(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力される送信信号に基づき反転増幅動作を行なうことでプルアップされている通信線上に通信信号を出力すると共に、出力段がオープンコレクタタイプで構成される反転増幅回路と、
この反転増幅回路の入出力端子間に接続される帰還コンデンサと、
前記通信線にノイズが印加されると、前記反転増幅回路の出力信号がローレベル側に変化することを阻止するように動作する信号レベル変化阻止回路とを備えたことを特徴とする通信ドライバ回路。
【請求項２】
前記信号レベル変化阻止回路は、前記通信線側とグランドとの間に接続されるコンデンサ及び抵抗素子の直列回路と、
前記コンデンサ及び抵抗素子の共通接続点に入力端子が接続される駆動回路と、
前記通信線にノイズが印加されて前記駆動回路の出力信号レベルが上昇すると、前記出力段を構成する出力段トランジスタをオフ状態にするレベル変化阻止用トランジスタと、
前記送信信号が前記反増幅回路の入力端子に出力されている期間に、前記信号レベル変化阻止回路の動作を無効化する無効化手段とを備えることを特徴とする請求項１記載の通信ドライバ回路。
【請求項３】
前記信号レベル変化阻止回路におけるコンデンサを含む時定数を、前記帰還コンデンサを含む時定数よりも小さく設定したことを特徴とする請求項２記載の通信ドライバ回路。
【請求項４】
前記レベル変化阻止用トランジスタは、前記出力段トランジスタの制御端子とグランドとの間に接続されることを特徴とする請求項２又は３記載の通信ドライバ回路。
【請求項５】
前記レベル変化阻止用トランジスタは、前記反転増幅回路の入力端子とグランドとの間に接続されることを特徴とする請求項２又は３記載の通信ドライバ回路。
【請求項６】
前記レベル変化阻止用トランジスタは、前記反転増幅回路を構成するもので、前記出力段トランジスタを駆動するトランジスタの制御端子とグランドとの間に接続されることを特徴とする請求項２又は３記載の通信ドライバ回路。
【請求項７】
前記駆動回路は、バッファ回路で構成されることを特徴とする請求項２ないし６の何れかに記載の通信ドライバ回路。
【請求項８】
前記駆動回路は、コンパレータで構成されることを特徴とする請求項２ないし６の何れかに記載の通信ドライバ回路。
【請求項９】
前記無効化手段は、前記反増幅回路の入力端子に与えられている信号のレベルが変化した場合のエッジを検出するエッジ検出手段と、
このエッジ検出手段が前記エッジを検出すると、その時点から一定期間だけ無効化信号を出力する信号出力手段と、
前記無効化信号が与えられている間に、前記駆動回路の入力端子のレベルを低下させる無効化用トランジスタとで構成されることを特徴とする請求項２ないし８の何れかに記載の通信ドライバ回路。
【請求項１０】
前記通信線と、前記信号レベル変化阻止回路を構成するコンデンサとの間に、抵抗素子を接続したことを特徴とする請求項２ないし９の何れかに記載の通信ドライバ回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力される送信信号に基づき反転増幅動作を行なうことでプルアップされている通信線上に通信信号を出力すると共に、出力段がオープンコレクタタイプで構成される反転増幅回路を備える通信ドライバ回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
有線方式にてシリアル通信を行うシステムでは、ドライバ回路を介して通信線上に信号が出力される場合に発生するノイズを低減するための技術が種々提案されている。例えば、特定のプロトコルに準拠することなく１対１で行われるローカルな通信の場合には、図８に示すようなドライバ回路が使用されることがある。即ち、送信信号をアンプ１で電流増幅し、出力段のＮＰＮトランジスタ２によって電源にプルアップされている通信バス３をドライブする。そして、通信バス３とグランドとの間にコンデンサ４を外付けすることで、通信信号波形を鈍らせるようにしている。
【０００３】
