JPH0479484B2 - - Google Patents
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- JPH0479484B2 JPH0479484B2 JP62205337A JP20533787A JPH0479484B2 JP H0479484 B2 JPH0479484 B2 JP H0479484B2 JP 62205337 A JP62205337 A JP 62205337A JP 20533787 A JP20533787 A JP 20533787A JP H0479484 B2 JPH0479484 B2 JP H0479484B2
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- slope
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K6/00—Manipulating pulses having a finite slope and not covered by one of the other main groups of this subclass
- H03K6/04—Modifying slopes of pulses, e.g. S-correction
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03G—CONTROL OF AMPLIFICATION
- H03G11/00—Limiting amplitude; Limiting rate of change of amplitude ; Clipping in general
- H03G11/008—Limiting amplitude; Limiting rate of change of amplitude ; Clipping in general of digital or coded signals
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K19/00—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
- H03K19/0175—Coupling arrangements; Interface arrangements
- H03K19/0185—Coupling arrangements; Interface arrangements using field effect transistors only
- H03K19/018557—Coupling arrangements; Impedance matching circuits
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Computing Systems (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Amplifiers (AREA)
- Manipulation Of Pulses (AREA)
- Electronic Switches (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
A 産業上の利用分野
この発明は、コンピユータのためのVLSI回路
をもつ半導体チツプの電力増幅器の出力信号のデ
イジタル傾斜制御のための方法及び回路に関す
る。
をもつ半導体チツプの電力増幅器の出力信号のデ
イジタル傾斜制御のための方法及び回路に関す
る。
B 従来技術
コンピユータ内で並列データ転送を行うために
は、複数の電力増幅器(power amplifier)を同
時にオンまたはオフに切換える必要がある。その
切換処理の間に供給線にあらわれる電流の変化
は、その線の誘導率Lによりノイズ電圧ULを発
生し、その電圧は、誘導法則に従いUL=−Ldi/
dtで決定される。このとき、同時に切換えられる
電力増幅器の数が多く、且つそのスイツチング速
度が大きいほど、すなわち出力信号の傾斜が急で
あるほど、供給線上の望ましくないノイズ電圧が
大きくなる。その結果、半導体チツプの適正な回
路動作が乱されることがある。そして、他の半導
