JPH1020973A - 入力バッファ - Google Patents

入力バッファ

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JPH1020973A
JPH1020973A JP8188917A JP18891796A JPH1020973A JP H1020973 A JPH1020973 A JP H1020973A JP 8188917 A JP8188917 A JP 8188917A JP 18891796 A JP18891796 A JP 18891796A JP H1020973 A JPH1020973 A JP H1020973A
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JP
Japan
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input signal
threshold value
input
signal
amplitude
Prior art date
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Pending
Application number
JP8188917A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazuhiko Sekihara
和彦 関原
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.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
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Publication of JPH1020973A publication Critical patent/JPH1020973A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【課題】送信側と受信側のアース電位差、伝送路での減
衰などによる信号レベルのズレから生じるデューティ劣
化を補償し、かつノイズマージンの減少を抑える入力バ
ッファの提供。 【解決手段】入力信号としきい値の差分信号を出力する
差動入力バッファ1と、入力信号の最大値を検出する手
段2と、入力信号の最小値を検出する手段3と、最大値
と最小値の差分から入力信号の振幅を求め、振幅の中心
をしきい値として差動入力バッファに入力する手段4と
を備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、インタフェースに
関し、特に高速信号のインタフェースに適用して好適と
される入力バッファのしきい値を最適化する回路に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来、高速信号を伝送する方式として、
送信側と受信側のアース電位差、伝送路の損失などによ
るデューティ変動を防止するために、差動入力バッファ
を用いた平衡伝送方式が採用されている。しかしなが
ら、この平衡伝送では、一つの信号を伝送するために2
本の伝送路を必要とすることから、不平衡伝送方式に比
べ、実装規模が大きくなるといった問題点があった。
【0003】そこで、例えば特開平7−221612号
公報には、クロック信号の平均電圧値を差動入力バッフ
ァのしきい値として用いる構成が提案されている。すな
わち、同公報には、図4に示すように、インタフェース
に使用するクロックを生成するクロックドライバCD
と、このクロックドライバを外部へ送信する出力バッフ
ァ40−0と、各種インタフェース信号を送信するイン
タフェース信号出力バッファ40−1〜40−nを有す
る送信部40と、出力バッファ40−0からのクロック
を受信しそのクロックの平均電圧値を出力する平均値回
路42と、平均値回路42からの平均値電圧をしきい値
とし、インタフェース信号出力バッファ40−1〜40
−nからの各種インタフェース信号と比較する差動入力
バッファ41−1〜41−nを有する受信部41を備え
たインタフェース回路が提案されている。なお、出力バ
ッファから出力される各種インタフェース信号は伝送路
43−1〜43−nで歪を生じないように終端回路44
−1〜44−nで終端された上伝送路を伝搬して差動入
力バッファ41−1〜41−nの正転入力端子に入力さ
れている。
【0004】また、図4に示した従来技術の改良とし
て、例えば特開平7−15298号公報には、差動入力
バッフの出力信号のレベルを監視して差動入力バッファ
への入力リファレンス電圧を適切に調整し、受信信号の
レベルずれを確実に補償すべく、図5に示すように、差
動入力バッファ51の特性を補償するため、LPF(ロ
ーパスフィルタ)56を差動入力バッファ51の後に配
