JPH03283741A - Signal transfer circuit - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の属する分野〕
本発明はプリント板上やハイブリットIC基板上で、低
電流、”低電力でデジタル信号を送信゛、受信する信号
伝達回路に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of the Invention] The present invention relates to a signal transmission circuit that transmits and receives digital signals with low current and low power on a printed circuit board or a hybrid IC board.
従来、プリント基板上のIC間や、ハイブリット基板上
のIC間でデジタル信号を送受する方法として、TTL
やECLインタフェースのような電圧モードで動作する
ものや、電流の有無又は大小で送受する電流モードで動
作する回路があった。Conventionally, TTL has been used as a method for transmitting and receiving digital signals between ICs on printed circuit boards or between ICs on hybrid boards.
There were circuits that operated in the voltage mode, such as the ECL interface, and circuits that operated in the current mode, which transmitted and received depending on the presence or absence of current or the magnitude of the current.
高速デジタル信号を送受するには、ECLインタフェー
スが優れていることが知られているが。It is known that the ECL interface is excellent for transmitting and receiving high-speed digital signals.
その動作電流は大きく、低消費電力化には向かないとい
う問題がある。The problem is that the operating current is large and it is not suitable for reducing power consumption.
一方、電流モードで動作する回路としては、例えば“ア
ナログ集積回路”近代科学社、昭和55年2月発行の第
257頁に記載されているようなカスコード接続型の回
路がある。On the other hand, as a circuit that operates in current mode, there is a cascode connection type circuit, for example, as described in "Analog Integrated Circuits" published by Kindai Kagakusha, February 1980, page 257.
第6図は、上記のごとき電流モードで動作する回路の従
来例図である。FIG. 6 is a diagram of a conventional example of a circuit operating in the current mode as described above.
第6図において、21は送信回路、22は受信回路、2
3はデジタル信号の入力端子、24はデジタル信号の出
力端子、25は送信回路21と受倍回路22とを接続す
る布線である。In FIG. 6, 21 is a transmitting circuit, 22 is a receiving circuit, 2
3 is a digital signal input terminal, 24 is a digital signal output terminal, and 25 is a wiring connecting the transmitter circuit 21 and the receiver circuit 22.
まず、第6図(a)は基本的な回路形式である。First, FIG. 6(a) shows the basic circuit format.
送信回路21は、定電流源工。と、その電流を切り換え
る電流スイッチ用のトランジスタQ3゜、Q、1とから
構成され、入力端子23に入力したデジタル信号に対応
した電流信号を布線25に出力する。また、受信回路2
は、布線25を介して入力した電流信号を電圧信号に変
換する抵抗R3゜、R31からなる。The transmitting circuit 21 is a constant current source. and current switch transistors Q3°, Q,1 for switching the current, and outputs a current signal corresponding to the digital signal input to the input terminal 23 to the wiring 25. In addition, the receiving circuit 2
consists of resistors R3° and R31 that convert the current signal input via the wiring 25 into a voltage signal.
上記の送受信回路は、例えば、プリント板実装の場合に
は、送信回路21はプリント板上の成る集積回路に、受
信回路22は同じプリント板上の別の集積回路に搭載さ
れており1両者はプリント板上に設けられた布線25で
接続されることになる。For example, when the above-mentioned transmitting and receiving circuit is mounted on a printed board, the transmitting circuit 21 is mounted on an integrated circuit on the printed board, and the receiving circuit 22 is mounted on another integrated circuit on the same printed board. The connection will be made by wiring 25 provided on the printed board.
上記の送受信回路の動作は次のようになる。The operation of the above transmitting/receiving circuit is as follows.
送信回路21の入力端子23にデジタル信号が入力する
と、それに対応してトランジスタQ3゜、Q、1の一方
がオン、他方がオフになる。そのため布線25を介して
受信回路の抵抗R30またはR1□の一方に電流が流れ
、その抵抗で電位降下が生じるので、受信回路22の出
力端子24には電位の大小関係が生じ、それがデジタル
信号として出力される。When a digital signal is input to the input terminal 23 of the transmitting circuit 21, one of the transistors Q3°, Q,1 is turned on and the other is turned off in response. Therefore, a current flows through the wiring 25 to one of the resistors R30 and R1□ of the receiving circuit, and a potential drop occurs at that resistance, so a magnitude relationship of potentials occurs at the output terminal 24 of the receiving circuit 22, which is converted into a digital signal. Output as a signal.
この回路を高速で動作させるには、プリント基板上の布
線25の容量と抵抗R3いR1□との充放電を高速化さ
せる必要があり、そのためには抵抗R,o、 R31の
抵抗値を小さくし、定電流工。の値を大きくする必要が
ある。このため低消費電力化には適さないという問題が
あった。In order to operate this circuit at high speed, it is necessary to speed up the charging and discharging of the capacitance of the wiring 25 on the printed circuit board and the resistors R3 and R1□.To do this, the resistance values of the resistors R, o, and R31 must be Make it smaller and use constant current. It is necessary to increase the value of Therefore, there was a problem that it was not suitable for reducing power consumption.
次に、第6図(b)の回路は、受信回路22−にベース
接地トランジスタQa2、Q33を追加したものである
。Next, the circuit shown in FIG. 6(b) is obtained by adding common base transistors Qa2 and Q33 to the receiving circuit 22-.
