JP5205846B2 - 送信装置 - Google Patents

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Description

本発明は送信装置に関し、特に差動信号を用いた高速シリアルインターフェースにおける送信装置に関する。
近年、LSI(Large Scale Integrated circuit)間などのデータ転送において、Serial−ATA(Advanced Technology Attachment)、PCI(Peripheral Component Interconnect)−Express、10Gbit−Ethernet(登録商標)のようなGbpsを超える高速シリアルインターフェースが普及してきた(たとえば、特許文献1参照)。そのような高速データ信号における波形の品質を保つために、振幅のばらつき、コモン電圧(H(High)レベル信号とL(Low)レベル信号の中心電圧)のばらつき、リターンロスなどに、様々な規格値が設定されている(たとえば、非特許文献1参照)。
図29は、従来の送信装置及び受信装置の回路構成を示す図である。
送信装置800aは、ドライバ回路810,820を有している。
ドライバ回路810は、pチャネル型MOSFET((Metallic Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)以下pMOSと略す)811,812、nチャネル型MOSFET(以下nMOSと略す)813,814、抵抗Ra1,Ra2,Rb,Rcを有している。
pMOS811のゲートには入力信号IPXが印加され、ソースには抵抗Ra1を介して電源電圧VDDaが印加される。pMOS811のドレインはnMOS813のドレインに接続されている。nMOS813のゲートには入力信号IPが入力され、ソースは抵抗Ra2を介して接地されている。pMOS812のゲートには入力信号PDが入力され、ソースには抵抗Rbを介して電源電圧VDDaが印加されている。pMOS812のドレインはnMOS814のドレインに接続されている。nMOS814のゲートには入力信号PDXが入力され、ソースは抵抗Rcを介して接地されている。pMOS811のドレインとnMOS813のドレインとの間のノード(黒丸で示している)と、pMOS812のドレインとnMOS814のドレインとの間のノードは接続されており、これらのノードからドライバ回路810の出力信号TXOPが引き出される。
ドライバ回路820の回路構成はドライバ回路810と同様であり、入力信号IPXの代わりに入力信号INXが入力されており、入力信号IPの代わりに入力信号INが入力されており、ノードから出力信号TXONが引き出される。
受信装置900は、ACカップリング容量Ca1,Ca2、抵抗Rf1,Rf2を有している。ドライバ回路810の出力信号TXOPは、ACカップリング容量Ca1の一方の端子に入力され、ドライバ回路820の出力信号TXONは、ACカップリング容量Ca2の一方の端子入力されている。ACカップリング容量Ca1,Ca2の他方の端子は、抵抗Rf1,Rf2を介して接続されている。また、直列に接続された抵抗Rf1,Rf2間のノードには、センタータップ電圧VDDbが印加される。
通常動作の場合、ドライバ回路810に入力される入力信号IP,IPXと、ドライバ回路820に入力される入力信号IN,INXとは差動入力信号となる。なお、各ドライバ回路810,820に入力される2つの入力信号は同じ論理信号である。たとえば、通常動作時は、入力信号IP,IPXが“Hレベル”の信号の場合、入力信号IN,INXは“Lレベル”の信号となる。このとき、ドライバ回路810では、pMOS811がオフし、nMOS813がオンする。また、コモン電圧を発生させるため、入力信号PDをLレベル、入力信号PDXをHレベルとして、pMOS812及びnMOS814をオンする。このとき、出力信号TXOPは、Lレベルとなる。すなわち、ドライバ回路810,820はインバータ動作を行う。
パワーダウン時には、ドライバ回路810,820の全てのpMOS811,812、nMOS813,814をオフするような入力信号IP,IPX,IN,INX,PD,PDXを入力し、消費電流を最小にする。
また、ドライバ回路810,820において、前段のpMOS811及びnMOS813をオフするようにして、後段のpMOS812及びnMOS814をオンすることで、出力信号TXOP,TXONをコモン電圧とすることができる。これは、PCI−ExpressのElectrical Idle状態に対応する。
通常動作時の出力信号TXOP,TXONの振幅や、コモン電圧は電源電圧VDDa、抵抗Ra1,Ra2,Rb,Rc,Rf1,Rf2の値によって決まる。リターンロスの規格を満たすために、たとえば、抵抗Rf1,Rf2の抵抗値Rfを50ohmとした場合、抵抗Ra1,Ra2の抵抗値をRa、抵抗Rb,Rcの抵抗値をそれぞれの符号で示すと、1/50=1/Rf=1/Ra+1/Rb+1/Rcとすることが必要である。なお、このときの抵抗値Ra,Rb,Rcは、pMOS811,812、nMOS813,814のオン抵抗を含めて計算する必要がある。
なお、受信装置900側のセンタータップ電圧VDDbは0Vの場合もある。また、ACカップリング容量Ca1,Ca2は使わずにDCカップリングにする場合もある。また、図29のような抵抗とnMOS及びpMOSによるスイッチからなる出力段の回路を更に追加することで、PCI−ExpressのPre−emphasisとDe−emphasisを行うことも可能である。
このような抵抗分割によって必要な電流量を得る送信装置800aには、以下のような利点があった。
出力信号TXOP,TXONの振幅(出力振幅)は電源電圧VDDaと抵抗Ra1,Ra2,Rb,Rc,Rf1,Rf2の値によって決まる。抵抗はパッシブ素子なので、電源電圧変動がそのまま出力振幅変動となり、出力振幅は、電源電圧VDDa=0Vで0Vを通る直線となる。したがって、期待どおりの振幅やコモン電圧が得やすい。
また、同じ設計条件、測定条件では、ほぼ同程度の出力振幅やコモン電圧が得られる。出力信号TXOP,TXONの立ち上がり時間や立ち下がり時間が早い。リターンロス特性がかなりよく、期待値どおりの値が得やすい。コモン電圧を決めるための抵抗部分で電源電圧VDDaからグランドへ電流が流れるが、それ以外は受信装置900側へ電流が流れるので、消費電流が少ないなどの利点があった。
上記の送信装置800aは抵抗分割によって必要な電流量を得るものであるが、電流源を用いるものも知られている。
図30は、他の従来の送信装置及び受信装置の回路構成を示す図である。
受信装置900は図29と同じ構成であるので同一符号としている。
送信装置800bは、電流源830,831、pMOS832,833、nMOS834,835、抵抗Rd1,Rd2を有している。
電源電圧VDDaを一方の端子に入力する電流源830は、pMOS832,833のソース側に電流Iaを供給する。pMOS832のゲートには、入力信号IPXが入力され、ドレインはnMOS834のドレインに接続されている。pMOS833のゲートには入力信号INXが入力され、ドレインはnMOS835のドレインに接続されている。nMOS834,835のソースは電流源831に接続されている。電流源831は接地されている。また、pMOS832のドレインとnMOS834のドレイン間のノードと、pMOS833のドレインとnMOS835のドレイン間のノードとの間には、抵抗Rd1と抵抗Rd2が直列に接続されている。抵抗Rd1,Rd2間のノードには、コモン電圧を設定するために、たとえば、電源電圧VDDaの1/2の電圧が印加されている。送信装置800bの差動の出力信号TXOP,TXONは、抵抗Rd1,Rd2の直列回路の両端のノードから引き出される。
通常動作の場合、入力信号IP,IPXと、入力信号IN,INXとは差動入力信号となり、出力信号TXOP,TXONは反転しインバータと同様な動作を行う。
パワーダウン時には、pMOS832,833、nMOS834,835をオフするような入力信号IP,IPX,IN,INX,PD,PDXを入力し、消費電流を最小にする。
図30の送信装置800bでは、電源電圧VDDaの1/2で、コモン電圧による電圧固定端を生成しているが、他にも、抵抗分割や、アンプを用いたり、フィードバック回路を用いてコモン電圧を生成する手法がある。
通常動作時の出力信号TXOP,TXONの振幅やコモン電圧は、電流源830,831の電流Ia、抵抗Rd1,Rd2,Rf1,Rf2、コモン電圧の生成方法に依存する。電流源830,831自体は、基本的には出力抵抗値が無限大(ハイインピーダンス)である。そのため、リターンロスの規格を満たすために、たとえば、抵抗Rf1,Rf2を50ohmとした場合、抵抗Rd1,Rd2も50ohmとすることが必要である。
電流源830,831の電流Iaとしては、抵抗Rd1,Rd2と、抵抗Rf1,Rf2に同じ電流量を流す必要があるので、抵抗Rf1,Rf2で必要な電流の2倍の電流を生成する必要となる。
なお、図30のような電流源830,831とpMOS832,833及びnMOS834,835によるスイッチからなる出力段の回路を更に追加することで、PCI−ExpressのPre−emphasisとDe−emphasisを行うことも可能である。
このような電流源830,831によって必要な電流量を得る送信装置800bでは、以下のような利点があった。
電流源830,831を用いることで、ほぼ期待値どおりの電流Iaを生成するので、電源電圧ばらつき、温度ばらつき、プロセスばらつきによる出力信号TXOP,TXONの振幅ばらつきが少ない。pMOS832,833、nMOS834,835のばらつきを抑えることで、同じ条件での出力信号TXOP,TXONの振幅ばらつきが抑えられる。
出力信号TXOP,TXONの振幅は電流源830,831を、複数のMOSFETによるカレントミラー回路で構成して、そのミラー比で変更できるので振幅の微調整が行いやすい。
図31は、電流源のカレントミラー回路の例である。
ここでは、m個のpMOS841−1,841−2,…,841−mと、M個のpMOS842−1,842−2,…,842−Mによりカレントミラー回路を構成している例を示している。
pMOS841−1〜841−mのドレインに接続した電流源840の電流をIaaとした場合、pMOS842−1〜842−Mのドレインの電流Ia(図30の電流源830,831の電流Iaとして用いるので同一符号としている)は、(M/m)×Iaaとなる。つまり、同じ大きさのMOSFETを用いた場合、ミラー比(M/m)を変更することで図30の電流源830,831の電流Iaを微調整でき、出力信号TXOP,TXONの微調整もできる。
