JPS5880916A - インタ−フエ−ス回路 - Google Patents
インタ−フエ−ス回路Info
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- JPS5880916A JPS5880916A JP56178687A JP17868781A JPS5880916A JP S5880916 A JPS5880916 A JP S5880916A JP 56178687 A JP56178687 A JP 56178687A JP 17868781 A JP17868781 A JP 17868781A JP S5880916 A JPS5880916 A JP S5880916A
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- Networks Using Active Elements (AREA)
- Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)
- Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は異なつ九地気を有すゐ2点間に情報を伝達する
ためのインタフェース回路に関するものでToD、41
に%ノリシック集積回路化に適したインタフェース回路
に関するものである。
ためのインタフェース回路に関するものでToD、41
に%ノリシック集積回路化に適したインタフェース回路
に関するものである。
従来この種回路には変成器が用いられていたが、仁の変
成器は鉄心及び線輪で構成されているため小形化できな
い欠点を有していた。
成器は鉄心及び線輪で構成されているため小形化できな
い欠点を有していた。
一方この種回路の電子回路化の検討が一部にあ)、例え
ば電、子通信学会技術研究報告5E79−107゜日田
、浜里:[11L子化加入者佃路の諸形態とそめ評価J
1980年1月22日に示されている光結合方式並び
に電流結合方式があるが前者には対称性の良い光結合素
子が要求され、後者には結合部に高耐圧のトランジスタ
が必要となるため対向するインタフェース回路をモノリ
シック集積化する場合両回路の作製にはそれぞれ高耐圧
のプルセスを必要としチップ面積が増加する等の欠点を
有していた。
ば電、子通信学会技術研究報告5E79−107゜日田
、浜里:[11L子化加入者佃路の諸形態とそめ評価J
1980年1月22日に示されている光結合方式並び
に電流結合方式があるが前者には対称性の良い光結合素
子が要求され、後者には結合部に高耐圧のトランジスタ
が必要となるため対向するインタフェース回路をモノリ
シック集積化する場合両回路の作製にはそれぞれ高耐圧
のプルセスを必要としチップ面積が増加する等の欠点を
有していた。
本発明はこれらの欠点を除去するため、他方の側から一
方の側への情報伝送には第1のカレントミラーを適用す
るとともに、一方の側から他方の側への情報伝送には光
結合素子ないし耐圧はあるが4I性的に不十分な素子を
適用し、かつ咳光結合素子ないし特性的に不十分な素子
の非直線性の影響を前記一方の側に設けた第2のカレン
トミラーを用いて構成した帰還回路によシ除去したもの
で、その目的はインタフェース回路の片方に低耐圧の集
積回路作製プルセスの適用を可能とし、チップ面積の小
形化及び経済化を達成するにある。以下図面について本
発明を説明する。
方の側への情報伝送には第1のカレントミラーを適用す
るとともに、一方の側から他方の側への情報伝送には光
結合素子ないし耐圧はあるが4I性的に不十分な素子を
適用し、かつ咳光結合素子ないし特性的に不十分な素子
の非直線性の影響を前記一方の側に設けた第2のカレン
トミラーを用いて構成した帰還回路によシ除去したもの
で、その目的はインタフェース回路の片方に低耐圧の集
積回路作製プルセスの適用を可能とし、チップ面積の小
形化及び経済化を達成するにある。以下図面について本
発明を説明する。
第1図は本発明の原理を示す第1の実施例であって5I
Giはインタフェース回路の入力、5IGoはインタフ
ェース回路の出力、CSは電流発生手段であってC5i
は入力、C8,。及びCS0.はそれぞれ出力、CUP
は結合手段であってCUPiは入力、CUPoは出力で
ある。
Giはインタフェース回路の入力、5IGoはインタフ
ェース回路の出力、CSは電流発生手段であってC5i
は入力、C8,。及びCS0.はそれぞれ出力、CUP
は結合手段であってCUPiは入力、CUPoは出力で
ある。
次に結線を説明するとインタフェース回路INFの入力
5IGiは制御回路C0NTO一方の入力に接続され、
骸制御回路C0NTの出力は結合手段cvpの入力CU
Piに接続され、該結合手段CUPの出力cvp。
5IGiは制御回路C0NTO一方の入力に接続され、
骸制御回路C0NTの出力は結合手段cvpの入力CU
Piに接続され、該結合手段CUPの出力cvp。
は電流発生手段CSの入力C5iに接続され、電流発生
手段C5の一つの出力C丸重はインタフェース回路IN
Fの出力SIG、に接続され他の出力CS、。は制御回
