JPH10303994A - 送信回路、受信回路および送受信回路 - Google Patents

送信回路、受信回路および送受信回路

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JPH10303994A
JPH10303994A JP9110673A JP11067397A JPH10303994A JP H10303994 A JPH10303994 A JP H10303994A JP 9110673 A JP9110673 A JP 9110673A JP 11067397 A JP11067397 A JP 11067397A JP H10303994 A JPH10303994 A JP H10303994A
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level
circuit
transmission
circuits
data
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JP9110673A
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Yoshihiro Jin
吉廣 神
Takashi Watanabe
隆 渡辺
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Oki Electric Industry Co Ltd
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Oki Electric Industry Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 1本のデータ線によって1ビットでディジタ
ル2値データを伝送する場合、伝送できる情報量が少な
い。 【解決手段】 各々2値のデータを入力とするn個のド
ライバ11,12と、これらドライバ11,12の各出
力データをその論理状態に基づく4通りのレベルの送信
信号に変換して出力する抵抗ブリッジ回路13とによっ
てドライバ部10を構成する一方、このドライバ部10
からの送信信号を受信し、0〔V〕を除く3通りのレベ
ルを検出して2値データに変換する3個のデータ変換回
路21-1,21-2,21-3と、これらデータ変換回路2
1-1,21-2,21-3の各出力データの論理の組み合わ
せから2個の2値データを得る論理回路22とによって
レシシーバ部20を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子機器における
送信回路、受信回路および送受信回路に関し、特にディ
ジタル2値論理回路を用いた送信回路、受信回路および
送受信回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】電子機器において、ディジタルデータを
伝送するための送受信回路としては、従来、図13に示
すように、高レベル(以下、“H”レベルと記す)と低
レベル(以下、“L”レベルと記す)の2値論理である
ドライバ部(送信回路)101と、同様に2値論理であ
るレシーバ部(受信回路)102とが1対1の対応関係
をもって接続され、2値論理(“0”/“1”)のデー
タを1本のデータ線103を介して伝送することによっ
て情報の送受信を行う構成となっていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
成の従来の送受信回路では、2値の論理回路構成となっ
ていることから、信号の送受信は1本のデータ線103
によって1ビットでディジタル2値データしか送受信で
きないため、伝送できる情報量が少ないなどの欠点があ
った。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決すべくなされたものである。すなわち、本発明による
送信回路は、各々2値のデータを入力とするn個(nは
2以上の整数)のドライバと、このn個のドライバの各
出力データをその論理状態に基づく2n 通りのレベルの
送信信号に変換して出力するレベル変換回路とを備えた
構成となっている。
【0005】また、本発明による受信回路は、基準レベ
ルを含む2n (nは2以上の整数)通りのレベルの信号
を受信し、該基準レベルを除く(2n −1)通りのレベル
を検出して2値データに変換する(2n −1)個のデータ