特開2007−36848号公報 LVDS Owner's Manual - 3rd Edition, [平成19年6月26日検索]、インターネット<URL : http://www.national.com/appinfo/lvds/0,1798,100,00.html>
しかし、従来の送信装置では、高速データ信号における波形品質を保つための様々な規格値を同時に満たすことは困難であった。
たとえば、図29で示したような送信装置800aのように抵抗分割で必要な電流量を得るタイプでは、以下のような問題があった。
抵抗分割による必要な電流量を得る送信装置では、出力振幅は電源電圧と抵抗値によって決まる。図29では、抵抗Ra1,Ra2,Rb,Rc,Rf1,Rf2の抵抗値である。抵抗は、線形パッシブ素子なので、電源電圧変動がそのまま出力振幅変動となる。これにより、出力信号TXOP,TXONの振幅ばらつきが規格を満たさなくなる場合があった。
また、出力振幅は電源電圧と抵抗値によって決まることから、出力振幅の微調整が困難であった。出力振幅を調整する際には、抵抗値を変更することになるが、リターンロスの規格を満たすために一定の終端抵抗を保つ必要があり困難であった。
一方、図30で示したような送信装置800bのように電流源により必要な電流量を得るタイプにも、以下のような問題があった。
電流源の電流値によって出力信号TXOP,TXONの振幅やコモン電圧が決まるので、図30のような送信装置800bにおいて、電流源830,831の電流値が期待値どおりでないと、出力信号TXOP,TXONの振幅が期待値どおり得られない。また、電流源830,831の電流値がほぼそろっていないと、コモン電圧がVDDa/2からずれてしまう。
また、電流源のサイズが大きくなると容量が増えて、出力信号TXOP,TXONの立ち上がり時間や立ち下がり時間が遅くなる。
また、リターンロスの規格を満たすことが難しいという問題もある。理想的な電流源はインピーダンス無限大であるが、実際には数kohmである。また、電流源のサイズが大きくなると容量が増える。このため、高周波帯域で送信側のインピーダンスが下がり、リターンロスが悪くなる。
また、送信装置800bでは、リターンロスの規格を満たすために、抵抗Rd1,Rd2を有している。しかし、受信装置900の抵抗Rf1,Rf2と同じ電流量を流す必要があったため、電流源830,831では、抵抗Rf1,Rf2に流れる電流の2倍の電流を流す必要があり、消費電流の増大につながる問題があった。図30のように電源電圧VDDa/2を抵抗Rf1,Rf2間に印加して電圧固定端を生成する代わりに、アンプや、フィードバック回路を追加した場合でも、同様に消費電流の増大につながる問題があった。
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、高速データ信号における波形品質を保つための様々な規格値を同時に満たすような送信装置を提供することを目的とする。
本発明者らは、電源電圧に基づく抵抗分割により出力信号を生成するドライバ回路部と、前記電源電圧の変化に応じた電流を生成し、前記ドライバ回路部から出力される前記出力信号の振幅を、前記電流により補正する出力振幅補正部と、を有することを特徴とする送信装置を提案する。
本発明は、電源電圧をもとに抵抗分割で出力信号を生成し、電源電圧の変化に応じて生成した電流により、ドライバ回路部から出力された出力信号の振幅を補正するので、抵抗分割による出力信号生成の問題点であった電源電圧のばらつきに起因する出力振幅ばらつきを抑制できる。
以下、本発明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の実施の形態の送信装置及び受信装置の回路構成を示す図である。
第1の実施の形態の送信装置100は、ドライバ回路部110と出力振幅補正部120とを有している。ドライバ回路部110が出力信号TXOP,TXONを生成し、出力振幅補正部120が、出力信号TXOP,TXONの振幅(出力振幅)を補正する構成となっている。
ドライバ回路部110は、2つのドライバ回路110a,110bを有しており、電源電圧VDDaを抵抗分割して、ドライバ回路110aからは出力信号TXOP、ドライバ回路110bからは出力信号TXONを出力する。入力信号IP,IPX,IN,INXはメインシグナルであり、その他の入力信号PD,PDX,IDLE,IDLEXは、コモン電圧やアイドル時の電圧を抵抗分割により得るために用いられる信号である。
ドライバ回路110aは、pMOS111,112,113、nMOS114,115,116、抵抗R1,R2,R3,R4,R5,R6を有している。
pMOS111のゲートには入力信号IPXが入力され、ソースには抵抗R1を介して電源電圧VDDaが印加される。pMOS111のドレインはnMOS114のドレインに接続されている。nMOS114のゲートには入力信号IPが入力され、ソースは抵抗R2を介して接地されている。pMOS112のゲートには入力信号PDが入力され、ソースには抵抗R3を介して電源電圧VDDaが印加されている。pMOS112のドレインはnMOS115のドレインに接続されている。nMOS115のゲートには入力信号PDXが入力され、ソースは抵抗R4を介して接地されている。pMOS113のゲートには入力信号IDLEXが入力され、ソースには抵抗R5を介して電源電圧VDDaが印加されている。pMOS113のドレインはnMOS116のドレインに接続されている。nMOS116のゲートには入力信号IDLEが入力され、ソースは抵抗R6を介して接地されている。pMOS111のドレインとnMOS114のドレインとの間のノードと、pMOS112のドレインとnMOS115のドレインとの間のノードと、pMOS113のドレインとnMOS116のドレインとの間のノードとは接続されており、これらのノードからドライバ回路110aの出力信号TXOPが引き出される。
ドライバ回路110bも同様の構成であり、入力信号IPXの代わりに入力信号INXが入力されており、入力信号IPの代わりに入力信号INが入力される。
出力振幅補正部120は、出力信号TXOP,TXONの振幅を補正する機能を有している。出力振幅補正部120は、電流源121,122、電流調整回路123、pMOS124,125、nMOS126,127を有している。これらのMOSFETは、入力信号IP,IPX,IN,INXに応じて、電流源121,122と、出力信号TXOP,TXONの信号線との接続をオンまたはオフするスイッチ回路として機能している。
一方の端子を電源端子(電源電圧VDDaが供給される電源端子。以下VDDa端子と呼ぶ場合もある)に接続した電流源121は、pMOS124,125のソース側に電流I1を供給する。pMOS124のゲートには、入力信号IPXが入力され、ドレインはnMOS126のドレインに接続されている。pMOS125のゲートには入力信号INXが入力され、ドレインはnMOS127のドレインに接続されている。nMOS126,127のソースは電流源122に接続されている。電流源122はグランドに接続されている。
pMOS124,125がオンのときは、電流源121からの電流I1がTXOPまたはTXONに加わり、nMOS126,127がオンのときは、電流源122の電流I1がTXOPまたはTXONの電流を抜き取る。
また、pMOS124のドレインとnMOS126のドレイン間のノードには、ドライバ回路110aから受信装置200まで伸びる出力信号TXOPの信号線が接続され、そのノードに流れる電流I1によって補正された出力信号TXOPが受信装置200に出力される。同様に、pMOS125のドレインとnMOS127のドレイン間のノードには、ドライバ回路110bから受信装置200まで伸びる出力信号TXONの信号線が接続され、そのノードに流れる電流I1によって補正された出力信号TXONが受信装置200に出力される。
電流調整回路123は、電流源121,122で生成する電流I1を、電源電圧VDDaの変化に応じて調整する。
なお、出力振幅補正部120で生成する電流I1は、ドライバ回路部110で生成する電流より少ないものであり、ドライバ回路部110からの出力信号TXOP,TXONを補正するものである。
受信装置200は、ACカップリング容量C1,C2、抵抗R7,R8を有している。送信装置100の出力信号TXOPは、ACカップリング容量C1の一方の端子に入力され、出力信号TXONは、ACカップリング容量C2の一方の端子入力されている。ACカップリング容量C1,C2の他方の端子は、抵抗R7,R8を介して接続されている。また、直列に接続された抵抗R7,R8間のノードには、センタータップ電圧VDDbが印加される。
なお、受信装置200側のセンタータップ電圧VDDbは0Vの場合もある。また、ACカップリング容量C1,C2は使わずにDCカップリングにする場合もある。
以下、第1の実施の形態の送信装置100の動作を説明する。
通常動作の場合、ドライバ回路110aに入力されるメインシグナルである入力信号IP,IPXと、ドライバ回路110bに入力されるメインシグナルである入力信号IN,INXとは差動入力信号となる。なお、ドライバ回路110aに入力される入力信号IPと入力信号IPXは同じ論理信号である。また、ドライバ回路110bに入力される入力信号INと入力信号INXは同じ論理信号である。
たとえば、入力信号IP,IPXがHレベルの信号の場合、入力信号IN,INXはLレベルの信号となる。このとき、ドライバ回路110aではpMOS111がオフし、nMOS114がオンする。また、コモン電圧を設定するために、入力信号PDをLレベル、入力信号PDXをHレベルとして、pMOS112、nMOS115をともにオンする。また、入力信号IDLEをLレベル、入力信号IDLEXをHレベルとし、pMOS113、nMOS116をともにオフする。このとき、出力信号TXOPはLレベルの信号となる。すなわちドライバ回路110a,110bはインバータ回路として機能し、メインシグナルに対して、異符号の信号(反転信号)が出力される。
一方、出力振幅補正部120では、入力信号IP,IPXがHレベル、入力信号IN,INXがLレベルなので、pMOS124とnMOS127はオフし、nMOS126とpMOS125がオンする。これによって、電流源121からの電流I1が、pMOS125のソース−ドレイン間に流れ、Hレベルとなる出力信号TXONの電圧を引き上げる。また、電流源122で生成される電流I1が、nMOS126のドレイン−ソース間に流れ、Lレベルとなる出力信号TXOPの電圧を引き下げる。これによって、出力信号TXOP,TXONの振幅が増加する。
なお、通常時の出力信号TXOP,TXONの振幅やコモン電圧は、電源電圧VDDa、抵抗R1,R2,R3,R4,R7,R8及び、電流源121,122の電流I1によって決まる。また、リターンロスの規格を満たすために、50ohm伝送線路系の場合、抵抗値の値をそれぞれの符号で表し、R1=R2、R7=R8とした場合、1/50=1/R7(=1/R8)=1/R1(=1/R2)+1/R3+1/R4とすることが必要である。なお、このときの抵抗R1,R2,R3,R4の抵抗値は、pMOS111,112、nMOS114,115のオン抵抗を含めて計算する必要がある。
