JP2003198265A - 差動信号受信回路 - Google Patents

差動信号受信回路

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JP2003198265A
JP2003198265A JP2001392897A JP2001392897A JP2003198265A JP 2003198265 A JP2003198265 A JP 2003198265A JP 2001392897 A JP2001392897 A JP 2001392897A JP 2001392897 A JP2001392897 A JP 2001392897A JP 2003198265 A JP2003198265 A JP 2003198265A
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differential signal
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amplifier
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Takemi Yonezawa
岳美 米澤
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Seiko Epson Corp
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F3/00Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/45Differential amplifiers
    • H03F3/45071Differential amplifiers with semiconductor devices only
    • H03F3/45076Differential amplifiers with semiconductor devices only characterised by the way of implementation of the active amplifying circuit in the differential amplifier
    • H03F3/45475Differential amplifiers with semiconductor devices only characterised by the way of implementation of the active amplifying circuit in the differential amplifier using IC blocks as the active amplifying circuit
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F2203/00Indexing scheme relating to amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements covered by H03F3/00
    • H03F2203/45Indexing scheme relating to differential amplifiers
    • H03F2203/45138Two or more differential amplifiers in IC-block form are combined, e.g. measuring amplifiers

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  • Amplifiers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 DVI規格による信号伝送において用いられ
るTMDS伝送方式のレシーバ等において、伝送系にお
ける反射やノイズによって小振幅の差動信号の振幅が揺
らぐ場合に、出力信号のジッタを従来よりも低減するこ
とのできる差動信号受信回路を提供する。 【解決手段】 この差動信号受信回路は、差動信号を受
信し、受信された差動信号の直流レベルを変換する直流
レベル変換回路10と、直流レベル変換回路から出力さ
れた差動信号をそれぞれ所定の増幅率で増幅する直列接
続された複数段の増幅回路21〜23とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般的に差動信号
受信回路に関し、特に、ディスプレイ・インターフェー
スの標準規格であるDVI(Digital Visu
al Interface)規格による信号伝送におい
て用いられるTMDS(Transition Min
imized Differential Signa
l)伝送方式によるレシーバにおいて、小振幅差動クロ
ック信号や差動データを受信するために用いられる差動
信号受信回路に関する。
【0002】
【従来の技術】DVI規格は、例えば、5m以上も離れ
たパーソナルコンピュータとディスプレイ装置との間で
画像情報を伝送することが可能なインターフェース規格
である。DVI規格として、RGB(赤、緑、青)の3
つの差動データチャンネルと1つの差動クロックチャン
ネルとを用いたTMDS伝送方式が使用される。
【0003】TMDS伝送方式のレシーバにおいては、
長距離伝送の結果生じる振幅の揺らぎによる差動クロッ
ク信号や差動データのジッタを最小にして、正しいデー
タを抽出しなければならない。従来のTMDSレシーバ
においては、受信した小振幅の差動信号を、1段の差動
アンプを用いてフルスイングまで増幅していた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、伝送系
における反射やノイズによって小振幅の差動信号の振幅
が揺らぐ場合には、差動アンプのゲインが変化して出力
遅延時間が大きく変化し、差動アンプから出力される信
号に大きなジッタが発生していた。
【0005】そこで、上記の点に鑑み、本発明は、DV
I規格による信号伝送において用いられるTMDS伝送
方式のレシーバ等において、伝送系における反射やノイ
ズによって小振幅の差動信号の振幅が揺らぐ場合に、出
力信号のジッタを従来よりも低減することのできる差動
信号受信回路を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
め、本発明に係る差動信号受信回路は、差動信号を受信
し、受信された差動信号の直流レベルを変換する直流レ
ベル変換回路と、直流レベル変換回路から出力された差
動信号をそれぞれ所定の増幅率で増幅する直列接続され
た複数段の増幅回路とを具備する。
【0007】この差動信号受信回路は、最終段の増幅回
路から出力された少なくとも1つの信号に基づいて、ハ
イレベル又はローレベルの論理値を出力する出力回路を
さらに具備するようにしても良い。
【0008】ここで、各段の増幅回路が、差動信号を入
力して増幅し、増幅された差動信号を出力するようにし
ても良い。また、複数段の増幅回路における増幅率が互
いにほぼ等しく設定されることが望ましい。
【0009】上記のように構成した本発明に係る差動信
号受信回路によれば、受信された差動信号を複数段の増
幅回路によって増幅するので、増幅回路におけるトータ
ルの出力遅延時間が従来よりも減少する。従って、伝送
系における反射やノイズによって差動信号の振幅が揺ら
いでも、差動信号受信回路における出力遅延時間の変動
が小さくなり、出力信号のジッタを低減することができ
る。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて、本発明の
実施の形態について説明する。図1に、本実施形態に係
る差動信号受信回路の構成を示す。この差動信号受信回
路は、受信された差動信号の直流レベルを変換する直流
レベル変換回路10と、直流レベル変換回路10から出
力された差動信号をそれぞれ所定の増幅率で増幅する直
列接続された複数段(本実施形態においては3段)の増
幅回路21〜23と、最終段の増幅回路23から出力さ
れた少なくとも1つの信号に基づいてハイレベル又はロ
ーレベルの論理値を出力する出力回路30とを含んでい
る。
【0011】直流レベル変換回路10は、TMDS伝送
方式で伝送された小振幅の差動信号(差動クロック信号
又は差動データ)を差動入力端子を介して受信し、受信
された差動信号の直流レベルを、増幅回路21〜23に
