ＯＯＢ受信回路、ＳＡＴＡコントローラ、ハードディスクドライブ、及び電子機器
【課題】ＯＯＢパターン検出精度を犠牲にすることなく、ダイナミックレンジの広い高感度なＯＯＢ受信回路を提供する。
【解決手段】ＯＯＢ受信回路は、ＯＯＢ信号を構成する互いに逆位相の２つのＯＯＢ信号成分ＲＸ−，ＲＸ＋を伝送する差動ライン１と、差動ライン１の２つの信号ラインにそれぞれ入力されたＯＯＢ信号成分ＲＸ−，ＲＸ＋の電位をオフセットし、２つのＯＯＢ信号成分ＲＸ−，ＲＸ＋間に電位差を付与するオフセット印加部２，３と、オフセット印加部２，３により電位差が付与された２つのＯＯＢ信号成分ＲＸ−′，ＲＸ＋′の差分を増幅する差動メインアンプ４と、差動メインアンプ４からの信号出力レベルに応じて差動メインアンプ４のゲインを調整するオートゲインコントロール部６と、差動メインアンプ４から出力されたゲイン調整後のＯＯＢ信号を検出する検出部７とを備える。
【解決手段】ＯＯＢ受信回路は、ＯＯＢ信号を構成する互いに逆位相の２つのＯＯＢ信号成分ＲＸ−，ＲＸ＋を伝送する差動ライン１と、差動ライン１の２つの信号ラインにそれぞれ入力されたＯＯＢ信号成分ＲＸ−，ＲＸ＋の電位をオフセットし、２つのＯＯＢ信号成分ＲＸ−，ＲＸ＋間に電位差を付与するオフセット印加部２，３と、オフセット印加部２，３により電位差が付与された２つのＯＯＢ信号成分ＲＸ−′，ＲＸ＋′の差分を増幅する差動メインアンプ４と、差動メインアンプ４からの信号出力レベルに応じて差動メインアンプ４のゲインを調整するオートゲインコントロール部６と、差動メインアンプ４から出力されたゲイン調整後のＯＯＢ信号を検出する検出部７とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＯＯＢ受信回路、ＳＡＴＡコントローラ、ハードディスクドライブ、及び電子機器に関し、より詳細には、高速シリアル通信であるＳＡＴＡ(Serial ATA)の差動信号を受信する受信回路方式に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＳＡＴＡ(Serial ATA)は、高速シリアル通信の規格であり、パラレル転送方式による転送速度向上が難しくなってきたため、さらなる高速化を目指すべく開発されたものである。現在では、コンピュータとＨＤＤ（ハードディスクドライブ）等の周辺機器を高速で接続するために使用されている。ＳＡＴＡの最初の規格「Ｓｅｒｉａｌ ＡＴＡ １．０」は１．５Ｇｂｐｓの通信速度を実現する。２００４年４月には通信速度を３Ｇｂｐｓ(転送速度は３００ＭＢ／ｓ)に引き上げたＳＡＴＡ２規格が、また、２００９年５月には６Ｇｂｐｓ(６００ＭＢ／ｓ)のＳＡＴＡ３規格が発表された。
【０００３】
ＳＡＴＡ物理層では、８Ｂ／１０Ｂ符号化方式にてエンコード／デコードを行なう。８Ｂ／１０Ｂ符号化方式では、連続して送信する「０」と「１」の数が５ビット以上「０」と「１」が連続しないように制限されるという特徴を持ち、通信プロセス内の「０」と「１」が同数になるように選ばれている。こうして「０」と「１」が同数だけ送られるため、ＤＣバランスに優れ、シリアル・データ中にクロックを埋め込むことで、データとクロックの転送を同じ配線で行なっている。ただし、実データ８ｂｉｔから１０ｂｉｔへの冗長な２ｂｉｔを加える変換を行なうため、データリンク帯域は物理レートの８０％となる。
【０００４】
ＳＡＴＡ規格では、データ転送を行う前に「ＯＯＢシーケンス」と呼ばれるネゴシエーションが行われる。なお、ＯＯＢは、“Ｏｕｔ Ｏｆ Ｂａｎｄ”の略であり、このＯＯＢ信号は、ＳＡＴＡの特徴の一つで、インターフェイスのリセット、初期化や通信の確立、スピードネゴシエーションなどを司る信号であり、以下の「ＣＯＭＲＥＳＥＴ」、「ＣＯＭＩＮＩＴ」、「ＣＯＭＷＡＫＥ」等の信号を総称したものである。
【０００５】
従来のＯＯＢシーケンスの手順を図４に示す。まず、ホスト（Ｈｏｓｔ）が「ＨｏｓｔＣＯＭＲＥＳＥＴ」信号を送信し、デバイス（Ｄｅｖｉｃｅ）側で「ＨｏｓｔＣＯＭＲＥＳＥＴ」を受信すると、デバイスが「ＤｅｖｉｃｅＣＯＭＩＮＩＴ」信号を送信する。ホストが、この「ＤｅｖｉｃｅＣＯＭＩＮＩＴ」信号を受信すると、ホストが「ＨｏｓｔＣＯＭＷＡＫＥ」信号を送信する。デバイスが「ＨｏｓｔＣＯＭＷＡＫＥ」信号を受信すると、デバイスがホストに対して「ＤｅｖｉｃｅＣＯＭＷＡＫＥ」信号を出力する。この後、お互いＡｌｉｇｎ期間に同期を取り、データ転送が始まる。ＯＯＢシーケンスでは、信号が存在する「バースト区間」と、信号が存在しない「スケルチ区間」とに分かれる。
【０００６】
そして、ＯＯＢ信号の検出は、「バースト区間」と「スケルチ区間」とを検出することで行なわれる。このＯＯＢシーケンスでは、ホストとデバイスのどちらかから相手側に対してＯＯＢ信号に応じた特定のパターン（ＯＯＢパターン）を送信し、受信側では送信されてきたＯＯＢパターンを認識して、ＯＯＢ信号を特定する処理が行われる。
【０００７】
上記のようなＯＯＢシーケンスを行うＯＯＢ信号検出回路に関し、例えば、特許文献１には、信号の立上エッジ、立下エッジのみに着目して、立上、立下エッジの間隔により、バースト区間にあるのか、スケルチ区間にあるのかを識別する技術が記載されている。この場合、従来に比べて、信号パターンを判別しなくてよいので、非常に低コストでＯＯＢ信号検出回路を提供することができる。また、特許文献２には、ウェハープロセスによるバラつきに左右されない振幅判定回路、時間判定回路で受信回路を構成することにより、正確な信号判定を可能とし、製品の歩留まりを低下させないＯＯＢ信号検出回路が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−４５８７号公報
【特許文献２】特開２００９−１４１７２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
図５に従来のＳＡＴＡ受信回路の構成を示す。図中、１０１は差動メインアンプ、１０２はＬＰＦ(Low pass Filter)、１０３は検出部、１０４はデジタル処理部を示す。ＳＡＴＡ通信ラインは、２つの信号ラインからなる差動ラインで構成され、ここではＲＸ＋とＲＸ−という信号名称とする。ＳＡＴＡの通信では、ホストコントローラからデバイス（ＨＤＤ(Hard Disk Drive)等）へ送られる信号とデバイスからホストへ送られる信号と合計４本のラインにて構成される。ここでは、ホスト、デバイス側を特定せず、ホスト、デバイスいずれにも搭載可能な受信回路として説明する。
【００１０】
ＲＸ＋とＲＸ−の各信号は、それぞれ受信端にて５０Ωで終端される。これは伝送路が５０Ωでコントロールされているため、受信端での反射による波形歪みの影響を低減するためである。従来方式では、ＲＸ＋、ＲＸ−の各信号をそのまま差動メインアンプ１０１に入力させ、ＬＰＦ１０２で不要な高周波ノイズを除去する。検出部１０３は、一般的にはコンパレータで構成され、入力信号の電圧と基準電圧Ｖとを比較し、比較結果に応じて、”Ｈ（Ｈｉｇｈ）”、または、”Ｌ（Ｌｏｗ）”を出力する。そして、デジタル処理部１０４は、検出部１０３の出力値に基づいて、ＯＯＢパターンを認識する。なお、デジタル処理部１０４でのＯＯＢパターン認識では、８Ｂ／１０Ｂパターンから実データに変換される。
