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JP7084232B2 - Signal transduction device - Google Patents
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JP7084232B2 - Signal transduction device - Google Patents

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Description

本明細書中に開示されている発明は、信号伝達装置に関する。 The invention disclosed herein relates to a signal transduction device.

従来、入出力間を電気的に絶縁しつつパルス信号を伝達する信号伝達装置は、様々なアプリケーション(電源装置やモータ駆動装置など)に用いられている。 Conventionally, a signal transmission device that transmits a pulse signal while electrically insulating between input and output has been used in various applications (power supply device, motor drive device, etc.).

なお、上記に関連する従来技術の一例としては、特許文献1~特許文献4を挙げることができる。 In addition, as an example of the prior art related to the above, Patent Document 1 to Patent Document 4 can be mentioned.

特開2014-007502号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-007502 特開2018-014549号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2018-014549 特開2014-003515号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-003515 特開2010-010762号公報JP-A-2010-010762

しかしながら、従来の信号伝達装置では、二次側のパルス受信回路に並列入力される受信パルス信号にそれぞれ重畳する瞬時過渡同相ノイズ(いわゆるCMTI[common mode transient immunity]ノイズ)のキャンセル処理について、更なる改善の余地があった。 However, in the conventional signal transmission device, the cancellation process of the instantaneous transient in-phase noise (so-called CMTI [common mode transient immunity] noise) superimposed on the received pulse signal input in parallel to the pulse receiving circuit on the secondary side is further described. There was room for improvement.

本明細書中に開示されている発明は、本願の発明者により見出された上記課題に鑑み、ノイズキャンセル処理を高速化して信号遅延を低減することのできる信号伝達装置、及びこれに用いられるノイズキャンセル回路を提供することを目的とする。 The invention disclosed in the present specification is a signal transmission device capable of speeding up noise canceling processing and reducing signal delay in view of the above-mentioned problems found by the inventor of the present application, and a signal transmission device thereof. It is intended to provide a noise canceling circuit.

本明細書中に開示されているノイズキャンセル回路は、第1入力信号に応じて第1受信信号を生成する第1受信信号生成部と、前記第1入力信号と並列に入力される第2入力信号に応じて第2受信信号を生成する第2受信信号生成部と、前記第2入力信号に応じて第1マスク信号を生成する第1マスク信号生成部と、前記第1入力信号に応じて第2マスク信号を生成する第2マスク信号生成部と、前記第1受信信号と前記第1マスク信号とを論理演算して第1出力信号を生成する第1論理ゲートと、前記第2受信信号と前記第2マスク信号とを論理演算して第2出力信号を生成する第2論理ゲートと、前記第1マスク信号を用いて前記第1入力信号を放電する第1放電トランジスタと、前記第2マスク信号を用いて前記第2入力信号を放電する第2放電トランジスタと、を有する構成(第1の構成)とされている。 The noise canceling circuit disclosed in the present specification includes a first received signal generation unit that generates a first received signal in response to the first input signal, and a second input that is input in parallel with the first input signal. A second reception signal generation unit that generates a second reception signal according to the signal, a first mask signal generation unit that generates a first mask signal according to the second input signal, and a first mask signal generation unit according to the first input signal. A second mask signal generation unit that generates a second mask signal, a first logical gate that logically calculates the first received signal and the first mask signal to generate a first output signal, and the second received signal. A second logic gate that logically calculates the second mask signal and generates a second output signal, a first discharge transistor that discharges the first input signal using the first mask signal, and the second. It has a configuration (first configuration) including a second discharge transistor that discharges the second input signal using a mask signal.

なお、上記第1の構成から成るノイズキャンセル回路において、前記第1受信信号生成部は、前記第1入力信号が閾値を超えたときに第1パルス幅を持つ前記第1受信信号を生成し、前記第2受信信号生成部は、前記第2入力信号が閾値を超えたときに前記第1パルス幅を持つ前記第2受信信号を生成し、前記第1マスク信号生成部は、前記第2入力信号が閾値を超えたときに前記第1パルス幅よりも大きい第2パルス幅を持つ前記第1マスク信号を生成し、前記第2マスク信号生成部は、前記第1入力信号が閾値を超えたときに前記第2パルス幅を持つ前記第2マスク信号を生成する構成(第2の構成)にするとよい。 In the noise canceling circuit having the first configuration, the first received signal generation unit generates the first received signal having the first pulse width when the first input signal exceeds the threshold value. The second received signal generation unit generates the second received signal having the first pulse width when the second input signal exceeds the threshold value, and the first mask signal generation unit generates the second input signal. When the signal exceeds the threshold value, the first mask signal having a second pulse width larger than the first pulse width is generated, and the second mask signal generation unit generates the first input signal exceeding the threshold value. Occasionally, it may be configured to generate the second mask signal having the second pulse width (second configuration).

また、上記した第2の構成から成るノイズキャンセル回路において、前記第1受信信号生成部及び前記第2受信信号生成部は、それぞれ、自身の入力信号が閾値を超えたタイミングから第1遅延時間が経過した時点で自身の出力信号を定常時の論理レベルからパルス生成時の論理レベルに切り替える一方、前記入力信号が前記閾値を超えたタイミングから前記第1遅延時間よりも長い第2遅延時間が経過した時点で前記出力信号をパルス生成時の論理レベルから定常時の論理レベルに切り替えることにより、前記第1パルス幅を前記第1遅延時間と前記第2遅延時間との差分値に設定する第1遅延段を含み、前記第1マスク信号生成部及び前記第2マスク信号生成部は、それぞれ、自身の入力信号が閾値を超えたタイミングで遅滞なく自身の出力信号をマスク解除時の論理レベルからマスク時の論理レベルに切り替える一方、前記入力信号が前記閾値を超えたタイミングから前記第2遅延時間が経過した後さらに第3遅延時間が経過した時点で前記出力信号をマスク時の論理レベルからマスク解除時の論理レベルに切り替えることにより、前記第2パルス幅を前記第2遅延時間と前記第3遅延時間との加算値に設定する第2遅延段を含む構成(第3の構成)にするとよい。 Further, in the noise canceling circuit having the second configuration described above, the first received signal generation unit and the second received signal generation unit each have a first delay time from the timing when their own input signal exceeds the threshold value. When the elapsed time, the output signal of itself is switched from the logic level at the steady state to the logic level at the time of pulse generation, while the second delay time longer than the first delay time elapses from the timing when the input signal exceeds the threshold value. At that time, the output signal is switched from the logic level at the time of pulse generation to the logic level at the steady state, so that the first pulse width is set to the difference value between the first delay time and the second delay time. The first mask signal generation unit and the second mask signal generation unit, including the delay stage, each mask their output signal from the logic level at the time of unmasking without delay at the timing when their input signal exceeds the threshold value. While switching to the logic level of time, the output signal is unmasked from the logic level at the time of masking when the second delay time elapses from the timing when the input signal exceeds the threshold value and then the third delay time elapses. It is preferable to have a configuration (third configuration) including a second delay stage in which the second pulse width is set to the sum of the second delay time and the third delay time by switching to the logic level of time.

また、上記第3の構成から成るノイズキャンセル回路において、前記第2パルス幅は、前記第1入力信号及び前記第2入力信号のパルス持続期間よりも長く、前記第3遅延時間は、前記パルス持続期間よりも短い構成(第4の構成)にするとよい。 Further, in the noise canceling circuit having the third configuration, the second pulse width is longer than the pulse duration of the first input signal and the second input signal, and the third delay time is the pulse duration. It is preferable to use a configuration shorter than the period (fourth configuration).

また、上記第3または第4の構成から成るノイズキャンセル回路において、前記第1放電トランジスタ及び前記第2放電トランジスタは、それぞれ、前記第1受信信号生成部及び前記第2受信信号生成部に含まれる前記第1遅延段の入力端と接地端との間に接続されている構成(第5の構成)にするとよい。 Further, in the noise canceling circuit having the third or fourth configuration, the first discharge transistor and the second discharge transistor are included in the first received signal generation unit and the second received signal generation unit, respectively. It is preferable to have a configuration (fifth configuration) connected between the input end and the grounding end of the first delay stage.

