JPH11205394A - 差動受信回路 - Google Patents

差動受信回路

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JPH11205394A
JPH11205394A JP10005229A JP522998A JPH11205394A JP H11205394 A JPH11205394 A JP H11205394A JP 10005229 A JP10005229 A JP 10005229A JP 522998 A JP522998 A JP 522998A JP H11205394 A JPH11205394 A JP H11205394A
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Shinji Ueno
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 受信したディジタル信号が2値のいずれであ
るかを判定しその判定値を出力する受信回路において、
安価な構成で高い雑音余裕度を得る。 【解決手段】 前回の判定値をFF45に保持してお
き、この保持値に応じて互いに異なる閾値のいずれか一
方と受信信号との比較結果を判定値として出力する。閾
値を遷移前の電位に近接させて設定できる。すなわち、
受信信号がハイレベル(H)からローレベル(L)に変
化する場合には高い方の閾値、LからHに変化する場合
には低い方の閾値を選ぶ。このため、受信信号がHから
L、LからHのいずれに変化する場合においても、差動
増幅器の出力の遷移時間が短くなり、FF45のクロッ
ク40に対するセットアップタイムを短縮でき、動作周
波数を高めることができる。特に振幅が小で動作周波数
が高いときに効果が大きい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は差動受信回路に関
し、特に小振幅のディジタル信号を受信しその信号が2
値のいずれであるかを判定する差動受信回路に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、マイクロプロセッサの動作周波数
の向上に伴い、周辺ハードウェアで、入出力インタフェ
ースとして、小振幅レベルの信号を使用することが多
い。これは、TTLに比べ、負荷を高速に充放電できる
ことに加えて、消費電力の交流成分を電圧2乗倍で抑え
られるメリットを持つ。また、小振幅トランシーバのた
め、そのデバイス供給電圧種の影響、即ち、3.3v/
2.5vの影響を受けない効果もある。
【0003】従来、小振幅信号を定義する汎用の技術と
して、GTL(Gunning Transceive
r logic)が存在する。GTLは、図3に示す並
列終端抵抗を必要とするオープンドレインタイプのもの
があり、終端電位を1.2V,終端抵抗を25Ωによ
り、高レベル出力を得ると共に、低レベルは、プッシュ
ダウントランジスタ200をオンにして、0.2Vを高
駆動電流にて得ることができる。振幅レベルは0.8v
であり、リファレンス電位として0.8Vを設定し、受
信側差動アンプにて高レベル,低レベルを判断すること
ができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、GTL
に代表される小振幅信号技術は、高速性に反して雑音余
裕度が取れなくなっている。すなわち、TTLレベルに
比べ、出力側が起因するグランドバウンスの雑音は小さ
くなる。しかし、送信側と受信側の接地電位のずれの影
響や、線路のインピーダンス不一致によってリンギング
ノイズが発生する。小振幅のゆえに受信側の差動アンプ
の一意なスレッシュホールドでは、このリンギングノイ
ズに対して十分な雑音余裕度を取れないという欠点があ
った。
【0005】雑音余裕度を得るため、インピーダンスを
マッチさせるべく、終端抵抗を選択することも考えられ
る。しかし、GTLの主たる使用用途である多数本の信
号がバス結合されるようなシステムにおいては、各信号
毎に終端抵抗値を異ならせる必要があり、高価なシステ
ムになってしまうという欠点がある。
【0006】本発明は上述した従来技術の欠点を解決す
るためになされたものであり、その目的は安価な構成で
高い雑音余裕度を得ることのできる差動受信回路を提供
することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明による差動受信回
路は、受信したディジタル信号が2値のいずれであるか
を判定しその判定値を出力する差動受信回路であって、
前記ディジタル信号の前回の判定値を保持する保持手段
と、前記保持手段の保持値に応じて互いに異なる閾値の
いずれか一方と前記ディジタル信号との比較結果を前記
判定値として出力する判定値出力手段と含むことを特徴
とする。
【0008】そして、前記判定値出力手段は、互いに異
なる閾値を有し該閾値と前記ディジタル信号とを比較す
る第1及び第2の比較手段と、前記保持手段の保持値に
応じて前記第1及び第2の比較手段の比較結果を択一的
に出力する選択手段とを含み、前記選択手段の出力を前
記判定値として出力する。また、前記判定値出力手段
は、前記保持手段の保持値に応じて互いに異なる閾値の
いずれか一方を出力する閾値出力手段と、前記閾値出力
手段から出力される閾値と前記ディジタル信号とを比較
する比較手段とを含み、前記比較手段の出力を前記判定
値として出力することもある。
【0009】要するに本回路は、小振幅信号を受信する
受信回路(レシーバ)であり、インタフェース間で共通
するクロックに同期する2値論理のディジタル信号の転
送において、特定のクロックタイミングで転送した信号