よって増幅するのに適した直流レベルに変換する。
【0012】第1段の増幅回路21は、直流レベル変換
回路10から出力された差動信号を増幅率G1で増幅す
る差動アンプである。また、第2段の増幅回路22は、
第1段の増幅回路21から出力された差動信号を増幅率
2で増幅する差動アンプである。さらに、第3段の増
幅回路23は、第2段の増幅回路22から出力された差
動信号を増幅率G3で増幅する差動アンプである。
【0013】このように、全体として必要な増幅率を複
数段の増幅回路に分散させることによって、増幅回路に
おけるトータルの出力遅延時間を短縮させることができ
る。増幅回路の数を増やせばトータルの出力遅延時間は
さらに短縮されるが、改善率は落ちて来るので、本実施
形態における様に3段程度の構成とするのが妥当である
と考えられる。ここで、複数段の増幅回路における増幅
率を互いに等しく設定した場合に、トータルの出力遅延
時間を最小にすることができる。従って、本実施形態に
おいては、増幅回路21〜23における増幅率G1
2、G3を、ほぼ等しく設定することが望ましい。
【0014】出力回路30は、最終段の増幅回路23に
よって増幅された差動信号の一方をハイレベル又はロー
レベルの論理値に変換し、この論理値をシングルエンド
の出力信号として出力端子に出力する。
【0015】図2に、本実施形態に係る差動信号受信回
路の出力遅延特性を、従来例と比較して示す。図2にお
いて、横軸は、入力差動信号の振幅を表しており、縦軸
は、この入力差動信号をフルスイングまで増幅する場合
の出力遅延時間を示している。実線は、本実施形態に係
る差動信号受信回路の特性であり、点線は、従来の差動
信号受信回路の特性である。
【0016】TMDS伝送方式において、差動信号受信
回路に入力される差動信号の振幅は、標準的には500
mVP-P程度であると見込まれるが、伝送路の長さの違
い等に対応するために、150〜1200mVP-Pと広
い範囲の規格が規定されている。一方、出力信号はフル
スイングの状態であるので、入力差動信号の大きさによ
って増幅回路の増幅率が変化してしまう。
【0017】従来の差動信号受信回路において、1段の
差動アンプを用いて小振幅の差動信号をフルスイングま
で増幅する場合には、この差動アンプにおける増幅率が
大きくなり、それに伴い出力遅延時間も大きくなる。従
って、図2に示すように、入力差動信号の振幅が150
mVP-Pの場合の出力遅延時間DMAX1と、入力差動信号
の振幅が1200mVP-Pの場合の出力遅延時間DMIN
との間には、大きな差を生じることになる。その結果、
伝送系における反射やノイズによって小振幅の差動信号
の振幅が揺らぐ場合に、出力遅延時間が大きく変化し
て、差動アンプから出力される信号に大きなジッタが発
生していた。
【0018】一方、本実施形態に係る差動信号受信回路
において、3段の差動アンプを用いて小振幅の差動信号
をフルスイングまで増幅する場合には、各差動アンプに
おける増幅率が小さくなり、これに伴いトータルの出力
遅延時間が従来よりも小さくなる。従って、図2に示す
ように、入力差動信号の振幅が150mVP-Pの場合の
出力遅延時間DMAX2と、入力差動信号の振幅が120
0mVP-Pの場合の出力遅延時間DMIN2との間の差が、
従来よりも小さくなる。その結果、伝送系における反射
やノイズによって小振幅の差動信号の振幅が揺らいで
も、出力遅延時間があまり変化せず、差動アンプから出
力される信号のジッタを低減することができる。
【0019】本実施形態に係る差動信号受信回路の具体
的な回路例について、図3を参照しながら説明する。図
3において、バイアス発生回路1は、Pチャネルトラン
ジスタQP1及びNチャネルトランジスタQN1〜QN
3によって構成され、イネーブル信号ENに応じて直流
レベル変換回路10にバイアス電流を供給する。
【0020】直流レベル変換回路10において、Nチャ
ネルトランジスタQN4及びQN5のゲートに、差動入
力端子から差動信号が入力される。Nチャネルトランジ
スタQN6及びQN7は、バイアス発生回路1のトラン
ジスタQN2及びQN3とカレントミラーを構成してお
り、イネーブル信号ENに応じてトランジスタQN4に
バイアス電流を流す。同様に、Nチャネルトランジスタ
QN8及びQN9は、バイアス発生回路1のトランジス
タQN2及びQN3とカレントミラーを構成しており、
イネーブル信号ENに応じてトランジスタQN5にバイ
アス電流を流す。これにより、トランジスタQN4及び
QN5は、1組のソースフォロワとして動作し、入力さ
れた差動信号の直流レベルを変換して、それぞれのソー
スから出力する。
【0021】第1段の増幅回路21は、直流レベル変換
回路10から出力された差動信号を増幅する差動アンプ
である。この差動アンプは、差動信号がゲートに印加さ
れるNチャネルトランジスタQN12及びQN13と、
これらのトランジスタの出力電流の負荷となるNチャネ
ルトランジスタQN10及びQN11と、イネーブル信
号ENに応じて第1段の増幅回路21を活性化させるN
チャネルトランジスタQN14とを有している。
【0022】第2段の増幅回路22は、第1段の増幅回
路21から出力された差動信号を反転及び非反転で増幅
する第1及び第2の差動アンプを含んでいる。各々の差
動アンプは、差動信号がゲートに印加されるNチャネル
トランジスタQN15及びQN16と、これらのトラン
ジスタの出力電流の負荷となるPチャネルトランジスタ
QP3及びQP4と、イネーブル信号ENに応じてこの
差動アンプを活性化させるNチャネルトランジスタQN
17及びPチャネルトランジスタQP2とを有してい
る。さらに、各々の差動アンプの出力には、リミッタ用
のNチャネルトランジスタQN18が接続されている。
【0023】第3段の増幅回路23は、第2段の増幅回
路22の第1及び第2の差動アンプから出力された差動
信号を増幅する差動アンプである。この差動アンプも、
第2段の増幅回路22に含まれている各々の差動アンプ
と同様の構成である。
【0024】出力回路30は、イネーブル信号と第3段
の増幅回路23から出力された差動信号との論理積の反
転値を出力するNAND回路2と、NAND回路2の出
力信号をバッファするための2段の反転回路3及び4と
を有している。これにより、第3段の増幅回路23の出
力信号の振幅がフルスイングに至らなかった場合でも、
NAND回路2において信号振幅がハイレベル又はロー
レベルの論理値まで増幅される。
【0025】
【発明の効果】以上述べた様に、本発明によれば、受信
された差動信号を複数段の増幅回路によって増幅するの
で、差動信号受信回路におけるトータルの遅延時間が従
来よりも減少する。従って、伝送系における反射やノイ
ズによって小振幅の差動信号の振幅が揺らいでも、差動
信号受信回路における遅延時間の変動が小さくなり、出
力信号のジッタを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施形態に係る差動信号受信回路
の構成を示すブロック図である。
【図2】 本発明の一実施形態に係る差動信号受信回路
の出力遅延特性を従来例と比較して示す図である。
【図3】 本発明の一実施形態に係る差動信号受信回路
の具体的な回路例を示す回路図である。
【符号の説明】
1 バイアス発生回路 2 NAND回路 3、4 反転回路 10 直流レベル変換回路 21〜23 増幅回路 30 出力回路 QP1〜QP4 Pチャネルトランジスタ QN1〜QN18 Nチャネルトランジスタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5J066 AA01 AA12 CA41 FA15 HA09 HA17 KA02 KA04 KA09 KA12 KA18 KA33 MA08 ND01 ND14 ND22 ND23 PD01 PD02 SA08 TA01 TA02 5J069 AA01 AA12 CA41 FA15 HA09 HA17 KA02 KA04 KA09 KA12 KA18 KA33 MA08 SA08 TA01 TA02 5J092 AA01 AA12 CA41 FA15 HA09 HA17 KA02 KA04 KA09 KA12 KA18 KA33 MA08 SA08 TA01 TA02 5J500 AA01 AA12 AC41 AF15 AH09 AH17 AK02 AK04 AK09 AK12 AK18 AK33 AM08 AS08 AS09 AT01 AT02 DN01 DN14 DN22 DN23 DP01 DP02