【００１１】
ところで、昨今、代表的なＳＡＴＡデバイスであるＨＤＤは、様々な電子機器に搭載されるようになった。例えば、テレビ、複写機などでは、画像データ、動画データを蓄積するためにＨＤＤが標準で搭載された機種も増えている。特に、複写機では、製品デザインとの機構的な制約により、ホストとＨＤＤデバイスを近い距離で配置できないことがあり、ホストとＨＤＤデバイス間の伝送ラインが長距離化されるケースがある。ＳＡＴＡ規格では、最小受信感度の最大値が規格で規定されているが、その規格にかかわらず受信感度を高めて、長距離伝送を実現することが要望されている。
【００１２】
ホスト、デバイス間の伝送距離を長距離化していくと信号振幅が下がっていくが、一般に信号周波数が高いほど、信号振幅の減衰は大きい。ＳＡＴＡでは、従来より高速の信号を伝送するため、信号ラインの長距離化による信号振幅の減衰が大きくなる。また、製品構成によっては近距離間での伝送も実現しなければいけないため、信号のダイナミックレンジを確保するために、ゲインを選択する手段やオートゲインコントロール回路が必要となってくる。
【００１３】
上記のオートゲインコントロール回路は、出力が下がれば、アンプゲインを上げ、出力が上がれば、アンプゲインを下げるという動作を出力の振幅レベルをアンプ側にフィードバックすることにより実現する手段である。このオートゲインコントロール回路により、幅広いダイナミックレンジを確保することができ、ホスト、デバイス間距離を近距離、遠距離にかかわらない通信を実現できるため、製品の機構設計に対し自由度を大きくすることができる。
【００１４】
すなわち、高感度の受信回路を実現する場合、近距離の相手から送信された信号振幅の大きい信号から、遠距離の相手から送信された信号振幅の小さい信号まで幅広いダイナミックレンジを確保するために、アンプのゲインを有限の設定の中から信号レベルに応じて選択する手段やオートゲインコントロール回路が採用される。この場合、無信号区間であるスケルチ区間がＳＡＴＡ信号周期に比べて十分長く、スケルチ期間の信号待機状態でゲインが最大となり、スケルチ区間の終わりで、バースト信号が入力された場合の最初のヘッダ部分の信号が最大ゲインで増幅されることにより波形が歪み、ヘッダ部分の信号を読み取れないという問題が生じていた。
【００１５】
つまり、スケルチ区間は無信号状態なので、オートゲインコントロール回路は信号がないと判断し、ゲインを最大にしてしまう。こうした場合、スケルチ区間が終わり、バースト信号が入力されたときに、バースト信号がゲイン最大で増幅されることになる。このバースト信号は入力され続けるため、わずかな時間で適正なゲインに戻るが、不必要に高いゲインで増幅された最初のヘッダ部分の信号の波形が歪み、ＯＯＢパターン認識を正確に行うことができなくなる可能性がある。
【００１６】
本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされたものであり、ＯＯＢパターン検出精度を犠牲にすることなく、ダイナミックレンジの広い高感度なＯＯＢ受信回路、ＳＡＴＡコントローラ、ハードディスクドライブ、及び電子機器を提供すること、を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記課題を解決するために、本発明の第１の技術手段は、シリアルＡＴＡにおけるＯＯＢ信号を受信するＯＯＢ受信回路であって、前記ＯＯＢ信号を構成する互いに逆位相の２つのＯＯＢ信号成分を伝送する差動ラインと、該差動ラインの２つの信号ラインにそれぞれ入力されたＯＯＢ信号成分のうちの少なくとも一方のＯＯＢ信号成分の電位をオフセットし前記２つのＯＯＢ信号成分間に電位差を付与するオフセット印加部と、該オフセット印加部により電位差が付与された２つのＯＯＢ信号成分の差分を増幅する差動メインアンプと、該差動メインアンプからの信号出力レベルに応じて該差動メインアンプのゲインを調整するゲイン調整部と、前記差動メインアンプから出力されたゲイン調整後のＯＯＢ信号を検出する検出部とを備えたことを特徴としたものである。
【００１８】
第２の技術手段は、第１の技術手段において、前記オフセット印加部は、電流源を含むことを特徴としたものである。
【００１９】
第３の技術手段は、第１の技術手段において、前記オフセット印加部は、トランジスタを含むことを特徴としたものである。
【００２０】
第４の技術手段は、第１の技術手段において、前記オフセット印加部は、複数の抵抗からなる抵抗群と、該抵抗群から抵抗を選択する抵抗選択部とを含むことを特徴としたものである。
【００２１】
第５の技術手段は、第１〜第４のいずれか１の技術手段におけるＯＯＢ受信回路を備えたＳＡＴＡコントローラである。
【００２２】
第６の技術手段は、第５の技術手段におけるＳＡＴＡコントローラを搭載した電子機器である。
【００２３】
第７の技術手段は、第１〜第４のいずれか１の技術手段におけるＯＯＢ受信回路を備えたハードディスクドライブである。
【００２４】
第８の技術手段は、第７の技術手段におけるハードディスクドライブを搭載した電子機器である。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、ＯＯＢ信号を構成する互いに逆位相の２つのＯＯＢ信号成分に対して、オフセット印加部により２つのＯＯＢ信号成分間に電位差を生じさせ、無信号状態であっても、差動メインアンプのゲインを適正に保つことができるため、ＯＯＢパターン検出精度を犠牲にすることなく、ダイナミックレンジの広い、高精度で高感度なＯＯＢ受信回路を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るＯＯＢ受信回路の構成例を示す図である。
【図２】本発明の第２の実施形態に係るＯＯＢ受信回路の要部構成例を示す図である。
【図３】本発明の第３の実施形態に係るＯＯＢ受信回路の要部構成例を示す図である。
【図４】従来のＯＯＢシーケンスの手順を示す図である。
【図５】従来のＳＡＴＡ受信回路の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、添付図面を参照しながら、本発明のＯＯＢ受信回路、ＳＡＴＡコントローラ、ハードディスクドライブ、及び電子機器に係る好適な実施の形態について説明する。
【００２８】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係るＯＯＢ受信回路の構成例を示す図である。図中、１は差動ライン、２は第１のオフセット印加部、３は第２のオフセット印加部、４は差動メインアンプ、５はＬＰＦ、６はオートゲインコントロール部、７は検出部、８はデジタル処理部を示す。差動ライン１は、２つの信号ラインで構成され、差動信号であるＯＯＢ信号を構成する互いに逆位相の２つのＯＯＢ信号成分（ＲＸ−，ＲＸ＋）を伝送する。
【００２９】
