JP4433885B2 - Differential peak detection circuit - Google Patents

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本発明は、入力された差動信号の信号振幅の大きさを検出する差動ピーク検出回路に関する。   The present invention relates to a differential peak detection circuit that detects the magnitude of a signal amplitude of an input differential signal.

従来、様々なアプリケーション(応用分野)においてピーク検出回路が利用されている。例えば、磁気ディスク、光ディスク等のデータ再生においては、次のように、自動利得調整回路(AGC回路)に利用されている。即ち、磁気ディスク、光ディスクからのデータ再生においては、再生データ自体はディジタルデータであるものの、記録媒体も含めた、いわゆる伝送路の影響によって再生波形から直接ディジタルデータ列を得ることは難しく、まずアナログ波形として扱い、等化処理などの波形整形処理や、アナログ・デジタル(AD)変換処理等が行われる。   Conventionally, a peak detection circuit is used in various applications (application fields). For example, in data reproduction of a magnetic disk, an optical disk, etc., it is used for an automatic gain adjustment circuit (AGC circuit) as follows. That is, in data reproduction from a magnetic disk or optical disk, although the reproduction data itself is digital data, it is difficult to obtain a digital data string directly from the reproduction waveform due to the so-called transmission path including the recording medium. It is handled as a waveform, and waveform shaping processing such as equalization processing, analog / digital (AD) conversion processing, and the like are performed.

ところが、等化処理回路(連続時間フィルタ)やAD変換器は取り扱える信号ダイナミックレンジが有限であり、これらの信号処理段階で波形が歪むと再生エラーレートが大幅に劣化することから、それらの前段にAGC回路を設け、所望の振幅レベルに自動調整・保持する必要がある。このときに、振幅を調整、コントロールしたいノードでの信号のピークレベルを検出することで、AGCを実現している。   However, the equalization processing circuit (continuous time filter) and AD converter can handle a limited signal dynamic range, and if the waveform is distorted at these signal processing stages, the playback error rate will be greatly degraded. It is necessary to provide an AGC circuit and automatically adjust and maintain the desired amplitude level. At this time, AGC is realized by detecting the peak level of the signal at the node whose amplitude is to be adjusted and controlled.

あるいは、シリアル伝送などの高速データ通信においては、対向ノードからデータ信号が送信されているかどうかは、まず信号振幅をピーク検出回路で検出し、これと予め設定した判定基準レベルとを比較することで、判断を行うなどの使われ方をしている。   Alternatively, in high-speed data communication such as serial transmission, whether or not a data signal is transmitted from the opposite node is determined by first detecting the signal amplitude with a peak detection circuit and comparing this with a preset criterion level. , Making use of judgment and so on.

従来方式は、例えば特許文献1に記述されているような、コンパレータとチャージポンプ回路と積分容量を基本要素とするシングルエンド構成である。したがって、入力が差動信号である場合は、まず全波整流器(FWR: Full Wave Rectifier)を付加する必要がある。   The conventional system is a single-ended configuration having a comparator, a charge pump circuit, and an integration capacitor as basic elements, as described in Patent Document 1, for example. Therefore, when the input is a differential signal, it is necessary to add a full wave rectifier (FWR) first.

従来方式のピーク検出回路について図4を参照して説明する。図4において、101及び102は、それぞれ差動対入力信号の正相入力信号及び逆相入力信号が入力される入力端子である。入力端子101は、全波整流器110を構成するコンパレータ103の非反転入力端子及び抵抗素子104の一端に接続され、入力端子102はコンパレータ103の反転入力端子及び抵抗素子105の一端に接続される。抵抗素子104及び105の他端は容量素子(コンデンサ)106の一端及び出力端子131に接続され、コンデンサ106の他端はグラウンドに接続されている。   A conventional peak detection circuit will be described with reference to FIG. In FIG. 4, reference numerals 101 and 102 denote input terminals to which a positive phase input signal and a negative phase input signal of a differential pair input signal are input, respectively. The input terminal 101 is connected to the non-inverting input terminal of the comparator 103 constituting the full-wave rectifier 110 and one end of the resistance element 104, and the input terminal 102 is connected to the inverting input terminal of the comparator 103 and one end of the resistance element 105. The other ends of the resistance elements 104 and 105 are connected to one end of a capacitance element (capacitor) 106 and an output terminal 131, and the other end of the capacitor 106 is connected to the ground.

また、入力端子101は、全波整流回路110を構成しコンパレータの出力により制御されるスイッチ107の接続端子107aに、入力端子102はスイッチ107の接続端子107bに接続され、共通端子107cはコンパレータ111の反転入力端子に接続されている。そして、コンパレータ111の出力はチャージポンプ回路120に入力される。   The input terminal 101 constitutes a full-wave rectifier circuit 110 and is connected to the connection terminal 107a of the switch 107 controlled by the output of the comparator, the input terminal 102 is connected to the connection terminal 107b of the switch 107, and the common terminal 107c is the comparator 111. Is connected to the inverting input terminal. The output of the comparator 111 is input to the charge pump circuit 120.

チャージポンプ回路120は、例えばCMOSトランジスタと電流源から構成されており、その一端が電源の端子112に接続された電流源113の他端とpチャンネルMOSトランジスタ(以下、単に「トランジスタ」という。)114のソース端子とが接続される。また、nチャンネルMOSトランジスタ(以下、単に「トランジスタ」という。)115のソース端子と電流源116の一端が接続されるとともに、電流源116の他端がグラウンドに接続される。   The charge pump circuit 120 is composed of, for example, a CMOS transistor and a current source. One end of the charge pump circuit 120 is connected to the terminal 112 of the power source, and the other end of the current source 113 is a p-channel MOS transistor (hereinafter simply referred to as “transistor”). 114 source terminals are connected. Further, the source terminal of an n-channel MOS transistor (hereinafter simply referred to as “transistor”) 115 and one end of the current source 116 are connected, and the other end of the current source 116 is connected to the ground.

そして、チャージポンプ回路120の出力端子は容量素子117の一端に接続され、容量素子117の他端がグラウンドに接続されている。さらに、容量素子117の一端は、コンパレータ111の非反転入力端子に接続されるとともに、出力端子132に接続されている。   The output terminal of the charge pump circuit 120 is connected to one end of the capacitive element 117, and the other end of the capacitive element 117 is connected to the ground. Furthermore, one end of the capacitive element 117 is connected to the non-inverting input terminal of the comparator 111 and to the output terminal 132.

