(57)【要約】【課題】AC結合とDC結合の何れによっても入力可能なデータ信号の遮断を検出するのにクロック信号を不要とする。【解決手段】リミットアンプ１は入力差動アンプ20の正相側出力を入力し、リファレンス電圧Ref1でリミッティングして整流回路２へ出力する。コンパレータ３は、整流回路２の出力電圧とリファレンス電圧Ref2を比較して、論理値をインバータ５へ出力する。また、コンパレータ４は、整流回路２の出力電圧とリファレンス電圧Ref3を比較して、論理値をNAND回路６へ出力する。NAND回路６は、インバータ５から出力される論理値と、コンパレータ４から出力される論理値との否定論理積演算を行ない、その結果を信号断検出信号として出力する。【選択図】図１
2011041072.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
データ信号のHi電圧とLo電圧の中間電圧をリファレンス電圧とするゲインの大きいリミットアンプに後置した平均化回路の出力を前記Hi電圧とLo電圧の中心電圧を挟む２つのリファレンス電圧によって振り分け、その異同により前記データ信号の入力の有無を識別することを特徴とするデータ信号断検出回路。
【請求項２】
AC結合とDC結合の何れによっても入力可能なデータ信号の遮断を検出するデータ信号断検出回路において、
前記データ信号のHi電圧とLo電圧の中間電圧の第１リファレンス電圧が印加され前記データ信号が前記第１リファレンス電圧以上なら前記Hi電圧、未満なら前記Lo電圧に貼り付いた電圧を出力するリミットアンプと、
前記リミットアンプの出力の平均値を出力する平均化回路と、
前記Hi電圧とLo電圧の中心電圧と、前記Hi電圧との中間電圧の第２リファレンス電圧が印加され前記整流回路の出力電圧と前記第２リファレンス電圧を比較して、論理値を出力する第１のコンパレータと、
前記Hi電圧とLo電圧の中心電圧と、前記Lo電圧との中間電圧の第３リファレンス電圧が印加され前記整流回路の出力電圧と前記第３リファレンス電圧を比較して、論理値を出力する第２のコンパレータと、
前記第１のコンパレータと前記第２のコンパレータが出力する前記論理値の一方の否定論理値と他方の論理値との否定論理積演算を行なって信号断検出信号を出力する論理回路とを有することを特徴とするデータ信号断検出回路。
【請求項３】
前記平均化回路は整流回路であることを特徴とする請求項１，２に記載のデータ信号断検出回路。
【請求項４】
前記第１リファレンス電圧は前記中心電圧と前記Hi電圧との中間電圧であることを特徴とする請求項２，３に記載のデータ信号断検出回路。
【請求項５】
前記第１リファレンス電圧は前記中心電圧と前記Lo電圧との中間電圧であることを特徴とする請求項２，３に記載のデータ信号断検出回路。
【請求項６】
前記データ信号は差動信号であって、前記リミットアンプは前記差動信号の正相側出力を入力することを特徴とする請求項１〜５に記載のデータ信号断検出回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、AC結合とDC結合の何れによっても入力可能なデータ信号の遮断を検出するデータ信号断検出回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの種の一般的なデータ信号断検出は、データ信号を受け取る側において、アンプやバッファ等の後段でCPUや記憶回路を用いて行なっていた（文献公知発明に係るものではない）。即ち、データ信号のレベル遷移をクロック毎にチェックし、レベルに変わりがなければデータ信号が遮断されていると判断するのである。
【０００３】
しかし、CPUや記憶回路を用いる方法では、クロック信号が必要になってしまうため、センシティブなアナログ信号へのノイズによる影響で誤動作の惧れがある。これを回避するため、アナログ回路にてデータ信号断検出回路を構成し、AC結合時のためにピーク検出回路を設けることも知られているが（文献公知発明に係るものではない）、AC結合時とDC結合時の信号断回路を別に設けなければならず、複雑な回路構成が必要であり回路規模が大きくなってしまうという問題点がある。
【０００４】
なお、光信号の信号断状態からの復帰の誤検出を防止する技術であるが、入力光信号を変換した電圧の極小値を保持するボトムホールド回路の出力が基準電圧より大きい場合にアラーム信号を出力するようにした光受信器が下記公報に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１２９６５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