本実施形態のＯＯＢ受信回路は、差動ライン１の２つの信号ラインにそれぞれ入力されたＯＯＢ信号成分（ＲＸ−，ＲＸ＋）の電位をオフセットし、これら２つのＯＯＢ信号成分間に電位差を付与するオフセット印加部２，３と、オフセット印加部２，３により電位差が付与された２つのＯＯＢ信号成分（ＲＸ−′，ＲＸ＋′）の差分を増幅する差動メインアンプ４と、差動メインアンプ４からの信号出力レベルに応じて差動メインアンプ４のゲインを調整するゲイン調整部の一例であるオートゲインコントロール部６と、差動メインアンプ４から出力されたゲイン調整後のＯＯＢ信号を検出する検出部７とを備えている。
【００３０】
なお、本実施形態では、オフセット印加部を各信号ラインに１つずつ設けているが、オフセット印加部は少なくとも１つあればよく、いずれか一方の信号ラインにのみ備える構成としてもよい。このことは、後述の第２、第３の実施形態においても同様である。
【００３１】
検出部７は、例えば、コンパレータで構成され、差動メインアンプ４から出力された、オートゲインゲインコントロール部６によるゲイン調整後のＯＯＢ信号を検出する。各ＯＯＢ信号は、信号が送信されるバースト期間と、信号が送信されないスケルチ期間とを含む。ＣＯＭＲＥＳＥＴ信号及びＣＯＭＩＮＩＴ信号のバースト期間及びスケルチ期間は、それぞれ１０６．７ｎｓ及び３２０ｎｓであり、ＣＯＭＷＡＫＥ信号のバースト期間及びスケルチ期間は、それぞれ１０６．７ｎｓである。検出部７は、入力信号の電圧と基準電圧Ｖとを比較し、比較結果に応じて、”Ｈ（Ｈｉｇｈ）”、または、”Ｌ（Ｌｏｗ）”を出力する。具体的には、入力信号の電圧が基準電圧Ｖ以上であれば、“Ｈ（Ｈｉｇｈ）”を出力し、基準電圧Ｖ未満であれば、“Ｌ（Ｌｏｗ）”を出力する。つまり、入力信号の電圧が基準電圧Ｖ以上か否かを判定することにより、バースト期間とスケルチ期間の検出を行なうようにしている。
【００３２】
デジタル処理部８は、検出部７から出力される出力値（“Ｌ（Ｌｏｗ）”または“Ｈ（Ｈｉｇｈ）”）に基づいて、ＯＯＢ信号のパターンの認識を行う。例えば、あるＯＯＢ信号に対して規定されたバースト期間及びスケルチ期間がそれぞれ連続して３回以上検出されると、そのＯＯＢ信号が検出されたものとみなし、ＯＯＢ信号のパターン（ＣＯＭＲＥＳＥＴ、ＣＯＭＩＮＩＴ、ＣＯＭＷＡＫＥ）を認識する。
【００３３】
図１において、差動メインアンプ４から出力されたＯＯＢ信号（差動信号）はＬＰＦ５で高周波ノイズが除去され、その出力がオートゲインコントロール部６に入力される。オートゲインコントロール部６は、ＬＰＦ５の出力値（信号出力レベル）に基づいて差動メインアンプ４のゲインを定める。すなわち、出力値（信号出力レベル）が小さいときは、アンプのゲインを上げ、出力値（信号出力レベル）が大きいときは、アンプのゲインを下げる動作をする。
【００３４】
ここで問題となってくるのは、前述したように、スケルチ区間は無信号状態であるため、オートゲインコントロール部６が信号なしと判断し、ゲインを最大にしてしまうことである。この場合、スケルチ区間が終わり、バースト信号が入力されたときに、バースト信号がゲイン最大で増幅されることになる。当然バースト信号が入力され続けられるので、わずかな時間でゲインは適正な値になるが、不必要に高いゲインで増幅されたヘッダ部分の信号の波形が歪み、パターン認識できなくなる可能性がある。
【００３５】
そこで、本発明では、第１のオフセット印加部２と第２のオフセット印加部３を各信号ラインに設けるようにした。例えば、ＲＸ−に信号が入力されるとトランジスタ２ｂがオンとなり、＋ＶＣＣと−ＶＣＣ間に電流が流れる。この場合、抵抗２ｃにて流れる電流に比例して電圧降下が起こり、＋ＶＣＣの電圧からの電圧降下分がＲＸ−の電圧となる。＋ＶＣＣと−ＶＣＣ間に流れる電流は、電流源２ａと可変抵抗２ｄの値で決まる。ＲＸ＋側も同様である。つまり意図的にドライブ能力の異なる電流源２ａ，３ａを配置し、可変抵抗２ｄ、３ｄの値を変えれば、オフセット後のＲＸ−′とＲＸ＋′に電位差が生じることになる。これにより、ＲＸ−とＲＸ＋の２つのＯＯＢ信号成分間で電位差を発生させ、スケルチ区間（すなわち、無信号区間）においても、差動メインアンプ４が常に一定の振幅で信号を出力できるようにしている。このため、オートゲインコントロール部６は無信号時であってもゲインを不必要に大きくすることがなく、差動メインアンプ４は適正なゲインで安定して動作することができる。
【００３６】
本実施形態では、第１のオフセット印加部２は、第１の電流源２ａを含み、第２のオフセット印加部３は、第２の電流源３ａを含む。これらの電流源２ａ，３ａは、ドライブ能力（ドライブ電流）が異なるため、ＲＸ−，ＲＸ＋の２つのＯＯＢ信号成分間に電位差を設けることが出来る。この際、ＯＯＢ信号成分ＲＸ−の電位は第１の電流源２ａによりオフセットされ、第１の電流源２ａからＯＯＢ信号成分ＲＸ−′が出力される。このＯＯＢ信号成分ＲＸ−′は、ＯＯＢ信号成分ＲＸ−の電位がオフセットされたものである。同様に、ＯＯＢ信号成分ＲＸ＋の電位は第２の電流源３ａによりオフセットされ、第２の電流源３ａからＯＯＢ信号成分ＲＸ＋′が出力される。このＯＯＢ信号成分ＲＸ＋′は、ＯＯＢ信号成分ＲＸ＋の電位がオフセットされたものである。
【００３７】
そして、上記のオフセットの結果、ＯＯＢ信号成分ＲＸ−′の電位とＯＯＢ信号成分ＲＸ＋′の電位とが異なるため、２つのＯＯＢ信号成分間に電位差が発生する。この電位差によりスケルチ区間（無信号区間）であっても、差動メインアンプ４が常に一定の振幅で信号を出力するため、オートゲインコントロール部６が不必要に高いゲインにて信号待機することがなくなる。このため、バースト区間のヘッダ信号での増幅において信号の歪みが出なくなる。なお、オフセット後のＯＯＢ信号成分ＲＸ−′，ＲＸ＋′間の電位差は、スケルチ区間において基準電圧Ｖ以下になるように設定されるものとする。
【００３８】
また、上記例では、ＯＯＢ信号成分ＲＸ−の電位とＯＯＢ信号成分ＲＸ＋の電位を両方オフセットしているが、いずれか一方の電位をオフセットさせることでも、２つのＯＯＢ信号成分間に電位差を発生させることができる。この場合、オフセット印加部はいずれかの信号ラインに一つ設けておけばよい。
【００３９】
このように本実施形態によれば、少なくとも１つのオフセット印加部により、ＲＸ−，ＲＸ＋のＯＯＢ信号成分間に電位差を生じさせ、スケルチ区間（無信号区間）であっても、差動メインアンプのゲインを適正に保つことができるため、ＯＯＢパターン検出精度を犠牲にすることなく、ダイナミックレンジの広い、高精度で高感度なＯＯＢ受信回路を構成することができる。
【００４０】
（第２の実施形態）
上述の第１の実施形態は、本発明のいくつかの実施例のうちの一つを例示したに過ぎず、各種ハードウェア等の構成は、目的、用途等に応じて適宜設計することが可能である。本実施形態では、第１の実施形態と異なる部分について説明する。
【００４１】
図２は、本発明の第２の実施形態に係るＯＯＢ受信回路の要部構成例を示す図である。図中、１１は第１のオフセット印加部、１１ａは第１のトランジスタ、１２は第２のオフセット印加部、１２ａは第２のトランジスタを示す。本実施形態では、ＲＸ−とＲＸ＋の２つのＯＯＢ信号成分を伝送する２つの信号ラインに、スイッチング用の第１のトランジスタ１１ａ、抵抗１１ｂ、可変抵抗１１ｃ、及び第２のトランジスタ１２ａ、抵抗１２ｂ、可変抵抗１２ｃをそれぞれ配置する。そして、これらのトランジスタ１１ａ，１２ａとして、意図的に異なるドライブ電流のトランジスタを配置する。つまり、ＲＸ−とＲＸ＋が同じ振幅であったとしても、トランジスタ１１ａ、１２ａをオンすることにより、オフセット印加部１１，１２にそれぞれ異なる電流が流れ、オフセット後のＯＯＢ信号成分ＲＸ−′とＲＸ＋′が異なる振幅を持つ。これにより、ＲＸ−，ＲＸ＋の２つのＯＯＢ信号成分間に電位差を設けることが出来る。トランジスタ１１ａ，１２ａがそれぞれオンされた場合、ＯＯＢ信号成分ＲＸ−，ＲＸ＋の電位はそれぞれオフセットされる。
