JP4940605B2 - Data receiving apparatus and data transmission system - Google Patents

Data receiving apparatus and data transmission system Download PDF

Info

Publication number
JP4940605B2
JP4940605B2 JP2005266721A JP2005266721A JP4940605B2 JP 4940605 B2 JP4940605 B2 JP 4940605B2 JP 2005266721 A JP2005266721 A JP 2005266721A JP 2005266721 A JP2005266721 A JP 2005266721A JP 4940605 B2 JP4940605 B2 JP 4940605B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
data
circuit
voltage
logic signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2005266721A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2007081807A (en
Inventor
秀和 菊池
尚浩 北
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP2005266721A priority Critical patent/JP4940605B2/en
Publication of JP2007081807A publication Critical patent/JP2007081807A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4940605B2 publication Critical patent/JP4940605B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Dc Digital Transmission (AREA)

Description

本発明はデータ受信装置およびデータ伝送システムに関し、特に、多ビットのデジタルデータを伝送するデータ受信装置およびデータ伝送システムに関する。   The present invention relates to a data receiving apparatus and a data transmission system, and more particularly to a data receiving apparatus and a data transmission system for transmitting multi-bit digital data.

デジタルデータの伝送において、多ビットのデジタル伝送が要求される用途は産業上非常に多い。しかし、その伝送に距離的あるいは実装面積・体積の制約から多極のケーブルやコネクタが使用できないことがしばしばあり、さまざまな多重化手法が用いられている。   In the transmission of digital data, there are many industrial applications that require multi-bit digital transmission. However, multi-pole cables and connectors often cannot be used for transmission due to distance or mounting area / volume restrictions, and various multiplexing methods are used.

例えば、データとワードクロックを多値論理信号にして多重化伝送する技術、特に、差動の多値論理信号を用いる伝送技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。
このようなデータ伝送システムによれば、伝送すべきデータとワードクロックの値に基づいて、多値論理信号を生成し、受信回路にてデータとワードクロックとが分離・復調される。
For example, a technique of multiplexing and transmitting data and a word clock as a multi-valued logic signal, particularly a transmission technique using a differential multi-valued logic signal is known (see, for example, Patent Document 1).
According to such a data transmission system, a multi-level logic signal is generated based on the data to be transmitted and the value of the word clock, and the data and the word clock are separated and demodulated by the receiving circuit.

ところで、近年、省電力化や低輻射化のために多値論理信号の振幅を小さくすることが求められている。多値論理信号の振幅が小さくなるにつれ、多値論理信号を識別する閾値電圧の精度に対する要求が高くなり、送受信回路の回路製造に強い制約を与える。   By the way, in recent years, it has been required to reduce the amplitude of a multi-level logic signal in order to save power and reduce radiation. As the amplitude of the multi-level logic signal is reduced, the demand for the accuracy of the threshold voltage for identifying the multi-level logic signal is increased, which imposes strong restrictions on the circuit manufacture of the transmission / reception circuit.

この問題を回避するひとつの方法として、ピークホールド回路によって多値論理信号列から最大の振幅を検出してそれを基にオフセットを生成する方法が知られている(例えば、特許文献2参照)。   As one method for avoiding this problem, a method is known in which a peak hold circuit detects the maximum amplitude from a multi-value logic signal sequence and generates an offset based on the maximum amplitude (see, for example, Patent Document 2).

しかしながら、ピークホールドには混入ノイズにより最大の振幅を大きめに誤認識した後の復帰応答が遅い等、精度の問題があった。
また振幅を固定したフレームスロットという信号からオフセットを生成する方法が知られている(例えば、特許文献3、4参照)。
However, the peak hold has a problem in accuracy such as a slow return response after erroneously recognizing the maximum amplitude to a large extent due to mixed noise.
Also known is a method of generating an offset from a signal called a frame slot with a fixed amplitude (see, for example, Patent Documents 3 and 4).

しかしながら、これはフレームスロットを信号列の中から特定するフレーム同期の完了後にしか機能しないという問題があった。
特開2005−142872号公報 特開2000−349605号公報 特開昭61−133748号公報 特開平1−220536号公報
However, this has the problem that it only works after the completion of frame synchronization that identifies the frame slot from the signal sequence.
JP 2005-142872 A JP 2000-349605 A JP 61-133748 A JP-A-1-220536

前述した特許文献1においては、データとワードクロックとを識別する方法としてコンパレータが用いられている。
データを識別するコンパレータには絶対的なオフセット(閾値電圧)は必要なく、正負どちらの信号の電位が相対的に高いかを判断することにより多値の伝送信号からデータを識別する。この識別は送信回路が作る信号振幅に比べてコンパレータのオフセットが十分小さい場合、送信回路から出力される電流や、受信回路の終端抵抗の絶対値変動等にはあまり影響されずに常に安定に動作する。
In Patent Document 1 described above, a comparator is used as a method for discriminating between data and a word clock.
An absolute offset (threshold voltage) is not required for the comparator for identifying data, and data is identified from a multilevel transmission signal by determining which of the positive and negative signals has a relatively high potential. If the comparator offset is sufficiently small compared to the signal amplitude generated by the transmission circuit, this identification is always stable without being affected by the current output from the transmission circuit or the absolute value fluctuation of the termination resistance of the reception circuit. To do.

他方、ワードクロックを復調するコンパレータは、多値論理信号それぞれの閾値電圧を精確に識別する必要がある。例えば、4値(3Io、Io、−Io、−3Io)信号を識別するためには、2つのコンパレータが用意され、1つのコンパレータは、3IoレベルとIoレベルの中間すなわち2Ioレベルを精確に識別するオフセットをもつ必要があり、もう1つのコンパレータは、−3Ioレベルと−Ioレベルの中間すなわち−2Ioレベルを精確に識別するオフセットをもつ必要がある。これらのコンパレータのオフセットは、送信回路の出力電流や、受信回路の終端抵抗の関数として決まるものであり、受信回路とは別個の特性変動要因をもつ送信回路出力電流に比例する。従って、受信回路が何らかの形で送信回路の出力電流情報を入手しない限り、送受信回路の出力電流と終端抵抗とオフセットの絶対値を厳密に管理する必要が生じる。   On the other hand, the comparator that demodulates the word clock needs to accurately identify the threshold voltage of each multilevel logic signal. For example, two comparators are provided to identify a quaternary (3Io, Io, -Io, -3Io) signal, and one comparator accurately identifies the middle between the 3Io level and the Io level, that is, the 2Io level. It is necessary to have an offset, and the other comparator needs to have an offset that accurately distinguishes between the -3Io level and the -Io level, that is, the -2Io level. The offsets of these comparators are determined as a function of the output current of the transmission circuit and the termination resistance of the reception circuit, and are proportional to the transmission circuit output current having a characteristic variation factor different from that of the reception circuit. Therefore, unless the receiving circuit obtains the output current information of the transmitting circuit in any way, it is necessary to strictly manage the output current, the terminating resistance, and the absolute value of the offset of the transmitting / receiving circuit.

本発明は上記の点に鑑みてされてされたものであり、多値論理信号の多値論理を精確に識別することができるデータ受信装置およびデータ伝送システムを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a data receiving apparatus and a data transmission system that can accurately identify the multilevel logic of a multilevel logic signal.

本発明では上記問題を解決するために、複数の振幅値を有する多値論理信号を受信するデータ受信装置において、比較用電圧を制御する制御信号に基づき、前記多値論理信号から比較用電圧を生成する電圧生成部と、前記多値論理信号と前記比較用電圧の差を所定の基準信号と比較する比較部と、前記比較部の出力に基づいて、前記比較用電圧が前記多値論理信号の最大の振幅となるように前記制御信号を生成し、前記電圧生成部に出力する電圧制御部と、前記比較用電圧に比例する閾値を生成する比例閾値生成部と、前記閾値と、前記多値論理信号とを比較するコンパレータと、を有することを特徴とするデータ受信装置が提供される。 In the present invention, in order to solve the above problems, a data receiving apparatus for receiving a multi-level logic signal having a plurality of amplitude values based on a control signal for controlling the comparison voltage, the comparison voltage from the multi-value logic signal Based on the output of the comparison unit, a comparison unit that compares the difference between the multi-value logic signal and the comparison voltage with a predetermined reference signal, and the comparison voltage is the multi-value logic. The control signal is generated so as to have the maximum amplitude of the signal, the voltage control unit that outputs to the voltage generation unit, the proportional threshold generation unit that generates a threshold proportional to the comparison voltage, the threshold, There is provided a data receiving device comprising a comparator for comparing a multi-level logic signal.

このような構成によれば、電圧制御部が、多値論理信号の最大の振幅値となるように比較用電圧を制御することにより、コンパレータから、比較用電圧に比例する閾値と多値論理信号とが比較された値が出力される。   According to such a configuration, the voltage control unit controls the comparison voltage so that the maximum amplitude value of the multi-valued logic signal is obtained, so that the threshold value proportional to the comparison voltage and the multi-value logic signal are output from the comparator. The value compared with is output.

また、複数ビットのデータを伝送するデータ伝送システムにおいて、伝送すべき複数ビットのパラレルデータをシリアルデータに変換し、前記シリアルデータにおけるワードの区切りを示すワードクロックを1ビットの情報として加えた複数ビットの情報を1シンボルで表す多値論理信号を生成して送出するデータ送信装置と、送出された前記多値論理信号を受信して、比較用電圧を制御する制御信号に基づき前記多値論理信号から比較用電圧を生成し、前記多値論理信号と前記比較用電圧の差を所定の基準信号と比較し、比較結果に基づいて、前記比較用電圧が前記多値論理信号の最大の振幅となるように前記制御信号を生成して前記比較用電圧を制御するとともに、前記比較用電圧に比例する閾値と、前記多値論理信号とを比較することにより、前記多値論理信号から前記シリアルデータおよび前記ワードクロックを抽出し、抽出した前記ワードクロックに基づいて、前記パラレルデータを再生するデータ受信装置とを有することを特徴とするデータ伝送システムが提供される。
Further, in a data transmission system for transmitting a plurality of bits of data, a plurality of bits obtained by converting a plurality of bits of parallel data to be transmitted into serial data and adding a word clock indicating a word delimiter in the serial data as one bit information A data transmission device for generating and transmitting a multi-level logic signal representing the information of one symbol by one symbol, and the multi-level logic signal based on a control signal for receiving the transmitted multi-level logic signal and controlling a comparison voltage from generates voltages for the comparison, the difference of the multi-value logic signal and said comparison voltage is compared with a predetermined reference signal based on the comparison result, the comparison voltage is the largest of the multivalued logic signals controls the comparison voltage to generate the control signal such that the amplitude and the threshold value in proportion to the comparison voltage, child comparing the multi-value logic signal Provides a data transmission system comprising: a data receiving device that extracts the serial data and the word clock from the multi-level logic signal and reproduces the parallel data based on the extracted word clock Is done.

このような構成によれば、受信装置の電圧制御部が、多値論理信号の最大の振幅値となるように比較用電圧を制御することにより、コンパレータが、比較用電圧に比例する閾値と多値論理信号とを比較して、ワードクロックを抽出する。   According to such a configuration, the voltage control unit of the receiving device controls the comparison voltage so that the maximum amplitude value of the multi-value logic signal is obtained, so that the comparator has a threshold value proportional to the comparison voltage and a multi-value. The word clock is extracted by comparing with the value logic signal.

本発明では、電圧制御部が、多値論理信号の最大の振幅値となるように比較用電圧を制御することにより、コンパレータから、比較用電圧に比例する閾値と多値論理信号とが比較された値が出力されるため、コンパレータは、多値論理信号の多値論理を精確に識別することができる。   In the present invention, the voltage control unit controls the comparison voltage so that the maximum amplitude value of the multi-value logic signal is obtained, so that the threshold value proportional to the comparison voltage is compared with the multi-value logic signal from the comparator. Therefore, the comparator can accurately identify the multi-value logic of the multi-value logic signal.

特に、比較用電圧と閾値との比を、多値論理信号の最大の振幅値と、識別すべき2つの振幅値の中間値の比に設定した場合、コンパレータは、各振幅値に対応する精確な閾値を、容易に得ることができる。   In particular, when the ratio between the comparison voltage and the threshold is set to the ratio between the maximum amplitude value of the multi-value logic signal and the intermediate value between the two amplitude values to be identified, the comparator is accurate for each amplitude value. A simple threshold can be easily obtained.

また、電圧制御部が、多値論理信号の最大の振幅値となるように比較用電圧を制御することにより、常に最大のノイズマージンをもって多値論理の識別を行うことができるため、伝送の信頼性が向上する。   In addition, since the voltage control unit controls the comparison voltage so that the maximum amplitude value of the multi-level logic signal becomes the maximum, the multi-level logic can always be identified with the maximum noise margin. Improves.

以下、本発明のデータ受信装置およびデータ伝送システムの実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。
図1は、第1の実施の形態のデータ伝送システムの構成図である。
Embodiments of a data receiving apparatus and a data transmission system according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a configuration diagram of a data transmission system according to the first embodiment.

第1の実施の形態のデータ伝送システムは、伝送すべき複数ビットの送信パラレルデータを送信シリアルデータに変換し、送信シリアルデータにおけるワードの区切りを示す送信ワードクロックを1ビットの情報として加えた複数ビットの情報を1シンボルで表す4値(多値)論理信号を生成して差動伝送路200に送出するデータ送信装置100と、差動伝送路200を介して4値論理信号を受信し、送信シリアルデータと同じ受信シリアルデータおよび送信ワードクロックと同じ受信ワードクロックを抽出し、抽出したワードクロックをもとに、送信パラレルデータと同じ受信パラレルデータを再生するデータ受信装置300とからなる。   The data transmission system according to the first embodiment converts a plurality of bits of transmission parallel data to be transmitted into transmission serial data, and adds a transmission word clock indicating a word delimiter in the transmission serial data as 1-bit information. A data transmission device 100 that generates a quaternary (multi-value) logic signal representing bit information by one symbol and sends it to the differential transmission line 200; receives the quaternary logic signal via the differential transmission line 200; The data receiving apparatus 300 extracts the same received serial data as the transmitted serial data and the same received word clock as the transmitted word clock, and reproduces the same received parallel data as the transmitted parallel data based on the extracted word clock.

