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特開2024-11060多値ＰＡＭ（パルス振幅変調）信号の受信回路およびその調節方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024011060
(43)【公開日】2024-01-25
(54)【発明の名称】多値ＰＡＭ（パルス振幅変調）信号の受信回路およびその調節方法
(51)【国際特許分類】
H04L 25/49 20060101AFI20240118BHJP
H04B 3/10 20060101ALI20240118BHJP
【ＦＩ】
H04L25/49 L
H04B3/10 C
【審査請求】未請求
【請求項の数】17
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022112744
(22)【出願日】2022-07-13
(71)【出願人】
【識別番号】000116024
【氏名又は名称】ローム株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100105924
【弁理士】
【氏名又は名称】森下 賢樹
(74)【代理人】
【識別番号】100133215
【弁理士】
【氏名又は名称】真家 大樹
(72)【発明者】
【氏名】齋藤 晋一
【テーマコード（参考）】
5K029
5K046
【Ｆターム（参考）】
5K029EE01
5K029FF02
5K029HH03
5K029HH05
5K029HH08
5K029KK24
5K046AA01
5K046DD14
5K046EE34
(57)【要約】
【課題】多値ＰＡＭ信号を正確に受信可能な受信回路を提供する。
【解決手段】受信回路３００は、Ｎ値のパルス振幅変調（ＰＡＭ）信号Ｓ２を受信する。波形整形回路３１０は、ＰＡＭ信号Ｓ２波形整形する。Ａ／Ｄコンバータ３２０は、ＰＡＭ信号Ｓ２ａがとるべきＭ個（２≦Ｍ≦Ｎ－２）の中間レベルを基準レベルとするＭ個の中間レベル判定用コンパレータを含み、波形整形回路３１０の出力信号Ｓ２ａを量子化する。自動調節部３７０は、Ｍ個の中間レベル判定用コンパレータの出力Ｓ２ｄにもとづいて、波形整形回路３１０およびＡ／Ｄコンバータ３２０の少なくとも一方の特性を調節する。
【選択図】図１
【解決手段】受信回路３００は、Ｎ値のパルス振幅変調（ＰＡＭ）信号Ｓ２を受信する。波形整形回路３１０は、ＰＡＭ信号Ｓ２波形整形する。Ａ／Ｄコンバータ３２０は、ＰＡＭ信号Ｓ２ａがとるべきＭ個（２≦Ｍ≦Ｎ－２）の中間レベルを基準レベルとするＭ個の中間レベル判定用コンパレータを含み、波形整形回路３１０の出力信号Ｓ２ａを量子化する。自動調節部３７０は、Ｍ個の中間レベル判定用コンパレータの出力Ｓ２ｄにもとづいて、波形整形回路３１０およびＡ／Ｄコンバータ３２０の少なくとも一方の特性を調節する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
Ｎ値（Ｎ≧４）のパルス振幅変調（ＰＡＭ）信号の受信回路の調節方法であって、
前記受信回路は、
前記ＰＡＭ信号を波形整形する波形整形回路と、
前記波形整形回路の出力信号を量子化するＡ／Ｄコンバータと、
を備え、
前記調節方法は、
Ｍ個（２≦Ｍ≦Ｎ－２）の中間レベルの間を遷移する前記ＰＡＭ信号を、トレーニングパターンとして前記受信回路に入力するステップと、
前記トレーニングパターンに応答して、前記Ａ／Ｄコンバータが出力する信号にもとづいて、前記波形整形回路を調節するステップと、
を含む、調節方法。
前記受信回路は、
前記ＰＡＭ信号を波形整形する波形整形回路と、
前記波形整形回路の出力信号を量子化するＡ／Ｄコンバータと、
を備え、
前記調節方法は、
Ｍ個（２≦Ｍ≦Ｎ－２）の中間レベルの間を遷移する前記ＰＡＭ信号を、トレーニングパターンとして前記受信回路に入力するステップと、
前記トレーニングパターンに応答して、前記Ａ／Ｄコンバータが出力する信号にもとづいて、前記波形整形回路を調節するステップと、
を含む、調節方法。
【請求項2】
前記波形整形回路は、可変ゲインで前記ＰＡＭ信号を増幅する可変利得アンプを含み、
前記調節するステップは、前記可変ゲインを調節する、請求項１に記載の調節方法。
前記調節するステップは、前記可変ゲインを調節する、請求項１に記載の調節方法。
