203175. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés integrált áramkör digitális jelekkel való vezérlésére
1 HU 203 175 B 2 A találmány tárgya kapcsolási elrendezés egy integrált áramkörnek egy másik integrált áramkör digitális kimenőjeleivel való vezérlésére, amely azonos felépítésű, az egyes digitális jeleket fogadó bemeneti áramköröket tartalmaz. A digitális integrált áramköri technológia területén különböző áramköri megoldásokat fejlesztettek ki, amelyek bár kielégítik az illető áramkörrel szemben támasztott meghatározott követelményeket, de egyéb tulajdonságaik szempontjából hátrányban vannak. így például a régóta alkalmazott ECL-technológiával készült áramkörök egyrészt kiválóak a sebesség és a megszólalási érzékenység tekintetében, másrészt azonban viszonylag nagy teljesítményveszteséget okoznak, és csekély zavarvédettséggel rendlekeznek. Ebből következik, hogy bizonyos alkalmazások esetén, például vonalmeghajtóknál és vonalvevőknél az ECL-technológiát mindeddig nem lehetett helyettesíteni. Mostanában azonban az a tendencia, hogy a többi áramköröket nagy integráltsági fokú technológiával, például C-MOS-technológiával valósítsák meg, amely egyrészt kielégítő működési sebességet biztosít, másrészt csökkenti a teljesítmény-szükségletet. Az ECL- és a C-MOS-technológiával felépített áramkörök csatlakozási pontjait nem elegendő csupán gyors bemeneti illesztőelemekkel, például C-MOS-inverterekkel ellátni, hanem a megfelelő digitális jelszintekre való átalakítást is el kell végezni. Egy interfész áramkörön belül végrehajtott egyszerű szintkiegyenlítés a gyakorlatban sokszor nem kielégítő, mert a tápfeszültség- és hőmérsékletváltozások által okozott szintingadozásokat is meg kell akadályozni. Ezzel összefüggésben megjegyezendő, hogy (a 42 42 604 lsz. USA szabadalmi leírás alapján) ismert megoldásnak számít, hogy bizonyos interfész chip-ekben, például a TTL-MOS átalakítókban alkalmazott döntési küszöbértéknek a bemenő tranzisztor hőmérsékletfüggő elzáródási feszültségével szembeni stabilizálása érdekében a bemenőjelekkel táplált bemenő fokozatokat egy fix referenciafeszültséggel rendelkező olyan referenciafokozattal is ellátják, amelynek kimenőjele mind ebben a referenciafokozatban, mind az összes bemenő fokozatban egy-egy talpponti tranzisztor ellenállását úgy vezérli, hogy a mindenkori bemeneti tranzisztor fonráspotenciálja annak elzáródási feszültségével ellentétesen változzon. A döntési küszöbértéknek a chip hőmérséklet-ingadozásaival szembeni ilyen fajta stabilizálása során azonban a bemenőjelnek az előírt értékétől való esetleges eltérései nincsenek számításba véve. Végül megemlítjük még, hogy a grafikus minták letapogatásával és a letapogatott jeleknek digitális jelekké történő átalakításával kapcsolatban ismeretes olyan megoldás is, amely szerint háttérzajjal fedett kis bemenőimpulzusoknak a háttérzaj változásaitól és/vagy a bemenőjel amplitúdójától és/vagy időtartamától független detektálásához a jelútba egy kivonóáramkört és egy azt követő, nagy erősítésű komparátort iktatnak, amely utóbbinak a kimenete egy határolón, egy középérték áramkörön és egy a második bemenetével egy referencia-feszültségforráshoz csatlakozó második kivonóáramkört tartalmazó negatív visszacsatoló ágon keresztül az imént megnevezett kivonó áramkör második bemenetével van összekötve (42 63 555 lsz. USA szabadalmi leírás). A találmány megalkotásával azt a feladatot tűztük ki, hogy lehetővé tegyük az egyik technológia szerint készült integrált áramkör gyorsabb bemeneti fokozatainak vezérlését egy más technológia szerinti integrált áramkörből anélkül, hogy a digitális jelszintek kiegyenlítésére, valamint a tápfeszültség- és hőmérséklet-változások által ezen jelszintekre gyakorolt hatások elnyomására lenne szükség. A találmány szerinti kapcsolási elrendezésnél a bemeneti áramkörök a digitális jelútba beiktatott, terhelő tranzisztorral összekötött, földelt-kapus kapcsolótranzisztorból kialakított, vezérelhető átkapcsolási küszöbértékű bemeneti áramkörök, amelyek vezérlő bemenetét a kapcsolótranzisztor kapu-elektródája alkotja, amely egy a bemeneti áramkörök átkapcsolási küszöbértékét vezérlő egységhez csatlakozik, ahol a vezérlőegység a bemenő oldalon egy az egyik bemeneti áramkör kimeneti jelvezetésével összekötött határoló fokozatot és egy ahhoz kapcsolt, a bemeneti áramkörök átkapcsolási küszöbértékét vezérlő bemenetéihez csatlakozó aluláteresztő szűrőt tartalmaz. Kiindulásként tegyük fel, hogy az egyik integrált áramkört vezérlő másik integrált áramkör (vagy több ilyen integrált áramkör) digitális kimenőjelei lényegében azonos szintűek, továbbá az egyik digitális jel a többi digitális jelre vonatkozólag is reprezentatív, ezenkívül az impulusszünet arány (vagyis a H-bitperiódus: L-bitperiódus) eléggé állandó, végül a szintátmenetek időtartama bizonyos határok között adott százalékát teszi ki a bitperiódusnak. Ilyen körülmények között a találmány azzal az előnnyel jár, hogy az említett digitális jeleknek az előírt értéküktől való - tápfeszültség- vagy hőmérsékletingadozás okozta - eltéréseit az integrált áramkörök elé a digitális jelek útjába iktatott bemeneti áramkörök munkapontjainak (átkapcsolási küszöbértékeinek) megfelelő utánállítás révén számításba lehet venni, és kompenzálni lehet azok kihatásait anélkül, hogy a többi integrált áramkör jelalakjait (jelszintjeit, kitöltési tényezőit, átmeneteinek pozícióit) egyébként ismemi kellene, emellett az átkapcsolási küszöbérték mindenkori eltolódását a digitális jel véges élmeredekségével összekapcsolva elősegíthetjük a kívánt kompenzációt. A találmány szerinti kapcsolási elrendezésnél a határoló fokozatot egy inverterként kialakított tranzisztorpár, az aluláteresztő szűrőt pedig egy RC-tag alkotja. Az aluláteresztő szűrő célszerűen egy szabályozó erősítőn keresztül van a bemeneti áramkörök vezérlő bemenetéivel összekötve. A szabályozó erősítőt egy a második bemenetén egy referenciajellel táplált kivonó erősítő alkotja. A találmányt a továbbiakban a mellékelt rajzok alapján ismertetjük részletesebben, ahol az 1. ábra a találmány szerinti kapcsolási elrendezés egyik kiviteli példájának blokkvázlatát, a 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2