路C0NTの他の入力に接続される。次に動作を説明す
ると制御回路C0NTは該二つの入力信号即ちBIG、
とCS0゜を比較し、両者が一致の関係となるよう、に
制御するため平衡状態では両入力は比例し、かつ電流発
生手段CSの両出力cs0. 、 cso。は比例関係
を有す、るため、結局インタフェース回路INNの入力
5IGiと出力5IG0は結合手段CUPの特性によら
ず比例関係が成立する。
手段C5の一つの出力C丸重はインタフェース回路IN
Fの出力SIG、に接続され他の出力CS、。は制御回
路C0NTの他の入力に接続される。次に動作を説明す
ると制御回路C0NTは該二つの入力信号即ちBIG、
とCS0゜を比較し、両者が一致の関係となるよう、に
制御するため平衡状態では両入力は比例し、かつ電流発
生手段CSの両出力cs0. 、 cso。は比例関係
を有す、るため、結局インタフェース回路INNの入力
5IGiと出力5IG0は結合手段CUPの特性によら
ず比例関係が成立する。
第2図は本発明の第2の実施例であってCM1〜CMS
はカレントミラーであって○印を付した端子が入力端子
を、数字は入出力の比を、P及びNは種別を表わし、O
PAは演算増幅器、RLI RLflは電流出力を電圧
出力に変換するための負荷抵抗、RIMIは電圧入力を
電流に変換するための抵抗、Rfは帰還回路の負荷抵抗
、V□nt、Ftxzは入力電圧、r、。!I VOT
JTtは出力電圧、Voは高耐圧回路の電源電圧、Vl
は低耐圧回路の電源電圧、E、Gは地気、r%は地気E
、G間の電位差、11〜r、は回路電流、pcoは光結
合素子である。同演算増幅器OPAの電源については図
示していない。
はカレントミラーであって○印を付した端子が入力端子
を、数字は入出力の比を、P及びNは種別を表わし、O
PAは演算増幅器、RLI RLflは電流出力を電圧
出力に変換するための負荷抵抗、RIMIは電圧入力を
電流に変換するための抵抗、Rfは帰還回路の負荷抵抗
、V□nt、Ftxzは入力電圧、r、。!I VOT
JTtは出力電圧、Voは高耐圧回路の電源電圧、Vl
は低耐圧回路の電源電圧、E、Gは地気、r%は地気E
、G間の電位差、11〜r、は回路電流、pcoは光結
合素子である。同演算増幅器OPAの電源については図
示していない。
第3図はカレントミラーの具体構成例を示したもので、
(−はN形のカレン)<9−1(6)はP形のカレント
ミラー、(O)は多出力形のカレントミ2−である。
(−はN形のカレン)<9−1(6)はP形のカレント
ミラー、(O)は多出力形のカレントミ2−である。
次に第2図について動作を説明する。カレント$2−は
入力電声に比例した出力電流を発生する回路でア、シ、
そ、の構成・動作は例えば角田−!I[アナログICの
基本回路155年1月20日、東京電気大学発行、25
〜26ページに示されている如く公知の技術であゐので
説明は省略する。
入力電声に比例した出力電流を発生する回路でア、シ、
そ、の構成・動作は例えば角田−!I[アナログICの
基本回路155年1月20日、東京電気大学発行、25
〜26ページに示されている如く公知の技術であゐので
説明は省略する。
始めに入力電圧r□0.から出力電圧r。。1.の方向
への情報伝蓬について説明する。入力電圧V□8.が印
加されるとR□、1には回路電流!、が流れ、その値は
カレントミラーCM、の電圧降下を無視すると1.7(
r・−Vよ1)/R1MSとなシ、この回路電流11と
等しい電流がカレントミラーCM、の出力側に回路電流
I、として流れ、該回路電流I、は第2のカレントミラ
ーCM、の入力に流入し、カレント! F −CH2の
出力には前記入力電流!、と等しい電流即ち回路電流I
、と等しい回路電流Imが流れる。該回路電流1、は終
端抵抗RL!に流れて該終端抵抗RL!の両端に電°圧
降下を生じさせて出力電圧”0UTIとなる。本実施例
ではカレントミラーCM、及びCM、の建2−比を1対
1にとったため回路itt流11*I雪s1mはすべて
等しくなシ、従って出力電圧V。tlTlと入力電圧r
8つ1の間には一次の関係式が成立する。
への情報伝蓬について説明する。入力電圧V□8.が印
加されるとR□、1には回路電流!、が流れ、その値は
カレントミラーCM、の電圧降下を無視すると1.7(
r・−Vよ1)/R1MSとなシ、この回路電流11と
等しい電流がカレントミラーCM、の出力側に回路電流
I、として流れ、該回路電流I、は第2のカレントミラ
ーCM、の入力に流入し、カレント! F −CH2の
出力には前記入力電流!、と等しい電流即ち回路電流I
、と等しい回路電流Imが流れる。該回路電流1、は終
端抵抗RL!に流れて該終端抵抗RL!の両端に電°圧
降下を生じさせて出力電圧”0UTIとなる。本実施例
ではカレントミラーCM、及びCM、の建2−比を1対
1にとったため回路itt流11*I雪s1mはすべて
等しくなシ、従って出力電圧V。tlTlと入力電圧r
8つ1の間には一次の関係式が成立する。
’Vou、rz =Is XRIJ = It XRL
、2 =CCVa−Vxy1) XRIJ)こζでVo
