JP3833634B2

JP3833634B2 - 伝送装置

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Publication number: JP3833634B2
Application number: JP2003207526A
Authority: JP
Inventors: 信村田; 晋一齋藤
Original assignee: Rohm Co Ltd
Current assignee: Rohm Co Ltd
Priority date: 2003-08-13
Filing date: 2003-08-13
Publication date: 2006-10-18
Anticipated expiration: 2023-08-13
Also published as: US20050036561A1; TW200509549A; KR20050015990A; CN1581696B; US7098701B2; JP2005064589A; CN1581696A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は伝送装置に関する。特に、電流を信号伝送手段とした伝送装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子機器は、一般的に中央処理装置や半導体集積回路等の複数の回路によって構成されており、例えば、携帯電話は、通信回路、ディスプレイ、撮影装置によって構成されている。電子機器を構成する回路はそれぞれの回路に応じた処理、例えば通信回路は通信処理を実行し、ディスプレイは所定の情報を表示し、撮影装置は撮影処理を実行する。さらに、これらの回路は別の回路との間で信号の伝送処理も実行する。例えば、撮影装置は、撮影した画像データを通信回路に伝送する。従来は、回路間での信号伝送手段に電源電圧とグランドとの間で値が変動する電圧を使用していた。しかしながら、回路の動作速度の高速化や中央処理装置で処理すべき信号の大容量化によって、回路間の信号の伝送処理を高速化するにあたって、電圧での信号伝送には以下のような課題があった。
【０００３】
一般的に、回路間の伝送信号線は容量を有しており、電圧の変化によって当該容量に応じた電荷が充放電される、そのため、電圧で信号を伝送すれば、容量に応じた電荷の充放電のための時間が長くなる。その結果、信号の立ち上がり時間と立ち下り時間が長くなって、信号伝送の高速化が困難になる。これを解決するために、電圧で信号を伝送する代わりに、電流で信号を伝送する信号伝送技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−５３５９８号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
電流で信号を伝送すれば、電圧で信号を伝送する場合のごとく、有意な電位差を生成する必要がないため、充放電すべき電荷量が小さくなり、高速な信号伝送が可能になる。しかしながら、電流による信号伝送をさらに高速化するためには、電流による信号伝送で発生する電圧の変動をさらに小さくする方が好ましい。
【０００６】
一方、携帯電話、特に筐体がディスプレイや撮影装置を含んだ部分と、通信回路を含んだ部分に分離されており、それらの部分が折りたためる構造の携帯電話の場合、伝送信号線は可動機構部を挟むような配置にデザインされる。撮影装置の高精度化等によって、伝送すべきデータ量が増加すれば、それに応じて伝送信号線の配線本数も増加する傾向にあるが、可動機構部が折りたたみや回転などの動作をする場合、可動機構部での伝送信号線の配置の自由度を考慮すれば、配線本数を少なくすべきである。さらに、一般的に伝送信号線の配線本数が少なくなれば、可動機構部の複雑な動作に対する信頼性も高まる。伝送信号線の配線本数を少なくすれば、ひとつの伝送信号線あたりの信号伝送の高速化が望まれる。
【０００７】
本発明者はこうした状況を認識して、本発明をなしたものであり、その目的は伝送信号線での電圧信号の変動を小さくし、高速なデータを伝送可能にした伝送装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明のある態様は、受信装置である。この受信装置は、第１入力信号と第２入力信号をそれぞれ入力する入力部と、第１入力信号の電流信号から第１出力信号を生成し、および第２入力信号の電流信号から第２出力信号を生成する出力信号生成部と、第１入力信号の電流信号を流して発生させた電位差によって、基準電圧を電圧降下させた第１制御信号を生成する第１制御信号生成部と、第２入力信号の電流信号を流して発生させた電位差によって、基準電圧を電圧降下させた第２制御信号を生成する第２制御信号生成部と、第２制御信号によって、第１入力信号の電流信号の大きさに応じた入力部での第１入力信号の電圧信号の大きさを調整する第１電圧調整部と、第１制御信号によって、第２入力信号の電流信号の大きさに応じた入力部での第２入力信号の電圧信号の大きさを調整する第２電圧調整部とを含む。
【０００９】
「基準電圧」は、一例に電源電圧を含むが、それ以外にも予め値が定められた電圧であればよいものとする。
以上の受信装置により、電流信号の大きさに応じた第１制御信号あるいは第２制御信号によって、電圧信号の大きさを調整するため、電流信号の大きさの変動に応じた電圧信号の大きさの調整を可能にする。
【００１０】