【００４２】
すなわち、ＯＯＢ信号成分ＲＸ−の電位は第１のトランジスタ１１ａによりオフセットされ、第１のトランジスタ１１ａからＯＯＢ信号成分ＲＸ−′が出力される。このＯＯＢ信号成分ＲＸ−′は、ＯＯＢ信号成分ＲＸ−の電位がオフセットされたものである。同様に、ＯＯＢ信号成分ＲＸ＋の電位は第２のトランジスタ１２ａによりオフセットされ、第２のトランジスタ１２ａからＯＯＢ信号成分ＲＸ＋′が出力される。このＯＯＢ信号成分ＲＸ＋′は、ＯＯＢ信号成分ＲＸ＋の電位がオフセットされたものである。なお、オフセット後のＯＯＢ信号成分ＲＸ−′，ＲＸ＋′間の電位差は、スケルチ区間において基準電圧Ｖ以下になるように設定されるものとする。
【００４３】
このように本実施形態においても、第１の実施形態と同様に、ＲＸ−，ＲＸ＋のＯＯＢ信号成分間に電位差を生じさせることができる。そして、この電位差によりスケルチ区間（無信号区間）であっても、差動メインアンプが常に一定の振幅で信号を出力することができる。また、オートゲインコントロール部（図示せず）は無信号時であってもゲインを不必要に大きくすることがなく、差動メインアンプは適正なゲインで安定して動作することができ、さらに、トランジスタによりオフセット印加部を構成することで、高精度なＯＯＢ受信回路を低コストで実現することができる。
【００４４】
（第３の実施形態）
図３は、本発明の第３の実施形態に係るＯＯＢ受信回路の要部構成例を示す図である。図中、２１は第１のオフセット印加部、２１ａは第１の抵抗群、２１ｂは第１のマルチプレクサ、２２は第２のオフセット印加部、２２ａは第２の抵抗群、２２ｂは第２のマルチプレクサを示す。第１のオフセット印加部２１は、複数の抵抗からなる第１の抵抗群２１ａと、第１の抵抗群２１ａから抵抗を選択する抵抗選択部の一例である第１のマルチプレクサ２１ｂとで構成される。同様に、第２のオフセット印加部２２は、複数の抵抗からなる第２の抵抗群２２ａと、第２の抵抗群２２ａから抵抗を選択する抵抗選択部の一例である第２のマルチプレクサ２２ｂとで構成されている。
【００４５】
本実施形態の場合、ＯＯＢ信号成分ＲＸ−を伝送する信号ラインに、第１のマルチプレクサ２１ｂを介して第１の抵抗群２１ａが接続される。同様に、ＯＯＢ信号成分ＲＸ＋を伝送する信号ラインに、第２のマルチプレクサ２２ｂを介して第２の抵抗群２２ａが接続される。そして、抵抗群２１ａ，２２ａの中から互いに異なる抵抗をマルチプレクサ２１ｂ，２２ｂにより選択し、選択された抵抗が各信号ラインに接続される。つまり、マルチプレクサ２１ｂ，２２ｂにより適切な抵抗を選択して、オフセット印加部２１，２２に流れる電流を調整する。この電流調整により、ＲＸ−，ＲＸ＋の２つのＯＯＢ信号成分間に電位差を設けることが出来る。
【００４６】
すなわち、ＯＯＢ信号成分ＲＸ−の電位は第１のオフセット印加部２１によりオフセットされ、第１のオフセット印加部２１からＯＯＢ信号成分ＲＸ−′が出力される。このＯＯＢ信号成分ＲＸ−′は、ＯＯＢ信号成分ＲＸ−の電位がオフセットされたものである。同様に、ＯＯＢ信号成分ＲＸ＋の電位は第２のオフセット印加部２２によりオフセットされ、第２のオフセット印加部２２からＯＯＢ信号成分ＲＸ＋′が出力される。このＯＯＢ信号成分ＲＸ＋′は、ＯＯＢ信号成分ＲＸ＋の電位がオフセットされたものである。なお、オフセット後のＯＯＢ信号成分ＲＸ−′，ＲＸ＋′間の電位差は、スケルチ区間において基準電圧Ｖ以下になるように設定されるものとする。
【００４７】
このように本実施形態においても、抵抗を適切に選択し、オフセット印加部に流れる電流を調整することで、第１，第２の実施形態と同様に、ＲＸ−とＲＸ＋の２つのＯＯＢ信号成分に電位差を生じさせることができる。そして、この電位差によりスケルチ区間（無信号区間）であっても、差動メインアンプが常に一定の振幅で信号を出力することができる。また、オートゲインコントロール部（図示せず）は無信号時であってもゲインを不必要に大きくすることがなく、差動メインアンプは適正なゲインで安定して動作することができ、さらに、回路構成を単純化することで、ＯＯＢ受信回路を低コストで実現することができる。
【００４８】
以上では、本発明に係るＯＯＢ受信回路の各実施形態を中心に説明したが、本発明は、各実施形態で説明したＯＯＢ受信回路を備えたＳＡＴＡコントローラ、あるいは、このＳＡＴＡコントローラを搭載した電子機器の形態としてもよい。また、本発明は、各実施形態で説明したＯＯＢ受信回路を備えたＨＤＤ（ハードディスクドライブ）、あるいは、このＨＤＤを搭載した電子機器の形態としてもよい。
【００４９】
本発明に係るＯＯＢ受信回路を備えたＳＡＴＡコントローラあるいはＨＤＤを、例えば、ＰＣ、テレビ、複写機等の電子機器に搭載することで、ＯＯＢパターンの検出精度を犠牲にすることなく、広いダイナミックレンジを確保することができるため、自由度の高い機構設計を行うことができる。
【符号の説明】
【００５０】
１…差動ライン、２，１１，２１…第１のオフセット印加部、２ａ…第１の電流源、３，１２，２２…第２のオフセット印加部、３ａ…第２の電流源、４…差動メインアンプ、５…ＬＰＦ、６…オートゲインコントロール部、７…検出部、８…デジタル処理部、１１ａ…第１のトランジスタ、１２ａ…第２のトランジスタ、２１ａ…第１の抵抗群、２１ｂ…第１のマルチプレクサ、２２ａ…第２の抵抗群、２２ｂ…第２のマルチプレクサ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＯＯＢ受信回路、ＳＡＴＡコントローラ、ハードディスクドライブ、及び電子機器に関し、より詳細には、高速シリアル通信であるＳＡＴＡ(Serial ATA)の差動信号を受信する受信回路方式に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＳＡＴＡ(Serial ATA)は、高速シリアル通信の規格であり、パラレル転送方式による転送速度向上が難しくなってきたため、さらなる高速化を目指すべく開発されたものである。現在では、コンピュータとＨＤＤ（ハードディスクドライブ）等の周辺機器を高速で接続するために使用されている。ＳＡＴＡの最初の規格「Ｓｅｒｉａｌ ＡＴＡ １．０」は１．５Ｇｂｐｓの通信速度を実現する。２００４年４月には通信速度を３Ｇｂｐｓ(転送速度は３００ＭＢ／ｓ)に引き上げたＳＡＴＡ２規格が、また、２００９年５月には６Ｇｂｐｓ(６００ＭＢ／ｓ)のＳＡＴＡ３規格が発表された。
【０００３】
ＳＡＴＡ物理層では、８Ｂ／１０Ｂ符号化方式にてエンコード／デコードを行なう。８Ｂ／１０Ｂ符号化方式では、連続して送信する「０」と「１」の数が５ビット以上「０」と「１」が連続しないように制限されるという特徴を持ち、通信プロセス内の「０」と「１」が同数になるように選ばれている。こうして「０」と「１」が同数だけ送られるため、ＤＣバランスに優れ、シリアル・データ中にクロックを埋め込むことで、データとクロックの転送を同じ配線で行なっている。ただし、実データ８ｂｉｔから１０ｂｉｔへの冗長な２ｂｉｔを加える変換を行なうため、データリンク帯域は物理レートの８０％となる。