を一定電圧とすると出力電圧V。。、1 の変化分と入
力電圧”INIとは比例し、roつ、からr。。、。
、2 =CCVa−Vxy1) XRIJ)こζでVo
を一定電圧とすると出力電圧V。。、1 の変化分と入
力電圧”INIとは比例し、roつ、からr。。、。
への情報伝達が達成できる。なお入力電圧r□岨と出″
力電圧r。。7.の極性が反転しておシ、又V、の影響
によシ直流分が出力に生じるが、前者については必要に
応じて絢知の位相反転回路を付加すればよく、該位相反
転回路は、例えば1980年12月号「トランジスタ技
術」274頁図9に示されている ゛演算増幅器を用
いた反転増幅器を始め各種の回路が適用でき、後者の影
響の除去方法については後述する。
力電圧r。。7.の極性が反転しておシ、又V、の影響
によシ直流分が出力に生じるが、前者については必要に
応じて絢知の位相反転回路を付加すればよく、該位相反
転回路は、例えば1980年12月号「トランジスタ技
術」274頁図9に示されている ゛演算増幅器を用
いた反転増幅器を始め各種の回路が適用でき、後者の影
響の除去方法については後述する。
次に逆方向即ち入力電圧r□ヨ、からr。。1.の方向
への情報伝送について#R,F!Aすると、入力電圧V
□つ、が演算増幅器OPAに印加されると、演算増幅器
OPAの利得をAで表わすと該演算増幅器OPAの出力
には1倍された電圧が現われ光結合素子pcに回路電流
1.を供給する。光結合素子pcは入力電流に応動して
出力電流が変化する特性を有するので回路電流!−を生
じ、鋏回路電流!、はカレントミラーCM。
への情報伝送について#R,F!Aすると、入力電圧V
□つ、が演算増幅器OPAに印加されると、演算増幅器
OPAの利得をAで表わすと該演算増幅器OPAの出力
には1倍された電圧が現われ光結合素子pcに回路電流
1.を供給する。光結合素子pcは入力電流に応動して
出力電流が変化する特性を有するので回路電流!−を生
じ、鋏回路電流!、はカレントミラーCM。
の入力端子に入力されてカレントミラーCM、の各出力
には#ミラー比に比例した回路電流1.、Igが流れる
。回路電流!、は前記演算増幅器OPAの負側入力端子
に印加され更に帰還抵抗Rfを通して地気Eに終端され
ているので前記演算増幅器OPAの負側入力端子電圧は
回路電流!、と帰還抵抗Rfの積となシその増減方向は
入力電圧VxNMの増減方向と同一のため負帰還となる
。ここで演算増幅器OPAの利得Aが十分大きいもので
あれば演算増幅器を用いた電圧フオーワ回路勢で周知の
仮想接埠の概念によシ演算増幅器OPAの正入力端子及
び負入力端圧r□、に比例した電流となる。カレントミ
ラーCX、の回路電流!、と1.に対応する両出力電流
の間には1対Nになる関係があるので結局回路電流すは
Ig=16×N=(VXN、/Rf)xNとな多入力電
圧VIM2に比例、した電流が得られ、更に負荷抵抗R
L1にて終端すれば入力電圧”112に比例した出力電
圧r。U’F!が得られる。−ここで光結合素子pcの
転送効率β及びカレントミラーCM1の入力から両出力
に対するミラー比は帰還ループの総利得に関連するが、
演算増幅器OPAの利得Aの値を十分大きな値に設定す
ることによシその影響は容易に無視し得る程度に抑圧す
る仁とが可能で6J)、これは従来の負帰還回路の一般
的性質として周知の事項である。
には#ミラー比に比例した回路電流1.、Igが流れる
。回路電流!、は前記演算増幅器OPAの負側入力端子
に印加され更に帰還抵抗Rfを通して地気Eに終端され
ているので前記演算増幅器OPAの負側入力端子電圧は
回路電流!、と帰還抵抗Rfの積となシその増減方向は
入力電圧VxNMの増減方向と同一のため負帰還となる
。ここで演算増幅器OPAの利得Aが十分大きいもので
あれば演算増幅器を用いた電圧フオーワ回路勢で周知の
仮想接埠の概念によシ演算増幅器OPAの正入力端子及
び負入力端圧r□、に比例した電流となる。カレントミ
ラーCX、の回路電流!、と1.に対応する両出力電流
の間には1対Nになる関係があるので結局回路電流すは
Ig=16×N=(VXN、/Rf)xNとな多入力電
圧VIM2に比例、した電流が得られ、更に負荷抵抗R
L1にて終端すれば入力電圧”112に比例した出力電
圧r。U’F!が得られる。−ここで光結合素子pcの
転送効率β及びカレントミラーCM1の入力から両出力
に対するミラー比は帰還ループの総利得に関連するが、
演算増幅器OPAの利得Aの値を十分大きな値に設定す
ることによシその影響は容易に無視し得る程度に抑圧す
る仁とが可能で6J)、これは従来の負帰還回路の一般
的性質として周知の事項である。
以上の説明からも明らかな如く、入力電圧r工。
から出力電圧r。uT2の方向への情報伝達径路は光結
合素子pcで分離され、かつ帰還抵抗Rfの両端電圧は
入力電圧’IN!に等しくなる。またカレントミラーC
Msの入力側はダイオードの順方向特性と同等で′#)
シ、従ってカレントミラーCM、の入力の電位は電源電
圧r、にほぼ咎しくなるため、第2図に示した低耐圧側
の回路部分は一切の高耐圧素子を用いることなく構成で
きる。