また、本明細書中に開示されている信号伝達装置は、入力信号に応じて第1送信パルス信号及び第2送信パルス信号を生成するパルス生成回路と、入出力間を絶縁しつつ前記第1送信パルス信号及び前記第2送信パルス信号をそれぞれ第1受信パルス信号及び第2受信パルス信号として後段に伝達する絶縁回路と、上記第1~第5いずれかの構成から成り前記第1受信パルス信号及び前記第2受信パルス信号がそれぞれ前記第1入力信号及び前記第2入力信号として入力され、前記第1出力信号及び前記第2出力信号をそれぞれノイズキャンセル済みの前記第1受信パルス信号及び前記第2受信パルス信号として出力するノイズキャンセル回路と、ノイズキャンセル済みの前記第1受信パルス信号及び前記第2受信パルス信号に応じた受信パルス信号を生成するパルス受信回路と、前記受信パルス信号に応じた出力信号を生成する出力駆動回路を有する構成(第6の構成)にするとよい。 Further, the signal transmission device disclosed in the present specification includes a pulse generation circuit that generates a first transmission pulse signal and a second transmission pulse signal according to an input signal, and the first transmission device while insulating the input / output signal. The first received pulse signal comprises an insulating circuit that transmits the transmitted pulse signal and the second transmitted pulse signal as a first received pulse signal and a second received pulse signal to the subsequent stage, respectively, and any of the first to fifth configurations. And the second received pulse signal are input as the first input signal and the second input signal, respectively, and the first output signal and the second output signal are noise-cancelled, respectively, of the first received pulse signal and the first received pulse signal. 2 A noise canceling circuit that outputs as a received pulse signal, a pulse receiving circuit that generates a received pulse signal corresponding to the noise-cancelled first received pulse signal and the second received pulse signal, and a received pulse signal. It is preferable to have a configuration (sixth configuration) having an output drive circuit that generates an output signal.

本明細書中に開示されている信号伝達装置であれば、ノイズキャンセル処理を高速化して信号遅延を低減することが可能となる。 With the signal transmission device disclosed in the present specification, it is possible to speed up the noise canceling process and reduce the signal delay.

信号伝達装置の一構成例を示す図The figure which shows one configuration example of a signal transmission device. ノイズキャンセル回路の一構成例を示す図The figure which shows one configuration example of a noise canceling circuit ノイズキャンセル回路の基本動作を示すタイミングチャートTiming chart showing the basic operation of the noise canceling circuit マスク時間の設定例(放電トランジスタなし)を示すタイミングチャートTiming chart showing an example of mask time setting (without discharge transistor) ノイズ印加時の動作例(放電トランジスタなし)を示すタイミングチャートTiming chart showing an operation example (without discharge transistor) when noise is applied マスク時間の設定例(放電トランジスタあり)を示すタイミングチャートTiming chart showing an example of mask time setting (with discharge transistor) ノイズ印加時の動作例(放電トランジスタあり)を示すタイミングチャートTiming chart showing an operation example (with a discharge transistor) when noise is applied 通常動作時の入力最小パルス幅を示すタイミングチャートTiming chart showing the minimum input pulse width during normal operation

<信号伝達装置>
図1は、信号伝達装置の一構成例を示す図である。本構成例の信号伝達装置100は、パルス生成回路110と、絶縁回路120と、パルス受信回路130と、出力駆動回路140と、を含む。
<Signal transmission device>
FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a signal transmission device. The signal transmission device 100 of this configuration example includes a pulse generation circuit 110, an insulation circuit 120, a pulse reception circuit 130, and an output drive circuit 140.

パルス生成回路110は、入力信号Siに応じた送信パルス信号S11及びS12を生成する。より具体的に述べると、パルス生成回路110は、入力信号Siがハイレベルである旨を通知するときには、送信パルス信号S11のパルス駆動(単発または複数発の送信パルス出力)を行い、入力信号Siがローレベルである旨を通知するときには、送信パルス信号S12のパルス駆動を行う。すなわち、パルス生成回路110は、入力信号Siの論理レベルに応じて、送信パルス信号S11及びS12の一方をパルス駆動する。 The pulse generation circuit 110 generates transmission pulse signals S11 and S12 according to the input signal Si. More specifically, the pulse generation circuit 110 performs pulse drive (single or multiple transmission pulse output) of the transmission pulse signal S11 when notifying that the input signal Si is at a high level, and the input signal Si When notifying that the level is low, the transmission pulse signal S12 is pulse-driven. That is, the pulse generation circuit 110 pulse-drives one of the transmission pulse signals S11 and S12 according to the logic level of the input signal Si.

絶縁回路120は、トランスなどの絶縁素子121及び122を用いて入出力間を絶縁しつつ、送信パルス信号S11及びS12をそれぞれ受信パルス信号S21及びS22としてパルス受信回路130に伝達する。 The insulation circuit 120 transmits the transmission pulse signals S11 and S12 to the pulse reception circuit 130 as reception pulse signals S21 and S22, respectively, while insulating between the input and output using insulating elements 121 and 122 such as a transformer.

パルス受信回路130は、受信パルス信号S21及びS22に応じた受信パルス信号S30を生成する。より具体的に述べると、パルス受信回路130は、受信パルス信号S21のパルス駆動を受けて受信パルス信号S30をハイレベルに立ち上げる一方、受信パルス信号S22のパルス駆動を受けて受信パルス信号S30をローレベルに立ち下げる。すなわち、パルス受信回路130は、入力信号Siの論理レベルに応じて受信パルス信号S30の論理レベルを切り替える。 The pulse receiving circuit 130 generates the received pulse signal S30 corresponding to the received pulse signals S21 and S22. More specifically, the pulse receiving circuit 130 receives the pulse drive of the received pulse signal S21 to raise the received pulse signal S30 to a high level, while receives the pulse drive of the received pulse signal S22 to generate the received pulse signal S30. Lower to low level. That is, the pulse receiving circuit 130 switches the logic level of the received pulse signal S30 according to the logic level of the input signal Si.

出力駆動回路140は、パルス受信回路130から入力される受信パルス信号S30に応じて出力信号Soを生成する。より具体的に述べると、出力駆動回路140は、受信パルス信号S30がハイレベルであるときに出力信号Soをハイレベルとし、受信パルス信号S30がローレベルであるとき出力信号Soをローレベルとする。 The output drive circuit 140 generates an output signal So in response to the received pulse signal S30 input from the pulse receiving circuit 130. More specifically, the output drive circuit 140 sets the output signal So to the high level when the received pulse signal S30 is high level, and sets the output signal So to low level when the received pulse signal S30 is low level. ..

<ノイズキャンセル回路>
図2は、絶縁回路120とパルス受信回路130との間に設けられるノイズキャンセル回路の一構成例を示す図である。
<Noise canceling circuit>
FIG. 2 is a diagram showing a configuration example of a noise canceling circuit provided between the insulation circuit 120 and the pulse receiving circuit 130.

本構成例のノイズキャンセル回路150は、絶縁素子121及び122から並列入力される受信パルス信号S21及びS22をそれぞれ入力信号INH及びINLとしており、それぞれに重畳する瞬時過渡同相ノイズ(いわゆるCMTIノイズであり、以下では単に同相ノイズと略称する)をキャンセルしたクロック信号CLKH及びCLKLを生成し、これらをノイズキャンセル済みの受信パルス信号としてパルス受信回路130(例えばRSフリップフロップ131)に出力する。 In the noise canceling circuit 150 of this configuration example, the received pulse signals S21 and S22 input in parallel from the insulating elements 121 and 122 are input signals INH and INL, respectively, and instantaneous transient in-phase noise (so-called CMTI noise) superimposed on each is used. , Hereinafter, simply abbreviated as in-phase noise), the clock signals CLKH and CLKL are generated, and these are output to the pulse receiving circuit 130 (for example, RS flip flop 131) as a noise-cancelled received pulse signal.

なお、ノイズキャンセル回路150は、その構成要素として、受信信号生成部151及び152と、マスク信号生成部153及び154と、NORゲート155及び156と、放電トランジスタ157及び158(本図ではいずれもNMOSFET)と、を含む。 The noise canceling circuit 150 has received signal generation units 151 and 152, mask signal generation units 153 and 154, NOR gates 155 and 156, and discharge transistors 157 and 158 (all of which are N MOSFETs in this figure) as its components. ) And, including.