【請求項3】
前記トレーニングパターンは、前記ＰＡＭ信号が複数サイクルごとに前記Ｍ個の中間レベルの間を遷移する第１パターンを含み、
前記調節するステップは、前記第１パターンに応答して、前記Ａ／Ｄコンバータが出力する信号にもとづいて、前記可変ゲインを調節する、請求項２に記載の調節方法。
前記調節するステップは、前記第１パターンに応答して、前記Ａ／Ｄコンバータが出力する信号にもとづいて、前記可変ゲインを調節する、請求項２に記載の調節方法。
【請求項4】
前記Ａ／Ｄコンバータは、前記Ｍ個の中間レベルの目標値を基準レベルとするＭ個の中間レベル判定用コンパレータを含み、
前記調節するステップは、前記Ｍ個の中間レベル判定用のコンパレータの出力に応じて、前記可変ゲインを調節する、請求項２または３に記載の調節方法。
前記調節するステップは、前記Ｍ個の中間レベル判定用のコンパレータの出力に応じて、前記可変ゲインを調節する、請求項２または３に記載の調節方法。
【請求項5】
前記波形整形回路は、前記ＰＡＭ信号をイコライジングするイコライザを含み、
前記調節するステップは、前記イコライザの特性を調節する、請求項１に記載の調節方法。
前記調節するステップは、前記イコライザの特性を調節する、請求項１に記載の調節方法。
【請求項6】
前記トレーニングパターンは、前記ＰＡＭ信号が１サイクルごとに前記Ｍ個の中間レベルの間を遷移する第２パターンを含み、
前記調節するステップは、前記第２パターンに応答して、前記Ａ／Ｄコンバータが出力する信号にもとづいて、前記イコライザの特性を調節する、請求項５に記載の調節方法。
前記調節するステップは、前記第２パターンに応答して、前記Ａ／Ｄコンバータが出力する信号にもとづいて、前記イコライザの特性を調節する、請求項５に記載の調節方法。
【請求項7】
前記Ａ／Ｄコンバータは、
前記Ｍ個の中間レベルの目標値を基準レベルとするＭ個の中間レベル判定用コンパレータを含み、
前記調節するステップは、前記Ｍ個の中間レベル判定用のコンパレータの出力に応じて、前記イコライザの特性を調節する、請求項６に記載の調節方法。
前記Ｍ個の中間レベルの目標値を基準レベルとするＭ個の中間レベル判定用コンパレータを含み、
前記調節するステップは、前記Ｍ個の中間レベル判定用のコンパレータの出力に応じて、前記イコライザの特性を調節する、請求項６に記載の調節方法。
【請求項8】
前記波形整形回路は、
可変ゲインで前記ＰＡＭ信号を増幅する可変利得アンプと、
前記ＰＡＭ信号をイコライジングするイコライザと、
を含み、
前記トレーニングパターンは、
前記ＰＡＭ信号が複数サイクルごとに前記Ｍ個の中間レベルの間を遷移する第１パターンと、
前記ＰＡＭ信号が１サイクルごとに前記Ｍ個の中間レベルの間を遷移する第２パターンと、
を含み、
前記調節するステップは、
前記第１パターンに応答して前記Ａ／Ｄコンバータが出力する信号と、前記第２パターンに応答して前記Ａ／Ｄコンバータが出力する信号と、の組み合わせに応じて、前記可変ゲインおよび前記イコライザの特性と、を調節する、請求項１に記載の調節方法。
可変ゲインで前記ＰＡＭ信号を増幅する可変利得アンプと、
前記ＰＡＭ信号をイコライジングするイコライザと、
を含み、
前記トレーニングパターンは、
前記ＰＡＭ信号が複数サイクルごとに前記Ｍ個の中間レベルの間を遷移する第１パターンと、
前記ＰＡＭ信号が１サイクルごとに前記Ｍ個の中間レベルの間を遷移する第２パターンと、
を含み、
前記調節するステップは、
前記第１パターンに応答して前記Ａ／Ｄコンバータが出力する信号と、前記第２パターンに応答して前記Ａ／Ｄコンバータが出力する信号と、の組み合わせに応じて、前記可変ゲインおよび前記イコライザの特性と、を調節する、請求項１に記載の調節方法。
【請求項9】
前記Ａ／Ｄコンバータは、前記Ｍ個の中間レベルの目標値を基準レベルとするＭ個の中間レベル判定用コンパレータを含み、
前記調節するステップは、
（i）前記第１パターンに対応する前記Ｍ個の中間レベル判定用コンパレータの出力が、前記波形整形回路の出力の振幅が小さいことを示し、かつ前記第２パターンに対応する前記Ｍ個の中間レベル判定用コンパレータの出力が、前記波形整形回路の出力の振幅が小さいことを示すとき、前記可変ゲインを上げ、前記イコライザの特性を維持し、