しかしながら、図８に示す構成では、コンデンサ４の容量が０．０１μＦ程度と比較的大きく、素子をＩＣ内部に取り込むことができないため、コンデンサ４は外付けするしかない。そこで、特許文献１では、通信ドライバ回路のＩＣ内部において、反転増幅回路の入出力端子間に帰還コンデンサを接続してミラー効果を利用することで、低容量のコンデンサでも通信信号のレベル変化を緩和する効果を十分に得るようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２１４６４３号公報（図１参照）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の構成では、帰還コンデンサに外乱ノイズの影響が及び易い。そして、帰還コンデンサにノイズの影響が及んだ場合は、出力信号がハイレベルからローレベル側に変化するため、実際には通信が開始されていないにもかかわらず、通信の開始を示す信号がバス上に出力されてしまうという問題があった。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、外乱ノイズが侵入した場合でも、通信線の信号レベルの変動をより確実に防止できる通信ドライバ回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１記載の通信ドライバ回路によれば、信号線にノイズが印加されると、信号レベル変化阻止回路が、出力段がオープンコレクタタイプで構成される反転増幅回路の出力信号がローレベル側に変化することを阻止するように動作する。したがって、通信信号のレベルが変化する度合を緩和するため、反転増幅回路の入出力端子間に帰還コンデンサを接続する構成について、ノイズの影響が通信に及ぶことを確実に防止できる。
【０００８】
請求項２記載の通信ドライバ回路によれば、信号レベル変化阻止回路は、通信線にノイズが印加されて駆動回路の出力信号レベルが上昇するとレベル変化阻止用トランジスタが駆動されて、反転増幅回路の出力段を構成する出力段トランジスタをオフ状態にする。これにより、反転増幅回路の出力信号がローレベル側に変化することを阻止できる。そして、無効化手段は、送信信号が反増幅回路の入力端子に出力されている期間に、信号レベル変化阻止回路の動作を無効化するので、信号レベル変化阻止回路を設けたことで、通信を正常に行う場合にまで影響が及ぶことを確実に回避できる。
【０００９】
請求項３記載の通信ドライバ回路によれば、信号レベル変化阻止回路におけるコンデンサを含む時定数を、帰還コンデンサを含む時定数よりも小さく設定する。したがって、通信線にノイズが印加された場合に、信号レベル変化阻止回路を反転増幅回路よりも速く動作させて、ノイズの影響が通信に及ぶことを一層確実に防止できる。
【００１０】
請求項４〜６記載の通信ドライバ回路によれば、レベル変化阻止用トランジスタを、出力段トランジスタの制御端子とグランドとの間に（請求項４），反転増幅回路の入力端子とグランドとの間に（請求項５），出力段トランジスタを駆動する反転増幅回路内部のトランジスタの制御端子とグランドとの間に（請求項６）接続する。したがって、何れの場合も、レベル変化阻止用トランジスタが駆動回路によってオンされれば、出力段トランジスタがオンすることを阻止できる。
【００１１】
請求項７又は８記載の通信ドライバ回路によれば、駆動回路を、バッファ回路（請求項７）又はコンパレータ（請求項８）で構成する。したがって、何れの場合も、通信線にノイズが印加されて入力端子の信号レベルが上昇することで、レベル変化阻止用トランジスタをオンさせることができる。
【００１２】
請求項９記載の通信ドライバ回路によれば、無効化手段は、エッジ検出手段が、反増幅回路の入力端子に与えられている信号のレベルが変化した場合のエッジを検出すると、信号出力手段は、その時点から一定期間だけ無効化信号を出力する。そして、無効化用トランジスタは、無効化信号が与えられている間に、駆動回路の入力端子のレベルを低下させる。したがって、通信を正常に行う場合に信号レベル変化阻止回路の影響が及ぶことを回避できる。
【００１３】
請求項１０記載の通信ドライバ回路によれば、通信線と、信号レベル変化阻止回路を構成するコンデンサとの間に抵抗素子を接続するので、これにより、通信線に静電気ノイズが印加された場合の耐量も向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１実施例であり、通信ドライバ部の一部を示す図