図4に示すピーク検出回路の動作について説明する。まず、振幅レベルを自動調整したいノードでの差動信号を全波整流回路110に入力し、差動信号から同相電位以上の成分として抜き出す。ここまでの処理は、例えば、整流前の差動波形(図5A参照)を、入力端子101,102を介してコンパレータ103に通し、差動信号の正負を判定する。その後、この正負判定信号(図5B参照)のH(ハイ)とL(ロー)の出力によりスイッチ107を切り替える。この正負判定信号が正(H)のときは元の差動信号のうち正相信号を、負(L)のときは逆相信号を通過させることによって全波整流を行う。なお、ここでのスイッチ107はMOSスイッチが主に使われる。   The operation of the peak detection circuit shown in FIG. 4 will be described. First, a differential signal at a node whose amplitude level is to be automatically adjusted is input to the full-wave rectifier circuit 110 and extracted from the differential signal as a component having a common-mode potential or higher. In the processing so far, for example, the differential waveform before rectification (see FIG. 5A) is passed through the comparator 103 via the input terminals 101 and 102 to determine whether the differential signal is positive or negative. Thereafter, the switch 107 is switched by the output of H (high) and L (low) of the positive / negative determination signal (see FIG. 5B). When the positive / negative determination signal is positive (H), full-wave rectification is performed by passing a positive-phase signal out of the original differential signal, and when negative (L), a negative-phase signal is passed. The switch 107 here is mainly a MOS switch.

次に、この全波整流波形が次段のコンパレータ111の第1の入力端子(図4の例では反転入力端子)に入力され、全波整流波形のピークとコンパレータ111の第2の入力端子(図4の例では非反転入力端子)に入力される信号を比較する(図5C参照)。   Next, this full-wave rectified waveform is input to the first input terminal (inverted input terminal in the example of FIG. 4) of the next-stage comparator 111, and the peak of the full-wave rectified waveform and the second input terminal ( The signals input to the non-inverting input terminal in the example of FIG. 4 are compared (see FIG. 5C).

コンパレータ111は、全波整流波形のピークがコンパレータ111の第2の入力端子に入力される信号を超えたときパルス波形がローとなり、その他の期間ではハイとなるようなクロック信号(図5D参照)を出力する。このクロック信号で次段のチャージポンプ回路120を駆動し、チャージポンプ電流で容量素子117の容量を充放電すると同時に、コンパレータ111の第2の入力端子のコントロール電圧とする。周知の通りチャージポンプ回路120では、クロック信号の論理値によってその出力をソース電流とするかシンク電流とするかを切り換える。   The comparator 111 is a clock signal whose pulse waveform is low when the peak of the full-wave rectified waveform exceeds the signal input to the second input terminal of the comparator 111 and is high during other periods (see FIG. 5D). Is output. The next-stage charge pump circuit 120 is driven by this clock signal, and the capacitance of the capacitor 117 is charged / discharged by the charge pump current, and at the same time, the control voltage of the second input terminal of the comparator 111 is set. As is well known, the charge pump circuit 120 switches whether the output is a source current or a sink current depending on the logic value of the clock signal.

ここで、全波整流波形のピーク波高値がコンパレータ111の第2の入力端子の電位よりも大きかったとき、すなわちコンパレータ111の出力がローパルスのときのチャージポンプ電流(ソース電流)を、同ハイパルスのときのチャージポンプ電流(シンク電流)よりも十分大きく設定することで、全波整流波形のピーク値が積分容量端子電位となるようにフィードバックが掛かる。この結果、出力端子131,132間に現れる入力同相電位と積分容量端子電位との定常電位差Vpは全波整流波形のピーク波高値に等しくなり、ピーク検出ができたことになる。   Here, when the peak value of the full-wave rectified waveform is larger than the potential of the second input terminal of the comparator 111, that is, when the output of the comparator 111 is a low pulse, the charge pump current (source current) is By setting it sufficiently larger than the current charge pump current (sink current), feedback is applied so that the peak value of the full-wave rectified waveform becomes the integration capacitor terminal potential. As a result, the steady-state potential difference Vp between the input common-mode potential appearing between the output terminals 131 and 132 and the integration capacitor terminal potential becomes equal to the peak value of the full-wave rectified waveform, and the peak can be detected.

また、全波整流器を用いる代わりに、正相、逆相信号をレベルシフトし、正負のピークを独立に(2系統に分けて)検出する方式が提案されている(例えば、特許文献2参照。)。   Further, instead of using a full-wave rectifier, a method has been proposed in which positive and negative phase signals are level-shifted and positive and negative peaks are detected independently (divided into two systems) (see, for example, Patent Document 2). ).

さらに、別の従来例として、古くからシングルエンド構成で利用されてきている、ダイオードクランプの手法を差動CMOS回路に適用した技術が提案されている(例えば、特許文献3参照。)。
特開平7−218559号公報 特開平10−322151号公報 特許第2646189号
Furthermore, as another conventional example, a technique has been proposed in which a diode clamp technique, which has been used in a single-ended configuration for a long time, is applied to a differential CMOS circuit (see, for example, Patent Document 3).
JP 7-218559 A Japanese Patent Laid-Open No. 10-322151 Japanese Patent No. 2646189

しかしながら、以上の説明からも自明である通り、特許文献1に記載のものは、特に外来ノイズ耐性の観点から、元々再生信号を差動信号として扱っているにもかかわらず、全波整流器110で全波整流した時点で、扱う信号がシングルエンドとなってしまい、最終的に得られるピーク検出した直流レベル信号もシングルエンドである。したがって、ディジタル外来ノイズを主な原因とする、基板ノイズ、電源ノイズといったコモンモードノイズに対する耐性が弱く、結果としてピーク検出結果の信頼性を低下させていた。また、異なる信号系からの複数のピーク検出結果を元に信号処理する場合は、それぞれの同相成分を除去する必要があるなど、結果として付加回路の増大を招いていた。   However, as is obvious from the above description, the one described in Patent Document 1 is a full-wave rectifier 110 in spite of originally treating the reproduced signal as a differential signal from the viewpoint of resistance to external noise. At the time of full-wave rectification, the signal to be handled becomes single-ended, and the finally obtained DC level signal with peak detection is also single-ended. Therefore, the resistance to common mode noise such as substrate noise and power supply noise mainly caused by digital external noise is weak, and as a result, the reliability of the peak detection result is lowered. Further, when signal processing is performed based on a plurality of peak detection results from different signal systems, it is necessary to remove each in-phase component, resulting in an increase in additional circuits.

また、全波整流器が不可欠である従来方式は、上記MOSスイッチ107とそれに続くコンパレータ111の入力容量によって信号帯域が制限されるという問題がある。このため、適用できる信号帯域がコンパレータ111やチャージポンプ回路120ではなく、全波整流器で決まってしまい、帯域の広い信号に対して検出精度の大幅劣化を招いていた。   Further, the conventional system in which a full-wave rectifier is indispensable has a problem that the signal band is limited by the input capacitance of the MOS switch 107 and the comparator 111 that follows. For this reason, the applicable signal band is determined not by the comparator 111 or the charge pump circuit 120 but by the full-wave rectifier, leading to a significant deterioration in detection accuracy for a wide band signal.

また、特許文献2に記載のものは、全波整流器による帯域制限のみに注目した改良案であって、全波整流器を用いずに、差動入力信号の正負のピークを2つのシングルエンドコンパレータでそれぞれ比較し、比較結果の論理和をとっているに過ぎず、外来ノイズ耐性の問題は何ら解消されない。それどころか、新たに必要なレベルシフターの精度がピーク検出精度を劣化させる、あるいは図4に示す従来例では1つであったシングルエンドコンパレータが、特許文献2に記載のものは正負ピーク検出用に合計2つ必要であるなど、検出精度劣化、回路規模の増大を招いていた。   In addition, the one described in Patent Document 2 is an improved proposal that focuses only on band limitation by a full-wave rectifier, and without using a full-wave rectifier, the positive and negative peaks of a differential input signal are detected by two single-ended comparators. Each is compared and only the logical sum of the comparison results is taken, and the problem of external noise resistance is not solved at all. On the contrary, the accuracy of the newly required level shifter degrades the peak detection accuracy, or the single-ended comparator that was one in the conventional example shown in FIG. For example, two were required, which caused deterioration in detection accuracy and increased circuit scale.