置した構成が提案されている。
【0005】図5において、差動入力バッファ51に
は、クロック信号が正転入力端子52から入力されると
ともに、しきい値(入力リファレンス電圧)が反転入力
端子53から入力され、これらのクロック信号としきい
値との差分信号がレベル調整後のクロック信号として正
転出力端子54から出力されるようになっている。
【0006】ここで、LPF56は、差動入力バッファ
51の反転出力端子55から出力された信号の平均を得
る低域通過フィルタであり、オペアンプ57は、LPF
56からの平均とクロック信号について予め設定されて
いる所定レベルに対応する設定電圧との差分信号をしき
い値として差動入力バッファ51の反転入力端子53に
フィードバックする。なおFB/固定値切替手段59は
信号断検出手段58により信号断が検出された際にしき
い値を固定電圧とするものである。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来技術は下記記載の問題転を有している。
【0008】(1)第1の問題点は、伝送路での減衰あ
るいは送信側と受信側のアース電位差により、しきい値
が入力信号の中心値からズレることによるデューティ劣
化に対しては使用可能であるが、伝送路の特性によって
生じるデューティ劣化、および送信側ですでにデューテ
ィ劣化が生じている信号に対しては、使用することがで
きない、ということである。
【0009】その理由は、クロックの平均電圧値を生成
し、これを差動入力バッファのしきい値としているた
め、入力信号の平均値が入力信号の振幅の中心にくるよ
うな波形以外、すなわち、入力信号の平均値としきい値
のずれ以外の原因によるデューティ劣化に対しては、し
きい値を最適化することができないためである。
【0010】(2)第2の問題点は、ノイズマージンが
減少するため、ノイズに弱くなることである。
【0011】その理由は、入力信号の平均値が入力信号
の振幅の中心にくるような波形以外を受信した場合、入
力信号の平均値と、入力信号の振幅の中心値と、の差分
がしきい値に加算され、この差分がノイズマージンの減
少分となってしまうからである。
【0012】従って、本発明は、上記問題点に鑑みてな
されたものであって、その目的は、送信側と受信側のア
ース電位差、伝送路での減衰などによる信号レベルのズ
レから生じるデューティ劣化を補償し、且つノイズマー
ジンの減少を抑えることができる入力バッファを提供す
ることにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の入力バッファは、入力信号としきい値の差
分信号を出力する差動入力バッファと、前記入力信号の
最大値および最小値を検出し、これらの差分から前記入
力信号の振幅を求め、振幅の中心をしきい値として前記
差動入力バッファに入力する手段と、を備えたものであ
る。
【0014】本発明によれば、差動入力バッファのしき
い値を入力信号の振幅の中心から生成している。このた
め、信号レベルがズレても、常に、振幅の中心にしきい
値が設定されることになり、入力信号のレベルとしきい
値のレベルのズレによるデューティ劣化が補償できる。
【0015】また、本発明によれば、常に、振幅の中心
に差動入力バッファのしきい値が設定されることから、
送信側でデューティが劣化した場合や、伝送路の特性に
よってデューティが劣化した信号でもノイズマージンの
減少を防ぐことができる。
【0016】
【発明の実施の形態】本発明の好ましい実施の形態につ
いて図面を参照して以下に説明する。
【0017】図1は、本発明の実施の形態の構成をブロ
ック図にて示したものである。図1を参照すると、本発
明の実施の形態は、入力信号としきい値との差分信号を
出力する差動入力バッファ1と、入力信号の最大値を検
出する最大値検出部2と、入力信号の最小値を検出する
最小値検出部3と、最大値と最小値の差分から入力信号
の振幅を求め、振幅の中心をしきい値として差動入力バ
ッファ1に入力するしきい値設定部4と、を備えて構成
されている。
【0018】差動入力バッファ1は、伝送路からの信号
を受信する正転入力端子11と、しきい値を入力する反
転入力端子12と、正転入力端子11と反転入力端子1
2の差分を出力する出力端子13と、を備えている。
【0019】次に、本発明の実施の形態の動作について
図1を参照して詳細に説明する。
【0020】送信側から伝送路を通して受信側に入力さ
れた入力信号は、差動入力バッファ1の正転入力端子1
1と、最大値検出部2および最小値検出部3に与えられ
る。最大値検出部2は、入力信号の最大値を検出してし
きい値設定部4に与え、最小値検出部3は、入力信号の
最小値を検出してしきい値設定部4に与える。
【0021】しきい値設定部4は、入力信号の最大値と
最小値の差、すなわち入力信号の振幅を算出し、振幅の
中心をしきい値として、差動入力バッファ1の反転入力
端子12に与える。
【0022】