体チツプに接続され同一のスイツチング状態にと
どまつている電力増幅器が、誘導されたノイズを
他の半導体チツプに転送し、そのノイズ電圧が他
の受信回路によりデータ変化として検出されて、
そのことが誤動作につながることがある。
は、複数の電力増幅器(power amplifier)を同
時にオンまたはオフに切換える必要がある。その
切換処理の間に供給線にあらわれる電流の変化
は、その線の誘導率Lによりノイズ電圧ULを発
生し、その電圧は、誘導法則に従いUL=−Ldi/
dtで決定される。このとき、同時に切換えられる
電力増幅器の数が多く、且つそのスイツチング速
度が大きいほど、すなわち出力信号の傾斜が急で
あるほど、供給線上の望ましくないノイズ電圧が
大きくなる。その結果、半導体チツプの適正な回
路動作が乱されることがある。そして、他の半導
体チツプに接続され同一のスイツチング状態にと
どまつている電力増幅器が、誘導されたノイズを
他の半導体チツプに転送し、そのノイズ電圧が他
の受信回路によりデータ変化として検出されて、
そのことが誤動作につながることがある。
コンピユータの故障のない動作を保証するため
には、上述のノイズ電圧が記憶素子の切換しきい
値以下にとどまることが確認されなくてはならな
い。従来においては、この問題は、同時的切換が
要望されるけれどもノイズ電圧の発生によりその
ことが実現不可能であるような電力増幅器を複数
のグループにして集め、それらのグループを食違
い(staggered)モードで切換えることにより解
決されていた。
には、上述のノイズ電圧が記憶素子の切換しきい
値以下にとどまることが確認されなくてはならな
い。従来においては、この問題は、同時的切換が
要望されるけれどもノイズ電圧の発生によりその
ことが実現不可能であるような電力増幅器を複数
のグループにして集め、それらのグループを食違
い(staggered)モードで切換えることにより解
決されていた。
しかし、これは、データ転送速度の低下をひき
起こす。
起こす。
C 発明が解決しようとする問題点
この発明の目的は、データ・パスに接続された
複数の電力増幅器の同時的スイツチングを、その
ようなスイツチングによりひき起こされたノイズ
電圧を許容し得ない高いレベルに達させることな
く、保証することにある。
複数の電力増幅器の同時的スイツチングを、その
ようなスイツチングによりひき起こされたノイズ
電圧を許容し得ない高いレベルに達させることな
く、保証することにある。
D 問題点を解決するための手段
本発明は、複数のグループに分けられた電力増
幅器を食違い的にスイツチングさせることを避け
ることによりデータ転送の高速化を可能ならしめ
るのみならず、異なる半導体チツプ上に与えられ
たそのような電力増幅器の、製造処理の誤差に起
因する出力電圧の異なる傾斜への適合化をも可能
ならしめる。さらに、温度の変化や、供給電圧の
変動によりひき起こされた傾斜へのいかなる影響
も本発明により補償することができる。最後に、
本発明は、小さい傾斜を選択することによつて、
さもなければ接点プローブの高誘導率ゆえにスイ
ツチングの間に増大するであろうノイズ電圧を許
容可能な値に維持するような信頼性の高いテスト
動作を提供する。
幅器を食違い的にスイツチングさせることを避け
ることによりデータ転送の高速化を可能ならしめ
るのみならず、異なる半導体チツプ上に与えられ
たそのような電力増幅器の、製造処理の誤差に起
因する出力電圧の異なる傾斜への適合化をも可能
ならしめる。さらに、温度の変化や、供給電圧の
変動によりひき起こされた傾斜へのいかなる影響
も本発明により補償することができる。最後に、
本発明は、小さい傾斜を選択することによつて、
さもなければ接点プローブの高誘導率ゆえにスイ
ツチングの間に増大するであろうノイズ電圧を許
容可能な値に維持するような信頼性の高いテスト
動作を提供する。
E 実施例
第1図のブロツク図において、破線で囲んだ領
域は、リング発振器1を示す。リング発振器1
は、傾斜を制御すべき電力増幅器のうちの1つ
と、インバータ5の出力信号を電力増幅器2のデ
ータ入力6にフイード・バツクすることによつて
リング発振器の発振を保証する奇数個のインバー
タ段3,4,5からなる。インバータ3は、第2
の入力に制御信号が印加されるNANDゲートに
よつて実現され、その制御信号のレベル変化によ