データ送信装置100は、送信すべき複数ビットである10×1ビット(K×Nビット)の送信パラレルデータを1(N)ビットの送信シリアルデータに変換するパラレル・シリアル変換回路110と、パラレル・シリアル変換回路110の動作に必要な送信ビットクロックを送信パラレルデータが同期していた送信データクロックを逓倍(周波数を10(K)倍)して生成するとともに、送信データクロックをもとに送信シリアルデータにおけるワードの区切りを示す送信ワードクロックを生成する周波数10逓倍回路(周波数逓倍回路)130を有する。さらに、1ビットの送信シリアルデータと、1ビット信号である送信ワードクロックを合わせた2ビット((N+1)ビット)の情報を1シンボルで表す多値論理信号を生成する4値論理信号発生回路(多値論理信号発生回路)140を有する。   The data transmitting apparatus 100 includes a parallel / serial conversion circuit 110 that converts 10 × 1 bit (K × N bits) transmission parallel data, which is a plurality of bits to be transmitted, into 1 (N) bit transmission serial data, The transmission bit clock necessary for the operation of the serial conversion circuit 110 is generated by multiplying the transmission data clock (the frequency is multiplied by 10 (K)), which is synchronized with the transmission parallel data, and the transmission serial clock based on the transmission data clock. A frequency multiplying circuit (frequency multiplying circuit) 130 that generates a transmission word clock indicating a word delimiter in data is included. Further, a quaternary logic signal generation circuit for generating a multi-value logic signal that represents information of 2 bits ((N + 1) bits), which is a combination of 1-bit transmission serial data and a transmission word clock as a 1-bit signal, by one symbol ( Multi-value logic signal generation circuit) 140.

ここで、1シンボルとは1つの値を保持する時間を意味する。例えば、N=2ビットの送信シリアルデータに変換する場合、1シンボルで、N+1=3ビットの情報、すなわち2(N+1)=8値の情報が保持される。 Here, one symbol means a time for holding one value. For example, when converting to N = 2-bit transmission serial data, one symbol holds N + 1 = 3-bit information, that is, 2 (N + 1) = 8-value information.

差動伝送路200は、多値差動信号を送出する差動伝送路である。多値差動信号を送出するため、差動伝送路200に印加される外来ノイズへの耐性を強めることができる。
データ受信装置300は、差動伝送路200を介してデータ送信装置100より送られる多値論理信号に対応する大きさの比較用信号を作成するカスコード回路310と、終端抵抗を差動伝送路200の特性インピーダンスにあわせこむ終端抵抗調整回路320と、比較用信号を、後述する可変オフセット回路により生成された電圧値と比較して送信シリアルデータと送信ワードクロックに等しい受信シリアルデータと受信ワードクロックを抽出するデータ・クロック分離回路330と、受信ワードクロックの周波数を10(K)倍して受信ビットクロックを生成する周波数逓倍回路340と、受信ビットクロックと受信データクロックに応じて、受信シリアルデータを受信パラレルデータに変換するシリアル・パラレル変換回路360と、受信シリアルデータを取り込む受信ビットクロックの位相を調整する位相調整回路350とを有する。
The differential transmission path 200 is a differential transmission path that sends out a multilevel differential signal. Since a multi-value differential signal is transmitted, resistance to external noise applied to the differential transmission line 200 can be enhanced.
The data receiving apparatus 300 includes a cascode circuit 310 that generates a comparison signal having a magnitude corresponding to the multilevel logic signal transmitted from the data transmitting apparatus 100 via the differential transmission path 200, and a termination resistor as the differential transmission path 200. The terminal resistance adjustment circuit 320 that adjusts to the characteristic impedance of the signal, and the comparison signal is compared with the voltage value generated by the variable offset circuit, which will be described later, and the reception serial data and the reception word clock equal to the transmission serial data and the transmission word clock are A data / clock separation circuit 330 that extracts data, a frequency multiplication circuit 340 that generates a reception bit clock by multiplying the frequency of the reception word clock by 10 (K), and received serial data according to the reception bit clock and the reception data clock. A serial-parallel conversion circuit 360 for converting to reception parallel data; And a phase adjustment circuit 350 that adjusts the received bit clock phase capturing signals serial data.

以下、簡単に図1のデータ伝送システムの動作を説明する。
データ送信装置100において、10×1ビットの送信パラレルデータがパラレル・シリアル変換回路110に入力されると、周波数10逓倍回路130は、送信パラレルデータが同期していた送信データクロックの周波数を10倍した送信ビットクロックを生成し、さらに、パラレル・シリアル変換回路110の出力のタイミングを決定するロード信号を生成する。また、送信データクロックと等価な送信ワードクロックを生成する。
The operation of the data transmission system of FIG. 1 will be briefly described below.
In the data transmission apparatus 100, when 10 × 1 bit transmission parallel data is input to the parallel-serial conversion circuit 110, the frequency 10 multiplication circuit 130 increases the frequency of the transmission data clock to which the transmission parallel data is synchronized by 10 times. The transmission bit clock is generated, and a load signal for determining the output timing of the parallel / serial conversion circuit 110 is generated. In addition, a transmission word clock equivalent to the transmission data clock is generated.

パラレル・シリアル変換回路110は、送信ビットクロックとロード信号に応じて、10×1ビットの送信パラレルデータを1ビットの送信シリアルデータに変換して4値論理信号発生回路140に送出する。   The parallel / serial conversion circuit 110 converts the transmission parallel data of 10 × 1 bits into 1-bit transmission serial data according to the transmission bit clock and the load signal, and sends it to the quaternary logic signal generation circuit 140.

4値論理信号発生回路140は、入力される1ビットの送信シリアルデータと、1ビットの送信ワードクロックを合わせた全2ビットのデータを、1シンボルに4個のレベルをもつ多値論理信号に変換して差動伝送路200に送出する。   The quaternary logic signal generation circuit 140 converts all 2-bit data including the input 1-bit transmission serial data and the 1-bit transmission word clock into a multi-level logic signal having four levels per symbol. The data is converted and sent to the differential transmission line 200.

データ受信装置300において、データ送信装置100から差動伝送路200を介して多値論理信号を受信すると、カスコード回路310は、多値論理信号に対応する大きさの比較用信号を作成する。この際、終端抵抗調整回路320は、終端抵抗を差動伝送路200の特性インピーダンスにあわせこむ。データ・クロック分離回路330は、比較用信号のレベルを複数の電圧値と比較することにより量子化して、送信シリアルデータと送信ビットクロックに等しい受信シリアルデータと受信ワードクロックを抽出する。   When the data receiving device 300 receives a multilevel logic signal from the data transmitting device 100 via the differential transmission line 200, the cascode circuit 310 creates a comparison signal having a magnitude corresponding to the multilevel logic signal. At this time, the termination resistance adjustment circuit 320 adjusts the termination resistance to the characteristic impedance of the differential transmission path 200. The data / clock separation circuit 330 quantizes the level of the comparison signal by comparing it with a plurality of voltage values, and extracts reception serial data and reception word clock equal to transmission serial data and transmission bit clock.

周波数逓倍回路340は、受信ワードクロックの周波数を10倍した受信ビットクロックと、受信パラレルデータが同期する受信ワードクロックと等価な受信データクロックを生成する。   The frequency multiplying circuit 340 generates a reception bit clock obtained by multiplying the frequency of the reception word clock by 10 and a reception data clock equivalent to a reception word clock in which the reception parallel data is synchronized.

シリアル・パラレル変換回路360は、受信ビットクロックと受信データクロックに応じて、1ビットの受信シリアルデータを10×1ビットの受信パラレルデータを生成し出力する。   The serial / parallel conversion circuit 360 generates 10 × 1 bits of reception parallel data and outputs 1 bit of reception serial data according to the reception bit clock and the reception data clock.

図2は、データ送信装置のパラレル・シリアル変換回路の回路図である。
パラレル・シリアル変換回路110は、10ビットの送信パラレルデータを、1ビットの送信シリアルデータに変換する回路である。
FIG. 2 is a circuit diagram of a parallel / serial conversion circuit of the data transmission apparatus.
The parallel-serial conversion circuit 110 is a circuit that converts 10-bit transmission parallel data into 1-bit transmission serial data.

パラレル・シリアル変換回路110は、送信するパラレルデータD0〜D9を送信するシリアルデータS0に変換する回路であり、10個のDフリップフロップ(以下D−FFと表記する)111、112、・・・、120と、9個のセレクタ121、122、・・・、129からなる。   The parallel / serial conversion circuit 110 is a circuit that converts parallel data D0 to D9 to be transmitted into serial data S0 to be transmitted. Ten D flip-flops (hereinafter referred to as D-FF) 111, 112,... , 120 and nine selectors 121, 122,.

D−FF111、112、・・・、120は、それぞれセレクタ121、122、・・・、129を介して10段直列に接続されている。
データD0はD−FF111の入力端子、データD1はセレクタ121の一方の入力端子、データD2はセレクタ122の一方の入力端子に入力される。以降同様に、各データが対応するセレクタの一方の入力端子にそれぞれ入力され、データD9はセレクタ129の一方の入力端子に入力される。
D-FFs 111, 112,..., 120 are connected in 10 stages in series via selectors 121, 122,.
Data D0 is input to the input terminal of the D-FF 111, data D1 is input to one input terminal of the selector 121, and data D2 is input to one input terminal of the selector 122. Similarly, each data is input to one input terminal of the corresponding selector, and data D9 is input to one input terminal of the selector 129.

D−FF111の出力端子は、セレクタ121の他方の入力端子と接続される。セレクタ121の出力端子はD−FF112の入力端子と接続される。またD−FF112の出力端子は、セレクタ122の他方の入力端子と接続される。以降同様に、各セレクタの出力端子は対応するD−FFの入力端子にそれぞれ入力され、D−FF119の出力端子はセレクタ129の他方の入力端子と接続される。セレクタ129の出力端子はD−FF120の入力端子と接続される。D−FF120からは1ビットの送信シリアルデータS0が出力される。   The output terminal of the D-FF 111 is connected to the other input terminal of the selector 121. The output terminal of the selector 121 is connected to the input terminal of the D-FF 112. The output terminal of the D-FF 112 is connected to the other input terminal of the selector 122. Similarly, the output terminal of each selector is input to the input terminal of the corresponding D-FF, and the output terminal of D-FF 119 is connected to the other input terminal of the selector 129. The output terminal of the selector 129 is connected to the input terminal of the D-FF 120. From the D-FF 120, 1-bit transmission serial data S0 is output.

データD0〜D9は、D−FF111〜120のクロック端子に入力される送信ビットクロックに応じてD−FF111〜120に取り込まれる。セレクタ121〜129に入力されるロード信号が、例えばH(High)レベルになったときに、送信ビットクロックに応じて前段のFFの出力が後段に順々に取り込まれ、D−FF120から1ビットの送信シリアルデータS0として出力される。   The data D0 to D9 are taken into the D-FFs 111 to 120 according to the transmission bit clock input to the clock terminals of the D-FFs 111 to 120. When the load signal input to the selectors 121 to 129 becomes, for example, an H (High) level, the output of the preceding FF is sequentially taken into the subsequent stage according to the transmission bit clock, and 1 bit is output from the D-FF 120. Is output as transmission serial data S0.

図3は、データ送信装置の周波数10逓倍回路の回路図である。
周波数10逓倍回路130は、位相比較器であるPFD(Phase Frequency Detector)131、LPF(Low Pass FilterまたはLoop Filter)132、VCO(Voltage Controlled Oscillator)133と、D−FF134、135、136、137、138、AND回路139を有する。
FIG. 3 is a circuit diagram of a frequency 10 multiplication circuit of the data transmission apparatus.
The frequency multiplying circuit 130 includes a phase comparator PFD (Phase Frequency Detector) 131, a LPF (Low Pass Filter or Loop Filter) 132, a VCO (Voltage Controlled Oscillator) 133, and D-FFs 134, 135, 136, 137, 138 and an AND circuit 139.

PFD131には、D−FF138の出力となる送信ワードクロックと、送信データクロックが入力され、それぞれの信号の位相が比較され、その出力はLPF132を介してVCO133に入力される。VCO133は、送信データクロックの10倍の周波数となる送信ビットクロックを生成して、周波数10逓倍回路130から出力される。また、生成された送信ビットクロックは、D−FF134、135、136、137、138のクロック信号として入力される。D−FF134、135、136、137、138を直列に接続した回路は、1/10倍の分周回路として機能し、分周回路の出力、すなわちD−FF138の出力である送信ワードクロックは、前段のD−FF134〜137およびPFD131の一方の入力端子に入力される。このような位相同期ループ(PLL:Phase Locked Loop)を構成することで、入力の送信データクロックと周波数や位相のずれのない送信ワードクロックが生成され、周波数10逓倍回路130から出力される。   The PFD 131 receives a transmission word clock and a transmission data clock that are output from the D-FF 138, compares the phase of each signal, and inputs the output to the VCO 133 via the LPF 132. The VCO 133 generates a transmission bit clock having a frequency 10 times that of the transmission data clock and outputs the transmission bit clock from the frequency 10 multiplication circuit 130. The generated transmission bit clock is input as a clock signal for the D-FFs 134, 135, 136, 137, and 138. A circuit in which the D-FFs 134, 135, 136, 137, and 138 are connected in series functions as a 1 / 10-fold frequency dividing circuit, and the output of the frequency dividing circuit, that is, the transmission word clock that is the output of the D-FF 138 is It is input to one input terminal of the preceding D-FFs 134 to 137 and the PFD 131. By configuring such a phase-locked loop (PLL), a transmission word clock having no frequency or phase shift from the input transmission data clock is generated and output from the frequency 10 multiplication circuit 130.

また、D−FF137の出力信号と、D−FF138の出力信号を反転させた信号が、AND回路139に入力され、AND回路139の出力は、ロード信号として周波数10逓倍回路130から出力される。   An output signal of the D-FF 137 and a signal obtained by inverting the output signal of the D-FF 138 are input to the AND circuit 139, and the output of the AND circuit 139 is output from the frequency 10 multiplication circuit 130 as a load signal.

図4は、4値論理信号発生回路の回路図である。
4値論理信号発生回路140は、1ビットの送信シリアルデータと、2ビットの送信ワードクロックを入力して4値信号を発生する回路である。
FIG. 4 is a circuit diagram of a quaternary logic signal generation circuit.
The quaternary logic signal generation circuit 140 is a circuit that inputs 1-bit transmission serial data and a 2-bit transmission word clock to generate a quaternary signal.

4値論理信号発生回路140において、送信シリアルデータS0は、インバータ141、142を介してnチャネルMOSFET(以下nMOSと呼ぶ)143のゲートに入力され、インバータ144を介してnMOS145のゲートに入力される。nMOS143、145のソース端子は、電流源146に接続され、電流2Ioが流れる。   In quaternary logic signal generation circuit 140, transmission serial data S0 is input to the gate of n-channel MOSFET (hereinafter referred to as nMOS) 143 via inverters 141 and 142, and input to the gate of nMOS 145 via inverter 144. . The source terminals of the nMOSs 143 and 145 are connected to the current source 146, and the current 2Io flows.