出力信号生成部は、第１入力信号の電流信号を流して発生させた電位差によって、基準電圧を電圧降下させて、第１制御信号の電圧値以下の電圧値となるような第１出力信号を生成し、一方、第２入力信号の電流信号を流して発生させた電位差によって、基準電圧を電圧降下させて、第２制御信号の電圧値以下の電圧値となるような第２出力信号を生成してもよい。
【００１１】
「出力信号生成部」で電位差を発生させるための抵抗値を有した回路は、「第１制御信号生成部」や「第２制御信号生成部」で電位差を発生させるための抵抗値を有した回路と別の回路で構成されるだけではなく、「出力信号生成部」は、「第１制御信号生成部」や「第２制御信号生成部」での抵抗値を有した回路と、別の抵抗値を有した回路を結合して構成されてもよい。
【００１２】
入力部に入力される第１入力信号と第２入力信号は、変動すべき原信号から生成された相補的な関係の差動信号であり、第１制御信号生成部は、第１入力信号の電流信号が小さくなれば、第１制御信号の電圧が大きくなるように第１制御信号を生成し、第２制御信号生成部は、第２入力信号の電流信号が小さくなれば、第２制御信号の電圧が大きくなるように第２制御信号を生成し、第１電圧調整部は、第１入力信号の電流信号が小さくなれば、第２制御信号生成部で電圧が大
きくされた第２制御信号を入力部での第１入力信号の電圧信号に印加して、入力部での第１入力信号の電圧信号の大きさの変動が小さくなるように調整し、第２電圧調整部は、第２入力信号の電流信号が小さくなれば、第１制御信号生成部で電圧が大きくされた第１制御信号を入力部での第２入力信号の電圧信号に印加して、入力部での第２入力信号の電圧信号の大きさの変動が小さくなるように調整し、第１出力信号と第２出力信号間の電位差から、原信号に対応した第３出力信号を生成し、当該第３出力信号を出力する出力部をさらに含んでもよい。
【００１３】
「差動信号」は、一般的に値が反転した関係にあるふたつの信号を示すが、その反転は、正負の関係や、正の値とゼロ値の関係だけに限らず、ふたつの所定の値、例えば３Ｖと５Ｖのような関係であってもよく、予め規定されたふたつの値であればよいものとする。
【００１４】
本発明の別の態様は、伝送装置である。この伝送装置は、原信号に応じてオンすることによって、第１伝送信号を第１伝送路に出力する第１スイッチ部と、第１スイッチ部と交互にオンすることによって、第２伝送信号を第２伝送路に出力する第２スイッチ部と、第１スイッチ部と第２スイッチ部のうちのオンした方を動作せしめる駆動電流を流す主電流供給部と、第１スイッチ部と第２スイッチ部の動作に関係なく、第１伝送路と第２伝送路に補助的な駆動電流を流す従電流供給部と、第１伝送信号の電流信号から生成した第１中間信号と第２伝送信号の電流信号から生成した第２中間信号間の電位差から、原信号に対応した出力信号を生成し、当該出力信号を出力する出力部と、第１伝送信号の電流信号を流して発生させた電位差によって、基準電圧を電圧降下させた第１制御信号を生成する第１制御信号生成部と、第２伝送信号の電流信号を流して発生させた電位差によって、基準電圧を電圧降下させた第２制御信号を生成する第２制御信号生成部と、第２制御信号によって、第１伝送信号の電流信号の大きさに応じた第１伝送路での第１伝送信号の電圧信号の大きさを調整する第１電圧調整部と、第１制御信号によって、第２伝送信号の電流信号の大きさに応じた第２伝送路での第２伝送信号の電圧信号の大きさを調整する第２電圧調整部とを含む。
【００１５】
以上の伝送装置により、電流信号の大きさに応じた第１制御信号あるいは第２制御信号によって、電圧信号の大きさを調節するため、電流信号の大きさの変動に応じた電圧信号の大きさの調整を可能にする。また、第１伝送信号と第２伝送信号の電流信号は、一方が大きくなれば他方が小さくなる関係にあるため、第１伝送信号と第２伝送信号の電圧信号の変動が小さくなるように調整可能である。
【００１６】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
実施の形態１は、携帯電話のカメラと通信回路のようなひとつの電子機器に含まれた複数の回路において、それらの回路間で信号を伝送するための信号伝送技術に関し、特に差動信号を伝送する技術に関する。携帯電話の製造メーカは、本実施の形態を使用して伝送信号線の配線本数を少なくしたうえで、携帯電話を構成する基板上の伝送信号線の配置をデザインできる。本実施の形態にかかる送信装置は、ふたつのトランジスタによって、送信すべき信号を差動信号の電流信号に変換し、電流信号を伝送信号線に出力する。受信装置は、伝送信号線から信号を入力し（以下、「伝送信号」というが、伝送信号に含まれた電流信号の方向が受信装置から伝送信号線に出力される方向であっても、「入力」というものとする）、伝送信号に含まれた電流信号を抵抗回路で電圧信号にそれぞれ変換した後、差動信号である電圧信号から、グランドのような絶対的な電圧を基準にした電圧信号に変換して出力する。
【００１７】
伝送信号の高速化を目的として、伝送信号に含まれた電圧信号の変動を小さくするために、送信装置は、前述の伝送信号に加えて、伝送信号線に定常的に電流を流す。その結果、受信装置に含まれた後述のトランジスタの動作領域を電圧変動の小さい領域に変更できる。受信装置は、伝送信号の入力端子と抵抗回路の間にトランジスタのソースとドレインを接続し、当該トランジスタによって、伝送信号をクランプするため、伝送信号に含まれた電圧信号の変動を小さくできる。さらに、伝送信号に含まれた電流信号の大きさに応じた制御信号をそれぞれ生成し、差動信号のうちの一方の電流信号から生成された制御信号を他方のクランプ用のトランジスタのゲート電圧に入力して、一方の伝送信号に含まれた電圧信号の変動を他方の電流信号の大きさに応じて調整する。
【００１８】
