(57)【要約】【課題】信号検出器の性能要求条件が平凡であっても、広い閾値範囲内で正確なヒステリシスで動作することができる信号損失検出器を得る。【解決手段】信号損失（ＬＯＳ）検出器は入力信号を受信するための入力を有する可変利得増幅器と、可変利得増幅器の出力から引き出される信号を受信する第１の入力、基準レベルを受信する第２の入力および信号損失表示信号を与える出力を有する閾値比較器とを含む。可変利得増幅器は閾値比較器の出力から引き出される利得制御信号を受信する利得制御入力を有し、その利得は信号損失表示信号が活性であればより低い値に設定され、不活性であればより高い値に設定される。したがって、ＬＯＳ検出器はＬＯＳおよびＮｏｔＬＯＳ判断の両方に対して一つの判断レベルしか必要とせず、それは信号検出器の線形範囲内に設定されてヒステリシスが正確に再生されるようにされる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号損失検出器において、
入力信号を受信するための入力を有する可変利得増幅器を有し、
前記可変利得増幅器の出力から得られた信号を受信する第１の入力と、基準レベルを受信する第２の入力と、信号損失指示信号を与える出力と、をもつしきい値比較器を有し、
前記可変利得増幅器は、前記しきい値比較器の出力から得られた利得制御信号を受信する利得制御入力を有し、かつ前記信号損失指示信号が活性時に前記可変利得増幅器の利得がより低い値に設定され、かつ前記信号損失指示信号が不活性時により高い値に設定される、信号損失検出器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は集積信号処理回路における信号損失検出器に関する。
【背景技術】
【０００２】
信号損失（ＬＯＳ）検出は集積信号処理回路における標準機能である。通常、ＬＯＳ検出は信号検出器により信号レベルを基準信号のレベルと比較して行われる。チャタリングを回避するために、信号検出器には信号が失われていると宣言される閾値およびアサート(assert)閾値と、信号が存在すると宣言される閾値およびデアサート(deassert)閾値と、の間にヒステリシスが与えられる。２つの異なる閾値を実現することにより、主として信号検出回路に対する線形動作範囲に換算して明記することが要求される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明はたとえ信号検出器の性能要求条件が平凡であっても、広い閾値範囲内で正確なヒステリシスで動作することができる信号損失検出器を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
特に、本発明は入力信号を受信するための入力を有する可変利得増幅器と、可変利得増幅器の出力から引き出される信号を受信する第１の入力、基準レベルを受信する第２の入力および信号損失表示信号を与える出力を有する閾値比較器とを含む信号損失（ＬＯＳ）検出器を提供する。可変利得増幅器は閾値比較器の出力から引き出される利得制御信号を受信するための利得制御入力を有し、可変利得増幅器の利得は信号損失表示信号が活性しておればより低い値に設定され、信号損失表示信号が不活性であればより高い値に設定されるようにされる。したがって、ＬＯＳ検出器はＬＯＳおよびＮｏｔＬＯＳ判断の両方に対して一つの判断レベルしか必要とせず、それはヒステリシスが正確に再生されるように信号検出器の線形範囲内に設定される。
【実施例１】
【０００５】
添付図を参照して下記の説明を読めば本発明のさらなる利点および特徴が明らかになる。図１について、信号損失（ＬＯＳ）検出器は入力信号を受信するための入力を有する可調整利得増幅器ＡＧＣを含んでいる。増幅器ＡＧＣの出力は信号検出器ＳＤの入力に接続されている。閾値比較器ＴＣは増幅器ＡＧＣの出力に接続された第１の入力および基準信号源ＶＲＥＦに接続された第２の入力を有する。比較器ＴＣはメモリ回路ＭのＴ-入力に接続された出力を有する。メモリ回路ＭのＱ-出力は信号損失表示信号ＬＯＳを与える。増幅器ＡＧＣは外部部品に接続された第１の利得制御入力およびメモリ回路ＭのＱ-出力に接続された第２の利得制御入力を有する。
【０００６】