【実施例】上記した本発明の実施の形態を更に詳細に説
明すべく、本発明の実施例について図面を参照して以下
に詳細に説明する。
【0023】図2は、本発明の一実施例に係る入力バッ
ファの動作を説明するための波形図であり、しきい値が
入力信号の中心値からズレたことによるデューティ劣化
を補償する入力バッファの動作を示す波形図である。
【0024】入力信号S1inは、送信側から伝送路を
通して受信側に入力されたデューティ50%の入力信号
であり、伝送路での減衰によって、本来のしきい値Vr
efからVref1まで信号レベルが低下している。こ
こで、Vref1は、入力信号S1inを正常に受信す
るためのしきい値である。
【0025】次に、図1および図2を参照して本実施例
の動作について説明する。
【0026】入力信号S1inを入力とする最大値検出
部2では、入力信号S1inの最大値を検出し、最大値
VHをしきい値設定部4に出力する。また、入力信号S
1inを入力とする最小値検出部3では、入力信号S1
inの最小値を検出し、最小値VLをしきい値設定部4
に出力する。
【0027】しきい値設定部4では、VHとVLの差分
を算出し、次式(1)で与えられるしきい値Vref2
をしきい値として差動入力バッファ1の反転入力端子1
2に入力する。 Vref2=VL+(VH−VL)/2 …(1)
【0028】差動入力バッファ1は、正転入力端子11
に入力された入力信号S1inと、反転入力端子12に
入力されたしきい値Vref2の比較に基づき出力端子
13からS1outを出力する(すなわち、出力信号S
1outは、入力信号S1inがVref2よりも低レ
ベルの時、Low、高レベルの時、Highを出力す
る)。
【0029】上述の構成により、入力信号S1inのデ
ューティは50%であり、Vref1=Vref2とな
り、差動入力バッファ1の出力端子13からは、デュー
ティ50%の出力信号S1outが出力され、伝送路で
の減衰分Vref−Vref1によるデューティ劣化が
補償される。
【0030】ここで、電源投入時あるいは入力信号断の
場合には、しきい値設定部4から予め設定した値、例え
ばVrefをしきい値として用いる。
【0031】入力信号断の検出は、最大値検出部2の出
力と最小値検出部3の出力との差分が無いこと(差分が
零)、すなわち振幅が無いことを、しきい値設定部4が
検出することによって行う。
【0032】また、受信した入力波形にノイズが含まれ
る場合には、最大値検出部2と最小値検出部3の検出感
度を鈍化させてノイズによる誤動作を防止する。
【0033】図3は、本発明の一実施例に係る入力バッ
ファの動作を説明するための波形図であり、入力信号自
身のデューティが劣化している場合における、入力バッ
ファの動作を示す波形図である。
【0034】入力信号S2inは、送信側から伝送路を
通して受信側に入力されたデューティA(A<50%)
の入力信号であり、伝送路での減衰によって、本来のし
きい値VrefからVref1まで信号レベルが低下し
ている。Vref1は、入力信号S2inを正常に受信
するためのしきい値である。
【0035】図1および図3を参照して本実施例の動作
について説明する。
【0036】入力信号S2inが与えられた最大値検出
部2では、入力信号S2inの最大値を検出し、最大値
VHをしきい値設定部4に出力する。また、入力信号S
2inが与えられた最小値検出部3では、入力信号S2
inの最小値を検出し、最小値VLをしきい値設定部4
に出力する。
【0037】しきい値設定部4では、VHとVLの差分
を算出し、次式(2)で与えられるしきい値Vref3
をしきい値として差動入力バッファ1の反転入力端子1
2に入力する。 Vref3=VL+(VH−VL)/2 …(2)
【0038】差動入力バッファ1は、正転入力端子11
に入力された入力信号S2inと、反転入力端子12に
入力されたしきい値Vref3との比較に基づき出力端
子13から出力信号S2outを出力する。
【0039】上述の構成により、入力信号S2inのデ
ューティはAであるが、しきい値設定部4において、振
幅の中心をVref3としているので、Vref1=V
ref3となり、差動入力バッファ1の出力端子13か
らは、デューティAの出力信号S2outが出力され、
伝送路での減衰分Vref−Vref1によるデューテ
ィ劣化が補償される。
【0040】しきい値Vref3が、常に、入力信号S
2の振幅中心値となるので、デューティが50%以外で
あり、入力信号の平均値がVref1と一致しなくと
も、Hレベル側ノイズマージンと、Lレベル側ノイズマ
ージンとが同一となり、ノイズマージンは減少しない。
【0041】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は下記記載
の効果を奏する。
【0042】本発明の第1の効果は、入力信号の平均値
としきい値のずれ以外の原因によるデューティ劣化で