（ii）前記第１パターンに対応する前記Ｍ個の中間レベル判定用コンパレータの出力が、前記波形整形回路の出力の振幅が小さいことを示し、かつ前記第２パターンに対応する前記Ｍ個の中間レベル判定用コンパレータの出力が、前記波形整形回路の出力の振幅が大きいことを示すとき、前記可変ゲインを維持し、前記イコライザの効きを弱め、
（iii）前記第１パターンに対応する前記Ｍ個の中間レベル判定用コンパレータの出力が、前記波形整形回路の出力の振幅が大きいことを示し、かつ前記第２パターンに対応する前記Ｍ個の中間レベル判定用コンパレータの出力が、前記波形整形回路の出力の振幅が小さいことを示すとき、前記可変ゲインを維持し、前記イコライザの効きを強め、
（iv）前記第１パターンに対応する前記Ｍ個の中間レベル判定用コンパレータの出力が、前記波形整形回路の出力の振幅が大きいことを示し、かつ前記第２パターンに対応する前記Ｍ個の中間レベル判定用コンパレータの出力が、前記波形整形回路の出力の振幅が大きいことを示すとき、前記可変ゲインを下げ、前記イコライザの効きを維持する、請求項８に記載の調節方法。
前記調節するステップは、
（i）前記第１パターンに対応する前記Ｍ個の中間レベル判定用コンパレータの出力が、前記波形整形回路の出力の振幅が小さいことを示し、かつ前記第２パターンに対応する前記Ｍ個の中間レベル判定用コンパレータの出力が、前記波形整形回路の出力の振幅が小さいことを示すとき、前記可変ゲインを上げ、前記イコライザの特性を維持し、
（ii）前記第１パターンに対応する前記Ｍ個の中間レベル判定用コンパレータの出力が、前記波形整形回路の出力の振幅が小さいことを示し、かつ前記第２パターンに対応する前記Ｍ個の中間レベル判定用コンパレータの出力が、前記波形整形回路の出力の振幅が大きいことを示すとき、前記可変ゲインを維持し、前記イコライザの効きを弱め、
（iii）前記第１パターンに対応する前記Ｍ個の中間レベル判定用コンパレータの出力が、前記波形整形回路の出力の振幅が大きいことを示し、かつ前記第２パターンに対応する前記Ｍ個の中間レベル判定用コンパレータの出力が、前記波形整形回路の出力の振幅が小さいことを示すとき、前記可変ゲインを維持し、前記イコライザの効きを強め、
（iv）前記第１パターンに対応する前記Ｍ個の中間レベル判定用コンパレータの出力が、前記波形整形回路の出力の振幅が大きいことを示し、かつ前記第２パターンに対応する前記Ｍ個の中間レベル判定用コンパレータの出力が、前記波形整形回路の出力の振幅が大きいことを示すとき、前記可変ゲインを下げ、前記イコライザの効きを維持する、請求項８に記載の調節方法。
【請求項10】
前記調節するステップは、前記波形整形回路に代えて、またはそれに加えて、前記Ａ／Ｄコンバータの基準電圧を調節する、請求項１から３のいずれかに記載の調節方法。
【請求項11】
Ｎ値のパルス振幅変調（ＰＡＭ）信号の受信回路であって、
前記ＰＡＭ信号を波形整形する波形整形回路と、
前記ＰＡＭ信号がとるべきＭ個（２≦Ｍ≦Ｎ－２）の中間レベルを基準レベルとするＭ個の中間レベル判定用コンパレータを含み、前記波形整形回路の出力信号を量子化するＡ／Ｄコンバータと、
前記Ｍ個の中間レベル判定用コンパレータの出力にもとづいて、前記波形整形回路および前記Ａ／Ｄコンバータの少なくとも一方の特性を調節する自動調節部と、
を備える、受信回路。
前記ＰＡＭ信号を波形整形する波形整形回路と、
前記ＰＡＭ信号がとるべきＭ個（２≦Ｍ≦Ｎ－２）の中間レベルを基準レベルとするＭ個の中間レベル判定用コンパレータを含み、前記波形整形回路の出力信号を量子化するＡ／Ｄコンバータと、
前記Ｍ個の中間レベル判定用コンパレータの出力にもとづいて、前記波形整形回路および前記Ａ／Ｄコンバータの少なくとも一方の特性を調節する自動調節部と、
を備える、受信回路。
【請求項12】
前記自動調節部は、
前記Ｍ個の中間レベルの間を遷移する前記ＰＡＭ信号がトレーニングパターンとして前記波形整形回路に入力されている区間において、前記Ｍ個の中間レベル判定用コンパレータが出力する信号にもとづいて、前記波形整形回路および前記Ａ／Ｄコンバータの少なくとも一方の特性を調節する、請求項１１に記載の受信回路。
前記Ｍ個の中間レベルの間を遷移する前記ＰＡＭ信号がトレーニングパターンとして前記波形整形回路に入力されている区間において、前記Ｍ個の中間レベル判定用コンパレータが出力する信号にもとづいて、前記波形整形回路および前記Ａ／Ｄコンバータの少なくとも一方の特性を調節する、請求項１１に記載の受信回路。
