JP4800733B2 - 出力回路 - Google Patents

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Description

本発明は、出力回路に関するものである。
従来、パーソナルコンピュータとデジタルビデオカメラやカラーページプリンタ等の周辺機器の接続に、IEEE1394規格等によってデータ転送を行うインタフェース装置が利用されるようになってきている。このインタフェース装置は、機器の接続(プラグイン)・切り離し(プラグアウト)を容易に行うためにプラグアンドプレイ機能を有している。即ち、インタフェース装置は、自分のポート(ソケット)に新たなノードの接続があると、ネットワーク全体に対してバスリセットを通知し、各機器に備えられたインタフェース装置はそれぞれ所定のバスリセットシーケンスを実行する。これにより、ネットワークに接続された各機器のインタフェース装置は、ネットワーク構造(トポロジ)の再認識を行う動作を行って接続された全ての機器を認識し、それによって新たなトポロジを持つネットワークが構築される。
プリンタやスキャナなどの周辺装置は、IEEE1394規格のバスやUSBのケーブルなどを介してパーソナルコンピュータ(ホスト)との間でデータ交換が可能に構成されている。また、これらの規格では、機器の接続・切り離しを認識してケーブルで接続された機器によるネットワークを構築するように構成されている。
周辺装置は、商用電源に接続して使用されるため、電源スイッチが投入されていると、使用の有無にかかわらず電力を消費する。このため、周辺装置には、制御部等に対する電力供給を遮断する回路が設けられたものがある(例えば、特許文献1参照)。
ところで、図6に示すように、機器11,12がIEEE1394規格のケーブル13により接続された構成において、一方の機器12のオペアンプ12aから出力する一時的なバイアス電圧TPBにより機器11,12間に接続されたケーブル13に所定レベルのバイアス電圧を供給し、バイス電圧を検出した機器11はバスリセットを通知する。このバスリセットに各機器が応答してインタフェースの初期化を行うことで、機器間のトポロジ(接続関係)を構築する。このため、機器11の電源がオフされているときに、ケーブル13にバイアス電圧が供給されていると誤認識によりハングアップする場合があった。これは、以下の構成によるものである。
ケーブル13に相補信号を出力する出力段を構成するドライバ回路11aは、図5に示すように、高電位電源AVD3と低電位電源VSSとの間に直列接続された2つのPチャネルMOSトランジスタTP1,TP2と2つのNチャネルMOSトランジスタTN1,TN2とを有している。なお、電源がオフされている機器では、高電位電源AVD3の電位は0Vとなっている。
そして、図6に示す動作中の機器12のドライバ回路12bから所定レベル(例えば1.8V)の信号が出力されると、図5に示すトランジスタTP1,TP2のゲート電圧が0Vであるため、両トランジスタTP1,TP2がオンし、出力端子POから高電位電源AVD3に向かって電流Ieが流れる。すると、図6に示すオペアンプ11bの電源端子に電圧が供給され、該オペアンプ11bからバイアス電圧TPBが出力される。このバイアス電圧TPBによりケーブル13が所定電圧以上(例えば0.8V以上)となるため、機器12は電源が投入された機器11の接続ありと誤認識し、バスリセットを通知する。そのバスリセット後は、接続を示すバイアス電圧は出力されない。
しかし、この場合のバイアス電圧TPBは、機器12から出力される信号により発生するものであるため、バスリセット後もケーブル13が所定電圧以上となるため、バスリセットが通知される。即ち、1つの機器の電源がオフの場合、バスリセットが繰り返し通知されるため、各機器のインタフェースがハングアップする、つまり機器間の通信が不能になる。
上記の不具合を解消するため、例えば、図4に示すように、ドライバ回路14には、出力トランジスタTP2のバックゲートを制御する制御回路14aが設けられている。この制御回路14aは、高電位電源AVD3の電圧を検出する分圧抵抗からなる検出回路14bが接続され、該検出回路14bの検出信号S1に基づいて、電源オフ時、つまり高電位電源AVD3の電圧が0Vの時にトランジスタTP2のゲート及びバックゲートに出力端子POと同じ電圧を供給する。この構成により、電源オフ時に出力端子POに電圧が加わってもトランジスタTP2がオフするため、出力端子POから高電位電源AVD3の配線に電流が流れない。従って、図6に示すオペアンプ11bからバイアス電圧TPBが出力されるのを防止することができる。
特開2002−108518号公報