受信信号生成部151は、入力信号INHに応じて受信信号RCVHを生成する回路ブロックであり、抵抗R1と遅延段DLY1を含む。 The reception signal generation unit 151 is a circuit block that generates a reception signal RCVH according to the input signal INH, and includes a resistor R1 and a delay stage DLY1.

抵抗R1の第1端は、入力信号INHの印加端(=絶縁素子121の二次側出力端)に接続されている。抵抗R1の第2端は、遅延段DLY1の入力端に接続されている。 The first end of the resistor R1 is connected to the application end of the input signal INH (= the secondary output end of the insulating element 121). The second end of the resistor R1 is connected to the input end of the delay stage DLY1.

遅延段DLY1は、例えば、入力信号INHがハイレベルに立ち上がったときには、入力信号INHの立上りタイミングから所定の遅延時間T11が経過した時点で受信信号RCVHをハイレベル(=定常時の論理レベル)からローレベル(=パルス生成時の論理レベル)に立ち下げ、入力信号INHの立上りタイミングから所定の遅延時間T12(>T11)が経過した時点で受信信号RCVHをローレベルからハイレベルに立ち上げる。 For example, when the input signal INH rises to a high level, the delay stage DLY1 raises the received signal RCVH from the high level (= steady state logic level) when a predetermined delay time T11 elapses from the rise timing of the input signal INH. The signal is lowered to a low level (= logical level at the time of pulse generation), and the received signal RCVH is raised from the low level to the high level when a predetermined delay time T12 (> T11) has elapsed from the rising timing of the input signal INH.

すなわち、受信信号生成部151は、入力信号INHがハイレベルに立ち上がったときに、所定のパルス幅W1(=T12-T11)を持つ受信信号RCVHを生成する。 That is, the received signal generation unit 151 generates a received signal RCVH having a predetermined pulse width W1 (= T12-T11) when the input signal INH rises to a high level.

受信信号生成部152は、入力信号INLに応じて受信信号RCVLを生成する回路ブロックであり、抵抗R2と遅延段DLY2を含む。 The reception signal generation unit 152 is a circuit block that generates a reception signal RCVL according to the input signal INL, and includes a resistor R2 and a delay stage DLY2.

抵抗R2の第1端は、入力信号INLの印加端(=絶縁素子122の二次側出力端)に接続されている。抵抗R2の第2端は、遅延段DLY2の入力端に接続されている。 The first end of the resistor R2 is connected to the application end of the input signal INL (= the secondary output end of the insulating element 122). The second end of the resistor R2 is connected to the input end of the delay stage DLY2.

遅延段DLY2は、例えば、入力信号INLがハイレベルに立ち上がったときには、入力信号INLの立上りタイミングから所定の遅延時間T11が経過した時点で受信信号RCVLをハイレベル(=定常時の論理レベル)からローレベル(=パルス生成時の論理レベル)に立ち下げ、入力信号INLの立上りタイミングから所定の遅延時間T12(>T11)が経過した時点で受信信号RCVLをローレベルからハイレベルに立ち上げる。 For example, when the input signal INL rises to a high level, the delay stage DLY2 raises the received signal RCVL from the high level (= steady state logic level) when a predetermined delay time T11 elapses from the rise timing of the input signal INL. The signal is lowered to a low level (= logical level at the time of pulse generation), and the received signal RCVL is raised from the low level to the high level when a predetermined delay time T12 (> T11) has elapsed from the rising timing of the input signal INL.

すなわち、受信信号生成部152は、入力信号INLがハイレベルに立ち上がったときに、所定のパルス幅W1(=T12-T11)を持つ受信信号RCVLを生成する。 That is, the received signal generation unit 152 generates a received signal RCVL having a predetermined pulse width W1 (= T12-T11) when the input signal INL rises to a high level.

上記した受信信号生成部151及び152での波形整形処理により、入力信号INH及びINLのパルス幅が非常に狭くても、パルス受信回路130でのパルス受信処理(=RSフリップフロップ131のセット/リセット)を確実に行うことが可能となる。 By the waveform shaping process in the received signal generation units 151 and 152 described above, even if the pulse widths of the input signals INH and INL are very narrow, the pulse reception process in the pulse receiving circuit 130 (= RS flip-flop 131 set / reset). ) Can be performed reliably.

マスク信号生成部153は、入力信号INLに応じてマスク信号MSKHを生成する回路ブロックであり、抵抗R3と遅延段DLY3を含む。 The mask signal generation unit 153 is a circuit block that generates a mask signal MSKH according to the input signal INL, and includes a resistor R3 and a delay stage DLY3.

抵抗R3の第1端は、入力信号INLの印加端(=絶縁素子122の二次側出力端)に接続されている。抵抗R3の第2端は、遅延段DLY3の入力端に接続されている。 The first end of the resistor R3 is connected to the application end of the input signal INL (= the secondary output end of the insulating element 122). The second end of the resistor R3 is connected to the input end of the delay stage DLY3.

遅延段DLY3は、例えば、入力信号INLがハイレベルに立ち上がったときには、入力信号INLの立上りタイミングで遅滞なくマスク信号MSKHをローレベル(=定常時の論理レベル)からハイレベル(=パルス生成時の論理レベル)に立ち上げ、入力信号INLの立上りタイミングから所定の遅延時間T12が経過した後さらに所定の遅延時間T13が経過した時点でマスク信号MSKHをハイレベルからローレベルに立ち下げる。 For example, when the input signal INL rises to a high level, the delay stage DLY3 changes the mask signal MSKH from the low level (= logic level at the steady state) to the high level (= at the time of pulse generation) without delay at the rising timing of the input signal INL. The mask signal MSKH is lowered from the high level to the low level when the predetermined delay time T12 elapses from the rise timing of the input signal INL and then the predetermined delay time T13 elapses.

すなわち、マスク信号生成部153は、入力信号INLがハイレベルに立ち上がったときに、パルス幅W1よりも大きいパルス幅W2(=T12+T13)を持つマスク信号MSKHを生成する。 That is, the mask signal generation unit 153 generates a mask signal MSKH having a pulse width W2 (= T12 + T13) larger than the pulse width W1 when the input signal INL rises to a high level.

マスク信号生成部154は、入力信号INHに応じてマスク信号MSKLを生成する回路ブロックであり、抵抗R4と遅延段DLY4を含む。 The mask signal generation unit 154 is a circuit block that generates a mask signal MSKL according to the input signal INH, and includes a resistor R4 and a delay stage DLY4.

抵抗R4の第1端は、入力信号INHの印加端(=絶縁素子121の二次側出力端)に接続されている。抵抗R4の第2端は、遅延段DLY4の入力端に接続されている。 The first end of the resistor R4 is connected to the application end of the input signal INH (= the secondary output end of the insulating element 121). The second end of the resistor R4 is connected to the input end of the delay stage DLY4.

遅延段DLY4は、例えば、入力信号INHがハイレベルに立ち上がったときには、入力信号INHの立上りタイミングで遅滞なくマスク信号MSKLをローレベル(=定常時の論理レベル)からハイレベル(=パルス生成時の論理レベル)に立ち上げ、入力信号INHの立上りタイミングから所定の遅延時間T12が経過した後さらに所定の遅延時間T13が経過した時点でマスク信号MSKLをハイレベルからローレベルに立ち下げる。 For example, when the input signal INH rises to a high level, the delay stage DLY4 changes the mask signal MSKL from the low level (= logic level at the steady state) to the high level (= at the time of pulse generation) without delay at the rising timing of the input signal INH. The mask signal MSKL is lowered from the high level to the low level when the predetermined delay time T12 elapses from the rise timing of the input signal INH and then the predetermined delay time T13 elapses.

すなわち、マスク信号生成部154は、入力信号INHがハイレベルに立ち上がったときに、パルス幅W1よりも大きいパルス幅W2(=T12+T13)を持つマスク信号MSKLを生成する。 That is, the mask signal generation unit 154 generates a mask signal MSKL having a pulse width W2 (= T12 + T13) larger than the pulse width W1 when the input signal INH rises to a high level.

