特許ウォッチ

公開番号2024027052
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-02-29
出願番号2022129765
出願日2022-08-16
発明の名称A/Dコンバータ
出願人ローム株式会社
代理人個人,個人
主分類H03K 9/02 20060101AFI20240221BHJP(基本電子回路)
要約【課題】多値PAM信号を整形可能なイコライザ回路を提供する。
【解決手段】A/Dコンバータ700は、PAM4の差動信号を複数のしきい値と比較して量子化する。差動バッファ710は、差動信号INP/INNを受ける。電圧シフト回路720は、差動バッファ710の差動出力DP/DNをレベルシフトし、コモン電圧が異なる第1差動信号D0P/D0Nおよび第2差動信号D2P/D2Nを生成する。第1コンパレータ730は、第2差動信号D2の逆相信号D2Nと第1差動信号D0の正相信号D0Pを比較する。第2コンパレータ732は、第1差動信号D0の正相信号D0Pと第1差動信号D0の逆相信号D0Nを比較する。第3コンパレータ734は、第2差動信号D2の正相信号D2Pと第1差動信号D0の逆相信号D0Nを比較する。
【選択図】図6
特許請求の範囲【請求項１】
ＰＡＭ４信号を複数のしきい値と比較して量子化するＡ／Ｄコンバータであって、
前記ＰＡＭ４信号を受ける差動バッファと、
前記差動バッファの差動出力をレベルシフトし、コモン電圧が異なる第１差動信号および第２差動信号を生成する電圧シフト回路と、
前記第２差動信号の逆相信号と前記第１差動信号の正相信号を比較する第１コンパレータと、
前記第１差動信号の正相信号と前記第１差動信号の逆相信号を比較する第２コンパレータと、
前記第２差動信号の正相信号と前記第１差動信号の逆相信号を比較する第３コンパレータと、
を備える、Ａ／Ｄコンバータ。
続きを表示（約 1,800 文字）【請求項２】
前記電圧シフト回路は、
第１端が前記差動バッファの非反転出力ノードと接続された第１抵抗と、
第１端が前記差動バッファの反転出力ノードと接続された第２抵抗と、
前記差動バッファの前記非反転出力ノードと接地の間に直列に接続された第３抵抗および第１電流源と、
前記差動バッファの前記反転出力ノードと接地の間に直列に接続された第４抵抗および第２電流源と、
を含み、
前記第１抵抗の第２端の信号が、前記第１差動信号の正相信号であり、
前記第２抵抗の第２端の信号が、前記第１差動信号の逆相信号であり、
前記第３抵抗と前記第１電流源の接続ノードの信号が前記第２差動信号の正相信号であり、
前記第４抵抗と前記第２電流源の接続ノードの信号が前記第２差動信号の逆相信号である、請求項１に記載のＡ／Ｄコンバータ。
【請求項３】
前記電圧シフト回路は、コモン電圧が、前記第１差動信号のコモン電圧と前記第２差動信号のコモン電圧の中央に位置する第３差動信号をさらに生成し、
前記Ａ／Ｄコンバータは、
前記第３差動信号の逆相信号と前記第１差動信号の正相信号を比較する第４コンパレータと、
前記第３差動信号の正相信号と前記第１差動信号の逆相信号を比較する第５コンパレータと、
をさらに備える、請求項１に記載のＡ／Ｄコンバータ。
【請求項４】
前記電圧シフト回路は、
第１端が前記差動バッファの非反転出力ノードと接続された第１抵抗と、
第１端が前記差動バッファの反転出力ノードと接続された第２抵抗と、
前記差動バッファの前記非反転出力ノードと接地の間に直列に接続された第３抵抗、第４抵抗および第１電流源と、
前記第３抵抗および前記第４抵抗の直列接続に対して並列に接続された第５抵抗と、
前記差動バッファの前記反転出力ノードと接地の間に直列に接続された第６抵抗、第７抵抗および第２電流源と、
前記第６抵抗および前記第７抵抗の直列接続に対して並列に接続された第８抵抗と、
を含み、
前記第１抵抗の第２端の信号が、前記第１差動信号の正相信号であり、
前記第２抵抗の第２端の信号が、前記第１差動信号の逆相信号であり、
前記第４抵抗と前記第１電流源の接続ノードの信号が前記第２差動信号の正相信号であり、
前記第７抵抗と前記第２電流源の接続ノードの信号が前記第２差動信号の逆相信号であり、
前記第３抵抗と前記第４抵抗の接続ノードの信号が前記第３差動信号の正相信号であり、
前記第６抵抗と前記第７抵抗の接続ノードの信号が前記第３差動信号の逆相信号である、請求項３に記載のＡ／Ｄコンバータ。
【請求項５】
前記差動バッファは、
入力差動対を構成する第１トランジスタおよび第２トランジスタと、
前記第１トランジスタのドレインと接続された第９抵抗と、
前記第２トランジスタのドレインと接続された第１０抵抗と、
前記第１トランジスタのソースおよび前記第２トランジスタのソースと接続された第３電流源と、
を含む、請求項１から４のいずれかに記載のＡ／Ｄコンバータ。
【請求項６】
前記差動バッファは、
入力差動対を構成する第１トランジスタおよび第２トランジスタと、
前記第１トランジスタのドレインと接続された第９抵抗と、
前記第２トランジスタのドレインと接続された第１０抵抗と、
前記第１トランジスタのソースと接続された第４電流源と、
前記第２トランジスタのソースと接続された第５電流源と、
を含む、請求項１から４のいずれかに記載のＡ／Ｄコンバータ。
【請求項７】
前記差動バッファは、前記第１トランジスタのソースと前記第２トランジスタのソースの間に並列に接続された、第１１抵抗およびキャパシタをさらに含む、請求項６に記載のＡ／Ｄコンバータ。
