信号の
2値化の動作を説明するための図である。
【符号の説明】
10 トランス 11 入力信号 12 トランス端 13,14 インバータ素子 15,16 インバータ出力 17 否定論理和(NOR)素子 18 論理積(AND)素子 19,20 3値信号入力回路出力
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H03M 5/16 H04L 25/49

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 トランスを介して入力された3値信号を
    2値信号に変換して出力する3値信号入力回路におい
    て、 前記3値信号が入力される第1及び第2のインバータ素
    子と、 該第1及び第2のインバータ素子から出力された信号が
    入力され、両者の論理和を反転させた信号を出力する否
    定論理和素子と、 前記第1及び第2のインバータ素子から出力された信号
    が入力され、両者の論理積を出力する論理積素子とを有
    し、 前記第1のインバータ素子と前記第2のインバータ素子
    とは、互いに反対の履歴特性を具備することを特徴とす
    る3値信号入力回路。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の3値信号入力回路にお
    いて、 前記第1のインバータ素子は、シュミットトリガと呼ば
    れる履歴特性を有することを特徴とする3値信号入力回
    路。
  3. 【請求項3】 請求項1または請求項2に記載の3値信
    号入力回路において、 前記3値信号は、+側電位、−側電位及びそれらの中間
    電位によってデータを表現するものであることを特徴と
    する3値信号入力回路。
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