NORゲート155は、受信信号RCVHとマスク信号MSKHとの否定論理和演算を行うことによりクロック信号CLKHを生成する。従って、マスク信号MSKHがローレベルであるときには、受信信号RCVHの論理反転信号がクロック信号CLKHとして出力される。一方、マスク信号MSKHがハイレベルであるときには、受信信号RCVHの論理レベルに依ることなくクロック信号CLKHがローレベルに固定される。なお、このようにして生成されるクロック信号CLKHは、RSフリップフロップ131のセット信号として用いられる。 The NOR gate 155 generates a clock signal CLKH by performing a NOR operation between the received signal RCVH and the mask signal MSKH. Therefore, when the mask signal MSKH is low level, the logic inversion signal of the received signal RCVH is output as the clock signal CLKH. On the other hand, when the mask signal MSKH is at a high level, the clock signal CLKH is fixed at a low level regardless of the logic level of the received signal RCVH. The clock signal CLKH generated in this way is used as a set signal of the RS flip-flop 131.

NORゲート156は、受信信号RCVLとマスク信号MSKLとの否定論理和演算を行うことによりクロック信号CLKLを生成する。従って、マスク信号MSKLがローレベルであるときには、受信信号RCVLの論理反転信号がクロック信号CLKLとして出力される。一方、マスク信号MSKLがハイレベルであるときには、受信信号RCVLの論理レベルに依ることなくクロック信号CLKLがローレベルに固定される。なお、このようにして生成されるクロック信号CLKLは、RSフリップフロップ131のリセット信号として用いられる。 The NOR gate 156 generates a clock signal CLKL by performing a NOR operation of the received signal RCVL and the mask signal MSKL. Therefore, when the mask signal MSKL is low level, the logic inversion signal of the received signal RCVL is output as the clock signal CLKL. On the other hand, when the mask signal MSKL is at a high level, the clock signal CLKL is fixed at a low level regardless of the logic level of the received signal RCVL. The clock signal CLKL generated in this way is used as a reset signal of the RS flip-flop 131.

放電トランジスタ157のドレインは、遅延段DLY1の入力端に接続されている。放電トランジスタ157のソース及びバックゲートは、接地端に接続されている。放電トランジスタ157のゲートには、マスク信号MSKHが入力されている。このように接続された放電トランジスタ157は、マスク信号MSKHがローレベルであるときにオフし、マスク信号MSKHがハイレベルであるときにオンする。従って、マスク信号MSKHがハイレベルであるときには、放電トランジスタ157を介して入力信号INH(特に遅延段DLY1の入力端に印加される電圧)が放電される。すなわち、放電トランジスタ157は、入力信号INLを受信しているときに、入力信号INHの受信を無効にする。 The drain of the discharge transistor 157 is connected to the input end of the delay stage DLY1. The source and backgate of the discharge transistor 157 are connected to the ground end. A mask signal MSKH is input to the gate of the discharge transistor 157. The discharge transistor 157 connected in this way is turned off when the mask signal MSKH is at a low level and turned on when the mask signal MSKH is at a high level. Therefore, when the mask signal MSKH is at a high level, the input signal INH (particularly the voltage applied to the input end of the delay stage DLY1) is discharged via the discharge transistor 157. That is, the discharge transistor 157 invalidates the reception of the input signal INH while receiving the input signal INL.

放電トランジスタ158のドレインは、遅延段DLY2の入力端に接続されている。放電トランジスタ158のソース及びバックゲートは、接地端に接続されている。放電トランジスタ158のゲートには、マスク信号MSKLが入力されている。このように接続された放電トランジスタ158は、マスク信号MSKLがローレベルであるときにオフし、マスク信号MSKLがハイレベルであるときにオンする。従って、マスク信号MSKLがハイレベルであるときには、放電トランジスタ158を介して入力信号INL(特に遅延段DLY2の入力端に印加される電圧)が放電される。すなわち、放電トランジスタ158は、入力信号INHを受信しているときに、入力信号INLの受信を無効にする。 The drain of the discharge transistor 158 is connected to the input end of the delay stage DLY2. The source and backgate of the discharge transistor 158 are connected to the ground end. A mask signal MSKL is input to the gate of the discharge transistor 158. The discharge transistor 158 connected in this way is turned off when the mask signal MSKL is at low level and turned on when the mask signal MSKL is at high level. Therefore, when the mask signal MSKL is at a high level, the input signal INL (particularly the voltage applied to the input end of the delay stage DLY2) is discharged via the discharge transistor 158. That is, the discharge transistor 158 invalidates the reception of the input signal INL when the input signal INH is being received.

図3は、ノイズキャンセル回路150の基本動作を示すタイミングチャートであり、上から順に、入力信号INH及びINL(=受信パルス信号S21及びS22)、受信信号RCVH及びRCVL、マスク信号MSKH及びMSKL、並びに、クロック信号CLKH及びCLKL(=ノイズキャンセル済みの受信パルス信号)が描写されている。 FIG. 3 is a timing chart showing the basic operation of the noise canceling circuit 150, in order from the top, input signals INH and INL (= received pulse signals S21 and S22), received signals RCVH and RCVL, mask signals MSKH and MSKL, and , Clock signals CLKH and CLKL (= received pulse signal with noise canceled) are depicted.

時刻t31において、入力信号INHに正規パルス(=絶縁素子121から入力される正当なパルス)が立ち上がると、パルス幅W1を持つ受信信号RCVH(時刻t32~t33)と、パルス幅W2を持つマスク信号MSKL(時刻t31~t34)がそれぞれ生成される。一方、時刻t31では、入力信号INLにパルスが立ち上がっていないので、受信信号RCVLとマスク信号MSKHは、それぞれ、定常時の論理レベルに維持されたままとなる。 When a normal pulse (= a legitimate pulse input from the insulating element 121) rises in the input signal INH at time t31, a received signal RCVH (time t32 to t33) having a pulse width W1 and a mask signal having a pulse width W2 MSKL (time t31 to t34) are generated respectively. On the other hand, at time t31, since the pulse does not rise in the input signal INL, the received signal RCVL and the mask signal MSKH are each maintained at the logic level at the steady state.

先にも述べたように、マスク信号MSKHがローレベルであるときには、受信信号RCVHの論理反転信号がクロック信号CLKHとして出力される。また、マスク信号MSKLがハイレベルであるときには、受信信号RCVLの論理レベルに依ることなく、クロック信号CLKLがローレベルに固定される。なお、クロック信号CLKLは、元々ローレベルに維持されているべきなので、何ら不整合は生じない。 As described above, when the mask signal MSKH is low level, the logic inversion signal of the received signal RCVH is output as the clock signal CLKH. Further, when the mask signal MSKL is at a high level, the clock signal CLKL is fixed at a low level regardless of the logic level of the received signal RCVL. Since the clock signal CLKL should be originally maintained at a low level, no inconsistency occurs.

また、時刻t35において、入力信号INLに正規パルス(=絶縁素子122から入力される正当なパルス)が立ち上がると、パルス幅W1を持つ受信信号RCVL(時刻t36~t37)と、パルス幅W2を持つマスク信号MSKH(時刻t35~t38)がそれぞれ生成される。一方、時刻t35では、入力信号INHにパルスが立ち上がっていないので、受信信号RCVHとマスク信号MSKLは、それぞれ、定常時の論理レベルに維持されたままとなる。 Further, at time t35, when a normal pulse (= a legitimate pulse input from the insulating element 122) rises in the input signal INL, it has a received signal RCVL (time t36 to t37) having a pulse width W1 and a pulse width W2. Mask signals MSKH (time t35 to t38) are generated respectively. On the other hand, at time t35, since the pulse does not rise in the input signal INH, the received signal RCVH and the mask signal MSKL are each maintained at the logic level at the steady state.

先にも述べたように、マスク信号MSKLがローレベルであるときには、受信信号RCVLの論理反転信号がクロック信号CLKLとして出力される。また、マスク信号MSKHがハイレベルであるときには、受信信号RCVHの論理レベルに依ることなく、クロック信号CLKHがローレベルに固定される。なお、クロック信号CLKHは、元々ローレベルに維持されているべきなので、何ら不整合は生じない。 As described above, when the mask signal MSKL is low level, the logic inversion signal of the received signal RCVL is output as the clock signal CLKL. Further, when the mask signal MSKH is at a high level, the clock signal CLKH is fixed at a low level regardless of the logic level of the received signal RCVH. Since the clock signal CLKH should be originally maintained at a low level, no inconsistency occurs.