パワーダウン時には、ドライバ回路110a,110bの全てのpMOS111,112,113、nMOS114,115,116及び出力振幅補正部120のpMOS124,125、nMOS126,127をオフするような入力信号IP,IPX,IN,INX,PD,PDX,IDLE,IDLEXを入力し、消費電流を最小にする。
IDLE状態としては、次の2通りが考えられる。
Serial ATAのOOB(Out of Band)モードのように、終端抵抗を50ohmにする必要がある場合、pMOS111,nMOS114及び、pMOS124,125、nMOS126,127をオフし、pMOS112,113、nMOS115,116をオンするような入力信号IP,IPX,IN,INX,PD,PDX,IDLE,IDLEXを入力する。これにより、コモン電圧と消費電流は、電源電圧VDDa、抵抗R3,R4,R5,R6によって決まり、1/50=1/R7(=1/R8)=1/R3+1/R4+1/R5+1/R6とすることが必要である。なお、このときの抵抗R3,R4,R5,R6の抵抗値は、pMOS112,113、nMOS115,116のオン抵抗を含めて計算する必要がある。
PCI−ExpressのElectrical Idle状態のように、終端抵抗を50ohmにする必要がない場合、pMOS113,nMOS116のみオンさせる。これにより、アイドル時のコモン電圧と消費電流は電源電圧VDDa、抵抗R5,R6によって決まる。
図2は、送信装置の動作波形の一例を示す図である。
縦軸が電圧、横軸が時間を示している。
図では、通常動作時(ACTIVE)及びIDLE時において、図上の入力信号IP,INが入力された場合の出力信号TXOP,TXONの様子を示している。通常動作時では、入力信号IPと入力信号INは異符号であり、同符号のとき(時刻T1から時刻T2)、アイドル状態となっている。
前述したように、第1の実施の形態の送信装置100において、出力振幅補正部120は、電流源121,122で生成する電流I1を、電源電圧VDDaの変化に応じて調整する電流調整回路123を有しており、出力信号TXOP,TXONの振幅を補正することができる。
図3は、第1の実施の形態の送信装置の電流調整回路によって生成される電流と、補正される出力振幅の例を示す図である。
図3の下段の図は、電源電圧VDDaと、電流源121,122で生成する電流I1の関係を示しており、縦軸が電流値、横軸が電源電圧VDDaを示している。
また、図3の上段の図は、電源電圧VDDaと出力信号TXOP,TXONの振幅の関係を示しており、縦軸が振幅、横軸が電源電圧VDDaを示している。なお、破線は補正前(出力振幅補正部120に入力する前)の出力信号TXOP,TXONの振幅を示している。実線は補正後の出力信号TXOP,TXONの振幅を示している。
また、図3では、電源電圧VDDaが電圧Vt−Vmの範囲のときに出力振幅を補正する場合について示している。
図3の下段の図のように、電流調整回路123により、電圧Vt以上の電源電圧VDDaに対して、電源電圧VDDaが増加すると電流I1が線形に減少して、電圧Vmで0になるようにしている。これにより、図3の上図のように、電源電圧VDDaが電圧Vtのときに出力信号TXOP,TXONの振幅は補正前よりVupだけ増加され、電圧Vmのときに補正前の特性と一致するようになる。すなわち、図のように電源電圧VDDaがばらついても、振幅のばらつきを抑えることができる。
図3の下段の図のような特性の電流I1は、以下のような電流調整回路123を用いることにより生成できる。
図4は、電源電圧の増加に伴って電流値を減少させる電流調整回路及び電流源の回路構成例を示す図である。
電流調整回路123は、電流減少回路130と、電流乗算(増幅)回路140を有している。
電流減少回路130は、電流源131,132、nMOS133,134,135,136,137、抵抗R10,R11を有している。
電流源131,132は、VDDa端子に接続されており、nMOS133,134のドレインに電流I2を供給する。nMOS133のゲートは自身のドレインに接続されるともに、nMOS134,136のゲートとも接続される。nMOS133のソースは抵抗R10を介して接地されている。nMOS134のソースは、nMOS135のドレインと接続されている。nMOS135のゲートは、nMOS134のドレインと接続されるとともに、nMOS137のゲートに接続されている。nMOS135及びnMOS137のソースは接地されている。nMOS136のソースはnMOS137のドレインと接続されており、nMOS136,137間のノードには、抵抗R11の一方の端子が接続されている。抵抗R11の他方の端子は、VDDa端子に接続されている。電流減少回路130の出力は、nMOS136のドレイン−ソース間の電流(電流I4)となる。
このような電流減少回路130において、抵抗R10に印加される電圧Vaは、Va=I2×R10となる。nMOS137には、カレントミラー回路によって、電流I2が流れる。また、nMOS136,137間のノードの電圧は電圧Vaとなるため、抵抗R11に流れる電流I3=(VDDa−Va)/R11=(VDDa−I2×R10)/R11となる。
したがって、電流減少回路130の出力である電流I4は、I4=I2−I3=(1+R10/R11)×I2−VDDa/R11となり、電源電圧VDDaが増加するにつれて減少する関数となる。
電流乗算回路140は、m個のpMOS141−1〜141−mと、M個のpMOS142−1〜142−Mと、pMOS143、nMOS144,145を有している。
pMOS141−1〜141−mとpMOS142−1〜142−Mとはミラー比m:Mのカレントミラー回路を構成している。pMOS141−1〜141−mのドレインは互いに接続されているとともに、電流減少回路130のnMOS136のドレインに接続されている。pMOS141−1〜141−m,142−1〜142−MのソースはVDDa端子と接続している。また、pMOS142−1〜142−Mのドレインは互いに接続されているとともに、nMOS144のドレインに接続されている。nMOS144のゲートは自身のドレインに接続されるとともに、nMOS145及び、電流源122(nMOSのゲート)に接続される。nMOS144,145のソースはともに接地されている。nMOS145のドレインは、pMOS143のドレインに接続されている。pMOS143のソースはVDDa端子と接続している。pMOS143のゲートは、自身のドレインと接続されるとともに、電流源121(pMOSのゲート)に接続される。
このような電流乗算回路140において、ミラー比m:Mのカレントミラー回路に電流I4が入力されると、nMOS144に流れる電流I5は、I5=(M/m)×I4となる。nMOS144,145、pMOS143によるカレントミラー回路によって、電流源121,122では電流I1=(M/m)×{(1+R10/R11)×I2−VDDa/R11}が流れることになる。
このようにして、電流調整回路123では、図3で示したような特性を持つ電流I1を生成することができ、電源電圧VDDaの変化による出力振幅ばらつきを抑制できる。
また、図4のような電流減少回路130を用いることにより、以下の理由で、温度ばらつきとプロセスばらつきによる出力振幅ばらつきも抑制できる。
チップ内の抵抗素子の抵抗値は一般に製造プロセスや温度で変動し、それによって出力振幅もばらつく。具体的には、抵抗値が小さいときには振幅が大きくなり、抵抗値が大きいときには振幅が小さくなる。
図4において、抵抗R10,R11が小さいとき電流I2は多くなり、抵抗R10,R11が大きいとき電流I2は少なくなる。これにより、抵抗R10に印加される電圧Vaは一定である。電圧Vaが一定なので、抵抗R11が小さいと電流I3が多くなり、電流減少回路130の出力である電流I4は少なくなる。一方抵抗R11が大きいとき、電流I3が少なくなり電流I4は多くなる。
これによって、電流源121,122で生成される電流I1は、抵抗値が小さいときには少なくなるので、出力振幅の増加を抑制する方向に働き、抵抗値が大きいときには電流I1は多くなるので、出力振幅の減少を抑制する方向に働く。したがって、温度ばらつきとプロセスばらつきに起因する出力振幅ばらつきを抑制できる。
ところで、図1の電流源121,122で、電源電圧VDDaに依存しない一定の電流を生成することで、出力信号TXOP,TXONの振幅の微調整を行うことができる。
図5は、振幅調整用に電流源が生成する電流及び出力振幅の電源電圧に対する特性の例を示す図である。
図5の下段の図は、電源電圧VDDaと、電流源121,122で生成する電流I1の関係を示しており、縦軸が電流値、横軸が電源電圧VDDaを示している。
また、図5の上段の図は、電源電圧VDDaと出力信号TXOP,TXONの振幅の関係を示しており、縦軸が振幅、横軸が電源電圧VDDaを示している。なお、破線は補正前の出力信号TXOP,TXONの振幅を示している。実線は補正後の出力信号TXOP,TXONの振幅を示している。
また、図5では、電源電圧VDDaが電圧Vt−Vmの範囲のときに出力振幅を補正する場合について示している。
図5の下段の図のように、電流調整回路123により、電圧Vtの電源電圧VDDaに対して、電源電圧VDDaによらず一定の電流I1を生成するようにしている。これにより、図5の上段の図のように、電源電圧VDDaがVtを超えると、振幅が電源電圧によらずに一様に増え、微調整が可能となる。
図5の下段の図のような特性の電流I1は、図4で示したような電流調整回路123において、電流減少回路130の抵抗R11を除いて、電流I4=I2とした回路により生成できる。電流乗算回路140のミラー比を変更することで、電流量が変更でき、出力信号TXOP,TXONの振幅の微調整が行いやすい。
しかしながら、図5の下段の図のような電源電圧VDDaに依存しない電流I1を生成した場合、出力信号TXOP,TXONの振幅は、図5の上段の図のように電源電圧VDDaの変化によってばらついてしまう。
そのため、電流調整回路123により電流源121,122で以下のような電流を生成すればよい。
図6は、電源電圧ばらつきによる出力振幅ばらつきの抑制と振幅微調整を行う際に生成する電流と、補正される出力振幅の例を示す図である。
図6の下段の図は、電源電圧VDDaと、電流源121,122で生成する電流I1の関係を示しており、縦軸が電流値、横軸が電源電圧VDDaを示している。
また、図6の上段の図は、電源電圧VDDaと出力信号TXOP,TXONの振幅の関係を示しており、縦軸が振幅、横軸が電源電圧VDDaを示している。なお、破線は補正前の出力信号TXOP,TXONの振幅を示している。実線は補正後の出力信号TXOP,TXONの振幅を示している。