つてリング発振ループを中断させることが可能で
ある。電力増幅器2の出力7には外部キヤパシタ
8が接続されている。そのキヤパシタンスは、制
御すべき電力増幅器の平均負荷キヤパシタンスに
応じて選択され、それらはともにリング発振器1
の周波数を決定する。電力増幅器2の出力7は、
リング発振器1のパルスをカウントする第1のカ
ウンタ9の入力に接続されている。第1のカウン
タ9は、そのオーバーフローまで、第2のカウン
タ10を制御し、第2のカウンタ10には、第1
のカウンタ9のオーバーフローまでカウント・パ
ルスとしてクロツク・パルスが印加される。リン
グ発振器1の発振周波数は増幅器の出力信号の傾
斜が大であるほど高くなり、従つて、この時カウ
ンタ9がオーバフローするまでの時間は短かくな
る。その結果所定のクロツクパルスをカウンタ9
がオーバフローするまでカウントするカウンタ1
0のカウント・パルスは小となる。すなわち、カ
ウンタ10は制御すべき電力増幅器のオン・オフ
切換えにより発生する信号の傾斜によつてそのカ
ウント値を変化させる。
域は、リング発振器1を示す。リング発振器1
は、傾斜を制御すべき電力増幅器のうちの1つ
と、インバータ5の出力信号を電力増幅器2のデ
ータ入力6にフイード・バツクすることによつて
リング発振器の発振を保証する奇数個のインバー
タ段3,4,5からなる。インバータ3は、第2
の入力に制御信号が印加されるNANDゲートに
よつて実現され、その制御信号のレベル変化によ
つてリング発振ループを中断させることが可能で
ある。電力増幅器2の出力7には外部キヤパシタ
8が接続されている。そのキヤパシタンスは、制
御すべき電力増幅器の平均負荷キヤパシタンスに
応じて選択され、それらはともにリング発振器1
の周波数を決定する。電力増幅器2の出力7は、
リング発振器1のパルスをカウントする第1のカ
ウンタ9の入力に接続されている。第1のカウン
タ9は、そのオーバーフローまで、第2のカウン
タ10を制御し、第2のカウンタ10には、第1
のカウンタ9のオーバーフローまでカウント・パ
ルスとしてクロツク・パルスが印加される。リン
グ発振器1の発振周波数は増幅器の出力信号の傾
斜が大であるほど高くなり、従つて、この時カウ
ンタ9がオーバフローするまでの時間は短かくな
る。その結果所定のクロツクパルスをカウンタ9
がオーバフローするまでカウントするカウンタ1
0のカウント・パルスは小となる。すなわち、カ
ウンタ10は制御すべき電力増幅器のオン・オフ
切換えにより発生する信号の傾斜によつてそのカ
ウント値を変化させる。
第2のカウンタ10の内容は比較回路12の第
1の入力11に加えられ、比較回路12の第2の
入力は、傾斜の公称値を受容するレジスタ14に
接続されている。そして、「より小」、「より大」
及び「等しい」という3つの可能な比較結果に応
じて、比較回路12は3つの出力15,16及び
17をもつ。出力15は左右シフトレジスタ19
の左制御入力18に接続され、一方出力17はシ
フトレジスタ19の右制御入力19に接続されて
いる。シフトレジスタ19の並列出力21は、線
22を介して、傾斜を制御すべき電力増幅器2の
制御入力23に接続されている。
1の入力11に加えられ、比較回路12の第2の
入力は、傾斜の公称値を受容するレジスタ14に
接続されている。そして、「より小」、「より大」
及び「等しい」という3つの可能な比較結果に応
じて、比較回路12は3つの出力15,16及び
17をもつ。出力15は左右シフトレジスタ19
の左制御入力18に接続され、一方出力17はシ
フトレジスタ19の右制御入力19に接続されて
いる。シフトレジスタ19の並列出力21は、線
22を介して、傾斜を制御すべき電力増幅器2の
制御入力23に接続されている。
出力信号傾斜を制御可能としたこれらの電力増
幅器のうちの1つの簡略化された回路図が第2図
に示されている。この電力増幅器は3つの部分か
らなる。すなわち、2個の相補出力31及び3
1′をもち、破線29により後の回路から区分さ
れた入力段30の後、これらの入力にそれぞれ接
続された、前段(pre−stage)33〜37からな
るグループ32と、前段33′〜37′からなるグ
ループ32′が設けられている。これらの段は、
破線38によつて後の回路から区分されている。
前段33〜37、または前段33′〜37′は、そ
のスイツチング経路に関連して並列に配列されて