また、送信シリアルデータはEX−NOR回路147の一方の入力端子に入力され、他方の入力端子には送信ワードクロックが入力される。EX−NOR回路147の出力は、インバータ148、149を介してnMOS150のゲートに入力され、インバータ151を介してnMOS152のゲートに入力される。nMOS150、152のソース端子は、電流源153に接続され、電流Ioが流れる。また、nMOS150のドレイン端子は、nMOS143のドレイン端子および4値差動信号のNEG信号を送出するNEG端子(図示せず)に接続される。nMOS152のドレイン端子は、nMOS145のドレイン端子および4値差動信号のPOS信号を送出するPOS端子(図示せず)と接続される。   The transmission serial data is input to one input terminal of the EX-NOR circuit 147, and the transmission word clock is input to the other input terminal. The output of the EX-NOR circuit 147 is input to the gate of the nMOS 150 via the inverters 148 and 149 and input to the gate of the nMOS 152 via the inverter 151. The source terminals of the nMOSs 150 and 152 are connected to the current source 153, and the current Io flows. Further, the drain terminal of the nMOS 150 is connected to the drain terminal of the nMOS 143 and a NEG terminal (not shown) for sending a NEG signal of a quaternary differential signal. The drain terminal of the nMOS 152 is connected to the drain terminal of the nMOS 145 and a POS terminal (not shown) for sending a POS signal of a quaternary differential signal.

このような回路構成によって、1シンボルに送信シリアルデータと、送信ワードクロックの2ビット(すなわち4値)の情報を、以下の図で示すような関係で対応をもつ多値論理信号が生成される。   With such a circuit configuration, a multi-level logic signal is generated that has correspondence between transmission serial data and 2-bit (ie, four-value) information of the transmission word clock in one symbol in the relationship shown in the following figure. .

図5は、4値論理と伝送データの対応を示す図である。
ここでは、図4で示したデータ送信装置の4値論理信号発生回路の入力信号と、出力信号の対応について説明する。受信側については後述する。
FIG. 5 is a diagram showing the correspondence between quaternary logic and transmission data.
Here, the correspondence between the input signal of the quaternary logic signal generation circuit of the data transmission apparatus shown in FIG. 4 and the output signal will be described. The receiving side will be described later.

この図のように、4値論理信号発生回路140に入力される送信シリアルデータおよび送信ワードクロックの値によって、POS端子電流、NEG端子電流はそれぞれ4つの値をもつ。例えば、送信シリアルデータ、送信ワードクロックがともに“1”である場合には、POS端子電流は0、NEG端子電流は3Ioとなり、送信シリアルデータが“1”、送信ワードクロックが“0”の場合には、POS端子電流はIo、NEG端子電流は2Ioとなる。また、送信シリアルデータ、送信ワードクロックがともに“0”である場合には、POS端子電流は2Io、NEG端子電流はIo、送信シリアルデータが“0”、送信ワードクロックが“1”の場合には、POS端子電流は3Io、NEG端子電流は0となる。   As shown in this figure, the POS terminal current and the NEG terminal current each have four values depending on the values of the transmission serial data and the transmission word clock input to the quaternary logic signal generation circuit 140. For example, when the transmission serial data and the transmission word clock are both “1”, the POS terminal current is 0, the NEG terminal current is 3Io, the transmission serial data is “1”, and the transmission word clock is “0”. The POS terminal current is Io and the NEG terminal current is 2Io. When the transmission serial data and the transmission word clock are both “0”, the POS terminal current is 2Io, the NEG terminal current is Io, the transmission serial data is “0”, and the transmission word clock is “1”. The POS terminal current is 3Io, and the NEG terminal current is 0.

図6は、4値論理信号発生回路から発生される4値差動信号を示す図である。
この図では、4値差動信号をPOS信号−NEG信号(電流値)で示している。ここで、送信ワードクロックがHレベルのときはPOS信号−NEG信号は大振幅となり、送信ワードクロックがLレベルの時は小振幅となる。これにより、POS信号−NEG信号が3Ioのときは、送信シリアルデータが“0”、送信ワードクロックが“1”となり、POS信号−NEG信号がIoのときは、送信シリアルデータ、送信ワードクロックともに“0”、POS信号−NEG信号が−Ioのときは、送信シリアルデータが“1”、送信ワードクロックが“0”となり、POS信号−NEG信号が−3Ioのときは、送信シリアルデータ、送信ワードクロックともに、“1”であることが示され、1シンボルで2ビット、4値の情報を保持していることになる。
FIG. 6 is a diagram showing a quaternary differential signal generated from a quaternary logic signal generation circuit.
In this figure, the quaternary differential signal is indicated by a POS signal-NEG signal (current value). Here, the POS signal-NEG signal has a large amplitude when the transmission word clock is at the H level, and has a small amplitude when the transmission word clock is at the L level. Thus, when the POS signal-NEG signal is 3Io, the transmission serial data is "0" and the transmission word clock is "1". When the POS signal-NEG signal is Io, both the transmission serial data and the transmission word clock are When "0", the POS signal -NEG signal is -Io, the transmission serial data is "1", the transmission word clock is "0", and when the POS signal -NEG signal is -3Io, the transmission serial data and transmission Both word clocks indicate “1”, which means that one symbol holds 2 bits and 4 values.

このような信号が、データ送信装置100から、差動伝送路200を介してデータ受信装置300に伝送される。
但し、このとき実際の電流は、データ受信装置300からデータ送信装置100に流れている。
Such a signal is transmitted from the data transmission device 100 to the data reception device 300 via the differential transmission path 200.
However, at this time, the actual current flows from the data receiving device 300 to the data transmitting device 100.

なお、以下では、ワードクロックによってPOS信号−NEG信号の振幅が大振幅になっている区間をタイムマークという。図6では、ワードクロック1周期中におけるタイムマークの比率(以下、「マーク率という」)は、5/10であるが、1/10〜9/10の任意の比に設定可能であり、いずれの比に設定してもデータとワードクロックとを多重化して伝送することができる。   In the following, a section in which the POS signal-NEG signal has a large amplitude due to the word clock is referred to as a time mark. In FIG. 6, the ratio of time marks in one word clock cycle (hereinafter referred to as “mark rate”) is 5/10, but can be set to an arbitrary ratio of 1/10 to 9/10. Even if the ratio is set, the data and the word clock can be multiplexed and transmitted.

このマーク率は、伝送の際にはデータ送信装置100と、データ受信装置300との間の通信規約として予め1つの値(本実施の形態では5/10)に設定される。
図7は、カスコード回路と終端抵抗調整回路とを示す回路図である。
This mark rate is preset to one value (5/10 in the present embodiment) as a protocol for communication between the data transmitting apparatus 100 and the data receiving apparatus 300 at the time of transmission.
FIG. 7 is a circuit diagram showing a cascode circuit and a termination resistance adjusting circuit.

カスコード回路310は、nMOS311、312、pMOS313、314、抵抗Rt1、Rt2で構成されている。
このカスコード回路310において、nMOS311のソース端子は電流源315に接続され、駆動電流Iidolが流れる。nMOS312のソース端子も電流源316に接続され、駆動電流Iidolが流れる。nMOS311のドレイン端子は、抵抗Rt1を介して、pMOS313のドレイン端子に接続される。nMOS312のドレイン端子は、抵抗Rt2を介して、pMOS314のドレイン端子に接続される。また、nMOS311のゲートはpMOS314のドレイン端子、nMOS312のゲートはpMOS313のドレイン端子と接続される。pMOS313、314のソース端子には電源が供給される。pMOS313、314のゲートには、終端抵抗調整回路320からの信号が入力される。
The cascode circuit 310 includes nMOSs 311 and 312, pMOSs 313 and 314, and resistors Rt 1 and Rt 2.
In the cascode circuit 310, the source terminal of the nMOS 311 is connected to the current source 315, and the drive current Iidol flows. The source terminal of the nMOS 312 is also connected to the current source 316, and the drive current Iidol flows. The drain terminal of the nMOS 311 is connected to the drain terminal of the pMOS 313 via the resistor Rt1. The drain terminal of the nMOS 312 is connected to the drain terminal of the pMOS 314 via the resistor Rt2. The gate of the nMOS 311 is connected to the drain terminal of the pMOS 314, and the gate of the nMOS 312 is connected to the drain terminal of the pMOS 313. Power is supplied to the source terminals of the pMOSs 313 and 314. A signal from the termination resistance adjustment circuit 320 is input to the gates of the pMOSs 313 and 314.

4値差動信号であるPOS信号は、nMOS311のソース端子に、NEG信号はnMOS312のソース端子にそれぞれ入力される。また、POS信号に対応するカスコード回路310の信号VPは、nMOS311のドレイン端子から出力され、NEG信号に対応するカスコード回路310の信号VMは、nMOS312のドレイン端子から出力される。すなわち、カスコード回路310は、POS信号−NEG信号(電流値)を比較用の信号(電圧)VP、VMに変換する。ここで、信号VPはPOS信号に対応し、信号VMはNEG信号に対応する。   The POS signal, which is a quaternary differential signal, is input to the source terminal of the nMOS 311 and the NEG signal is input to the source terminal of the nMOS 312. The signal VP of the cascode circuit 310 corresponding to the POS signal is output from the drain terminal of the nMOS 311, and the signal VM of the cascode circuit 310 corresponding to the NEG signal is output from the drain terminal of the nMOS 312. That is, the cascode circuit 310 converts the POS signal-NEG signal (current value) into comparison signals (voltages) VP and VM. Here, the signal VP corresponds to the POS signal, and the signal VM corresponds to the NEG signal.

終端抵抗調整回路320は、カスコード回路310のフロントエンドのレプリカとなっており、カスコード回路310と同じ回路構成で、nMOS321、322、pMOS323、324が接続される。nMOS321のソース端子は電流源325に接続され、駆動電流Iidolが流れ、nMOS322のソース端子は電流源326に接続され、駆動電流Iidol+電流Ioが流れる。このnMOS321およびnMOS322のソース出力は、差動増幅器327に入力される。差動増幅器327の出力は、基準電圧Voが入力された差動増幅器328の出力と、差動増幅器329にて比較され、その出力はpMOS323、324および、カスコード回路310のpMOS313、314に入力される。   The termination resistance adjustment circuit 320 is a replica of the front end of the cascode circuit 310 and has the same circuit configuration as that of the cascode circuit 310 and is connected to the nMOSs 321 and 322 and the pMOSs 323 and 324. The source terminal of the nMOS 321 is connected to the current source 325 and the drive current Iidol flows. The source terminal of the nMOS 322 is connected to the current source 326 and the drive current Iidol + current Io flows. Source outputs of the nMOS 321 and the nMOS 322 are input to the differential amplifier 327. The output of the differential amplifier 327 is compared with the output of the differential amplifier 328 to which the reference voltage Vo is input by the differential amplifier 329, and the output is input to the pMOSs 323 and 324 and the pMOSs 313 and 314 of the cascode circuit 310. The

このようなカスコード回路310と終端抵抗調整回路320によって、入力抵抗をフィードフバックにより比較的小さな伝送路特性インピーダンスにあわせることができ、さらに、比較的大きな負荷抵抗で伝送受信端の電圧振幅を増幅し、回路内部に大きな受信信号振幅を得ることができる。   With such a cascode circuit 310 and a termination resistance adjusting circuit 320, the input resistance can be adjusted to a relatively small transmission line characteristic impedance by feedback, and the voltage amplitude at the transmission receiving end can be amplified with a relatively large load resistance. A large received signal amplitude can be obtained inside the circuit.

取り出された信号VP、VMは、データ・クロック分離回路330に出力される。
以下、データ・クロック分離回路330について説明するが、まず、データ・クロック分離回路330の原理を説明するためのデータ・クロック分離回路30について説明し、その後、本実施の形態のデータ・クロック分離回路330について説明する。
The extracted signals VP and VM are output to the data / clock separation circuit 330.
Hereinafter, the data clock separation circuit 330 will be described. First, the data clock separation circuit 30 for explaining the principle of the data clock separation circuit 330 will be described, and then the data clock separation circuit of the present embodiment. 330 will be described.

図8は、第1の実施の形態のデータ・クロック分離回路の原理を示す原理図である。
データ・クロック分離回路30は、信号VP、VMの閾値を正しく識別して、信号VP、VMから受信シリアルデータおよび受信ワードクロックを分離して取り出す回路であり、オフセットを変化させることができる可変オフセット回路(オフセット電圧調整回路)31、32、38、39、差動増幅器33、34、加算器35、LPF36、誤差増幅器37、コンパレータ40、41、42、セレクタ43で構成されている。
FIG. 8 is a principle diagram showing the principle of the data / clock separation circuit according to the first embodiment.
The data / clock separation circuit 30 is a circuit that correctly identifies the thresholds of the signals VP and VM, separates and extracts the received serial data and the received word clock from the signals VP and VM, and is capable of changing the offset. Circuits (offset voltage adjustment circuits) 31, 32, 38, 39, differential amplifiers 33, 34, an adder 35, an LPF 36, an error amplifier 37, comparators 40, 41, 42, and a selector 43 are included.

可変オフセット回路(電圧制御部)31は、一端側が信号VPが入力される入力端子in1に接続され、他端側が差動増幅器(電圧生成部)33の反転入力端子に接続されている。可変オフセット回路(電圧制御部)32は、一端側が信号VMが入力される入力端子in2に接続され、他端側が差動増幅器34の反転入力端子に接続されている。   The variable offset circuit (voltage control unit) 31 has one end connected to the input terminal in1 to which the signal VP is input and the other end connected to the inverting input terminal of the differential amplifier (voltage generation unit) 33. The variable offset circuit (voltage control unit) 32 has one end connected to the input terminal in2 to which the signal VM is input and the other end connected to the inverting input terminal of the differential amplifier 34.

差動増幅器33の非反転入力端子は、入力端子in2に接続され、差動増幅器(電圧生成部)34の非反転入力端子は入力端子in1に接続されている。
差動増幅器33、34の出力端子は、それぞれ加算器35に接続されている。
The non-inverting input terminal of the differential amplifier 33 is connected to the input terminal in2, and the non-inverting input terminal of the differential amplifier (voltage generating unit) 34 is connected to the input terminal in1.
The output terminals of the differential amplifiers 33 and 34 are connected to the adder 35, respectively.

加算器35の出力端子は、LPF36を介して誤差増幅器37の非反転入力端子に接続されている。
誤差増幅器37の反転入力端子には、差動増幅器33、34の中点電位出力(電源電圧/2)に等しい基準電圧VREFが印加されている。誤差増幅器37の出力端子は、可変オフセット回路31、32、38、39に接続されている。
The output terminal of the adder 35 is connected to the non-inverting input terminal of the error amplifier 37 through the LPF 36.
A reference voltage V REF equal to the midpoint potential output (power supply voltage / 2) of the differential amplifiers 33 and 34 is applied to the inverting input terminal of the error amplifier 37. The output terminal of the error amplifier 37 is connected to the variable offset circuits 31, 32, 38, and 39.