合素子pcで分離され、かつ帰還抵抗Rfの両端電圧は
入力電圧’IN!に等しくなる。またカレントミラーC
Msの入力側はダイオードの順方向特性と同等で′#)
シ、従ってカレントミラーCM、の入力の電位は電源電
圧r、にほぼ咎しくなるため、第2図に示した低耐圧側
の回路部分は一切の高耐圧素子を用いることなく構成で
きる。
以上の説明において入力電圧FINDから”0LlT2
の方向の情報伝達に光結合素子を適用した例を示した
が、低耐圧プロセスの集積回路でも不十分な特性を許容
するならば例えばラテラル形PNP/ トランジスタの
ように高耐圧のトランジスタを構成でき、本発明は結合
部分の転送効率の影響を除去できる特徴を有するため前
記特性の不十分なトランジスタを用いてカレントミラー
を構成して前記光結合素子と置替えても第1の実施例と
同様の効果が得られる亀のである。誼特性の不十分なト
ランジスタを用いてカレントミラーを構成した例を第3
の実施例として第4図に示す。ここで第4図におけるC
M、は上述の光結合素子に置替えた特性の不充分なトラ
ンジスタを用いたカレントミ2−である。
の方向の情報伝達に光結合素子を適用した例を示した
が、低耐圧プロセスの集積回路でも不十分な特性を許容
するならば例えばラテラル形PNP/ トランジスタの
ように高耐圧のトランジスタを構成でき、本発明は結合
部分の転送効率の影響を除去できる特徴を有するため前
記特性の不十分なトランジスタを用いてカレントミラー
を構成して前記光結合素子と置替えても第1の実施例と
同様の効果が得られる亀のである。誼特性の不十分なト
ランジスタを用いてカレントミラーを構成した例を第3
の実施例として第4図に示す。ここで第4図におけるC
M、は上述の光結合素子に置替えた特性の不充分なトラ
ンジスタを用いたカレントミ2−である。
動作については前記第2の実施例から容易に理解し得る
とζろであるので説明は省略する。
とζろであるので説明は省略する。
第5図は第4の実施例であって第1ないし第2の実施例
に対し更に複数の細部の改良を加えたものであ〕、以下
に順次説明する。
に対し更に複数の細部の改良を加えたものであ〕、以下
に順次説明する。
第1の改良は光結合素子及びカレントミ2−の入力がダ
イオードの順、方向特性に類似の電圧対電流特性を有し
、ある電圧以上で急激に抵抗値が減少する一九め演算増
幅器OPAから過大な電流が流入する可能性がわるがこ
れを抵抗R81を直列に挿入することによ−シ所定の値
以下に制限したものである。゛ 第2の改良はカレン)<2−の入力が逆バイアスされた
場合に対する保賎としてクランプダイオードI’01を
付加した点にある。
イオードの順、方向特性に類似の電圧対電流特性を有し
、ある電圧以上で急激に抵抗値が減少する一九め演算増
幅器OPAから過大な電流が流入する可能性がわるがこ
れを抵抗R81を直列に挿入することによ−シ所定の値
以下に制限したものである。゛ 第2の改良はカレン)<2−の入力が逆バイアスされた
場合に対する保賎としてクランプダイオードI’01を
付加した点にある。
第5の改良は帰還抵抗Rfの両端電圧が低耐圧側の耐圧
以上とならないようにクランプする手段を付加したもの
であ夛、該クランプ回路としては例えば第5図内に図示
したクランプダイオードDOR及びり、i及びクランプ
電圧を決める電源電圧V、及びymIによシ構成でき、
更には該電源電圧V、及びrlI としては例えば演算
増幅器OPAをはじめ低耐圧回路内で使用している電源
を利用することを可能としたことである。
以上とならないようにクランプする手段を付加したもの
であ夛、該クランプ回路としては例えば第5図内に図示
したクランプダイオードDOR及びり、i及びクランプ
電圧を決める電源電圧V、及びymIによシ構成でき、
更には該電源電圧V、及びrlI としては例えば演算
増幅器OPAをはじめ低耐圧回路内で使用している電源
を利用することを可能としたことである。
第4の改良は、ダイオードクランプ回路のクランプ時の
インピーダンスが低いことによシクランプ動作時に誼ク
ランプ回路に過大な電流が流れることになるが電流制限
抵抗Ra2及びR□の挿入によシ所定の値以下となるよ
うに制限した点にある。
インピーダンスが低いことによシクランプ動作時に誼ク
ランプ回路に過大な電流が流れることになるが電流制限
抵抗Ra2及びR□の挿入によシ所定の値以下となるよ
うに制限した点にある。
第6図は第5の実施例であって、第1の実施例で述べた
roの影響によって生じるr。。?、の直流成分の除去
方法に関するものであシ、RXNl及びV、によってカ
レントミラーα、に流れる直流成分と等価な電流をカレ
ントミラーCM、から負荷抵抗RLlに供給すすること
によシ引算したもので#りシ、該引算に供する電流1.
1は電源電圧y、I及び抵抗RIII ’によシ決定す
ることができる。
roの影響によって生じるr。。?、の直流成分の除去
方法に関するものであシ、RXNl及びV、によってカ
レントミラーα、に流れる直流成分と等価な電流をカレ
ントミラーCM、から負荷抵抗RLlに供給すすること
によシ引算したもので#りシ、該引算に供する電流1.