また、図6では、電源電圧VDDaが電圧Vt−Vmの範囲のときに出力振幅を補正する場合について示している。
図6の下段の図のように、電流調整回路123により、電圧Vt以上の電源電圧VDDaに対して、図3で示したような電源電圧VDDaが増加すると線形に減少するような電流I1aの関数と、図5で示したような電源電圧VDDaによらず一定の電流値を示すような電流I1bの関数とを合成した電流I1を生成するようにしている。これにより、図6の上段の図のように、電源電圧VDDaが電圧Vtのときに出力信号TXOP,TXONの振幅は補正前よりVup1だけ増加され、電圧Vmでは、一定電流の分だけ電圧が補正前よりもVup2だけ増加する。
図6の下段の図のような特性を示す電流I1は、以下のような電流調整回路123aを用いることにより生成できる。
図7は、電源電圧ばらつきによる出力振幅ばらつきの抑制と振幅微調整を行うための電流を生成する電流調整回路及び電流源の回路構成を示す図である。
電流調整回路123aは、電流減少回路130a、電流定数回路130b、電流乗算回路150,160,170と、電流加算回路180を有している。
電流減少回路130aにおいて、図4と同じ構成については同一符号としている。電流定数回路130bは、電流減少回路130aに含まれ、nMOS138,139により、電流定数回路130bの出力を電流乗算回路150に伝達している。nMOS138のドレインは、電流乗算回路150のpMOS151のドレインに接続されており、ソースはnMOS139のドレインに接続されており、ゲートは、nMOS133,134,136,138のゲートと、nMOS133のドレインに接続されている。nMOS139のゲートはnMOS135,137のゲートとnMOS134のドレインに接続されており、ソースは接地されている。
電流乗算回路150は、カレントミラー回路を構成しており、電流定数回路130bから出力される電流をミラー比に応じて調整する。なお、図示を簡略化するため、pMOS151,152を1つずつ示しているが、図4で示したようにそれぞれ複数設けてもよい。以下に示す電流乗算回路160,170も同じである。
電流乗算回路160は、pMOS161,162により、カレントミラー回路を構成しており、電流減少回路130aから出力される電流をミラー比に応じて調整する。
電流乗算回路170は、電流加算回路180から出力される電流を調整する機能を有し、nMOS171,172、pMOS173を有している。nMOS171,172、電流源122によりカレントミラー回路を構成している。また、pMOS173と電流源121によりカレントミラー回路を構成している。
電流加算回路180は、電流乗算回路150と電流乗算回路160の電流を加算して電流乗算回路170に入力する機能を有し、電流乗算回路150のpMOS152と、電流乗算回路160のpMOS162のドレインを接続した構成となっている。
このような構成の電流調整回路123aにより、図6の下図で示したような特性の電流I1を生成することができ、電源電圧VDDaの変化による出力振幅ばらつきと、振幅の微調整とを両方実現できる。また、図4と同様の電流減少回路130aを用いていることから、温度ばらつきやプロセスばらつきに起因する出力振幅ばらつきも抑制できる。
また、出力振幅補正部120において、出力振幅を補正するために生成する電流I1は少なくてよいので、電流源121,122の回路サイズを小さくすることが可能である。電流源121,122のサイズを小さくすることで、出力信号TXOP,TXONの負荷容量を減らすことができ、出力信号TXOP,TXONの立ち上がり時間及び立ち下がり時間を速くすることができる。また、これにより高周波側でのインピーダンス低下が低減され、リターンロスの悪化が低減される。
また、出力信号TXOP,TXONの信号線に対して、電流I1を流さない場合、電流源121または電流源122は、pMOS124,125またはnMOS126,127によって信号線から切り離すことにより、負荷容量を減らすことができ、高周波側でのインピーダンス低下が低減され、リターンロスの悪化が低減される。
また、コモン電圧を抵抗分割によって生成しているので、安定な電圧固定端を設定することができ、リターンロスの悪化が低減される。
このように、第1の実施の形態の送信装置100によれば、高速データ信号における波形品質を保つための様々な規格値を同時に満たすことが可能になる。
次に、第2の実施の形態の送信装置を説明する。
第1の実施の形態の送信装置100では、電源電圧VDDaが低いほど補正前よりも出力振幅が増加するような電流I1を生成して、電源電圧ばらつきによる出力振幅ばらつきを抑制した。しかし、以下のような構成にすることによって、電源電圧VDDaが高いほど補正前よりも出力振幅が減少するような電流I1を生成し、電源電圧ばらつきによる出力振幅ばらつきを抑制することができる。
図8は、第2の実施の形態の送信装置及び受信装置の回路構成を示す図である。
第1の実施の形態の送信装置100と同じ構成要素については同一符号とし、説明を省略する。
第2の実施の形態の送信装置100aでは、出力振幅補正部120aにおいて、第1の実施の形態の送信装置100と異なり、pMOS124のゲートには入力信号INXを入力し、nMOS126のゲートには入力信号INを入力している。また、pMOS125のゲートには入力信号IPXを入力し、nMOS127のゲートには入力信号IPを入力している。
通常動作の際、たとえば、入力信号IP,IPXがHレベルで入力信号IN,INXがLレベルの場合、出力信号TXOPがLレベル、出力信号TXONがHレベルとなる。このとき、出力振幅補正部120aでは、pMOS124、nMOS127がオンし、nMOS126、pMOS125がオフする。このとき、電流源121から電流I1によってLレベルの出力信号TXOPの電位は引き上げられ、電流源122からの電流I1によってHレベルの出力信号TXONの電位は引き下げられる。したがって、電流I1によって、出力信号TXOP,TXONの出力振幅は小さくなる。
第2の実施の形態の送信装置100aにおいて、電流調整回路123bは、電源電圧VDDaに応じて以下のような電流I1を生成する。
図9は、第2の実施の形態の送信装置の電流調整回路によって生成される電流と、補正される出力信号の振幅の例を示す図である。
図9の下段の図は、電源電圧VDDaと、電流源121,122で生成する電流I1の関係を示しており、縦軸が電流値、横軸が電源電圧VDDaを示している。
また、図9の上段の図は、電源電圧VDDaと出力信号TXOP,TXONの振幅の関係を示しており、縦軸が振幅、横軸が電源電圧VDDaを示している。なお、破線は補正前(出力振幅補正部120aに入力する前)の出力信号TXOP,TXONの振幅を示している。実線は補正後の出力信号TXOP,TXONの振幅を示している。
また、図9では、電源電圧VDDaが電圧Vt−Vmの範囲のときに出力振幅を補正する場合について示している。
図9の下段の図のように、電流調整回路123bにより、電圧Vt以上の電源電圧VDDaに対して、電源電圧VDDaが増加するにつれて電流I1が線形に増加するようにしている。前述のように、第2の実施の形態の送信装置100aでは、電流I1により、出力振幅が小さくなるので、図9の上段の図のように、電圧Vtでは、振幅は補正前と同じだが、電源電圧VDDaが増加するにしたがって、補正前より振幅が減少し、電圧Vmのときには、補正前より振幅がVdownだけ下がる。すなわち、図のように電源電圧VDDaがばらついても、振幅のばらつきを抑えることができる。
ところで、第1の実施の形態の送信装置100と同様に、図1の電流源121,122で、電源電圧VDDaに依存しない一定の電流を生成することで、出力信号TXOP,TXONの振幅の微調整を行うことができる。
図10は、振幅調整用に電流源が生成する電流及び出力振幅の電源電圧に対する特性の例を示す図である。
図10の下段の図のように、電流調整回路123bにより、電圧Vt以上の電源電圧VDDaに対して、電源電圧VDDaによらず一定の電流I1を生成するようにしている。これにより、図10の上段の図のように、電源電圧VDDaが電圧Vtを超えると、振幅が電源電圧VDDaによらずに一様に(図では電圧Vdown)減少し、微調整が可能となる。
しかしながら、図10の下段の図のような電源電圧VDDaに依存しない電流I1を生成した場合、出力信号TXOP,TXONの振幅は、図10の上段の図のように電源電圧VDDaの変化によってばらついてしまう。
そのため、電流調整回路123bにより、電流源121,122で以下のような電流を生成すればよい。
図11は、電源電圧ばらつきによる出力振幅ばらつきの抑制と振幅微調整を行う際に生成する電流の特性と、補正される出力振幅の例を示す図である。
図11の下段の図のように、電流調整回路123bにより、電圧Vtの電源電圧VDDaに対して、図9で示したような電源電圧VDDaが増加すると線形に増加するような電流I1cの関数と、図10で示したような電源電圧VDDaによらず一定の電流値を示すような電流I1dの関数とを合成した電流I1を生成するようにしている。これにより、図11の上段の図のように、電源電圧VDDaがVtのときに出力信号TXOP,TXONの振幅は補正前より一定電流の分だけ電圧がVdown1だけ減少し、電圧Vmでは、Vdown2だけ減少する。
図9、図11の下段の図のように、電源電圧VDDaの増加に伴って増加するような電流I1は、以下のような電流調整回路123bを用いることにより生成できる。
図12は、電源電圧の増加に伴って電流値を増加させる電流調整回路及び電流源の回路構成例を示す図である。
電流調整回路123bは、電流減少回路130、電流乗算回路210,220,230,240、電流減算回路250を有している。
電流減少回路130は、図4と同じ構成であり同一符号としている。
電流乗算回路210は、カレントミラー回路を構成しており、電流減少回路130から出力される電流をミラー比に応じて調整する。なお、図示を簡略化するため、pMOS211,212を1つずつ示しているが、実際は、図4で示したようにそれぞれ複数設けてもよい。以下に示す電流乗算回路220,230,240も同じである。
電流乗算回路220は、電流減少回路130のnMOS135との間でカレントミラー回路を構成するnMOS223と、pMOS221,222を有している。pMOS221,222はカレントミラー回路を構成しており、電流減少回路130の電流I2をミラー比に応じて調整する。
電流乗算回路230は、nMOS231,232により、カレントミラー回路を構成しており、電流乗算回路210から出力される電流をミラー比に応じて調整する。