可変オフセット回路31、32、差動増幅器33、34、加算器35、LPF36、誤差増幅器37でネガティブフィードバックループ系が形成されている。
可変オフセット回路(比例閾値生成部)38は、一端側が入力端子in2に接続され、他端側がコンパレータ40の反転入力端子に接続されている。また、可変オフセット回路38は、可変オフセット回路31から出力されるオフセットの2/3倍のオフセットを出力するように調整されている。
The variable offset circuits 31 and 32, the differential amplifiers 33 and 34, the adder 35, the LPF 36, and the error amplifier 37 form a negative feedback loop system.
The variable offset circuit (proportional threshold value generator) 38 has one end connected to the input terminal in2 and the other end connected to the inverting input terminal of the comparator 40. The variable offset circuit 38 is adjusted to output an offset that is 2/3 times the offset output from the variable offset circuit 31.

可変オフセット回路(比例閾値生成部)39は、一端側が入力端子in1に接続され、他端側がコンパレータ41の反転入力端子に接続されている。また、可変オフセット回路39は、可変オフセット回路32から出力されるオフセットの2/3倍のオフセットを出力するように調整されている。   The variable offset circuit (proportional threshold value generation unit) 39 has one end connected to the input terminal in 1 and the other end connected to the inverting input terminal of the comparator 41. The variable offset circuit 39 is adjusted so as to output an offset that is 2/3 times the offset output from the variable offset circuit 32.

コンパレータ40の非反転入力端子は、入力端子in1に接続され、コンパレータ41の非反転入力端子は入力端子in2に接続されている。
コンパレータ40、41の出力端子は、それぞれセレクタ43に接続されている。
The non-inverting input terminal of the comparator 40 is connected to the input terminal in1, and the non-inverting input terminal of the comparator 41 is connected to the input terminal in2.
The output terminals of the comparators 40 and 41 are connected to the selector 43, respectively.

コンパレータ42の反転出力端子は、入力端子in2に接続され、非反転出力端子は、入力端子in1に接続されている。
次に、データ・クロック分離回路30の動作について説明する。
The inverting output terminal of the comparator 42 is connected to the input terminal in2, and the non-inverting output terminal is connected to the input terminal in1.
Next, the operation of the data / clock separation circuit 30 will be described.

まず、信号VPが入力端子in1に入力され、信号VMが入力端子in2に入力されると、差動増幅器33の非反転入力端子には信号VPが入力され、反転入力端子には可変オフセット回路31からのオフセットが入力される。また、差動増幅器34の非反転入力端子には信号VMが入力され、反転入力端子には可変オフセット回路32からのオフセットが入力される。   First, when the signal VP is input to the input terminal in1 and the signal VM is input to the input terminal in2, the signal VP is input to the non-inverting input terminal of the differential amplifier 33, and the variable offset circuit 31 is input to the inverting input terminal. The offset from is input. Further, the signal VM is input to the non-inverting input terminal of the differential amplifier 34, and the offset from the variable offset circuit 32 is input to the inverting input terminal.

加算器35には差動増幅器33、34の出力が入力され、入力される値を加算してLPF36に出力する。
LPF36は、入力される信号のノイズを除去して誤差増幅器37に出力する。
The outputs of the differential amplifiers 33 and 34 are input to the adder 35, and the input values are added and output to the LPF 36.
The LPF 36 removes noise from the input signal and outputs it to the error amplifier 37.

誤差増幅器37は、LPF36から出力された信号と基準電圧VREFにタイムマーク率を乗じた値とを比較して、その信号の誤差を増幅して可変オフセット回路31、32、38、39に出力する。 The error amplifier 37 compares the signal output from the LPF 36 with a value obtained by multiplying the reference voltage V REF by the time mark ratio, amplifies the error of the signal, and outputs the amplified signal to the variable offset circuits 31, 32, 38, 39. To do.

この誤差信号の出力に基づいて、可変オフセット回路31、32は、その誤差を打ち消すように動作する。具体的には、可変オフセット回路31は、差動増幅器33のオフセットが信号VMの最大の振幅と等しくなるように動作し、可変オフセット回路32は、差動増幅器34のオフセットが信号VPの最大の振幅と等しくなるように動作する。なお、この動作プロセスについては後に詳述する。   Based on the output of the error signal, the variable offset circuits 31 and 32 operate so as to cancel the error. Specifically, the variable offset circuit 31 operates so that the offset of the differential amplifier 33 is equal to the maximum amplitude of the signal VM, and the variable offset circuit 32 has the offset of the differential amplifier 34 having the maximum of the signal VP. Operates to be equal to the amplitude. This operation process will be described in detail later.

その結果、誤差増幅器37から出力される電圧(誤差)は小さくなり、可変オフセット回路38には、信号VPの最大の振幅の2/3の電圧を識別するためのオフセット、すなわち、受信ワードクロックを再生するための正しい閾値電圧が入力され、可変オフセット回路38には、信号VMの最大の振幅の2/3の電圧を識別するためのオフセット、すなわち、受信ワードクロックを再生するための正しい閾値電圧が入力される。   As a result, the voltage (error) output from the error amplifier 37 is reduced, and the variable offset circuit 38 receives an offset for identifying a voltage of 2/3 of the maximum amplitude of the signal VP, that is, a received word clock. The correct threshold voltage for reproduction is input, and the variable offset circuit 38 has an offset for identifying the voltage of 2/3 of the maximum amplitude of the signal VM, that is, the correct threshold voltage for reproducing the received word clock. Is entered.

コンパレータ40は、信号VPと可変オフセット回路38から入力される電圧とを比較して、セレクタ43に出力する。コンパレータ41は、信号VMと可変オフセット回路39から入力される電圧とを比較して、セレクタ43に出力する。   The comparator 40 compares the signal VP with the voltage input from the variable offset circuit 38 and outputs it to the selector 43. The comparator 41 compares the signal VM with the voltage input from the variable offset circuit 39 and outputs it to the selector 43.

コンパレータ42は、入力される信号VP、VMから受信シリアルデータの再生を行う。
セレクタ43は、コンパレータ42からの出力信号に基づいて、コンパレータ40、41の出力信号のいずれかを選択し、受信ワードクロックの再生を行う。
The comparator 42 reproduces the received serial data from the input signals VP and VM.
The selector 43 selects one of the output signals of the comparators 40 and 41 based on the output signal from the comparator 42 and regenerates the received word clock.

次に、ネガティブフィードバックループ系による動作について説明する。
図9(a)〜図9(c)は、差動信号に対する差動増幅器の動作を示す図である。
以下、差動増幅器33、34について説明するが、差動増幅器33、34の構成は等しいため、代表的に差動増幅器34について説明する。
Next, the operation by the negative feedback loop system will be described.
FIG. 9A to FIG. 9C are diagrams illustrating the operation of the differential amplifier with respect to the differential signal.
Hereinafter, the differential amplifiers 33 and 34 will be described. Since the configurations of the differential amplifiers 33 and 34 are the same, the differential amplifier 34 will be typically described.

図9(a)〜図9(c)に示すように、信号VPが最大の振幅時の差動増幅器34の出力は、差動増幅器34のオフセットが大きいほど小さくなる。よって、オフセットが信号VPの最大の振幅と等しいか否かは、差動増幅器34の出力波形の大きさをみることにより判断することができる。   As shown in FIGS. 9A to 9C, the output of the differential amplifier 34 when the signal VP has the maximum amplitude decreases as the offset of the differential amplifier 34 increases. Therefore, whether or not the offset is equal to the maximum amplitude of the signal VP can be determined by examining the magnitude of the output waveform of the differential amplifier 34.

具体的には、差動増幅器34の出力波形の大きさが、基準電圧VREFの大きさよりも大きいとき(図9(a))は、誤差増幅器37の出力値が正になるため、可変オフセット回路32は、オフセットが最大の振幅に対して小さすぎると判断し、出力する電圧を増加させる。また、差動増幅器34の出力波形の大きさが、基準電圧VREFの大きさよりも小さいとき(図9(c))は、誤差増幅器37の出力値が負になるため、可変オフセット回路32は、オフセットが最大の振幅に対して大きすぎると判断し、出力する電圧を減少させる。 Specifically, when the magnitude of the output waveform of the differential amplifier 34 is larger than the magnitude of the reference voltage V REF (FIG. 9A), the output value of the error amplifier 37 becomes positive, so that the variable offset The circuit 32 determines that the offset is too small for the maximum amplitude, and increases the output voltage. When the output waveform of the differential amplifier 34 is smaller than the reference voltage V REF (FIG. 9C), the output value of the error amplifier 37 becomes negative. The offset is determined to be too large for the maximum amplitude, and the output voltage is reduced.

すなわち、可変オフセット回路32は、差動増幅器34のオフセットを最大の振幅に収束させるよう動作する。
これにより、図9(b)に示すように、オフセットが信号VPの最大の振幅に等しくなる。このとき差動増幅器34の出力信号は、中点電位出力がタイムマークのマーク率をもったパルスとして現れる。
That is, the variable offset circuit 32 operates so as to converge the offset of the differential amplifier 34 to the maximum amplitude.
As a result, as shown in FIG. 9B, the offset becomes equal to the maximum amplitude of the signal VP. At this time, the output signal of the differential amplifier 34 appears as a pulse in which the midpoint potential output has the mark ratio of the time mark.

また、出力波形の大きさが、予め定められたリファレンス電圧の大きさと等しいときは、オフセットの大きさと、入力された最大の振幅の大きさとが等しいことになるので、そのオフセットをコンパレータ40に与えてやることにより、正しい閾値が得られる。   Further, when the size of the output waveform is equal to the size of the predetermined reference voltage, the size of the offset is equal to the size of the input maximum amplitude, so that the offset is given to the comparator 40. By doing so, a correct threshold value can be obtained.

図10は、オフセットの変化に対する出力和の変化を示す図である。
データ・クロック分離回路30では、信号VP、VMに対してそれぞれ対応する差動増幅器33、34の入力極性を反転して並列に設け、加算器35が、その出力の和をとる構成としているため、信号VP、VMの極性が正であれ負であれ絶対値で最大になっているとき、すなわち差動増幅器33、34は、タイムマーク受信中にはオフセットと信号振幅に応じた出力が得られることになる。
FIG. 10 is a diagram illustrating a change in output sum with respect to a change in offset.
In the data / clock separation circuit 30, the input polarities of the differential amplifiers 33 and 34 corresponding to the signals VP and VM are inverted and provided in parallel, and the adder 35 takes the sum of the outputs. When the polarities of the signals VP and VM are positive or negative and the absolute value is maximum, that is, the differential amplifiers 33 and 34 can obtain an output corresponding to the offset and the signal amplitude during reception of the time mark. It will be.

このようにして信号振幅に等しいオフセットが得られたならば、その定数倍のオフセットをもつコンパレータ40、41が多値論理信号に対する理想的な閾値をもった識別器となる。信号VP、VMは、4値の情報を有する信号であるので、例えば、振幅が±Vであれば±2V/3が最大値と最小値を他の2つのレベルから識別する閾値になる。   If an offset equal to the signal amplitude is obtained in this way, the comparators 40 and 41 having offsets that are a multiple of the constant are discriminators having ideal threshold values for the multilevel logic signal. Since the signals VP and VM are four-value information, for example, if the amplitude is ± V, ± 2V / 3 is a threshold value that distinguishes the maximum value and the minimum value from the other two levels.

誤差増幅器37の出力を、可変オフセット回路31、32と一定の比を保つ可変オフセット回路38、39に入力することにより、コンパレータ40、41のオフセット値が制御される。よって、コンパレータ40、41は、ネガティブフィードバックループが収束安定すれば4値信号の理想的な識別器として動作する。   By inputting the output of the error amplifier 37 to the variable offset circuits 38 and 39 that maintain a constant ratio with the variable offset circuits 31 and 32, the offset values of the comparators 40 and 41 are controlled. Therefore, the comparators 40 and 41 operate as ideal discriminators for quaternary signals when the negative feedback loop converges and stabilizes.

次に、データ・クロック分離回路330について説明する。
図11は、第1の実施の形態のデータ・クロック分離回路を示す回路図である。
データ・クロック分離回路330は、差動増幅部1、2、誤差増幅部3、コンパレート部5、6、入力される信号VP、VMから受信シリアルデータの再生を行うコンパレータ、セレクタを有する。
Next, the data / clock separation circuit 330 will be described.
FIG. 11 is a circuit diagram showing the data / clock separation circuit according to the first embodiment.
The data / clock separation circuit 330 includes differential amplifiers 1 and 2, error amplifier 3, comparators 5 and 6, a comparator and a selector for reproducing received serial data from input signals VP and VM.

なお、図11では、コンパレータおよびセレクタの機能・構成は、それぞれコンパレータ42およびセレクタ43の機能・構成と同一であるので、図示を省略している。
差動増幅部1は、nMOS(カレントミラー)11と、差動増幅回路12と、オペアンプ13と、オペアンプ13の出力端子と反転入力端子との間に接続された抵抗Rf1とを有している。
In FIG. 11, the functions and configurations of the comparator and the selector are the same as the functions and configurations of the comparator 42 and the selector 43, respectively.
The differential amplifier 1 includes an nMOS (current mirror) 11, a differential amplifier circuit 12, an operational amplifier 13, and a resistor Rf1 connected between the output terminal and the inverting input terminal of the operational amplifier 13. .

nMOS11は、2×IOFF(オフセット電流)が流れる電流源を構成している。
nMOS11および差動増幅回路12は、信号VP、VMの電圧差を電流差に変換する電圧電流変換回路(トランスコンダクタンス回路)を構成している。
The nMOS 11 constitutes a current source through which 2 × I OFF (offset current) flows.
The nMOS 11 and the differential amplifier circuit 12 constitute a voltage-current conversion circuit (transconductance circuit) that converts a voltage difference between the signals VP and VM into a current difference.

差動増幅回路12は、pMOS14、15、n型トランジスタ(以下単にトランジスタという)16、17、抵抗Rm1およびそれぞれ電流(定電流)Ioを出力する2つの電流源で構成されている。pMOS14のソースは、電源に接続され、ドレインはトランジスタ16のコレクタに接続されている。また、pMOS15のソースは、電源に接続され、ドレインはトランジスタ17のコレクタに接続されている。pMOS14およびpMOS15のゲートはそれぞれpMOS14のドレインに接続されている。   The differential amplifier circuit 12 includes pMOSs 14 and 15, n-type transistors (hereinafter simply referred to as transistors) 16 and 17, a resistor Rm 1, and two current sources that each output a current (constant current) Io. The source of the pMOS 14 is connected to the power supply, and the drain is connected to the collector of the transistor 16. The source of the pMOS 15 is connected to the power supply, and the drain is connected to the collector of the transistor 17. The gates of the pMOS 14 and pMOS 15 are connected to the drain of the pMOS 14, respectively.