この回路の動作は、前記第6図(a)とほぼ同様である
が、電流の流れる経路に挿入されたベース接地トランジ
スタQ、2、Q 33により、布線25の電位はベース
印加電圧VBBからベース・エミッタ間電圧(0,6〜
0.9v位)だけ低くなった電位でほぼ一定に保たれる
ため、第6図(a)で述べたような布線容量の充放電電
流をかなり抑制することが出来る。そのため、定電流源
工。の電流をさほど大きくせずに高速動作をさせること
が出来る。しかし、送信回路21と受信回路22とは。The operation of this circuit is almost the same as that shown in FIG. 6(a), but the potential of the wiring 25 is changed from the base applied voltage VBB by the common base transistors Q, 2, and Q 33 inserted in the current flow path. Base-emitter voltage (0,6~
Since the potential is kept almost constant at a potential lowered by about 0.9 V, the charging/discharging current of the wiring capacitor as described in FIG. 6(a) can be considerably suppressed. Therefore, constant current source engineering. High-speed operation can be achieved without increasing the current. However, what about the transmitting circuit 21 and the receiving circuit 22?
一般に異なる集積回路で構成されるので、定電流源工。Constant current power supplies are generally composed of different integrated circuits.
の値や抵抗R3゜、R3□の値は製造バラツキのために
それぞれランダムに数10%も変動することがあり、そ
のため、受信回路22の出力振幅も集積回路の組み合わ
せによってランダムに変動することになる。, and the values of resistors R3゜ and R3□ may vary randomly by several tens of percent due to manufacturing variations. Therefore, the output amplitude of the receiving circuit 22 also varies randomly depending on the combination of integrated circuits. Become.
したがって、最悪の組み合わせでも所要の出力振幅を得
られるようにするためには、設計値としての定電流源工
。や抵抗R1゜、R1□を大きめに設計する必要がある
が、そのように設定すると消費電流が増大し、また出力
振幅が大きめに変動した場合にはトランジスタQ、2、
Q3.が飽和して高速動作が出来なくなってしまうとい
う問題があった。Therefore, in order to obtain the required output amplitude even with the worst combination, the constant current source must be set as a design value. It is necessary to design the resistors R1゜ and R1□ to be large, but such settings will increase the current consumption, and if the output amplitude fluctuates considerably, the transistors Q, 2,
Q3. There was a problem in that the current was saturated and high-speed operation was no longer possible.
上記のように従来の回路においては、異なった集積回路
間における製造時の素子特性バラツキがあるため、動作
電流を大きな値に設定する必要があり、また、そのため
にトランジスタが飽和して高速動作が出来なくなる等の
問題があった。As mentioned above, in conventional circuits, there are variations in element characteristics during manufacturing between different integrated circuits, so it is necessary to set the operating current to a large value. There were problems such as not being able to do it.
本発明は、上記のごとき従来技術の問題を解決するため
になされたものであり、製造バラツキによる素子特性の
変動があっても、低消費電力で高速動作を可能にする信
号伝達回路を提供することを目的とする。The present invention has been made to solve the problems of the prior art as described above, and provides a signal transmission circuit that enables high-speed operation with low power consumption even when element characteristics vary due to manufacturing variations. The purpose is to
上記の目的を達成するため、本発明においては、特許請
求の範囲に記載するように構成している。In order to achieve the above object, the present invention is configured as described in the claims.
すなわち1本発明においては、受信回路側では、該回路
の電気的特性を電流値又は電圧値として出力し、送信回
路側では、受信回路からの電流値又は電圧値を入力し、
その入力値に応じて、送出する電流信号の電流値を制御
するように構成したものである。That is, in one aspect of the present invention, the receiving circuit side outputs the electrical characteristics of the circuit as a current value or voltage value, and the transmitting circuit side inputs the current value or voltage value from the receiving circuit,
The current value of the current signal to be sent out is controlled according to the input value.
上記のように構成したことにより、本発明においては、
送信回路と受信回路との間に素子特性のバラツキがあっ
ても、その差異に対応して送信側の電流値が変わるので
、設計段階で大きな電流値に設定しておく必要がなくな
る。したがって低消費電力で、かつ高速動作が可能とな
る。With the above configuration, in the present invention,
Even if there is variation in element characteristics between the transmitting circuit and the receiving circuit, the current value on the transmitting side changes in response to the difference, so there is no need to set a large current value at the design stage. Therefore, low power consumption and high speed operation are possible.
第1図は1本発明の第1の実施例のブロック図である。 FIG. 1 is a block diagram of a first embodiment of the present invention.
第1図において、1は送信回路、2は受信回路、3は前
段の回路から送信回路1へのデジタル信号の入力端子、
4は電流信号出力端子、5は受信回路の特性入力端子、
6は受信回路の特性検出回路。In FIG. 1, 1 is a transmitting circuit, 2 is a receiving circuit, 3 is an input terminal for digital signals from the previous stage circuit to the transmitting circuit 1,
4 is a current signal output terminal, 5 is a characteristic input terminal of the receiving circuit,
6 is a characteristic detection circuit of the receiving circuit.