しかしながら、図4に示す構成では、分圧抵抗R1,R2により高電位電源AVD3の電位を検出しているため、電源オン時に検出回路14bを介して高電位電源AVD3から低電位電源VSSに向かって定常的に電流が流れるため、消費電力が増加するという問題があった。
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、電源オフ時における誤認識を防止するとともに、電源オン時に消費電力の増加を抑えることができる出力回路を提供することにある。
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明によれば、ハイレベルの検出信号に応答して出力トランジスタのバックゲートの電位が高電位電源の電位に制御される。また、ローレベルの検出信号に応答して出力トランジスタのバックゲートの電位が出力端子の電位に制御する。従って、高電位電源のオフ時に、出力端子から出力トランジスタを介して高電位電源に流れる電流を阻止することができる。また、前記複数の抵抗により前記高電位電源の電位を検出した検出信号を出力する検出部にはスイッチ制御信号に応答してオンオフするスイッチ素子が設けられる。そして、スイッチ素子は、検出信号を出力するノードと低電位電源との間に挿入接続され、高電位電源のオン時にオフするようにスイッチ制御信号によって制御される。従って、高電位電源のオン時に複数の抵抗を介して高電位電源から低電位電源に向かって電流が流れないため、消費電力の増加が抑えられる。
請求項2に記載の発明によれば、スイッチ素子は、PチャネルMOSトランジスタであり、高電位電源のオンオフに対応したレベルのスイッチ制御信号を生成し該スイッチ素子に供給することで、高電位電源のオン時にスイッチ素子をオフすることができる。
請求項3に記載の発明によれば、制御部は、ゲートが検出信号を出力するノードに接続され、ソースが出力端子に接続された第1のトランジスタと、ゲートが高電位電源に接続され、ソースが低電位電源に接続され、ドレインが第1トランジスタのドレインに接続された第2のトランジスタと、ゲートが第1のトランジスタのドレインに接続され、ソースが高電位電源に接続され、ドレインが出力トランジスタのバックゲートに接続された第3のトランジスタと、ゲートが高電位電源に接続され、ソースが出力端子に接続され、ドレインが出力端子のバックゲートに接続された第4のトランジスタと、を備えて構成される。検出信号により第3トランジスタがオンすることで、出力トランジスタのバックゲートの電位が高電位電源のレベルに制御される。出力端子の電位により第4トランジスタがオンすることで、出力トランジスタのバックゲートの電位が出力端子の電位に制御される。
請求項4に記載の発明によれば、スイッチ制御信号は、高電位電源が供給される回路により生成される。従って、高電位電源のオン時にスイッチ素子をオフし、高電位電源のオフ時にスイッチ素子をオンすることができる。
以上記述したように、本発明によれば、電源オフ時における誤認識を防止するとともに、電源オン時に消費電力の増加を抑えられる出力回路を提供することができる。
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図1に示すように、システムは、パーソナルコンピュータ21、周辺装置としてのデジタルVTR22、プリンタ23、デジタルカメラ24を含む。各装置21〜24はIEEE1394規格に準拠したデータ転送を可能にするためのインタフェース装置を備え、それらがIEEE1394規格のバスケーブル25a,25b,25cにより接続されたネットワークを構成している。各機器のインタフェース装置は、ネットワーク上のノードとしての機能を有している。
図2に示すように、プリンタ23は、ホスト部を構成する上位装置としてのマイクロプロセッシングユニット(以下、MPUという)31と、インタフェース部を構成するインタフェース装置32とを備え、MPU31とインタフェース装置32は内部バスを介して接続されている。MPU31は、インタフェース装置32を介して外部バスに接続された機器(図1においてパソコン21等)とデータの授受を行う。また、MPU31は、インタフェース装置32に対してパワーダウン信号PDとスイッチ制御信号としてのスタンバイ信号STBYを出力する。
パワーダウン信号PDは、後述するドライバ回路40における電源電流を少なくするための信号である。スタンバイ信号STBYは、後述するドライバ回路40における検出動作を制御するための信号である。両信号PD,STBYは、例えばレジスタにより生成される。MPU31は、両信号PD,STBYに対応するレジスタを有し、該レジスタには両信号PD,STBYのレベルに対応する情報が記憶されている。例えば、レジスタに「1」が書き込まれている場合にはレジスタからHレベルの信号PD,STBYが出力され、「0」が書き込まれている場合にはレジスタからLレベルの信号PD,STBYが出力される。また、レジスタの動作電源がオフされている時、両信号PD,STBYはLレベルとなる。