トランジスタ16のベースは信号VPを入力する入力端子in11に接続され、トランジスタ17のベースは信号VMを入力する入力端子in12に接続されている。
また、トランジスタ16のエミッタと、トランジスタ17のエミッタとは、それぞれ別個の定電流源に接続されている。
The base of the transistor 16 is connected to the input terminal in11 for inputting the signal VP, and the base of the transistor 17 is connected to the input terminal in12 for inputting the signal VM.
Further, the emitter of the transistor 16 and the emitter of the transistor 17 are respectively connected to separate constant current sources.

トランジスタ16のエミッタおよびトランジスタ17のエミッタは、抵抗Rm1を介して互いに接続されている。
nMOS11は、ドレインがトランジスタ17のエミッタに接続され、電流源と並列に設けられている。
The emitter of the transistor 16 and the emitter of the transistor 17 are connected to each other via a resistor Rm1.
The nMOS 11 has a drain connected to the emitter of the transistor 17 and is provided in parallel with the current source.

pMOS15のドレインとトランジスタ17のコレクタとの間から出力される差動増幅回路12の出力電流I1は、オペアンプ13の反転入力端子に入力される。
オペアンプ13の出力端子と反転入力端子との間に抵抗Rf1が接続されており、オペアンプ13と抵抗Rf1とは、電流I1を電圧V1に変換して出力する電流電圧変換回路(トランスインピーダンス回路)を構成している。またオペアンプ13の非反転入力端子には、電圧VCが入力されている。
An output current I1 of the differential amplifier circuit 12 output from between the drain of the pMOS 15 and the collector of the transistor 17 is input to the inverting input terminal of the operational amplifier 13.
A resistor Rf1 is connected between the output terminal and the inverting input terminal of the operational amplifier 13, and the operational amplifier 13 and the resistor Rf1 convert a current I1 into a voltage V1 and output a current-voltage conversion circuit (transimpedance circuit). It is composed. The voltage VC is input to the non-inverting input terminal of the operational amplifier 13.

差動増幅部2は、nMOS(カレントミラー)21と、pMOS24、25、トランジスタ26、27、抵抗Rm2および電流源で構成される差動増幅回路22と、オペアンプ23と、抵抗Rf2とを有している。   The differential amplifying unit 2 includes an nMOS (current mirror) 21, a pMOS 24 and 25, transistors 26 and 27, a resistor Rm2, a differential amplifier circuit 22 including a current source, an operational amplifier 23, and a resistor Rf2. ing.

nMOS21は、2×IOFF(オフセット電流)が流れる電流源を構成している。
nMOS21および差動増幅回路22は、信号VP、VMの電圧差を電流差に変換する電圧電流変換回路(トランスコンダクタンス回路)を構成している。
The nMOS 21 constitutes a current source through which 2 × I OFF (offset current) flows.
The nMOS 21 and the differential amplifier circuit 22 constitute a voltage-current conversion circuit (transconductance circuit) that converts the voltage difference between the signals VP and VM into a current difference.

差動増幅回路22は、pMOS24、25、トランジスタ26、27、抵抗値が抵抗Rm1と等しい抵抗Rm2およびそれぞれ電流Ioを出力する2つの電流源で構成されている。pMOS24のソースは、電源に接続され、ドレインはトランジスタ26のコレクタに接続されている。また、pMOS25のソースは、電源に接続され、ドレインはトランジスタ27のコレクタに接続されている。pMOS24およびpMOS25のゲートはそれぞれpMOS24のドレインに接続されている。トランジスタ26のベースは信号VMを入力する入力端子in12に接続され、トランジスタ27のベースは信号VPを入力する入力端子in11に接続されている。   The differential amplifier circuit 22 includes pMOSs 24 and 25, transistors 26 and 27, a resistor Rm2 having a resistance value equal to that of the resistor Rm1, and two current sources each outputting a current Io. The source of the pMOS 24 is connected to the power supply, and the drain is connected to the collector of the transistor 26. The source of the pMOS 25 is connected to the power supply, and the drain is connected to the collector of the transistor 27. The gates of the pMOS 24 and pMOS 25 are connected to the drain of the pMOS 24, respectively. The base of the transistor 26 is connected to the input terminal in12 for inputting the signal VM, and the base of the transistor 27 is connected to the input terminal in11 for inputting the signal VP.

また、トランジスタ26のエミッタと、トランジスタ27のエミッタとは、それぞれ別個の定電流源に接続されている。
トランジスタ26のエミッタおよびトランジスタ27のエミッタは、抵抗Rm2を介して互いに接続されている。
The emitter of the transistor 26 and the emitter of the transistor 27 are connected to separate constant current sources, respectively.
The emitter of the transistor 26 and the emitter of the transistor 27 are connected to each other via a resistor Rm2.

nMOS21は、ドレインがトランジスタ27のエミッタに接続され、定電流源と並列に設けられている。
pMOS25のドレインとトランジスタ27のコレクタとの間から出力される差動増幅回路22の出力電流I2は、オペアンプ23の反転入力端子に入力される。
The nMOS 21 has a drain connected to the emitter of the transistor 27 and is provided in parallel with the constant current source.
The output current I2 of the differential amplifier circuit 22 output from between the drain of the pMOS 25 and the collector of the transistor 27 is input to the inverting input terminal of the operational amplifier 23.

オペアンプ23の出力端子と反転入力端子との間に抵抗値が抵抗Rf1と等しい抵抗Rf2が接続されており、オペアンプ23と抵抗Rf2とは、電流I2を電圧V2に変換して出力する電流電圧変換回路(トランスインピーダンス回路)を構成している。またオペアンプ23の非反転入力端子には、電圧VCが入力されている。   A resistor Rf2 having a resistance value equal to the resistor Rf1 is connected between the output terminal and the inverting input terminal of the operational amplifier 23, and the operational amplifier 23 and the resistor Rf2 convert the current I2 into the voltage V2 and output it. A circuit (transimpedance circuit) is configured. The voltage VC is input to the non-inverting input terminal of the operational amplifier 23.

誤差増幅部3は、抵抗R3、R4、オペアンプ24、抵抗Rf3、コンデンサC1を有している。
オペアンプ13から出力される電圧V1は抵抗R3を介してオペアンプ24の反転入力端子に接続されている。一方、オペアンプ23から出力される電圧V2は抵抗R4を介してオペアンプ24の反転入力端子に接続されている。すなわち、抵抗R3と抵抗R4との接続点とオペアンプ24の反転入力端子とは、互いに接続されている。
The error amplifying unit 3 includes resistors R3 and R4, an operational amplifier 24, a resistor Rf3, and a capacitor C1.
The voltage V1 output from the operational amplifier 13 is connected to the inverting input terminal of the operational amplifier 24 through the resistor R3. On the other hand, the voltage V2 output from the operational amplifier 23 is connected to the inverting input terminal of the operational amplifier 24 through the resistor R4. That is, the connection point between the resistor R3 and the resistor R4 and the inverting input terminal of the operational amplifier 24 are connected to each other.

また、オペアンプ24の出力端子と反転入力端子との間には、抵抗Rf3およびコンデンサC1がそれぞれ並列に接続されている。
オペアンプ24の出力端子は、nMOS11、21のゲートに接続されている。
A resistor Rf3 and a capacitor C1 are connected in parallel between the output terminal and the inverting input terminal of the operational amplifier 24, respectively.
The output terminal of the operational amplifier 24 is connected to the gates of the nMOSs 11 and 21.

コンパレート部5は、nMOS51とコンパレータ(差動増幅回路)52と、インバータinv1とを有している。
nMOS51は、4/3×IOFFの電流が流れる電流源を構成している。
The comparator 5 includes an nMOS 51, a comparator (differential amplifier circuit) 52, and an inverter inv1.
The nMOS 51 constitutes a current source through which a current of 4/3 × I OFF flows.

nMOS51および後述するnMOS61は、nMOS11、21に対して所定の比を有するカレントミラー出力2*IOFF・kが流れる電流源を構成している。係数kは差動信号の分割数により変化する。本実施の形態では、4値差動信号を用いているため、4分割(1、1/3、−1/3、−1)する必要があり、k=2/3に設定されている。 The nMOS 51 and an nMOS 61 to be described later constitute a current source through which a current mirror output 2 * I OFF · k having a predetermined ratio with respect to the nMOSs 11 and 21 flows. The coefficient k varies depending on the number of differential signal divisions. In this embodiment, since a four-value differential signal is used, it is necessary to divide into four (1, 1/3, −1/3, −1), and k = 2/3 is set.

コンパレータ52は、pMOS54、55、トランジスタ56、57、抵抗Rm5およびそれぞれ電流Ioを出力する2つの定電流源で構成されている。
なお、コンパレータ52は、差動増幅回路12とその構成および各素子の定数が同一であるため詳細な説明を省略する。
The comparator 52 includes pMOSs 54 and 55, transistors 56 and 57, a resistor Rm5, and two constant current sources that output currents Io, respectively.
The comparator 52 is the same as the differential amplifier circuit 12 in its configuration and the constants of each element, and detailed description thereof is omitted.

pMOS51は、定電流源と並列にトランジスタ57のエミッタに接続されている。
コンパレータ52は、トランジスタ56から信号VPを入力し、トランジスタ57から信号VMを入力する。
The pMOS 51 is connected to the emitter of the transistor 57 in parallel with the constant current source.
The comparator 52 receives the signal VP from the transistor 56 and the signal VM from the transistor 57.

そして、コンパレータ52は、信号VPと信号VMとの電位差がRm5×IOFF×2/3よりも大きいときにHiを出力し、小さいときにLoを出力する。
インバータinv1は、コンパレータ52から出力される電流の極性を反転させた電圧を(HiまたはLo信号)をセレクタに出力する。
The comparator 52 outputs Hi when the potential difference between the signal VP and the signal VM is larger than Rm5 × I OFF × 2/3, and outputs Lo when the potential difference is small.
The inverter inv1 outputs a voltage (Hi or Lo signal) obtained by inverting the polarity of the current output from the comparator 52 to the selector.

コンパレート部6は、nMOS61とコンパレータ(差動増幅回路)62と、インバータinv2とを有している。
コンパレータ62は、pMOS64、65、トランジスタ66、67、抵抗Rm6およびそれぞれ電流Ioを出力する2つの定電流源で構成されている。
The comparator 6 includes an nMOS 61, a comparator (differential amplifier circuit) 62, and an inverter inv2.
The comparator 62 includes pMOSs 64 and 65, transistors 66 and 67, a resistor Rm6, and two constant current sources that output currents Io, respectively.

なお、コンパレート部6は、コンパレート部5とその構成および各素子の定数が同一であるため詳細な説明を省略する。
コンパレータ62は、トランジスタ67から信号VPを入力し、トランジスタ66からVMを入力する。
The comparator unit 6 has the same configuration and constants for each element as the comparator unit 5, and a detailed description thereof will be omitted.
The comparator 62 receives the signal VP from the transistor 67 and VM from the transistor 66.

そして、コンパレータ62は、信号VPと信号VMとの電位差がRm6×IOFF×2/3よりも大きいときにHiを出力し、小さいときにLoを出力する。
なお、データ・クロック分離回路330のnMOS11がデータ・クロック分離回路30の可変オフセット回路31に相当する。以下同様に、差動増幅回路12が差動増幅器33に相当し、nMOS11が可変オフセット回路31に相当し、差動増幅回路22が差動増幅器34に相当し、抵抗R3と抵抗R4とオペアンプ24の反転入力端子との接続点が加算器35に相当し、オペアンプ24と抵抗Rf3とコンデンサC1とがLPF36兼誤差増幅器37に相当し、nMOS51が可変オフセット回路31に相当し、コンパレータ52がコンパレータ40に相当し、nMOS61が可変オフセット回路39に相当し、コンパレータ62がコンパレータ41に相当する。
The comparator 62 outputs Hi when the potential difference between the signal VP and the signal VM is larger than Rm6 × I OFF × 2/3, and outputs Lo when the potential difference is small.
The nMOS 11 of the data / clock separation circuit 330 corresponds to the variable offset circuit 31 of the data / clock separation circuit 30. Similarly, the differential amplifier circuit 12 corresponds to the differential amplifier 33, the nMOS 11 corresponds to the variable offset circuit 31, the differential amplifier circuit 22 corresponds to the differential amplifier 34, the resistors R3, R4, and the operational amplifier 24. Is connected to the inverting input terminal of the inverting input terminal, the operational amplifier 24, the resistor Rf3, and the capacitor C1 are equivalent to the LPF 36 and the error amplifier 37, the nMOS 51 is equivalent to the variable offset circuit 31, and the comparator 52 is the comparator 40. The nMOS 61 corresponds to the variable offset circuit 39, and the comparator 62 corresponds to the comparator 41.

次に、データ・クロック分離回路330の動作について説明する。
nMOS11および差動増幅回路12のトランスコンダクタンスは、略Rm1であるため、オフセット電圧はRm1・IOFFであり、出力電流I1は、式(1)で表される。
I1=(VP−VM−Rm1・IOFF)/Rm1・・・(1)
また、オペアンプ13の出力電圧V1は、式(2)で表される。
V1=(VP−VM−Rm1・IOFF)・Rf1/Rm1+VC・・・(2)
但し、式(2)は線形領域においてのみ成立し、図9で示したように、過大な入力(VP−VM−Rm1・IOFF)に対しての出力は飽和する。
Next, the operation of the data / clock separation circuit 330 will be described.
Since the transconductance of the nMOS 11 and the differential amplifier circuit 12 is approximately Rm1, the offset voltage is Rm1 · I OFF , and the output current I1 is expressed by the equation (1).
I1 = (VP-VM-Rm1 · I OFF) / Rm1 ··· (1)
Further, the output voltage V1 of the operational amplifier 13 is expressed by Expression (2).
V1 = (VP−VM−Rm1 · I OFF ) · Rf1 / Rm1 + VC (2)
However, Expression (2) is established only in the linear region, and the output for an excessive input (VP-VM-Rm1 · I OFF ) is saturated as shown in FIG.

出力電流I2、出力電圧V2も同様にして導くことができる。
差動増幅部1、2からの出力電圧V1、V2は、オペアンプ13により加算され、基準電圧VREFと比較されて誤差検出がなされると共に、LPFがかかる。その結果、オペアンプ24から出力される電圧V3は、nMOS11、21のゲートに供給され、(カレントミラー回路を制御し)、ネガティブフィードバックループが構成される。このループによりデータ・クロック分離回路330は、電圧V3の大きさを小さくするように動作し、オフセット電圧Rm1・IOFFおよびRm2・IOFFは、いずれも信号VPおよびVMの振幅最大値近傍に収束する。
The output current I2 and the output voltage V2 can be derived in the same manner.
The output voltages V1 and V2 from the differential amplifiers 1 and 2 are added by the operational amplifier 13 and compared with the reference voltage VREF to detect an error and apply an LPF. As a result, the voltage V3 output from the operational amplifier 24 is supplied to the gates of the nMOSs 11 and 21 (controls the current mirror circuit), thereby forming a negative feedback loop. By this loop, the data / clock separation circuit 330 operates so as to reduce the magnitude of the voltage V3, and the offset voltages Rm1 · I OFF and Rm2 · I OFF both converge near the maximum amplitude values of the signals VP and VM. To do.