また、特許文献3に記載のダイオードと保持容量によるダイオードクランプの手法は、前出の特許文献1でも指摘されている通り、ダイオードの順方向電圧降下、あるいはそれを補正するためのソースフォロア回路などの温度依存、バイアス電流依存、ばらつき、によって差動オフセットが発生し、結果として差動ピーク検出電圧が不正確になる。また、別の問題点として、ピーク検出が完了するまでの時定数が保持容量と回路バイアス電流で決まるため、時定数を容易に変えることができない。たとえば磁気ディスクや光ディスクなどの再生信号は、ディスク内外周でデータレートが2〜3倍変化し、更には再生倍速、即ちディスクの回転数を変えることも行われるため、10〜100倍程度に渡ってピーク検出回路の時定数を設定することが要求される。   In addition, the diode clamping method using the diode and the storage capacitor described in Patent Document 3 is, as pointed out in Patent Document 1 described above, a forward voltage drop of the diode or a source follower circuit for correcting the voltage drop. Due to the temperature dependence, bias current dependence, and variation, a differential offset occurs, resulting in an inaccurate differential peak detection voltage. Another problem is that since the time constant until peak detection is completed is determined by the storage capacitor and the circuit bias current, the time constant cannot be easily changed. For example, a reproduction signal of a magnetic disk or an optical disk, for example, has a data rate that changes 2 to 3 times on the inner and outer circumferences of the disk, and further, a reproduction speed, that is, a rotation speed of the disk is changed. Therefore, it is required to set the time constant of the peak detection circuit.

以上の経緯より、差動信号のピーク検出を差動信号のまま行い、結果として得られる直流レベル信号も差動信号である、完全差動のピーク検出回路であって、しかもピーク検出が完了するまでの時定数を例えば10〜100倍に渡って、しかも簡便な方法で設定できるピーク検出回路が要望されていた。   As described above, the differential signal peak detection is performed as it is, and the resulting DC level signal is also a differential signal, which is a fully differential peak detection circuit, and the peak detection is completed. There has been a demand for a peak detection circuit that can set the time constant up to 10 to 100 times by a simple method.

斯かる点に鑑み、本発明は、差動入力信号に対するピーク検出を差動信号のまま行い、結果として得られる直流レベル信号も差動信号であるとともに、ピーク検出が完了するまでの時定数を容易に設定できる差動ピーク検出回路を提供することを目的とする。   In view of such a point, the present invention performs the peak detection for the differential input signal as it is, the resultant DC level signal is also the differential signal, and the time constant until the peak detection is completed. It is an object to provide a differential peak detection circuit that can be easily set.

上記課題を解決し、目的を達成するため、本発明は、差動入力信号振幅の大きさを検出するものであって、ゲートに正相入力信号が入力される第1トランジスタと、ゲートに逆相入力信号が入力される第2トランジスタと、ゲート間にピーク検出差動電位が得られる第3トランジスタ及び第4トランジスタと、第1及び第2トランジスタのドレインが入力部に接続されるとともに第3及び第4トランジスタのドレインが出力部に接続されて、差動入力信号振幅とピーク検出差動電位の大小関係に応じた出力電流信号を出力部より出力するカレントミラー回路とを備えた差動コンパレータ回路と、直列に接続され断続可能な第1及び第2電流源と、直列に接続され断続可能な第3及び第4電流源を備え、第3トランジスタのゲートが第3及び第4電流源の接続中点と接続されるとともに、第4トランジスタのゲートが第1及び第2電流源の接続中点と接続された、第3及び第4トランジスタのゲートと接続している容量素子を負荷とする差動チャージポンプ回路を有する。
この差動チャージポンプ回路は、差動コンパレータ回路からの出力電流信号の電流方向に対応して各電流源に対する断続動作を行うスイッチを備え当該スイッチは、差動入力信号振幅がピーク検出差動電位より小さいときは第1及び第4電流源を接続するとともに第3及び第2電流源を非接続とし、一方、差動入力信号振幅がピーク検出差動電位より大きいときは第3及び第2電流源を接続するとともに第1及び第4電流源を非接続とするように断続動作を行う。
そして、第1及び第4電流源で設定される第1充電電流値と、第3及び第2電流源で設定される前記第1の充電電流値とは逆方向の第2充電電流値との差異に応じて容量素子に蓄積される端子電圧を差動コンパレータ回路にフィードバックし、このフィードバックの結果、差動入力信号とピーク検出差動電位との大小関係によって容量素子を流れる差動充電電流の向きを変え、容量素子の両端に差動入力信号のピーク検出差動電圧を得るようにする。
In order to solve the above-described problems and achieve the object, the present invention detects a magnitude of a differential input signal amplitude, and includes a first transistor in which a positive-phase input signal is input to a gate, and a reverse to the gate. The second transistor to which the phase input signal is input, the third transistor and the fourth transistor that obtain a peak detection differential potential between the gates, the drains of the first and second transistors are connected to the input unit and the third transistor And a current mirror circuit in which the drain of the fourth transistor is connected to the output unit, and an output current signal corresponding to the magnitude relationship between the differential input signal amplitude and the peak detection differential potential is output from the output unit. A first and second current source connected in series and connectable in series; and a third and fourth current source connected in series and connectable; and a gate of the third transistor is connected to the third and fourth current sources. A capacitive element connected to the connection point of the current source and connected to the gates of the third and fourth transistors, wherein the gate of the fourth transistor is connected to the connection point of the first and second current sources; to have a differential charge pump circuit to a load.
The differential charge pump circuit includes a switch that performs an intermittent operation on each current source in accordance with the current direction of the output current signal from the differential comparator circuit, and the switch has a differential input signal amplitude with a peak detection differential. When the potential is smaller than the potential, the first and fourth current sources are connected and the third and second current sources are disconnected. On the other hand, when the differential input signal amplitude is larger than the peak detection differential potential , the third and second current sources are connected. the first and fourth current sources with a current source is connected performs intermittent operation to a non-connected.
A first charging current value set by the first and fourth current sources and a second charging current value in a direction opposite to the first charging current value set by the third and second current sources Depending on the difference, the terminal voltage accumulated in the capacitive element is fed back to the differential comparator circuit. The direction is changed so that the peak detection differential voltage of the differential input signal is obtained at both ends of the capacitive element.