1は電源電圧y、I及び抵抗RIII ’によシ決定す
ることができる。
fjlf、7図は第6の実施例でおって第5の実施例に
おいて出力電圧r。υ、1における直流成分の除去に用
いた引算に供する電流1.1を発生させるための電源電
圧r、Iを不要とするもので#)多以下に動作を説明す
る。カレントミラーCM、は多出力形の構成として互い
に等しい回路電流1.及び1.1を生じせ、′1′己 しめる。角回路電流!、及び1.1は電源電圧V、によ
って生じる直流成分と入力電圧FXMIによって生じる
交流成分から成っているので一方の回路電流!。
おいて出力電圧r。υ、1における直流成分の除去に用
いた引算に供する電流1.1を発生させるための電源電
圧r、Iを不要とするもので#)多以下に動作を説明す
る。カレントミラーCM、は多出力形の構成として互い
に等しい回路電流1.及び1.1を生じせ、′1′己 しめる。角回路電流!、及び1.1は電源電圧V、によ
って生じる直流成分と入力電圧FXMIによって生じる
交流成分から成っているので一方の回路電流!。
の交流成分11.、をコンデンサCd1によって分流し
直流成分b daのみがカレントミラーCM、に入力さ
れるよ、うにしておく。従ってカレントきラーCM。
直流成分b daのみがカレントミラーCM、に入力さ
れるよ、うにしておく。従ってカレントきラーCM。
の出力の回路電流11は回路電流I、の直流成分bd。
と等しい電えが流れる。他方の回路電流I!′は回路電
−1,と等しい電流が流れておシ、その成分も回路電流
1.の直流成分bdc及び変流成分子*aoと等しくか
つ回路電流1.1と回路電流11の方向が逆になってい
るので両電流は引算され、該引算結果の電流が負荷抵抗
RLRに流れることになシ、結局回路電流1.1の交流
成分のみが負荷抵抗RL、に流れるととKなシ、直流分
の打消が達成される。同一般にカレントミラーの入力イ
ンピーダンスが低いため回路電流I、から交流成分b
CIOを除去するにはコンデンサC,11に大容量が必
要となる場合があるが、抵抗R,11を挿入することに
よシコンデンサC41からみたカレントミラーCM*の
入力インピーダンスを見掛上高くでき、小容量のコンデ
ンサによル所望の交流除去特性を得ることが可能となる
。
−1,と等しい電流が流れておシ、その成分も回路電流
1.の直流成分bdc及び変流成分子*aoと等しくか
つ回路電流1.1と回路電流11の方向が逆になってい
るので両電流は引算され、該引算結果の電流が負荷抵抗
RLRに流れることになシ、結局回路電流1.1の交流
成分のみが負荷抵抗RL、に流れるととKなシ、直流分
の打消が達成される。同一般にカレントミラーの入力イ
ンピーダンスが低いため回路電流I、から交流成分b
CIOを除去するにはコンデンサC,11に大容量が必
要となる場合があるが、抵抗R,11を挿入することに
よシコンデンサC41からみたカレントミラーCM*の
入力インピーダンスを見掛上高くでき、小容量のコンデ
ンサによル所望の交流除去特性を得ることが可能となる
。
第5の実施例では引算に供する電流の発生に用いる電源
電圧と直流成分の発生原因となっfc−源電圧とが別構
成となっているため、直流成分の打消の度合は両電源電
圧の精度に依存するが、本実施例では直流成分と引算に
供する電流が共通の電源電圧V、から生成されるためそ
の値によって直流成分打消効果が影響を受けない特徴が
ある。
電圧と直流成分の発生原因となっfc−源電圧とが別構
成となっているため、直流成分の打消の度合は両電源電
圧の精度に依存するが、本実施例では直流成分と引算に
供する電流が共通の電源電圧V、から生成されるためそ
の値によって直流成分打消効果が影響を受けない特徴が
ある。
第8図は第7の実施例である。一般に光結合素子は入力
電流が少ない領域における転送効率が低下する特性を有
し又カレントミ2−も一方の電流極性に対してのみ所定
の動作が可能である。本実施例はこれを改良するため定
電流源CIを設は該定電流源crよシ一定の電流IBを
回路電流!、から滅じ、該滅じた値を帰還抵抗J/に供
給したものでIn、入力電圧VXMMが零ないし負の場
合においても光結合素子PC及びカレントミラーCM、
に電流を流すことが可能である。なお第2の実施例の説
明で述べた如く、回路電流!、は入力電圧FINIと帰
還抵抗Rfとによシ決定されるため、出力電圧V。Uo
に一定電流(IIC) N倍)が重畳する他は上記一定
の電流1.が入力電圧VX■から出力電圧r。ti?2
への伝送゛特性に悪影響を及はすことはない。逆に上記
特性を利用して定電流源CIから供給する電流値を制御
することも可能でib、例えば負荷抵抗R1の位置に直
流によって電力の供給を受け、交流によって情壜の受信
を行なうような装置(この1sな装置構成はテレメータ
装置等において周知の技術である)が接続された場合に
おいて該装置への供給電力の制御等への応用も可能でT
oシ、用途によっては大きな利点となるものである。
電流が少ない領域における転送効率が低下する特性を有
し又カレントミ2−も一方の電流極性に対してのみ所定
の動作が可能である。本実施例はこれを改良するため定
電流源CIを設は該定電流源crよシ一定の電流IBを
回路電流!、から滅じ、該滅じた値を帰還抵抗J/に供
給したものでIn、入力電圧VXMMが零ないし負の場
合においても光結合素子PC及びカレントミラーCM、
に電流を流すことが可能である。なお第2の実施例の説
明で述べた如く、回路電流!、は入力電圧FINIと帰
還抵抗Rfとによシ決定されるため、出力電圧V。Uo
に一定電流(IIC) N倍)が重畳する他は上記一定