【請求項８】
ひとつの半導体基板に一体集積化される、請求項１から４のいずれかに記載のＡ／Ｄコンバータ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、多値ＰＡＭ信号の復調に使用されるＡ／Ｄコンバータに関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
従来のシリアルデータ伝送は、ＮＲＺ（Non Return to Zero）方式が主流であったが、より高い伝送レートが求められる用途では、ＰＡＭ（Pulse Amplitude Modulation）４などの多値ＰＡＭ方式が採用されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
"6.5: A 64Gb/s PAM-4 Transceiver Utilizing an Adaptive Threshold ADC in 16nm FinFET", 2018 IEEE International Solid-State Circuits Conference
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本開示は係る状況に応じてなされたものであり、その例示的な目的の一つは、多値ＰＡＭ信号の復調に好適なＡ／Ｄコンバータの提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示のある態様は、ＰＡＭ４信号を複数のしきい値と比較して量子化するＡ／Ｄコンバータに関する。Ａ／Ｄコンバータは、ＰＡＭ４信号を受ける差動バッファと、差動バッファの差動出力をレベルシフトし、コモン電圧が異なる第１差動信号および第２差動信号を生成する電圧シフト回路と、第２差動信号の逆相信号と第１差動信号の正相信号を比較する第１コンパレータと、第１差動信号の正相信号と第１差動信号の逆相信号を比較する第２コンパレータと、第２差動信号の正相信号と第１差動信号の逆相信号を比較する第３コンパレータと、を備える。
【０００６】
なお、以上の構成要素を任意に組み合わせたもの、構成要素や表現を、方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明あるいは本開示の態様として有効である。さらに、この項目（課題を解決するための手段）の記載は、本発明の欠くべからざるすべての特徴を説明するものではなく、したがって、記載されるこれらの特徴のサブコンビネーションも、本発明たり得る。
【発明の効果】
【０００７】
本開示のある態様によれば、多値ＰＡＭ信号を量子化できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
図１は、実施形態に係るＮ値ＰＡＭ（ＰＡＭ－Ｎ）信号の伝送システムのブロック図である。
図２は、Ａ／Ｄコンバータおよびその周辺のブロック図である。
図３は、ＰＡＭ４信号と基準レベルの関係を示すレベルダイアグラムである。
図４は、ＰＡＭ４シグナリングで発生する遷移を示す波形図である。
図５は、ＰＡＭ４信号のアイパターンを示す図である。
図６は、実施形態１に係るＡ／Ｄコンバータのブロック図である。
図７は、図６のＡ／Ｄコンバータの動作を説明する図である。
図８は、図６のＡ／Ｄコンバータの動作を説明する図である。
図９は、差動２入力コンパレータを示す回路図である。
図１０は、Ａ／Ｄコンバータの構成例を示す回路図である。
図１１は、実施形態２に係るＡ／Ｄコンバータの回路図である。
図１２は、図１１のＡ／Ｄコンバータの波形図である。
図１３は、図１１のＡ／Ｄコンバータの構成例を示す回路図である。
図１４は、実施形態３に係るＡ／Ｄコンバータの回路図である。
図１５は、実施形態４に係るＡ／Ｄコンバータの回路図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本開示のいくつかの例示的な実施形態の概要を説明する。この概要は、後述する詳細な説明の前置きとして、実施形態の基本的な理解を目的として、１つまたは複数の実施形態のいくつかの概念を簡略化して説明するものであり、発明あるいは開示の広さを限定するものではない。この概要は、考えられるすべての実施形態の包括的な概要ではなく、すべての実施形態の重要な要素を特定することも、一部またはすべての態様の範囲を線引きすることも意図していない。便宜上、「一実施形態」は、本明細書に開示するひとつの実施形態（実施例や変形例）または複数の実施形態（実施例や変形例）を指すものとして用いる場合がある。
【００１０】
一実施形態に係るＡ／Ｄコンバータは、ＰＡＭ４信号を複数のしきい値と比較して量子化する。Ａ／Ｄコンバータは、ＰＡＭ４信号を受ける差動バッファと、差動バッファの差動出力をレベルシフトし、コモン電圧が異なる第１差動信号および第２差動信号を生成する電圧シフト回路と、第２差動信号の逆相信号と第１差動信号の正相信号を比較する第１コンパレータと、第１差動信号の正相信号と第１差動信号の逆相信号を比較する第２コンパレータと、第２差動信号の正相信号と第１差動信号の逆相信号を比較する第３コンパレータと、を備える。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許