【図２】バッファ回路の内部構成を示す回路図
【図３】信号レベル変化阻止回路の動作を示すタイミングチャート
【図４】第２実施例を示す図１相当図
【図５】第３実施例を示す図１相当図
【図６】第４実施例を示す図１相当図
【図７】第５実施例を示す図１相当図
【図８】従来技術を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
（第１実施例）
以下、第１実施例について図１ないし図３を参照して説明する。尚、特許文献１と同一部分には同一の符号を付して示す。図１は、特許文献１の図１に開示されている通信ドライバ部（通信ドライバ回路）１１の一部に相当する図である。図１におけるバッファ回路１２（ＢＵＦ１）は、反転増幅回路１３の出力段を構成するＮＰＮトランジスタＱ１０（出力段トランジスタ）を駆動するもので、特許文献１では、図２に示すように、ＰＮＰトランジスタＱ８，ＮＰＮトランジスタＱ９や、ダイオードＤ４，Ｄ５，Ｄ８，Ｄ９，電流源ＣＳ５，ＣＳ８などで構成されている部分である。したがって、トランジスタＱ８のベースが反転増幅回路１３の入力端子となっている。前記入力端子と、信号Ｖｉｎが与えられる信号入力端子ＩＮとの間に接続されている抵抗素子Ｒ３は、特許文献１に開示が無い部品である。また、特許文献１において通信バス（通信線）１７とコンデンサＣ１（帰還コンデンサ）との間に接続されている抵抗素子Ｒ１は、本実施例では削除しており、図１ではコンデンサＣ１に並列接続されるダイオードＤ１１，Ｄ１２の図示を省略している。
【００１６】
そして、本実施例では、通信バス１７とバッファ回路１２の出力端子との間に、信号レベル変化阻止回路１４が接続されている。以下、信号レベル変化阻止回路１４の構成を説明する。通信バス１７とグランドとの間には、コンデンサＣ２と抵抗素子Ｒ４との直列回路が接続されており、それらの共通接続点はバッファ回路１５（ＢＵＦ２，駆動回路）の入力端子に接続されている。バッファ回路１５の出力端子は、ＮＰＮトランジスタ１６（レベル変化阻止用トランジスタ）のベースに接続されており、ＮＰＮトランジスタ１６のコレクタはＮＰＮトランジスタＱ１０のベースに、エミッタはグランドにそれぞれ接続されている。尚、コンデンサＣ２の容量は、コンデンサＣ１の容量以下に設定される。
【００１７】
また、信号入力端子ＩＮとバッファ回路１５の入力端子との間には、無効化回路（無効化手段）１９が接続されている。信号入力端子ＩＮには、信号Ｖｉｎの立ち上がり及び立下りエッジを検出するエッジ検出部（エッジ検出手段）２０が接続されており、エッジ検出部２０の検出信号はタイマ（信号出力手段）２１に与えられている。タイマ２１は、エッジ検出部２０により信号Ｖｉｎの立上がりエッジ，又は立下りエッジが検出されると、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴ２２（無効化用トランジスタ）のゲートに一定時間だけ駆動信号（無効化信号）を与える。ＮチャネルＭＯＳＦＥＴ２２のドレインはバッファ回路１５の入力端子に、ソースはグランドにそれぞれ接続されている。
【００１８】
次に、本実施例の作用について図３を参照して説明する。通信バス１７は、抵抗素子１８によってプルアップされているので、通信ドライバ部１１によってドライブされていなければハイレベル（レセッシブ）になっている。この状態から、ハイアクティブの信号Ｖｉｎが与えられて通信ドライバ部１１が動作すると、通信バス１７はローレベル（ドミナント）にドライブされる。
【００１９】
図３（ａ）に示すように、信号Ｖｉｎがローレベルからハイレベルに変化すると、バッファ回路１２の入力端子の電位Ｖａは、コンデンサＣ１の作用により所定の傾きを持って上昇するので（図３（ｂ）参照）、出力端子の電位Ｖｂも略同様の傾きで上昇する（図３（ｃ）参照）。またこの時、エッジ検出部２０が信号Ｖｉｎの立ち上がりエッジを検出するので、タイマ２１は、その時点から一定時間だけＮチャネルＭＯＳＦＥＴ２２のゲート電位Ｖｃをハイレベルにする（図３（ｄ）参照）。すなわち、タイマ２１の機能は、モノパルスを出力するワンショットマルチバイブレータ回路に等しい。そして、タイマ２１がゲート電位Ｖｃをハイレベルにするタイマ時間は、電位Ｖａの立ち上り時間以上となるように設定されている。