論理値を次の1クロック間記憶保持する。そして、この
記憶保持している内容に応じて互いに異なる閾値のいず
れか一方と入力ディジタル信号との比較結果を出力して
いるのである。この場合、記憶保持している値がハイレ
ベルのときは高い方の閾値との比較結果を出力し、ロー
レベルの時は低い方の閾値との比較結果を出力するので
ある。
【0010】これにより、線路上の雑音除去に、高価な
システムを用いることなく、少量のハードウェアにて、
雑音の耐性を高めることができるのである。
【0011】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の一形態につ
いて図面を参照して説明する。
【0012】図1は本発明による差動受信回路の実施の
第1の形態を示すブロック図である。同図において本回
路は、同期的に送受信されるインタフェースの受信側に
用いられるものである。
【0013】同図に示されているように、本回路は、受
信信号(DATA)が印加される入力ポート60と、互
いに異なるリファレンス電圧(Vref)が夫々印加さ
れる入力ポート62及び64と、出力ポート50とを含
んで構成されている。なお、入力ポート62及び64に
おいて、前者よりも後者に入力されるリファレンス電圧
の方が電圧値が低いものとする。すなわち、入力ポート
62には高いリファレンス電圧が入力され、入力ポート
64には低いリファレンス電圧が入力されるものとす
る。
【0014】また本回路は、入力ポート60に印加され
る受信信号を正入力とし入力ポート62に入力されるリ
ファレンス電圧を負入力とする差動増幅器(AMP)1
0と、入力ポート60に印加される受信信号を正入力と
し入力ポート64に入力されるリファレンス電圧を負入
力とする差動増幅器(AMP)12と、これら両差動増
幅器10及び12の出力を入力とするセレクタSEL2
0と、このセレクタの出力を保持するD型フリップフロ
ップ回路(以下、FFと略す)45とを含んで構成され
ている。
【0015】フリップフロップ回路45に入力されるク
ロック40は受信信号に同期しており、このクロック4
0のレベル遷移に応答してFF45はセレクタSEL2
0の出力を保持する。また、FF45のQ出力は選択制
御信号としてセレクタSEL20に入力される。
【0016】差動増幅器10は受信信号とリファレンス
信号との差動電圧に応じて出力電圧を切替える。そし
て、リファレンス信号よりも受信信号の方が高い電圧で
ある場合に出力電圧が高電位になり、リファレンス信号
よりも受信信号の方が低い電圧である場合に出力電圧が
低電位になる。
【0017】また、差動増幅器12は受信信号とリファ
レンス信号との差動電圧に応じて出力電圧を切替える。
そして、リファレンス信号よりも受信信号の方が低い電
圧である場合に出力電圧が高電位になり、リファレンス
信号よりも受信信号の方が低い電圧である場合に出力電
圧が低電位になる。
【0018】かかる構成において、本回路では、受信信
号の1サイクル前の状態がFF45に保持される。1サ
イクル前の状態が高電位(ハイレベル)ならば、現在ド
ライブ側(送信側)から出力されている信号レベルがロ
ーレベルのときにのみリングバックの影響を受ける。こ
のため、リファレンス信号62をハイレベル側に予め設
定しておき、差動増幅器10の出力を選択する。この選
択された出力は、出力ポート50に送出される。
【0019】同様に、1サイクル前の状態が低い電位
(ローレベル)ならば、現在ドライブ側(送信側)から
出力されている信号レベルがハイレベルのときにのみリ
ングバック(リンギングやフライトともいう)の影響を
受ける。このため、リファレンス信号64をローレベル
側に予め設定しておき、差動増幅器12の出力を選択す
る。この選択された出力は、出力ポート50に送出され
る。
【0020】要するに、本回路では、受信したディジタ
ル信号の前回の判定値を保持しておき、この保持内容に
応じてレベルの異なる2つの閾値の一方を選択している
のである。すなわち、ドライブ側から出力されている信
号レベルが遷移するときの判定のための電圧余裕度を、
1サイクル前の状態に依存させて切替えているので、高
い雑音耐性を得ることができる。
【0021】さらに、受信信号のスイッチングにおける
閾値を遷移前の電位に近接させて設定できる。すなわ
ち、受信信号がハイレベルからローレベルに変化する場
合には高い方の閾値を選び、受信信号がローレベルから
ハイレベルに変化する場合には低い方の閾値を選んでい
るのである。このため、受信信号がハイレベルからロー
レベル、ローレベルからハイレベルのいずれに変化する
場合においても、差動増幅器の出力の遷移時間が短くな
る。よって、FF45のクロック40に対するセットア
ップタイムを短縮することができ、動作周波数を高める
ことができるのである。したがって本回路は、特に振幅
が小で動作周波数が高いときにより大きな効果を得るこ
とができるのである。
【0022】図3は本発明による差動受信回路の実施の
第2の形態を示すブロック図である。同図において、図
1と同等部分は同一符号により示されており、その部分
の詳細な説明は省略する。
【0023】同図においては、単一の差動増幅器10を
設け、この差動増幅器10の負入力へ2種類の閾値電圧
を印加している。すなわち、入力ポート62に入力され
るリファレンス電圧とこのリファレンス電圧を分圧抵抗
をなす抵抗72及び74で分圧した電圧とをセレクタS
EL20に入力し、これら両電圧をFF45の出力で選
択しているのである。そして、この選択された電圧が閾
値電圧として差動増幅器10の負入力に印加されるので
ある。なお、FF45はクロック40の遷移タイミング
で差動増幅器10の出力を保持するので、このFF45