その結果、伝送信号が差動信号であって、一方の電流信号が大きくなれば、他方の電流信号は小さくなるため、伝送信号の電流信号が増加すると、クランプ用のトランジスタのゲート電圧も増加する。電流信号と関係する成分とゲート電圧の増加が互いに打ち消す方向にあるため、伝送信号の電圧信号の変動は小さくなる。
【００１９】
図１は、実施の形態１に係る伝送装置１００の構成を示す。伝送装置１００は、送信装置１０２、第１伝送信号線１０４、第２伝送信号線１０６、受信装置１０８、インバータ１１０を含む。また、送信装置１０２は、トランジスタＴｒ１からトランジスタＴｒ４、定電流源１８、定電流源２０、定電流源２２、送信用第１端子２４、送信用第２端子２６を含み、受信装置１０８は、トランジスタＴｒ５からトランジスタＴｒ８、受信用第１端子２８、受信用第２端子３０、第１抵抗３６、第２抵抗３８、コンパレータ４４を含む。
【００２０】
インバータ１１０は、送信すべき信号を反転して出力する。その結果、インバータ１１０から出力される反転された送信すべき信号と、インバータ１１０に入力されない送信すべき信号は、差動信号を構成する。なお、インバータ１１０は、送信装置１０２内部に備えられてもよい。
【００２１】
トランジスタＴｒ１、トランジスタＴｒ２は、ともにｎチャネル型電界効果トランジスタであり、差動信号にもとづいたスイッチの機能を有する。トランジスタＴｒ２のゲート端子は送信すべき信号を入力し、トランジスタＴｒ１のゲート端子はインバータ１１０で反転された送信すべき信号を入力するために、トランジスタＴｒ１とトランジスタＴｒ２は交互にオンとオフを繰り返す。定電流源１８は、一定の駆動電流を流し、送信用第１端子２４は外部の第１伝送信号線１０４を接続し、送信用第２端子２６は外部の第２伝送信号線１０６を接続する。
【００２２】
トランジスタＴｒ１とトランジスタＴｒ２のソース端子は、定電流源１８をそれぞれ接続し、トランジスタＴｒ１のドレイン端子は送信用第１端子２４と接続し、トランジスタＴｒ２のドレイン端子は送信用第２端子２６と接続する。トランジスタＴｒ１とトランジスタＴｒ２のオンとオフによって、第１伝送信号線１０４と第２伝送信号線１０６に定電流源１８の電流が交互に流れる。以下、第１伝送信号線１０４と第２伝送信号線１０６で伝送される信号を「伝送信号」というが、「伝送信号」は単独の信号の名称、あるいはふたつの信号の総称の両方の概念を有するものとする。また、伝送信号は、電圧信号と電流信号を含む。
【００２３】
定電流源２０は、トランジスタＴｒ３を介して第１伝送信号線１０４に電流を流す。トランジスタＴｒ３は常にオンされているため、トランジスタＴｒ１のオンとオフに関係なく、第１伝送信号線１０４の伝送信号に含まれた電流信号には、所定の電流が含まれる。一方、定電流源２２は、定電流源２０と同様の動作を行い、トランジスタＴｒ４を介して第２伝送信号線１０６に電流を流す。
【００２４】
受信用第１端子２８は、第１伝送信号線１０４に接続して、伝送信号を入力する。受信用第２端子３０は、受信用第１端子２８と同様に第２伝送信号線１０６に接続して、伝送信号を入力する。特に、ここでは伝送信号に含まれた電圧信号を「伝送電圧信号」ともいう。
【００２５】
第１抵抗３６は、伝送信号に含まれた電流信号を電圧に変換する。後述のトランジスタＴｒ７の影響を無視すれば、第１抵抗３６の抵抗値をＲ、電源電圧の電圧値をＶＤＤ、電流信号をＩとすれば、第１抵抗３６によって変換された電圧Ｖ１は、以下の通り示される。
【００２６】
（数１）
Ｖ１＝ＶＤＤ−ＲＩ
そのため、電流信号が大きくなれば、小さくなるような電圧Ｖ１を出力する。第２抵抗３８も第１抵抗３６と同様に動作する。しかしながら、第１抵抗３６と第２抵抗３８での電流信号は、差動信号を構成しているため、第１抵抗３６で変換された電圧が大きくなれば、第２抵抗３８で変換された電圧が小さくなる。
【００２７】
コンパレータ４４は、第１抵抗３６と第２抵抗３８で変換された電圧をそれぞれ入力し、それらの電圧間の差に応じた電圧を出力信号として出力する。当該出力信号は、送信装置１０２に入力された送信すべき信号に対応する。
【００２８】
トランジスタＴｒ５は、伝送信号に含まれた電流信号の変動による伝送電圧信号の変動を小さくする。トランジスタＴｒ５が飽和領域で使用されている場合、伝送電圧信号、すなわちトランジスタＴｒ５のソース電圧Ｖ２は、トランジスタＴｒ５のゲート電圧をＶＧ、トランジスタＴｒ５のしきい値電圧をＶｔｈ、トランジスタＴｒ５の特性に関する定数をＣとすれば、以下の通り示される。
【００２９】
（数２）
Ｖ２＝ＶＧ−Ｖｔｈ−√（Ｉ／Ｃ）
前述のＶ１とＶ２を比較すれば、Ｖ１はＩに比例して変動するのに対して、Ｖ２はＩの平方根に比例して変動する。すなわち、電流信号Ｉの変動によるＶ２の変動は、Ｖ１の変動よりも小さくなる。トランジスタＴｒ６もトランジスタＴｒ５と同様に動作する。
【００３０】
トランジスタＴｒ７は、ｐチャネル型電界効果トランジスタであり、ゲート端子が接地されて、第１抵抗３６と同様に電流信号に応じて、電源電圧を降下させる機能を有する。トランジスタＴｒ７の抵抗値をＲ'とすれば、トランジスタＴｒ７によって電圧降下された電圧Ｖ３は、以下の通り示される。
【００３１】
（数３）
Ｖ３＝ＶＤＤ−Ｒ'Ｉ
なお、トランジスタＴｒ７のＲ'は、発振防止のため、第１抵抗３６のＲより低く設定されるため、Ｖ３による電圧降下はＶ１による電圧降下よりも小さくなる。このように電流信号に応じた電圧Ｖ３は、制御信号として、たすきがけの形でトランジスタＴｒ６のゲート電圧にされる。一方、トランジスタＴｒ８は、トランジスタＴｒ７と同様の動作を行い、トランジスタＴｒ５のゲート電圧となるべき制御信号を生成する。ここで、トランジスタＴｒ８の電流信号をＩ'とし、それに応じて変更したＶ３がトランジスタＴｒ５のゲート電圧ＶＧであることを考慮すれば、トランジスタＴｒ５のソース電圧は、Ｖ２の代わりに、Ｖ４の通り示される。