【０００４】
ＳＡＴＡ規格では、データ転送を行う前に「ＯＯＢシーケンス」と呼ばれるネゴシエーションが行われる。なお、ＯＯＢは、“Ｏｕｔ Ｏｆ Ｂａｎｄ”の略であり、このＯＯＢ信号は、ＳＡＴＡの特徴の一つで、インターフェイスのリセット、初期化や通信の確立、スピードネゴシエーションなどを司る信号であり、以下の「ＣＯＭＲＥＳＥＴ」、「ＣＯＭＩＮＩＴ」、「ＣＯＭＷＡＫＥ」等の信号を総称したものである。
【０００５】
従来のＯＯＢシーケンスの手順を図４に示す。まず、ホスト（Ｈｏｓｔ）が「ＨｏｓｔＣＯＭＲＥＳＥＴ」信号を送信し、デバイス（Ｄｅｖｉｃｅ）側で「ＨｏｓｔＣＯＭＲＥＳＥＴ」を受信すると、デバイスが「ＤｅｖｉｃｅＣＯＭＩＮＩＴ」信号を送信する。ホストが、この「ＤｅｖｉｃｅＣＯＭＩＮＩＴ」信号を受信すると、ホストが「ＨｏｓｔＣＯＭＷＡＫＥ」信号を送信する。デバイスが「ＨｏｓｔＣＯＭＷＡＫＥ」信号を受信すると、デバイスがホストに対して「ＤｅｖｉｃｅＣＯＭＷＡＫＥ」信号を出力する。この後、お互いＡｌｉｇｎ期間に同期を取り、データ転送が始まる。ＯＯＢシーケンスでは、信号が存在する「バースト区間」と、信号が存在しない「スケルチ区間」とに分かれる。
【０００６】
そして、ＯＯＢ信号の検出は、「バースト区間」と「スケルチ区間」とを検出することで行なわれる。このＯＯＢシーケンスでは、ホストとデバイスのどちらかから相手側に対してＯＯＢ信号に応じた特定のパターン（ＯＯＢパターン）を送信し、受信側では送信されてきたＯＯＢパターンを認識して、ＯＯＢ信号を特定する処理が行われる。
【０００７】
上記のようなＯＯＢシーケンスを行うＯＯＢ信号検出回路に関し、例えば、特許文献１には、信号の立上エッジ、立下エッジのみに着目して、立上、立下エッジの間隔により、バースト区間にあるのか、スケルチ区間にあるのかを識別する技術が記載されている。この場合、従来に比べて、信号パターンを判別しなくてよいので、非常に低コストでＯＯＢ信号検出回路を提供することができる。また、特許文献２には、ウェハープロセスによるバラつきに左右されない振幅判定回路、時間判定回路で受信回路を構成することにより、正確な信号判定を可能とし、製品の歩留まりを低下させないＯＯＢ信号検出回路が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−４５８７号公報
【特許文献２】特開２００９−１４１７２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
図５に従来のＳＡＴＡ受信回路の構成を示す。図中、１０１は差動メインアンプ、１０２はＬＰＦ(Low pass Filter)、１０３は検出部、１０４はデジタル処理部を示す。ＳＡＴＡ通信ラインは、２つの信号ラインからなる差動ラインで構成され、ここではＲＸ＋とＲＸ−という信号名称とする。ＳＡＴＡの通信では、ホストコントローラからデバイス（ＨＤＤ(Hard Disk Drive)等）へ送られる信号とデバイスからホストへ送られる信号と合計４本のラインにて構成される。ここでは、ホスト、デバイス側を特定せず、ホスト、デバイスいずれにも搭載可能な受信回路として説明する。
【００１０】
ＲＸ＋とＲＸ−の各信号は、それぞれ受信端にて５０Ωで終端される。これは伝送路が５０Ωでコントロールされているため、受信端での反射による波形歪みの影響を低減するためである。従来方式では、ＲＸ＋、ＲＸ−の各信号をそのまま差動メインアンプ１０１に入力させ、ＬＰＦ１０２で不要な高周波ノイズを除去する。検出部１０３は、一般的にはコンパレータで構成され、入力信号の電圧と基準電圧Ｖとを比較し、比較結果に応じて、”Ｈ（Ｈｉｇｈ）”、または、”Ｌ（Ｌｏｗ）”を出力する。そして、デジタル処理部１０４は、検出部１０３の出力値に基づいて、ＯＯＢパターンを認識する。なお、デジタル処理部１０４でのＯＯＢパターン認識では、８Ｂ／１０Ｂパターンから実データに変換される。
【００１１】
ところで、昨今、代表的なＳＡＴＡデバイスであるＨＤＤは、様々な電子機器に搭載されるようになった。例えば、テレビ、複写機などでは、画像データ、動画データを蓄積するためにＨＤＤが標準で搭載された機種も増えている。特に、複写機では、製品デザインとの機構的な制約により、ホストとＨＤＤデバイスを近い距離で配置できないことがあり、ホストとＨＤＤデバイス間の伝送ラインが長距離化されるケースがある。ＳＡＴＡ規格では、最小受信感度の最大値が規格で規定されているが、その規格にかかわらず受信感度を高めて、長距離伝送を実現することが要望されている。
【００１２】
ホスト、デバイス間の伝送距離を長距離化していくと信号振幅が下がっていくが、一般に信号周波数が高いほど、信号振幅の減衰は大きい。ＳＡＴＡでは、従来より高速の信号を伝送するため、信号ラインの長距離化による信号振幅の減衰が大きくなる。また、製品構成によっては近距離間での伝送も実現しなければいけないため、信号のダイナミックレンジを確保するために、ゲインを選択する手段やオートゲインコントロール回路が必要となってくる。
【００１３】
上記のオートゲインコントロール回路は、出力が下がれば、アンプゲインを上げ、出力が上がれば、アンプゲインを下げるという動作を出力の振幅レベルをアンプ側にフィードバックすることにより実現する手段である。このオートゲインコントロール回路により、幅広いダイナミックレンジを確保することができ、ホスト、デバイス間距離を近距離、遠距離にかかわらない通信を実現できるため、製品の機構設計に対し自由度を大きくすることができる。
【００１４】
すなわち、高感度の受信回路を実現する場合、近距離の相手から送信された信号振幅の大きい信号から、遠距離の相手から送信された信号振幅の小さい信号まで幅広いダイナミックレンジを確保するために、アンプのゲインを有限の設定の中から信号レベルに応じて選択する手段やオートゲインコントロール回路が採用される。この場合、無信号区間であるスケルチ区間がＳＡＴＡ信号周期に比べて十分長く、スケルチ期間の信号待機状態でゲインが最大となり、スケルチ区間の終わりで、バースト信号が入力された場合の最初のヘッダ部分の信号が最大ゲインで増幅されることにより波形が歪み、ヘッダ部分の信号を読み取れないという問題が生じていた。
【００１５】
つまり、スケルチ区間は無信号状態なので、オートゲインコントロール回路は信号がないと判断し、ゲインを最大にしてしまう。こうした場合、スケルチ区間が終わり、バースト信号が入力されたときに、バースト信号がゲイン最大で増幅されることになる。このバースト信号は入力され続けるため、わずかな時間で適正なゲインに戻るが、不必要に高いゲインで増幅された最初のヘッダ部分の信号の波形が歪み、ＯＯＢパターン認識を正確に行うことができなくなる可能性がある。
【００１６】