インタフェース装置30は、インタフェース回路(IF)32a、リンク層回路(LINK)32b、物理層回路(PHY)32c、ポート回路(PORT)32dを含む。
インタフェース回路32aは図示しない内部バスと接続され、プリンタ23を制御するMPU31とインタフェース装置30との間のデータ転送を制御する。
リンク層回路32bは、IEEE1394規格のリンク層であり、受信したパケットの先頭に付されたヘッダの内容に基づいてそのパケットが自身宛のパケットか否かを判断し、自身宛のパケットをインタフェース回路32aに出力する。また、リンク層回路32bは、データの送信時に、MPU31からインタフェース回路32aを介して供給されるパケットのデータを物理層回路32cへ出力する。
物理層回路32cは、IEEE1394規格の物理層であり、データの受信時においてはポート回路32dからの電気信号を論理信号に変換するデコーダと、データの送信時においてはリンク層回路32bからの論理信号を電気信号に変換するエンコーダとを備える。物理層回路32cは、データの受信時に論理信号をリンク層回路32bへ出力し、データの送信時に電気信号をポート回路32dに出力する。
ポート回路32dは、物理層回路32cが扱う信号のレベルと、ケーブルを介して転送される信号のレベルとの間でレベル変換する機能を有している。また、ポート回路32dは、ケーブルのレベルに基づいて機器が接続されたか否かを示す信号を生成し物理層回路32cに出力する。
図3は、はポート回路32dの一部回路図であり、図6に示す従来のドライバ回路11aに対応する出力回路としてのドライバ回路40の一部回路図である。
ドライバ回路40は、出力端子POに信号を出力する出力部41と、高電位電源AVD3のレベルを検出する検出部42と、該検出部42の検出結果に基づき出力部41を制御する制御部43とを有している。
出力部41は、2つのPチャネルMOSトランジスタTP1,TP2、PチャネルMOSトランジスタT11,T12、定電流源51を備えている。トランジスタTP1,TP2は高電位電源AVD3と出力端子POとの間に直列接続されている。高電位電源AVD3に接続された第1トランジスタTP1のゲートには出力信号DATAが供給されている。尚、出力部41は、図5に示すNチャネルMOSトランジスタTN1,TN2を備えているが図3では省略している。
出力端子POに接続された第2トランジスタTP2のバックゲートは制御部43と第3トランジスタT11に接続されている。第3トランジスタT11のバックゲート及びソースが第2トランジスタTP2に接続され、第3トランジスタT11のドレインが第2トランジスタTP2のゲートに接続され、第3トランジスタT11のゲートにはパワーダウン信号PDが入力されている。
第2トランジスタTP2のゲートには第4トランジスタT12のゲートが接続されている。第4トランジスタT12のソースは高電位電源AVD3に接続され、第4トランジスタT12のドレインは定電流源51に接続されている。第4トランジスタT12及び定電流源51は、出力部における出力電流を決定する。
検出部42は、複数(本実施形態では4つ)の抵抗R11,R12,R13,R14と、スイッチ素子としてのPチャネルMOSトランジスタT21とから構成されている。抵抗R11〜R14は高電位電源AVD3と低電位電源VSSとの間に直列接続されている。抵抗R11〜R14は高電位電源AVD3と低電位電源VSSとの間の電位差をそれぞれの抵抗値により分圧した分圧電圧を生成する。そして、検出部42は、抵抗R12と抵抗R13との間のノードN11が制御部43に接続され、そのノードN11における分圧電圧を持つ検出信号S11を制御部43に出力する。ノードN11と低電位電源VSSとの間(本実施形態ではノードN11と抵抗R13との間)には、トランジスタT21が挿入接続されている。トランジスタT21のソースはノードN11に接続され、トランジスタT21のドレインは抵抗R13に接続され、トランジスタT21のゲートにはスタンバイ信号STBYが入力されている。トランジスタT21は、スタンバイ信号STBYによりオンオフし、そのオンオフされたトランジスタT21によりノードN11と低電位電源VSSとの間が接離される。従って、検出部42は、トランジスタT21がスタンバイ信号STBYによりオンされると検出信号S11を生成する。また、トランジスタT21がスタンバイ信号STBYによりオフされるとノードN11と低電位電源VSSとの間が切り離されるため、検出部42には貫通電流が流れない。トランジスタT21は制御部43に接続されたノードN11と低電位電源VSSとの間に挿入接続されているため、このトランジスタT21がオフされた時、制御部43にはHレベル(高電位電源AVD3レベル)の検出信号S11が供給される。