7はデジタル信号/電流信号の変換回路、8は送信図j
llと受信回路2と接続する布線、9は受信回路の電流
信号入力端子、10は受信回路2から後続の回路へのデ
ジタル信号の出力端子、11は受信回路の特性出力端子
である。7 is a digital signal/current signal conversion circuit, 8 is a transmission diagram j
11 is a wiring that connects to the receiving circuit 2, 9 is a current signal input terminal of the receiving circuit, 10 is an output terminal for a digital signal from the receiving circuit 2 to a subsequent circuit, and 11 is a characteristic output terminal of the receiving circuit.
上記のデジタル信号入力端子3、電流信号出力端子4、
布線8、電流信号入力端子9およびデジタル信号出力端
子10は、伝送すべきデジタル信号の数だけ設けられて
いる。The above digital signal input terminal 3, current signal output terminal 4,
Wires 8, current signal input terminals 9, and digital signal output terminals 10 are provided as many as the number of digital signals to be transmitted.
以下、動作を説明する。The operation will be explained below.
送信回路1は、特性検出回路6と変換回路7とから構成
される。The transmitting circuit 1 includes a characteristic detection circuit 6 and a conversion circuit 7.
特性検出回路6は特性入力端子5の電圧又は電、流を入
力として、その入力に応じて出方電流レベルを制御する
信号を変換回路7に出力する。The characteristic detection circuit 6 receives the voltage, current, or current of the characteristic input terminal 5 as an input, and outputs a signal for controlling the output current level to the conversion circuit 7 in accordance with the input.
変換回路7は、1個又は複数個のデジタル信号を入力端
子3から入力し、そのデジタル信号電圧の高/低に対応
した電流信号を電流信号出方端子4力傅出力する。そし
てその電流信号の電流レベルは特性検出回路6から与え
られた制御信号によって設定される。The conversion circuit 7 inputs one or more digital signals from the input terminal 3, and outputs a current signal corresponding to the high/low level of the digital signal voltage from the current signal output terminal 4. The current level of the current signal is set by a control signal given from the characteristic detection circuit 6.
受信画jI2は、電流信号入力端子9に流れる電流の有
無又は大小か、ら元のデジタル信号を検出し、デジタル
信号出力端子1oがら出力する。また。The received image jI2 detects the original digital signal from the presence or absence or magnitude of a current flowing through the current signal input terminal 9, and outputs it from the digital signal output terminal 1o. Also.
受信回路自身の電気的特性を表す電流値又は電圧値を出
力する回路(図示せず、第2図以降で詳述)を備え、上
記の電流値又は電圧値を特性出方端子11から出力する
。It is equipped with a circuit (not shown, detailed in FIG. 2 onwards) that outputs a current value or voltage value representing the electrical characteristics of the receiving circuit itself, and outputs the above current value or voltage value from the characteristic output terminal 11. .
次に、第2図は、第1図の実施例の具体的な回路側図で
ある。以下、具体的動作を第2図を用いて説明する。な
お、第2図において第1図と同符号は対応する部分を示
す。Next, FIG. 2 is a detailed circuit diagram of the embodiment of FIG. 1. The specific operation will be explained below using FIG. 2. Note that in FIG. 2, the same symbols as in FIG. 1 indicate corresponding parts.
まず、第2図(a)は、3個のデジタル信号を送受する
回路例である。First, FIG. 2(a) shows an example of a circuit that transmits and receives three digital signals.
受信回路2内のダイオードD8、D2.抵抗R6、R□
およびトランジスタQ1は定電流源を構成し。Diodes D8, D2 . in the receiving circuit 2 . Resistance R6, R□
and transistor Q1 constitute a constant current source.
この回路が受信回路2の素子特性を電流値として出力す
る回路である。This circuit is a circuit that outputs the element characteristics of the receiving circuit 2 as a current value.
この定電AMは、トランジスタQ□のコレクタから定電
流工、を出力し、それが特性出方端子11から送信回路
1側へ送られる。This constant current AM outputs a constant current from the collector of the transistor Q□, which is sent from the characteristic output terminal 11 to the transmitting circuit 1 side.
なお、定電流工、の値は、
I、=Vt/R□ ・・・(1)である、た
だし、vTはPN接合の順方向降下電圧であり、0.8
v程度の値である。The value of constant current is I, = Vt/R□ (1), where vT is the forward voltage drop of the PN junction and is 0.8
The value is about v.
上記の定電流工、は、受信回路2の抵抗R1に反比例し
ている。そして受信回路2は一つの集積回路で構成さ熟
、内部の各素子の特性のバラツキ等は同じ傾向になって
いるので、抵抗R□の値は、受信回路2の電気的特性(
抵抗値のバラツキ)に対応しており、したがって定電流
エエの値は受信画M2の電気的特性を示すものとなる。The constant current factor described above is inversely proportional to the resistance R1 of the receiving circuit 2. The receiving circuit 2 is constructed of one integrated circuit, and the characteristics of each element tend to be the same, so the value of the resistance R□ is determined by the electrical characteristics of the receiving circuit 2 (
Therefore, the value of the constant current E indicates the electrical characteristics of the received image M2.