の電流1.が入力電圧VX■から出力電圧r。ti?2
への伝送゛特性に悪影響を及はすことはない。逆に上記
特性を利用して定電流源CIから供給する電流値を制御
することも可能でib、例えば負荷抵抗R1の位置に直
流によって電力の供給を受け、交流によって情壜の受信
を行なうような装置(この1sな装置構成はテレメータ
装置等において周知の技術である)が接続された場合に
おいて該装置への供給電力の制御等への応用も可能でT
oシ、用途によっては大きな利点となるものである。
第9図は第8の実施例であって、地気E、G間の電位差
r%の影響を除去するため電流結合部分を平衡伝送形式
としたもので、−例として帰還回路へ適用した場合の構
成を示したものである。CM□CMqはカレントミラー
、CIDoは定電流源、200は定電流源CID0から
供給される直流電流を表わす。
r%の影響を除去するため電流結合部分を平衡伝送形式
としたもので、−例として帰還回路へ適用した場合の構
成を示したものである。CM□CMqはカレントミラー
、CIDoは定電流源、200は定電流源CID0から
供給される直流電流を表わす。
次に動作を説明するとカレントミラーCMaは出力を1
端子追加し回路電流1.と同一の回路電流1.1を出力
し、骸回路電流1.1はカレントミラーCM、によって
方向が反転(流出から流入に)されてI6#となシ、−
勇足電流源C1ゎ。からは直流電流IDQが供給される
。従ってカレントミラーCM、にはID0−1.#なる
回路電流1.IIIが供給される。
端子追加し回路電流1.と同一の回路電流1.1を出力
し、骸回路電流1.1はカレントミラーCM、によって
方向が反転(流出から流入に)されてI6#となシ、−
勇足電流源C1ゎ。からは直流電流IDQが供給される
。従ってカレントミラーCM、にはID0−1.#なる
回路電流1.IIIが供給される。
カレン)1ツ−CM、は回路電流!、から回路電流1、
IIIを引算するために回路電流1.′の電流方向を反
転し回路電流1.1111を作成し、帰還抵抗R1には
該引算結果である回路電流1.′#が供給される。ここ
で定電流源CI9゜よシ供給される直流電流ID0に着
目するとカレントミラーCM、の係数を1対1に選定す
ることによ多回路電流1.′#と回路電流1.#に流れ
る直流電流IDOに基づく電流は勢しくなシ、前記回路
電流1.1111に流れる直流電流ID0に基づく電流
は第70実施例における定電流源CIと同様の作用を成
し、前記回路電流1.III に流−れる直流電流ID
Oに基づく電流はカレントit−CMqに対するバイア
ス電流として作用する。
IIIを引算するために回路電流1.′の電流方向を反
転し回路電流1.1111を作成し、帰還抵抗R1には
該引算結果である回路電流1.′#が供給される。ここ
で定電流源CI9゜よシ供給される直流電流ID0に着
目するとカレントミラーCM、の係数を1対1に選定す
ることによ多回路電流1.′#と回路電流1.#に流れ
る直流電流IDOに基づく電流は勢しくなシ、前記回路
電流1.1111に流れる直流電流ID0に基づく電流
は第70実施例における定電流源CIと同様の作用を成
し、前記回路電流1.III に流−れる直流電流ID
Oに基づく電流はカレントit−CMqに対するバイア
ス電流として作用する。
次に回路電流1.に基づいて流れる回路電流!、及び1
.′に関する動作は回路電流1.1がカレントミラーC
M、及びCM、で2度方向が反転されて加算(回路電流
1.′に着目すれば引算になる)され、結局カレン)(
ツーCMsの回路電流16又は!、′に流れる電流の2
倍の電流が帰還抵抗Rfに流れることになる。従って第
2の実施例において示したI、MV□1/J/な、る関
係式が(1,+1.’ ) w=21. = V、。/
Rf に、またIq−1,×N−7(VxN、/Rf)
xNに変更される他は第2の実施例等、で詳述したのと
同様の動作となる。
.′に関する動作は回路電流1.1がカレントミラーC
M、及びCM、で2度方向が反転されて加算(回路電流
1.′に着目すれば引算になる)され、結局カレン)(
ツーCMsの回路電流16又は!、′に流れる電流の2
倍の電流が帰還抵抗Rfに流れることになる。従って第
2の実施例において示したI、MV□1/J/な、る関
係式が(1,+1.’ ) w=21. = V、。/
Rf に、またIq−1,×N−7(VxN、/Rf)
xNに変更される他は第2の実施例等、で詳述したのと
同様の動作となる。
次ic E、G間電位差に基づく電流を考えると、カレ
ント建2−の出力インピーダンスは実用回路では有限の
値を有し、E、0間の電位差によってカレントミラーの
電流値(ミラー比)が変化し、回路電流!、及び1.′
にはそれぞれ同位相でΔなる電流が含まれることとなる
が、既に説明したようにカレントミラーCM、によって
回路電流1.と!、#は引算されるため、カレントミラ
ーCM、から帰還抵抗R1に至る径路には影響せず、従
って本実施例によればE、0間の電位差の影響を除去す
ることが可能となる。
ント建2−の出力インピーダンスは実用回路では有限の
値を有し、E、0間の電位差によってカレントミラーの
電流値(ミラー比)が変化し、回路電流!、及び1.′
にはそれぞれ同位相でΔなる電流が含まれることとなる
が、既に説明したようにカレントミラーCM、によって
回路電流1.と!、#は引算されるため、カレントミラ
ーCM、から帰還抵抗R1に至る径路には影響せず、従
って本実施例によればE、0間の電位差の影響を除去す
ることが可能となる。
第10図は第9の実施例であって、第8の実施例におけ
る定電流源CID0の具体的構成例として抵抗R6とカ