には前回の出力が保持されていることになる。
【0024】本実施形態の回路においては、差動増幅器
10を単一とし、分圧抵抗を用いて互いに異なる閾値を
得るという簡単な構成であるので、第1の実施形態の場
合よりも安価な構成で高い雑音余裕度を得ることができ
る。
【0025】本実施形態の回路においても、受信信号の
スイッチングにおける閾値を遷移前の電位に近接させて
設定できるので、受信信号がハイレベルからローレベ
ル、ローレベルからハイレベルのいずれに変化する場合
においても、差動増幅器の出力の遷移時間が短くなる。
よって、第1の実施形態の場合と同様に、FF45のク
ロック40に対するセットアップタイムを短縮すること
ができ、動作周波数を高めることができるのである。し
たがって本回路は、特に振幅が小で動作周波数が高いと
きにより大きな効果を得ることができる。
【0026】請求項の記載に関連して本発明は更に次の
態様をとりうる。
【0027】(1)前記選択手段は、前記保持手段の保
持値がハイレベルであるとき前記第1及び第2の比較手
段のうち前記大なる閾値を入力とする方の出力を送出
し、前記保持手段の保持値がロ−レベルであるとき前記
第1及び第2の比較手段のうち前記小なる閾値を入力と
する方の出力を送出することを特徴とする請求項1記載
の差動受信回路。
【0028】(2)前記閾値出力手段は、前記保持手段
の保持値がハイレベルであるとき大なる閾値を送出し、
前記保持手段の保持値がロ−レベルであるとき小なる閾
値を送出することを特徴とする請求項4記載の差動受信
回路。
【0029】(3)前記保持手段は、前記ディジタル信
号に同期したクロックのレベル遷移に応答して前記判定
値を保持するフリップフロップであることを特徴とする
請求項1〜6のいずれかに記載の差動受信回路。
【0030】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、受信信号
がハイレベルからローレベルに変化する場合には高い方
の閾値を選び、ローレベルからハイレベルに変化する場
合には低い方の閾値を選ぶことにより、受信信号がハイ
レベルからローレベル、ローレベルからハイレベルのい
ずれに変化する場合においても、差動増幅器の出力の遷
移時間が短くなり、よって、セットアップタイムを短縮
することができ、動作周波数を高めることができるとい
う効果がある。特に、振幅が小で動作周波数が高いとき
により大きな効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の第1の形態による差動受信回路
の構成を示すブロック図である。
【図2】本発明の実施の第2の形態による差動受信回路
の構成を示すブロック図である。
【図3】従来の差動受信回路の構成を示すブロック図で
ある。
【符号の説明】
10、12 差動増幅器 45 フリップフロップ回路 72、74 抵抗 SEL20 セレクタ

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 受信したディジタル信号が2値のいずれ
    であるかを判定しその判定値を出力する差動受信回路で
    あって、前記ディジタル信号の前回の判定値を保持する
    保持手段と、前記保持手段の保持値に応じて互いに異な
    る閾値のいずれか一方と前記ディジタル信号との比較結
    果を前記判定値として出力する判定値出力手段と含むこ
    とを特徴とする差動受信回路。
  2. 【請求項2】 前記判定値出力手段は、互いに異なる閾
    値を有し該閾値と前記ディジタル信号とを比較する第1
    及び第2の比較手段と、前記保持手段の保持値に応じて
    前記第1及び第2の比較手段の比較結果を択一的に出力
    する選択手段とを含み、前記選択手段の出力を前記判定
    値として出力することを特徴とする請求項1記載の差動
    受信回路。
  3. 【請求項3】 前記第1及び第2の比較手段は、互いに
    異なる閾値電圧を夫々負入力とし前記ディジタル信号を
    正入力とする第1及び第2の差動増幅器であることを特
    徴とする請求項2記載の差動受信回路。
  4. 【請求項4】 前記判定値出力手段は、前記保持手段の
    保持値に応じて互いに異なる閾値のいずれか一方を出力
    する閾値出力手段と、前記閾値出力手段から出力される
    閾値と前記ディジタル信号とを比較する比較手段とを含
    み、前記比較手段の出力を前記判定値として出力するこ
    とを特徴とする請求項1記載の差動受信回路。
  5. 【請求項5】 前記閾値出力手段は、単一の入力電圧を
    分圧する分圧抵抗と、この分圧によって得られる2種類
    の電圧値を前記保持手段の保持値に応じて択一的に出力
    する選択回路とを含むことを特徴とする請求項4記載の
    差動受信回路。
  6. 【請求項6】 前記比較手段は、前記閾値出力手段から
    出力される閾値電圧を負入力とし前記ディジタル信号を
    正入力とする差動増幅器であることを特徴とする請求項
    4又は5記載の差動受信回路。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2010226406A (ja) * 2009-03-24 2010-10-07 Hitachi Ltd 伝送装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2010226406A (ja) * 2009-03-24 2010-10-07 Hitachi Ltd 伝送装置
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