電流乗算回路240は、電流減算回路250から出力される電流をミラー比に応じて調整する機能を有し、nMOS241,242、pMOS243を有している。nMOS241,242のゲートは、電流源122に接続されており、pMOS243のゲートは電流源121に接続されている。nMOS241,242、電流源122と、pMOS243,電流源121は、それぞれカレントミラー回路を構成している。
電流減算回路250は、電流乗算回路220の出力電流から電流乗算回路230の出力電流を減算した電流を電流乗算回路240に入力する機能を有し、電流乗算回路220のpMOS222のドレイン側のノードに、電流乗算回路230のnMOS232のドレインと電流乗算回路240のnMOS241のドレインとを接続した構成となっている。
前述したように、電流減少回路130の出力である電流I4は、I4=I2−I3=(1+R10/R11)×I2−VDDa/R11となり、電源電圧VDDaが増加するにつれて減少する関数となる。電流乗算回路210,220,230のミラー比が1:1の場合、電流減算回路250の出力は、I2−I4=I2−(1+R10/R11)×I2+VDDa/R11となり、電源電圧VDDaが増加するにつれて増加する関数となる。
このような構成の電流調整回路123bにより、図9、図11の下段の図で示したような特性の電流I1を生成することができ、電源電圧VDDaの変化による出力振幅ばらつきを防止できる。また、図4と同様の電流減少回路130を用いていることから、温度ばらつきやプロセスばらつきに起因する出力振幅ばらつきも抑制でき、第1の実施の形態の送信装置100と同様の効果を得ることができる。
図13は、電源電圧の増加に伴って電流値を増加させる電流調整回路及び電流源の他の回路構成例を示す図である。
電流調整回路123cは、電流増加回路260、電流乗算回路270,280を有している。
なお、図示の簡略化のため、電流乗算回路270,280のカレントミラー回路を構成するpMOSまたはnMOSは左右1つずつのみ示しているが、図4のように、それぞれ複数設けることで、電流を調整できる。
電流増加回路260は、カレントミラー回路を構成するnMOS261,262、電流源263、抵抗R12を有している。電源電圧VDDaは抵抗R12を介してnMOS261のドレイン側に印加されている。nMOS261のドレイン及びゲートと、nMOS262のゲートは接続されている。nMOS261,262のソースは接地されている。nMOS262のドレイン側のノードには、VDDa端子と接続された電流源263から電流I6が流れ込む。このノードは、更に、電流乗算回路270のpMOS271のドレインに接続されている。
電流乗算回路270は、pMOS271,272によりカレントミラー回路を構成しており、電流増加回路260から出力される電流をミラー比に応じて調整する。
電流乗算回路280は、nMOS281,282,電流源122によりカレントミラー回路を構成し、pMOS283、電流源121により別のカレントミラー回路を構成しており、電流乗算回路270から出力される電流をミラー比に応じて調整し、電流I1として出力する。
電流増加回路260の出力である電流I8は、nMOS261のドレイン電圧(=ゲート電圧)をVbとすると、I8=I7−I6=(VDDa−Vb)/R12−I6=1/R12×VDDa+I6−Vb/R12となる。したがって、電流乗算回路270,280によって調整されて、電流源121,122で発生する電流I1は、電源電圧VDDaが増加するにつれて増加する関数となる。
このような電流調整回路123cでも、図9、図11の下段の図で示したような特性の電流I1を生成することができる。
以上、第1及び第2の実施の形態の送信装置100,100aを説明してきたが、出力振幅をプラス方向に調整して補正する機能と、マイナス方向に調整して補正する機能を1つの装置で実現するようにしてもよい。たとえば、図4の電流調整回路123では図3の電圧Vmで電流0とはならずオフセットがつく。
そのとき、図4の電流調整回路123を以下のように改良することが望ましい。
図14は、電源電圧の増加に伴って電流値を減少させる電流調整回路及び電流源の他の回路構成例を示す図である。
図4の電流調整回路123と同一の構成要素については同一符号としている。
電流調整回路123dは、nMOS190を有している点が図4の電流調整回路123と異なっている。nMOS190のゲートは、nMOS135,137のゲートと接続している。nMOS190のドレインは、電流乗算回路140のpMOS142−1〜142−MのドレインとnMOS144のドレイン間のノードに接続されている。またソースは接地されている。nMOS190と、pMOS142−1〜142−Mと、nMOS144とは電流減算回路を構成している。
図7の電流調整回路123aでも同様に、電流減算回路を使用することでオフセット電流を減らせるので、振幅を減らすように調整できる。図12の電流調整回路123bと図13の電流調整回路123cの場合は、電流減算回路を使用することでオフセット電流を減らせるので、振幅を増やすように調整可能である。
なお、第1及び第2の実施の形態において、ドライバ回路110a,110bは、図1のような回路構成に限定されず、以下のような構成としてもよい。
図15及び図16は、第1または第2の実施の形態の送信装置のドライバ回路の他の回路構成例を示す図である。
図1と同じ構成要素、信号については同一符号としている。なお、図15、図16では、図1の上側のドライバ回路110aの等価回路を示している。
図15のドライバ回路110cは、抵抗R1,R3,R5とpMOS111,112,113の位置を入れ替え、抵抗R2,R4,R6とnMOS114,115,116の位置を入れ替えたものである。
図16のドライバ回路110dは、インバータ回路191,192,193,194,195を有している。図示を省略しているが、各インバータ回路191〜195は、VDDa端子とグランド間に直列に接続されたpMOSとnMOSからなる。そして、そのpMOS及びnMOSのゲートに各種入力信号が入力されている。
インバータ回路191は入力信号IPX,IPを入力する。インバータ回路192は入力信号PDと接地電位GNDを入力する。インバータ回路193は電源電圧VDDaと入力信号PDXを入力する。インバータ回路194は入力信号IDLEXと接地電位GNDを入力する。インバータ回路195は電源電圧VDDaと入力信号IDLEを入力する。
各インバータ回路191〜195の出力は、それぞれ抵抗R1(=R2),R3,R4,R5,R6を介して接続され、出力信号TXOPとして出力される。
次に、第3の実施の形態の送信装置を説明する。
図17は、第3の実施の形態の送信装置の回路構成を示す図である。
第1の実施の形態の送信装置100と同じ構成要素については同一符号とし、説明を省略する。
第3の実施の形態の送信装置300は、PCI−ExpressのPre−emphasis及びDe−emphasisを実現するものであり、ドライバ回路部310と、出力振幅補正部320に、Pre−emphasis信号及びDe−emphasis信号発生用の入力信号(ブーストシグナル)IBP,IBPX,IBN,IBNXを入力している。
ドライバ回路部310は、2つのドライバ回路310a,310bを有しており、電源電圧VDDaを抵抗分割して、ドライバ回路310aからは出力信号TXOP、ドライバ回路310bからは出力信号TXONを出力する。
ドライバ回路310aは、図1のドライバ回路110aの構成の他に、入力信号IBP,IBPX,IBN,IBNXを入力してPre−emphasis信号及びDe−emphasis信号を発生する構成を有している。ドライバ回路310aは、入力信号IBPXをゲートに入力するpMOS311、入力信号IBPをゲートに入力するnMOS312、pMOS311のソースとVDDa端子間に接続された抵抗R20、nMOS312のソースとグランド間に接続された抵抗R21を有している。pMOS311のドレインとnMOS312のドレイン間のノードは、他のpMOS111,112,113のドレインとnMOS114,115,116のドレイン間のノードと接続されている。
ドライバ回路310bはドライバ回路310aと同様の構成であり、入力信号IPXの代わりに入力信号INが入力されており、入力信号IPの代わりに入力信号INXが入力される。また、入力信号IBPXの代わりに入力信号IBNXが入力されており、入力信号IBPの代わりに入力信号IBNが入力される。
出力振幅補正部320は、図1の出力振幅補正部120の電流源121,122、電流調整回路123、pMOS124,125及びnMOS126,127と同様に構成された、電流源321,322、電流調整回路323、pMOS324,325、nMOS326,327を有している。すなわち、第3の実施の形態の送信装置300において、出力振幅補正部320は、メインシグナルである入力信号IP,IPX,IN,INXに対応した出力振幅の補正用と、Pre−emphasis信号及びDe−emphasis信号の補正用の構成からなる。
pMOS324,325、nMOS326,327のゲートには、メインシグナルである入力信号IPX,INX,IP,INの代わりに、ブーストシグナルである入力信号IBPX,IBNX,IBP,IBNを入力している。出力信号TXOPの信号線に接続したpMOS324のゲートには入力信号IBPXを入力し、nMOS326のゲートには入力信号IBPを入力している。出力信号TXONの信号線に接続したpMOS325のゲートには入力信号IBNXを入力し、nMOS327のゲートには入力信号IBNを入力している。この回路部によって、Pre−emphasis信号及びDe−emphasis信号の出力振幅も補正する。
以下、第3の実施の形態の送信装置300の動作を説明する。
通常動作の場合、ドライバ回路310aに入力されるメインシグナルである入力信号IP,IPXと、ドライバ回路310bに入力される入力信号IN,INXとは差動入力信号となる。同様にドライバ回路310aに入力されるブーストシグナルである入力信号IBP,IBPXと、ドライバ回路310bに入力される入力信号IBN,IBNXとは差動入力信号となる。なお、ドライバ回路310aに入力される入力信号IPと入力信号IPX、入力信号IBPと入力信号IBPXはそれぞれ同じ論理信号である。また、ドライバ回路310bに入力される入力信号INと入力信号INX、入力信号IBNと入力信号IBNXはそれぞれ同じ論理信号である。
図18は、第3の実施の形態の送信装置の動作波形の一例を示す図である。
縦軸が電圧、横軸が時間を示している。
図では、通常動作時(ACTIVE)及びIDLE時において、図上の入力信号IP,IN,IBP,IBNが入力された場合の出力信号TXOP,TXONの様子を示している。時刻T1から時刻T2がアイドル状態となっている。他の入力信号については図示を省略している。