本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされたものであり、ＯＯＢパターン検出精度を犠牲にすることなく、ダイナミックレンジの広い高感度なＯＯＢ受信回路、ＳＡＴＡコントローラ、ハードディスクドライブ、及び電子機器を提供すること、を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記課題を解決するために、本発明の第１の技術手段は、シリアルＡＴＡにおけるＯＯＢ信号を受信するＯＯＢ受信回路であって、前記ＯＯＢ信号を構成する互いに逆位相の２つのＯＯＢ信号成分を伝送する差動ラインと、該差動ラインの２つの信号ラインにそれぞれ入力されたＯＯＢ信号成分のうちの少なくとも一方のＯＯＢ信号成分の電位をオフセットし前記２つのＯＯＢ信号成分間に電位差を付与するオフセット印加部と、該オフセット印加部により電位差が付与された２つのＯＯＢ信号成分の差分を増幅する差動メインアンプと、該差動メインアンプからの信号出力レベルに応じて該差動メインアンプのゲインを調整するゲイン調整部と、前記差動メインアンプから出力されたゲイン調整後のＯＯＢ信号を検出する検出部とを備えたことを特徴としたものである。
【００１８】
第２の技術手段は、第１の技術手段において、前記オフセット印加部は、電流源を含むことを特徴としたものである。
【００１９】
第３の技術手段は、第１の技術手段において、前記オフセット印加部は、トランジスタを含むことを特徴としたものである。
【００２０】
第４の技術手段は、第１の技術手段において、前記オフセット印加部は、複数の抵抗からなる抵抗群と、該抵抗群から抵抗を選択する抵抗選択部とを含むことを特徴としたものである。
【００２１】
第５の技術手段は、第１〜第４のいずれか１の技術手段におけるＯＯＢ受信回路を備えたＳＡＴＡコントローラである。
【００２２】
第６の技術手段は、第５の技術手段におけるＳＡＴＡコントローラを搭載した電子機器である。
【００２３】
第７の技術手段は、第１〜第４のいずれか１の技術手段におけるＯＯＢ受信回路を備えたハードディスクドライブである。
【００２４】
第８の技術手段は、第７の技術手段におけるハードディスクドライブを搭載した電子機器である。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、ＯＯＢ信号を構成する互いに逆位相の２つのＯＯＢ信号成分に対して、オフセット印加部により２つのＯＯＢ信号成分間に電位差を生じさせ、無信号状態であっても、差動メインアンプのゲインを適正に保つことができるため、ＯＯＢパターン検出精度を犠牲にすることなく、ダイナミックレンジの広い、高精度で高感度なＯＯＢ受信回路を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るＯＯＢ受信回路の構成例を示す図である。
【図２】本発明の第２の実施形態に係るＯＯＢ受信回路の要部構成例を示す図である。
【図３】本発明の第３の実施形態に係るＯＯＢ受信回路の要部構成例を示す図である。
【図４】従来のＯＯＢシーケンスの手順を示す図である。
【図５】従来のＳＡＴＡ受信回路の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、添付図面を参照しながら、本発明のＯＯＢ受信回路、ＳＡＴＡコントローラ、ハードディスクドライブ、及び電子機器に係る好適な実施の形態について説明する。
【００２８】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係るＯＯＢ受信回路の構成例を示す図である。図中、１は差動ライン、２は第１のオフセット印加部、３は第２のオフセット印加部、４は差動メインアンプ、５はＬＰＦ、６はオートゲインコントロール部、７は検出部、８はデジタル処理部を示す。差動ライン１は、２つの信号ラインで構成され、差動信号であるＯＯＢ信号を構成する互いに逆位相の２つのＯＯＢ信号成分（ＲＸ−，ＲＸ＋）を伝送する。
【００２９】
本実施形態のＯＯＢ受信回路は、差動ライン１の２つの信号ラインにそれぞれ入力されたＯＯＢ信号成分（ＲＸ−，ＲＸ＋）の電位をオフセットし、これら２つのＯＯＢ信号成分間に電位差を付与するオフセット印加部２，３と、オフセット印加部２，３により電位差が付与された２つのＯＯＢ信号成分（ＲＸ−′，ＲＸ＋′）の差分を増幅する差動メインアンプ４と、差動メインアンプ４からの信号出力レベルに応じて差動メインアンプ４のゲインを調整するゲイン調整部の一例であるオートゲインコントロール部６と、差動メインアンプ４から出力されたゲイン調整後のＯＯＢ信号を検出する検出部７とを備えている。
【００３０】
なお、本実施形態では、オフセット印加部を各信号ラインに１つずつ設けているが、オフセット印加部は少なくとも１つあればよく、いずれか一方の信号ラインにのみ備える構成としてもよい。このことは、後述の第２、第３の実施形態においても同様である。
【００３１】
検出部７は、例えば、コンパレータで構成され、差動メインアンプ４から出力された、オートゲインゲインコントロール部６によるゲイン調整後のＯＯＢ信号を検出する。各ＯＯＢ信号は、信号が送信されるバースト期間と、信号が送信されないスケルチ期間とを含む。ＣＯＭＲＥＳＥＴ信号及びＣＯＭＩＮＩＴ信号のバースト期間及びスケルチ期間は、それぞれ１０６．７ｎｓ及び３２０ｎｓであり、ＣＯＭＷＡＫＥ信号のバースト期間及びスケルチ期間は、それぞれ１０６．７ｎｓである。検出部７は、入力信号の電圧と基準電圧Ｖとを比較し、比較結果に応じて、”Ｈ（Ｈｉｇｈ）”、または、”Ｌ（Ｌｏｗ）”を出力する。具体的には、入力信号の電圧が基準電圧Ｖ以上であれば、“Ｈ（Ｈｉｇｈ）”を出力し、基準電圧Ｖ未満であれば、“Ｌ（Ｌｏｗ）”を出力する。つまり、入力信号の電圧が基準電圧Ｖ以上か否かを判定することにより、バースト期間とスケルチ期間の検出を行なうようにしている。
【００３２】
デジタル処理部８は、検出部７から出力される出力値（“Ｌ（Ｌｏｗ）”または“Ｈ（Ｈｉｇｈ）”）に基づいて、ＯＯＢ信号のパターンの認識を行う。例えば、あるＯＯＢ信号に対して規定されたバースト期間及びスケルチ期間がそれぞれ連続して３回以上検出されると、そのＯＯＢ信号が検出されたものとみなし、ＯＯＢ信号のパターン（ＣＯＭＲＥＳＥＴ、ＣＯＭＩＮＩＴ、ＣＯＭＷＡＫＥ）を認識する。
【００３３】
図１において、差動メインアンプ４から出力されたＯＯＢ信号（差動信号）はＬＰＦ５で高周波ノイズが除去され、その出力がオートゲインコントロール部６に入力される。オートゲインコントロール部６は、ＬＰＦ５の出力値（信号出力レベル）に基づいて差動メインアンプ４のゲインを定める。すなわち、出力値（信号出力レベル）が小さいときは、アンプのゲインを上げ、出力値（信号出力レベル）が大きいときは、アンプのゲインを下げる動作をする。
【００３４】
ここで問題となってくるのは、前述したように、スケルチ区間は無信号状態であるため、オートゲインコントロール部６が信号なしと判断し、ゲインを最大にしてしまうことである。この場合、スケルチ区間が終わり、バースト信号が入力されたときに、バースト信号がゲイン最大で増幅されることになる。当然バースト信号が入力され続けられるので、わずかな時間でゲインは適正な値になるが、不必要に高いゲインで増幅されたヘッダ部分の信号の波形が歪み、パターン認識できなくなる可能性がある。
【００３５】