変換回路と、この(2n −1)個のデータ変換回路の各出
力データの論理の組み合わせからn個の2値のデータを
得る論理回路とを備えた構成となっている。
【0006】そして、本発明による送受信回路は、上記
構成の送信回路と、上記構成の受信回路と、この送信回
路から出力される送信信号を受信回路に送信する伝送路
とを備えた構成となっている。この送受信回路におい
て、先ず、送信回路側では、n個の2値データがそれぞ
れドライバを介して入力されると、レベル変換回路はこ
れらデータをその論理状態に基づく2n 通りのレベルに
変換し、これを送信信号として出力する。この2n 通り
のレベルの送信信号は、1本の伝送路によって受信回路
に伝送される。
【0007】一方、受信回路側では、基準レベルを含む
n 通りのレベルの信号を受信すると、データ変換回路
は基準レベルを除く(2n −1)通りのレベルにそれぞれ
対応した閾値をもって(2n −1)通りのレベルを検出
し、(2n −1)個の2値データに変換する。そして、こ
の(2n −1)個の2値データの論理の組み合わせから、
送信側のn個の2値データに対応したデータを再生す
る。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を参照しつつ詳細に説明する。図1は、本発明の一
実施形態を示す回路図である。
【0009】図1において、データを送信するドライバ
部(送信回路)10とデータを受信するレシーバ部(受
信回路)20とは、1対1の対応関係をもって1本のデ
ータ線(伝送路)30を介して接続されている。ドライ
バ部10は、2つのドライバ11,12と、4個の抵抗
R11〜R14からなる抵抗ブリッジ回路13とから構
成されている。ドライバ11,12としては、ディジタ
ル汎用ロジックICが用いられる。ドライバ11,12
の各入力端子は、第1,第2の論理入力端子14,15
にそれぞれ接続されている。
【0010】抵抗ブリッジ回路13において、抵抗R1
1,R12の各一端は、ドライバ11,12の各出力端
子に接続されている。抵抗R11,R12の各他端間に
は、抵抗R13が接続されている。また、抵抗R12の
他端には、抵抗R14およびデータ線30の各一端が接
続されている。抵抗R14の他端は、グランド(GN
D)に接続されている。この抵抗ブリッジ回路13は、
ドライバ11,12の各出力データをその論理状態に基
づく4通りのレベルの送信信号に変換するレベル変換回
路として機能する。
【0011】レシーバ部20は、データ線30によって
伝送される基準レベル(本例では、GNDレベル=0
〔V〕)を含む4通りのレベルの信号を受信し、0
〔V〕を除く3通りのレベルを検出して2値のデータに
変換する3個のデータ変換回路21-1,21-2,21-3
と、これらデータ変換回路21-1,21-2,21-3の各
出力データの論理の組み合わせから3個の2値のデータ
を得る論理回路2とから構成されている。
【0012】データ変換回路21-1,21-2,21-3
は、受信信号のレベルを0〔V〕を除く3通りのレベル
に対応したレベルにそれぞれシフトするレベルシフト回
路23-1,23-2,23-3と、これらレベルシフト回路
23-1,23-2,23-3によってレベルシフトされた受
信信号のレベルを略同一の閾値で検出するレベル検出回
路24-1,24-2,24-3とから構成されている。レベ
ル検出回路24-1,24-2,24-3としては、例えば、
ディジタル汎用ロジックICが用いられる。
【0013】レベルシフト回路23-1は、データ線30
に一端が接続された抵抗R21と、この抵抗R21の他
端とプルアップ電源Vccの間に接続された抵抗R22
と、抵抗R21の他端とグランドの間に接続された抵抗
R23とからなる抵抗回路構成となっている。同様に、
レベルシフト回路23-2は、データ線30に一端が接続
された抵抗R24と、この抵抗R24の他端と電源Vc
cの間に接続された抵抗R25と、抵抗R24の他端と
グランドの間に接続された抵抗R26とからなり、レベ
ルシフト回路23-3は、データ線30に一端が接続され
た抵抗R27と、この抵抗R27の他端と電源Vccの
間に接続された抵抗R28と、抵抗R27の他端とグラ
ンドの間に接続された抵抗R29とからなる。
【0014】レベル検出回路24-1の出力端子は、AN
Dゲート26-1の一方の入力端子に接続されている。レ
ベル検出回路24-2の出力端子は、インバータ25の入
力端子、ANDゲート26-2の一方の入力端子および論
理出力端子29にそれぞれ接続されている。レベル検出