続いて、入力信号INH及びINLの双方に同相ノイズが重畳した場合を考える。例えば、時刻t39において、入力信号INH及びINLの双方にノイズパルスが立ち上がった場合には、パルス幅W1を持つ受信信号RCVH及びRCVL(時刻t40~t41)と、パルス幅W2を持つマスク信号MSKH及びMSKL(時刻t39~t42)がそれぞれ生成される。 Next, consider the case where common mode noise is superimposed on both the input signals INH and INL. For example, when a noise pulse rises in both the input signals INH and INL at time t39, the received signals RCVH and RCVL (time t40 to t41) having a pulse width W1 and the mask signal MSKH having a pulse width W2 and MSKL (time t39 to t42) are generated respectively.

ここで、マスク信号MSKHがハイレベルであるときには、受信信号RCVHの論理レベルに依ることなく、クロック信号CLKHがローレベルに固定される。同様に、マスク信号MSKLがハイレベルであるときには、受信信号RCVLの論理レベルに依ることなく、クロック信号CLKLがローレベルに固定される。従って、入力信号INH及びINLの双方に重畳した同相ノイズを適切にキャンセルすることが可能となる。 Here, when the mask signal MSKH is at a high level, the clock signal CLKH is fixed at a low level regardless of the logic level of the received signal RCVH. Similarly, when the mask signal MSKL is at a high level, the clock signal CLKL is fixed at a low level regardless of the logic level of the received signal RCVL. Therefore, it is possible to appropriately cancel the common mode noise superimposed on both the input signals INH and INL.

なお、同相ノイズを確実にキャンセルするには、ノイズ重畳に起因する受信信号RCVH及びRCVLのパルス幅W1よりも、マスク信号MSKH及びMSKLのパルス幅W2の方が広く、かつ、パルス幅W2がパルス幅W1に対して完全にオーバーラップしていることが望ましい。 In order to reliably cancel the in-phase noise, the pulse width W2 of the mask signals MSKH and MSKL is wider than the pulse width W1 of the received signals RCVH and RCVL caused by noise superimposition, and the pulse width W2 is a pulse. It is desirable that the width W1 completely overlaps.

すなわち、本図で示したように、マスク信号MSKH及びMSKLがハイレベル(=マスク時の論理レベル)に立ち上がってから、受信信号RCVH及びRCVLがローレベル(=パルス生成時の論理レベル)に立ち下がり、かつ、受信信号RCVH及びRCVLがハイレベル(=定常時の論理レベル)に立ち上がってから、マスク信号MSKH及びMSKLがローレベル(=マスク解除時の論理レベル)に立ち下がるように、受信信号RCVH及びRCVL、並びに、マスク信号MSKH及びMSKLを生成することが望ましい。 That is, as shown in this figure, after the mask signals MSKH and MSKL rise to a high level (= logic level at the time of masking), the received signals RCVH and RCVL stand at a low level (= logic level at the time of pulse generation). Received signals so that the mask signals MSKH and MSKL fall to the low level (= logic level at the time of unmasking) after falling and the received signals RCVH and RCVL rise to the high level (= logic level at the steady state). It is desirable to generate RCVH and RCVL, as well as mask signals MSKH and MSKL.

なお、送信側のパルス生成回路110には、送信パルス信号S11及びS12の一方をパルス駆動してから、少なくともマスクキャンセル回路150のマスク時間(=マスク信号MSKH及びMSKLのパルス幅W2)が経過するまでの間、送信パルス信号S11及びS12の他方のパルス駆動を待機しなければならないという制約がある。 In the pulse generation circuit 110 on the transmission side, at least the mask time of the mask cancel circuit 150 (= pulse width W2 of the mask signals MSKH and MSKL) elapses after one of the transmission pulse signals S11 and S12 is pulse-driven. Until then, there is a restriction that the other pulse drive of the transmission pulse signals S11 and S12 must be waited for.

すなわち、マスク信号MSKH及びMSKLそれぞれのパルス幅W2を狭めることができれば、その分だけノイズキャンセル処理を高速化し、延いては、信号伝達装置100の信号遅延を低減することが可能となる。以下では、これを実現するために導入された放電トランジスタ157及び158の技術的意義について、これらが導入されていないときの挙動と、これらが導入されているときの挙動を対比しながら詳述する。 That is, if the pulse widths W2 of each of the mask signals MSKH and MSKL can be narrowed, the noise canceling process can be speeded up by that amount, and the signal delay of the signal transmission device 100 can be reduced accordingly. In the following, the technical significance of the discharge transistors 157 and 158 introduced to realize this will be described in detail while comparing the behavior when they are not introduced and the behavior when they are introduced. ..

図4は、放電トランジスタ157及び158が導入されていない場合におけるマスク時間(=パルス幅W2)の設定例を示すタイミングチャートであり、上から順に、入力信号INH及びINL(=受信パルス信号S21及びS22)、受信信号RCVH、マスク信号MSKH、受信信号RCVL、マスク信号MSKL、クロック信号CLKH及びCLKL、並びに、受信パルス信号S30(延いては出力信号So)が描写されている。 FIG. 4 is a timing chart showing an example of setting the mask time (= pulse width W2) when the discharge transistors 157 and 158 are not introduced, and the input signals INH and INL (= received pulse signals S21 and) are shown in order from the top. S22), the received signal RCVH, the mask signal MSKH, the received signal RCVL, the mask signal MSKL, the clock signals CLKH and CLKL, and the received pulse signal S30 (and thus the output signal So) are depicted.

本図で示すように、入力信号INHのパルス駆動時において、受信信号RCVHは、入力信号INHが受信閾値Vthを超えたタイミングから遅延時間T11が経過した時点でハイレベルからローレベルに立ち下がる一方、入力信号INHが受信閾値Vthを超えたタイミングから遅延時間T12(>T11)が経過した時点でローレベルからハイレベルに立ち上がる(時刻t52~t54を参照)。その結果、受信信号RCVHのパルス幅W1は、遅延時間T11及びT12の差分値(=T12-T11)に設定される。 As shown in this figure, during the pulse drive of the input signal INH, the received signal RCVH falls from the high level to the low level when the delay time T11 elapses from the timing when the input signal INH exceeds the reception threshold Vth. , When the delay time T12 (> T11) elapses from the timing when the input signal INH exceeds the reception threshold Vth, the signal rises from the low level to the high level (see time t52 to t54). As a result, the pulse width W1 of the received signal RCVH is set to the difference value (= T12-T11) of the delay times T11 and T12.

また、マスク信号MSKLは、入力信号INHが受信閾値Vthを超えたタイミングで遅滞なくローレベルからハイレベルに立ち上がる一方、入力信号INHが受信閾値Vthを超えたタイミングから遅延時間T12が経過した後さらに遅延時間T13’が経過した時点でハイレベルからローレベルに立ち下がる(時刻t52~t56’を参照)。その結果、マスク信号MSKLのパルス幅W2’は、遅延時間T12及びT13’の加算値(=T12+T13’)に設定される。 Further, the mask signal MSKL rises from the low level to the high level without delay at the timing when the input signal INH exceeds the reception threshold Vth, and further after the delay time T12 elapses from the timing when the input signal INH exceeds the reception threshold Vth. When the delay time T13'has elapsed, it falls from the high level to the low level (see time t52 to t56'). As a result, the pulse width W2'of the mask signal MSKL is set to the added value (= T12 + T13') of the delay times T12 and T13'.

同様に、入力信号INLのパルス駆動時において、受信信号RCVLは、入力信号INLが受信閾値Vthを超えたタイミングから遅延時間T11が経過した時点でハイレベルからローレベルに立ち下がる一方、入力信号INLが受信閾値Vthを超えたタイミングから遅延時間T12(>T11)が経過した時点でローレベルからハイレベルに立ち上がる(時刻t58~t60を参照)。その結果、受信信号RCVLのパルス幅W1は、遅延時間T11及びT12の差分値(=T12-T11)に設定される。 Similarly, when the input signal INL is driven by a pulse, the received signal RCVL falls from the high level to the low level when the delay time T11 elapses from the timing when the input signal INL exceeds the reception threshold value Vth, while the input signal INL. When the delay time T12 (> T11) elapses from the timing when the reception threshold value Vth is exceeded, the signal rises from the low level to the high level (see time t58 to t60). As a result, the pulse width W1 of the received signal RCVL is set to the difference value (= T12-T11) of the delay times T11 and T12.