斯かる本発明によれば、ソース及びドレインを共通接続とした並列トランジスタを対とすることで完全差動入力の差動コンパレータ回路を構成し、一方の並列トランジスタにその波高値を検出する差動信号を入力し、入力信号に応じた差動コンパレータ回路からの出力電流信号に基づいて差動チャージポンプ回路を駆動する。そして、差動チャージポンプ回路は出力電流信号に基づいた充電電流を負荷である容量素子に流し込み、その端子電圧を差動コンパレータ回路の他方の並列トランジスタにフィードバックし、差動直流信号を入力する。これにより、差動コンパレータ回路において、2つの差動電位同士を比較することができるので、ピーク検出結果を差動信号として得ることができる。 According to such present invention, the difference of a differential comparator circuit for fully differential input by a pair of parallel transistors in which the source and drain commonly connected, and detects the peak value in one of the parallel transistors data The differential charge pump circuit is driven based on the output current signal from the differential comparator circuit corresponding to the input signal. The differential charge pump circuit feeds a charging current based on the output current signal to the capacitive element as a load, feeds back the terminal voltage to the other parallel transistor of the differential comparator circuit, and inputs a differential DC signal. Thereby, in the differential comparator circuit, two differential potentials can be compared with each other, so that the peak detection result can be obtained as a differential signal.

本発明によれば、差動信号を入力とし、ピーク検出を差動信号のまま行い、結果として得られる直流レベル信号も差動信号である完全差動のピーク検出回路を提供することができる。これによって、例えば、ディジタル回路ブロックからの基板ノイズや電源ノイズといった、外来コモンモードノイズに対する耐性が良好な差動ピーク検出回路が実現可能になるという効果がある。   According to the present invention, it is possible to provide a fully differential peak detection circuit in which a differential signal is input, peak detection is performed as it is, and the resultant DC level signal is also a differential signal. Thus, for example, there is an effect that it is possible to realize a differential peak detection circuit having good resistance to external common mode noise such as substrate noise and power supply noise from a digital circuit block.

したがって、従来必要とされていたノイズ対策回路、擬似ピーク対策回路などの付加回路が不要となり、回路規模、トータル消費電力が低減できるという効果がある。   This eliminates the need for additional circuits such as a noise countermeasure circuit and a pseudo peak countermeasure circuit, which have been conventionally required, and can reduce the circuit scale and the total power consumption.

さらに、例えば磁気ディスクや光ディスクといった、再生レートが変わることによってピーク検出時定数を適宜設定する必要がある場合にも、簡便な方法により、きわめて容易に対応することができるという効果がある。   Furthermore, even when it is necessary to appropriately set the peak detection time constant due to a change in the reproduction rate, such as a magnetic disk or an optical disk, there is an effect that it can be handled very easily by a simple method.

以下、図1〜図3を参照して、本発明の一実施の形態の例について説明する。   Hereinafter, an example of an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

図1は、本発明の一実施の形態の例の回路図である。図1の例の回路は主に、2つの差動電位同士を比較してその結果を外部に出力する差動コンパレータ回路10と、差動コンパレータ回路10からの出力電流信号を電圧信号に変換する電流コンパレータ回路50と、差動対入力信号を平滑した信号が入力されるとともに、電流コンパレータ回路50の電圧信号に基づき負荷の容量素子を充放電し、差動コンパレータ回路10に差動直流信号をフィードバックする差動チャージポンプ回路30と、差動対入力信号を平滑化する回路から構成される。   FIG. 1 is a circuit diagram of an example of an embodiment of the present invention. The circuit of the example of FIG. 1 mainly compares two differential potentials and outputs the result to the outside, and converts an output current signal from the differential comparator circuit 10 into a voltage signal. The current comparator circuit 50 and a signal obtained by smoothing the differential pair input signal are input, and the capacitive element of the load is charged / discharged based on the voltage signal of the current comparator circuit 50, and a differential DC signal is supplied to the differential comparator circuit 10. It comprises a differential charge pump circuit 30 that feeds back and a circuit that smoothes the differential pair input signal.

図1において、1及び2は、それぞれ差動対入力信号の正相入力信号及び逆相入力信号が入力される入力端子であり、入力端子1を、pチャンネルMOSトランジスタ(以下、単に「トランジスタ」という。)11のゲート端子に接続し、入力端子2をトランジスタ12のゲート端子に接続する。また入力端子1及び2を、それぞれ抵抗素子4及び3を介して容量素子5の一端に接続するとともに、コンパレータ45の反転入力端子に接続する。また容量素子5の他端をグラウンドに接続する。   In FIG. 1, reference numerals 1 and 2 denote input terminals to which a positive phase input signal and a negative phase input signal of a differential pair input signal are input, respectively. The input terminal 1 is connected to a p-channel MOS transistor (hereinafter simply referred to as “transistor”). And the input terminal 2 is connected to the gate terminal of the transistor 12. The input terminals 1 and 2 are connected to one end of the capacitive element 5 through the resistance elements 4 and 3, respectively, and are connected to the inverting input terminal of the comparator 45. The other end of the capacitive element 5 is connected to the ground.

さらに、トランジスタ11及び12のドレイン端子を共通接続し、アクティブカレントミラー回路20の低インピーダンス入力端子であるnチャンネルMOSトランジスタ(以下、単に「トランジスタ」という。)15のドレイン端子に接続する。またトランジスタ11及び12のソース端子を共通接続し、これらのトランジスタと対をなすトランジスタ13及び14のソース端子に接続する。そしてトランジスタ13及び14のドレイン端子を共通接続し、アクティブカレントミラー回路20の高インピーダンス入力端子であるトランジスタ17のドレイン端子に接続する。上記共通接続されたトランジスタ11〜14のソース端子は、所定の定電流I0を流す電流源22の他端と接続されており、この電流源22の一端は電源が供給される端子21と接続されている。   Further, the drain terminals of the transistors 11 and 12 are connected in common and connected to the drain terminal of an n-channel MOS transistor (hereinafter simply referred to as “transistor”) 15 which is a low impedance input terminal of the active current mirror circuit 20. The source terminals of the transistors 11 and 12 are connected in common, and are connected to the source terminals of the transistors 13 and 14 paired with these transistors. The drain terminals of the transistors 13 and 14 are connected in common and connected to the drain terminal of the transistor 17 which is a high impedance input terminal of the active current mirror circuit 20. The source terminals of the commonly connected transistors 11 to 14 are connected to the other end of a current source 22 for supplying a predetermined constant current I0. One end of the current source 22 is connected to a terminal 21 to which power is supplied. ing.

カレントミラー回路20はトランジスタ15,16,17,18により構成されており、トランジスタ15のソース端子とトランジスタ16のドレイン端子を接続し、トランジスタ16のソース端子をグラウンドに接続する。同様にトランジスタ17のソース端子とトランジスタ18のドレイン端子を接続し、トランジスタ18のソース端子をグラウンドに接続する。そしてトランジスタ15及び17のゲート端子を共通接続して入力電圧Vbが入力される入力端子19に接続する。またトランジスタ16及び18のゲート端子を共通接続してトランジスタ15のドレイン端子と接続する。   The current mirror circuit 20 includes transistors 15, 16, 17, and 18. The current mirror circuit 20 connects the source terminal of the transistor 15 and the drain terminal of the transistor 16, and connects the source terminal of the transistor 16 to the ground. Similarly, the source terminal of the transistor 17 and the drain terminal of the transistor 18 are connected, and the source terminal of the transistor 18 is connected to the ground. The gate terminals of the transistors 15 and 17 are connected in common and connected to the input terminal 19 to which the input voltage Vb is input. The gate terminals of the transistors 16 and 18 are connected in common and connected to the drain terminal of the transistor 15.