回路24-3の出力端子は、ANDゲート26-2の他方の
入力端子に接続されている。インバータ25の出力端子
は、ANDゲート26-1の他方の入力端子に接続されて
いる。ANDゲート26-1,26-2の各出力端子は、O
Rゲート27の2つの入力端子にそれぞれ接続されてい
る。ORゲート27の出力端子は、論理出力端子28に
接続されている。
【0015】次に、上記構成の本実施形態に係る送受信
回路の動作について説明する。ここで、第1,第2の論
理入力端子14,15には、図2に示すような2値論理
の信号IN1,信号IN2がそれぞれ入力されるものと
する。図2のタイミングチャートにおいて、T1,T
2,T3,T4の各タイミングが入力信号IN1,IN
2の論理の組み合わせ状態を表している。その状態1〜
状態4での入力信号、出力電圧、レシーバ受信出力およ
び出力論理の関係を表1に示す。
【0016】
【表1】
【0017】この各状態変化に対するドライバ部10の
出力電圧と、レシーバ部20の各レベル検出回路24-
1,24-2,24-3の各入力電圧について計算する。こ
こで、計算を簡略化するために、ドライバ部10とレシ
ーバ部20を分離して計算を行う。先ず、タイミングT
1からT4までの各状態でのドライバ11,12の各出
力電圧Voとドライバ部10の出力電圧Voutの関係
は、一例として、抵抗R11,R12,R13の各抵抗
値を共に50オーム、抵抗R14の抵抗値を100オー
ムとすると、以下のようになる。
【0018】状態1では、ドライバ11,12の各出力
電圧Voが0〔V〕であるから、ドライバ部10の出力
電圧Voutは0〔V〕となる。状態2では、ドライバ
12の出力電圧Voが0〔V〕であり、ドライバ11の
出力電圧VoをVo1〔V〕とすると、
【0019】状態3では、ドライバ11の出力電圧Vo
が0〔V〕であり、ドライバ12の出力電圧VoをVo
1〔V〕とすると、 Vout=Vo1*(50+50)*100/(50+50+100) / (50+50+100)/[{100*(50+50)/(50+50+100) }+ 50 ] =Vo1/2〔V〕となる。 状態4では、ドライバ11,12の各出力電圧Voを共
にVo1〔V〕とすると、 Vout=Vo1*100 / [{50*(50+50)/(50+50+50) }+ 100 ] =Vo1*3/4〔V〕となる。
【0020】以上から明らかなように、ドライバ部10
においては、入力信号IN1,IN2の論理の組み合わ
せによる4つの状態、即ち状態1,状態2,状態3,状
態4に対し、出力電圧Voutが0〔V〕,Vo1/4
〔V〕,Vo1/2〔V〕,Vo1*3/4〔V〕の4
通りの電圧レベルを採る。
【0021】一方、レシーバ部20においては、ドライ
バ部10の4状態の出力電圧Voutのうちの0〔V〕
を除く3状態の電圧レベルを、レベル検出回路24-1,
24-2,24-3によってそれぞれ検出できるように、抵
抗R21〜R29の抵抗比を設定する。一例として、抵
抗R21,R22,R23の各抵抗値を共に6.2Kオ
ーム、抵抗R24,R26,R28の各抵抗値を共に1
0Kオーム、抵抗R25の抵抗値を9.1Kオーム、抵
抗R27の抵抗値を5.6Kオーム、抵抗R29の抵抗
値を3.9Kオームにそれぞれ設定する。
【0022】このレシーバ部20において、状態1から
状態2へ、又は状態2から状態1への変化をレベル検出
回路24-1が検出する。状態1から状態3へ、又は状態
3から状態1への変化をレベル検出回路24-1,24-2
が検出する。状態1から状態4へ、又は状態4から状態
1への変化をレベル検出回路24-1,24-2,24-3が
検出する。また、状態2から状態3へ、又は状態3から
状態2への変化をレベル検出回路24-2が検出する。状
態3から状態4へ、又は状態4から状態3への変化をレ
ベル検出回路24-3が検出する。
【0023】以上のような検出条件から、抵抗R21〜
R23の抵抗比で決まるデータ変換回路21-1の閾値を
Vo1/4に設定する。また、抵抗R24〜R26の抵
抗比で決まるデータ変換回路21-2の閾値をVo1/2
に、抵抗R27〜R29の抵抗比で決まるデータ変換回
路21-3の閾値をVo1*3/4にそれぞれ設定するこ
とにする。
【0024】ここで、本例では、レベル検出回路24-
1,24-2,24-3としてディジタル汎用ロジックIC
を用いていることから、それらの閾値電圧は1.5
〔V〕であり、また出力電圧(“L”レベル:Vo1)
を0〔V〕、出力電圧(“H”レベル:Vo1)を2.