送信回路1内の特性検出回路6は、受信回路2の特性出
力端子11から出力された電流工、を特性入力端子5か
ら入力する。そしてトランジスタQ2、Ql、Q、、Q
、で構成されたカレントミラー回路によって3組の電流
を生成する。The characteristic detection circuit 6 in the transmitting circuit 1 receives the current output from the characteristic output terminal 11 of the receiving circuit 2 from the characteristic input terminal 5 . and transistors Q2, Ql, Q, ,Q
, three sets of currents are generated by a current mirror circuit composed of .
この際、トランジスタQ、、Q、、Q、のサイズ比をQ
□に比べてN倍とすれば、Ql、Q、、 Q、のコレク
タ電流Icは下記(2)式で与えられる。In this case, the size ratio of transistors Q, ,Q, ,Q, is set to Q
If it is N times as large as □, the collector current Ic of Ql, Q, , Q, is given by the following equation (2).
Ic:N1. ・・・(2)変換回路7は
、それぞれ2個のトランジスタからなる3組の電流スイ
ッチで構成される。そして各電流スイッチは、入力する
デジタル信号に応じて電流経路を切り替え、トランジス
タQ3、QいQ、のコレクタ電流1cを電流信号として
電流信号出力端子4から出力する。Ic:N1. (2) The conversion circuit 7 is composed of three sets of current switches each consisting of two transistors. Each current switch switches the current path according to the input digital signal, and outputs the collector current 1c of the transistors Q3, QiQ as a current signal from the current signal output terminal 4.
例えば、トランジスタQいQ7からなる電流スイッチは
、トランジスタQ、のコレクタ電流Icを電流信号とし
て出力する。For example, a current switch including transistors Q and Q7 outputs the collector current Ic of transistor Q as a current signal.
受信回路2は、送信図J11からの電流信号を電流信号
入力端子9から入力し、抵抗R2、トランジスタQ、、
Q、および固定のバイアス電流を与える定電流源工。か
ら構成された電流検出回路によってデジタル信号に変換
する。このデジタル信号はデジタル信号出力端子1oが
ら後続の回路へ出力される。The receiving circuit 2 inputs the current signal from the transmission diagram J11 from the current signal input terminal 9, and connects a resistor R2, a transistor Q, .
Q, and a constant current source that provides a fixed bias current. It is converted into a digital signal by a current detection circuit consisting of: This digital signal is output to the subsequent circuit through the digital signal output terminal 1o.
上記のデジタル信号出力端子1oの出力電圧V OUT
の低レベルV 0UTLと高レベルVOUT)lは、下
記(3)、(4)式で示される。Output voltage V OUT of the above digital signal output terminal 1o
The low level V0UTL and high level VOUT)l are shown by the following equations (3) and (4).
Vourb= Vcc −R,X (I c+ I 、
1)=Vcc Rz (N 11+ IO) −(3
)V 0LITH= V cc −R2I。
・ (4)上記のように、出力電圧V OUTの高レベ
ル、低レベルとも、送信回路1の素子特性(抵抗値やト
ランジスタのhpE)と直接的には関与しておらず、送
信回路と受信回路間の素子特性のバラツキの影響を受け
ない。したがって送信回路1と受信回路2とが異なった
集積回路で形成され、素子特性のバラツキが異なった傾
向を示す場合でも、それに影響されることなく、常に安
定した出方電圧を得ることか出来る。Vourb=Vcc-R,X (Ic+I,
1)=Vcc Rz (N 11+ IO) −(3
)V0LITH=Vcc-R2I.
・(4) As mentioned above, the high level and low level of the output voltage V OUT are not directly related to the element characteristics of the transmitting circuit 1 (resistance value and transistor hpE), but are directly related to the transmitting circuit and the receiving circuit. Unaffected by variations in element characteristics between circuits. Therefore, even if the transmitting circuit 1 and the receiving circuit 2 are formed of different integrated circuits and the variation in element characteristics exhibits different trends, a stable output voltage can always be obtained without being affected by this.
次に、第2図(b)は、送信回路1と受信回路2との間
の布線8の本数を減少した回路である。Next, FIG. 2(b) shows a circuit in which the number of wiring lines 8 between the transmitting circuit 1 and the receiving circuit 2 is reduced.
この回路は、変換回路7の電流スイッチの出力の片側の
みを用いたものである。This circuit uses only one side of the output of the current switch of the conversion circuit 7.
この回路の構成は、基本的には前記第2図(a)とほぼ
同様であるが、受信回路2内の電流検出回路は、トラン
ジスタQ、。、抵抗R2、閾値電圧を発生する抵抗R0
^、 Rlg、コンパレータ12から構成される。The configuration of this circuit is basically the same as that shown in FIG. 2(a), except that the current detection circuit in the receiving circuit 2 is a transistor Q. , resistor R2, resistor R0 that generates the threshold voltage
^, Rlg, and a comparator 12.
上記の閾値電圧VTRは、 R1^+R,a で与えられる。The above threshold voltage VTR is R1^+R,a is given by
また、トランジスタQユ。のコレクタ電位v1は。Also, transistor Qyu. The collector potential v1 of is.
前記VOLITと同じ式で表される。It is expressed by the same formula as VOLIT above.
上記のコレクタ電位v1と閾値電圧VTHの電位との大
小をコンパレータ12によって検出し、その結果がデジ
タル信、号としてデジタル信号出力端子10から出力さ
れる。従って、この場合も前記と同様に、送信回路1と
受信回路2間の素子のバラツキの影響を受けない。The comparator 12 detects the magnitude between the collector potential v1 and the threshold voltage VTH, and the result is output as a digital signal from the digital signal output terminal 10. Therefore, in this case as well, the device is not affected by variations in elements between the transmitting circuit 1 and the receiving circuit 2, as described above.