【００３２】
（数４）
Ｖ４＝ＶＤＤ−Ｒ'Ｉ'−Ｖｔｈ−√（Ｉ／Ｃ）
ここで、Ｉ'とＩは差動信号であるため、一方が大きくなれば他方が小さくなる関係にある。その結果、伝送信号に含まれた電流信号が変動した場合でも、ＩとＩ'の両方の変動を考慮するため、伝送電圧信号Ｖ４の変動が低減される。
【００３３】
図２（ａ）−（ｅ）に示した受信装置１２２の各所での信号の波形にもとづいて、以上の構成による伝送装置１００の動作を説明する。なお、図２（ａ）−（ｅ）は、図１に示したＰ１からＰ５での信号波形にそれぞれ対応し、縦軸を電圧、横軸を時間で表している。送信すべき信号がトランジスタＴｒ１に入力され、Ｐ１での信号を図２（ａ）に示す。図示のごとく、ＨｉｇｈレベルとＬｏｗレベルが周期的に繰り返される信号が入力され、Ｈｉｇｈレベルの場合にトランジスタＴｒ１がオンとなり、Ｌｏｗレベルの場合にトランジスタＴｒ１がオフになる。さらに、トランジスタＴｒ２には、図２（ａ）のＨｉｇｈレベルとＬｏｗレベルの反転した信号が入力される。
【００３４】
定電流源１８の駆動電流とトランジスタＴｒ１とトランジスタＴｒ２のオンとオフによって、差動信号である伝送信号が生成され、第１伝送信号線１０４と第２伝送信号線１０６を介して、送信用第１端子２４と送信用第２端子２６から受信用第１端子２８と受信用第２端子３０にそれぞれ伝送される。またトランジスタＴｒ３とトランジスタＴｒ４を介して、第１伝送信号線１０４と第２伝送信号線１０６には定電流源２０と定電流源２２による電流が流されている。受信装置１０８の第１抵抗３６と第２抵抗３８は、伝送信号に含まれた電流信号を電圧に変換する。Ｐ２での信号の波形を図２（ｂ）に示す。さらに、コンパレータ４４によって出力信号に変換される。Ｐ３での信号の波形を図２（ｃ）に示す。
【００３５】
一方、トランジスタＴｒ７とトランジスタＴｒ８によって、電流信号にもとづいて電源電圧を電圧降下させた制御信号は、図２（ｄ）で示され、これはＰ４での信号に対応する。前述のごとく、トランジスタＴｒ７とトランジスタＴｒ８の抵抗値は、第１抵抗３６と第２抵抗３８よりも小さくなるように設定されているため、図２（ｄ）の振幅の変動は、図２（ｂ）よりも小さくなっている。制御信号は、トランジスタＴｒ５とトランジスタＴｒ６のゲート電圧として、トランジスタＴｒ５とトランジスタＴｒ６にたすきがけされた形で印加される。図２（ｅ）は、Ｐ５でのトランジスタＴｒ５とトランジスタＴｒ６のソース電圧、すなわち伝送電圧信号を示す。図示のごとく、伝送信号から抽出される図２（ｂ）の変動が大きいにもかかわらず、伝送電圧信号の変動が小さくなるように調整されている。
【００３６】
図３（ａ）−（ｂ）は、図１の受信装置１０８の比較対象となる受信装置１２０と受信装置１２２の構成を示す。これらの回路構成によって、本実施の形態の効果を明らかにする。受信装置１２０と受信装置１２２は、受信装置１０８に含まれた構成要素の一部によって構成されるため、それらの説明を省略する。
【００３７】
図３（ａ）の受信装置１２０は、主に第１抵抗３６と第２抵抗３８を含み、伝送信号に含まれた電流信号を第１抵抗３６と第２抵抗３８によって電圧に変換し、コンパレータ４４から出力信号を出力する。そのため、伝送電圧信号は、前述の第１抵抗３６によって変換された電圧Ｖ１と同一になり、数１で示される。図３（ｂ）の受信装置１２２は、第１抵抗３６と第２抵抗３８に加えて、トランジスタＴｒ５とトランジスタＴｒ６を含むが、トランジスタＴｒ５とトランジスタＴｒ６のゲート電圧は、電源電圧にそれぞれ固定されている。そのため、伝送信号に含まれた電圧信号は、前述のトランジスタＴｒ５のソース電圧Ｖ２と同一になり、数２で示される。なお、数２のＶＧはＶＤＤとなる。
【００３８】
図４（ａ）−（ｄ）は、受信装置１２２での信号の波形を示し、図１と図３（ｂ）に示したＰ１からＰ３、Ｐ５での信号波形にそれぞれ対応し、図２（ａ）−（ｅ）と同様に縦軸を電圧、横軸を時間で表している。図４（ａ）−（ｃ）は、図２（ａ）−（ｃ）とそれぞれ同一である。すなわち、送信すべき信号と出力信号が、本実施の形態と同一になっている。一方、図４（ｄ）は、Ｐ５での信号であり、伝送電圧信号の振幅の変動を示すが、これに対応した図２（ｅ）と比較して、変動が大きくなっている。すなわち、本実施の形態によれば、出力信号を同一にしつつ、伝送電圧信号の振幅の変動を小さくできる。
【００３９】
図５は、受信装置１０８、受信装置１２０、受信装置１２２での電流対電圧特性を示す図である。縦軸は伝送電圧信号を示し、横軸は伝送信号に含まれた電流信号を示す。受信装置１２０は、数１に示したとおり電流信号の変化に応じて、伝送電圧信号も大きく変化する。ここで説明の第１段階として、図１の定電流源２０と定電流源２２を無視して、電流信号が０μＡと４００μＡで変化するとすれば、それらに対応した電圧値の変化が、伝送電圧信号の変動となる。受信装置１２２の伝送電圧信号は前述のＶ２に応じて変化するため、受信装置１２０よりも電流信号の変化に応じた伝送電圧信号の変化が小さくなる。受信装置１０８では、制御信号がたすきがけの形で印加されるため、図示したごとく電流信号が大きくなれば、制御信号が大きくなる。その結果、伝送電圧信号の変化は、前述のＶ３に応じて受信装置１２２よりも小さくなる。
【００４０】