7〔V〕、レシーバ部20のプルアップ電源Vccの電
源電圧を5〔V〕とすると、 Vo1*1/4=0.675〔V〕 Vo1*1/2=1.35〔V〕 Vo1*3/4=2.025〔V〕 となる。
【0025】以上の条件より、レベル検出回路24-1,
24-2,24-3の各受信電圧を計算すると、状態1の検
出は、レベル検出回路24-1,24-2,24-3の出力が
すべて“L”レベルのときである。この状態1の場合の
等価回路およびSpiceによるシミュレーション結果
を図3および図4に示す。
【0026】状態1から状態2への変化は、ドライバ1
1の出力が“L”レベルから“H”レベルへ、ドライバ
12の出力が“H”レベルから“L”レベルへそれぞれ
遷移したときの状態である。このとき、ドライバ部10
の出力電圧Voutのレベルは、0〔V〕から0.67
5〔V〕に変化する。この電圧がレシーバ部20のレベ
ルシフト回路23-1,23-2,23-3でレベルシフトさ
れると、レベル検出回路24-1の入力電圧が1.35
〔V〕から1.64〔V〕に変化する。
【0027】また、レベル検出回路24-2の入力電圧が
1.14〔V〕から1.38〔V〕に変化し、同様に、
レベル検出回路24-3の入力電圧が0.97〔V〕から
1.18〔V〕に変化する。ここで、各レベル検出回路
24-1,24-2,24-3の閾値電圧が1.5〔V〕であ
るから、出力反転するのはレベル検出回路24-1のみ
で、レベル検出回路24-2,24-3の各出力は“L”レ
ベルのまま変化しない。この状態2の場合の等価回路お
よびSpiceによるシミュレーション結果を図5およ
び図6に示す。
【0028】状態2から状態3への変化は、ドライバ1
1の出力が“H”レベルから“L”レベルへ、ドライバ
12の出力が“L”レベルから“H”レベルへそれぞれ
遷移したときの状態である。このとき、ドライバ部10
の出力電圧Voutのレベルは、0.675〔V〕から
1.35〔V〕に変化する。この電圧がレシーバ部20
のレベルシフト回路23-1,23-2,23-3でレベルシ
フトされると、レベル検出回路24-1の入力電圧が1.
64〔V〕から1.94〔V〕に変化する。
【0029】また、レベル検出回路24-2の入力電圧が
1.38〔V〕から1.63〔V〕に変化し、同様に、
レベル検出回路24-3の入力電圧が1.18〔V〕から
1.39〔V〕に変化する。ここで、各レベル検出回路
24-1,24-2,24-3の閾値電圧が1.5〔V〕であ
るから、出力反転するのはレベル検出回路24-1とレベ
ル検出回路24-2で、レベル検出回路24-3の出力は
“L”レベルのまま変化しない。この状態3の場合の等
価回路およびSpiceによるシミュレーション結果を
図7および図8に示す。
【0030】状態3から状態4への変化は、ドライバ1
1の出力が“L”レベルから“H”レベルへ遷移し、ド
ライバ12の出力は“H”レベルのままの状態である。
このとき、ドライバ部10の出力電圧Voutのレベル
は1.35〔V〕から2.025〔V〕に変化する。こ
の電圧がレシーバ部20のレベルシフト回路23-1,2
3-2,23-3でレベルシフトされると、レベル検出回路
24-1の入力電圧が1.94〔V〕から2.23〔V〕
に変化する。
【0031】また、レベル検出回路22の入力電圧が
1.63〔V〕から1.89〔V〕に変化し、同様に、
レベル検出回路23の入力電圧が1.39〔V〕から
1.59〔V〕に変化する。ここで、各レベル検出回路
24-1,24-2,24-3の閾値電圧が1.5〔V〕であ
るから、レベル検出回路24-1,24-2,24-3のすべ
ての出力が反転する。この状態4の場合の等価回路およ
びSpiceによるシミュレーション結果を図9および
図10に示す。
【0032】以上の状態遷移を表したものが表1であ
る。レベル検出回路24-1,24-2,24-3の出力を、
インバータ25、ANDゲート26-1,26-2およびO
Rゲート27からなる論理回路22で論理を組み、その
論理出力をOUT1,OUT2として論理出力端子2
8,29から導出するものとすると、受信信号の組み合
わせが、送信状態1〜4と同じであることがわかる。
【0033】上述したように、本実施形態に係るドライ
バ部(送信回路)10においては、例えば2つのドライ
バ11,12を用いるとともに、これらドライバ11,
12の各出力データを抵抗R11〜R14からなる抵抗
ブリッジ回路13を用いて2値の論理状態に基づく4値
の送信信号に変換するようにしたことで、1本のデータ