コンパレート部5、6のnMOS51、nMOS61は、それぞれ4/3×IOFFの電流が流れる電流源を構成しているため、コンパレート部5のオフセット電圧は、信号VPおよびVMの振幅最大値の2/3倍の値(以下、閾値信号という)になる。これにより前述したように、コンパレート部5は、信号VPおよびVMを入力し、閾値信号2/3以上の信号が入力されたときにHiを出力し、閾値信号2/3未満の信号が入力されたときにLoを出力する。また、コンパレート部6は、信号VPおよびVMを入力し、閾値信号−2/3以下の信号が入力されたときにHiを出力し、閾値信号−2/3より大きい信号が入力されたときにLoを出力する。 Since the nMOS 51 and the nMOS 61 of the comparators 5 and 6 constitute current sources through which a current of 4/3 × I OFF flows, the offset voltage of the comparator 5 is the maximum amplitude value of the signals VP and VM. The value becomes 2/3 times (hereinafter referred to as a threshold signal). Thereby, as described above, the comparator 5 inputs the signals VP and VM, outputs Hi when a signal equal to or higher than the threshold signal 2/3 is input, and inputs a signal less than the threshold signal 2/3. When it is done, Lo is output. The comparator 6 receives the signals VP and VM, outputs Hi when a signal equal to or lower than the threshold signal −2/3 is input, and receives a signal larger than the threshold signal −2/3. Output Lo.

次に、周波数逓倍回路340および位相調整回路350について説明する。
図12は、周波数逓倍回路と位相調整回路の回路図である。
周波数逓倍回路340は、PFD341、チャージポンプ回路342、LPF343、VCO344と、1/10分周回路として機能するFF345、346、・・・、349とを有する。位相調整回路350は、チャージポンプ回路342とLPF343の間に接続される。
Next, the frequency multiplication circuit 340 and the phase adjustment circuit 350 will be described.
FIG. 12 is a circuit diagram of the frequency multiplication circuit and the phase adjustment circuit.
The frequency multiplying circuit 340 includes a PFD 341, a charge pump circuit 342, an LPF 343, and a VCO 344, and FFs 345, 346,..., 349 functioning as 1/10 frequency dividing circuits. The phase adjustment circuit 350 is connected between the charge pump circuit 342 and the LPF 343.

ここでチャージポンプ回路342は、PFD341からUP信号が入力されるとスイッチSW1をオンし、チャージポンプ電流IcpによりLPF343のコンデンサを充電する。また、PFD341からDOWN信号が入力されるとスイッチSW2をオンし、LPF343のコンデンサを放電し、チャージポンプ電流Icpを流す。   Here, when the UP signal is input from the PFD 341, the charge pump circuit 342 turns on the switch SW1, and charges the capacitor of the LPF 343 with the charge pump current Icp. When the DOWN signal is input from the PFD 341, the switch SW2 is turned on, the capacitor of the LPF 343 is discharged, and the charge pump current Icp is supplied.

位相調整回路350はオフセット電流Icp・α/10を生成して、これをチャージポンプ電流Icpに加算することで、受信ビットクロックを受信ワードクロックに対して固定の時間ずれをもってロックさせる機能を有している。シリアル・パラレル変換回路360において、受信シリアルデータを受信パラレルデータに変換するための受信ビットクロックは、通常であると、受信シリアルデータのエッジと揃ってしまい、変換が不正確になる恐れがある。位相調整回路350は、時間ずれを発生させ、受信ビットクロックのエッジを受信シリアルデータのアイパターンが最も安定して開口しているノイズマージン最大点に設定することを可能にする。   The phase adjustment circuit 350 has a function of generating an offset current Icp · α / 10 and adding this to the charge pump current Icp to lock the reception bit clock with a fixed time lag with respect to the reception word clock. ing. In the serial / parallel conversion circuit 360, the reception bit clock for converting the reception serial data to the reception parallel data is usually aligned with the edge of the reception serial data, and the conversion may be inaccurate. The phase adjustment circuit 350 generates a time lag and makes it possible to set the edge of the reception bit clock to the noise margin maximum point where the eye pattern of the reception serial data is most stably opened.

この調整には受信ワードクロック周期と時間ずれの比がチャージポンプ電流とオフセット電流の比に等しくなるという性質を用いて行う。受信ワードクロック周期はシンボルレートの定数倍であり、シリアルデータの1ビット時間に等しいから、チャージポンプ電流とオフセット電流の比の適切な設定は受信シリアルデータの最もノイズマージンの大きな時刻に正確かつ安定にあわせることを可能にする。さらに、特許第3395818号公報で開示されているようにこのオフセット電流をパルス上に印加してより高い精度で位相を調整することもできる。   This adjustment is performed using the property that the ratio between the received word clock period and the time lag is equal to the ratio between the charge pump current and the offset current. Since the receive word clock period is a constant multiple of the symbol rate and is equal to 1 bit time of serial data, appropriate setting of the ratio of charge pump current and offset current is accurate and stable at the time with the largest noise margin of received serial data It is possible to adapt to. Furthermore, as disclosed in Japanese Patent No. 3395818, the phase can be adjusted with higher accuracy by applying this offset current on the pulse.

図13は、データ受信装置のシリアル・パラレル変換回路の回路図である。
ここで示すシリアル・パラレル変換回路360は、1ビットの受信シリアルデータから、送信パラレルデータと等しい10ビットの受信パラレルデータを再生する回路である。
FIG. 13 is a circuit diagram of a serial / parallel conversion circuit of the data receiving apparatus.
The serial-parallel conversion circuit 360 shown here is a circuit for reproducing 10-bit reception parallel data equal to transmission parallel data from 1-bit reception serial data.

シリアル・パラレル変換回路360は、受信シリアルデータS0をパラレルデータD0〜D9(受信パラレルデータ)に変換する回路であり、シフトレジスタを構成する10個のD−FF361、362、363、・・・、370と、パラレルレジスタを構成する10個のD−FF371、372、373、・・・、380とを有する。   The serial / parallel conversion circuit 360 is a circuit that converts the received serial data S0 into parallel data D0 to D9 (received parallel data), and the ten D-FFs 361, 362, 363,. 370 and ten D-FFs 371, 372, 373,..., 380 constituting a parallel register.

シフトレジスタを構成するD−FF361〜370は直列に接続され、初段のD−FF361には受信シリアルデータS0が入力される。また、D−FF361〜370のクロック端子には受信ビットクロックがシフトトリガーとして供給される。   The D-FFs 361 to 370 constituting the shift register are connected in series, and the received serial data S0 is input to the first-stage D-FF 361. The reception bit clock is supplied as a shift trigger to the clock terminals of the D-FFs 361 to 370.

パラレルレジスタを構成するD−FF371〜380の入力端子には、それぞれD−FF361〜370の出力が入力され、クロック端子には受信データクロックが入力されトリガーがかけられている。このトリガーによりシフトレジスタを流れてゆく受信シリアルデータを正しいタイミングサンプリングすることで、送信パラレルデータと同じ受信パラレルデータを再生できる。なぜなら、ワードクロックはデータ送信装置において、パラレル・シリアル変換のタイミングを決めているので、連続して送信される4値シンボルの中でワードクロックを意味するMSBがL(Low)レベルからHレベルに立ち上がっているものがシリアル・パラレル変換回路360でワードの先頭になるように規則付けることができるからである。   Outputs of the D-FFs 361 to 370 are input to input terminals of the D-FFs 371 to 380 constituting the parallel register, respectively, and a reception data clock is input to the clock terminal to be triggered. The reception parallel data that is the same as the transmission parallel data can be reproduced by correctly sampling the received serial data flowing through the shift register by this trigger. This is because the word clock determines the parallel / serial conversion timing in the data transmission apparatus, and therefore, the MSB, which means the word clock, is continuously changed from the L (Low) level to the H level in the quaternary symbols transmitted continuously. This is because it is possible to make a rule so that the rising edge becomes the beginning of a word in the serial / parallel conversion circuit 360.

このような構成により、受信ビットクロックに応じて、受信シリアルデータS0を取り込み、受信データクロックに応じて、データD0〜D9をパラレルに出力する。
このように、本実施の形態のデータ伝送システムによれば、データ・クロック分離回路330を設けたことにより、4値差動信号の識別に用いるオフセットは、実際に受信している信号の最大値に比例した値になるように(自動的に)設定されるため、データ送信装置100側とデータ受信装置300側の個体差や、動作温度や動作電圧の変化等による変動に関係なく、常に最大のノイズマージンをもって識別が可能となり伝送の信頼性が向上する。
With such a configuration, the received serial data S0 is captured according to the received bit clock, and the data D0 to D9 are output in parallel according to the received data clock.
As described above, according to the data transmission system of the present embodiment, by providing the data / clock separation circuit 330, the offset used to identify the quaternary differential signal is the maximum value of the signal actually received. (Automatically) so that the maximum value is always obtained regardless of individual differences between the data transmitting apparatus 100 and the data receiving apparatus 300, fluctuations due to changes in operating temperature, operating voltage, etc. This makes it possible to discriminate with a noise margin, thereby improving the transmission reliability.

また、伝送信号の振幅が比較的小さい場合においても安定して多値論理信号を識別することができるため、信号の小振幅化による送信器の省電力化を図ることができ、また、差動伝送路200からの不要な輻射を抑制することができる。   In addition, since the multilevel logic signal can be identified stably even when the amplitude of the transmission signal is relatively small, it is possible to reduce the power consumption of the transmitter by reducing the amplitude of the signal. Unwanted radiation from the transmission line 200 can be suppressed.

また、4値信号の最大の振幅値を求めるために、例えばピークホールドを用いた識別用オフセットを生成する回路を別途備えた場合等に比べて突発的なノイズ重畳による最大値検出精度の低下がなく、常に安定したオフセットを生成することができる。これにより、信頼度の高い4値識別が可能になる。   In addition, in order to obtain the maximum amplitude value of the quaternary signal, the maximum value detection accuracy is reduced due to sudden noise superposition compared to, for example, a separate circuit for generating an identification offset using peak hold. And a stable offset can always be generated. As a result, highly reliable four-value identification becomes possible.

また、この場合、データ送信装置100とデータ受信装置300の回路製造が著しく容易になるので生産性の高いデータ送信装置100およびデータ受信装置300を製造することができる。   Further, in this case, the circuit manufacturing of the data transmission device 100 and the data reception device 300 is remarkably facilitated, so that the data transmission device 100 and the data reception device 300 with high productivity can be manufactured.

さらに、一般的なフレームスロットの振幅を検出する方法の際に必要となるフレーム同期が確立していなくても、安定して4値信号を識別することができるため、フレーム同期のためのプリアンブル信号処理系が不要になるか、またはフレーム同期と独立して4値信号を識別することができる。これにより、多様な通信手順の実現が可能になる。   Furthermore, even if the frame synchronization required in the general method for detecting the amplitude of the frame slot is not established, the quaternary signal can be stably identified, so that the preamble signal for frame synchronization can be identified. A processing system is not required, or quaternary signals can be identified independently of frame synchronization. Thereby, various communication procedures can be realized.

また、クロック情報としてのワードクロックをデータとともに、伝送路に畳み込むに当たって、多値論理信号を用いているので、受信装置におけるクロックの抽出と再生がコンパレータと周波数逓倍回路で構成できる。これは一般的なクロック重畳方式である伝送信号の遷移時刻にクロック位相を伝達させる方式において必要なクロックリカバリPLLに比べて安定に動作し、クロックと違う周波数を抽出してしまうハーモニックロックなる現象を生じない。   In addition, since a multi-valued logic signal is used to convolve a word clock as clock information together with data into a transmission path, clock extraction and reproduction in the receiving apparatus can be configured by a comparator and a frequency multiplication circuit. This is a general clock superposition method, which is more stable than the clock recovery PLL required in the method of transmitting the clock phase at the transmission signal transition time, and is a harmonic lock phenomenon that extracts a frequency different from the clock. Does not occur.

また、多値論理信号を用いてデータと重畳されたクロック情報は、データがシリアル変換されたときのワード先頭の位置を示すワードクロックであることから、データの伝送を一時的に中断してワード先頭を示すための特殊な信号を伝送するといった複雑な処理が必要ない。これは送受信装置の構成を簡略化するとともに、ノイズ等で受信装置のシリアル・パラレル変換回路の動作が乱れてしまった場合に次の特殊信号の伝送を待つことなく常時伝送されているワードクロックによって速やかに正常動作に復帰できるという利点をもつ。   In addition, the clock information superimposed on the data using the multi-level logic signal is a word clock indicating the position of the beginning of the word when the data is serial-converted. There is no need for complicated processing such as transmitting a special signal for indicating the head. This simplifies the configuration of the transmitter / receiver, and when the operation of the serial / parallel converter circuit of the receiver is disturbed due to noise or the like, the word clock is always transmitted without waiting for the transmission of the next special signal. It has the advantage of being able to quickly return to normal operation.

なお、本実施の形態では、4値論理信号からワードクロックを分離するために、コンパレート部5、6を設けたが、コンパレート部は、受信する多値論理信号の閾値のレベル数に応じて複数(最低2つ)設けられる。   In the present embodiment, the comparators 5 and 6 are provided to separate the word clock from the quaternary logic signal. However, the comparator accords with the number of threshold levels of the received multilevel logic signal. A plurality (minimum of two) are provided.

例えば、最大の振幅が−3Vo〜3Voの7値論理信号であれば、−2.5Vo、−1.5Vo、−0.5Vo、0.5Vo、1.5Vo、2.5Voを閾値として有する6つのコンパレータが設けられる。   For example, if the maximum amplitude is a 7-value logic signal of −3 Vo to 3 Vo, it has −2.5 Vo, −1.5 Vo, −0.5 Vo, 0.5 Vo, 1.5 Vo, 2.5 Vo as threshold values 6 Two comparators are provided.

次に、データ伝送システムの第2の実施の形態について説明する。
図14は、第2の実施の形態のデータ伝送システムの構成図である。
以下、第2の実施の形態のデータ伝送システムについて、前述した第1の実施の形態のデータ伝送システムとの相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
Next, a second embodiment of the data transmission system will be described.
FIG. 14 is a configuration diagram of a data transmission system according to the second embodiment.
Hereinafter, the data transmission system according to the second embodiment will be described with a focus on differences from the data transmission system according to the first embodiment described above, and description of similar matters will be omitted.