制御部43は、4つのトランジスタT31,T32,T33,T34により構成されている。第1トランジスタT31はPチャネルMOSトランジスタであり、この第1トランジスタT31のゲートは検出部42のノードN11に接続され、第1トランジスタT31のソースは出力端子POに接続され、第1トランジスタT31のドレインはトランジスタT32,T33に接続されている。第2トランジスタT32はNチャネルMOSトランジスタであり、第2トランジスタT32のゲートは高電位電源AVD3に接続され、第2トランジスタT32のソースは低電位電源VSSに接続され、第2トランジスタT32のドレインは第1トランジスタT31のドレインに接続されている。
第3トランジスタT33及び第4トランジスタT34はPチャネルMOSトランジスタであり、出力端子POと高電位電源AVD3との間に直列接続されている。即ち、第3トランジスタT33のソースは高電位電源AVD3に接続され、第3トランジスタT33のドレインは該トランジスタT33のバックゲートと第4トランジスタT34のソースに接続され、第4トランジスタT34のドレインは出力端子POに接続されている。第3トランジスタT33のゲートは第1トランジスタT31のドレインに接続され、第4トランジスタT34のゲートは高電位電源AVD3に接続されている。第3トランジスタT33と第4トランジスタT34との間のノードN12が出力部41の第2トランジスタTP2のバックゲートに接続されている。
上記のように構成された制御部43は、インタフェース装置32の電源が投入されている、即ち電源がオンの場合、検出部42のトランジスタT21にはHレベルのスタンバイ信号STBYが供給される。このスタンバイ信号STBYによりトランジスタT21がオフするため、検出部42に貫通電流が流れない。この時、検出部42はHレベル(高電位電源AVD3レベル)の検出信号S11を出力する。
制御部43において、Hレベルの検出信号S11により第1トランジスタT31がオフし、電源がオンであるため第2トランジスタT32がオンし第4トランジスタT34がオフする。そして、第2トランジスタT32のオンによりゲート電圧が低電位電源VSSレベルとなって第3トランジスタT33がオンする。従って、制御部43は、Hレベルの制御信号S12を出力し、出力部41のトランジスタTP2のバックゲートの電位をHレベルにする。この時、パワーダウン信号PDによりトランジスタT11がオフしていると、第2トランジスタTP2に流れる電流は、そのトランジスタTP2のゲートが接続されたトランジスタT11及び定電流源51により決定される。従って、出力端子POは、トランジスタT11及び定電流源51により設定される電流が供給される。一方、パワーダウン信号PDによりトランジスタT11がオンしていると、該トランジスタT11のソース及びバックゲートを介して制御信号S12がトランジスタTP2のゲートに供給される、つまりトランジスタTP2はゲート及びバックゲートの電位がHレベル(高電位電源AVD3レベル)となるため、トランジスタTP2がオフし、電流が流れなくなり、出力が停止される。
次に、インタフェース装置32の電源が投入されていない、即ち電源がオフの場合について説明する。この時、検出部42のトランジスタT21にはLレベルのスタンバイ信号STBYが供給される。電源がオフであるため、ノードN11の電位はLレベルとなる。出力端子POに外部から電圧が加わると、高電位電源AVD3の電位に対して出力端子POの電位が高くなり、ゲートがノードN11に接続された第1トランジスタT31とゲートが高電位電源AVD3に接続された第4トランジスタT34がオンする。第2トランジスタT32は、オンした第1トランジスタT31を介して供給される電圧によりオフし、第3トランジスタT33は、オンした第1トランジスタT31及び第4トランジスタT34を介して供給される電圧によりオフする。従って、制御部43は、出力端子POの電位とほぼ等しい電位の制御信号S12を出力し、出力部41のトランジスタTP2のバックゲートの電位を出力端子POの電位とほぼ等しくする。そして、パワーダウン信号PDがLレベルであるため、オンしたトランジスタT11を介してトランジスタTP2のゲートの電位を出力端子POの電位とほぼ等しくなる。これら電位によってトランジスタTP2はオフするため、出力端子POから高電位電源AVD3に向かって電流が流れるのが防止される。
以上記述したように、本実施の形態によれば、以下の効果を奏する。