レントミラーCM、による構成を例示するとともにカレ
ンt19−cx、の出力の回路電流Iフに含まれる直流
電流成分の打消をも図ったものである。該打消動作は回
路電流1.##に含まれる直流電流IDOに基づく直流
電流成分が前記直流電流Il、。
る定電流源CID0の具体的構成例として抵抗R6とカ
レントミラーCM、による構成を例示するとともにカレ
ンt19−cx、の出力の回路電流Iフに含まれる直流
電流成分の打消をも図ったものである。該打消動作は回
路電流1.##に含まれる直流電流IDOに基づく直流
電流成分が前記直流電流Il、。
の1/2になることからカレントミラーCM、によ多回
路電流I9から、直流電流IDOのN72倍の電流を引
算することによシ実現しており、引算を行なっている両
電流とも同一の電流(即ち第10図にふ・いてはvJx
o )を源としているため、直流電流/D。
路電流I9から、直流電流IDOのN72倍の電流を引
算することによシ実現しており、引算を行なっている両
電流とも同一の電流(即ち第10図にふ・いてはvJx
o )を源としているため、直流電流/D。
の値に依存しない高精度の打消動作が達成される。
以上、本発明の実施例について説明を行なった。
通常の情報伝送が双方向の伝送を必要とする例が多いこ
とから大部分の実施例は各方向の信号伝達手段を同一実
施例の中で説明したが、片方向の伝送しか要しない用途
には不要な方向の伝送に関する回路を削除すれば嵐いこ
とは自ら明らめ為であまた電流発生手段として一般的な
カレントミラーを用いた場合について説明したが、実施
911における低耐圧側から高耐圧側への結合部の伝送
特性は帰還によって実際の特性には影響すること一濫な
いことよシ、該カレントミラーの入力と出力間の伝送比
も全体の特性に影響を及はすととはなく、従って第5図
に示したカレントミラーの入力段のトランジスタを削除
することも可能である。
とから大部分の実施例は各方向の信号伝達手段を同一実
施例の中で説明したが、片方向の伝送しか要しない用途
には不要な方向の伝送に関する回路を削除すれば嵐いこ
とは自ら明らめ為であまた電流発生手段として一般的な
カレントミラーを用いた場合について説明したが、実施
911における低耐圧側から高耐圧側への結合部の伝送
特性は帰還によって実際の特性には影響すること一濫な
いことよシ、該カレントミラーの入力と出力間の伝送比
も全体の特性に影響を及はすととはなく、従って第5図
に示したカレントミラーの入力段のトランジスタを削除
することも可能である。
以上説明したように本発明によれば一方の側から他方の
1ll(実施例では低耐圧側から高耐圧側)への結合部
に等性の不十分な素子の適用が可能となシ、インタフェ
ース回路設計上大きな自由度が得られ、更に実施例で示
したように低耐圧側と高耐圧側が情報の入出力対別に区
分できるため集積回路化が容易となシその経済化、チッ
プ面積の小形化が図れる利点がおる。更に各実施例に対
応して本発明の特徴を述べれば、 第1の実施例は本発明の基本的構成を示したものでわシ
、 第2の実施例は本発明を双方向伝送に適用した場合であ
って、回路構成が低耐圧側と高耐圧側に分離できる利点
があり、また結合手段に光結合素子の適用が可能なこと
を示し、 第5の実施例は結合手段にカレント建2−の適用が可能
なことを示し、 第4の実施例は低耐圧側の過電圧に対する保一手段を提
供するものであシ、 第5の実施例は直流成分を打消すことができる利点かあ
〕、 第6の、実施例は直流成分を打消す際の電源電圧の影響
を除去できる利点があシ、 第7の実施例はカレントンラーの最適動作点を利用でき
、更に双極性の信号を伝送できる利点がTo)、 館8の実施例は地気X、O間の電位差による影響を除去
できる利点があシ、 第9の実施例はバイアス電流が出力に現われることを防
止できる利点がある。
1ll(実施例では低耐圧側から高耐圧側)への結合部
に等性の不十分な素子の適用が可能となシ、インタフェ
ース回路設計上大きな自由度が得られ、更に実施例で示
したように低耐圧側と高耐圧側が情報の入出力対別に区
分できるため集積回路化が容易となシその経済化、チッ
プ面積の小形化が図れる利点がおる。更に各実施例に対
応して本発明の特徴を述べれば、 第1の実施例は本発明の基本的構成を示したものでわシ
、 第2の実施例は本発明を双方向伝送に適用した場合であ
って、回路構成が低耐圧側と高耐圧側に分離できる利点
があり、また結合手段に光結合素子の適用が可能なこと
を示し、 第5の実施例は結合手段にカレント建2−の適用が可能
なことを示し、 第4の実施例は低耐圧側の過電圧に対する保一手段を提
供するものであシ、 第5の実施例は直流成分を打消すことができる利点かあ
〕、 第6の、実施例は直流成分を打消す際の電源電圧の影響
を除去できる利点があシ、 第7の実施例はカレントンラーの最適動作点を利用でき
、更に双極性の信号を伝送できる利点がTo)、 館8の実施例は地気X、O間の電位差による影響を除去
できる利点があシ、 第9の実施例はバイアス電流が出力に現われることを防
止できる利点がある。
以上詳述し九とおシ、本発明の態様の特徴は次のとおシ
である。
である。
1、 必要に応じて設ける他方の側から一方の側への情
報結合手段に電流結合を適用する仁と。′2 一方の側
から他方の側への情報結合手段に光結合素子を使用する
こと。
報結合手段に電流結合を適用する仁と。′2 一方の側
から他方の側への情報結合手段に光結合素子を使用する
こと。
五−一方の側か2ら他方の側への情報結合手段にカレン
ト第2−の如き電流出力素子を使用すること。− 4直流成分の打消手段を具備すること。
