JP5098617B2 - プリエンファシス回路 - Google Patents

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Description

本発明は、信号の変化点で振幅を大きくするプリエンファシス回路に関し、特に簡単な構成でプリエンファシス信号を生成することが可能なプリエンファシス回路に関する。
従来の信号の変化点で振幅を大きくするプリエンファシス回路に関連する先行技術文献としては次のようなものがある。
特開平05−344026号公報 特開2000−068816号公報 特開2002−368600号公報 特表2002−525977号公報 特開2004−088693号公報 特開2004−312614号公報
図7は損失を有する伝送線路における信号の送受信を説明する説明図であり、図7において、1は信号を送信する送信器、2は信号を受信する受信器、3は損失を有する伝送線路である。送信器1は伝送線路3の一端に接続され、受信器2は伝送線路3の他端に接続される。
ここで、図7に示す伝送線路における信号の送受信を説明する。送信器1が、図7(a)に示すような矩形波信号を送信信号として伝送線路3に送信した場合、伝送線路3の損失によって信号の変化点が丸められて、受信器2では、図7(b)に示すような受信信号が受信される。
一方、送信器1が、図7(c)に示すような信号の変化点で振幅を大きくしたプリエンファシス信号を送信信号として伝送線路3に送信した場合、伝送線路3の損失によって信号の強調部分が丸められて、受信器2では、図7(d)に示すようなきれいな矩形波信号が受信信号として受信される。
また、図8は「特許文献5」に記載された従来のプリエンファシス回路の一例を示す構成ブロック図である。図8において、4及び6は差動信号を後段に出力するドライバ回路、5は入力された差動信号を遅延させる遅延回路、7は2つの差動信号を減算して差動信号として出力する減算回路、100及び101は差動入力信号、102及び103は差動出力信号である。
差動入力信号100及び101はドライバ回路4及び遅延回路5の差動入力端子にそれぞれ印加され、遅延回路5の差動出力はドライバ回路6の差動入力端子にそれぞれ接続される。
また、ドライバ回路4及びドライバ回路6の差動出力は減算回路7の2つの差動入力端子にそれぞれ接続され、減算回路7の差動出力端子からは差動出力信号102及び103がそれぞれ出力される。
ここで、図8に示す従来例の動作を図9を用いて説明する。図9は従来のプリエンファシス回路の動作を説明するタイミング図である。
差動入力信号100及び101はドライバ回路4を介して減算回路7に印加され、一方、遅延回路5で遅延された差動入力信号100及び101はドライバ回路6を介して減算回路7に印加され、その差分が差動出力信号102及び103として出力される。
例えば、ドライバ回路4の出力信号とドライバ回路6の出力信号が図9(a)及び(b)に示すタイミングであった場合、図9(c)に示すような信号の変化点で振幅を大きくされたプリエンファシス信号が減算回路7の出力信号として出力される。
この結果、差動入力信号を2分割すると共に一方の差動入力信号を遅延させ両者の差分を求めることにより、プリエンファシス信号を生成することができる。
しかし、図8に示す従来例では、構成要素として素子数が多く構成が複雑である遅延回路を用いているため、チップ面積が大きくなってしまうと言った問題点があった。
また、プリエンファシス強度を変化させる場合、差動入力信号と遅延された差動入力信号を混合(減算)する割合を調整することによって対応可能であるものの、直流レベルが混合の割合に起因して変化してしまうと言った問題点があった。
従って本発明が解決しようとする課題は、簡単な構成でプリエンファシス信号を生成することが可能なプリエンファシス回路を実現することにある。
このような課題を達成するために、本発明のうち請求項1記載の発明は、
信号の変化点で振幅を大きくするプリエンファシス回路において、
差動入力信号を差動電流出力に変換する第1のトランスコンダクタンスアンプと、ハイパスフィルタ回路と、このハイパスフィルタ回路を介した前記差動入力信号を差動電流出力に変換する第2のトランスコンダクタンスアンプと、2つの前記差動電流出力をそれぞれ加算して電圧変換する第1及び第2の抵抗と、前記第1及び第2の抵抗に出力電流を出力する直流レベル調整手段と、前記第2のトランスコンダクタンスアンプと前記直流レベル調整手段とに定電流を分配して供給するプリエンファシス強度調整手段とを備え、
前記プリエンファシス強度調整手段が、
ベースにそれぞれ制御信号が印加されエミッタが相互に接続されそれぞれのコレクタから前記第2のトランスコンダクタンスアンプと前記直流レベル調整手段とに電流を出力する2つのトランジスタと、
これらトランジスタのエミッタに接続された定電流源から構成されたことにより、簡単な構成で直流レベルを変化させることなくプリエンファシス強度が可変であるプリエンファシス信号を生成することが可能になる。
請求項2記載の発明は、
請求項1記載の発明であるプリエンファシス回路において、
前記ハイパスフィルタ回路が、
前記差動入力信号がそれぞれ一端に接続される2つの容量と、これら容量の他端がそれぞれ一端に接続される2つの抵抗と、これら抵抗の他端の両方が一端に接続される定電圧源とから構成されたことにより、簡単な構成で直流レベルを変化させることなくプリエンファシス強度が可変であるプリエンファシス信号を生成することが可能になる。
請求項3記載の発明は、
請求項1記載の発明であるプリエンファシス回路において、
前記ハイパスフィルタ回路が、
周波数特性が可変なハイパスフィルタ回路であることにより、プリエンファシス時間が可変であるプリエンファシス信号を生成することが可能になる。
請求項4記載の発明は、
請求項3記載の発明であるプリエンファシス回路において、
前記ハイパスフィルタ回路が、
前記差動入力信号がそれぞれ一端に接続される2つの容量と、これら容量の他端がそれぞれ一端に接続される2つの抵抗と、これら抵抗の他端の両方が一端に接続される定電圧源と、前記2つの容量のそれぞれに設けられスイッチ回路によって並列に接続/非接続される1つ以上の容量とから構成されたことにより、プリエンファシス時間が可変であるプリエンファシス信号を生成することが可能になる。
本発明によれば次のような効果がある。
請求項1及び請求項2の発明によれば、差動入力信号を2分割して、一方の差動入力信号を第1のトランスコンダクタンスアンプで差動電流出力に変換し、他方の差動入力信号をハイパスフィルタ回路を介して第2のトランスコンダクタンスアンプで差動電流出力に変換し、2つの差動電流出力を加算して電圧変換すると共にプリエンファシス強度調整手段が定電流を第2のトランスコンダクタンスアンプと直流レベル調整手段とに分配することにより、簡単な構成で直流レベルを変化させることなくプリエンファシス強度が可変であるプリエンファシス信号を生成することが可能になる。
また、請求項3及び請求項4の発明によれば、差動入力信号を2分割して、一方の差動入力信号を第1のトランスコンダクタンスアンプで差動電流出力に変換し、他方の差動入力信号をハイパスフィルタ回路を介して第2のトランスコンダクタンスアンプで差動電流出力に変換し、2つの差動電流出力を加算して電圧変換すると共に周波数特性(カットオフ周波数)が可変なハイパスフィルタ回路を用いることにより、プリエンファシス時間が可変であるプリエンファシス信号を生成することが可能になる。
以下本発明を図面を用いて詳細に説明する。図1は本発明に係るプリエンファシス回路の一実施例を示す構成ブロック図である。
図1において、8及び10は差動入出力のトランスコンダクタンスアンプ、9は差動入出力のハイパスフィルタ回路、11及び12は2つのトランスコンダクタンスアンプからの差動電流出力をそれぞれ加算して電圧変換する抵抗、104及び105は差動入力信号、106及び107は差動出力信号である。
差動入力信号104及び105はトランスコンダクタンスアンプ8及びハイパスフィルタ回路9の差動入力端子にそれぞれ印加され、ハイパスフィルタ回路9の差動出力はトランスコンダクタンスアンプ10の差動入力端子にそれぞれ接続される。
また、トランスコンダクタンスアンプ8及びトランスコンダクタンスアンプ10の差動電流出力は抵抗11及び12の一端にそれぞれ接続されると共に差動出力信号106及び107として出力される。最後に、抵抗11及び12の他端は正電圧源に接続される。
また、図2は図1に示す実施例の具体例を説明する回路である。図2において、11,12,104,105,106及び107は図1と同一符号を付してあり、13,14,21及び22はトランジスタ、15及び23は定電流源、16及び17は容量、18及び19は抵抗、20は定電圧源である。
また、トランジスタ13及び14、定電流源15はトランスコンダクタンスアンプ50を、容量16及び17、抵抗18及び19、定電圧源20はハイパスフィルタ回路51を、トランジスタ21及び22、定電流源23はトランスコンダクタンスアンプ52をそれぞれ構成している。
差動入力信号104はトランジスタ13のベース及び容量16の一端にそれぞれ印加され、差動入力信号105はトランジスタ14のベース及び容量17の一端にそれぞれ印加される。また、トランジスタ13のエミッタはトランジスタ14のエミッタ及び定電流源15の一端にそれぞれ接続される。
容量16の他端はトランジスタ21のベース及び抵抗18の一端にそれぞれ接続され、容量17の他端はトランジスタ22のベース及び抵抗19の一端にそれぞれ接続される。また、抵抗18の他端は抵抗19の他端及び定電圧源20の一端にそれぞれ接続される。
トランジスタ21のエミッタはトランジスタ22のエミッタ及び定電流源23の一端にそれぞれ接続される。
さらに、トランジスタ13のコレクタはトランジスタ21のコレクタ及び抵抗11の一端にそれぞれ接続されると共に差動出力信号106として出力され、トランジスタ14のコレクタはトランジスタ22のコレクタ及び抵抗12の一端にそれぞれ接続されると共に差動出力信号107として出力される。
最後に、抵抗11及び12の他端は正電圧源にそれぞれ接続され、定電流源15及び23の他端と、定電圧源20の他端はそれぞれ接地される。
ここで、図1に示す実施例の動作を図2及び図3を用いて説明する。図3は図1に示す実施例の動作を説明するタイミング図である。
差動入力信号104及び105は、トランスコンダクタンスアンプ8に入力され差動電流出力として出力され、一方、ハイパスフィルタ回路9に入力された差動入力信号104及び105は、低周波成分が除去された後、トランスコンダクタンスアンプ10に入力され差動電流出力として出力される。
すなわち、図2において、差動入力信号104及び105は、トランジスタ13及び14、定電流源15で構成されるトランスコンダクタンスアンプ50に入力され差動電流出力として出力される。
同様に、図2において、差動入力信号104及び105は、容量16及び17、抵抗18及び19、定電圧源20で構成されるハイパスフィルタ回路51を介してトランジスタ21及び22、定電流源23で構成されるトランスコンダクタンスアンプ52に入力され差動電流出力として出力される。
例えば、図3(a)に示すような差動入力信号がトランスコンダクタンスアンプ8に入力された場合、トランスコンダクタンスアンプ8の差動電流出力は図3(b)に示すようになる。
一方、例えば、図3(a)に示すような差動入力信号がハイパスフィルタ回路9を介してトランスコンダクタンスアンプ10に入力された場合、トランスコンダクタンスアンプ10の差動電流出力は図3(c)に示すように差動入力信号の立ち上がり、若しくは、立下りの時点でパルス状の出力となる。
2つのトランスコンダクタンスアンプ8及び10の差動電流出力は、抵抗11及び12によってそれぞれ加算され電圧変換されて、差動出力信号106及び107として出力される。
すなわち、図2において、2つのトランスコンダクタンスアンプ50及び52の差動電流出力は、抵抗11及び12よってそれぞれ加算され電圧変換されて、差動出力信号106及び107として出力される。
例えば、抵抗11及び12では、図3(b)及び図3(c)に示す差動電流出力がそれぞれ加算されて電圧変換されて出力されるので、差動出力信号は図3(d)に示すようになる。すなわち、差動入力信号の変化点での振幅を大きくしたプリエンファシス信号を得ることができる。
ちなみに、ハイパスフィルタ回路は、従来例で用いられている遅延回路と比較して構成が簡単であるので、チップ面積が大きくなってしまうと言った問題を改善することができる。
この結果、差動入力信号を2分割すると共に一方の差動入力信号を第1のトランスコンダクタンスアンプで差動電流出力に変換し、他方の差動入力信号をハイパスフィルタ回路を介して第2のトランスコンダクタンスアンプで差動電流出力に変換し、2つの差動電流出力をそれぞれ加算して電圧変換することにより、簡単な構成でプリエンファシス信号を生成することが可能になる。
また、図1及び図2に示す実施例では図3中”PE01”に示すようなプリエンファシス強度を変化させることはできない。図4は本発明に係る他の実施例を示す構成ブロック図であり、プリエンファシス強度を変化させることが可能なプリエンファシス回路である。
図4において、13,14,15,16,17,18,19,20,21,22,50,51,104及び105は図2と同一符号を付してあり、24及び25は2つのトランスコンダクタンスアンプからの差動電流出力をそれぞれ加算して電圧変換する抵抗、26,27,28及び29はトランジスタ、30は定電流源、106a及び107aは差動出力信号、108及び109はプリエンファシス強度の制御信号である。
また、トランジスタ21及び22はトランスコンダクタンスアンプ52aを、トランジスタ26及び27は直流レベル調整手段53を、トランジスタ28及び29、定電流源30はプリエンファシス強度調整手段54をそれぞれ構成している。
差動入力信号104はトランジスタ13のベース及び容量16の一端にそれぞれ印加され、差動入力信号105はトランジスタ14のベース及び容量17の一端にそれぞれ印加される。また、トランジスタ13のエミッタはトランジスタ14のエミッタ及び定電流源15の一端にそれぞれ接続される。
容量16の他端はトランジスタ21のベース及び抵抗18の一端にそれぞれ接続され、容量17の他端はトランジスタ22のベース及び抵抗19の一端にそれぞれ接続される。また、抵抗18の他端は抵抗19の他端、定電圧源20の一端、トランジスタ26及び27のベースにそれぞれ接続される。
トランジスタ21のエミッタはトランジスタ22のエミッタ及びトランジスタ28のコレクタにそれぞれ接続され、トランジスタ26のエミッタはトランジスタ27のエミッタ及びトランジスタ29のコレクタにそれぞれ接続される。また、トランジスタ28のエミッタはトランジスタ29のエミッタ及び定電流源30の一端にそれぞれ接続される。
さらに、トランジスタ13のコレクタはトランジスタ21及び26のコレクタ、抵抗24の一端にそれぞれ接続されると共に差動出力信号106aとして出力され、トランジスタ14のコレクタはトランジスタ22及び27のコレクタ、抵抗25の一端にそれぞれ接続されると共に差動出力信号107aとして出力される。
最後に、抵抗24及び25の他端は正電圧源にそれぞれ接続され、定電流源15及び30の他端と、定電圧源20の他端はそれぞれ接地される。また、トランジスタ28及び29のベースにはプリエンファシス強度の制御信号108及び109がそれぞれ印加される。
ここで、図4に示す実施例の動作を説明する。但し、図2に示す実施例と同様の動作に関しては説明を省略する。
プリエンファシス強度調整手段54において、定電流源30に流れる定電流は、トランジスタ28及び29によってトランスコンダクタンスアンプ52aと直流レベル調整手段53とに分配される。また、直流レベル調整手段53の差動入力端子には定電圧源20の出力電圧がバイアス電圧として印加されている。
このため、制御信号108及び109を調整して、トランスコンダクタンスアンプ52aに流れる電流を増加させ、直流レベル調整手段53に流れる電流を減少させることにより、図3中”PE01”に示すプリエンファシス強度を大きくすることができる。
一方、制御信号108及び109を調整して、トランスコンダクタンスアンプ52aに流れる電流を減少させ、直流レベル調整手段53に流れる電流を増加させることにより、図3中”PE01”に示すプリエンファシス強度を小さくすることができる。
プリエンファシス強度を大きくする場合、プリエンファシス強度を小さくする場合、何れの場合であっても、抵抗24および25に供給される電流の和は、トランスコンダクタンスアンプ52aと直流レベル調整手段53とに流れる電流の和、言い換えれば、定電流源30の出力電流となり、直流レベルは変化することはない。