動作において、比較器ＴＣは信号検出器ＳＤの出力を基準レベルＶＲＥＦと比較する。得られる出力はＬＯＳ表示信号としてメモリ回路Ｍ内にラッチされる。図２ｂについて説明するように、ＬＯＳ表示信号は増幅器ＡＧＣの利得をより低い値とより高い値間で切り替えるのにも使用される。信号損失検出器はアサート判断およびデアサート判断の両方の判断に対して一つの判断レベルしか持たない。したがって、主として線形動作範囲に換算して、信号検出器の性能に対する要求を緩和することができる。また、増幅器ＡＧＣの利得を切り替えることによりＬＯＳアサート判断中に同じ基本利得に対してより広い可調整閾値範囲となる。信号検出器の伝達関数の線形範囲内に一つの判断レベルが置かれるため、正確なヒステリシスが達成される。最後に、一つの比較器しか必要ではないため、所要チップ面積が低減され、消費電力も低減される。
【０００７】
図２ａは一般的なアーキテクチュア（増幅器経路の利得を切り替えない）で見られる信号検出器の入力信号を示す。ＳＤの入力に十分高い振幅を与えるために、信号は最初に増幅しなければならない。
【０００８】
この増幅に対して可変増幅器が使用される場合、電圧ＶＩＮ＠ＳＤ入力はアサートおよびデアサート閾値に対してシフトすることができる（可調整閾値）。
【０００９】
図２ａにおいて、入力信号はアサート閾値を超えるレベルで始り、次にこのアサート閾値よりも下まで降下し、最後に第２のより高い閾値、デアサート閾値、よりも上まで立ち上がる。
【００１０】
信号振幅がアサート閾値よりも下まで降下するとＬＯＳ（信号損失）状態が表示される。ＬＯＳ出力におけるチャタリングを回避するために、この状態はアサートレベルよりも高い閾値が再び得られるまで妨げられない。これはデアサートレベルである。デアサートおよびアサートレベル間の比はヒステリシスとして提案され/規定される。
【００１１】
図２ｂは新しいアーキテクチュア（ＶＧＡの全体利得を切り替える）に対する同じシナリオを示す。信号が判断レベルよりも降下すると（アサート検出状態）、ＬＯＳ状態が表示され増幅器（ここでは、ＶＧＡ）の利得は所望ヒステリシスの量だけ低減される。したがって、信号はより高い振幅を再び得て（デアサート）再度判断レベルを超えなければならない（デアサート検出状態）。次に、この状態はアサート検出に切替え戻される。それはＬＯＳが表示されず増幅器の利得が再び増加されることを意味する。
【００１２】
信号検出器ＳＤへの要求
一般的に、信号振幅を検出する２つの概念がある。第１はピーク検出器を使用することである。信号の勾配が追跡され最高値が保持される。より低いデータレートおよび/または連続する１または０のより長いシーケンスに対しては、そのピーク値情報を保持するのに大きなキャパシタを使用しなければならない。大きなキャパシタは非常に短時間で充電しなければならないため、この要求は高いデータレートおよび高いエッジ密度の検出とは相容れない。したがって、この概念はブロードバンド応用には適さない。
【００１３】
第２の方法はローパスフィルタが続く整流器を使用することである。低供給電圧動作および高データレートに適切な整流器の例が図４に示されている。整流器の主要な欠点は、図３ａに示すように、その非理想的伝達関数である。
【００１４】
図３ａに示すように、それは理想的な線形伝達関数からの逸脱がヒステリシスに影響を及ぼすためである。非線形性自体は温度およびプロセスに依存する。図３ｂにおいて、本発明により提示される新しいトポロジは一つの判断レベルしか利用しないことによるこの問題を克服することが容易に判る。
【００１５】
図５はトポロジのもう一つの改善を示す。整流器が基準電圧の経路にも挿入される場合、整流器の温度およびプロセスの相違は入力信号（非検出信号）と同量だけ基準電圧にも影響を及ぼす。集積ＬＯＳ検出回路の最終インプリメンテーションが図６に示されている。交番基準電圧を利用することにより、時間ドメイン内の整流器の影響も補償される（パターン独立）。
【００１６】
エミッタ縮退差動増幅器の伝達関数が図８ａに示されている。線形伝達範囲はエミッタ縮退により決定される（たとえば、図７のＲ１，Ｒ２）。増幅器が固定利得または調節された利得を有する場合（ＶＧＡ）、下記の考慮すべき事柄に対してそれは重要ではない。前記したように、一般的なＶＧＡ-方法では信号を基準電圧に対して調節することしかできない（閾値調節）。それは線形動作範囲を変えることはない。したがって、図８ａに示すように、デアサートレベルおよびアサートレベルの両方が線形動作範囲内でなければならない。
【００１７】
これは付加全体利得スイッチの提案された方法に対しては異なる。エミッタ縮退を変えて全体利得を切り替えることにより線形動作範囲をアサートおよびデアサートレベルに完全に適合させることができる（図８ｂ）。このようにして、アサートレベル検出中の同じ基本利得に対して（⇒同じ精度）、より広い閾値範囲を使用することができる。これは‘基本’利得設定におけるアサート検出に対して全線形範囲を使用できるためである。デアサート検出に対して、利得は低減され線形範囲が増加する。