線(伝送路)30で2倍の情報量を伝送することができ
る。
【0034】また、本実施形態に係るレシーバ部(受信
回路)20においては、受信した信号をその基準レベル
(本例では、0〔V〕)を除く3通りのレベルを検出し
て2値データに変換する3個のデータ変換回路24-1,
24-2,24-3を用いるとともに、これらデータ変換回
路24-1,24-2,24-3の各出力データの論理の組み
合わせを行うようにしたことで、1本のデータ線30に
よって伝送された2倍の情報量を持つ受信信号から2つ
の2値データを再生することができる。
【0035】したがって、これらドライバ部10とレシ
ーバ部30の組み合わせからなる送受信回路によれば、
1本のデータ線30で2倍の情報量の送受信が可能とな
る。また、図11に示すように、ドライバ部10および
レシーバ部20をそれぞれm個(mは2以上の整数)並
列に接続し、m個のドライバ部10-1〜10-mとm個の
レシーバ部20-1〜20-mとをバス接続することによ
り、多重化量をさらに増やして伝送情報量を増大させる
ことができる。
【0036】なお、上記実施形態においては、レシーバ
部20のレベル検出回路24-1,24-2,24-3とし
て、ディジタル汎用ロジックICを用いるとしたが、こ
れに限定されるものではなく、例えばオペアンプを用い
ることも可能である。オペアンプを用いた場合には、各
閾値を送信信号のレベルに合わせて任意に設定できるこ
とから、ドライブ部10において各状態間の送信信号の
レベルを均等に割り振ることができ、しかも図1におけ
るレベルシフト回路23-1,23-2,23-3が不要にな
る。
【0037】また、上記実施形態においては、ドライバ
部10に2個のドライバ11,12を用い、2つの入力
信号IN1,IN2をその論理状態に基づいて4通りの
レベルの送信信号に変換して送信する構成としたが、3
個以上のドライバを用いて1本の伝送路で伝送する情報
をさらに多値化することも可能である。図12に、n個
のドライバを用いた場合の回路構成を示す。
【0038】図12において、n個のドライバ41-1〜
41-nの各入力端子は第1〜第nの論理入力端子42-1
〜42-nにそれぞれ接続されている。ドライバ41-1〜
41-nの各出力端子には、抵抗R41-1〜R41-nの各
一端が接続されている。抵抗R41-2の他端は出力端子
43に接続されるとともに、抵抗R42を介してグラン
ドに接続されている。抵抗R41-1の他端は、抵抗R4
3-1を介して抵抗R41-2の他端に接続されている。以
下、順に同様の接続がなされている。
【0039】このように、n個のドライバ41-1〜41
-nを用いることで、ドライバ41-1からドライバ41-n
までのビットの組み合わせの状態数(=2n )だけ出力
端子43での電圧変化の種類が存在し、1本の伝送路で
伝送できる情報をさらに多値化できるため、その分だけ
伝送路の本数を減らすことができる。したがって、バス
接続伝送などに適用可能である。
【0040】なお、この変形例に係るドライバ部(送信
回路)に対応して、レシーバ部(受信回路)側について
も同様に、データ変換回路を(2n −1)個設け、これ
らデータ変換回路の各出力データの論理の組み合わせか
らn個の2値データを得る構成とすれば良い。
【0041】
【発明の効果】以上説明したように、本発明による送信
回路においては、n個の2値データをその論理状態に基
づく2n 通りのレベルに変換し、これを送信信号として
出力するようにしたことにより、1本の伝送路で伝送で
きる情報を多値化できるとともに、伝送路の本数を低減
できる。
【0042】また、本発明による受信回路においては、
基準レベルを含む2n 通りのレベルの受信信号を、基準
レベルを除く(2n −1)通りのレベルを検出することに
よって(2n −1)個の2値データに変換し、これら2値
データの論理の組み合わせからn個の2値のデータを得
るようにしたことにより、1本の伝送路によって伝送さ
れた多値化情報を元の2値データに再現することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態を示す回路図である。
【図2】2つの入力信号IN1,IN2の波形図であ
る。
【図3】状態1の場合の等価回路図である。
【図4】状態1の場合のシミュレーション結果を示す特
性図である。
【図5】状態2の場合の等価回路図である。
【図6】状態2の場合のシミュレーション結果を示す特
性図である。
【図7】状態3の場合の等価回路図である。