いる。各前段は、それぞれ、3つのトランジスタ
39,40,41及び39′,40′,41′の直
列配列からなり、最初のトランジスタ39または
39′が一導電型であり、他の2のトランジスタ、
すなわちトランジスタ40,41または40′,
41′が他導電型である。異なる導電型の2つの
トランジスタの接続点が前段の出力42または4
2′をあらわす。各前段はそれぞれ、2個の入力
43,44または43′,44′をもつ。1つのグ
ループ32のすべての前段の第1の入力43は、
入力段30の第1の出力31に接続され、もう一
方のグループ32′の第1の入力43′は、もう一
方の出力31′に接続されている。すべての前段
33〜37または33′〜37′の第2の入力は、
それぞれ、回路の機能を保証するために第2の入
力が基準電位に接続されてなる各グループ中の前
段を例外として、左右シフトレジスタ19の別の
並列出力にそれぞれ接続されている。前段33〜
37または33′〜37′の出力42または42′
は、前述の電力増幅器2の出力段50の入力51
〜55または51′〜55′の異なる入力にそれぞ
れ接続されている。プツシユ・プル出力段として
動作するこの出力段は、プツシユ・プル増幅器5
6〜60のグループからなる。そして、出力信号
の上昇端を発生するためのトランジスタ61〜6
5と、出力信号の後端を発生するためのトランジ
スタ66〜70が、そのスイツチング経路に関連
して並列に配列されている。出力信号の上昇端を
発生するためのすべてのトランジスタ61〜65
の接続点は、後端を発生するためのトランジスタ
66〜70と相互接続されて、電力増幅器の出力
71を形成する。
幅器のうちの1つの簡略化された回路図が第2図
に示されている。この電力増幅器は3つの部分か
らなる。すなわち、2個の相補出力31及び3
1′をもち、破線29により後の回路から区分さ
れた入力段30の後、これらの入力にそれぞれ接
続された、前段(pre−stage)33〜37からな
るグループ32と、前段33′〜37′からなるグ
ループ32′が設けられている。これらの段は、
破線38によつて後の回路から区分されている。
前段33〜37、または前段33′〜37′は、そ
のスイツチング経路に関連して並列に配列されて
いる。各前段は、それぞれ、3つのトランジスタ
39,40,41及び39′,40′,41′の直
列配列からなり、最初のトランジスタ39または
39′が一導電型であり、他の2のトランジスタ、
すなわちトランジスタ40,41または40′,
41′が他導電型である。異なる導電型の2つの
トランジスタの接続点が前段の出力42または4
2′をあらわす。各前段はそれぞれ、2個の入力
43,44または43′,44′をもつ。1つのグ
ループ32のすべての前段の第1の入力43は、
入力段30の第1の出力31に接続され、もう一
方のグループ32′の第1の入力43′は、もう一
方の出力31′に接続されている。すべての前段
33〜37または33′〜37′の第2の入力は、
それぞれ、回路の機能を保証するために第2の入
力が基準電位に接続されてなる各グループ中の前
段を例外として、左右シフトレジスタ19の別の
並列出力にそれぞれ接続されている。前段33〜
37または33′〜37′の出力42または42′
は、前述の電力増幅器2の出力段50の入力51
〜55または51′〜55′の異なる入力にそれぞ
れ接続されている。プツシユ・プル出力段として
動作するこの出力段は、プツシユ・プル増幅器5
6〜60のグループからなる。そして、出力信号
の上昇端を発生するためのトランジスタ61〜6
5と、出力信号の後端を発生するためのトランジ
スタ66〜70が、そのスイツチング経路に関連
して並列に配列されている。出力信号の上昇端を
発生するためのすべてのトランジスタ61〜65
の接続点は、後端を発生するためのトランジスタ
66〜70と相互接続されて、電力増幅器の出力
71を形成する。
F 作用
次に、本発明に係る上記回路の動作を説明す
る。
る。
先ず、傾斜の公称値は、公称値レジスタ14に
加えられる。実際の傾斜を反映した値は、その期
間が傾斜の実際の値に依存するところの測定間隔
の間に、カウンタ10に加えられるクロツク・パ
ルスの数によつてあらわされる。その測定間隔
は、傾斜を制御すべき電力増幅器2のうちの1つ
を含むリング発振器1のパルスが、カウンタ9が