(1)出力端子POと高電位電源AVD3との間に接続されたトランジスタTP2は、そのバックゲートの電位が制御部43により高電位電源AVD3又は出力端子POの電位に制御される。従って、高電位電源AVD3のオフ時にバックゲートの電位を出力端子POの電位に制御することで、出力端子POからトランジスタTP2を介して高電位電源AVD3に流れる電流を阻止することができる。
(2)検出部42は、複数の抵抗R11〜R14により高電位電源AVD3の電位を検出した検出信号S11を出力する。その検出部42にはスタンバイ信号STBYに応答してオンオフするトランジスタT21が設けられ、該トランジスタT21は、スタンバイ信号STBYにより高電位電源AVD3のオン時にオフするように制御される。従って、高電位電源AVD3のオン時に複数の抵抗R11〜R14を介して高電位電源AVD3から低電位電源VSSに向かって電流が流れないため、消費電力の増加を抑えることができる。
(3)検出部42のトランジスタT21は、検出信号S11を出力するノードN11と低電位電源VSSとの間に挿入接続されるため、トランジスタT21のオフ時に制御部43に高電位電源レベルの検出信号S11を供給することができる。このため、制御部43の第3トランジスタT33をオンすることで、出力部41のトランジスタTP2のバックゲートの電位を高電位電源AVD3のレベルとすることができる。
尚、上記各実施形態は、以下の態様で実施してもよい。
・MPU31がスタンバイ信号STBY,パワーダウン信号PDを出力するレジスタの内容を書き換える構成としてもよい。また、MPU31が直接信号PD,STBYを出力する構成としても良い。また、レジスタをインタフェース装置30に備え、該インタフェース装置の動作電源により両信号PD,STBYを出力する構成としてもよく、動作電源つまり高電位電源AVD3のオンオフに応じたレベルを持つスタンバイ信号STBYが図3に示すトランジスタT21のゲートに供給される。この構成によれば、スタンバイ信号STBYを制御する回路が不要となる。
一実施形態のシステムの概略構成図である。 プリンタの一部構成を示すブロック図である。 ドライバ回路の一部回路図である。 ドライバ回路の一部回路図である。 従来のドライバ出力段の回路図である。 機器間の接続を示す概略図である。
符号の説明
41 出力部
42 検出部
43 制御部
PO 出力端子
N11 ノード
R11〜R14 抵抗
S11 検出信号
T31 第1トランジスタ
T32 第2トランジスタ
T33 第3トランジスタ
T34 第4トランジスタ
TP2 第2トランジスタ
VSS 低電位電源
AVD3 高電位電源

Claims (4)

  1. 出力端子と高電位電源との間に接続された出力トランジスタと、
    前記高電位電源と低電位電源との間に直列接続された複数の抵抗と、前記抵抗間又は抵抗と電源との間に接続されスイッチ制御信号に応答してオンオフするスイッチ素子とを備え、前記複数の抵抗により前記高電位電源の電位に応じた検出信号を出力する検出部と、
    ハイレベルの前記検出信号に応答して前記出力トランジスタの前記バックゲートの電位を前記高電位電源の電位に制御し、ローレベルの前記検出信号に応答して前記出力トランジスタの前記バックゲートの電位を前記出力端子の電位に制御する制御部と、
    を備え、
    前記スイッチ素子は、前記検出信号を出力するノードと前記低電位電源との間に挿入接続され、当該スイッチ素子は、前記高電位電源のオン時にオフするように前記スイッチ制御信号により制御されること
    を特徴とする出力回路。
  2. 前記スイッチ素子は、PチャネルMOSトランジスタであることを特徴とする請求項1記載の出力回路。
  3. 前記制御部は、
    ゲートが前記検出信号を出力するノードに接続され、ソースが前記出力端子に接続された第1のトランジスタと、
    ゲートが前記高電位電源に接続され、ソースが低電位電源に接続され、ドレインが前記第1トランジスタのドレインに接続された第2のトランジスタと、
    ゲートが前記第1のトランジスタのドレインに接続され、ソースが前記高電位電源に接続され、ドレインが前記出力トランジスタの前記バックゲートに接続された第3のトランジスタと、
    ゲートが高電位電源に接続され、ソースが前記出力端子に接続され、ドレインが前記出力端子のバックゲートに接続された第4のトランジスタと、
    を備えたことを特徴とする請求項1又は請求項2記載の出力回路。
  4. 前記スイッチ制御信号は、前記高電位電源が供給される回路により生成されることを特徴とする請求項1,請求項2又は請求項3記載の出力回路。
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