【００２０】
ゲート電位ＶｃがハイレベルになるとＮチャネルＭＯＳＦＥＴ２２がオンするので、バッファ回路１５の入力端子の電位Ｖｄはローレベルを維持する（図３（ｅ）参照）。したがって、この期間にＮＰＮトランジスタ１６がオンすることはない。そして、通信バス１７の電位Ｖｏｕｔは、バッファ回路１２を介してＮＰＮトランジスタＱ１０がオンしている期間にローレベルにドライブされる（図３（ｆ）参照）。また、信号Ｖｉｎがハイレベルからローレベルに変化する場合は、上述と逆の過程で各信号が変化するが、エッジ検出部２０は信号Ｖｉｎの立下がりエッジを検出し、タイマ２１は、同様にその時点から一定時間だけＮチャネルＭＯＳＦＥＴ２２のゲート電位Ｖｃをハイレベルにする（図３（ｄ）参照）。
【００２１】
以上は、与えられる信号Ｖｉｎの変化に応じた通信ドライバ部１１の正常な動作であるが、次に、通信バス１７にノイズが印加された場合の動作を説明する。図３（ｆ）に示すように、ノイズの印加によって通信バス１７の電位Ｖｏｕｔが一時的に上昇すると、コンデンサＣ１を介して、バッファ回路１２の入力端子の電位Ｖａも上昇する（図３（ｂ）参照）。この時、信号レベル変化阻止回路１４が存在しなければ、図３（ｃ）に破線で示すようにＮＰＮトランジスタＱ１０のベース電位は若干遅れて上昇する。これによりＮＰＮトランジスタＱ１０がオンするため、図３（ｇ）に示すように通信バス１７はローレベルにドライブされてしまう。
【００２２】
しかし本実施例では、ノイズの印加によりコンデンサＣ２を介して、バッファ回路１５の入力端子の電位Ｖｄも上昇する（図３（ｅ）参照）。これにより、ＮＰＮトランジスタ１６がオンするので、ＮＰＮトランジスタＱ１０のベース電位がローレベルとなり、ＮＰＮトランジスタＱ１０はオフ状態を維持する。したがって、信号レベル変化阻止回路１４の作用により、通信バス１７がローレベルにドライブされることは阻止される。
【００２３】
以上のように本実施例によれば、通信ドライバ部１１は、信号バス１７にノイズが印加されると、信号レベル変化阻止回路１４が、出力段がオープンコレクタタイプで構成される反転増幅回路１３の出力信号がローレベル側に変化することを阻止するように動作する。したがって、通信信号のレベルが変化する度合を緩和するため反転増幅回路１３の入出力端子間にコンデンサＣ１を接続した場合に、ノイズの影響が通信に及ぶことを確実に防止できる。また、信号レベル変化阻止回路１４におけるコンデンサＣ２を含む時定数を、反転増幅回路１３側のコンデンサＣ１を含む時定数よりも小さく設定するので、通信バス１７にノイズが印加された場合に、信号レベル変化阻止回路１４を反転増幅回路１３よりも速く動作させて、ノイズの影響が通信に及ぶことを一層確実に防止できる。
【００２４】
そして、信号レベル変化阻止回路１４は、通信バス１７にノイズが印加されてバッファ回路１５の出力信号レベルが上昇するとＮＰＮトランジスタ１６が駆動されて、反転増幅回路１３の出力段を構成するＮＰＮトランジスタＱ１０をオフ状態にする。これにより、反転増幅回路１３の出力信号がローレベル側に変化することを阻止できる。そして、無効化回路１９は、送信信号が反増幅回路１３の入力端子に出力されている期間に信号レベル変化阻止回路１４の動作を無効化するので、信号レベル変化阻止回路１４を設けたことで、通信を正常に行う場合にまで影響が及ぶことを回避できる。
【００２５】
加えて、無効化回路１９は、エッジ検出部２０が、反増幅回路１３の入力端子に与えられている信号のレベルが変化した場合のエッジを検出すると、タイマ２１は、その時点から一定期間だけ駆動信号を出力する。そして、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴ２２は、駆動信号が与えられている間にバッファ回路１５の入力端子のレベルを低下させるので、通信を正常に行う場合に信号レベル変化阻止回路１４の影響が及ぶことを回避できる。