【請求項13】
前記Ａ／Ｄコンバータは、
それぞれが、前記波形整形回路の出力信号を、Ｎ個のレベルの間に定められるＮ－１個の基準レベルのうちの対応するひとつと比較する（Ｎ－１）個のレベル判定コンパレータをさらに含む、請求項１１または１２に記載の受信回路。
それぞれが、前記波形整形回路の出力信号を、Ｎ個のレベルの間に定められるＮ－１個の基準レベルのうちの対応するひとつと比較する（Ｎ－１）個のレベル判定コンパレータをさらに含む、請求項１１または１２に記載の受信回路。
【請求項14】
前記波形整形回路は、
可変ゲインで前記ＰＡＭ信号を増幅する可変利得アンプと、
前記ＰＡＭ信号をイコライジングするイコライザと、
を含む、請求項１２に記載の受信回路。
可変ゲインで前記ＰＡＭ信号を増幅する可変利得アンプと、
前記ＰＡＭ信号をイコライジングするイコライザと、
を含む、請求項１２に記載の受信回路。
【請求項15】
前記トレーニングパターンは、前記ＰＡＭ信号が複数サイクルごとに前記Ｍ個の中間レベルの間を遷移する第１パターンを含み、
前記自動調節部は、前記第１パターンに応答して、前記Ｍ個の中間レベル判定用コンパレータが出力する信号にもとづいて、前記可変ゲインを調節する、請求項１４に記載の受信回路。
前記自動調節部は、前記第１パターンに応答して、前記Ｍ個の中間レベル判定用コンパレータが出力する信号にもとづいて、前記可変ゲインを調節する、請求項１４に記載の受信回路。
【請求項16】
前記トレーニングパターンは、前記ＰＡＭ信号が１サイクルごとに前記Ｍ個の中間レベルの間を遷移する第２パターンを含み、
前記自動調節部は、前記第２パターンに応答して、前記Ｍ個の中間レベル判定用コンパレータが出力する信号にもとづいて、前記イコライザを調節する、請求項１４に記載の受信回路。
前記自動調節部は、前記第２パターンに応答して、前記Ｍ個の中間レベル判定用コンパレータが出力する信号にもとづいて、前記イコライザを調節する、請求項１４に記載の受信回路。
【請求項17】
ひとつの半導体基板に一体集積化される、請求項１１または１２に記載の受信回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、多値ＰＡＭ信号の伝送技術に関する。
【背景技術】
【0002】
従来のシリアルデータ伝送は、ＮＲＺ（Non Return to Zero）方式が主流であったが、より高い伝送レートが求められる用途では、ＰＡＭ４などの多値ＰＡＭ方式が採用されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0003】
【非特許文献1】2018 IEEE International Solid-State Circuits Conference - (ISSCC), 108-110 - February 2018, "6.4: A Fully Adaptive 19-to56Gb/s PAM4 Wireline Transceiver with Configurable ADC in 16nm FinFET"
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本開示は係る状況に応じてなされたものであり、その例示的な目的の一つは、多値ＰＡＭ信号を正確に受信可能な受信回路の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本開示のある態様は、多値パルス振幅変調（ＰＡＭ）信号の受信回路の調節方法に関する。受信回路は、ＰＡＭ信号を波形整形する波形整形回路と、波形整形回路の出力信号を量子化するＡ／Ｄコンバータと、を備える。調節方法は、Ｍ個（２≦Ｍ≦Ｎ－２）の中間レベルの間を遷移するＰＡＭ信号を、トレーニングパターンとして受信回路に入力するステップと、トレーニングパターンに応答して、Ａ／Ｄコンバータが出力する信号にもとづいて、波形整形回路を調節するステップと、を含む。
【0006】
本開示の別の態様は、Ｎ値のパルス振幅変調（ＰＡＭ）信号の受信回路である。受信回路は、ＰＡＭ信号を波形整形する波形整形回路と、ＰＡＭ信号がとるべきＭ個（２≦Ｍ≦Ｎ－２）の中間レベルを基準レベルとするＭ個の中間レベル判定用コンパレータを含み、波形整形回路の出力信号を量子化するＡ／Ｄコンバータと、Ｍ個の中間レベル判定用コンパレータの出力にもとづいて、波形整形回路およびＡ／Ｄコンバータの少なくとも一方の特性を調節する自動調節部と、を備える。