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 差動信号を受信し、受信された差動信号
    の直流レベルを変換する直流レベル変換回路と、 前記直流レベル変換回路から出力された差動信号をそれ
    ぞれ所定の増幅率で増幅する直列接続された複数段の増
    幅回路と、を具備する差動信号受信回路。
  2. 【請求項2】 最終段の増幅回路から出力された少なく
    とも1つの信号に基づいて、ハイレベル又はローレベル
    の論理値を出力する出力回路をさらに具備する請求項1
    記載の差動信号受信回路。
  3. 【請求項3】 各段の増幅回路が、差動信号を入力して
    増幅し、増幅された差動信号を出力することを特徴とす
    る請求項1又は2記載の差動信号受信回路。
  4. 【請求項4】 前記複数段の増幅回路における増幅率が
    互いにほぼ等しく設定されている、請求項1〜3のいず
    れか1項記載の差動信号受信回路。
JP2001392897A 2001-12-25 2001-12-25 差動信号受信回路 Withdrawn JP2003198265A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7675323B2 (en) 2006-01-27 2010-03-09 Nec Electronics Corporation Differential signal receiver
JP2010103739A (ja) * 2008-10-23 2010-05-06 Seiko Epson Corp 差動増幅回路、高速シリアルインターフェース回路、集積回路装置及び電子機器

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US7675323B2 (en) 2006-01-27 2010-03-09 Nec Electronics Corporation Differential signal receiver
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Effective date: 20050301