ここでは、説明の第１段階として、電流信号が０μＡと４００μＡで変化するとしたが、図１の定電流源２０と定電流源２２が第１伝送信号線１０４と第２伝送信号線１０６に１００μＡの電流を流した場合、電流信号は、１００μＡと５００μＡで変化する。受信装置１０８、受信装置１２２に対して、電流信号の１００μＡと５００μＡに対応した伝送電圧信号間の変動は、電流信号の０μＡと４００μＡに対応した伝送電圧信号間の変動よりも小さくなる。すなわち、トランジスタＴｒ６とトランジスタＴｒ５を飽和領域で動作させるような電流を流すことによって、伝送電圧信号の変動がさらに小さくなる。
【００４１】
本実施の形態によれば、伝送信号に含まれた電圧信号の変動を低減できる。その結果、伝送信号線の容量を一定とすれば、容量に応じた電荷を充放電するための時間が短縮され、高速な信号を伝送可能になる。また、電圧信号の変動の低減によって、動作周波数が高くなるため、高速な信号を伝送可能になる。また、信号の伝送は、差動信号に対応したふたつの伝送信号線によってなされるため、伝送信号線の配線本数が少なくてすみ、伝送信号線の配置に関して、デザインの自由度が高められる。
【００４２】
（実施の形態２）
実施の形態２は、実施の形態１と異なった送信装置の構成を示す。実施の形態２では、構成の自由度を示す。また、送信装置内の定電流源をひとつにするため、伝送信号の制御がさらに正確になる。
【００４３】
図６は、実施の形態２に係る送信装置１０２の構成を示す。送信装置１０２は、図１の送信装置１０２にトランジスタＴｒ９からトランジスタＴｒ１４が付加され、定電流源２０、定電流源２２が削除される。実施の形態２における受信装置１０８としては、図１に示されるものが有効であるため、説明を省略する。
【００４４】
トランジスタＴｒ１０からトランジスタＴｒ１４は、カレントミラー回路を構成している。トランジスタＴｒ１０、トランジスタＴｒ１１、トランジスタＴｒ１２のゲート端子は、接続されているので同電位になる。トランジスタＴｒ１０、トランジスタＴｒ１１、トランジスタＴｒ１２に同一のトランジスタを使用し、かつトランジスタＴｒ９、トランジスタＴｒ３、トランジスタＴｒ４にも同一のトランジスタを使用すれば、トランジスタＴｒ１０、トランジスタＴｒ１１、トランジスタＴｒ１２のソース端子の電位も同一になるため、トランジスタＴｒ１１、トランジスタＴｒ１２に流れるドレイン電流が等しくなる。
【００４５】
本実施の形態によれば、トランジスタのサイズに応じて、伝送信号線に流す電流の大きさを正確に設定できる。
【００４６】
（実施の形態３）
実施の形態３は、実施の形態１や実施の形態２における送信装置と受信装置を一体的にして、集積回路に実装した伝送装置に関する。ＬＳＩベンダは、一体化された伝送装置のみを製作すればよいため、送信装置と受信装置を別々に製作するよりも伝送装置を量産でき、量産化の効果が大きくなる。一方、伝送装置を携帯電話等の電子機器に実装するセットメーカは、実装する際に送信装置あるいは受信装置のいずれかに設定する。本実施の形態に係る伝送装置は、送信装置と受信装置の中で信号の制御等に使用しているトランジスタに印加するゲート電圧を所定の値に設定することによって、送信装置あるいは受信装置のいずれかの使用を選択する。
【００４７】
図７は、実施の形態３に係る伝送装置２００の構成を示す。伝送装置２００の構成要素のうち、図１の伝送装置１００にも含まれた構成要素は、伝送装置１００と同一の符号で示す。さらに、第１端子５０、第２端子５２、受信切替信号線３００、送信切替信号線３０２、第１送信信号線３０４、第２送信信号線３０８を含む。
【００４８】
インバータ１１０、トランジスタＴｒ１、トランジスタＴｒ２、トランジスタＴｒ３、トランジスタＴｒ４、定電流源１８、定電流源２０、定電流源２２は、送信装置１０２に対応し、同一の動作を行う。一方、トランジスタＴｒ５、トランジスタＴｒ６、第１抵抗３６、第２抵抗３８、コンパレータ４４は、受信装置１０８を一部変更した受信装置に対応する。第１端子５０は、送信用第１端子２４、受信用第１端子２８に対応し、第２端子５２は、送信用第２端子２６、受信用第２端子３０に対応する。
トランジスタＴｒ５とトランジスタＴｒ６のゲート電圧は、受信装置１０８の場合と異なり、受信切替信号線３００を介して、電源電圧が固定的に印加される。すなわち、電流信号の大きさに応じてゲート電圧を調整しないため、伝送信号電圧はＶ２で表され、受信装置１０８よりも伝送信号電圧の変動が大きくなるが、回路構成が容易になる利点を有する。
【００４９】
受信切替信号線３００、送信切替信号線３０２、第１送信信号線３０４、第２送信信号線３０８に入力するゲート電圧の値に応じて、伝送装置２００を送信装置あるいは受信装置に使用する。伝送装置２００を送信装置として使用する場合、送信切替信号線３０２には、トランジスタＴｒ３とトランジスタＴｒ４がオンになるＨｉｇｈレベルの電圧を印加し、第１送信信号線３０４と第２送信信号線３０８には、送信すべき信号をそれぞれ入力し、受信切替信号線３００には、トランジスタＴｒ５とトランジスタＴｒ６がオフになるＬｏｗレベルの電圧を印加する。この場合、第１端子５０、第２端子５２は、送信用第１端子２４、送信用第２端子２６としてそれぞれ機能する。一方、伝送装置２００を受信装置として使用する場合、送信切替信号線３０２には、トランジスタＴｒ３とトランジスタＴｒ４がオフになるＬｏｗレベルの電圧を印加し、第１送信信号線３０４と第２送信信号線３０８には、トランジスタＴｒ１とトランジスタＴｒ２が共にオフになるＬｏｗレベルの電圧を印加し、受信切替信号線３００には、トランジスタＴｒ５とトランジスタＴｒ６がオンになるＨｉｇｈレベルの電圧を印加する。この場合、第１端子５０、第２端子５２は、受信用第１端子２８、受信用第２端子３０としてそれぞれ機能する。ここで、Ｈｉｇｈレベルは電源電圧とし、Ｌｏｗレベルはグランドレベルとする。