次に、第2図(c)は、前記第2図(a)の受信回路2
におけるトランジスタQ1、Q、および抵抗R2の部分
を別の回路構成にした実施例であり、他の部分は第2図
(a)と同じである。Next, FIG. 2(c) shows the receiving circuit 2 of FIG. 2(a).
This is an embodiment in which the transistors Q1 and Q and the resistor R2 in FIG.
第2図(C)において、トランジスタQ8のコレクタ電
流をトランジスタQ□1、Q 12で構成されたカレン
トミラー回路に入力し、さらにその8カをトランジスタ
Q工5、Q工、で構成されたカレント・ミラー回路に入
力する。また、トランジスタQ9のコレクタ電流をQ1
3、Q 14で構成されるカレントミラー回路に入力し
、トランジスタQ14のコレクタとQ1&のコレクタと
を接続し、その電位の高/低をデジタル信号として出方
するものである。In Figure 2 (C), the collector current of transistor Q8 is input to a current mirror circuit made up of transistors Q□1 and Q12, and the current mirror circuit made up of transistors・Input to mirror circuit. Also, the collector current of transistor Q9 is Q1
3 and Q14, the collector of transistor Q14 and the collector of Q1& are connected, and the high/low potential thereof is output as a digital signal.
次に、第3図は、本発明の第2の実施例のブロック図で
ある。Next, FIG. 3 is a block diagram of a second embodiment of the present invention.
この実施例は、受信回路の特性の送受を電流信号伝送用
の布線8に重畳することにより、前記第11!Iの実施
例における特性入力端子5と特性出方端子11との間を
接続する配線を省略したものである。In this embodiment, by superimposing the transmission and reception of the characteristics of the receiving circuit on the wiring 8 for transmitting the current signal, the 11th! The wiring connecting between the characteristic input terminal 5 and the characteristic output terminal 11 in the embodiment I is omitted.
第3図において、受信口N2は、受信回路の特性を表す
電位を電流信号入力端子9の電位として布線8へ出力す
る。そして特性検出回路6は、電流信号伝送用の布線8
の電位を入力端子5がら入力する。In FIG. 3, the receiving port N2 outputs a potential representing the characteristics of the receiving circuit to the wiring 8 as the potential of the current signal input terminal 9. The characteristic detection circuit 6 includes a wiring 8 for transmitting current signals.
The potential of is input from the input terminal 5.
この実施例においては、受信回路の特性を伝送する配線
が不要になるので、布線数を減少させることが呂来る、
という利点がある。In this embodiment, since there is no need for wiring to transmit the characteristics of the receiving circuit, it is possible to reduce the number of wiring lines.
There is an advantage.
第4図は、第3図の実施例の具体的な回路例図であり、
1個のデジタル信号を伝送する場合を例示する。FIG. 4 is a specific circuit example diagram of the embodiment of FIG. 3,
The case where one digital signal is transmitted will be exemplified.
第4図において、特性検出回路6は、電流信号伝送用の
布線8の電位を入力端子5がら入力する。In FIG. 4, a characteristic detection circuit 6 receives the potential of a wiring 8 for transmitting a current signal from an input terminal 5.
入力端子5は、トランジスタQ2゜、Q2□のエミッタ
ホロワ−のベースに接続され1両者のエミッタの接続点
に抵抗R2oが接続されている。そして抵抗R2゜の他
端はトランジスタQ2□、Q23で構成されたカレント
ミラー回路の入力端に接続されてぃる。そのカレントミ
ラー回路の出力は、変換回路7へ与えられる。The input terminal 5 is connected to the bases of the emitter followers of the transistors Q2° and Q2□, and a resistor R2o is connected to the connection point of their emitters. The other end of the resistor R2° is connected to the input end of a current mirror circuit composed of transistors Q2□ and Q23. The output of the current mirror circuit is given to the conversion circuit 7.
変換回路7の動作は、前記第2図(a)と同じである。The operation of the conversion circuit 7 is the same as that shown in FIG. 2(a).
受信回路2は、電流信号入力端子9から入力された電流
をベース接地トランジスタQx4のエミッタに流し、そ
のコレクタ側に接続された抵抗R21の電位降下によっ
て元のデジタル信号を検出し、それをデジタル信号出力
端子10から出力する。The receiving circuit 2 passes the current input from the current signal input terminal 9 to the emitter of the common-base transistor Qx4, detects the original digital signal by the potential drop of the resistor R21 connected to the collector side, and converts it into a digital signal. It is output from the output terminal 10.
一方、電流信号入力端子9の電位V、は、抵抗R0の電
位降下とトランジスタQ8いQ8.のベース・エミッタ
間接合電位の和を用いて表すことが出来、下記(5)式
のようになる。On the other hand, the potential V of the current signal input terminal 9 is determined by the potential drop of the resistor R0 and the transistor Q8. It can be expressed using the sum of the base-emitter junction potentials, as shown in equation (5) below.