そして、差動コンパレータ回路10を構成するカレントミラー回路20の出力端子を、CMOSインバータが2段接続された電流コンパレータ50の入力端子に接続する。すなわちトランジスタ17のドレイン端子と、トランジスタ52及び53から構成されるCMOSトランジスタの入力端子を接続する。さらに、トランジスタ52及び53からなるCMOSトランジスタの出力端子とトランジスタ56及び57から構成されるCMOSトランジスタの入力端子に接続するとともに、そのCMOSトランジスタの出力端子を出力端子58に接続し、差動チャージポンプ回路30を制御する電圧信号Vcpを得る。また上記トランジスタ52及び53からなるCMOSトランジスタの入力端子及び出力端子を、フィードバック用抵抗素子54を介して接続する。   Then, the output terminal of the current mirror circuit 20 constituting the differential comparator circuit 10 is connected to the input terminal of the current comparator 50 in which two CMOS inverters are connected. That is, the drain terminal of the transistor 17 is connected to the input terminal of the CMOS transistor composed of the transistors 52 and 53. Further, the output terminal of the CMOS transistor composed of the transistors 52 and 53 and the input terminal of the CMOS transistor composed of the transistors 56 and 57 are connected, and the output terminal of the CMOS transistor is connected to the output terminal 58, so that the differential charge pump is connected. A voltage signal Vcp for controlling the circuit 30 is obtained. Further, the input terminal and the output terminal of the CMOS transistor composed of the transistors 52 and 53 are connected via a feedback resistance element 54.

差動チャージポンプ回路30は、その積分容量を差動チャージポンプの負荷とする容量素子41と、電流源31,34,35,38、及び電流コンパレータ50の出力信号Vcpにより制御され、各電流源からの電流の供給を断続可能にするスイッチ32,33,36,37を備えている。例えば、これらのスイッチは主にMOSスイッチが使用される。   The differential charge pump circuit 30 is controlled by a capacitive element 41 whose integration capacitance is a load of the differential charge pump, current sources 31, 34, 35, and 38, and an output signal Vcp of the current comparator 50, and each current source. Are provided with switches 32, 33, 36, and 37 that can intermittently supply the current from the power source. For example, MOS switches are mainly used for these switches.

まず、容量素子41の一端を、差動コンパレータ回路10を構成するトランジスタ13のゲート端子に接続し、その他端をトランジスタ14のゲート端子に接続する。また、電流源31の一端を電源が供給される端子39aに接続し、その電流源31の他端をスイッチ32の一端に接続する。そして、スイッチ32の他端を容量素子41の他端に接続するとともにスイッチ33の一端に接続する。さらにスイッチ33の他端を電流源34の一端に接続し、その他端をグラウンドに接続する。   First, one end of the capacitive element 41 is connected to the gate terminal of the transistor 13 constituting the differential comparator circuit 10, and the other end is connected to the gate terminal of the transistor 14. Further, one end of the current source 31 is connected to a terminal 39 a to which power is supplied, and the other end of the current source 31 is connected to one end of the switch 32. The other end of the switch 32 is connected to the other end of the capacitive element 41 and also connected to one end of the switch 33. Further, the other end of the switch 33 is connected to one end of the current source 34, and the other end is connected to the ground.

同様に、電流源35の一端を電源が供給される端子39bに接続し、その電流源35の他端をスイッチ36の一端に接続する。そして、スイッチ36の他端を容量素子41の一端に接続するとともにスイッチ37の一端に接続する。さらにスイッチ37の他端を電流源38の一端に接続し、その他端をグラウンドに接続する。   Similarly, one end of the current source 35 is connected to a terminal 39 b to which power is supplied, and the other end of the current source 35 is connected to one end of the switch 36. The other end of the switch 36 is connected to one end of the capacitive element 41 and also connected to one end of the switch 37. Further, the other end of the switch 37 is connected to one end of the current source 38, and the other end is connected to the ground.

上記スイッチ32,37は、電流コンパレータ50の出力信号Vcpに基づき同じ開閉動作を行う。また、スイッチ33,36は、スイッチ32,37の開閉動作と逆に動作し、スイッチ32,37が同時に開のとき閉となり、スイッチ32,37が同時に閉のとき開となる。   The switches 32 and 37 perform the same opening / closing operation based on the output signal Vcp of the current comparator 50. The switches 33 and 36 operate in reverse to the opening and closing operation of the switches 32 and 37, and are closed when the switches 32 and 37 are simultaneously opened, and are opened when the switches 32 and 37 are simultaneously closed.

また、容量素子41の一端を抵抗素子42の一端に接続するとともに、容量素子41の他端を抵抗素子43の一端に接続し、抵抗素子42と抵抗素子43の他端を接続する。そして、抵抗素子42及び43の他端を、容量素子44を介してグラウンドに接続するとともにコンパレータ45の非反転入力端子45に接続する。コンパレータ45は、入力された2つの信号を比較し、その比較結果に基づき電流源34及び38の電流値を制御する。   One end of the capacitive element 41 is connected to one end of the resistive element 42, the other end of the capacitive element 41 is connected to one end of the resistive element 43, and the resistive element 42 and the other end of the resistive element 43 are connected. The other ends of the resistance elements 42 and 43 are connected to the ground via the capacitive element 44 and to the non-inverting input terminal 45 of the comparator 45. The comparator 45 compares the two input signals and controls the current values of the current sources 34 and 38 based on the comparison result.

次に、図1の例の差動ピーク検出回路の動作について、図2及び図3を用いて説明する。図2は、MOSトランジスタの静特性の一例を示す線図である。また、図3は、図1に示す回路の各部における波形を示す線図であり、Aはトランジスタ11,12のゲートにそれぞれ入力される差動入力信号、Bはトランジスタ13,14のゲートにそれぞれ入力されるピーク検出直流信号、Cは差動コンパレータ回路10からの出力電流信号、Dは出力端子58に得られる電圧信号、を表している。   Next, the operation of the differential peak detection circuit in the example of FIG. 1 will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a diagram showing an example of the static characteristics of the MOS transistor. 3 is a diagram showing waveforms in respective parts of the circuit shown in FIG. 1. A is a differential input signal input to the gates of the transistors 11 and 12, and B is a gate to the transistors 13 and 14, respectively. An input peak detection DC signal, C represents an output current signal from the differential comparator circuit 10, and D represents a voltage signal obtained at the output terminal 58.