オーバーフローするまでカウンタ9に印加される
ようにして発生される。このようにして決定され
た期間は、リング発振器で使用される電力増幅器
2のオン、オフ切換えにより発生する出力信号の
傾斜の減少に伴つて長さが増大し、その傾斜の増
大に伴つて長さが減少する。カウンタ9のオーバ
ーフローの後は、リング発振器のループが
NANDゲート3によつて中断される。その後、
傾斜の実際の値をあらわすカウンタ10のカウン
ト値が、公称値レジスタ14中の値と、比較回路
12中で比較される。この比較の結果は、左右シ
フトレジスタ19に加えられる。もしその比較結
果が、傾斜の実際の値が公称値よりも大きいこと
を表示するなら、比較回路12の出力15に信号
があらわれ、これにより、制御処理の開始時点で
同一の2進値例えばすべて1から成つていたシフ
トレジスタの内容が左にシフトされ、そこに0が
移動する。このことは、電力増幅器2の制御入力
23に接続されているシフトレジスタ19の出力
線22のうちの1つに電位が生じ、これにより、
前段33〜37または33′〜37′のうちの一つ
が非導通になされることを意味する。それゆえ、
電力増幅器2のそれに関連する出力段もまた非導
通になされる。こうして、その出力段が最早電流
を搬送しないので、出力信号の傾斜が低減され
る。その後、リング発振器ループがNANDゲー
ト3を介して再び閉じられ、傾斜の実際の新たな
値が再び公称値と比較される。もし比較により、
実際の値が公称値よりも小さいことが分かると、
比較回路12が出力17に信号を供給し、これに
より前のレジスタの内容が右にシフトされてそこ
に1が入る。こうして、別のシフトレジスタ段の
出力線にその信号の電息が与えられ、そこで接続
されている前段のうちの一つが導通状態となされ
る。その結果、そこで接続されている出力段もま
た導通状態になり、このことは出力信号の傾斜の
増大につながる。
加えられる。実際の傾斜を反映した値は、その期
間が傾斜の実際の値に依存するところの測定間隔
の間に、カウンタ10に加えられるクロツク・パ
ルスの数によつてあらわされる。その測定間隔
は、傾斜を制御すべき電力増幅器2のうちの1つ
を含むリング発振器1のパルスが、カウンタ9が
オーバーフローするまでカウンタ9に印加される
ようにして発生される。このようにして決定され
た期間は、リング発振器で使用される電力増幅器
2のオン、オフ切換えにより発生する出力信号の
傾斜の減少に伴つて長さが増大し、その傾斜の増
大に伴つて長さが減少する。カウンタ9のオーバ
ーフローの後は、リング発振器のループが
NANDゲート3によつて中断される。その後、
傾斜の実際の値をあらわすカウンタ10のカウン
ト値が、公称値レジスタ14中の値と、比較回路
12中で比較される。この比較の結果は、左右シ
フトレジスタ19に加えられる。もしその比較結
果が、傾斜の実際の値が公称値よりも大きいこと
を表示するなら、比較回路12の出力15に信号
があらわれ、これにより、制御処理の開始時点で
同一の2進値例えばすべて1から成つていたシフ
トレジスタの内容が左にシフトされ、そこに0が
移動する。このことは、電力増幅器2の制御入力
23に接続されているシフトレジスタ19の出力
線22のうちの1つに電位が生じ、これにより、
前段33〜37または33′〜37′のうちの一つ
が非導通になされることを意味する。それゆえ、
電力増幅器2のそれに関連する出力段もまた非導
通になされる。こうして、その出力段が最早電流
を搬送しないので、出力信号の傾斜が低減され
る。その後、リング発振器ループがNANDゲー
ト3を介して再び閉じられ、傾斜の実際の新たな
値が再び公称値と比較される。もし比較により、
実際の値が公称値よりも小さいことが分かると、
比較回路12が出力17に信号を供給し、これに
より前のレジスタの内容が右にシフトされてそこ
に1が入る。こうして、別のシフトレジスタ段の
出力線にその信号の電息が与えられ、そこで接続
されている前段のうちの一つが導通状態となされ
る。その結果、そこで接続されている出力段もま
た導通状態になり、このことは出力信号の傾斜の
増大につながる。
上述の段階は、公称及び実際の値の均一さに達
成するまで反復される。次にシフトレジスタの値
は変化されない状態にとどまる。
成するまで反復される。次にシフトレジスタの値
は変化されない状態にとどまる。