解決しようとする問題点は、誤動作の惧れが無く、かつ単純な回路構成のデータ信号断検出回路が得られない点である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、データ信号のHi電圧とLo電圧の中間電圧をリファレンス電圧とするゲインの大きいリミットアンプに後置した平均化回路の出力をHi電圧とLo電圧の中心電圧を挟む２つのリファレンス電圧によって振り分け、その異同によりデータ信号の入力の有無を識別することを最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、データ信号のHi電圧とLo電圧の中間電圧をリファレンス電圧とするゲインの大きいリミットアンプを設け、データ信号の入力があるときは入力と同じ波形を出力するが、AC結合時にデータ信号の入力がないときはDC結合時のデータ信号の無入力と同様な状態を創出する。そして、データ信号の平均値を上下２つのリファレンス電圧によって異なる論理値に振り分けることによって、データ信号の入力を認識すると共に、２つのリファレンス電圧によって同じ論理値に振り分けることによってデータ信号の無入力を認識する。
【０００９】
従って、本発明によれば、入力するデータ信号がAC結合かDC結合に関わらず、またDC結合での論理状態がHi論理またはLo論理のいずれかに定まっていない時でも、論理に関係なく信号断を検知する回路をアナログ回路のみで構成することができるため、CPUやメモリ等のデジタル回路を搭載する必要がなくなり設計が簡素化される。また、アナログ回路での構成としても整流回路（low pass filter等）を用いることで簡単に構成できる。
【００１０】
また、CPUなどのデジタル回路を搭載しないためクロック信号を必要とせず、クロック信号によるセンシティブなアナログ信号への干渉や雑音の発生という信号の特性劣化が起きない。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明のデータ信号断検出回路の実施例１の構成図である。
【図２】本発明のデータ信号断検出回路の実施例１の動作説明のための図である。
【図３】本発明のデータ信号断検出回路の実施例２の動作説明のための図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００１２】
図１は本発明のデータ信号断検出回路の実施例１を示す回路図である。このデータ信号断検出回路10は、入力差動アンプ20から出力差動アンプ30への正相側出力が分岐して接続される。入力差動アンプ20と前段回路とはAC結合であってもDC結合であってもよい。入力差動アンプ20は、入力されるデータ信号（差動信号）を増幅し、出力差動アンプ30はこれをバッファして外部へ出力する。なお、データ信号はシングル信号であってもよい。
【００１３】
データ信号断検出回路10は、リミットアンプ１、整流回路２、２つのコンパレータ３，４、インバータ５およびNAND回路６で構成されている。リミットアンプ１に印加されるリファレンス電圧Ref1と、コンパレータ３に印加されるリファレンス電圧Ref2は、データ信号のHi電圧とLo電圧の中心電圧と、Hi電圧との中間電圧であり、コンパレータ４に印加されるリファレンス電圧Ref3は、データ信号のHi電圧とLo電圧の中心電圧と、Lo電圧との中間電圧である。以下、Hi電圧とLo電圧の中心電圧を単に「中心電圧」と記す。
【００１４】
リミットアンプ１は、ゲインの大きいアンプであって、入力差動アンプ20の出力差動アンプ30への正相側出力を入力し、リファレンス電圧Ref1でリミッティングして整流回路２へデジタル論理にて出力する。この出力は、リミットアンプ１が有するゲインのため、入力差動アンプ20からの正相側出力がリファレンス電圧Ref1以上ならHi電圧、未満ならLo電圧に貼り付いた電圧となる。従って、データ信号入力時におけるリミットアンプ１からの出力電圧は入力電圧と異ならない。
【００１５】
整流回路２は、low pass filter等で構成され、リミットアンプ１からの出力を整流する。整流機能は、出力電圧を入力電圧の平均値に収束させるものであるから、データ信号入力時における整流回路２からの出力電圧は中心電圧となる。この出力電圧は２つのコンパレータ３，４に入力する。なお、整流回路２は、出力電圧を入力電圧の平均値に収束させる平均化回路であればよい。
【００１６】
コンパレータ３は、整流回路２の出力電圧とリファレンス電圧Ref2を比較して、論理値（Hi電圧かLo電圧）をインバータ５へ出力する。また、コンパレータ４は、整流回路２の出力電圧とリファレンス電圧Ref3を比較して、論理値をNAND回路６へ出力する。リファレンス電圧Ref2とリファレンス電圧Ref3は、前述のような値に設定されているため、整流回路２の出力電圧がリファレンス電圧Ref2とリファレンス電圧Ref3の間にある場合は、コンパレータ３，４から出力される論理値は異なる。
【００１７】
インバータ５は、コンパレータ３から出力される論理値を論理反転してNAND回路６へ出力する。NAND回路６は、インバータ５から出力される論理値と、コンパレータ４から出力される論理値との否定論理積演算を行ない、その結果を信号断検出信号として出力する。なお、インバータ５をコンパレータ３に代わってコンパレータ４側に配してもよい。
【００１８】
次に、本データ信号断検出回路の動作につき場合に分けて説明する。図２は、各場合における回路要所の波形と論理値を示している。