【００５０】
図８は、伝送装置２００で使用される切替装置２５０の構成を示す。伝送装置２００は、インバータ４００からインバータ４１０、ＮＡＮＤ回路４１２、ＮＡＮＤ回路４１４送受切替信号線３１０、入力信号線３１２を含む。なお、切替装置２５０が伝送装置２００に含まれる構成であってもよい。
入力信号線３１２は、第１送信信号線３０４と第２送信信号線３０８で伝送する送信すべき信号を伝送する。
【００５１】
送受切替信号線３１０は、伝送装置２００を送信装置に使用するか、あるいは受信装置に使用するかを切替えるための電圧を印加する。送受切替信号線３１０の信号をもとに切替装置２５０は、伝送装置２００の切替のための受信切替信号線３００、送信切替信号線３０２、第１送信信号線３０４、第２送信信号線３０８を生成する。送受切替信号線３１０がＨｉｇｈレベルの場合、受信切替信号線３００がＬｏｗレベル、送信切替信号線３０２がＨｉｇｈレベル、第１送信信号線３０４と第２送信信号線３０８のレベルは入力信号線３１２に応じて変動して、伝送装置２００は送信装置として動作する。一方、送受切替信号線３１０がＬｏｗレベルの場合、受信切替信号線３００がＨｉｇｈレベル、送信切替信号線３０２がＬｏｗレベル、第１送信信号線３０４と第２送信信号線３０８がＬｏｗレベルになって、伝送装置２００は受信装置として動作する。
【００５２】
本実施の形態によれば、送信装置と受信装置を一体化した伝送装置において、信号を入出力する端子を共有化できるため、端子数を削減できる。また、端子につながる信号線の一部を共有化できるため、信号線の占有面積を削減できる。
【００５３】
（実施の形態４）
実施の形態４は、実施の形態３と同様に、送信装置と受信装置を一体的にして、集積回路に実装した伝送装置に関するが、受信装置として実施の形態１での受信装置を使用するため、実施の形態３よりも信号の高速伝送に適用可能である。図９は、実施の形態４に係る伝送装置２０２の構成を示す。伝送装置２０２の構成要素のうち、図１の伝送装置１００にも含まれた構成要素は、伝送装置１００と同一の符号で示す。さらに、送信切替信号線３０６、トランジスタＴｒ１５、トランジスタＴｒ１６を含む。
【００５４】
送信切替信号線３０６は、図８の受信切替信号線３００に対応し、伝送装置２０２に含まれた受信装置の動作のオンとオフを切替えるための電圧を入力する。しかしながら、送信切替信号線３０６の電圧に応じた受信装置の動作のオンとオフの切替は、受信切替信号線３００と反対になっており、送信切替信号線３０６がＨｉｇｈレベルの場合、受信装置がオフになり、送信切替信号線３０６がＬｏｗレベルの場合、受信装置がオンになる。
【００５５】
トランジスタＴｒ１５とトランジスタＴｒ１６は、受信装置がオフの場合に、トランジスタＴｒ５とトランジスタＴｒ６のゲート電圧をグラントレベルに固定するためのトランジスタである。図７の伝送装置２００と同様に、伝送装置２０２にも切替装置２５０を適用または内蔵可能である。
【００５６】
本実施の形態によれば、送信装置と受信装置を一体化した伝送装置において、信号を入出力する端子を共有化できるため、端子数を削減できる。また、端子につながる信号線の一部を共有化できるため、信号線の占有面積を削減できる。また、外部の信号線での電圧信号の変動を小さくできるため、信号の高速な伝送が可能になる。
【００５７】
（実施の形態５）
実施の形態５は、実施の形態３や実施の形態４に係る伝送装置を実装した携帯電話に関する。これまで説明してきた伝送装置は、信号の高速な伝送を可能にするため、送信すべき信号の容量が増加しても、シリアル信号として伝送可能である。その結果、伝送信号線の配線本数が少なくなり、伝送信号線が可動機構部を介する必要がある場合でも、伝送信号線の配置が容易になる。
【００５８】
図１０は、実施の形態５に係る携帯電話２３０の構成を示す。携帯電話２３０は、ＣＰＵ２１６、通信回路２１８、マスタ制御部２１２、可動機構部２２４、スレーブ制御部２１４、ディスプレイ２２０、撮影装置２２２、第１１伝送信号線１０４ａ、第２１伝送信号線１０４ｂ、第１２伝送信号線１０６ａ、第２２伝送信号線１０６ｂ、第１１クロック線１５０ａ、第２１クロック線１５０ｂ、第１２クロック線１５２ａ、第２２クロック線１５２ｂを含む。また、マスタ制御部２１２は、第１シリアルＩＦ２１０ａ、第２シリアルＩＦ２１０ｂを含み、スレーブ制御部２１４は、第３シリアルＩＦ２１０ｃ、第４シリアルＩＦ２１０ｄを含み、第１シリアルＩＦ２１０ａは、第１伝送装置２０２ａを含み、第２シリアルＩＦ２１０ｂは、第２伝送装置２０２ｂを含み、第３シリアルＩＦ２１０ｃは、第３伝送装置２０２ｃを含み、第４シリアルＩＦ２１０ｄは、第４伝送装置２０２ｄを含む。
【００５９】
ここで、第１シリアルＩＦ２１０ａ、第２シリアルＩＦ２１０ｂ、第３シリアルＩＦ２１０ｃ、第４シリアルＩＦ２１０ｄは、シリアルＩＦ２１０と総称され、第１伝送装置２０２ａ、第２伝送装置２０２ｂ、第３伝送装置２０２ｃ、第４伝送装置２０２ｄは、伝送装置２０２と総称され、第１１伝送信号線１０４ａ、第２１伝送信号線１０４ｂは、第１伝送信号線１０４と総称され、第１２伝送信号線１０６ａ、第２２伝送信号線１０６ｂは第２伝送信号線１０６と総称され、第１１クロック線１５０ａ、第２１クロック線１５０ｂは第１クロック線１５０と総称され、第１２クロック線１５２ａ、第２２クロック線１５２ｂは第２クロック線１５２と総称される。
【００６０】