も、しきい値を最適化することができる、ということで
ある。
【0043】その理由は、本発明においては、差動入力
バッファのしきい値を、入力信号の振幅の中心から生成
しているため、信号レベルがズレても常に振幅の中心に
しきい値が設定される、からである。
【0044】本発明の第2の効果は、入力信号の平均値
が入力信号の振幅の中心にくるような波形以外を受信し
た場合でもノイズに強くなる、ということである。
【0045】その理由は、常に、振幅の中心に、差動入
力バッファのしきい値が設定されるので、送信側でデュ
ーティが劣化した場合や、伝送路の特性によってデュー
ティが劣化した信号でも、Hレベル側ノイズマージン
と、Lレベル側ノイズマージンと、が同一となる、から
である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の構成を示すブロック図で
ある。
【図2】本発明の実施例として、しきい値が入力信号の
中心値からズレたことによるデューティ劣化を補償する
入力バッファの動作を示す波形図である。
【図3】本発明の実施例として、入力信号自身がデュー
ティ劣化している場合の本発明の入力バッファの動作を
示す波形図である。
【図4】従来の入力バッファの一例を示す図である。
【図5】従来の入力バッファの別の例を示す図である。
【符号の説明】
1 差動入力バッファ 2 最大値検出部 3 最小値検出部 4 しきい値設定部 11 正転入力端子 12 反転入力端子 13 出力端子 40 送信部 40−0〜40−n 出力バッファ 41 受信部 41−1〜41−n 差動入力バッファ 42 平均値回路 43−0〜43−n 伝送路 44−0〜44−n 終端回路 51 差動入力バッファ 52 正転入力端子 53 反転入力端子 54 正転出力端子 55 反転出力端子 56 LPF(低域通過フィルタ) 57 オペアンプ 58 信号断検出手段 59 FB/固定値切替手段

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】入力信号としきい値の差分信号を出力する
    差動入力バッファと、 前記入力信号の最大値および最小値を検出し、これらの
    差分から前記入力信号の振幅を求め、振幅の中心をしき
    い値として前記差動入力バッファに入力する手段と、 を備えたことを特徴とする入力バッファ。
  2. 【請求項2】前記入力信号の最大値と最小値の差分が無
    い場合を入力信号断として検出することを特徴とする請
    求項1記載の入力バッファ。
  3. 【請求項3】最大値および最小値を検出する手段の検出
    感度を鈍化させノイズによる誤動作を防止することを特
    徴とする請求項1記載の入力バッファ。
JP8188917A 1996-06-28 1996-06-28 入力バッファ Pending JPH1020973A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8188917A JPH1020973A (ja) 1996-06-28 1996-06-28 入力バッファ

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JP8188917A JPH1020973A (ja) 1996-06-28 1996-06-28 入力バッファ

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7471108B2 (en) 2004-12-09 2008-12-30 Samsung Electronics Co., Ltd. Variable reference level input circuit and method
JP2014502723A (ja) * 2010-12-27 2014-02-03 ローベルト ボッシュ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング 認識閾値を決定するための方法および装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7471108B2 (en) 2004-12-09 2008-12-30 Samsung Electronics Co., Ltd. Variable reference level input circuit and method
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US9500465B2 (en) 2010-12-27 2016-11-22 Robert Bosch Gmbh Method and device for determining a recognition threshold

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