【００２６】
（第２実施例）
図４は第２実施例であり、第１実施例と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、以下異なる部分について説明する。第２実施例では、バッファ回路１５に替えてコンパレータ（駆動回路）２３を配置することで、信号レベル変化阻止回路２４を構成している。この場合、コンパレータ２３の非反転入力端子は、コンデンサＣ２と抵抗素子Ｒ４との共通接続点に接続され、反転入力端子には比較用の参照電圧が与えられる。以上のように構成される第２実施例による場合も、第１実施例と同様の効果が得られる。
【００２７】
（第３実施例）
図５は第３実施例であり、第１実施例と異なる部分について説明する。第３実施例では、ＮＰＮトランジスタ１６のコレクタが、バッファ回路１２の入力端子側に接続されている点が第１実施例と相違しており、以上が信号レベル変化阻止回路２５を構成している。このように構成される第３実施例による場合も、第１実施例と同様の効果が得られる。
【００２８】
（第４実施例）
図６は第４実施例であり、第３実施例と同様にＮＰＮトランジスタ１６のコレクタが接続されている位置が第１実施例とは相違している。第４実施例では、上記コレクタは、バッファ回路１２を構成するＮＰＮトランジスタＱ９のベースに接続されることで、信号レベル変化阻止回路２６を構成している。以上のように構成される第４実施例による場合も、第１実施例と同様の効果が得られる。
【００２９】
（第５実施例）
図７は第５実施例であり、第１実施例と異なる部分について説明する。第５実施例では、通信バス１７とコンデンサＣ１，Ｃ２との間に、抵抗素子Ｒ１，Ｒ５がそれぞれ接続されている。これにより、通信バス１７に印加される静電気ノイズに対する耐量を向上させて、通信ドライバ部１１の内部回路が破壊されることを防止する。尚、コンデンサＣ１及び抵抗素子Ｒ１の時定数と、コンデンサＣ２及び抵抗素子Ｒ５の時定数とは等しくしても良いが、ノイズが印加された場合に信号レベル変化阻止回路１４ａをより早く動作させるには、第１実施例と同様に後者の時定数を若干小さく設定することが好ましい。
【００３０】
以上のように第５実施例によれば、通信バス１７と反転増幅回路１３ａ側のコンデンサＣ１との間に抵抗素子Ｒ１を挿入し、通信バス１７と信号レベル変化阻止回路１４ａを構成するコンデンサＣ２との間に抵抗素子Ｒ５を接続するので、通信線１７に静電気ノイズが印加された場合の耐量も向上させることができる。そして、この場合も、信号レベル変化阻止回路１４にａおけるコンデンサＣ２，抵抗素子Ｒ５を含む時定数を、反転増幅回路１３ａ側のコンデンサＣ１及び抵抗素子Ｒ１を含む時定数よりも小さく設定するので、通信バス１７にノイズが印加された場合に、信号レベル変化阻止回路１４ａを反転増幅回路１３ａよりも速く動作させて、ノイズの影響が通信に及ぶことを一層確実に防止できる。
【００３１】
本発明は上記し又は図面に記載した実施例にのみ限定されるものではなく、以下のような変型又は拡張が可能である。
無効化手段については、通常の通信処理に支障を来たさない場合は削除しても良い。
トランジスタについては、適宜ＭＯＳＦＥＴとバイポーラトランジスタとを置き換えても良い。
【符号の説明】
【００３２】
図面中、１１は通信ドライバ部（通信ドライバ回路）、１３は反転増幅回路、１４は信号レベル変化阻止回路、１５はバッファ回路（駆動回路）、１６はＮＰＮトランジスタ（レベル変化阻止用トランジスタ）、１７は通信バス（通信線）、１９は無効化回路（無効化手段）、２０はエッジ検出部（エッジ検出手段）、２１はタイマ（信号出力手段）、２２はＮチャネルＭＯＳＦＥＴ（無効化用トランジスタ）、２３はコンパレータ（駆動回路）、２４〜２６は信号レベル変化阻止回路、Ｑ１０はＮＰＮトランジスタ（出力段トランジスタ）、Ｃ１はコンデンサ（帰還コンデンサ）、Ｃ２はコンデンサ、Ｒ１〜Ｒ５は抵抗素子を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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