V、=Vcc−Rzz(It ” N+ 2 Io)
−2” V丁”’ (5)ただし、1.=(Vs 2
Vt) /Riaテある。V,=Vcc−Rzz(It”N+2Io)
-2"V"' (5) However, 1. =(Vs 2
Vt) /Riate.
また、トランジスタのベース電流は十分小さいものとし
て無視している。Further, the base current of the transistor is ignored as it is sufficiently small.
上記(5)式から、デジタル信号出力端子10の出力電
圧の低レベルV 0UTL及び高レベルvOυTHは、
下記(6)、(7)式に示すようになる。From the above equation (5), the low level V0UTL and high level vOυTH of the output voltage of the digital signal output terminal 10 are:
It becomes as shown in the following formulas (6) and (7).
Vour+、=Vcc−R,2(I、N+2 I。)−
R,□(rz・N+I。) ・・・(6)Vout
o=Vcc R22(I2N+ 2 IO) Rz
x・I。Vour+,=Vcc-R,2(I,N+2 I.)-
R, □ (rz・N+I.) ... (6) Vout
o=Vcc R22(I2N+ 2 IO) Rz
x・I.
・・・ (7)
シタがッテ、論理振幅VHL (= VOUTH−VO
IJTL)は、下記(8)式のようになる。... (7) Logic amplitude VHL (= VOUTH - VO
IJTL) is as shown in equation (8) below.
VHL:R81・I 、 ・N R2□ N R,。VHL:R81・I,・N R2 □ N R,.
具体的な値として、例えばN=1.I。=0.1mA、
Vt= 0.8 V、Vcc= 5 V、 R,、=
180Ω、R2□=100Ω、R3□=180Ωとす
ると、VH+、: 0 、5 V
となる、抵抗比の偏差として、同−集積回路上の抵抗R
22とRliとの比を5%とすれば。As a specific value, for example, N=1. I. =0.1mA,
Vt=0.8V, Vcc=5V, R,,=
180Ω, R2□=100Ω, R3□=180Ω, then VH+, : 0,5 V.As a deviation of the resistance ratio, the resistance R on the integrated circuit is
If the ratio of 22 and Rli is 5%.
となる。また異なる集積回路上の抵抗R2゜とR2□と
の比は、相関がないため大きく変動するので。becomes. Further, the ratio of resistances R2° and R2□ on different integrated circuits varies greatly since there is no correlation.
仮に50%とすれば、 となる。If it is 50%, becomes.
上記の値から論理振111VHLの偏差を求めると。Calculating the deviation of logic 111VHL from the above values.
下記(9)式のようになる。The equation (9) below is obtained.
上記(10)式と(11)式から判るように、集積回路
間の抵抗偏差が±50%あっても出力論理振幅の偏差は
約半分の±27.5%に抑制される。As can be seen from the above equations (10) and (11), even if the resistance deviation between the integrated circuits is ±50%, the deviation in the output logic amplitude is suppressed to about half, or ±27.5%.
この動作を別の観点から見ると、送信回路1の抵抗値が
設計値通りであり、受信回路2の抵抗値が設計値の半分
になったとすると、抵抗Raaの電位降下が設計値の半
分になり、そのためV、の電位が上昇する。このため、
特性検出回路6に流れる電流工2が増加し、変換回路7
の出力電流も増加する。従って受信回路2の抵抗R21
に流れる電流が増加し、出力論理振幅VI4Lが増大し
て、製造時における抵抗R2□の低下分を補償すること
になる。このような帰還動作があるため、集積回路間に
抵抗偏差があっても出力論理振幅の偏差を抑制すること
が出来る。Looking at this operation from another perspective, if the resistance value of transmitting circuit 1 is as designed, and the resistance value of receiving circuit 2 is half of the designed value, then the potential drop across resistor Raa is half of the designed value. Therefore, the potential of V increases. For this reason,
The current flow 2 flowing into the characteristic detection circuit 6 increases, and the conversion circuit 7
The output current of will also increase. Therefore, the resistance R21 of the receiving circuit 2
The current flowing through the resistor R2□ increases, and the output logic amplitude VI4L increases to compensate for the decrease in the resistance R2□ during manufacturing. Due to such a feedback operation, even if there is resistance deviation between integrated circuits, deviation in output logic amplitude can be suppressed.
次に、第5図は、第4図における各回路の別の実施例図
であり、(a)は送信回路、(b)は受信回路の他の例
を示す。Next, FIG. 5 is a diagram showing another example of each circuit in FIG. 4, with (a) showing a transmitting circuit and (b) showing another example of a receiving circuit.
まず、第5図(a)は、第4図の受信回路2内の定電流
源工。を送信回路1側に設けた場合の送信回路の実施例
である。First, FIG. 5(a) shows a constant current source in the receiving circuit 2 of FIG. This is an example of a transmitting circuit when the transmitting circuit 1 is provided on the transmitting circuit 1 side.
この回路では、特性検出回路6内のカレントミラー回路
にトランジスタQ2いQ z tを追加し、そのコレク
タ電流を電流信号入力端子4に直結し。In this circuit, a transistor Q2 is added to the current mirror circuit in the characteristic detection circuit 6, and its collector current is directly connected to the current signal input terminal 4.
これを定電流源工。とじたものである。This is a constant current source. It is bound.