そこで、本発明では、第１のオフセット印加部２と第２のオフセット印加部３を各信号ラインに設けるようにした。例えば、ＲＸ−に信号が入力されるとトランジスタ２ｂがオンとなり、＋ＶＣＣと−ＶＣＣ間に電流が流れる。この場合、抵抗２ｃにて流れる電流に比例して電圧降下が起こり、＋ＶＣＣの電圧からの電圧降下分がＲＸ−の電圧となる。＋ＶＣＣと−ＶＣＣ間に流れる電流は、電流源２ａと可変抵抗２ｄの値で決まる。ＲＸ＋側も同様である。つまり意図的にドライブ能力の異なる電流源２ａ，３ａを配置し、可変抵抗２ｄ、３ｄの値を変えれば、オフセット後のＲＸ−′とＲＸ＋′に電位差が生じることになる。これにより、ＲＸ−とＲＸ＋の２つのＯＯＢ信号成分間で電位差を発生させ、スケルチ区間（すなわち、無信号区間）においても、差動メインアンプ４が常に一定の振幅で信号を出力できるようにしている。このため、オートゲインコントロール部６は無信号時であってもゲインを不必要に大きくすることがなく、差動メインアンプ４は適正なゲインで安定して動作することができる。
【００３６】
本実施形態では、第１のオフセット印加部２は、第１の電流源２ａを含み、第２のオフセット印加部３は、第２の電流源３ａを含む。これらの電流源２ａ，３ａは、ドライブ能力（ドライブ電流）が異なるため、ＲＸ−，ＲＸ＋の２つのＯＯＢ信号成分間に電位差を設けることが出来る。この際、ＯＯＢ信号成分ＲＸ−の電位は第１の電流源２ａによりオフセットされ、第１の電流源２ａからＯＯＢ信号成分ＲＸ−′が出力される。このＯＯＢ信号成分ＲＸ−′は、ＯＯＢ信号成分ＲＸ−の電位がオフセットされたものである。同様に、ＯＯＢ信号成分ＲＸ＋の電位は第２の電流源３ａによりオフセットされ、第２の電流源３ａからＯＯＢ信号成分ＲＸ＋′が出力される。このＯＯＢ信号成分ＲＸ＋′は、ＯＯＢ信号成分ＲＸ＋の電位がオフセットされたものである。
【００３７】
そして、上記のオフセットの結果、ＯＯＢ信号成分ＲＸ−′の電位とＯＯＢ信号成分ＲＸ＋′の電位とが異なるため、２つのＯＯＢ信号成分間に電位差が発生する。この電位差によりスケルチ区間（無信号区間）であっても、差動メインアンプ４が常に一定の振幅で信号を出力するため、オートゲインコントロール部６が不必要に高いゲインにて信号待機することがなくなる。このため、バースト区間のヘッダ信号での増幅において信号の歪みが出なくなる。なお、オフセット後のＯＯＢ信号成分ＲＸ−′，ＲＸ＋′間の電位差は、スケルチ区間において基準電圧Ｖ以下になるように設定されるものとする。
【００３８】
また、上記例では、ＯＯＢ信号成分ＲＸ−の電位とＯＯＢ信号成分ＲＸ＋の電位を両方オフセットしているが、いずれか一方の電位をオフセットさせることでも、２つのＯＯＢ信号成分間に電位差を発生させることができる。この場合、オフセット印加部はいずれかの信号ラインに一つ設けておけばよい。
【００３９】
このように本実施形態によれば、少なくとも１つのオフセット印加部により、ＲＸ−，ＲＸ＋のＯＯＢ信号成分間に電位差を生じさせ、スケルチ区間（無信号区間）であっても、差動メインアンプのゲインを適正に保つことができるため、ＯＯＢパターン検出精度を犠牲にすることなく、ダイナミックレンジの広い、高精度で高感度なＯＯＢ受信回路を構成することができる。
【００４０】
（第２の実施形態）
上述の第１の実施形態は、本発明のいくつかの実施例のうちの一つを例示したに過ぎず、各種ハードウェア等の構成は、目的、用途等に応じて適宜設計することが可能である。本実施形態では、第１の実施形態と異なる部分について説明する。
【００４１】
図２は、本発明の第２の実施形態に係るＯＯＢ受信回路の要部構成例を示す図である。図中、１１は第１のオフセット印加部、１１ａは第１のトランジスタ、１２は第２のオフセット印加部、１２ａは第２のトランジスタを示す。本実施形態では、ＲＸ−とＲＸ＋の２つのＯＯＢ信号成分を伝送する２つの信号ラインに、スイッチング用の第１のトランジスタ１１ａ、抵抗１１ｂ、可変抵抗１１ｃ、及び第２のトランジスタ１２ａ、抵抗１２ｂ、可変抵抗１２ｃをそれぞれ配置する。そして、これらのトランジスタ１１ａ，１２ａとして、意図的に異なるドライブ電流のトランジスタを配置する。つまり、ＲＸ−とＲＸ＋が同じ振幅であったとしても、トランジスタ１１ａ、１２ａをオンすることにより、オフセット印加部１１，１２にそれぞれ異なる電流が流れ、オフセット後のＯＯＢ信号成分ＲＸ−′とＲＸ＋′が異なる振幅を持つ。これにより、ＲＸ−，ＲＸ＋の２つのＯＯＢ信号成分間に電位差を設けることが出来る。トランジスタ１１ａ，１２ａがそれぞれオンされた場合、ＯＯＢ信号成分ＲＸ−，ＲＸ＋の電位はそれぞれオフセットされる。
【００４２】
すなわち、ＯＯＢ信号成分ＲＸ−の電位は第１のトランジスタ１１ａによりオフセットされ、第１のトランジスタ１１ａからＯＯＢ信号成分ＲＸ−′が出力される。このＯＯＢ信号成分ＲＸ−′は、ＯＯＢ信号成分ＲＸ−の電位がオフセットされたものである。同様に、ＯＯＢ信号成分ＲＸ＋の電位は第２のトランジスタ１２ａによりオフセットされ、第２のトランジスタ１２ａからＯＯＢ信号成分ＲＸ＋′が出力される。このＯＯＢ信号成分ＲＸ＋′は、ＯＯＢ信号成分ＲＸ＋の電位がオフセットされたものである。なお、オフセット後のＯＯＢ信号成分ＲＸ−′，ＲＸ＋′間の電位差は、スケルチ区間において基準電圧Ｖ以下になるように設定されるものとする。
【００４３】
このように本実施形態においても、第１の実施形態と同様に、ＲＸ−，ＲＸ＋のＯＯＢ信号成分間に電位差を生じさせることができる。そして、この電位差によりスケルチ区間（無信号区間）であっても、差動メインアンプが常に一定の振幅で信号を出力することができる。また、オートゲインコントロール部（図示せず）は無信号時であってもゲインを不必要に大きくすることがなく、差動メインアンプは適正なゲインで安定して動作することができ、さらに、トランジスタによりオフセット印加部を構成することで、高精度なＯＯＢ受信回路を低コストで実現することができる。
【００４４】
（第３の実施形態）
図３は、本発明の第３の実施形態に係るＯＯＢ受信回路の要部構成例を示す図である。図中、２１は第１のオフセット印加部、２１ａは第１の抵抗群、２１ｂは第１のマルチプレクサ、２２は第２のオフセット印加部、２２ａは第２の抵抗群、２２ｂは第２のマルチプレクサを示す。第１のオフセット印加部２１は、複数の抵抗からなる第１の抵抗群２１ａと、第１の抵抗群２１ａから抵抗を選択する抵抗選択部の一例である第１のマルチプレクサ２１ｂとで構成される。同様に、第２のオフセット印加部２２は、複数の抵抗からなる第２の抵抗群２２ａと、第２の抵抗群２２ａから抵抗を選択する抵抗選択部の一例である第２のマルチプレクサ２２ｂとで構成されている。
【００４５】
本実施形態の場合、ＯＯＢ信号成分ＲＸ−を伝送する信号ラインに、第１のマルチプレクサ２１ｂを介して第１の抵抗群２１ａが接続される。同様に、ＯＯＢ信号成分ＲＸ＋を伝送する信号ラインに、第２のマルチプレクサ２２ｂを介して第２の抵抗群２２ａが接続される。そして、抵抗群２１ａ，２２ａの中から互いに異なる抵抗をマルチプレクサ２１ｂ，２２ｂにより選択し、選択された抵抗が各信号ラインに接続される。つまり、マルチプレクサ２１ｂ，２２ｂにより適切な抵抗を選択して、オフセット印加部２１，２２に流れる電流を調整する。この電流調整により、ＲＸ−，ＲＸ＋の２つのＯＯＢ信号成分間に電位差を設けることが出来る。