【００１９】
（１）データ信号の入力がある場合
この場合、AC結合であってもDC結合であっても、入力差動アンプ20の出力にはデータ信号が出力されており、入力差動アンプ20の正相側出力に接続されたリミットアンプ１はリファレンス電圧Ref1との比較により論理値を出力する。リファレンス電圧Ref1は中心電圧とHi電圧との中間値に設定されており、リミットアンプ１の出力は、前述の理由によりデータ信号がそのまま整流回路２に入力する。
【００２０】
整流回路２はデータ信号の中心電圧を出力し、コンパレータ３はリファレンス電圧Ref2との比較の結果によりLo電圧を出力する。従って、インバータ５の出力（A点）はHi電圧となる。一方、コンパレータ４はリファレンス電圧Ref3との比較の結果によりHi電圧を出力する。この結果、A点の電圧とコンパレータ４の出力（B点）の論理値により、NAND回路６はLo電圧を信号断検出信号として外部へ出力し、信号断状態ではないことが分かる。
【００２１】
（２）データ信号の入力がない場合
（2.1）AC結合時にデータ信号が入力されていない場合
この場合、データ信号がバランス状態にあるため、入力差動アンプ20の出力は中間電圧となっている。リミットアンプ１はリファレンス電圧Ref1との比較によりLo電圧を出力し、整流回路２の出力もLo電圧である。コンパレータ３によるリファレンス電圧Ref2との比較ではLo電圧を出力し、インバータ５によりA点ではHi電圧、コンパレータ４によるリファレンス電圧Ref3との比較によりB点にはLo電圧を出力する。NAND回路６は、A点とB点の論理値からHi電圧を信号断検出信号として外部へ出力し、外部で信号断状態を検出することができる。
【００２２】
（2.2）DC結合時にデータ信号が入力されておらずHi固定の場合
この場合、入力差動アンプ20の正相側出力はHi電圧となっており、リミットアンプ１はリファレンス電圧Ref1との比較によりHi電圧を出力し、整流回路２の出力もHi電圧である。コンパレータ３によるリファレンス電圧Ref2との比較ではHi電圧を出力し、インバータ５によりA点ではLo電圧、コンパレータ４によるリファレンスRef3との比較によりB点にはHi電圧を出力する。NAND回路６は、A点とB点の論理値からHi電圧を信号断検出信号として外部へ出力し、外部で信号断状態を検出することができる。
【００２３】
（2.3）DC結合時にデータ信号が入力されておらずLo固定の場合
この場合、入力差動アンプ20の正相側出力はLo電圧となっており、リミットアンプ１はリファレンス電圧Ref1との比較によりLo電圧を出力し、整流回路２の出力もLo電圧である。コンパレータ３によるリファレンス電圧Ref2との比較ではLo電圧を出力し、インバータ５によりA点ではHi電圧、コンパレータ４によるリファレンスRef3との比較によりB点にはLo電圧を出力する。NAND回路６は、A点とB点の論理値からHi電圧を信号断検出信号として外部へ出力し、外部で信号断状態を検出することができる。
【実施例２】
【００２４】
上述の実施例１においては、リミットアンプ１に印加されるリファレンス電圧Ref1は中心電圧とHi電圧との中間電圧としたが、構成は図１のままとして、リファレンス電圧Ref1を中心電圧とLo電圧との中間電圧としても、作用効果に影響は無い。即ち、このような措置によっても、リミットアンプ１は、（１）データ信号の入力がある場合には、リミットアンプ１が有するゲインのため、入力差動アンプ20からの正相側出力がリファレンス電圧Ref1より大きければHi電圧、小さければLo電圧に貼り付いた電圧となり、データ信号入力時におけるリミットアンプ１からの出力電圧は入力電圧と異ならない。
【００２５】
また、リファレンス電圧Ref1がHi電圧とLo電圧との中間電圧であることは実施例１と違わないため、（2.2）DC結合時にデータ信号が入力されておらずHi固定の場合であっても、（2.3）DC結合時にデータ信号が入力されておらずLo固定の場合であっても、出力電圧も図３に示したとおり図２と違いはない。図３は、実施例１での図２に対応した実施例２の図である。
【００２６】
また、（2.1）AC結合時にデータ信号が入力されていない場合は整流回路２の出力はHi電圧となって、実施例１と逆転するが、A点とB点の論理値もそれぞれ逆転するため、結局、NAND回路６の出力に違いは生じないのである。
【符号の説明】
【００２７】
１      リミットアンプ
２      整流回路
３      コンパレータ
４      コンパレータ
５      インバータ
６      NAND回路
Ref1    リファレンス電圧
Ref2    リファレンス電圧
Ref3    リファレンス電圧
10      データ信号断検出回路
20      入力差動アンプ
30      出力差動アンプ
【図１】
2011041072.tif 000003
【図２】
2011041072.tif 000004
【図３】
2011041072.tif 000005