また、第5図(b)は、受信回路2の別の実施例であり
、電流信号入力端子9における電圧v9の変動をほぼ0
に抑制したものである。FIG. 5(b) shows another embodiment of the receiving circuit 2, in which the fluctuation of the voltage v9 at the current signal input terminal 9 is reduced to almost zero.
It was suppressed to
PN接合間の電位差は電流依存性を持っており、前記第
2図および第4図の回路では、電圧vgの電位が数10
mV変動する。この電流依存性をキヤンセルするために
、ダイオードD8、D4を抵抗R21とR22の間に挿
入し、ダイオードD3と抵抗R21の接続点からトラン
ジスタQ 29のベース電位を供給し、ダイオードD4
と抵抗R21の接続点からトランジスタQ211のベー
ス電位を供給するものである。The potential difference between the PN junctions has current dependence, and in the circuits shown in FIGS. 2 and 4, the potential of the voltage vg is several 10
Varies by mV. In order to cancel this current dependence, diodes D8 and D4 are inserted between resistors R21 and R22, the base potential of transistor Q29 is supplied from the connection point of diode D3 and resistor R21, and diode D4
The base potential of the transistor Q211 is supplied from the connection point between the resistor R21 and the resistor R21.
この結果、電流信号入力端子9の電位vg^およびV
、 Bは、下記(12) 、 (13)式で示すように
なる。As a result, the potentials vg^ and V of the current signal input terminal 9
, B are expressed by the following equations (12) and (13).
Vs^=Vcc R22(IA + IB+ 2 I
n) V’r、 Vt2+++ (12)V、a=
Vcc−R,□(IA+IB+2I+1) VT3
Vt4−(13)ただし、VT工:D4の電位降下
Vt2 : QzsのBE間の電圧降下VT、 : D
3の電位降下
VT、: Q2gのBE間の電圧降下
ここで、ダイオードにおける電圧降下、すなわち上記の
VT工とVT、をVTDとすれば、ただし、工:ダイオ
ードに流れる電流、CD:係数、
k:ボルツマン定数
q:電子の電荷量
T:#@対温度
また。Vs^=Vcc R22 (IA + IB+ 2 I
n) V'r, Vt2+++ (12) V, a=
Vcc-R, □(IA+IB+2I+1) VT3
Vt4-(13) However, VT engineering: Potential drop of D4 Vt2: Voltage drop between BE of Qzs VT, : D
3 potential drop VT,: Voltage drop between BE of Q2g Here, if the voltage drop in the diode, that is, the above VT and VT, is VTD, where, VT: current flowing through the diode, CD: coefficient, k : Boltzmann's constant q: Electron charge T: #@ vs. temperature.
トランジスタにおける電圧降下、 すなわ ち上記のVT2とVT、をVTQとすれば。voltage drop across the transistor, Sunawa In other words, if the above VT2 and VT are assumed to be VTQ.
ただし、
■=エミッタ電流
CQ:係数
で表せることが知られているので、
これらを前記
(12)
(13)式に代入すると、
+Co −log(I^+ Io) +CQ・・・(
14)
+Ce −−log(In+ In) +C。However, it is known that ■ = emitter current CQ: can be expressed as a coefficient, so by substituting these into equations (12) and (13) above, +Co -log (I^+ Io) +CQ... (
14) +Ce --log(In+In) +C.
・・・(15) となる。...(15) becomes.
上記(14) 、 (15)式から判るように、v9^
=Vsaとなる。As can be seen from equations (14) and (15) above, v9^
=Vsa.
従って1本受信回路を用いれば、電流信号入力端子9に
おける電流がデジタル信号に応じて増減しても、■、^
、Vsaの電位変動はなくなる。そのため、布線8に寄
生する容量が大きくても充放電電流は流れず、高速動作
が可能になる。Therefore, if a single receiving circuit is used, even if the current at the current signal input terminal 9 increases or decreases according to the digital signal, ■, ^
, Vsa will no longer fluctuate in potential. Therefore, even if the capacitance parasitic to the wiring 8 is large, no charging/discharging current flows, allowing high-speed operation.
なお、これまでの説明においては、NPNトランジスタ
を用いた回路を中心に説明したが、PNPトランジスタ
を用いても同様の動作をすることは容易に分かる。また
、NPNトランジスタをNチャンネルFETに、PNP
トランジスタをPチャンネルFETに置換しても同様の
動作をする。Note that although the explanation so far has focused on a circuit using an NPN transistor, it is easily understood that the same operation can be performed even when a PNP transistor is used. Also, an NPN transistor can be replaced with an N-channel FET, and a PNP
Even if the transistor is replaced with a P-channel FET, the same operation will occur.
以上説明したように、本発明においては、受信回路の電
気的特性(抵抗値、又は抵抗値に関連した電流値)を送
信回路に送り、それによって送信回路の電流出力レベル
を制御するように構成したことにより、送信回路と受信
回路が別々の集積回路に搭載され、それぞれの集積回路
の素子偏差や。As explained above, in the present invention, the electrical characteristics (resistance value or current value related to the resistance value) of the receiving circuit are sent to the transmitting circuit, thereby controlling the current output level of the transmitting circuit. As a result, the transmitting circuit and receiving circuit are mounted on separate integrated circuits, which increases the element deviation of each integrated circuit.