ト第2−の如き電流出力素子を使用すること。− 4直流成分の打消手段を具備すること。
& 他方の匈から一方の側への結合部を平衡伝送とした
こと。
こと。
& バイアス電流付加手段を具備すること。
7.1[数の相互に比例関係にある電流を発生する手段
を複数のトランジスタで栴成し、該トランジスタはベー
スを共通接続して入力端子とし、該各トランジスタのコ
レクタを出力端子とし、工Zツタ側は必要に応じて抵抗
を挿入した後共通接続して共通端子(を源側端子)とす
ること。
を複数のトランジスタで栴成し、該トランジスタはベー
スを共通接続して入力端子とし、該各トランジスタのコ
レクタを出力端子とし、工Zツタ側は必要に応じて抵抗
を挿入した後共通接続して共通端子(を源側端子)とす
ること。
第1図は本発明の原理を示す第1の実施例、第2図及び
第4図乃至第10図は本発明の第2乃至第9の実施例、
第3図はカレント建2−を説明する丸めの図である。 入力、C30Os C561”’電流発生手段の出力、
CUP ・・・結合手段、CUPt−結合手段の入力、
CUP−・・・結合手段の出力、OPA・・・演算増幅
器、CM、乃至CM、・・・カレントオツーs ’Ll
、 RXJ 、 R1111、Rf、 Rat乃至J
igs。 R41,Ro−抵抗、 pc−光結合素子層FIMI、
VXN2 ”’インタフニース回路の入力信号、”
01171 、 VOTJ’t2・・・インタフェース
回゛路の出力信号、not nos ・・”ダイオード
、LG−地気、Fs ”” EtG間電位差、Vo、−
rI!・・・電源電圧、11乃至Iマ1j、 1.Il
、 1.III 、 1;III 、 1.mll 、
・・囲路電流。 特許出願人 日本電信電話公社外4名 代理人弁理士玉蟲久五部(外5名) 第11 第3図 (α) (b’)
(C)第10図 第1頁の続き ■出 願 人 沖電気工業株式会社 東京都港区虎ノ門1丁目7番12 号 ■出 願 人 富士通株式会社 川崎市中原区上小田中1015番地
第4図乃至第10図は本発明の第2乃至第9の実施例、
第3図はカレント建2−を説明する丸めの図である。 入力、C30Os C561”’電流発生手段の出力、
CUP ・・・結合手段、CUPt−結合手段の入力、
CUP−・・・結合手段の出力、OPA・・・演算増幅
器、CM、乃至CM、・・・カレントオツーs ’Ll
、 RXJ 、 R1111、Rf、 Rat乃至J
igs。 R41,Ro−抵抗、 pc−光結合素子層FIMI、
VXN2 ”’インタフニース回路の入力信号、”
01171 、 VOTJ’t2・・・インタフェース
回゛路の出力信号、not nos ・・”ダイオード
、LG−地気、Fs ”” EtG間電位差、Vo、−
rI!・・・電源電圧、11乃至Iマ1j、 1.Il
、 1.III 、 1;III 、 1.mll 、
・・囲路電流。 特許出願人 日本電信電話公社外4名 代理人弁理士玉蟲久五部(外5名) 第11 第3図 (α) (b’)
(C)第10図 第1頁の続き ■出 願 人 沖電気工業株式会社 東京都港区虎ノ門1丁目7番12 号 ■出 願 人 富士通株式会社 川崎市中原区上小田中1015番地
Claims (1)
- 一方の側から°他方の側への2点間に情報を伝達するた
めのインタフェース回路において、該一方の側から他方
の側へ情報を伝達する結合手段と、骸結合手段の出力端
に接続された複数の相互に比例関係にある電流を発生す
る電流発生手段と、該結合手段の入力端に接続布れた誼
電流発生手段からの出力のうちの一″′7の帰還出力と
入力信号とを比較し、両者O比例関係の、一致をとって
該結合手段への入力信号を制御する制御手段とからなる
ことを特徴とすゐインタフェース回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56178687A JPS5880916A (ja) | 1981-11-07 | 1981-11-07 | インタ−フエ−ス回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56178687A JPS5880916A (ja) | 1981-11-07 | 1981-11-07 | インタ−フエ−ス回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5880916A true JPS5880916A (ja) | 1983-05-16 |
Family
ID=16052788
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56178687A Pending JPS5880916A (ja) | 1981-11-07 | 1981-11-07 | インタ−フエ−ス回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5880916A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62169546U (ja) * | 1986-04-16 | 1987-10-27 |
-
1981
- 1981-11-07 JP JP56178687A patent/JPS5880916A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62169546U (ja) * | 1986-04-16 | 1987-10-27 |
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