第2の実施の形態のデータ伝送システムは、データ・クロック分離回路の構成が異なり、それ以外は第1の実施の形態と同様である。
図15は、第2の実施の形態のデータ・クロック分離回路を示す回路図である。
The data transmission system of the second embodiment is the same as the first embodiment except for the configuration of the data / clock separation circuit.
FIG. 15 is a circuit diagram showing a data / clock separation circuit according to the second embodiment.

データ受信装置300aにおいて、データ・クロック分離回路330aは、nMOS11a、12a、13a、14a、15a、16a、17a、18a、22aと、pMOS19a、20a、21aと、抵抗値がそれぞれR(Ω)である抵抗R1a、R2a、R3a、R4a、R5a、R6aと、コンデンサCと、コンパレータ23a、24aと、信号VP、VMから受信シリアルデータの再生を行うコンパレータ、セレクタを有する。 In the data receiving device 300a, the data / clock separation circuit 330a includes nMOSs 11a, 12a, 13a, 14a, 15a, 16a, 17a, 18a, and 22a, pMOSs 19a, 20a, and 21a, and resistance values are R X (Ω), respectively. There are certain resistors R1a, R2a, R3a, R4a, R5a, R6a, a capacitor C, comparators 23a, 24a, and comparators and selectors for reproducing the received serial data from the signals VP and VM.

なお、図15では、コンパレータおよびセレクタの機能・構成は、それぞれ図8に示すコンパレータ42およびセレクタ43の機能・構成と同一であるので、図示を省略している。   In FIG. 15, the functions and configurations of the comparator and the selector are the same as the functions and configurations of the comparator 42 and the selector 43 shown in FIG.

nMOS11aはソースフォロワを構成し、信号VPがゲートに入力されると、そのゲート電圧に比例した電圧を抵抗R1aに供給する。また、nMOS12aもソースフォロワを構成し、信号VNがゲートに入力されると、そのゲート電圧に比例した電圧を抵抗R4aに供給する。   The nMOS 11a constitutes a source follower. When the signal VP is input to the gate, the nMOS 11a supplies a voltage proportional to the gate voltage to the resistor R1a. The nMOS 12a also constitutes a source follower. When the signal VN is input to the gate, a voltage proportional to the gate voltage is supplied to the resistor R4a.

抵抗R1a、R2a、R3aは、この順番で直列に接続されている。抵抗R3aの抵抗R2aと反対側は、nMOS13aのドレインに接続されている。また、抵抗R4a、R5a、R6aも、この順番で直列に接続されている。抵抗R6aの抵抗R5aと反対側は、nMOS14aのドレインに接続されている。   The resistors R1a, R2a, and R3a are connected in series in this order. The opposite side of the resistor R3a from the resistor R2a is connected to the drain of the nMOS 13a. The resistors R4a, R5a, and R6a are also connected in series in this order. The side of the resistor R6a opposite to the resistor R5a is connected to the drain of the nMOS 14a.

nMOS13aのゲートおよびnMOS14aのゲートは互いに接続されている。これにより、nMOS13aのゲートおよびnMOS14aのゲートがONしているとき、nMOS13aおよびnMOS14aのドレインには等しい電流IOFFaが流れる。 The gate of the nMOS 13a and the gate of the nMOS 14a are connected to each other. Thereby, when the gate of the nMOS 13a and the gate of the nMOS 14a are ON, the same current IOFFa flows through the drains of the nMOS 13a and the nMOS 14a.

nMOS15aおよびnMOS16aは、差動増幅器を構成しており、それらのゲートから入力される電圧の差分に比例する電流をnMOS16aのドレインから出力する。
nMOS15aのゲートは、nMOS11aのソースと抵抗R1aとの間に接続されている。nMOS16aのゲートは、抵抗R6aとnMOS14aのドレインとの間に接続されている。
The nMOS 15a and the nMOS 16a constitute a differential amplifier, and outputs a current proportional to the difference between the voltages input from the gates from the drain of the nMOS 16a.
The gate of the nMOS 15a is connected between the source of the nMOS 11a and the resistor R1a. The gate of the nMOS 16a is connected between the resistor R6a and the drain of the nMOS 14a.

また、nMOS15aのソースおよびnMOS16aのソースは定電流I1が流れる電流源に接続されている。
nMOS17aおよびnMOS18aも、差動増幅器を構成しており、それらのゲートから入力される電圧の差分に比例する電流をnMOS18aのドレインから出力する。
The source of the nMOS 15a and the source of the nMOS 16a are connected to a current source through which the constant current I1 flows.
The nMOS 17a and the nMOS 18a also constitute a differential amplifier, and outputs a current proportional to the difference between the voltages input from the gates from the drain of the nMOS 18a.

nMOS17aのゲートは、抵抗R3aとnMOS13aのドレインとの間に接続されている。nMOS18aのゲートは、nMOS12aのソースと抵抗R4aとの間に接続されている。   The gate of the nMOS 17a is connected between the resistor R3a and the drain of the nMOS 13a. The gate of the nMOS 18a is connected between the source of the nMOS 12a and the resistor R4a.

また、nMOS17aのソースおよびnMOS18aのソースは定電流I1が流れる電流源に接続されている。
nMOS16aのドレインとnMOS17aのドレインとは互いに接続されており、nMOS16aのドレイン電流とnMOS17aのドレイン電流は、ノードXで加算される。すなわちノードXが、加算部を構成する。
The source of the nMOS 17a and the source of the nMOS 18a are connected to a current source through which the constant current I1 flows.
The drain of the nMOS 16a and the drain of the nMOS 17a are connected to each other, and the drain current of the nMOS 16a and the drain current of the nMOS 17a are added at the node X. That is, the node X constitutes an adding unit.

pMOS19aおよびpMOS20aはカレントミラー回路として動作し、pMOS20aのドレインには、定電流I1/4が流れる。この定電流I1/4が、第1の実施の形態の基準電圧VREFに相当するものであり、コンパレータ23a、24aの基準電圧を決定するための基準電流として作用する。 The pMOS 19a and the pMOS 20a operate as a current mirror circuit, and a constant current I1 / 4 flows through the drain of the pMOS 20a. This constant current I1 / 4 corresponds to the reference voltage VREF of the first embodiment, and acts as a reference current for determining the reference voltages of the comparators 23a and 24a.

ノードXとpMOS20aのドレインとは、ノードYにて互いに接続されており、ノードXの電流とpMOS20aのドレイン電流とは、ノードYで加算される。
コンデンサCは、第1の実施の形態の電流電圧変換回路兼LPFに相当する。
The node X and the drain of the pMOS 20a are connected to each other at the node Y, and the current of the node X and the drain current of the pMOS 20a are added at the node Y.
The capacitor C corresponds to the current-voltage conversion circuit / LPF of the first embodiment.

ノードYの電流がI/4以上のときコンデンサCは充電され、ノードYの電流がI/4未満のときコンデンサCは放電される。
pMOS21aは、ソースが電源VDDに接続され、ゲートがノードYに接続され、ドレインがnMOS22aのドレインに接続されている。
Capacitor C is charged when the current at node Y is equal to or greater than I / 4, and capacitor C is discharged when the current at node Y is less than I / 4.
The pMOS 21a has a source connected to the power supply VDD, a gate connected to the node Y, and a drain connected to the drain of the nMOS 22a.

nMOS22aは、ソースがGNDに接続され、ドレインおよびゲートが互いに接続されている。また、nMOS22aのゲートはnMOS13a、14aのゲートに接続されている。これにより、nMOS22aのドレイン電流と、nMOS13a、14aのドレイン電流が比例するカレントミラー回路になる。   In the nMOS 22a, the source is connected to the GND, and the drain and the gate are connected to each other. The gate of the nMOS 22a is connected to the gates of the nMOSs 13a and 14a. As a result, a current mirror circuit in which the drain current of the nMOS 22a is proportional to the drain currents of the nMOSs 13a and 14a is obtained.

コンパレータ23aの非反転入力端子は、nMOS12aのソースと抵抗R4aとの間に接続されており、反転入力端子は、抵抗R2aと抵抗R3aとの間に接続されている。
コンパレータ24aの非反転入力端子は、nMOS11aのソースと抵抗R1aとの間に接続されており、反転入力端子は、抵抗R5aと抵抗R6aとの間に接続されている。
The non-inverting input terminal of the comparator 23a is connected between the source of the nMOS 12a and the resistor R4a, and the inverting input terminal is connected between the resistor R2a and the resistor R3a.
The non-inverting input terminal of the comparator 24a is connected between the source of the nMOS 11a and the resistor R1a, and the inverting input terminal is connected between the resistor R5a and the resistor R6a.

次に、データ・クロック分離回路330aの動作について説明する。
信号VP、VMが入力されると、nMOS15aのゲートには信号VPのソースフォロア出力が印加され、nMOS16aのゲートには信号VMのソースフォロア出力を3Rx・IOFFなる固定電位だけ下げた信号が印加される。この固定電位が信号VP、VMが入力されたときのnMOS15a、nMOS16aのオフセットに相当する。nMOS18aのゲートには信号VMのソースフォロア出力が印加され、nMOS17aのゲートには信号VPのソースフォロア出力を3Rx・IOFFなる固定電位だけ下げた信号が印加される。この固定電位が信号VP、VMが入力されたときのnMOS17aとnMOS18aとのオフセットに相当する。
Next, the operation of the data / clock separation circuit 330a will be described.
When the signals VP and VM are input, the source follower output of the signal VP is applied to the gate of the nMOS 15a, and the signal obtained by lowering the source follower output of the signal VM by a fixed potential of 3Rx · I OFF is applied to the gate of the nMOS 16a. Is done. This fixed potential corresponds to the offset of the nMOS 15a and nMOS 16a when the signals VP and VM are input. A source follower output of the signal VM is applied to the gate of the nMOS 18a, and a signal obtained by lowering the source follower output of the signal VP by a fixed potential of 3Rx · I OFF is applied to the gate of the nMOS 17a. This fixed potential corresponds to an offset between the nMOS 17a and the nMOS 18a when the signals VP and VM are inputted.

このオフセットが信号VPの最大の振幅に等しい場合、nMOS17aおよびnMOS18aの各ゲートに印加される電圧が等しくなり、nMOS17aおよびnMOS18aのドレインは、それぞれ定電流の中点である電流I1/2を引き込む。一方、オフセットが信号VMの最大の振幅に等しい場合、nMOS15aおよびnMOS16aの各ゲートに印加される電圧が等しくなり、nMOS15aおよびnMOS16aのドレインは、それぞれ定電流の中点である電流I1/2を引き込む。   When this offset is equal to the maximum amplitude of signal VP, the voltages applied to the gates of nMOS 17a and nMOS 18a are equal, and the drains of nMOS 17a and nMOS 18a draw current I1 / 2, which is the midpoint of the constant current. On the other hand, when the offset is equal to the maximum amplitude of signal VM, the voltages applied to the gates of nMOS 15a and nMOS 16a are equal, and the drains of nMOS 15a and nMOS 16a draw current I1 / 2, which is the midpoint of the constant current, respectively. .

よって、これらの出力を加算すると入力差動電圧の絶対値が最大になったとき、すなわちタイムマーク受信中には電流I1/2を引くことになる。したがってノードXでの出力電流の時間平均値はI1/2に1/2(マーク率)をかけた値になる。従って、出力電流の時間平均値はI1/4になる。   Therefore, when these outputs are added, the current I1 / 2 is drawn when the absolute value of the input differential voltage becomes maximum, that is, during reception of the time mark. Therefore, the time average value of the output current at the node X is a value obtained by multiplying I1 / 2 by 1/2 (mark rate). Therefore, the time average value of the output current is I1 / 4.

なお、pMOS20aのドレインに流れる定電流は、この時間平均値に等しくなるように設定されたものである。
ここで、オフセットが入力差動電圧の絶対値に及ばない場合、ノードXでの出力電流の時間平均値は図9(a)に示すようにI1/4より大きくなり、オフセットが入力差動電圧の絶対値を超えている場合、図9(c)に示すようにノードXでの時間平均値はI1/4より小さくなる。
The constant current flowing through the drain of the pMOS 20a is set to be equal to this time average value.
Here, when the offset does not reach the absolute value of the input differential voltage, the time average value of the output current at the node X becomes larger than I1 / 4 as shown in FIG. When the absolute value exceeds the time average value, the time average value at the node X is smaller than I1 / 4 as shown in FIG.

ノードYでは、このノードXからの出力電流と、pMOS20aのドレイン電流とが
比較される。
ノードXからの出力電流がI1/4より大きいとき、コンデンサCが充電されると共にpMOS21aのゲートに入力される負の電圧が小さくなるため、pMOS21aのドレイン電圧は減少する。その結果、nMOS13a、14aのゲート電圧が減少し、nMOS13a、14aのドレイン電流が減少し、ノードXの出力電流は小さくなる。
At node Y, the output current from node X is compared with the drain current of pMOS 20a.
When the output current from the node X is larger than I1 / 4, the capacitor C is charged and the negative voltage input to the gate of the pMOS 21a becomes small, so that the drain voltage of the pMOS 21a decreases. As a result, the gate voltages of the nMOSs 13a and 14a are reduced, the drain currents of the nMOSs 13a and 14a are reduced, and the output current of the node X is reduced.

一方、ノードXからの出力電流がI1/4より小さいとき、コンデンサCが放電されると共にpMOS21aのゲートに入力される負の電圧が大きくなるため、pMOS21aのドレイン電圧は増加する。その結果、nMOS13a、14aのゲート電圧が増加し、nMOS13a、14aのドレイン電流が増加し、ノードXの出力電流は大きくなる。   On the other hand, when the output current from the node X is smaller than I1 / 4, the capacitor C is discharged and the negative voltage input to the gate of the pMOS 21a increases, so that the drain voltage of the pMOS 21a increases. As a result, the gate voltages of the nMOSs 13a and 14a increase, the drain currents of the nMOSs 13a and 14a increase, and the output current of the node X increases.

このように、オフセット3Rx・IOFFはネガティブフィードバックにより入力差動電圧の大振幅(最大絶対値)に収束するように制御される。
ところで、オフセット3Rx・IOFFが4値差動電圧の最大絶対値に等しくなるため、抵抗R2aとR3aとの間の電圧値および抵抗R5aとR6aとの間の電圧値は、それぞれRx・IOFF、すなわち最大絶対値に対して1/3となる。コンパレータ23a、24aの非反転入力端子には、この電圧値が印加されるため、コンパレータ23a、24aは、精確に入力差動電圧の最大絶対値の1/3の閾値で4値差動信号を識別することができる。
Thus, the offset 3Rx · I OFF is controlled so as to converge to a large amplitude (maximum absolute value) of the input differential voltage by negative feedback.
By the way, since the offset 3Rx · I OFF becomes equal to the maximum absolute value of the quaternary differential voltage, the voltage value between the resistors R2a and R3a and the voltage value between the resistors R5a and R6a are respectively Rx · I OFF. That is, 1/3 of the maximum absolute value. Since this voltage value is applied to the non-inverting input terminals of the comparators 23a and 24a, the comparators 23a and 24a accurately output the quaternary differential signal with a threshold of 1/3 of the maximum absolute value of the input differential voltage. Can be identified.