また、マスク信号MSKHは、入力信号INLが受信閾値Vthを超えたタイミングで遅滞なくローレベルからハイレベルに立ち上がる一方、入力信号INLが受信閾値Vthを超えたタイミングから遅延時間T12が経過した後さらに遅延時間T13’が経過した時点でハイレベルからローレベルに立ち下がる(時刻t58~t62’を参照)。その結果、マスク信号MSKHのパルス幅W2’は、遅延時間T12及びT13’の加算値(T12+T13’)に設定される。 Further, the mask signal MSKH rises from the low level to the high level without delay at the timing when the input signal INL exceeds the reception threshold Vth, and further after the delay time T12 elapses from the timing when the input signal INL exceeds the reception threshold Vth. When the delay time T13'has elapsed, it falls from the high level to the low level (see time t58 to t62'). As a result, the pulse width W2'of the mask signal MSKH is set to the added value (T12 + T13') of the delay times T12 and T13'.

なお、放電トランジスタ157及び158が未導入である場合、遅延時間T13’は、入力信号INH及びINLのパルス持続期間Twよりも長くなければならない。なお、上記のパルス持続期間Twとは、入力信号INH及びINLにハイレベルの正規パルスが立ち上げられてから再びローレベル(=定常時の論理レベル)に収束するまでの期間を言う(時刻t51~t55、及び、時刻t57~t71を参照)。 When the discharge transistors 157 and 158 have not been introduced, the delay time T13'must be longer than the pulse duration Tw of the input signals INH and INL. The above-mentioned pulse duration Tw means a period from when a high-level normal pulse is launched to the input signals INH and INL until it converges to a low level (= logic level at the steady state) again (time t51). (See t55 and times t57-t71).

以下では、放電トランジスタ157及び158の未導入時において、T13’>Twとしなければならない理由について、図5を参照しながら詳細に説明する。 In the following, the reason why T13'> Tw should be set when the discharge transistors 157 and 158 are not introduced will be described in detail with reference to FIG.

図5は、放電トランジスタ157及び158が導入されていない場合における同相ノイズ印加時の動作例を示すタイミングチャートであり、図6と同じく、上から順に、入力信号INH及びINL(=受信パルス信号S21及びS22)、受信信号RCVH、マスク信号MSKH、受信信号RCVL、マスク信号MSKL、クロック信号CLKH及びCLKL、並びに、受信パルス信号S30(延いては出力信号So)が描写されている。 FIG. 5 is a timing chart showing an operation example when in-phase noise is applied when the discharge transistors 157 and 158 are not introduced. As in FIG. 6, the input signals INH and INL (= received pulse signal S21) are shown in order from the top. And S22), the received signal RCVH, the mask signal MSKH, the received signal RCVL, the mask signal MSKL, the clock signals CLKH and CLKL, and the received pulse signal S30 (and thus the output signal So) are depicted.

先出の図3で示したように、入力信号INH及びINLの双方に対して同時に同相ノイズが重畳したときには、ノイズキャンセル回路150の働きにより、それぞれに重畳した同相ノイズを適切にキャンセルすることができる。 As shown in FIG. 3 above, when common-mode noise is superimposed on both the input signals INH and INL at the same time, the noise canceling circuit 150 can appropriately cancel the superimposed common-mode noise. can.

しかしながら、入力信号INH及びINLのパルス駆動中(=正規パルスの受信中)には、入力信号INH及びINLが負電位(=定常時のローレベルよりも低電位)に振れる期間(時刻t53~t56、及び、時刻59~t62を参照)があり、この期間中に同相ノイズが重畳すると、入力信号INH及びINLの一方のみが受信閾値Vthを超える場合があり得る。 However, during the pulse drive of the input signals INH and INL (= receiving the normal pulse), the input signals INH and INL swing to a negative potential (= lower potential than the low level at the steady state) (time t53 to t56). , And time 59 to t62), and if in-phase noise is superimposed during this period, it is possible that only one of the input signals INH and INL exceeds the reception threshold Vth.

本図では、入力信号INHが負電位に振れている期間中(=時刻t5x)に同相ノイズが重畳したことに伴い、入力信号INLだけが受信閾値Vthを超えてしまい、受信信号RCVLだけにノイズ起因のパルスが生じている。一方、入力信号INHは、受信閾値Vthを超えていないので、マスク信号MSKLを改めてハイレベルに立ち上げるトリガは掛からない。 In this figure, due to the superposition of in-phase noise during the period when the input signal INH swings to the negative potential (= time t5x), only the input signal INL exceeds the reception threshold value Vth, and only the reception signal RCVL has noise. The resulting pulse is occurring. On the other hand, since the input signal INH does not exceed the reception threshold value Vth, the trigger for raising the mask signal MSKL to a high level is not applied.

そのため、受信信号RCVLに生じたノイズ起因のパルスをキャンセルするためには、入力信号INHの正規パルスにより既にハイレベルとなっているマスク信号MSKLを、遅延時間T12の経過後もそのまま遅延時間T13’に亘ってハイレベルに維持しておく必要がある。 Therefore, in order to cancel the pulse caused by noise generated in the received signal RCVL, the mask signal MSKL which has already become a high level due to the normal pulse of the input signal INH is used as it is after the delay time T12 elapses. It is necessary to maintain a high level throughout.

特に、T13’>Twに設定しておけば、パルス持続期間Twの満了直前に同相ノイズが重畳するようなワーストケースであっても、受信信号RCVLに生じるノイズ起因のパルスを適切にキャンセルすることができる。従って、クロック信号CLKLに不要なパルスが生じることはなく、受信パルス信号S30(延いては出力信号So)の駆動に支障を来すこともない。 In particular, if T13'> Tw is set, the noise-induced pulse generated in the received signal RCVL can be appropriately canceled even in the worst case where in-phase noise is superimposed immediately before the expiration of the pulse duration Tw. Can be done. Therefore, an unnecessary pulse is not generated in the clock signal CLKL, and the drive of the received pulse signal S30 (and thus the output signal So) is not hindered.

ただし、放電トランジスタ157及び158の導入されていないときには、マスク信号MSKH及びMSKLのパルス幅W2’(=T12+T13’)が大きくなるので、ノイズキャンセル処理の高速化について、更なる改善の余地がある。 However, when the discharge transistors 157 and 158 are not introduced, the pulse width W2'(= T12 + T13') of the mask signals MSKH and MSKL becomes large, so that there is room for further improvement in speeding up the noise canceling process.

図6は、放電トランジスタ157及び158が導入されている場合におけるマスク時間(=パルス幅W2)の設定例を示すタイミングチャートであり、図4及び図5と同じく、上から順に、入力信号INH及びINL(=受信パルス信号S21及びS22)、受信信号RCVH、マスク信号MSKH、受信信号RCVL、マスク信号MSKL、クロック信号CLKH及びCLKL、並びに、受信パルス信号S30(延いては出力信号So)が描写されている。 FIG. 6 is a timing chart showing an example of setting the mask time (= pulse width W2) when the discharge transistors 157 and 158 are introduced, and is the same as in FIGS. 4 and 5, in order from the top, the input signal INH and INL (= received pulse signals S21 and S22), received signal RCVH, mask signal MSKH, received signal RCVL, mask signal MSKL, clock signals CLKH and CLKL, and received pulse signal S30 (and output signal So) are depicted. ing.

本図で示すように、放電トランジスタ157及び158が導入されている場合には、マスク信号MSKH及びMSKLのパルス幅W2(=T12+T13)が入力信号INH及びINLのパルス持続期間Twよりも長ければ足り、遅延時間T13については、これを入力信号INH及びINLのパルス持続期間Twよりも短く設定することができる。 As shown in this figure, when the discharge transistors 157 and 158 are introduced, it is sufficient that the pulse width W2 (= T12 + T13) of the mask signals MSKH and MSKL is longer than the pulse duration Tw of the input signals INH and INL. The delay time T13 can be set shorter than the pulse duration Tw of the input signals INH and INL.