差動コンパレータ回路10は、従来のように2つのシングル電位同士を比較するのではなく、2つの差動電位同士を比較する。例えば正相入力信号が、入力端子1より差動コンパレータ回路10のトランジスタ11のゲートに、逆相入力信号が入力端子2のトランジスタ12のゲートに入力される(図3A参照)。一方、これらと対をなすトランジスタ13のゲートとトランジスタ14のゲート間には検出されたピークレベル信号Vpkが得られることになる(図3B参照)。   The differential comparator circuit 10 does not compare two single potentials as in the prior art, but compares two differential potentials. For example, a normal phase input signal is input from the input terminal 1 to the gate of the transistor 11 of the differential comparator circuit 10, and a negative phase input signal is input to the gate of the transistor 12 of the input terminal 2 (see FIG. 3A). On the other hand, the detected peak level signal Vpk is obtained between the gate of the transistor 13 and the gate of the transistor 14 which make a pair (see FIG. 3B).

図2に示されるように、MOSトランジスタの静特性は、   As shown in FIG. 2, the static characteristics of the MOS transistor are

Figure 0004433885
μ:チャネル中のキャリアの移動度、Cox:ゲート酸化膜のキャパシタンス、W:チャネル幅、L:チャネル長
である。
Figure 0004433885
μ: carrier mobility in the channel, Cox: capacitance of the gate oxide film, W: channel width, L: channel length.

したがって、例えば入力差動振幅が2ΔVのときのトランジスタ11及び12のドレイン・ソース電流の合計は、   Therefore, for example, when the input differential amplitude is 2ΔV, the sum of the drain-source currents of the transistors 11 and 12 is

Figure 0004433885
と表される。つまり、合計電流は同相入力電位による成分と差動入力電位による成分に分解でき、同相入力電位が同じ場合、入力差動電位同士を図1に示す回路で比較できることを示している。
Figure 0004433885
It is expressed. That is, the total current can be decomposed into a component due to the common-mode input potential and a component due to the differential input potential. When the common-mode input potential is the same, the input differential potentials can be compared by the circuit shown in FIG.

例えば、図3Cに示すように、トランジスタ11,12ゲート間の差動入力振幅が、トランジスタ13,14ゲート間の差動直流電位よりも小さい領域では、差動コンパレータ回路10の差動対出力電流Ioutはソース方向(図1右方向)に流れ、逆にトランジスタ11,12ゲート間の差動入力振幅がトランジスタ13,14ゲート間の差動直流電位よりも大きい領域では、シンク方向(図1左方向)に流れる。したがって、Ioutの電流方向によって、2つの差動電位同士の大小を比較・判定することができ、判定結果によって差動チャージポンプ回路30を駆動すべく、電流コンパレータ回路50によってIoutをCMOS論理レベルの電圧信号(図3D参照)に変換する。 For example, as shown in FIG. 3C, in the region where the differential input amplitude between the gates of the transistors 11 and 12 is smaller than the differential DC potential between the gates of the transistors 13 and 14, the differential pair output current of the differential comparator circuit 10. Iout flows in the source direction (right direction in FIG. 1). Conversely, in the region where the differential input amplitude between the gates of the transistors 11 and 12 is larger than the differential DC potential between the gates of the transistors 13 and 14, the sink direction (left in FIG. 1). Direction). Accordingly, the magnitude of the two differential potentials can be compared and determined according to the current direction of Iout, and Iout is set to the CMOS logic level by the current comparator circuit 50 in order to drive the differential charge pump circuit 30 according to the determination result. It converts into a voltage signal (refer FIG. 3D).

すなわち、トランジスタ11,12ゲート間の差動入力振幅がトランジスタ13,14ゲート間の差動直流電位Vpk(図3C参照)よりも大きい領域では、Ioutがシンク方向に流れ、電流コンパレータ回路50の出力パルスはローとなり、その他の期間ではハイとなるようなクロック信号を得る。このクロック信号で次段の差動チャージポンプ回路30を駆動し、差動チャージポンプ電流で容量素子41の積分容量を充放電すると同時に、容量素子41の両端の電圧はトランジスタ13,14ゲート間の差動直流電位Vpkとして、差動コンパレータ回路10にフィードバックされる。   That is, in the region where the differential input amplitude between the gates of the transistors 11 and 12 is larger than the differential DC potential Vpk between the gates of the transistors 13 and 14 (see FIG. 3C), Iout flows in the sink direction, and the output of the current comparator circuit 50 A clock signal is obtained in which the pulse goes low and goes high in other periods. The next-stage differential charge pump circuit 30 is driven by this clock signal, and the integral capacitance of the capacitive element 41 is charged / discharged by the differential charge pump current. At the same time, the voltage across the capacitive element 41 is between the gates of the transistors 13 and 14. The differential DC potential Vpk is fed back to the differential comparator circuit 10.

差動チャージポンプ回路30では、電流コンパレータ回路50のクロック信号の論理値によって容量素子41に流す電流の向きを切り換える。図1の例では、トランジスタ11、12ゲート間の差動入力振幅がトランジスタ13,14ゲート間の差動直流電位Vpkよりも大きいとき、スイッチ33,36により電流源34,35をイネーブル(接続)にすると同時に、スイッチ32,37により電流源31,38をディセーブル(非接続)にし、その結果、トランジスタ13ゲート電位を上昇させ、トランジスタ14ゲート電位を下降させる方向に容量素子41の積分容量を充電する。 In the differential charge pump circuit 30, the direction of the current flowing through the capacitive element 41 is switched according to the logic value of the clock signal of the current comparator circuit 50. In the example of FIG. 1, when the differential input amplitude between the gates of the transistors 11 and 12 is larger than the differential DC potential Vpk between the gates of the transistors 13 and 14, the current sources 34 and 35 are enabled (connected) by the switches 33 and 36. At the same time, the current sources 31 and 38 are disabled (not connected) by the switches 32 and 37. As a result, the gate potential of the transistor 13 is increased, and the integration capacitance of the capacitor 41 is decreased in the direction of decreasing the gate potential of the transistor 14. Charge.

逆に、トランジスタ11,12ゲート間の差動入力振幅がトランジスタ13,14ゲート間の差動直流電位Vpkよりも小さいときは、スイッチ33,36により電流源34,35をディセーブルにすると同時に、スイッチ32,37により電流源31,38をイネーブルにし、その結果、トランジスタ13ゲート電位を下降させ、トランジスタ14ゲート電位を上昇させる方向に容量素子41の積分容量を充電する。ここに、少なくとも定常安定状態においては、電流源34及び35の電流値が等しく(I2=I3)、かつ電流源31及び38の電流値は等しくなる(I1=I4)。 On the contrary, when the differential input amplitude between the gates of the transistors 11 and 12 is smaller than the differential DC potential Vpk between the gates of the transistors 13 and 14, the current sources 34 and 35 are disabled by the switches 33 and 36 . The current sources 31 and 38 are enabled by the switches 32 and 37. As a result, the gate potential of the transistor 13 is lowered, and the integration capacitor of the capacitor 41 is charged in the direction of raising the gate potential of the transistor 14. Here, at least in the steady state, the current values of the current sources 34 and 35 are equal (I2 = I3), and the current values of the current sources 31 and 38 are equal (I1 = I4).