以上の説明に関して更に以下の項を開示する。
【００１８】
（１）入力信号を受信する入力を有する可変利得増幅器と、可変利得増幅器の出力から引き出される信号を受信する第１の入力、基準レベルを受信する第２の入力および信号損失表示信号を与える出力を有する閾値比較器とを含む信号損失検出器であって、可変利得増幅器は閾値比較器の出力から引き出される利得制御信号を受信する利得制御入力を有し、可変利得増幅器の利得は信号損失表示信号がアクティブであればより低い値に設定され信号損失表示信号がアクティブでなければより高い値に設定される信号損失検出器。
【００１９】
（２）（１）に記載の信号損失検出器であって、閾値比較器は信号損失表示信号がアクティブであるかどうかにかかわらず同じ基準レベルを使用する信号損失検出器。
【００２０】
（３）（１）または（２）に記載の信号損失検出器であって、閾値比較器の出力に接続された入力および可変利得増幅器の利得制御入力に接続された出力を有するラッチを含む信号損失検出器。
【００２１】
（４）（１）から（３）のいずれかの項に記載の信号損失検出器であって、可変利得増幅器の出力に接続された入力を有する整流器、および整流器の出力に接続された入力と閾値比較器の第１の入力に接続された出力を有するローパスフィルタを含む信号損失検出器。
【００２２】
（５）（１）から（４）のいずれかの項に記載の信号損失検出器であって、基準信号源に接続された入力を有する整流器、および整流器の出力に接続された入力と閾値比較器の第２の入力に接続された出力とを有するローパスフィルタを含む信号損失検出器。
【００２３】
（６）（５）に記載の信号損失検出器であって、基準信号源はリミッタ回路により入力信号から引き出される信号損失検出器。
【００２４】
（７）（１）から（６）のいずれかの項に記載の信号損失検出器であって、可変利得増幅器はエミッタ結合バイポーラトランジスタ対を有する差動増幅器を含み、エミッタ結合トランジスタ対の縮退が増加されて利得を低減する信号損失検出器。
【００２５】
（８）信号損失（ＬＯＳ）検出器は入力信号を受信するための入力を有する可変利得増幅器と、可変利得増幅器の出力から引き出される信号を受信する第１の入力、基準レベルを受信する第２の入力および信号損失表示信号を与える出力を有する閾値比較器とを含んでいる。可変利得増幅器は閾値比較器の出力から引き出される利得制御信号を受信する利得制御入力を有し、可変利得増幅器の利得は信号損失表示信号が活性であればより低い値に設定され、信号損失表示信号が不活性であればより高い値に設定される。したがって、ＬＯＳ検出器はＬＯＳおよびＮｏｔＬＯＳ判断の両方に対して一つの判断レベルしか必要とせず、それは信号検出器の線形範囲内に設定されてヒステリシスが正確に再生されるようにされる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】信号損失検出器の基本的構成を示す略図である。
【図２】ａは、従来の２レベル信号損失判断を示す信号図である。ｂは、本発明に従った１レベル信号損失判断を示す信号図である。
【図３】ａは、２つの判断レベルを有する信号検出器内の整流器の伝達関数を示す図である。ｂは、１つだけの判断レベルを有する信号検出器内の整流器の伝達関数を示す図である。
【図４】高データレートおよび低供給電圧動作に対する信号検出器内の整流器の略回路図である。
【図５】信号損失検出器の実施例の略回路図である。
【図６】信号損失検出器の好ましい実施例の略回路図である。
【図７】信号損失検出器の好ましい実施例で使用されるスイッチト利得増幅器の回路図である。
【図８】ａは、固定エミッタ縮退を有するエミッタ縮退差動増幅器の伝達関数を示す図である。ｂは、本発明の信号損失検出器内で使用されるスイッチトエミッタ縮退を有するエミッタ縮退差動増幅器の伝達関数を示す図である。
【符号の説明】
【００２７】
ＡＧＣ  可調整利得増幅器
ＳＤ  信号検出器
ＴＣ  閾値比較器
ＶＲＥＦ  基準信号源
Ｍ  メモリ回路
ＬＯＳ  信号損失表示信号
【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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