上述の方法以外に、傾斜の実際の値の測定は、
測定間隔が一定に維持され、例えば7クロツク・
パルス・サイクルからなるように実現することが
できる。この時間に、リング発振器のパルスの数
がカウントされる。そのカウント数はリング発振
器中の電力増幅器の傾斜に比例し、それは傾斜の
増加にてれて増加する。
測定間隔が一定に維持され、例えば7クロツク・
パルス・サイクルからなるように実現することが
できる。この時間に、リング発振器のパルスの数
がカウントされる。そのカウント数はリング発振
器中の電力増幅器の傾斜に比例し、それは傾斜の
増加にてれて増加する。
G 発生の効果
以上説明したように、もしデータ処理システム
の動作が進むうちに、動作温度が変化したり、供
給電圧が変動したりしてそれが傾斜の変化となつ
てあらわれると、本発明の手段によりその傾斜の
実際の値と公称値との比較が連続的に実行され
て、その傾斜が再制御される。このように増幅器
のオン、オフによつて発生する信号の傾斜制御を
公称値との比較によつて実行することにより、複
数の増幅器が一斉にオンまたはオフになつた場合
においても公称値を所定値以下にすることによ
り、同時切換によるノイズ電圧を記憶素子の切換
しきい値以下に制御することが可能となる。
の動作が進むうちに、動作温度が変化したり、供
給電圧が変動したりしてそれが傾斜の変化となつ
てあらわれると、本発明の手段によりその傾斜の
実際の値と公称値との比較が連続的に実行され
て、その傾斜が再制御される。このように増幅器
のオン、オフによつて発生する信号の傾斜制御を
公称値との比較によつて実行することにより、複
数の増幅器が一斉にオンまたはオフになつた場合
においても公称値を所定値以下にすることによ
り、同時切換によるノイズ電圧を記憶素子の切換
しきい値以下に制御することが可能となる。
従つて、本発明によれば、信号線のインダクタ
ンスによつて生じた誘導電圧等のノイズが補償さ
れるので、特にVLSI回路において回路の誤動作
を防止するという効果が得られる。
ンスによつて生じた誘導電圧等のノイズが補償さ
れるので、特にVLSI回路において回路の誤動作
を防止するという効果が得られる。
第1図は、本発明を実施するための回路のブロ
ツク図、第2図は、出力信号の傾斜を制御可能な
電力増幅器の回路図である。 1……リング発振器、2……電力増幅器、10
……第1のカウンタ、12……比較回路、14…
…公称値レジスタ、19……左右シフトレジス
タ。
ツク図、第2図は、出力信号の傾斜を制御可能な
電力増幅器の回路図である。 1……リング発振器、2……電力増幅器、10
……第1のカウンタ、12……比較回路、14…
…公称値レジスタ、19……左右シフトレジス
タ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 コンピユータのためのVLSI回路をもつ半導
体チツプの電力増幅器の出力信号のデイジタル傾
斜制御のための方法において、 (a) その期間が上記傾斜に依存する測定期間に第
1のカウンタに加えられたクロツク・パルスの
数により実際の傾斜値をあらわし、 (b) 上記カウント値によつてあらわされた実際の
値を、比較回路中で、公称値レジスタ中に格納
されている公称値と比較し、 (c) 上記比較の結果を、左右シフトレジスタに入
力し、該シフトレジスタの並列出力を電力増幅
器の制御入力に印加することにより、該電力増
幅器の出力信号の傾斜を制御する段階を有す
る、 電力増幅器の出力信号の傾斜を制御する方法。 2 コンピユータのためのVLSI回路をもつ半導
体チツプの電力増幅器の出力信号のデイジタル傾
斜制御のための方法において、 (a) 予定の測定時間に、上記電力増幅器のうちの
1つを含むリング増幅器が第1のカウンタに印
加するパルスの数により実際の傾斜値をあらわ
し、 (b) 上記カウント値によつてあらわされた実際の
値を、比較回路中で、公称値レジスタ中に格納
されている公称値と比較し、 (c) 上記比較の結果を、左右シフトレジスタに入
力し、該シフトレジスタの並列出力を電力増幅
器の制御入力に印加することにより、該電力増
幅器の出力信号の傾斜を制御する段階を有す
る、 電力増幅器の出力信号の傾斜を制御する方法。
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