ここで、図1の例において、電流コンパレータ回路50の出力端子58に得られる出力パルスがローパルスのときのチャージポンプ電流(図1のI2,I3)を、ハイパルスのときのチャージポンプ電流(図1のI1,I4)よりも十分大きく、例えば10倍に設定することで、ピーク検出結果である差動直流レベル信号Vpkが、トランジスタ11、12ゲート間の差動入力振幅に等しくなるようにフィードバックが掛かる。具体的には、チャージポンプ電流I2、I3の電流積分値と、I1、I4の電流積分値が同じになるようにフィードバックされるので、結果、チャージポンプでのI1(=I4)/I2(=I3)電流比が、ローパルスとハイパルスの比となる。   Here, in the example of FIG. 1, the charge pump current (I2 and I3 in FIG. 1) when the output pulse obtained at the output terminal 58 of the current comparator circuit 50 is a low pulse is the charge pump current (FIG. 1). Is set to be 10 times, for example, 10 times, so that the differential DC level signal Vpk as the peak detection result becomes equal to the differential input amplitude between the gates of the transistors 11 and 12. It takes. Specifically, since the current integrated values of the charge pump currents I2 and I3 and the current integrated values of I1 and I4 are fed back to each other, as a result, I1 (= I4) / I2 (= I3) The current ratio is the ratio of low pulse to high pulse.

なお、上記出力パルスがローパルスとハイパルスのときのチャージポンプ電流比は、この例に限るものではなく、例えば20倍とするなどより大きいほど、ピーク検出差動直流電位を差動入力信号のピーク振幅と近い値で一定に保たれるようにすることができ、より精度の高いピーク検出結果を得ることができる。   Note that the charge pump current ratio when the output pulse is a low pulse and a high pulse is not limited to this example. For example, the peak detection differential DC potential is set to a peak amplitude of the differential input signal as the output pulse becomes larger, for example, 20 times. The value can be kept constant at a value close to, and a more accurate peak detection result can be obtained.

なお、抵抗素子3,4及び抵抗素子42,43は、それぞれ差動入力信号の同相電位、ピーク検出結果である差動直流レベル信号Vpkが重畳している同相電位を検出し、その差動直流レベル信号Vpkが重畳している同相電位を入力信号の同相電位と等しくするようにチャージポンプ電流にネガティブフィードバックを掛けている、いわゆる同相フィードバック回路である。図1の例では、コンパレータ45から電流源34及び電流源38にフィードバックを掛け、必要に応じてそれぞれ電流源34の電流I2、あるいは電流源38の電流I4を変更するようにしている。本実施の形態では、図2にて説明したMOSトランジスタの静特性を利用しやすくするため、容量素子41の差動直流電位の同相電位を、差動入力信号の平均値電圧としている。   The resistive elements 3 and 4 and the resistive elements 42 and 43 detect the common-mode potential of the differential input signal and the common-mode potential superimposed with the differential direct-current level signal Vpk as the peak detection result, respectively. This is a so-called common-mode feedback circuit that applies negative feedback to the charge pump current so that the common-mode potential superimposed with the level signal Vpk is equal to the common-mode potential of the input signal. In the example of FIG. 1, feedback is applied from the comparator 45 to the current source 34 and the current source 38, and the current I2 of the current source 34 or the current I4 of the current source 38 is changed as necessary. In the present embodiment, the common-mode potential of the differential DC potential of the capacitor 41 is used as the average voltage of the differential input signal in order to make it easier to use the static characteristics of the MOS transistor described in FIG.

この機構に関しては、差動チャージポンプ回路に関連し様々な方法が提案されており、本例の構成要素である差動チャージポンプ回路にもそのまま適用可能である。したがって、本発明の実施に関して、図1の例は同相フィードバックの実現法を制限するものではない。   Regarding this mechanism, various methods have been proposed in relation to the differential charge pump circuit, and can be applied to the differential charge pump circuit which is a component of this example as it is. Thus, with respect to the implementation of the present invention, the example of FIG. 1 does not limit the way in which common mode feedback is implemented.

また、図1の例においては、ピーク検出の時定数はチャージポンプ電流と差動積分容量によって決まる。ここに、チャージポンプ電流は、簡単に設定電流値を変えることができるので、再生データレートに応じてピーク検出時定数の設定を適宜変えることはきわめて容易である。   In the example of FIG. 1, the time constant for peak detection is determined by the charge pump current and the differential integration capacitance. Here, since the set current value of the charge pump current can be easily changed, it is very easy to appropriately change the setting of the peak detection time constant according to the reproduction data rate.

さらに、容量素子41の両端子を短絡するスイッチ(図示略)、すなわち容量素子41と並列に開閉可能なスイッチを接続する。そして、ピーク検出シーケンスに先立って、スイッチを閉とし、一旦容量素子41の差動積分容量を放電・リセットする。このようにした場合、例えば容量素子41に異常な容量が蓄積されているときなどに、トランジスタ13,14に異常電圧がかかってしまいカットオフするなどして、入力された信号に対して意図した動作をしない、という状態を避けて正常に動作させることができる。   Further, a switch (not shown) that short-circuits both terminals of the capacitive element 41, that is, a switch that can be opened and closed in parallel with the capacitive element 41 is connected. Prior to the peak detection sequence, the switch is closed, and the differential integration capacitance of the capacitive element 41 is once discharged / reset. In this case, for example, when an abnormal capacity is accumulated in the capacitor 41, an abnormal voltage is applied to the transistors 13 and 14, and the input signal is cut off. It can be operated normally while avoiding the state of not operating.

以上述べた実施の形態の例によれば、差動信号を入力とする差動ピーク検出回路において、ピーク検出を差動信号のまま行い、結果として得られる直流レベル信号も差動信号である完全差動のピーク検出回路を提供することができる。これによって、ディジタル回路ブロックからの基板ノイズや電源ノイズといった、外来コモンモードノイズに対する耐性が良好な差動ピーク検出回路を実現できる。   According to the example of the embodiment described above, in the differential peak detection circuit having the differential signal as an input, the peak detection is performed as the differential signal, and the resulting DC level signal is also a differential signal. A differential peak detection circuit can be provided. As a result, a differential peak detection circuit having good resistance to external common mode noise such as substrate noise and power supply noise from the digital circuit block can be realized.

これによって従来必要とされていたノイズ対策回路、擬似ピーク対策回路などの付加回路が不要となり、回路規模、トータル消費電力の低減が可能となる。   This eliminates the need for additional circuits such as a noise countermeasure circuit and a pseudo peak countermeasure circuit, which have been conventionally required, and enables reduction in circuit scale and total power consumption.

さらに、磁気ディスクや光ディスクといった、再生レートが変わることによってピーク検出時定数を適宜設定する必要がある場合にも、きわめて容易に対応することができる。   Furthermore, it is possible to cope with a case where it is necessary to appropriately set the peak detection time constant by changing the reproduction rate, such as a magnetic disk or an optical disk.

なお、図1の例の各トランジスタのnチャンネル及びpチャンネルの極性を入れ替えても同様の機能を持つ回路を構成することができ、同様の作用効果を得ることができる。   Note that even if the polarity of the n-channel and the p-channel of each transistor in the example of FIG. 1 is switched, a circuit having the same function can be configured, and the same effect can be obtained.

また、本発明は上述した実施の形態の例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱することなくその他種々の構成を取り得ることは勿論である。   Further, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various other configurations can be taken without departing from the gist of the present invention.