携帯電話２３０は、中央部に可動機構部２２４があるような折りたたみ型の筐体である。様々な機能を有する回路が可動機構部２２４を中心とした左側の筐体と右側の筐体に実装されている。ここで、左側の筐体をマスタ筐体とし、右側の筐体をスレーブ筐体とし、両者はこれまでの実施の形態で説明した伝送装置によって、信号を互いに伝送している。
【００６１】
通信回路２１８は、携帯電話での通信処理を実行し、ディスプレイ２２０は、所定の情報を表示し、撮影装置２２２は、静止画像や動画像の撮影や撮影した静止画像や動画像の圧縮を行う。ＣＰＵ２１６は、これらの機能を制御したり、アプリケーションプログラムを実行する。
【００６２】
マスタ制御部２１２とスレーブ制御部２１４は、マスタ筐体とスレーブ筐体間で信号を伝送する。マスタ制御部２１２は、ＣＰＵ２１６や通信回路２１８との信号伝送がパラレル信号であり、マスタ制御部２１２とスレーブ制御部２１４間の信号伝送がシリアル信号であるため、これらの間の信号形式を変換する。さらに、信号伝送のためのタイミング制御等も行う。スレーブ制御部２１４も同様であるが、タイミングの制御はマスタ制御部２１２によってなされる。
【００６３】
マスタ筐体からスレーブ筐体への信号の伝送に対して、第１シリアルＩＦ２１０ａは送信側の機能を提供し、第３シリアルＩＦ２１０ｃは受信側の機能を提供する。一方、スレーブ筐体からマスタ筐体への信号の伝送に対して、第４シリアルＩＦ２１０ｄは送信側の機能を提供し、第２シリアルＩＦ２１０ｂは受信側の機能を提供する。特に、第１伝送装置２０２ａは前述のごとく、送信装置に設定され、第３伝送装置２０２ｃは受信装置に設定されて、第１１伝送信号線１０４ａと第１２伝送信号線１０６ａで信号を伝送する。その際、信号の伝送のためのクロック信号は、第１シリアルＩＦ２１０ａから第３シリアルＩＦ２１０ｃに対して、第１１クロック線１５０ａと第１２クロック線１５２ａで差動信号として伝送される。一方、第４伝送装置２０２ｄは前述のごとく、送信装置に設定され、第２伝送装置２０２ｂは受信装置に設定されて、第２１伝送信号線１０４ｂと第２２伝送信号線１０６ｂで信号を伝送する。その際、信号の伝送のためのクロック信号は、第２シリアルＩＦ２１０ｂから第４シリアルＩＦ２１０ｄに対して、第２１クロック線１５０ｂと第２２クロック線１５２ｂで差動信号として伝送される。
【００６４】
本実施の形態によれば、高速な信号を伝送可能なシリアル信号伝送を実現可能なため、伝送信号線の配線本数が少なくなり、伝送信号線の配置の自由度が高くなる。
【００６５】
なお、本発明と実施の形態に係る構成の対応を例示する。「入力部」は、受信用第１端子２８、受信用第２端子３０に対応する。「出力信号生成部」は、第１抵抗３６、第２抵抗３８に対応する。「第１制御信号生成部」は、トランジス
タＴｒ７に対応する。「第２制御信号生成部」トランジスタＴｒ８に対応する。「第１電圧調整部」は、トランジスタＴｒ５に対応する。「第２電圧調整部」は、トランジスタＴｒ６に対応する。「出力部」は、コンパレータ４４に対応する。
【００６６】
また、「第１スイッチ部」は、トランジスタＴｒ１に対応する。「第２スイッチ部」は、トランジスタＴｒ２に対応する。「主電流供給部」は、定電流源１８に対応する。「従電流供給部」は、定電流源２０、定電流源２２に対応する。
【００６７】
以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【００６８】
実施の形態１および２において、トランジスタＴｒ７とトランジスタＴｒ８は、ｐチャネル型電界効果トランジスタとした。しかしこれに限らず例えば、トランジスタＴｒ７とトランジスタＴｒ８は抵抗であってもよい。本変形例によれば、特性に応じた回路素子を選択可能になる。つまり電源電圧を電圧降下できればよい。
【００６９】
実施の形態１および２において、トランジスタＴｒ７と第１抵抗３６は直列に接続され、トランジスタＴｒ８と第２抵抗３８は直列に接続されている。しかしこれに限らず例えば、トランジスタＴｒ７と第１抵抗３６を並列に接続し、トランジスタＴｒ７は電源電圧とトランジスタＴｒ６のゲート端子の間に配置され、第１抵抗３６は電源電圧とトランジスタＴｒ５のドレイン端子に接続されてもよい。また、トランジスタＴｒ８と第２抵抗３８も同様に接続されてもよい。本変形例によれば、特性に応じた回路の配置が可能になる。つまり、第１抵抗３６と第２抵抗３８は電流信号を電圧に変換する機能、トランジスタＴｒ７とトランジスタＴｒ８は制御信号を生成する機能を有していればよい。
【００７０】
実施の形態３および４において、伝送装置２００と伝送装置２０２の中で、送信機能あるいは受信機能のいずれか一方を選択している。しかしこれに限らず例えば、送信機能と受信機能の両方を選択しない場合があってもよい。例えば、Ｎ個の伝送装置がひとつの伝送装置と通信しており、かつＮ個の伝送装置が時間分割多重されている場合に、Ｎ個の伝送装置のそれぞれが通信を行わない期間に送信機能と受信機能の両方をオフにしてもよい。その場合には、切替装置２５０によってではなく、送信機能と受信機能を個別に切り換える制御装置が設けられる。つまり、通信形態に応じた信号の伝送が実行されればよい。
【００７１】
実施の形態３および４において、トランジスタＴｒ１からトランジスタＴｒ４、定電流源１８、定電流源２０、定電流源２２からなる構成の代わりに、実施の形態２に係る送信装置１０２を使用してもよい。本変形例によれば、トランジスタのサイズに応じて、伝送信号線に流す電流の大きさを正確に設定できる。
実施の形態５において、伝送装置２０２の代わりに、実施の形態３に係る伝送装置２００を使用してもよい。本変形例によれば、回路構成が簡易になる。