【００４６】
すなわち、ＯＯＢ信号成分ＲＸ−の電位は第１のオフセット印加部２１によりオフセットされ、第１のオフセット印加部２１からＯＯＢ信号成分ＲＸ−′が出力される。このＯＯＢ信号成分ＲＸ−′は、ＯＯＢ信号成分ＲＸ−の電位がオフセットされたものである。同様に、ＯＯＢ信号成分ＲＸ＋の電位は第２のオフセット印加部２２によりオフセットされ、第２のオフセット印加部２２からＯＯＢ信号成分ＲＸ＋′が出力される。このＯＯＢ信号成分ＲＸ＋′は、ＯＯＢ信号成分ＲＸ＋の電位がオフセットされたものである。なお、オフセット後のＯＯＢ信号成分ＲＸ−′，ＲＸ＋′間の電位差は、スケルチ区間において基準電圧Ｖ以下になるように設定されるものとする。
【００４７】
このように本実施形態においても、抵抗を適切に選択し、オフセット印加部に流れる電流を調整することで、第１，第２の実施形態と同様に、ＲＸ−とＲＸ＋の２つのＯＯＢ信号成分に電位差を生じさせることができる。そして、この電位差によりスケルチ区間（無信号区間）であっても、差動メインアンプが常に一定の振幅で信号を出力することができる。また、オートゲインコントロール部（図示せず）は無信号時であってもゲインを不必要に大きくすることがなく、差動メインアンプは適正なゲインで安定して動作することができ、さらに、回路構成を単純化することで、ＯＯＢ受信回路を低コストで実現することができる。
【００４８】
以上では、本発明に係るＯＯＢ受信回路の各実施形態を中心に説明したが、本発明は、各実施形態で説明したＯＯＢ受信回路を備えたＳＡＴＡコントローラ、あるいは、このＳＡＴＡコントローラを搭載した電子機器の形態としてもよい。また、本発明は、各実施形態で説明したＯＯＢ受信回路を備えたＨＤＤ（ハードディスクドライブ）、あるいは、このＨＤＤを搭載した電子機器の形態としてもよい。
【００４９】
本発明に係るＯＯＢ受信回路を備えたＳＡＴＡコントローラあるいはＨＤＤを、例えば、ＰＣ、テレビ、複写機等の電子機器に搭載することで、ＯＯＢパターンの検出精度を犠牲にすることなく、広いダイナミックレンジを確保することができるため、自由度の高い機構設計を行うことができる。
【符号の説明】
【００５０】
１…差動ライン、２，１１，２１…第１のオフセット印加部、２ａ…第１の電流源、３，１２，２２…第２のオフセット印加部、３ａ…第２の電流源、４…差動メインアンプ、５…ＬＰＦ、６…オートゲインコントロール部、７…検出部、８…デジタル処理部、１１ａ…第１のトランジスタ、１２ａ…第２のトランジスタ、２１ａ…第１の抵抗群、２１ｂ…第１のマルチプレクサ、２２ａ…第２の抵抗群、２２ｂ…第２のマルチプレクサ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリアルＡＴＡにおけるＯＯＢ信号を受信するＯＯＢ受信回路であって、
前記ＯＯＢ信号を構成する互いに逆位相の２つのＯＯＢ信号成分を伝送する差動ラインと、該差動ラインの２つの信号ラインにそれぞれ入力されたＯＯＢ信号成分のうちの少なくとも一方のＯＯＢ信号成分の電位をオフセットし前記２つのＯＯＢ信号成分間に電位差を付与するオフセット印加部と、該オフセット印加部により電位差が付与された２つのＯＯＢ信号成分の差分を増幅する差動メインアンプと、該差動メインアンプからの信号出力レベルに応じて該差動メインアンプのゲインを調整するゲイン調整部と、前記差動メインアンプから出力されたゲイン調整後のＯＯＢ信号を検出する検出部とを備えたことを特徴とするＯＯＢ受信回路。
【請求項２】
前記オフセット印加部は、電流源を含むことを特徴とする請求項１に記載のＯＯＢ受信回路。
【請求項３】
前記オフセット印加部は、トランジスタを含むことを特徴とする請求項１に記載のＯＯＢ受信回路。
【請求項４】
前記オフセット印加部は、複数の抵抗からなる抵抗群と、該抵抗群から抵抗を選択する抵抗選択部とを含むことを特徴とする請求項１に記載のＯＯＢ受信回路。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のＯＯＢ受信回路を備えたＳＡＴＡコントローラ。
【請求項６】
請求項５に記載のＳＡＴＡコントローラを搭載した電子機器。
【請求項７】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のＯＯＢ受信回路を備えたハードディスクドライブ。
【請求項８】
請求項７に記載のハードディスクドライブを搭載した電子機器。
【請求項１】
シリアルＡＴＡにおけるＯＯＢ信号を受信するＯＯＢ受信回路であって、
前記ＯＯＢ信号を構成する互いに逆位相の２つのＯＯＢ信号成分を伝送する差動ラインと、該差動ラインの２つの信号ラインにそれぞれ入力されたＯＯＢ信号成分のうちの少なくとも一方のＯＯＢ信号成分の電位をオフセットし前記２つのＯＯＢ信号成分間に電位差を付与するオフセット印加部と、該オフセット印加部により電位差が付与された２つのＯＯＢ信号成分の差分を増幅する差動メインアンプと、該差動メインアンプからの信号出力レベルに応じて該差動メインアンプのゲインを調整するゲイン調整部と、前記差動メインアンプから出力されたゲイン調整後のＯＯＢ信号を検出する検出部とを備えたことを特徴とするＯＯＢ受信回路。
【請求項２】
前記オフセット印加部は、電流源を含むことを特徴とする請求項１に記載のＯＯＢ受信回路。
【請求項３】
前記オフセット印加部は、トランジスタを含むことを特徴とする請求項１に記載のＯＯＢ受信回路。
【請求項４】
前記オフセット印加部は、複数の抵抗からなる抵抗群と、該抵抗群から抵抗を選択する抵抗選択部とを含むことを特徴とする請求項１に記載のＯＯＢ受信回路。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のＯＯＢ受信回路を備えたＳＡＴＡコントローラ。
【請求項６】
請求項５に記載のＳＡＴＡコントローラを搭載した電子機器。
【請求項７】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のＯＯＢ受信回路を備えたハードディスクドライブ。
【請求項８】
請求項７に記載のハードディスクドライブを搭載した電子機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１３−４５２７５（Ｐ２０１３−４５２７５Ａ）
【公開日】平成２５年３月４日（２０１３．３．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１８２３６６（Ｐ２０１１−１８２３６６）
【出願日】平成２３年８月２４日（２０１１．８．２４）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月４日（２０１３．３．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月２４日（２０１１．８．２４）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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