【図8】状態3の場合のシミュレーション結果を示す特
性図である。
【図9】状態4の場合の等価回路図である。
【図10】状態4の場合のシミュレーション結果を示す
特性図である。
【図11】本発明の応用例を示す構成図である。
【図12】本発明の変形例を示す回路図である。
【図13】従来例を示すブロック図である。
【符号の説明】
10 ドライバ部 11,12 ドライバ 13 抵抗ブリッジ回路 20 レシーバ回路 21-1,21-2,21-3 データ変換回路 22 論理回路 23-1,23-2,23-3 レベルシフト回路 24-1,24-2,24-3 レベル検出回路

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 各々2値のデータを入力とするn個(n
    は2以上の整数)のドライバと、 前記n個のドライバの各出力データをその論理状態に基
    づく2n 通りのレベルの送信信号に変換して出力するレ
    ベル変換回路とを備えたことを特徴とする送信回路。
  2. 【請求項2】 基準レベルを含む2n (nは2以上の整
    数)通りのレベルの信号を受信し、該基準レベルを除く
    (2n −1)通りのレベルを検出して2値データに変換す
    る(2n −1)個のデータ変換回路と、 前記(2n −1)個のデータ変換回路の各出力データの論
    理の組み合わせからn個の2値のデータを得る論理回路
    とを備えたことを特徴とする受信回路。
  3. 【請求項3】 前記(2n −1)個のデータ変換回路は、
    受信信号のレベルを前記(2n −1)通りのレベルに対応
    したレベルにそれぞれシフトする(2n −1)個のレベル
    シフト回路と、前記(2n −1)個のレベルシフト回路に
    よってレベルシフトされた前記受信信号のレベルを略同
    一の閾値で検出する(2n −1)個のレベル検出回路とか
    らなることを特徴とする請求項2記載の受信回路。
  4. 【請求項4】 前記(2n −1)個のデータ変換回路は、
    受信信号のレベルを前記(2n −1)通りのレベルにそれ
    ぞれ対応した閾値で検出する(2n −1)個のレベル検出
    回路からなることを特徴とする請求項2記載の受信回
    路。
  5. 【請求項5】 請求項1記載の送信回路と、 請求項2記載の受信回路と、 前記送信回路から出力される送信信号を前記受信回路に
    伝送する伝送路ととを備えたことを特徴とする送受信回
    路。
  6. 【請求項6】 前記(2n −1)個のデータ変換回路は、
    受信信号のレベルを前記(2n −1)通りのレベルに対応
    したレベルにそれぞれシフトする(2n −1)個のレベル
    シフト回路と、前記(2n −1)個のレベルシフト回路に
    よってレベルシフトされた前記受信信号のレベルを略同
    一の閾値で検出する(2n −1)個のレベル検出回路とか
    らなることを特徴とする請求項5記載の送受信回路。
  7. 【請求項7】 前記(2n −1)個のデータ変換回路は、
    受信信号のレベルを前記(2n −1)通りのレベルにそれ
    ぞれ対応した閾値で検出する(2n −1)個のレベル検出
    回路からなることを特徴とする請求項5記載の送受信回
    路。
  8. 【請求項8】 前記送信回路および前記受信回路がそれ
    ぞれ複数個並列に接続されて設けられていることを特徴
    とする請求項5記載の送受信回路。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100390582B1 (ko) * 2001-05-10 2003-07-07 주식회사 라이온텍 펄스폭 비트 반전을 이용한 송신장치, 수신장치 및 이를이용한 전송장치 및 선로 부호화 방법
US7167536B2 (en) 2001-05-30 2007-01-23 Elpida Memory, Inc. Signal receiving circuit, semiconductor device and system
WO2024004607A1 (ja) * 2022-06-28 2024-01-04 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 データ処理装置、及び、データ処理方法

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