入力信号IPと入力信号IBPが共に同符号のときにPre−emphasis信号が出力され、異符号のときにDe−emphasis信号が出力される。
たとえば、入力信号IP,IPXがHレベルの信号の場合、入力信号IN,INXがLレベルの信号となる。このとき、ドライバ回路310aではpMOS111がオフ、nMOS114がオンする。また、コモン電圧を設定するために入力信号PDをLレベル、入力信号PDXをHレベルとし、pMOS112、nMOS115をともにオンさせる。また、入力信号IDLEをLレベル、入力信号IDLEXをHレベルとして、pMOS113、nMOS116をともにオフさせる。また、ブーストシグナルである入力信号IBP,IBPXが入力信号IP,IPXと同じHレベルの信号の場合、pMOS311はオフし、nMOS312がオンする。これにより、図18のように、出力信号TXOPの電位は下がる(Pre−emphasis)。入力信号IBP,IBPXがLレベルの場合、入力信号IP,IPXと異符号となると、pMOS311がオンし、nMOS312はオフする。これにより、出力信号TXOPの電位は上昇する(De−emphasis)。なお、出力信号TXONは出力信号TXOPとは逆の出力(差動出力)となる。
一方、出力振幅補正部320では、電源電圧VDDaの変化に応じて生成した電流I1,I10により、出力信号TXOP,TXONの振幅を補正する。なお、Pre−emphasis Ratioが変わらないようにするために、電流I1と電流I10との電流比は、電源電圧VDDaによらず一定にする。
たとえば、入力信号IP,IPXがHレベル、入力信号IN,INXがLレベルの場合、出力振幅補正部320において、pMOS124とnMOS127はオフし、nMOS126とpMOS125がオンする。このとき、電流源121からの電流I1が、pMOS125のソース−ドレイン間に流れ、Hレベルとなる出力信号TXONの電圧を引き上げる。また、電流源122で生成される電流I1が、nMOS126のドレイン−ソース間に流れ、Lレベルとなる出力信号TXOPの電圧を引き下げる。これによって、出力信号TXOP,TXONの振幅が増える。
また、入力信号IBP,IBPXが入力信号IP,IPXと同符号で、たとえば、Hレベル、入力信号IBN,IBNXがLレベルの場合(Pre−emphasis)、PMOS324とnMOS327はオフし、nMOS326とpMOS325がオンする。このとき電流源321からの電流I10が、pMOS325のソース−ドレイン間に流れ、Hレベルとなる出力信号TXONの電圧を引き上げる。また、電流源322で生成される電流I10が、nMOS326のドレイン−ソース間に流れ、Lレベルとなる出力信号TXOPの電圧を引き下げる。これによって、出力信号TXOP,TXONの振幅が増える。
一方、入力信号IBP,IBPXが入力信号IP,IPXと異符号で、たとえば、Lレベル、入力信号IBN,IBNXがHレベルの場合(De−emphasis)、PMOS324とnMOS327がオンし、nMOS326とpMOS325はオフする。このとき電流源321からの電流I10が、pMOS324のソース−ドレイン間に流れ、Lレベルとなる出力信号TXOPの電圧を引き上げる。また、電流源322で生成される電流I10が、nMOS327のドレイン−ソース間に流れ、Hレベルとなる出力信号TXONの電圧を引き下げる。これによって、出力信号TXOP,TXONの振幅が減る。
なお、通常時の出力信号TXOP,TXONの振幅やコモン電圧は、電源電圧VDDa、抵抗R1,R2,R3,R4,R20,R21と、図1で示したような受信装置200の終端抵抗R7,R8及び、電流源121,122の電流I1、電流源321,322の電流I10によって決まる。また、リターンロスの規格を満たすために、たとえば、受信装置200の抵抗R7,R8の抵抗値を50ohmとした場合、抵抗の値をそれぞれの符号で表し、R1=R2、R7=R8、R20=R21とした場合、1/50=1/R7(=1/R8)=1/R1(=1/R2)+1/R3+1/R4+1/R20(=1/R21)とすることが必要である。なお、このときの抵抗R1,R2,R3,R4,R20,R21の抵抗値は、pMOS111,112,311、nMOS114,115,312のオン抵抗を含めて計算する必要がある。
パワーダウン時と、アイドル状態では、ドライバ回路310aのpMOS311とnMOS312及び出力振幅補正部320のpMOS324,325、nMOS326,327をオフすること以外は第1の実施の形態の送信装置100と同様の動作である。
第3の実施の形態の送信装置300において、出力振幅補正部320の電流調整回路323として、図4、図7、図14で示したような回路を用いることで、第1の実施の形態の送信装置100や第2の実施の形態の送信装置100aと同様に、電源電圧VDDaがばらついても、Pre−emphasis及びDe−emphasis時に出力振幅のばらつきを抑えることができる。また、プロセスばらつきや温度ばらつきによる出力振幅も補正でき、振幅の微調整も可能となる。
なお、電流I1と電流I10との電流比を電源電圧VDDaによらず一定にした場合、Pre−emphasis Ratioは変わらない。電流I1と電流I10との電流比を変更すると、Pre−emphasis Ratioが変わる。
また、出力振幅補正部320の出力信号TXOPの信号線に接続しているpMOS124とnMOS126に入力している入力信号IPX,IP及びpMOS324とnMOS326に入力している入力信号IBPX,IBPと、出力信号TXONの信号線に接続しているpMOS125とnMOS127に入力している入力信号INX,IN及びpMOS325とnMOS327に入力している入力信号IBNX,IBNとを、第2の実施の形態の送信装置100aのようにそれぞれ入れ替えてもよい。その場合、電流調整回路123,323も、電源電圧ばらつきによる出力振幅ばらつきを抑えるような電流I1,I10を発生するような回路を、たとえば、図12、図13から選択して用いる。
このように、第3の実施の形態の送信装置300によれば、PCI−ExpressのPre−emphasisとDe−emphasisに対応可能であり、電源電圧ばらつき、プロセスばらつき、温度ばらつきによる出力振幅ばらつきを抑制することができ、第1及び第2の実施の形態の送信装置100,100aと同様の効果を得ることができる。
なお、第3の実施の形態の送信装置300において、ドライバ回路310a,310bは、図17のように回路構成に限定されず、以下のような構成としてもよい。
図19及び図20は、第3の実施の形態の送信装置のドライバ回路の他の回路構成例を示す図である。
図17と同じ構成要素、信号については同一符号としている。なお、図19、図20では、図17の上側のドライバ回路310aの等価回路を示している。
図19のドライバ回路310cは、抵抗R1,R3,R5,R20とpMOS111,112,113,311の位置を入れ替え、抵抗R2,R4,R6,R21とnMOS114,115,116,312の位置を入れ替えたものである。
図20のドライバ回路310dは、インバータ回路331,332,333,334,335,336を有している。図示を省略しているが、各インバータ回路331〜336は、VDDa端子とグランド間に直列に接続されたpMOSとnMOSからなる。そしてそのpMOS及びnMOSのゲートに各種入力信号が入力されている。
インバータ回路331は入力信号IPX,IPを入力する。インバータ回路332は入力信号PDと接地電位GNDを入力する。インバータ回路333は電源電圧VDDaと入力信号PDXを入力する。インバータ回路334は入力信号IDLEXと接地電位GNDを入力する。インバータ回路335は電源電圧VDDaと入力信号IDLEを入力する。インバータ回路336は入力信号IBPX,IBPを入力する。
各インバータ回路331〜336の出力は、それぞれ抵抗R1(=R2),R3,R4,R5,R6,R20(=R21)を介して接続され、出力信号TXOPとして出力される。
次に、第4の実施の形態の送信装置を説明する。
図21は、第4の実施の形態の送信装置及び受信装置の回路構成を示す図である。
第1の実施の形態の送信装置100と同一の構成要素については同一符号としている。
第4の実施の形態の送信装置400において、出力振幅補正部420は、第1の実施の形態の送信装置100における出力振幅補正部120と、第2の実施の形態の送信装置100aにおける出力振幅補正部120aとを組み合わせた構成となっている。
第1の実施の形態の送信装置100の出力振幅補正部120に相当する構成として、電流源421a,422a、電流調整回路423a、pMOS424a,425a、nMOS426a,427aを有している。また、第2の実施の形態の送信装置100aにおける出力振幅補正部120aに相当する構成として、電流源421b,422b、電流調整回路423b、pMOS424b,425b、nMOS426b,427bを有している。
第4の実施の形態の送信装置400において、出力振幅補正部420は、電流調整回路423a,423bにより以下のような電流I20,I21を生成して出力振幅を補正する。
図22は、第4の実施の形態の送信装置の電流調整回路によって生成される電流と、補正される出力信号の振幅の例を示す図である。
図22の下段の図は、電源電圧VDDaと、電流源421a,422aで生成する電流I20の関係を示しており、縦軸が電流値、横軸が電源電圧VDDaを示している。
また、図22の中段の図は、電源電圧VDDaと、電流源421b,422bで生成する電流I21の関係を示しており、縦軸が電流値、横軸が電源電圧VDDaを示している。
また、図22の上段の図は、電源電圧VDDaと出力信号TXOP,TXONの振幅の関係を示しており、縦軸が振幅、横軸が電源電圧VDDaを示している。なお、破線は補正前(出力振幅補正部420に入力する前)の出力信号TXOP,TXONの振幅を示している。実線は補正後の出力信号TXOP,TXONの振幅を示している。
また、図22では、電源電圧VDDaが、ターゲットとする振幅Vaaのときの電圧Vt2を中心とした、電圧Vt1−Vmの範囲で出力振幅を補正する場合について示している。
第4の実施の形態の送信装置400において、出力振幅補正部420では、電源電圧VDDaが電圧Vt1から電圧Vt2以下の間では、電流調整回路423aにより、線形に減少する電流I20を生成して、出力振幅を補正する。図3で説明したように、線形に減少するような電流I20を用いて出力振幅を補正すると、電圧Vt1で補正前の振幅よりVupだけ増加して、電圧Vt2でターゲットの振幅Vaと一致する。
このような電流調整回路423aは、図4、図14のような回路構成により実現できる。
電源電圧VDDaが電圧Vt2以上で、電圧Vm以下では、電流調整回路423bにより、線形に増加する電流I21を生成して、出力振幅を補正する。図9で説明したように、線形に増加するような電流I21を生成して出力振幅を補正すると、電圧Vmで補正前よりVdownだけ減少するような補正値が得られる。