この第2の実施の形態のデータ伝送システムによれば、第1の実施の形態のデータ伝送システムと同様の効果が得られる。
そして、第2の実施の形態のデータ伝送システムによれば、データ・クロック分離回路の構成を簡易なものとすることができるため、システム全体の簡素化、小型化を図ることができる。
According to the data transmission system of the second embodiment, the same effect as the data transmission system of the first embodiment can be obtained.
According to the data transmission system of the second embodiment, since the configuration of the data / clock separation circuit can be simplified, the entire system can be simplified and reduced in size.

以上、本発明のデータ受信装置およびデータ伝送システムを、図示の実施の形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に、他の任意の構成物や工程が付加されていてもよい。   As described above, the data receiving apparatus and the data transmission system of the present invention have been described based on the illustrated embodiment. However, the present invention is not limited to this, and the configuration of each unit is an arbitrary one having the same function. It can be replaced with that of the configuration. Moreover, other arbitrary structures and processes may be added to the present invention.

また、本発明は、前述した各実施の形態のうちの、任意の2以上の構成(特徴)を組み合わせたものであってもよい。
なお、前述した各実施の形態では、多値論理信号として4値論理信号を用いたが、本発明はこれに限らず、任意の値の論理信号に適用することができる。
Further, the present invention may be a combination of any two or more configurations (features) of the above-described embodiments.
In each of the embodiments described above, a quaternary logic signal is used as a multi-value logic signal. However, the present invention is not limited to this, and can be applied to a logic signal having an arbitrary value.

また、上記ではデータ受信装置300、300aにおいて、コンパレート部は、多値論理信号から受信ビットクロックおよび受信ワードクロックを抽出する複数のコンパレータにより構成されている場合について説明したが、ADコンバータを用いてもよい。   In the above description, in the data receiving apparatuses 300 and 300a, the comparison unit has been described as being configured by a plurality of comparators that extract the reception bit clock and the reception word clock from the multilevel logic signal. May be.

例えば、コンピュータの高精細カラー液晶モニタ等へのデジタル伝送の際に適用できる。   For example, the present invention can be applied to digital transmission to a high-definition color liquid crystal monitor of a computer.

第1の実施の形態のデータ伝送システムの構成図である。It is a block diagram of the data transmission system of 1st Embodiment. データ送信装置のパラレル・シリアル変換回路の回路図である。It is a circuit diagram of the parallel-serial conversion circuit of a data transmitter. データ送信装置の周波数10逓倍回路の回路図である。It is a circuit diagram of the frequency 10 multiplication circuit of a data transmitter. 4値論理信号発生回路の回路図である。It is a circuit diagram of a quaternary logic signal generation circuit. 4値論理と伝送データの対応を示す図である。It is a figure which shows a response | compatibility with 4-value logic and transmission data. 4値論理信号発生回路から発生される4値差動信号を示す図である。It is a figure which shows the quaternary differential signal generated from a quaternary logic signal generation circuit. カスコード回路と終端抵抗調整回路とを示す回路図である。It is a circuit diagram which shows a cascode circuit and a termination resistance adjustment circuit. 第1の実施の形態のデータ・クロック分離回路の原理を示す原理図である。It is a principle figure which shows the principle of the data clock separation circuit of 1st Embodiment. (a)〜(c)は、差動信号に対する差動増幅器の動作を示す図である。(A)-(c) is a figure which shows operation | movement of the differential amplifier with respect to a differential signal. オフセットの変化に対する出力和の変化を示す図である。It is a figure which shows the change of the output sum with respect to the change of an offset. 第1の実施の形態のデータ・クロック分離回路を示す回路図である。1 is a circuit diagram showing a data / clock separation circuit according to a first embodiment; FIG. 周波数逓倍回路と位相調整回路の回路図である。It is a circuit diagram of a frequency multiplication circuit and a phase adjustment circuit. データ受信装置のシリアル・パラレル変換回路の回路図である。It is a circuit diagram of the serial-parallel conversion circuit of a data receiver. 第2の実施の形態のデータ伝送システムの構成図である。It is a block diagram of the data transmission system of 2nd Embodiment. 第2の実施の形態のデータ・クロック分離回路を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the data clock separation circuit of 2nd Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

12、22……差動増幅回路,31、32、38、39……可変オフセット回路(オフセット電圧調整回路),33、34……差動増幅器,37……誤差増幅器,40、41……コンパレータ,100……データ送信装置,110……パラレル・シリアル変換回路,130……周波数10逓倍回路,140……4値論理信号発生回路,200……差動伝送路,300、300a……データ受信装置,330、330a……データ・クロック分離回路,340……周波数逓倍回路,360……シリアル・パラレル変換回路
12, 22... Differential amplifier circuit 31, 32, 38, 39... Variable offset circuit (offset voltage adjustment circuit), 33, 34... Differential amplifier, 37 .. Error amplifier, 40, 41. , 100... Data transmission device, 110... Parallel / serial conversion circuit, 130... Frequency multiplying circuit, 140... Quaternary logic signal generation circuit, 200. Device, 330, 330a ... Data / clock separation circuit, 340 ... Frequency multiplier, 360 ... Serial / parallel conversion circuit

Claims (8)

複数の振幅値を有する多値論理信号を受信するデータ受信装置において、
比較用電圧を制御する制御信号に基づき、前記多値論理信号から比較用電圧を生成する電圧生成部と、
前記多値論理信号と前記比較用電圧の差を所定の基準信号と比較する比較部と、
前記比較部の出力に基づいて、前記比較用電圧が前記多値論理信号の最大の振幅となるように前記制御信号を生成し、前記電圧生成部に出力する電圧制御部と、
前記比較用電圧に比例する閾値を生成する比例閾値生成部と、
前記閾値と、前記多値論理信号とを比較するコンパレータと、
を有することを特徴とするデータ受信装置。
In a data receiving apparatus that receives a multi-value logic signal having a plurality of amplitude values,
Based on the control signal for controlling the comparison voltage, and a voltage generator for generating a voltage for the comparison from the multi-value logic signals,
A comparator for comparing a difference between the multi-value logic signal and the comparison voltage with a predetermined reference signal;
Based on the output of the comparison unit, a voltage control unit that generates the control signal so that the comparison voltage has the maximum amplitude of the multilevel logic signal, and outputs the control signal to the voltage generation unit ;
A proportional threshold value generator for generating a threshold value proportional to the comparison voltage;
A comparator that compares the threshold and the multi-valued logic signal;
A data receiving apparatus comprising:
前記比較用電圧の大きさは、前記複数の振幅値のうちの最大の振幅値と等しいことを特徴とする請求項1記載のデータ受信装置。   The data receiving apparatus according to claim 1, wherein a magnitude of the comparison voltage is equal to a maximum amplitude value among the plurality of amplitude values. 前記コンパレータは、前記振幅値の数に対応して設けられることを特徴とする請求項1記載のデータ受信装置。   The data receiver according to claim 1, wherein the comparator is provided corresponding to the number of the amplitude values. 前記電圧生成部は、差動の多値論理信号を前記比較用電圧だけオフセットして増幅して出力する差動増幅回路を有し、
前記電圧制御部は、前記差動増幅回路のオフセットを制御するよう構成されていることを特徴とする請求項1記載のデータ受信装置。
The voltage generation unit includes a differential amplifier circuit that amplifies and outputs a differential multilevel logic signal by offsetting the comparison voltage,
The data receiving apparatus according to claim 1, wherein the voltage control unit is configured to control an offset of the differential amplifier circuit.
前記多値論理信号は、極性が正であるPOS信号および極性が負であるNEG信号を有し、
前記差動増幅回路は、前記POS信号および前記NEG信号に対応してそれぞれオフセットを持つものが設けられていることを特徴とする請求項4記載のデータ受信装置。
The multi-level logic signal has a POS signal with a positive polarity and a NEG signal with a negative polarity;
5. The data receiving apparatus according to claim 4, wherein the differential amplifier circuit is provided with an offset corresponding to the POS signal and the NEG signal.
前記多値論理信号は、伝送すべきシリアルデータにおけるワードの区切りを、振幅の大小によって表すワードクロックを1ビット毎に加えた複数ビットの情報が、1シンボルで表わされる信号であり、
前記コンパレータは、前記多値論理信号から前記ワードクロックに対応する信号を出力することを特徴とする請求項1記載のデータ受信装置。
The multi-level logic signal is a signal in which information of a plurality of bits obtained by adding a word clock for each bit representing a word delimiter in serial data to be transmitted is expressed by one symbol.
2. The data receiving apparatus according to claim 1, wherein the comparator outputs a signal corresponding to the word clock from the multilevel logic signal.
前記多値論理信号の最大の振幅は、前記多値論理信号のワードクロックに対応する部位の振幅であることを特徴とする請求項6記載のデータ受信装置。   7. The data receiving apparatus according to claim 6, wherein the maximum amplitude of the multilevel logic signal is an amplitude of a portion corresponding to a word clock of the multilevel logic signal. 複数ビットのデータを伝送するデータ伝送システムにおいて、
伝送すべき複数ビットのパラレルデータをシリアルデータに変換し、前記シリアルデータにおけるワードの区切りを示すワードクロックを1ビットの情報として加えた複数ビットの情報を1シンボルで表す多値論理信号を生成して送出するデータ送信装置と、
送出された前記多値論理信号を受信して、比較用電圧を制御する制御信号に基づき前記多値論理信号から比較用電圧を生成し、前記多値論理信号と前記比較用電圧の差を所定の基準信号と比較し、比較結果に基づいて、前記比較用電圧が前記多値論理信号の最大の振幅となるように前記制御信号を生成して前記比較用電圧を制御するとともに、前記比較用電圧に比例する閾値と、前記多値論理信号とを比較することにより、前記多値論理信号から前記シリアルデータおよび前記ワードクロックを抽出し、抽出した前記ワードクロックに基づいて、前記パラレルデータを再生するデータ受信装置と、
を有することを特徴とするデータ伝送システム。
In a data transmission system that transmits multi-bit data,
Converts multi-bit parallel data to be transmitted into serial data, and generates a multi-value logic signal representing one-symbol multi-bit information by adding a word clock indicating a word delimiter in the serial data as one-bit information A data transmission device for sending
Receives the sent the multi-level logic signal, and generates the comparison voltage from the multi-value logic signal on the basis of a control signal for controlling the comparison voltage, the difference between the multi-value logic signal and the comparison voltage compared with a predetermined reference signal based on the comparison result, together with the comparison voltage for controlling the maximum of the comparison voltage and generates the control signal such that the amplitude of the multi-value logic signal, the comparison The serial data and the word clock are extracted from the multi-level logic signal by comparing a threshold proportional to the voltage for use with the multi-level logic signal, and the parallel data is extracted based on the extracted word clock. A data receiving device to be reproduced;
A data transmission system comprising:
JP2005266721A 2005-09-14 2005-09-14 Data receiving apparatus and data transmission system Expired - Fee Related JP4940605B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005266721A JP4940605B2 (en) 2005-09-14 2005-09-14 Data receiving apparatus and data transmission system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005266721A JP4940605B2 (en) 2005-09-14 2005-09-14 Data receiving apparatus and data transmission system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2007081807A JP2007081807A (en) 2007-03-29
JP4940605B2 true JP4940605B2 (en) 2012-05-30

Family

ID=37941645

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005266721A Expired - Fee Related JP4940605B2 (en) 2005-09-14 2005-09-14 Data receiving apparatus and data transmission system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4940605B2 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014140090A (en) * 2011-05-12 2014-07-31 Sharp Corp Signal transmission system and signal transmission device
JP6121690B2 (en) * 2012-11-02 2017-04-26 Necエンジニアリング株式会社 Clock parallel serializer circuit
JP2015195435A (en) * 2014-03-31 2015-11-05 キヤノン株式会社 Signal processing device
JP6435006B2 (en) * 2017-03-30 2018-12-05 アンリツ株式会社 Measuring apparatus and measuring method

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61133748A (en) * 1984-12-04 1986-06-21 Fujitsu Ltd Error rate detection system
JPH01220536A (en) * 1988-02-27 1989-09-04 Nec Corp Multilevel balance code communication equipment
JP2000349605A (en) * 1999-03-26 2000-12-15 Matsushita Electric Ind Co Ltd Identification circuit
JP4254492B2 (en) * 2003-11-07 2009-04-15 ソニー株式会社 Data transmission system, data transmission device, data reception device, data transmission method, data transmission method, and data reception method

Also Published As

Publication number Publication date
JP2007081807A (en) 2007-03-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4254492B2 (en) Data transmission system, data transmission device, data reception device, data transmission method, data transmission method, and data reception method
US10348480B2 (en) Collaborative clock and data recovery
US7307554B2 (en) Parallel data transmission method and parallel data transmission system
US6438178B1 (en) Integrated circuit for receiving a data stream
KR100667128B1 (en) Clock extraction circuit
KR100989848B1 (en) Clock and data recovery circuit
US10122368B2 (en) Compact high speed duty cycle corrector
US9832048B2 (en) Transmitter circuit for and methods of generating a modulated signal in a transmitter
US20190089466A1 (en) Optical receivers
CN106878217B (en) Method and apparatus for data demodulation
JP4940605B2 (en) Data receiving apparatus and data transmission system
EP3751734A1 (en) Signal processing method and system, and non-transitory computer-readable recording medium
US5436934A (en) Differential high frequency level detector and data restoration circuit including squelch offset and slicing offset
US20060203939A1 (en) Method and apparatus for correcting duty cycle distortion
US6617918B2 (en) Multi-level receiver circuit with digital output using a variable offset comparator
US6088415A (en) Apparatus and method to adaptively equalize duty cycle distortion
US7839922B2 (en) Decision feedback equalizer circuit
US7376211B2 (en) High speed early/late discrimination systems and methods for clock and data recovery receivers
US10484218B2 (en) PWM demodulation
KR20230014404A (en) Data transmitting and receiving device
US7769121B2 (en) Phase detector for data communications
EP2073472A1 (en) DC restoration circuit allowing sparse data patterns
US7463080B2 (en) Methods and systems for converting a single-ended signal to a differential signal
JPH10200396A (en) Phase locked loop circuit and signal recovery circuit using it
US20160373240A1 (en) Systems and Methods for Clock Recovery

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20080811

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110308

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110422

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20120131

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20120213

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150309

Year of fee payment: 3

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees