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JP3752029B2 - Line receiver - Google Patents

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JP3752029B2
JP3752029B2 JP27689296A JP27689296A JP3752029B2 JP 3752029 B2 JP3752029 B2 JP 3752029B2 JP 27689296 A JP27689296 A JP 27689296A JP 27689296 A JP27689296 A JP 27689296A JP 3752029 B2 JP3752029 B2 JP 3752029B2
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Japan
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differential amplifier
amplifier circuit
npn
transistor
base
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雅彦 千葉
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New Japan Radio Co Ltd
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New Japan Radio Co Ltd
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、データ伝送路において、いわゆる平衡信号を伝送する場合に、平衡信号がいわゆるクロスしたことを検出してその検出信号を出力するラインレシーバに係り、特に、平衡信号間に生じるオフセットに対する出力特性の改善を図ったものに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、この種のラインレシーバは、例えば、図3に示されたような差動増幅回路を基本に構成されるものが、高利得で、同相信号による出力信号への漏れがない等の理由により多く用いられていた。
ここで、図3を参照しつつ、この回路について、概略的に説明すれば、この差動増幅回路は、npn型トランジスタ40,41を中心に構成されてなるもので、2つのトランジスタ40,41のエミッタが相互に接続され、電流源42に接続される一方、それぞれのコレクタは、それぞれコレクタ抵抗43,44を介して電源電圧側へ接続されて構成されたものである。
そして、かかる構成において、npn型トランジスタ40,41のベースには、互いに180度の位相差を有するいわゆる平衡信号が印加され、この平衡信号の差電圧が、この差動増幅回路が有する増幅度に応じて増幅され出力されるものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、かかる構成の差動増幅回路においては、入力信号が平衡状態となる電圧に対して、±VTのいわゆる線形動作領域が存在する。これは、トランジスタの物理的構造に起因して生ずるもので、常温時において、通常、このVTの大きさは、略26mV程度のものである。
したがって、上述した差動増幅回路においては、npn型トランジスタ40,41のそれぞれのベースに印加された平衡信号がクロスする点、いわゆるクロスポイントの間(隣接するクロスポイント間)の差電圧が略26mV以上となると、平衡信号がいわゆるクロスしたことが検出されたとするいわば検出信号としての差動増幅出力が得られるものとなっていた。
このような構成、機能を有する差動増幅回路を用いてなるラインレシーバにおいては、例えば、伝送路のいわゆるコモン電圧が線路長等の影響により変動し、受信側で平衡信号間にオフセットが生じた場合、ラインレシーバから出力される受信信号が不安定になり易いという問題があった。
【0004】
本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、平衡信号間にオフセットが生じても、従来と異なり、比較的安定した出力信号を得ることのできるラインレシーバを提供するものである。
本発明の他の目的は、差動増幅回路を用いたラインレシーバにおいて、出力信号が出力される条件となる平衡信号のクロスポイント間の電圧差を所望の値に設定可能な回路構成を有するラインレシーバを提供することを目的とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の発明に係るラインレシーバは、平衡信号を差動増幅する第1の差動増幅回路と、2つのトランジスタを中心として構成され、一方のトランジスタのベースには、前記第1の差動増幅回路の出力電圧が、他方のトランジスタのベースには、基準電圧が、それぞれ印加され、前記第1の差動増幅回路の出力電圧と前記基準電圧との差に応じた出力電圧を出力する第2の差動増幅回路と、前記第2の差動増幅回路における前記基準電圧にヒステリシスを生じさせる基準電圧調整回路と、を具備してなり、前記他方のトランジスタのベースには、エミッタフォロア用トランジスタのエミッタが接続され、当該エミッタフォロア用トランジスタは、コレクタに電源電圧が印加され、エミッタが定電流源を介してアースされてなり、ベースには、電源電圧とアースとの間に直列接続された抵抗と定電流源の相互の接続点が接続され、かつ、当該ベースには前記基準電圧調整回路の出力端が接続されてなるものである。
【0006】
かかる構成においては、第2の差動増幅回路は、基準電圧と第1の差動増幅回路の出力電圧との差に応じて差動増幅を行うが、この基準電圧は、基準電圧調整回路によりヒステリシスを有するものとなっており、このため、第1の差動増幅回路においても、平衡信号の差動増幅に対して、第1の差動増幅回路の電圧利得をGとすると1/Gの大きさのヒステリシスが生ずることとなる。したがって、基準電圧調整回路による第2の差動増幅回路における基準電圧のヒステリシスの大きさと、第1の差動増幅回路の電圧利得Gとの適宜な選択により、平衡信号のクロスポイント間の電圧差が所望する大きさ以上で、第2の差動増幅回路から、クロスポイントの検出信号としての出力を得ることができるように設定可能なラインレシーバが提供されることとなるものである。
【0007】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図1及び図2を参照しつつ説明する。
なお、以下に説明する部材、配置等は本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨の範囲内で種々改変することができるものである。
最初に、この発明の実施の形態におけるラインレシーバの回路構成について図1を参照しつつ説明する。
このラインレシーバは、第1の差動増幅回路1と、第2の差動増幅回路2と、基準電圧調整回路3とに大別されてなるもので、その動作を概括的に述べれば、第1の差動増幅回路1に印加された平衡信号間のクロスポイント間の電圧差が所定値以上となると、当該平衡信号の差動増幅出力が第2の差動増幅回路2から出力されるようになっているものである。
【0008】
第1の差動増幅回路1は、第1及び第2のnpn型トランジスタ(図1においてそれぞれ「Q1」、「Q2」と表記)5,6を中心に構成されてなるもので、第1及び第2のnpn型トランジスタ5,6のエミッタが相互に接続され、第1の定電流源16を介してアースされる一方、第1及び第2のnpn型トランジスタ5,6のそれぞれのコレクタには、それぞれ第1及び第2のコレクタ抵抗23,24を介して電源電圧が印加されるようになっている。さらに、第1及び第2のnpn型トランジスタ5,6のベースには、入力信号の直流レベルを調整するため、それぞれレベル調整抵抗25,26が接続されており、このレベル調整抵抗25,26を介して定電圧源27による所定電圧が印加されるようになっている。
そして、第1のnpn型トランジスタ5のベース及び第2のnpn型トランジスタ6のベースに、互いに180度の位相差を有し、交流振幅が同一である平衡信号が印加され、この平衡信号間のクロスポイント間の電圧差が所定の電圧(詳細は後述)以上となると、第1及び第2のnpn型トランジスタ5,6のベース間の電位差がG(=gm×R1)倍されて出力されるようになっている。ここで、Gは、電圧利得であり、gmは、第1の差動増幅回路1のコンダクタンスであり、R1は、第1のコレクタ抵抗23の抵抗値である。
【0009】
この第1の差動増幅回路1の出力信号は、第4のnpn型トランジスタ(図1において「Q4」と表記)8によるエミッタフォロアを介して後述する第2の差動増幅回路2へ入力されるようになっている。すなわち、第4のnpn型トランジスタ8のベースは、第2のnpn型トランジスタ6のコレクタに接続される一方、第4のnpn型トランジスタ8のコクレタには電源電圧V+が印加されるようになっている。また、第4のnpn型トランジスタ8のエミッタは、第5の定電流源20を介してアースされると共に、次述する第2の差動増幅回路2を構成する第5のnpn型トランジスタ(図1において「Q5」と表記)9のベース及び後述する基準電圧調整回路3を構成する第7のnpn型トランジスタ(図1において「Q7」と表記)11のベースに接続されており、いわゆるエミッタフォロア回路として動作するようになっている。
【0010】
第2の差動増幅回路2は、第5及び第6のnpn型トランジスタ(図1においてはそれぞれ「Q5」、「Q6」と表記)9,10を中心に構成されてなるもので、第5及び第6のnpn型トランジスタ9,10のエミッタが相互に接続され、第2の定電流源17を介してアースされる一方、第5及び第6のnpn型トランジスタ9,10のそれぞれのコレクタには、それぞれ第3及び第4のコレクタ抵抗28,29を介して電源電圧V+が印加されるようになっている。
また、第6のnpn型トランジスタ10のベースには、後述する基準電圧調整回路3の出力電圧が、第9のnpn型トランジスタ(図1において「Q9」と表記)13によるエミッタフォロアを介して印加されるようになっている。
すなわち、第9のnpn型トランジスタ13のベースは、抵抗30を介して電源電圧V+が印加されるようになっていると共に、第7の定電流源22を介してアースされるようになっており、さらに、後述する基準電圧調整回路3を構成する第7のnpn型トランジスタ11のコレクタに接続されている。一方、第9のnpn型トランジスタ13のコクレタには電源電圧V+が印加されるようになっている。また、第9のnpn型トランジスタ13のエミッタは、第6の定電流源21を介してアースされると共に、先の第6のnpn型トランジスタ10のベース及び基準電圧調整回路3を構成する第8のnpn型トランジスタ(図1において「Q8」と表記)12のベースに接続されており、いわゆるエミッタフォロア回路として動作するようになっている。
【0011】
そして、この第2の差動増幅回路2は、第5のnpn型トランジスタ9のベースに印加された信号が、第6のnpn型トランジスタ10のベース電圧との大小に応じて、この第2の差動増幅回路2が有する増幅度で増幅されてラインレシーバの出力信号として、第5及び第6のnpn型トランジスタ9,10のコレクタ間に出力されるようになっている(詳細は後述)。
【0012】
基準電圧調整回路3は、第7及び第8のnpn型トランジスタ(図1においてそれぞれ「Q7」,「Q8」と表記)11,12を中心として構成された差動増幅回路を有してなるもので、第7及び第8のnpn型トランジスタ11,12のエミッタが相互に接続され、第3の定電流源18を介してアースされる一方、第7及び第8のnpn型トランジスタ11,12のコレクタ側には、いわゆるカレントミラー回路が負荷として接続された構成となっている。
すなわち、第7のnpn型トランジスタ11のコレクタには、第11のnpn型トランジスタ(図1において「Q11」と表記)15のコレクタが、第8のnpn型トランジスタ12のコレクタには、ベースとコレクタとが相互に接続された第10のnpn型トランジスタ14のコレクタが、それぞれ接続されており、第11のnpn型トランジスタ15のエミッタには、第1のエミッタ抵抗31を介して、第10のnpn型トランジスタ14のエミッタには、第2のエミッタ抵抗32を介して、それぞれ電源電圧V+が印加されるようになっており、第10及び第11のnpn型トランジスタ14,15によりいわゆるカレントミラー回路が構成されている。
【0013】
また、第7のnpn型トランジスタ11のベースは、既に述べたように、先の第5のnpn型トランジスタ9のベースと共に、第4のnpn型トランジスタ8のエミッタに接続されており、第4のnpn型トランジスタ8によるエミッタフォロアを介して第1の差動増幅回路1の出力信号が印加されるようになっている。
さらに、第8のnpn型トランジスタ12のベースは、先に述べたように、第6のnpn型トランジスタ10のベースと共に、第9のnpn型トランジスタ13のエミッタに接続されており、第9のnpn型トランジスタ13によるエミッタフォロアを介して後述するように、第9のnpn型トランジスタ13のベース側の電圧が印加されるようになっている。
そして、この基準電圧調整回路3は、第2の差動増幅回路2を構成する第6のnpn型トランジスタ10のベースに印加される基準電圧を、所定のヒステリシス幅で変える機能を有するものとなっている(詳細は後述)。
【0014】
次に、上記構成における動作について説明する。
まず、このラインレシーバの概略動作を説明すれば、第1の差動増幅回路1を構成する第1及び第2のnpn型トランジスタ5,6のベースには、例えば、図2(a)に示されたように、それぞれの位相が逆位相の状態にある平衡信号が印加されるようになっている。この平衡信号は、同図においても示されているように、互いに交差する点、いわゆるクロスポイントが生ずるような関係を有しており、ラインレシーバは、隣接する2つのクロスポイントの間における平衡信号の電圧差が所定値以上となった場合に、第2の差動増幅回路2から平衡信号がクロスしたとする検出信号としての意義を有する出力信号が出力されるようになっているものである。
【0015】
次に、第1の差動増幅回路1に印加された平衡信号のクロスポイント間における電圧差が如何なる値以上となった場合に、第2の差動増幅回路2から信号が出力されるようになっているかについて説明することとする。
第1の差動増幅回路1の出力電圧は、第4のnpn型トランジスタ8によるエミッタフォロアを介して第2の差動増幅回路2を構成する第5のnpn型トランジスタ9のベースに印加され、第6のnpn型トランジスタ10ベース電圧との比較に応じて差動増幅されるようなっている。
ところで、この第6のnpn型トランジスタ10のベースは、第8のnpn型トランジスタ12のベースと共に、エミッタフォロアとして動作する第9のnpn型トランジスタ13のエミッタに接続されていることから、これら第6及び第8のnpn型トランジスタ10,12のベース電圧は、抵抗30に流れる電流の大きさに応じて定まることとなる。
【0016】
すなわち、基準電圧調整回路3を構成する第7のnpn型トランジスタ11のベース電圧が第8のnpn型トランジスタ12のベース電圧よりも大である場合、第7のnpn型トランジスタ11はいわゆる導通状態、第8のnpn型トランジスタ12はいわゆる非導通状態となる。このため、カレントミラー回路を構成する第10及び第11のnpn型トランジスタ14,15の何れのコレクタ電流も流れ出ず、したがって、第7のnpn型トランジスタ11のコレクタに流れ込むべき電流、すなわち、第3の定電流源18の出力電流I3に略等しい電流は、抵抗30を介して供給されることとなる。
結局、この場合、抵抗30に流れる電流IR1は、第7の定電流源22の出力電流I7が第3の定電流源18の出力電流I3よりも大きく設定されているという条件の下で、IR1=I7+I3となる。
【0017】
一方、第7のnpn型トランジスタ11のベース電圧が第8のnpn型トランジスタ12のベース電圧よりも小である場合においては、第7のnpn型トランジスタ11が非導通状態となる一方、第8のnpn型トランジスタ12が導通状態となる。第8のnpn型トランジスタ12のコレクタには、第3の定電流源18の出力電流I3に略等しい電流が引き出されて第10のnpn型トランジスタ14から流れ込み、このため、第11のnpn型トランジスタ15のコレクタからも略同一の電流I3が流れ出ることとなるが、第7のnpn型トランジスタ11が非導通状態であるため、この電流は、第7の定電流源22側へ流れ込むこととなる。
したがって、この場合、抵抗30に流れる電流IR2は、第7の定電流源22の出力電流I7と第3の定電流源18の出力電流I3の関係が上述したと同様な関係にあるという条件下で、IR2=I7−I3となる。
したがって、抵抗30における電圧降下には、抵抗30の値をRbとすれば、VTH=IR1×Rb−IR2×Rb={I7+I3−(I7−I3)}Rb=2I3Rbで表されるヒステリシスが生ずることとなる。
【0018】
この抵抗30における電圧降下は、第9のnpn型トランジスタ13によるエミッタフォロアを介して第2の差動増幅回路2を構成する第6のnpn型トランジスタ10のベースに現れるため、結局、第2の差動増幅回路2としては、第5のnpn型トランジスタ9のベースに印加される入力信号に対して先のヒステリシス電圧VTHを有して差動増幅を行うものとなる。さらに、この第2の差動増幅回路2を構成する第5のnpn型トランジスタ9のベースに印加される入力信号は、第1の差動増幅回路1を介して印加されるものであることから、先のヒステリスは、第1の差動増幅回路1の入力段にも現れることとなり、その大きさは、先のヒステリシス電圧VTH=2I3Rbを第1の差動増幅回路1の電圧利得で除した大きさとなる。
【0019】
したがって、第1の差動増幅回路1の電圧利得を、バイアス電流(第1の定電流源16の出力電流)、負荷抵抗(第1のコレクタ抵抗23)の選択によって、適宜な大きさに設定し、かつ、第2の差動増幅回路2におけるヒステリシス電圧VTHの大きさを、抵抗30、第3及び第7の定電流源18,22の出力電流の適当な選択により設定することで、第1の差動増幅回路1の入力段におけるヒステリシス電圧の大きさを所望の大きさに設定することができ、しかもそのヒステリシス電圧の大きさは、従来、差動増幅回路だけからなるラインレシーバにおいて、いわば限界の値であった26mVより以下とすることも簡単に実現し得ることとなるものである。
【0020】
次に、シュミレーション結果の一例について図2を参照しつつ説明する。
図2は、上述した回路構成例において、第1の差動増幅回路1の電圧利得G=20倍、抵抗30の抵抗値Rb=10kΩ、第3の定電流源18の出力電流値I3=10μA、第7の定電流源22の出力電流値I7=50μA、VTH=200mVと設定した場合における入力信号としての平衡信号と、第2の差動増幅回路2から得られる出力信号との関係を示す特性線図である。
同図(a)は、第1の差動増幅回路1を構成する第1及び第2のnpn型トランジスタ5,6のベース間に印加される平衡信号を示すもので、隣接するクロスポイント間における2信号の電圧差は、9.8mVとなっている。
そして、同図(b)には、隣接するクロスポイント間の入力電圧差が従来(26mV)より低い9.8mVであっても、このクロスポイント間で出力信号が出力されることが示されている。
【0021】
上述した発明の実施の形態における回路構成においては、トランジスタとしてnpn型を用いたが、pnp型トランジスタを用いても同様に構成できることは勿論であり、また、これらバイポーラトランジスタ以外のトランジスタを用いても、バイアス等を当該トランジスタに適合したものとすることにより基本的に同様な回路構成で上述したような動作のラインレシーバを実現することができるものである。
【0022】
【発明の効果】
以上、述べたように、本発明によれば、差動増幅回路を用いたラインレシーバにおいて、クロスポイントの検出に対する出力信号が得られる限界値を任意に設定可能なように構成することにより、従来の限界値よりもさらに小さな任意の限界値を設定することができるので、従来に比してより安定、確実な検出信号を出力することのでき、より信頼性の高いラインレシーバを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態におけるラインレシーバの回路構成例を示す回路図である。
【図2】図1に示された回路におけるシュミレーション結果の一例を示す特性線図であり、図2(a)は、入力信号としての平衡信号を、図2(b)は、出力信号をそれぞれ示すものである。
【図3】従来のラインレシーバの一回路構成例を示す回路図である。
【符号の説明】
1…第1の差動増幅回路
2…第2の差動増幅回路
3…基準電圧調整回路
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a line receiver that detects so-called crossing of a balanced signal and outputs the detected signal when transmitting a so-called balanced signal in a data transmission line, and in particular, an output for an offset generated between balanced signals. It relates to a product whose characteristics have been improved.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, this type of line receiver is configured based on a differential amplifier circuit as shown in FIG. 3, for example, because it has a high gain and there is no leakage to the output signal due to the in-phase signal. Was used more often.
Here, with reference to FIG. 3, this circuit will be described in brief. This differential amplifier circuit is composed mainly of npn-type transistors 40 and 41, and includes two transistors 40 and 41. The emitters are connected to each other and connected to the current source 42, while the collectors are connected to the power supply voltage side via collector resistors 43 and 44, respectively.
In such a configuration, a so-called balanced signal having a phase difference of 180 degrees is applied to the bases of the npn transistors 40 and 41, and the differential voltage of the balanced signal becomes the amplification level of the differential amplifier circuit. It is amplified and output accordingly.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the differential amplifier circuit having such a configuration, there is a so-called linear operation region of ± VT with respect to a voltage at which the input signal is in a balanced state. This occurs due to the physical structure of the transistor. Usually, the VT is approximately 26 mV at room temperature.
Therefore, in the differential amplifier circuit described above, the difference voltage between the points where the balanced signals applied to the bases of the npn transistors 40 and 41 cross, that is, between so-called cross points (between adjacent cross points) is approximately 26 mV. If it became above, if it was detected that the balanced signal crossed so-called, the differential amplification output as a detection signal would be obtained.
In a line receiver using a differential amplifier circuit having such a configuration and function, for example, the so-called common voltage of the transmission path fluctuates due to the influence of the line length or the like, and an offset occurs between balanced signals on the receiving side. In this case, there is a problem that the reception signal output from the line receiver tends to become unstable.
[0004]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a line receiver capable of obtaining a relatively stable output signal unlike the conventional case even when an offset occurs between balanced signals.
Another object of the present invention is a line having a circuit configuration capable of setting a voltage difference between cross points of balanced signals as a condition for outputting an output signal to a desired value in a line receiver using a differential amplifier circuit. The object is to provide a receiver.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
According to a first aspect of the present invention, a line receiver includes a first differential amplifier circuit that differentially amplifies a balanced signal and two transistors as a center, and a base of one transistor includes the first difference amplifier. the output voltage of the dynamic amplifier circuit, the base of the other transistor, the reference voltage is applied, and outputs an output voltage corresponding to the difference between the output voltage and the reference voltage of the first differential amplifier circuit a second differential amplifier circuit, wherein a reference voltage adjusting circuit for generating a hysteresis to the reference voltage of the second differential amplifier circuit, Ri name comprises a, the base of the other transistor, the emitter follower The emitter follower transistor is connected to the emitter follower transistor, where the power supply voltage is applied to the collector and the emitter is grounded via the constant current source. Is connected to the connection point of the resistor and the constant current source connected in series between the power supply voltage and the ground, and the output terminal of the reference voltage adjusting circuit is connected to the base. is there.
[0006]
In such a configuration, the second differential amplifier circuit performs differential amplification according to the difference between the reference voltage and the output voltage of the first differential amplifier circuit. The reference voltage is adjusted by the reference voltage adjustment circuit. Therefore, even in the first differential amplifier circuit, if the voltage gain of the first differential amplifier circuit is G with respect to the differential amplification of the balanced signal, 1 / G A magnitude hysteresis will occur. Therefore, the voltage difference between the cross-points of the balanced signal can be determined by appropriately selecting the hysteresis magnitude of the reference voltage in the second differential amplifier circuit by the reference voltage adjustment circuit and the voltage gain G of the first differential amplifier circuit. Therefore, a line receiver that can be set so as to obtain an output as a cross-point detection signal from the second differential amplifier circuit with a desired size or more is provided.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
The members and arrangements described below do not limit the present invention and can be variously modified within the scope of the gist of the present invention.
First, the circuit configuration of the line receiver in the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The line receiver is roughly divided into a first differential amplifier circuit 1, a second differential amplifier circuit 2, and a reference voltage adjustment circuit 3. When the voltage difference between the cross points between the balanced signals applied to one differential amplifier circuit 1 exceeds a predetermined value, the differential amplified output of the balanced signal is output from the second differential amplifier circuit 2. It is what has become.
[0008]
The first differential amplifier circuit 1 is composed mainly of first and second npn-type transistors (indicated as “Q1” and “Q2” in FIG. 1 respectively) 5 and 6. The emitters of the second npn transistors 5 and 6 are connected to each other and grounded via the first constant current source 16, while the collectors of the first and second npn transistors 5 and 6 are connected to each other. The power supply voltage is applied through the first and second collector resistors 23 and 24, respectively. Furthermore, level adjusting resistors 25 and 26 are connected to the bases of the first and second npn transistors 5 and 6 in order to adjust the DC level of the input signal. A predetermined voltage by the constant voltage source 27 is applied through the via.
A balanced signal having a phase difference of 180 degrees and the same AC amplitude is applied to the base of the first npn-type transistor 5 and the base of the second npn-type transistor 6. When the voltage difference between the cross points exceeds a predetermined voltage (details will be described later), the potential difference between the bases of the first and second npn transistors 5 and 6 is multiplied by G (= g m × R 1) and output. It has become so. Here, G is a voltage gain, g m is a conductance of the first differential amplifier circuit 1, and R 1 is a resistance value of the first collector resistor 23.
[0009]
The output signal of the first differential amplifier circuit 1 is input to a second differential amplifier circuit 2 to be described later via an emitter follower by a fourth npn transistor (denoted as “Q4” in FIG. 1) 8. It has become so. That is, the base of the fourth npn-type transistor 8 is connected to the collector of the second npn-type transistor 6, while the power supply voltage V + is applied to the collector of the fourth npn-type transistor 8. ing. The emitter of the fourth npn-type transistor 8 is grounded via the fifth constant current source 20, and a fifth npn-type transistor (see FIG. 5) constituting the second differential amplifier circuit 2 described below. 1 is denoted as “Q5”) and a base of a seventh npn-type transistor (denoted as “Q7” in FIG. 1) 11 constituting a reference voltage adjusting circuit 3 described later. It operates as a circuit.
[0010]
The second differential amplifier circuit 2 is composed mainly of fifth and sixth npn transistors (referred to as “Q5” and “Q6” in FIG. 1) 9 and 10, respectively. And the emitters of the sixth npn transistors 9 and 10 are connected to each other and grounded via the second constant current source 17, while the collectors of the fifth and sixth npn transistors 9 and 10 are connected to the respective collectors. The power supply voltage V + is applied through the third and fourth collector resistors 28 and 29, respectively.
Further, an output voltage of a reference voltage adjusting circuit 3 to be described later is applied to the base of the sixth npn transistor 10 via an emitter follower by a ninth npn transistor (denoted as “Q9” in FIG. 1) 13. It has come to be.
That is, the base of the ninth npn transistor 13 is applied with the power supply voltage V + through the resistor 30 and is grounded through the seventh constant current source 22. Further, it is connected to the collector of a seventh npn transistor 11 constituting a reference voltage adjusting circuit 3 described later. On the other hand, the power supply voltage V + is applied to the collector of the ninth npn transistor 13. The emitter of the ninth npn-type transistor 13 is grounded via the sixth constant current source 21, and the base of the sixth npn-type transistor 10 and the eighth reference voltage adjusting circuit 3 are configured. Are connected to the base of an npn-type transistor (denoted as “Q8” in FIG. 1) 12 and operate as a so-called emitter follower circuit.
[0011]
The second differential amplifier circuit 2 is configured such that the signal applied to the base of the fifth npn-type transistor 9 depends on the magnitude of the base voltage of the sixth npn-type transistor 10 according to the magnitude of the second differential amplifier circuit 2. Amplified by the amplification factor of the differential amplifier circuit 2 and output as an output signal of the line receiver between the collectors of the fifth and sixth npn transistors 9 and 10 (details will be described later).
[0012]
The reference voltage adjusting circuit 3 includes a differential amplifier circuit mainly composed of seventh and eighth npn transistors (represented as “Q7” and “Q8” in FIG. 1) 11 and 12, respectively. Thus, the emitters of the seventh and eighth npn transistors 11 and 12 are connected to each other and grounded via the third constant current source 18, while the seventh and eighth npn transistors 11 and 12 On the collector side, a so-called current mirror circuit is connected as a load.
That is, the collector of the seventh npn transistor 11 includes the collector of the eleventh npn transistor (indicated as “Q11” in FIG. 1) 15, and the collector of the eighth npn transistor 12 includes the base and collector. Are connected to the collector of the tenth npn-type transistor 14, and the emitter of the eleventh npn-type transistor 15 is connected to the tenth npn via the first emitter resistor 31. A power supply voltage V + is applied to the emitter of the type transistor 14 via the second emitter resistor 32, and a so-called current mirror circuit is provided by the tenth and eleventh npn transistors 14 and 15. Is configured.
[0013]
The base of the seventh npn-type transistor 11 is connected to the emitter of the fourth npn-type transistor 8 together with the base of the fifth npn-type transistor 9 as described above. An output signal of the first differential amplifier circuit 1 is applied via an emitter follower by the npn transistor 8.
Further, as described above, the base of the eighth npn transistor 12 is connected to the emitter of the ninth npn transistor 13 together with the base of the sixth npn transistor 10, and the ninth npn transistor 13 As will be described later, the voltage on the base side of the ninth npn transistor 13 is applied via an emitter follower by the transistor 13.
The reference voltage adjusting circuit 3 has a function of changing the reference voltage applied to the base of the sixth npn transistor 10 constituting the second differential amplifier circuit 2 with a predetermined hysteresis width. (Details will be described later).
[0014]
Next, the operation in the above configuration will be described.
First, the general operation of this line receiver will be described. For example, the base of the first and second npn transistors 5 and 6 constituting the first differential amplifier circuit 1 is shown in FIG. As described above, a balanced signal in which each phase is in an opposite phase state is applied. As shown in the figure, this balanced signal has such a relationship that a crossing point, that is, a so-called cross point is generated, and the line receiver has a balanced signal between two adjacent cross points. Is output from the second differential amplifier circuit 2 having a significance as a detection signal that the balanced signal is crossed. .
[0015]
Next, when the voltage difference between the cross points of the balanced signals applied to the first differential amplifier circuit 1 exceeds any value, a signal is output from the second differential amplifier circuit 2. Let's explain what it is.
The output voltage of the first differential amplifier circuit 1 is applied to the base of the fifth npn-type transistor 9 constituting the second differential amplifier circuit 2 via the emitter follower by the fourth npn-type transistor 8; The differential amplification is performed in accordance with the comparison with the base voltage of the sixth npn transistor 10.
By the way, the base of the sixth npn transistor 10 is connected to the emitter of the ninth npn transistor 13 operating as an emitter follower together with the base of the eighth npn transistor 12. The base voltages of the eighth npn transistors 10 and 12 are determined according to the magnitude of the current flowing through the resistor 30.
[0016]
That is, when the base voltage of the seventh npn-type transistor 11 constituting the reference voltage adjusting circuit 3 is larger than the base voltage of the eighth npn-type transistor 12, the seventh npn-type transistor 11 is in a so-called conduction state. The eighth npn transistor 12 is in a so-called non-conductive state. Therefore, the collector current of any of the tenth and eleventh npn transistors 14 and 15 constituting the current mirror circuit does not flow out. Therefore, the current to flow into the collector of the seventh npn transistor 11, that is, the third The current substantially equal to the output current I 3 of the constant current source 18 is supplied via the resistor 30.
After all, in this case, the current I R1 flowing through the resistor 30 is under the condition that the output current I 7 of the seventh constant current source 22 is set larger than the output current I 3 of the third constant current source 18. Therefore , I R1 = I 7 + I 3 .
[0017]
On the other hand, when the base voltage of the seventh npn transistor 11 is lower than the base voltage of the eighth npn transistor 12, the seventh npn transistor 11 is turned off, The npn transistor 12 becomes conductive. A current substantially equal to the output current I 3 of the third constant current source 18 is drawn to the collector of the eighth npn-type transistor 12 and flows from the tenth npn-type transistor 14, and thus the eleventh npn-type transistor 14. Although substantially the same current I3 flows out from the collector of the transistor 15, this current flows into the seventh constant current source 22 side because the seventh npn transistor 11 is non-conductive. .
Therefore, in this case, current I R2 flowing through the resistor 30, the relation between the output current I 3 of the seventh and the output current I 7 of the constant current source 22 a third constant current source 18 is in a similar relationship to that described above Under these conditions, I R2 = I 7 −I 3 .
Therefore, for the voltage drop in the resistor 30, if the value of the resistor 30 is Rb, VTH = I R1 × Rb−I R2 × Rb = {I 7 + I 3 − (I 7 −I 3 )} Rb = 2I 3 Hysteresis represented by Rb occurs.
[0018]
Since the voltage drop in the resistor 30 appears at the base of the sixth npn-type transistor 10 constituting the second differential amplifier circuit 2 via the emitter follower by the ninth npn-type transistor 13, The differential amplifier circuit 2 performs differential amplification on the input signal applied to the base of the fifth npn type transistor 9 with the above hysteresis voltage V TH . Further, the input signal applied to the base of the fifth npn-type transistor 9 constituting the second differential amplifier circuit 2 is applied via the first differential amplifier circuit 1. , the previous hysteresis shea scan becomes a to appear in the first input stage of the differential amplifier circuit 1, the magnitude of which, the previous hysteresis voltage V TH = 2I 3 Rb first differential amplifier circuit 1 The size is divided by the voltage gain.
[0019]
Therefore, the voltage gain of the first differential amplifier circuit 1 is set to an appropriate magnitude by selecting the bias current (the output current of the first constant current source 16) and the load resistor (the first collector resistor 23). In addition, the magnitude of the hysteresis voltage VTH in the second differential amplifier circuit 2 is set by appropriately selecting the output current of the resistor 30, the third and seventh constant current sources 18, 22, and The magnitude of the hysteresis voltage at the input stage of one differential amplifier circuit 1 can be set to a desired magnitude, and the magnitude of the hysteresis voltage has conventionally been In other words, it can be easily realized to be less than the limit value of 26 mV.
[0020]
Next, an example of the simulation result will be described with reference to FIG.
FIG. 2 shows a voltage gain G of the first differential amplifier circuit 1 of 20 times, a resistance value Rb of the resistor 30 of 10 kΩ, and an output current value I 3 of the third constant current source 18 in the circuit configuration example described above. The relationship between the balanced signal as the input signal and the output signal obtained from the second differential amplifier circuit 2 when 10 μA, the output current value I 7 of the seventh constant current source 22 is set to 50 μA, and VTH = 200 mV FIG.
FIG. 2A shows a balanced signal applied between the bases of the first and second npn transistors 5 and 6 constituting the first differential amplifier circuit 1, and between adjacent cross points. The voltage difference between the two signals is 9.8 mV.
FIG. 4B shows that even if the input voltage difference between adjacent cross points is 9.8 mV, which is lower than the conventional (26 mV), an output signal is output between the cross points. Yes.
[0021]
In the circuit configuration in the above-described embodiment, the npn type is used as the transistor. However, it is a matter of course that the same configuration can be achieved even if a pnp type transistor is used, and a transistor other than these bipolar transistors can be used. By making the bias and the like suitable for the transistor, a line receiver having the above-described operation can be realized with basically the same circuit configuration.
[0022]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, in a line receiver using a differential amplifier circuit, a limit value for obtaining an output signal for detection of a crosspoint can be arbitrarily set. Since an arbitrary limit value smaller than the limit value can be set, it is possible to output a detection signal that is more stable and reliable than the conventional limit value, and to provide a more reliable line receiver. it can.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit diagram showing a circuit configuration example of a line receiver in an embodiment of the present invention.
2 is a characteristic diagram showing an example of a simulation result in the circuit shown in FIG. 1. FIG. 2 (a) shows a balanced signal as an input signal, and FIG. 2 (b) shows an output signal. It is shown.
FIG. 3 is a circuit diagram showing a circuit configuration example of a conventional line receiver.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... 1st differential amplifier circuit 2 ... 2nd differential amplifier circuit 3 ... Reference voltage adjustment circuit

Claims (2)

平衡信号を差動増幅する第1の差動増幅回路と、
2つのトランジスタを中心として構成され、一方のトランジスタのベースには、前記第1の差動増幅回路の出力電圧が、他方のトランジスタのベースには、基準電圧が、それぞれ印加され、前記第1の差動増幅回路の出力電圧と前記基準電圧との差に応じた出力電圧を出力する第2の差動増幅回路と、
前記第2の差動増幅回路における前記基準電圧にヒステリシスを生じさせる基準電圧調整回路と、を具備してなり、
前記他方のトランジスタのベースには、エミッタフォロア用トランジスタのエミッタが接続され、該エミッタフォロア用トランジスタは、コレクタに電源電圧が印加され、エミッタが定電流源を介してアースされてなり、ベースには、電源電圧とアースとの間に直列接続された抵抗と定電流源の相互の接続点が接続され、かつ、当該ベースには前記基準電圧調整回路の出力端が接続されてなるものであることを特徴とするラインレシーバ。
A first differential amplifier circuit for differentially amplifying the balanced signal;
The output voltage of the first differential amplifier circuit is applied to the base of one transistor, and the reference voltage is applied to the base of the other transistor, respectively . a second differential amplifier circuit for outputting an output voltage corresponding to the difference between the output voltage and the reference voltage of the differential amplifier circuit,
Ri Na comprises a, a reference voltage adjusting circuit for generating a hysteresis to said reference voltage in said second differential amplifier circuit,
The emitter of the emitter follower transistor is connected to the base of the other transistor. The emitter follower transistor has a power supply voltage applied to the collector, and the emitter is grounded via a constant current source. The connection point between the resistor and the constant current source connected in series between the power supply voltage and the ground is connected, and the output terminal of the reference voltage adjusting circuit is connected to the base. Line receiver characterized by.
前記基準電圧調整回路は、2つのトランジスタを中心に構成される第3の差動増幅回路を有してなり、該第3の差動増幅回路の前記2つのトランジスタの一方のトランジスタのベースには前記第1の差動増幅回路の出力電圧が、他方のトランジスタのベースには、前記エミッタフォロア用トランジスタのエミッタ電圧が、それぞれ印加される一方、前記第3の差動増幅回路の前記2つのトランジスタの負荷としてカレントミラー回路が接続されてなることを特徴とする請求項1記載のラインレシーバ。 The reference voltage adjustment circuit includes a third differential amplifier circuit that is configured with two transistors as a center, and the base of one of the two transistors of the third differential amplifier circuit is included in the base of one of the two transistors. The output voltage of the first differential amplifier circuit is applied to the base of the other transistor, and the emitter voltage of the emitter follower transistor is applied to the two transistors of the third differential amplifier circuit. 2. The line receiver according to claim 1, wherein a current mirror circuit is connected as a load of the line receiver.
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