このような電流調整回路423bは、図12、図13のような回路構成により実現できる。
また、Vup=Vdownとするには、電流I20と電流I21の傾きの絶対値が等しくなるようにすればよい。
以上のような第4の実施の形態の送信装置400によれば、電源電圧ばらつきによる振幅のずれを抑制することができ、ターゲットの振幅Vaaを中心とした振幅規格の範囲内に収めることが可能になる。
また、電流源421a,422aと電流源421b,422bは、それぞれ電圧Vt1から電圧Vmまでの半分の範囲の電源電圧VDDaの範囲で電流を生成するので、電流値の最大値が半分になる。これにより電流源421a,422a,421b,422bの負担を減らすことができるので、電流源421a,422a,421b,422bを小さくできる。
ところで、第4の実施の形態の送信装置400においても、電流調整回路423a,423bで以下のような電流I20,I21を生成することで、出力振幅の微調整を行うことができる。
図23は、ターゲット振幅よりも振幅を増加させる場合において電流源が生成する電流及び出力信号の振幅の電源電圧に対する特性の例を示す図である。
図23の下段の図のように、電流調整回路423aにより、図22の下段の図の電流I20の関数にオフセット電流(一定の電流It1)を加えたものを電流I20としている。電流調整回路423bが生成する電流I21は、図22と同じである。これにより、図23の上段の図のように、電源電圧ばらつきによる出力振幅ばらつきを抑制できるとともに、出力振幅のプラス方向への微調整が可能となる。
このようにオフセット電流を加えた電流I20を生成する電流調整回路423aは、たとえば、以下のような回路構成で実現できる。
図24は、第4の実施の形態の送信装置において、電源電圧の増加に伴って電流値を減少させる電流調整回路及び電流源の回路構成例を示す図である。
電流調整回路423aは、電流減少回路430、電流乗算回路440,450,460、電流減算回路470、電流加算回路480を有している。
電流減少回路430は、電流I22を流す電流源431,432、nMOS433,434,435,436,437、抵抗R30,R31を有している。接続関係は図4の電流減少回路130と同じである。
電流乗算回路440は、pMOS441,442によりカレントミラー回路を構成しており、電流減少回路430から出力される電流をミラー比に応じて調整する。なお、図示を簡略化するため、pMOS441,442を1つずつ示しているが、図4に示したようにそれぞれ複数設けてもよい。以下に示す電流乗算回路450,460も同じである。
電流乗算回路450は、pMOS451,452により、カレントミラー回路を構成し、電流加算回路480からの出力電流をミラー比に応じて調整する。
電流乗算回路460は、nMOS461,462と、同じくnMOSである電流源422aによりカレントミラー回路を構成している。また、pMOS463と、pMOSである電流源421aによりカレントミラー回路を構成している。電流乗算回路450からの出力電流をミラー比に応じて調整し、電流源421a,422aで出力させる。
電流減算回路470は、電流乗算回路440の出力電流から電流減少回路430のnMOS435と自身のnMOS471でミラーした定電流を減算する機能を有し、電流乗算回路440のpMOS442のドレイン側のノードに、nMOS471のドレインとnMOS472のドレインとを接続した構成となっている。nMOS471のゲートは、電流減少回路430のnMOS435,437のゲートに接続されている。nMOS472のゲートは自身のドレインと接続されている。
電流加算回路480は、電流減算回路470のnMOS472のゲートと自身のゲートを接続したnMOS481と、電流減少回路430のnMOS435,437及び電流減算回路470のnMOS471のゲートに自身のゲートを接続したnMOS482を有している。nMOS481,482のドレインは、電流乗算回路450のnMOS451のドレイン側のノードに接続されている。電流加算回路480は、一定の電流I221(図23の電流It1に相当)と電流減算回路470のnMOS472と自身のnMOS481でミラーした定電流を加算して、電流乗算回路450に出力する。
このような電流調整回路423aでは、電流加算回路480により、オフセット(電流I221)を加えることで、図23の下図のような特性の電流I20を生成することができる。
図25は、ターゲット振幅よりも振幅を減少させる場合において電流源が生成する電流及び出力信号の振幅の電源電圧に対する特性の例を示す図である。
図25の中段の図のように、電流調整回路423bにより、図22の中段の図の電流I21の関数にオフセット電流(一定の電流It2)を加えたものを電流I21としている。電流調整回路423aが生成する電流I20は、図22と同じである。これにより、図25の上段の図のように、電源電圧ばらつきによる出力振幅ばらつきを抑制できるとともに、出力振幅のマイナス方向への微調整が可能となる。
このようにオフセットを加えた電流I21を生成する電流調整回路423bは、たとえば、以下のような回路構成で実現できる。
図26は、第4の実施の形態の送信装置において、電源電圧の増加に伴って電流値を増加させる電流調整回路及び電流源の回路構成例を示す図である。
電流調整回路423bは、電流減少回路430、電流乗算回路510,520,530,540,550、電流減算回路560、電流加算回路570を有している。
電流減少回路430は、図24と同じ構成であり同一符号としている。
電流乗算回路510は、pMOS511,512により、カレントミラー回路を構成しており、電流減少回路430からの出力電流をミラー比に応じて調整する。なお、図示を簡略化するため、pMOS511,512を1つずつ示しているが、図4に示したようにそれぞれ複数設けてもよい。以下に示す電流乗算回路520,530,540,550も同じである。
電流乗算回路520は、nMOS521,522により、カレントミラー回路を構成しており、電流乗算回路510からの出力電流をミラー比に応じて調整する。
電流乗算回路530は、電流減少回路430のnMOS435とカレントミラー回路を構成するnMOS533と、そのnMOS533のドレインと接続したpMOS531と、そのpMOS531とカレントミラー回路を構成するpMOS532と、を有している。電流I22をミラー比に応じて調整する。
電流乗算回路540は、電流加算回路570からの出力電流をミラー比に応じて調整する。
電流乗算回路550は、nMOS551,552と、同じくnMOSである電流源422bによりカレントミラー回路を構成している。また、pMOS553と、pMOSである電流源421bによりカレントミラー回路を構成している。電流乗算回路540からの出力電流をミラー比に応じて調整し、電流源421b,422bで出力させる。
電流減算回路560は、電流乗算回路530の出力電流から電流乗算回路520の出力電流を減算する機能を有し、電流乗算回路530のpMOS532のドレイン側のノードに、nMOS522のドレインとnMOS561のドレインとを接続した構成となっている。
電流加算回路570は、電流減算回路560のnMOS561のゲートと自身のゲートを接続してカレントミラー回路を構成するnMOS571と、電流減少回路430のnMOS435,437及び電流乗算回路530のnMOS533のゲートに自身のゲートを接続したnMOS572を有している。nMOS571,572のドレインは、電流乗算回路540のpMOS541のドレイン側のノードに接続されている。電流加算回路570は、電流I221(ここでは、図25の電流It2に相当)と電流減算回路560のnMOS561とミラーした自身のnMOS571の電流を加算する。
このような電流調整回路423bでは、電流加算回路570により、オフセット(電流I221)を加えることで、図25の中段の図のような特性の電流I21を生成することができる。
また、以下のような回路構成にしてもよい。
図27は、第4の実施の形態の送信装置において、電源電圧の増加に伴って電流値を増加させる電流調整回路及び電流源の他の回路構成例を示す図である。
図13の電流調整回路123cと同じ構成要素については同一符号としている。
電流調整回路423cは、電流増加回路260、電流乗算回路270,280の他に、電流加算回路610を有している。
電流加算回路610は、電流乗算回路270のpMOS272と、電流源611からなり、pMOS272のドレインに流れる電流に電流源611の電流I23を加算して、電流乗算回路280に入力するような構成としている。
このような電流調整回路423cでも、図25の中段の図で示したような特性の電流I21を生成することができる。
次に、第5の実施の形態の送信装置を説明する。
図28は、第5の実施の形態の送信装置の回路構成を示す図である。
第5の実施の形態の送信装置700は、第3の実施の形態の送信装置300と、第4の実施の形態の送信装置400とを組み合わせたものである。
すなわち、出力振幅補正部720では、第4の実施の形態の送信装置400の出力振幅補正部420と同様に、メインシグナルである入力信号IP,IPX,IN,INXを入力して、出力振幅を電源電圧VDDaが低いほど増加させるように補正する構成(電流I30を生成する電流源721a,722a、電流調整回路723a、pMOS724a,725a、nMOS726a,727a)と、入力信号IP,IPX,IN,INXを入力して、出力振幅を電源電圧VDDaが高いほど減少させるように補正する構成(電流I31を生成する電流源721b,722b、電流調整回路723b、pMOS724b,725b、nMOS726b,727b)を有している。
更に、出力振幅補正部720は、ブーストシグナルである入力信号IBP,IBPX,IBN,IBNXを入力して、Pre−emphasis信号またはDe−emphasis信号の振幅を電源電圧VDDaが低いほど増加させるように補正する構成(電流I32を生成する電流源721c,722c、電流調整回路723c、pMOS724c,725c、nMOS726c,727c)と、入力信号IBP,IBPX,IBN,IBNXを入力して、出力振幅を電源電圧VDDaが高いほど減少させるように補正する構成(電流I33を生成する電流源721d,722d、電流調整回路723d、pMOS724d,725d、nMOS726d,727d)を有している。
電流調整回路723a,723cは、図4、図14のような回路が用いられる。
また、図24の回路とすることでオフセット電流を加算でき、出力振幅を微調整できる。
一方、電流調整回路723b,723dは、図12、図13のような回路が用いられる。
また、図26,27の回路とすることでオフセット電流を加算でき、出力振幅を微調整できる。
このような第5の実施の形態の送信装置700によれば、第4の実施の形態の送信装置400と同様の効果を得ることができるとともに、PCI−ExpressのPre−emphasis及びDe−emphasisに対応することができる。
以上第1乃至第5の実施の形態の送信装置を説明してきたが、本発明は上記の構成に限定されるものではない。電流調整回路も様々な回路構成で実現可能である。
たとえば、電流減少回路として、電流乗算回路(電流増幅回路)と減算回路を使用して傾きを反転させたものにも置き換えられるし、差動アンプを用いて構成するようにしてもよい。
また、電流調整回路として、電源電圧をADC(Analog Digital Converter)で認識してからDSP(Digital Signal Processor)で信号処理して、DAC(Digital Analog Converter)で電圧(または電流)に変換するようにしてもよい。この場合、どんな電流関数でも実現できる。
(付記1) 電源電圧に基づく抵抗分割により出力信号を生成するドライバ回路部と、
前記電源電圧の変化に応じた電流を生成し、前記ドライバ回路部から出力される前記出力信号の振幅を、前記電流により補正する出力振幅補正部と、
を有することを特徴とする送信装置。
(付記2) 前記出力振幅補正部は、前記電源電圧が増加すると線形に減少するような前記電流を生成することを特徴とする付記1に記載の送信装置。
(付記3) 前記電流により、前記電源電圧が低いほど、前記電源電圧の前記振幅を増加させることを特徴とする付記2記載の送信装置。
(付記4) 前記出力振幅補正部は、前記電源電圧が増加すると線形に増加するような前記電流を生成することを特徴とする付記1に記載の送信装置。
(付記5) 前記電流により、前記電源電圧が高いほど、前記電源電圧の前記振幅が減少することを特徴とする付記4に記載の送信装置。
(付記6) 前記出力振幅補正部は、前記電源電圧が所定の電圧以下では、前記電源電圧が増加すると線形に減少するような前記電流を生成し、前記電源電圧が前記所定の電圧以上の場合に、前記電源電圧が増加すると線形に増加するような前記電流を生成することを特徴とする付記1に記載の送信装置。
(付記7) 前記電源電圧が前記所定の電圧以下では、前記電源電圧が低いほど、前記電源電圧の前記振幅を増加させ、前記電源電圧が前記所定の電圧以上では、前記電源電圧が高いほど、前記電源電圧の前記振幅を減少させることを特徴とする付記6に記載の送信装置。
(付記8) 前記出力信号は、Pre−emphasis信号またはDe−emphasis信号を含み、前記出力振幅補正部は、前記Pre−emphasis信号または前記De−emphasis信号の振幅を、前記電源電圧の変化に応じて生成した前記電流により補正することを特徴とする付記1乃至7の何れか一項に記載の送信装置。
(付記9) 前記出力振幅補正部は、前記電源電圧の変化に応じて生成した前記電流の他に、前記電源電圧に依存しない一定のオフセット電流を生成することを特徴とする付記1乃至8の何れか一項に記載の送信装置。
(付記10) 前記出力振幅補正部は、前記電流を生成する電流源と、前記電流を前記電源電圧の変化に応じて調整する電流調整回路と、前記出力振幅補正部への入力信号に応じて、前記電流源と前記出力信号の信号線との接続をオンまたはオフするスイッチ回路と、を有することを特徴とする付記1乃至9の何れか一項に記載の送信装置。
(付記11) 前記電流源、前記電流調整回路及び前記スイッチ回路は、メインの入力信号に対応した出力信号の振幅の補正用と、前記Pre−emphasis信号または前記De−emphasis信号の振幅の補正用とで、別々に設けられていることを特徴とする付記10に記載の送信装置。
(付記12) 前記電流調整回路は、電流減少回路と、ミラー比により前記電流を調整する電流乗算回路とを有し、前記電源電圧が増加すると線形に減少するような前記電流を前記電流源により生成させることを特徴とする付記10または11の何れか一項に記載の送信装置。
(付記13) 前記電流調整回路は、電流減少回路と、電流減算回路とを有し、前記電源電圧が増加すると線形に増加するような前記電流を前記電流源により生成させることを特徴とする付記10乃至12の何れか一項に記載の送信装置。
(付記14) 前記電流調整回路は、電流増加回路を有し、前記電源電圧が増加すると線形に増加するような前記電流を前記電流源により生成させることを特徴とする付記10乃至13の何れか一項に記載の送信装置。
(付記15) 前記電流調整回路は、一定の電流値を加算する電流加算回路を更に有することを特徴とする付記10乃至14の何れか一項に記載の送信装置。
(付記16) 前記電流調整回路は、カレントミラー回路を構成する複数のMOSFETを具備した電流乗算回路を更に有し、ミラー比により電流を調整することを特徴とする付記10乃至15の何れか一項に記載の送信装置。
第1の実施の形態の送信装置及び受信装置の回路構成を示す図である。 送信装置の動作波形の一例を示す図である。 第1の実施の形態の送信装置の電流調整回路によって生成される電流と、補正される出力振幅の例を示す図である。 電源電圧の増加に伴って電流値を減少させる電流調整回路及び電流源の回路構成例を示す図である。 振幅調整用に電流源が生成する電流及び出力振幅の電源電圧に対する特性の例を示す図である。 電源電圧ばらつきによる出力振幅ばらつきの抑制と振幅微調整を行う際に生成する電流と、補正される出力振幅の例を示す図である。 電源電圧ばらつきによる出力振幅ばらつきの抑制と振幅微調整を行うための電流を生成する電流調整回路及び電流源の回路構成を示す図である。 第2の実施の形態の送信装置及び受信装置の回路構成を示す図である。 第2の実施の形態の送信装置の電流調整回路によって生成される電流と、補正される出力信号の振幅の例を示す図である。 振幅調整用に電流源が生成する電流及び出力振幅の電源電圧に対する特性の例を示す図である。 電源電圧ばらつきによる出力振幅ばらつきの抑制と振幅微調整を行う際に生成する電流の特性と、補正される出力振幅の例を示す図である。 電源電圧の増加に伴って電流値を増加させる電流調整回路及び電流源の回路構成例を示す図である。 電源電圧の増加に伴って電流値を増加させる電流調整回路及び電流源の他の回路構成例を示す図である。 電源電圧の増加に伴って電流値を減少させる電流調整回路及び電流源の他の回路構成例を示す図である。 第1または第2の実施の形態の送信装置のドライバ回路の他の回路構成例を示す図である(その1)。 第1または第2の実施の形態の送信装置のドライバ回路の他の回路構成例を示す図である(その2)。 第3の実施の形態の送信装置の回路構成を示す図である。 第3の実施の形態の送信装置の動作波形の一例を示す図である。 第3の実施の形態の送信装置のドライバ回路の他の回路構成例を示す図である。(その1) 第3の実施の形態の送信装置のドライバ回路の他の回路構成例を示す図である。(その2) 第4の実施の形態の送信装置及び受信装置の回路構成を示す図である。 第4の実施の形態の送信装置の電流調整回路によって生成される電流と、補正される出力信号の振幅の例を示す図である。 ターゲット振幅よりも振幅を増加させる場合において電流源が生成する電流及び出力信号の振幅の電源電圧に対する特性の例を示す図である。 第4の実施の形態の送信装置において、電源電圧の増加に伴って電流値を減少させる電流調整回路及び電流源の回路構成例を示す図である。 ターゲット振幅よりも振幅を減少させる場合において電流源が生成する電流及び出力信号の振幅の電源電圧に対する特性の例を示す図である。 第4の実施の形態の送信装置において、電源電圧の増加に伴って電流値を増加させる電流調整回路及び電流源の回路構成例を示す図である。 第4の実施の形態の送信装置において、電源電圧の増加に伴って電流値を増加させる電流調整回路及び電流源の他の回路構成例を示す図である。 第5の実施の形態の送信装置の回路構成を示す図である。 従来の送信装置及び受信装置の回路構成を示す図である。 他の従来の送信装置及び受信装置の回路構成を示す図である。 電流源のカレントミラー回路の例である。
符号の説明
100 送信装置
110 ドライバ回路部
110a,110b ドライバ回路
120 出力振幅補正部
121,122 電流源
123 電流調整回路
124,125 pMOS
126,127 nMOS
200 受信装置

Claims (7)

  1. 電源電圧が供給され、入力信号に基づいて出力信号を生成するドライバ回路部と、
    前記電源電圧が第1電圧以上、第2電圧以下の場合に、前記電源電圧の増加に応じて電流値が減少し、前記電源電圧の減少に応じて電流値が増加する第1電流を生成して、前記入力信号に応じて前記第1電流を前記出力信号に加える第1の出力振幅補正部と、
    前記電源電圧が前記第2電圧以上の場合に、前記電源電圧の増加に応じて電流値が増加する第2電流を生成し、前記入力信号の反転信号に応じて前記第2電流を前記出力信号に加える第2の出力振幅補正部と、
    を有することを特徴とする送信装置。
  2. 前記第1の出力振幅補正部は、前記出力信号の振幅を、前記第2電圧に対応する値よりも小さい値から前記第2電圧に対応する値へ増加させ、
    前記第2の出力振幅補正部は、前記出力信号の振幅を、前記第2電圧に対応する値よりも大きい値から前記第2電圧に対応する値へ減少させることを特徴とする請求項1に記載の送信装置。
  3. 前記第1電流は、前記電源電圧が前記第1電圧である時に最大の値となることを特徴とする請求項1に記載の送信装置。
  4. 前記第1の出力振幅補正部は、前記電源電圧に依存しない一定のオフセット電流を前記第1電流に加えることを特徴とする請求項1乃至3の何れか一項に記載の送信装置。
  5. 前記第2の出力振幅補正部は、前記電源電圧に依存しない一定のオフセット電流を前記第2電流に加えることを特徴とする請求項1乃至4の何れか一項に記載の送信装置。
  6. 前記第1の出力振幅補正部は、
    前記第1電流を生成する第1の電流源と、
    前記第1電流を前記電源電圧の増加に基づいて減少させる第1の電流調整回路と、
    前記入力信号に応じて前記第1の電流源と前記出力信号の信号線とを接続する第1のスイッチ回路と、
    を有することを特徴とする請求項1乃至5の何れか一項に記載の送信装置。
  7. 前記第2の出力振幅補正部は、
    前記第2電流を生成する第2の電流源と、
    前記第2電流を前記電源電圧の増加に基づいて増加させる第2の電流調整回路と、
    前記入力信号の反転信号に応じて、前記第2の電流源と前記出力信号の信号線とを接続する第2のスイッチ回路と、
    を有することを特徴とする請求項1乃至6の何れか一項に記載の送信装置。
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