すなわち、放電トランジスタ157及び158を導入することにより、マスク信号MSKH及びMSKLのパルス幅W2を、未導入時のパルス幅W2’よりも短縮することが可能となる(Tw<W2<W2’)。 That is, by introducing the discharge transistors 157 and 158, the pulse width W2 of the mask signals MSKH and MSKL can be shortened from the pulse width W2'when not introduced (Tw <W2 <W2').

以下では、放電トランジスタ157及び158の導入により、T13<Twに設定することのできる理由について、図7を参照しながら詳細に説明する。 In the following, the reason why T13 <Tw can be set by introducing the discharge transistors 157 and 158 will be described in detail with reference to FIG. 7.

図7は、放電トランジスタ157及び158が導入されている場合における同相ノイズ印加時の動作例を示すタイミングチャートであり、図4~図6と同じく、上から順に、入力信号INH及びINL(=受信パルス信号S21及びS22)、受信信号RCVH、マスク信号MSKH、受信信号RCVL、マスク信号MSKL、クロック信号CLKH及びCLKL、並びに、受信パルス信号S30(延いては出力信号So)が描写されている。 FIG. 7 is a timing chart showing an operation example when in-phase noise is applied when the discharge transistors 157 and 158 are introduced, and as in FIGS. 4 to 6, the input signals INH and INL (= reception) are shown in order from the top. Pulse signals S21 and S22), received signal RCVH, mask signal MSKH, received signal RCVL, mask signal MSKL, clock signals CLKH and CLKL, and received pulse signal S30 (and output signal So) are depicted.

本図では、先の図5と同じく、入力信号INHのパルス駆動に伴い、入力信号INHが負電位に振れている期間中(=時刻t5x)に同相ノイズが重畳している。 In this figure, as in FIG. 5, in-phase noise is superimposed during the period (= time t5x) when the input signal INH swings to a negative potential due to the pulse drive of the input signal INH.

ここで、マスク信号MSKLのパルス幅W2(=T12+T13)を入力信号INH及びINLのパルス持続期間Twよりも長く設定しておけば、パルス持続期間Twの満了直前に同相ノイズが重畳するようなワーストケースであっても、そのノイズ重畳時点において、マスク信号MSKLをハイレベルに維持しておくことができる。 Here, if the pulse width W2 (= T12 + T13) of the mask signal MSKL is set longer than the pulse duration Tw of the input signals INH and INL, the worst such that in-phase noise is superimposed immediately before the expiration of the pulse duration Tw. Even in the case, the mask signal MSKL can be maintained at a high level at the time of the noise superimposition.

マスク信号MSKLがハイレベルであるときには、先に述べたように、放電トランジスタ158を介して入力信号INLが放電される。その結果、入力信号INLに重畳した同相ノイズが速やかに放電されて受信閾値Vthを超えなくなるので、受信信号RCVLにノイズ起因のパルスが生じなくなる。従って、受信信号RCVLをマスク信号MSKLでマスクする必要がなくなるので、遅延時間T13を短縮してマスク信号MSKLのパルス幅W2を必要最小限に狭めることが可能となる(T13<Tw<W2)。 When the mask signal MSKL is at a high level, the input signal INL is discharged via the discharge transistor 158, as described above. As a result, the common mode noise superimposed on the input signal INL is quickly discharged and does not exceed the reception threshold value Vth, so that noise-induced pulses do not occur in the reception signal RCVL. Therefore, since it is not necessary to mask the received signal RCVL with the mask signal MSKL, the delay time T13 can be shortened and the pulse width W2 of the mask signal MSKL can be narrowed to the minimum necessary (T13 <Tw <W2).

図8は、通常動作時の入力最小パルス幅を示すタイミングチャートであり、上から順番に、入力信号Si、入力信号INH及びINL(=受信パルス信号S21及びS22)、受信信号RCVH、マスク信号MSKH、受信信号RCVL、マスク信号MSKL、クロック信号CLKH及びCLKL、並びに、受信パルス信号S30(延いては、出力信号So)が描写されている。 FIG. 8 is a timing chart showing the minimum input pulse width during normal operation, and in order from the top, the input signal Si, the input signals INH and INL (= received pulse signals S21 and S22), the received signal RCVH, and the mask signal MSKH. , The received signal RCVL, the mask signal MSKL, the clock signals CLKH and CLKL, and the received pulse signal S30 (and thus the output signal So) are depicted.

先にも述べた通り、送信側のパルス生成回路110には、送信パルス信号S11及びS12の一方をパルス駆動してから、少なくともマスクキャンセル回路150のマスク時間(=マスク信号MSKH及びMSKLのパルス幅W2)が経過するまでの間、送信パルス信号S11及びS12の他方のパルス駆動を待機しなければならないという制約がある。すなわち、パルス生成回路110の送信待機時間Twait(=入力信号Siのパルスエッジ検出からパルス駆動までの信号遅延)は、マスク信号MSKH及びMSKLのパルス幅W2を狭めるほど短くなる。 As described above, the pulse generation circuit 110 on the transmission side is pulse-driven with one of the transmission pulse signals S11 and S12, and then at least the mask time of the mask cancel circuit 150 (= pulse width of the mask signals MSKH and MSKL). There is a restriction that the other pulse drive of the transmission pulse signals S11 and S12 must be waited until W2) elapses. That is, the transmission standby time Twait (= signal delay from the pulse edge detection of the input signal Si to the pulse drive) of the pulse generation circuit 110 becomes shorter as the pulse width W2 of the mask signals MSKH and MSKL is narrowed.

そこで、放電トランジスタ157及び158を導入すれば、マスク信号MSKH及びMSKLのパルス幅W2を狭めてノイズキャンセル処理を高速化することができるので、信号伝達装置100の信号遅延を低減することが可能となる。また、送信待機時間Twaitの短縮により、スイッチ出力部10の駆動周波数fswを高めることも可能となる。 Therefore, if the discharge transistors 157 and 158 are introduced, the pulse width W2 of the mask signals MSKH and MSKL can be narrowed to speed up the noise canceling process, so that the signal delay of the signal transmission device 100 can be reduced. Become. Further, by shortening the transmission standby time Twait, it is possible to increase the drive frequency fsw of the switch output unit 10.

<その他の変形例>
なお、本明細書中に開示されている信号伝達装置は、入出力間を電気的に絶縁しながら信号伝達を行う必要のあるアプリケーション全般(例えば、高電圧を取り扱う絶縁ゲートドライバ、モータドライバ、アイソレータ、若しくは、その他ICなど)に広く適用することが可能である。
<Other variants>
The signal transmission device disclosed in the present specification includes general applications (for example, an insulated gate driver, a motor driver, and an isolator that handle high voltage) that require signal transmission while electrically insulating between input and output. , Or other ICs, etc.) can be widely applied.

また、本明細書中に開示されている種々の技術的特徴は、上記実施形態のほか、その技術的創作の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。例えば、バイポーラトランジスタとMOS電界効果トランジスタとの相互置換や、各種信号の論理レベル反転は任意である。すなわち、上記実施形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきであり、本発明の技術的範囲は、上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内に属する全ての変更が含まれると理解されるべきである。 In addition to the above embodiments, the various technical features disclosed herein can be modified in various ways without departing from the spirit of the technical creation. For example, mutual replacement between a bipolar transistor and a MOS field effect transistor and logic level inversion of various signals are arbitrary. That is, it should be considered that the above-described embodiment is exemplary in all respects and is not restrictive, and the technical scope of the present invention is not limited to the above-described embodiment and claims for a patent. It should be understood that the meaning of the scope and equality and all changes belonging to the scope are included.

本明細書中に開示されている発明は、例えば、入出力間を電気的に絶縁しながら信号伝達を行う必要のあるアプリケーション全般に利用することが可能である。 The invention disclosed herein can be used, for example, in all applications where signal transmission is required while electrically insulating between input and output.