本発明の一実施の形態の例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the example of one embodiment of this invention. MOSトランジスタ静特性の一例を示す線図である。It is a diagram which shows an example of a MOS transistor static characteristic. 図1に示す回路の波形を示す線図である。It is a diagram which shows the waveform of the circuit shown in FIG. 従来のピーク検出回路の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the conventional peak detection circuit. 図4に示すピーク検出回路の各部の波形を示す線図である。It is a diagram which shows the waveform of each part of the peak detection circuit shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1,2,19…入力端子、3,4,42,43,54…抵抗素子、5,41,44…容量素子、10…差動コンパレータ回路、11,12,13,14,52,56…nチャンネルMOSトランジスタ、15,16,17,18,53,57…pチャンネルMOSトランジスタ、58…出力端子、20…カレントミラー回路、22,31,34,35,38…電流源、30…チャージポンプ回路、32,33,36,37…スイッチ、45…コンパレータ、50…電流コンパレータ回路   1, 2, 19 ... input terminals, 3, 4, 42, 43, 54 ... resistance elements, 5, 41, 44 ... capacitive elements, 10 ... differential comparator circuits, 11, 12, 13, 14, 52, 56 ... n-channel MOS transistor, 15, 16, 17, 18, 53, 57 ... p-channel MOS transistor, 58 ... output terminal, 20 ... current mirror circuit, 22, 31, 34, 35, 38 ... current source, 30 ... charge pump Circuit, 32, 33, 36, 37 ... switch, 45 ... comparator, 50 ... current comparator circuit

Claims (5)

差動入力信号振幅の大きさを検出する差動ピーク検出回路であって、
ゲートに正相入力信号が入力される第1トランジスタと、ゲートに逆相入力信号が入力される第2トランジスタと、ゲート間にピーク検出差動電位が得られる第3トランジスタ及び第4トランジスタと、前記第1及び第2トランジスタのドレインが入力部に接続されるとともに前記第3及び第4トランジスタのドレインが出力部に接続されて、前記差動入力信号振幅と前記ピーク検出差動電位の大小関係に応じた出力電流信号を前記出力部より出力するカレントミラー回路とを備えた差動コンパレータ回路と、
直列に接続され断続可能な第1及び第2電流源と、直列に接続され断続可能な第3及び第4電流源を備え、前記第3トランジスタのゲートが前記第3及び第4電流源の接続中点と接続されるとともに、前記第4トランジスタのゲートが前記第1及び第2電流源の接続中点と接続された、前記第3及び第4トランジスタのゲートと接続している容量素子を負荷とする差動チャージポンプ回路を有し、
前記差動チャージポンプ回路は、前記差動コンパレータ回路からの前記出力電流信号の電流方向に対応して各電流源に対する断続動作を行うスイッチを備え前記スイッチは、前記差動入力信号振幅が前記ピーク検出差動電位より小さいときは前記第1及び第4電流源を接続するとともに前記第3及び第2電流源を非接続とし、一方、前記差動入力信号振幅が前記ピーク検出差動電位より大きいときは前記第3及び第2電流源を接続するとともに前記第1及び第4電流源を非接続とするように断続動作を行い、
前記第1及び第4電流源で設定される第1充電電流値と、前記第3及び第2電流源で設定される前記第1充電電流値とは逆方向の第2充電電流値との差異に応じて、前記容量素子に蓄積される端子電圧を前記差動コンパレータ回路にフィードバックし、
前記フィードバックの結果、前記差動入力信号と前記ピーク検出差動電位との大小関係によって前記容量素子を流れる差動充電電流の向きを変え、前記容量素子の両端に前記差動入力信号のピーク検出差動電圧を得る
動ピーク検出回路。
A differential peak detection circuit for detecting the magnitude of a differential input signal amplitude,
A first transistor in which a positive phase input signal is input to the gate; a second transistor in which a negative phase input signal is input to the gate; a third transistor and a fourth transistor that obtain a peak detection differential potential between the gates; The drains of the first and second transistors are connected to the input unit, and the drains of the third and fourth transistors are connected to the output unit. The magnitude relationship between the differential input signal amplitude and the peak detection differential potential A differential comparator circuit including a current mirror circuit that outputs an output current signal according to the output unit,
First and second current sources connected in series and interruptible, and third and fourth current sources connected in series and interruptable, the gate of the third transistor being connected to the third and fourth current sources A capacitive element connected to the middle point and connected to the gates of the third and fourth transistors, wherein the gate of the fourth transistor is connected to the connection middle point of the first and second current sources, is loaded. A differential charge pump circuit
The differential charge pump circuit includes a switch that performs an intermittent operation on each current source corresponding to a current direction of the output current signal from the differential comparator circuit, and the switch has an amplitude of the differential input signal of the differential charge pump circuit. When smaller than the peak detection differential potential, the first and fourth current sources are connected and the third and second current sources are disconnected, while the differential input signal amplitude is greater than the peak detection differential potential. big time performs the intermittent operation to a non-connecting said first and fourth current sources with connecting the third and second current sources,
The difference between the first charging current value set by the first and fourth current sources and the second charging current value in the opposite direction to the first charging current value set by the third and second current sources In response, the terminal voltage accumulated in the capacitive element is fed back to the differential comparator circuit,
As a result of the feedback, the direction of the differential charging current flowing through the capacitive element is changed according to the magnitude relationship between the differential input signal and the peak detection differential potential, and peak detection of the differential input signal is performed at both ends of the capacitive element. Get differential voltage
Differential peak detector circuit.
CMOSインバータの入出力端子を抵抗素子で接続した構成の電流コンパレータ回路を有し、
前記差動コンパレータ回路から出力された前記出力電流信号を電圧信号に変換し、該電圧信号によって前記差動チャージポンプ回路の第1、第2、第3及び第4電流源に対する前記スイッチの断続動作を制御する
求項1記載の差動ピーク検出回路。
A current comparator circuit having a configuration in which the input / output terminals of the CMOS inverter are connected by a resistance element;
The output current signal output from the differential comparator circuit is converted into a voltage signal, and the switch is intermittently operated with respect to the first, second, third and fourth current sources of the differential charge pump circuit by the voltage signal. Control
Differential peak detector circuit Motomeko 1 wherein.
前記第1充電電流値と第2充電電流値との差異を10倍以上とする
求項1記載の差動ピーク検出回路。
The difference between the first charging current value and the second charging current value is 10 times or more.
Differential peak detector circuit Motomeko 1 wherein.
前記第3及び第4トランジスタのゲート間に得られる前記ピーク検出差動電位の同相電位を前記差動入力信号の平均値電圧とする
求項1記載の差動ピーク検出回路。
The common-mode potential of the peak detection differential potential obtained between the gates of the third and fourth transistors is the average value voltage of the differential input signal.
Differential peak detector circuit Motomeko 1 wherein.
前記容量素子の両端を短絡するスイッチを設ける
求項1記載の差動ピーク検出回路。
A switch for short-circuiting both ends of the capacitive element is provided.
Differential peak detector circuit Motomeko 1 wherein.
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