この結果、差動入力信号を2分割して、一方の差動入力信号を第1のトランスコンダクタンスアンプで差動電流出力に変換し、他方の差動入力信号をハイパスフィルタ回路を介して第2のトランスコンダクタンスアンプで差動電流出力に変換し、2つの差動電流出力をそれぞれ加算して電圧変換すると共にプリエンファシス強度調整手段が定電流を第2のトランスコンダクタンスアンプと直流レベル調整手段とに分配することにより、簡単な構成で直流レベルを変化させることなくプリエンファシス強度が可変であるプリエンファシス信号を生成することが可能になる。
また、図5は本発明に係る他の実施例を示す構成ブロック図であり、プリエンファシス時間(プリエンファシスされている時間)を変化させることが可能なプリエンファシス回路である。
図5において、13,14,15,16,17,18,19,20,21,22,24,25,26,27,28,29,30,50,52a,53,54,104,105,108及び109は図4と同一符号を付してあり、31及び32はスイッチ回路、33及び34は容量、106b及び107bは差動出力信号である。
また、容量16,17,33及び34、抵抗18及び19、定電圧源20、並びに、スイッチ回路31及び32は周波数特性(カットオフ周波数)が可変なハイパスフィルタ回路55を構成している。
ここで、図5に示す実施例の動作を図6を用いて説明する。図6は図5に示す実施例の動作を説明するタイミング図である。但し、図2、或いは、図4に示す実施例と同様の動作に関しては説明を省略する。
スイッチ回路31及び32は図示しない制御信号によって”ON/OFF”を制御され、スイッチ回路31及び32が”OFF”の場合、ハイパスフィルタ回路55は、容量16と抵抗18、並びに、容量17と抵抗19によって個々のハイパスフィルタが構成される。
一方、スイッチ回路31及び32が”ON”の場合、ハイパスフィルタ回路55は、容量16及び容量33の並列回路と抵抗18、並びに、容量17及び容量34の並列回路と抵抗19によって個々のハイパスフィルタが構成されることになる。
スイッチ回路31及び32が”ON”の場合は、スイッチ回路31及び32が”OFF”の場合と比較して容量が大きくなり、周波数特性(カットオフ周波数)が変化してプリエンファシス時間を長くすることができる。
例えば、図6(a)はスイッチ回路31及び32が”OFF”の場合(容量小)の差動出力信号を示し、また、図6(b)はスイッチ回路31及び32が”ON”の場合(容量大)の差動出力信号を示している。
図6中”PE12”に示すプリエンファシス時間は、図6中”PE11”に示すプリエンファシス時間と比較して長くなり、言い換えれば、周波数特性(カットオフ周波数)が可変なハイパスフィルタ回路55を用いることにより、プリエンファシス時間が可変になる。
この結果、差動入力信号を2分割して、一方の差動入力信号を第1のトランスコンダクタンスアンプで差動電流出力に変換し、他方の差動入力信号をハイパスフィルタ回路を介して第2のトランスコンダクタンスアンプで差動電流出力に変換し、2つの差動電流出力をそれぞれ加算して電圧変換すると共に周波数特性(カットオフ周波数)が可変なハイパスフィルタ回路を用いることにより、プリエンファシス時間が可変であるプリエンファシス信号を生成することが可能になる。
なお、図1等に示す実施例の説明に際しては、具体例としてトランジスタ(正確には、バイポーラトランジスタ)を用いているが、勿論、MOS(Metal Oxide Semiconductor)トランジスタを用いて構成しても構わない。
また、図4及び図5に示す実施例のプリエンファシス強度調整手段54では、ベースにそれぞれ制御信号が印加されエミッタが相互に接続されそれぞれのコレクタから第2のトランスコンダクタンスアンプと直流レベル調整手段とに電流を出力する2つのトランジスタと、これらトランジスタのエミッタに接続された定電流源から構成されているが、リニアリティ向上のために、2つのトランジスタのエミッタと定電流源の一端の間に抵抗をそれぞれ設けても構わない。