100 信号伝達装置
110 パルス生成回路
120 絶縁回路
121、122 絶縁素子
130 パルス受信回路
131 RSフリップフロップ
140 出力駆動回路
150 ノイズキャンセル回路
151、152 受信信号生成部
153、154 マスク信号生成部
155、156 NORゲート
157、158 放電トランジスタ(NMOSFET)
DLY1、DLY2、DLY3、DLY4 遅延段
R1、R2、R3、R4 抵抗
100 Signal transmission device 110 Pulse generation circuit 120 Insulation circuit 121, 122 Insulation element 130 Pulse reception circuit 131 RS flip-flop 140 Output drive circuit 150 Noise cancellation circuit 151, 152 Receive signal generator 153, 154 Mask signal generator 155, 156 NOR Gate 157, 158 Discharge transistor (NHPLC)
DLY1, DLY2, DLY3, DLY4 Delay stage R1, R2, R3, R4 Resistance

Claims (6)

第1入力信号に応じて第1受信信号を生成する第1受信信号生成部と、
前記第1入力信号と並列に入力される第2入力信号に応じて第2受信信号を生成する第2受信信号生成部と、
前記第2入力信号に応じて第1マスク信号を生成する第1マスク信号生成部と、
前記第1入力信号に応じて第2マスク信号を生成する第2マスク信号生成部と、
前記第1受信信号と前記第1マスク信号とを論理演算して第1出力信号を生成する第1論理ゲートと、
前記第2受信信号と前記第2マスク信号とを論理演算して第2出力信号を生成する第2論理ゲートと、
前記第1マスク信号を用いて前記第1入力信号を放電する第1放電トランジスタと、
前記第2マスク信号を用いて前記第2入力信号を放電する第2放電トランジスタと、
を有することを特徴とするノイズキャンセル回路。
A first received signal generator that generates a first received signal according to the first input signal,
A second received signal generation unit that generates a second received signal according to a second input signal input in parallel with the first input signal.
A first mask signal generation unit that generates a first mask signal in response to the second input signal,
A second mask signal generation unit that generates a second mask signal in response to the first input signal,
A first logic gate that logically operates the first received signal and the first mask signal to generate a first output signal,
A second logic gate that logically operates the second received signal and the second mask signal to generate a second output signal, and
A first discharge transistor that discharges the first input signal using the first mask signal, and
A second discharge transistor that discharges the second input signal using the second mask signal, and
A noise canceling circuit characterized by having.
前記第1受信信号生成部は、前記第1入力信号が閾値を超えたときに第1パルス幅を持つ前記第1受信信号を生成し、
前記第2受信信号生成部は、前記第2入力信号が閾値を超えたときに前記第1パルス幅を持つ前記第2受信信号を生成し、
前記第1マスク信号生成部は、前記第2入力信号が閾値を超えたときに前記第1パルス幅よりも大きい第2パルス幅を持つ前記第1マスク信号を生成し、
前記第2マスク信号生成部は、前記第1入力信号が閾値を超えたときに前記第2パルス幅を持つ前記第2マスク信号を生成する、
ことを特徴とする請求項1に記載のノイズキャンセル回路。
The first received signal generation unit generates the first received signal having the first pulse width when the first input signal exceeds the threshold value.
The second received signal generation unit generates the second received signal having the first pulse width when the second input signal exceeds the threshold value.
The first mask signal generation unit generates the first mask signal having a second pulse width larger than the first pulse width when the second input signal exceeds the threshold value.
The second mask signal generation unit generates the second mask signal having the second pulse width when the first input signal exceeds the threshold value.
The noise canceling circuit according to claim 1.
前記第1受信信号生成部及び前記第2受信信号生成部は、それぞれ、
自身の入力信号が閾値を超えたタイミングから第1遅延時間が経過した時点で自身の出力信号を定常時の論理レベルからパルス生成時の論理レベルに切り替える一方、前記入力信号が前記閾値を超えたタイミングから前記第1遅延時間よりも長い第2遅延時間が経過した時点で前記出力信号をパルス生成時の論理レベルから定常時の論理レベルに切り替えることにより、前記第1パルス幅を前記第1遅延時間と前記第2遅延時間との差分値に設定する第1遅延段を含み、
前記第1マスク信号生成部及び前記第2マスク信号生成部は、それぞれ、
自身の入力信号が閾値を超えたタイミングで遅滞なく自身の出力信号をマスク解除時の論理レベルからマスク時の論理レベルに切り替える一方、前記入力信号が前記閾値を超えたタイミングから前記第2遅延時間が経過した後さらに第3遅延時間が経過した時点で前記出力信号をマスク時の論理レベルからマスク解除時の論理レベルに切り替えることにより、前記第2パルス幅を前記第2遅延時間と前記第3遅延時間との加算値に設定する第2遅延段を含む、
ことを特徴とすることを特徴とする請求項2に記載のノイズキャンセル回路。
The first received signal generation unit and the second received signal generation unit are respectively.
When the first delay time elapses from the timing when the own input signal exceeds the threshold, the own output signal is switched from the steady logic level to the pulse generation logic level, while the input signal exceeds the threshold. By switching the output signal from the logic level at the time of pulse generation to the logic level at the steady state when the second delay time longer than the first delay time elapses from the timing, the first pulse width is set to the first delay. Includes a first delay stage that is set to the difference between the time and the second delay time.
The first mask signal generation unit and the second mask signal generation unit are respectively.
While switching its own output signal from the logic level at the time of unmasking to the logic level at the time of masking without delay at the timing when its own input signal exceeds the threshold value, the second delay time from the timing when the input signal exceeds the threshold value. By switching the output signal from the logic level at the time of masking to the logic level at the time of unmasking when the third delay time elapses after the lapse of time, the second pulse width is changed to the second delay time and the third delay time. Includes a second delay stage to set to the value added to the delay time,
The noise canceling circuit according to claim 2, wherein the noise canceling circuit is characterized in that.
前記第2パルス幅は、前記第1入力信号及び前記第2入力信号のパルス持続期間よりも長く、前記第3遅延時間は、前記パルス持続期間よりも短いことを特徴とする請求項3に記載のノイズキャンセル回路。 The third aspect of claim 3, wherein the second pulse width is longer than the pulse duration of the first input signal and the second input signal, and the third delay time is shorter than the pulse duration. Noise canceling circuit. 前記第1放電トランジスタ及び前記第2放電トランジスタは、それぞれ、前記第1受信信号生成部及び前記第2受信信号生成部に含まれる前記第1遅延段の入力端と接地端との間に接続されていることを特徴とする請求項3または請求項4に記載のノイズキャンセル回路。 The first discharge transistor and the second discharge transistor are connected between the input end and the ground end of the first delay stage included in the first received signal generation unit and the second received signal generation unit, respectively. The noise canceling circuit according to claim 3 or 4, wherein the noise canceling circuit is characterized by the above. 入力信号に応じて第1送信パルス信号及び第2送信パルス信号を生成するパルス生成回路と、
入出力間を絶縁しつつ前記第1送信パルス信号及び前記第2送信パルス信号をそれぞれ第1受信パルス信号及び第2受信パルス信号として後段に伝達する絶縁回路と、
前記第1受信パルス信号及び前記第2受信パルス信号がそれぞれ前記第1入力信号及び前記第2入力信号として入力され、前記第1出力信号及び前記第2出力信号をそれぞれノイズキャンセル済みの前記第1受信パルス信号及び前記第2受信パルス信号として出力する請求項1~請求項5のいずれか一項に記載のノイズキャンセル回路と、
ノイズキャンセル済みの前記第1受信パルス信号及び前記第2受信パルス信号に応じた受信パルス信号を生成するパルス受信回路と、
前記受信パルス信号に応じた出力信号を生成する出力駆動回路と、
を有することを特徴とする信号伝達装置。
A pulse generation circuit that generates a first transmission pulse signal and a second transmission pulse signal according to the input signal, and
An insulating circuit that transmits the first transmission pulse signal and the second transmission pulse signal as a first reception pulse signal and a second reception pulse signal to the subsequent stage while insulating between the input and output, respectively.
The first received pulse signal and the second received pulse signal are input as the first input signal and the second input signal, respectively, and the first output signal and the second output signal are noise-cancelled, respectively. The noise canceling circuit according to any one of claims 1 to 5, which is output as a received pulse signal and the second received pulse signal.
A pulse reception circuit that generates a reception pulse signal corresponding to the noise-canceled first reception pulse signal and the second reception pulse signal, and
An output drive circuit that generates an output signal corresponding to the received pulse signal,
A signal transmission device characterized by having.
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