【００７２】
【発明の効果】
本発明によれば、伝送路での電圧信号の変動を小さくし、高速なデータを伝送できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１に係る伝送装置の構成を示す図である。
【図２】図１での信号の波形を示す図である。
【図３】図３（ａ）−（ｂ）は、図１の受信装置の比較対象となる受信装置の構成を示す図である。
【図４】図１と図３（ｂ）での信号の波形を示す図である。
【図５】図１、図３（ａ）−（ｂ）での電流対電圧特性を示す図である。
【図６】実施の形態２に係る送信装置の構成を示す図である。
【図７】実施の形態３に係る伝送装置の構成を示す図である。
【図８】図７で使用される切替装置の構成を示す図である。
【図９】実施の形態４に係る伝送装置の構成を示す図である。
【図１０】実施の形態５に係る携帯電話の構成を示す図である。
【符号の説明】
１８定電流源、２０定電流源、２２定電流源、２４送信用第１端子、２６送信用第２端子、２８受信用第１端子、３０受信用第２端子、３６第１抵抗、３８第２抵抗、４４コンパレータ、５０第１端子、５２第２端子、１００伝送装置、１０２送信装置、１０４第１伝送信号線、１０６第２伝送信号線、１０８受信装置、１１０インバータ、１２０受信装置、１２２受信装置、１５０第１クロック線、１５２第２クロック線、２００伝送装置、２０２伝送装置、２１０シリアルＩＦ、２１２マスタ制御部、２１４スレーブ制御部、２１６ＣＰＵ、２１８通信回路、２２０ディスプレイ、２２２撮影装置、２２４可動機構部、２３０携帯電話、２５０切替装置、３００受信切替信号線、３０２送信切替信号線、３０４第１送信信号線、３０６送信切替信号線、３０８第２送信信号線、３１０送受切替信号線、３１２入力信号線、４００〜４１０インバータ、
４１２、４１４ＮＡＮＤ回路、Ｔｒ１〜Ｔｒ２６トランジスタ。

Claims

第１伝送路の分岐点から接地に至る経路において直列に接続された第１トランジスタおよび第２トランジスタと、
前記第１伝送路の分岐点から接地に至る別の経路において直列に接続された第３トランジスタおよび第４トランジスタと、
第２伝送路の分岐点から接地に至る経路において直列に接続された第５トランジスタおよび第６トランジスタと、
前記第２伝送路の分岐点から接地に至る別の経路において直列に接続された第７トランジスタおよび第８トランジスタと、
定電流源から接地に至る経路において第９トランジスタおよび第１０トランジスタを直列に接続しながら、前記第９トランジスタ、前記第３トランジスタ、前記第７トランジスタ、前記第１トランジスタ、前記第５トランジスタにてカレントミラー回路を構成し、かつ前記第１０トランジスタ、前記第４トランジスタ、前記第８トランジスタのゲート端子を同一の電源に接続する電流供給部と、
前記第２トランジスタを原信号に応じてオンさせることによって、第１伝送信号を前記第１伝送路に出力させ、かつ前記第２トランジスタと交互に前記第６トランジスタをオンさせることによって、第２伝送信号を前記第２伝送路に出力するスイッチ部と、
前記第１伝送信号の電流信号から生成した第１中間信号と前記第２伝送信号の電流信号から生成した第２中間信号間の電位差から、前記原信号に対応した出力信号を生成し、当該出力信号を出力する出力部と、
前記第１伝送信号の電流信号を流して発生させた電位差によって、基準電圧を電圧降下させた第１制御信号を生成する第１制御信号生成部と、
前記第２伝送信号の電流信号を流して発生させた電位差によって、前記基準電圧を電圧降下させた第２制御信号を生成する第２制御信号生成部と、
前記第２制御信号によって、前記第１伝送信号の電流信号の大きさに応じた前記第１伝送路での第１伝送信号の電圧信号の大きさを調整する第１電圧調整部と、
前記第１制御信号によって、前記第２伝送信号の電流信号の大きさに応じた前記第２伝送路での第２伝送信号の電圧信号の大きさを調整する第２電圧調整部とを備え、
前記電流供給部は、前記スイッチ部の動作に関係なく、前記第４トランジスタおよび前記第８トランジスタをオンさせることによって、前記第１伝送路と前記第２伝送路に補助的な駆動電流を流すことを特徴とする伝送装置。
前記出力部は、前記第１中間信号の生成のために、前記第１伝送信号の電流信号を流して発生させた電位差であって、かつ前記第１制御信号生成部で発生させた電位差以上の電位差によって、基準電圧を電圧降下させ、前記第２中間信号の生成のために、前記第２伝送信号の電流信号を流して発生させた電位差であって、かつ前記第２制御信号生成部で発生させた電位差以上の電位差によって、基準電圧を電圧降下させることを特徴とする請求項１に記載の伝送装置。
請求項１または２に記載の伝送装置は、
前記第１制御信号生成部は、前記第１伝送信号の電流信号が小さくなれば、前記第１制御信号の電圧が大きくなるように前記第１制御信号を生成し、
前記第２制御信号生成部は、前記第２伝送信号の電流信号が小さくなれば、前記第２制御信号の電圧が大きくなるように前記第２制御信号を生成し、
前記第１電圧調整部は、前記第１伝送信号の電流信号が小さくなれば、前記第２制御信号生成部で電圧が大きくされた前記第２制御信号を前記第１伝送路での第１伝送信号の電圧信号に印加して、前記第１伝送路での第１伝送信号の電圧信号の大きさの変動が小さくなるように調整し、
前記第２電圧調整部は、前記第２伝送信号の電流信号が小さくなれば、前記第１制御信号生成部で電圧が大きくされた前記第１制御信号を前記第２伝送路での第２伝送信号の電圧信号に印加して、前記第２伝送路での第２伝送信号の電圧信号の大きさの変動が小さくなるように調整することを特徴とする伝送装置。