また、同様に、2つのトランジスタのエミッタ間に抵抗を設けると共に、2つのトランジスタのエミッタに一端がそれぞれ接続される2つの定電流源を設ける構成であっても構わない。
また、図5に示す実施例では、図4の実施例に周波数特性(カットオフ周波数)が可変なハイパスフィルタ回路を適用しているが、図2に示す実施例(プリエンファシス強度が固定のプリエンファシス回路)に周波数特性(カットオフ周波数)が可変なハイパスフィルタ回路を適用しても勿論構わない。
また、図5に示す実施例では、ハイパスフィルタ回路を構成する2つの容量16及び17のそれぞれに対してスイッチ回路によって1つの容量を並列に接続/非接続する構成となっているが、スイッチ回路によって並列に接続/非接続される容量の数は、勿論、2以上であっても構わない。
本発明に係るプリエンファシス回路の一実施例を示す構成ブロック図である。 実施例の具体例を説明する回路である。 実施例の動作を説明するタイミング図である。 本発明に係る他の実施例を示す構成ブロック図である。 本発明に係る他の実施例を示す構成ブロック図である。 実施例の動作を説明するタイミング図である。 損失を有する伝送線路における信号の送受信を説明する説明図である。 従来のプリエンファシス回路の一例を示す構成ブロック図である。 従来のプリエンファシス回路の動作を説明するタイミング図である。
符号の説明
1 送信器
2 受信器
3 伝送線路
4,6 ドライバ回路
5 遅延回路
7 減算回路
8,10,50,52,52a トランスコンダクタンスアンプ
9,51,55 ハイパスフィルタ回路
11,12,18,19,24,25 抵抗
13,14,21,22,26,27,28,29 トランジスタ
15,23,30 定電流源
16,17,33,34 容量
20 定電圧源
31,32 スイッチ回路
53 直流レベル調整手段
54 プリエンファシス強度調整手段
100,101,104,105 差動入力信号
102,103,106,106a,106b,107,107a,107b 差動出力信号
108,109 制御信号

Claims (4)

  1. 信号の変化点で振幅を大きくするプリエンファシス回路において、
    差動入力信号を差動電流出力に変換する第1のトランスコンダクタンスアンプと、ハイパスフィルタ回路と、このハイパスフィルタ回路を介した前記差動入力信号を差動電流出力に変換する第2のトランスコンダクタンスアンプと、2つの前記差動電流出力をそれぞれ加算して電圧変換する第1及び第2の抵抗と、前記第1及び第2の抵抗に出力電流を出力する直流レベル調整手段と、前記第2のトランスコンダクタンスアンプと前記直流レベル調整手段とに定電流を分配して供給するプリエンファシス強度調整手段とを備え、
    前記プリエンファシス強度調整手段が、
    ベースにそれぞれ制御信号が印加されエミッタが相互に接続されそれぞれのコレクタから前記第2のトランスコンダクタンスアンプと前記直流レベル調整手段とに電流を出力する2つのトランジスタと、
    これらトランジスタのエミッタに接続された定電流源から構成されたことを特徴とするプリエンファシス回路。
  2. 前記ハイパスフィルタ回路が、
    前記差動入力信号がそれぞれ一端に接続される2つの容量と、
    これら容量の他端がそれぞれ一端に接続される2つの抵抗と、
    これら抵抗の他端の両方が一端に接続される定電圧源とから構成されたことを特徴とする
    請求項1記載のプリエンファシス回路。
  3. 前記ハイパスフィルタ回路が、
    周波数特性が可変なハイパスフィルタ回路であることを特徴とする
    請求項1記載のプリエンファシス回路。
  4. 前記ハイパスフィルタ回路が、
    前記差動入力信号がそれぞれ一端に接続される2つの容量と、
    これら容量の他端がそれぞれ一端に接続される2つの抵抗と、
    これら抵抗の他端の両方が一端に接続される定電圧源と、
    前記2つの容量のそれぞれに設けられスイッチ回路によって並列に接続/非接続される1つ以上の容量とから構成されたことを特徴とする
    請求項3記載のプリエンファシス回路。
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