抵抗偏差が大きいような場合でも動作マージンを大きく
することが出来る。そのため、集積回路上の抵抗をトリ
ミングしたり、外付の個別抵抗を用いる必要がなくなる
ので、集積回路化に適している。また、電流信号を伝え
る配線の電位変動を極めて小さくすることが出来るため
、布線の寄生容量が大きくても高速動作が可能になる。Even when the resistance deviation is large, the operating margin can be increased. Therefore, it is not necessary to trim the resistor on the integrated circuit or use an external individual resistor, so it is suitable for integration into an integrated circuit. In addition, since potential fluctuations in the wiring that transmits current signals can be made extremely small, high-speed operation is possible even if the parasitic capacitance of the wiring is large.
また、布線の寄生容量の影響を受けにくいことから、電
流レベルを小さくすることが出来るので、低消費電力化
がはかれる、等多くの優れた効果が得られる。Furthermore, since it is less susceptible to the influence of parasitic capacitance of wiring, the current level can be reduced, resulting in many excellent effects such as lower power consumption.
第1図は本発明の第1の実施例のブロック図、第2図(
a)、(b)、(c)はそれぞれ第1図の実施例の具体
的回路例図、第3図は本発明の第2の実施例のブロック
図、第4図は第3図の実施例の具体的回路側図、第5図
は第3図の実施例の他の具体的回路例図、第6図’ (
a)、(b)はそれぞれ従来の電流モードの送受信回路
の回路側図である。
〈符号の説明〉
1・・・送信回路
2・・・受信回路
3・・・デジタル信号入力端子
4・・・電流信号出力端子
5・・・受信回路の特性入力端子
6・・・受信回路の特性検出回路
7・・・デジタル信号/電流信号の変換回路8・・・布
線
9・・・電流信号入力端子
10・・・デジタル信号出力端子
11・・・受信回路の特性出力端子
代理へ升理士
甲
打
馬
之
第2図(C)
第3図
(a)
(b)
第5図FIG. 1 is a block diagram of the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 (
a), (b), and (c) are respectively concrete circuit example diagrams of the embodiment of FIG. 1, FIG. 3 is a block diagram of the second embodiment of the present invention, and FIG. 4 is an implementation of the embodiment of FIG. A concrete circuit side diagram of the example, FIG. 5 is a diagram of another concrete circuit example of the embodiment of FIG. 3, and FIG.
Figures a) and (b) are circuit diagrams of conventional current mode transmitter/receiver circuits, respectively. <Explanation of symbols> 1... Transmission circuit 2... Receiving circuit 3... Digital signal input terminal 4... Current signal output terminal 5... Receiving circuit characteristics input terminal 6... Receiving circuit characteristics Characteristic detection circuit 7...Digital signal/current signal conversion circuit 8...Wiring 9...Current signal input terminal 10...Digital signal output terminal 11...Substitute for the characteristic output terminal of the receiving circuit Figure 2 (C) Figure 3 (a) (b) Figure 5
Claims (1)
て伝送する電流信号に変換して送出する送信回路と、上
記電流信号を入力し、元のデジタル信号に変換して出力
する受信回路とを備えた信号伝達回路において、 上記受信回路は、該回路の電気的特性を電流値又は電圧
値として出力する回路を備え、 上記送信回路は、上記受信回路からの電流値又は電圧値
を入力し、その入力値に応じて、送出する電流信号の電
流値を制御する回路を備えたものであることを特徴とす
る信号伝達回路。[Claims] A transmitting circuit that converts a given digital signal into a current signal and sends it depending on the presence or absence of current or the magnitude of the current, and a transmission circuit that inputs the current signal, converts it to the original digital signal, and outputs the signal. A signal transmission circuit comprising a receiving circuit, wherein the receiving circuit includes a circuit that outputs the electrical characteristics of the circuit as a current value or a voltage value, and the transmitting circuit outputs the electrical characteristic of the circuit as a current value or a voltage value. What is claimed is: 1. A signal transmission circuit comprising: a circuit that inputs a current signal and controls a current value of a current signal to be sent out according to the input value.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2080950A JPH03283741A (en) | 1990-03-30 | 1990-03-30 | Signal transfer circuit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2080950A JPH03283741A (en) | 1990-03-30 | 1990-03-30 | Signal transfer circuit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03283741A true JPH03283741A (en) | 1991-12-13 |
Family
ID=13732781
Family Applications (1)
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JP2080950A Pending JPH03283741A (en) | 1990-03-30 | 1990-03-30 | Signal transfer circuit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH03283741A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7098701B2 (en) | 2003-08-13 | 2006-08-29 | Rohm Co., Ltd. | Receiving apparatus and transmission apparatus utilizing the same |
JP2006340337A (en) * | 2005-05-02 | 2006-12-14 | Seiko Epson Corp | Receiver circuit, differential signal receiver circuit, interface circuit, and electronic instrument |
JP2008271459A (en) * | 2007-04-25 | 2008-11-06 | Hitachi Ltd | Semiconductor device with transmission/reception circuit between circuit blocks |
WO2008149480A1 (en) * | 2007-06-05 | 2008-12-11 | Panasonic Corporation | Receiver circuit and data transmission system |
-
1990
- 1990-03-30 JP JP2080950A patent/JPH03283741A/en active Pending
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