【0007】
なお、以上の構成要素を任意に組み合わせたもの、構成要素や表現を、方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明あるいは本開示の態様として有効である。さらに、この項目（課題を解決するための手段）の記載は、本発明の欠くべからざるすべての特徴を説明するものではなく、したがって、記載されるこれらの特徴のサブコンビネーションも、本発明たり得る。
【発明の効果】
【0008】
本開示のある態様によれば、多値ＰＡＭ信号を正確に受信できる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【発明を実施するための形態】
【0010】
本開示のいくつかの例示的な実施形態の概要を説明する。この概要は、後述する詳細な説明の前置きとして、実施形態の基本的な理解を目的として、１つまたは複数の実施形態のいくつかの概念を簡略化して説明するものであり、発明あるいは開示の広さを限定するものではない。この概要は、考えられるすべての実施形態の包括的な概要ではなく、すべての実施形態の重要な要素を特定することも、一部またはすべての態様の範囲を線引きすることも意図していない。便宜上、「一実施形態」は、本明細書に開示するひとつの実施形態（実施例や変形例）または複数の実施形態（実施例や変形例）を指すものとして用いる場合がある。
【0011】
一実施形態において、多値パルス振幅変調（ＰＡＭ）信号の受信回路の調節方法が提供される。受信回路は、ＰＡＭ信号を波形整形する波形整形回路と、波形整形回路の出力信号を量子化するＡ／Ｄコンバータと、を備える。調節方法は、Ｍ個（２≦Ｍ≦Ｎ－２）の中間レベルの間を遷移するＰＡＭ信号を、トレーニングパターンとして受信回路に入力するステップと、トレーニングパターンに応答して、Ａ／Ｄコンバータが出力する信号にもとづいて、波形整形回路を調節するステップと、を含む。
【0012】
波形整形回路の特性の調節のために、最大レベルをとる多値ＰＡＭ信号をトレーニングパターンとして使用すると、過剰増幅により、多値レベルのリニアリティが損なわれる可能性がある。そこで、多値レベルのうち、最大レベルと最小レベルを除いた中間レベルをとる多値ＰＡＭ信号を、トレーニングパターンとして用いることで、過剰増幅を防止し、多値レベルのリニアリティを改善できる。
【0013】
一実施形態において、波形整形回路は、可変ゲインでＰＡＭ信号を増幅する可変利得アンプを含んでもよい。調節するステップは、可変ゲインを調節してもよい。
【0014】
一実施形態において、トレーニングパターンは、ＰＡＭ信号が複数サイクルごとにＭ個の中間レベルの間を遷移する第１パターンを含んでもよい。調節するステップは、第１パターンに応答して、Ａ／Ｄコンバータが出力する信号にもとづいて、可変ゲインを調節してもよい。周波数が低く、実質的にＤＣとみなせる第１パターンを用いることにより、周波数が高いトレーニングパターンを利用する場合に比べて、可変利得アンプのゲインを良好に補正できる。
【0015】
一実施形態において、Ａ／Ｄコンバータは、Ｍ個の中間レベルの目標値を基準レベルとするＭ個の中間レベル判定用コンパレータを含んでもよい。調節するステップは、Ｍ個の中間レベル判定用のコンパレータの出力に応じて、可変ゲインを調節してもよい。波形整形後の信号レベルが、判定用コンパレータの基準レベルに近づくように、可変ゲインを調節できる。
【0016】
一実施形態において、波形整形回路は、ＰＡＭ信号をイコライジングするイコライザを含んでもよい。調節するステップは、イコライザの特性を調節してもよい。
【0017】
一実施形態において、トレーニングパターンは、ＰＡＭ信号が１サイクルごとにＭ個の中間レベルの間を遷移する第２パターンを含んでもよい。調節するステップは、第２パターンに応答して、Ａ／Ｄコンバータが出力する信号にもとづいて、イコライザの特性を調節してもよい。実際のＰＡＭ信号と同じ周波数で遷移する第２パターンを用いることにより、イコライザの特性を良好に補正できる。
【0018】
一実施形態において、Ａ／Ｄコンバータは、Ｍ個の中間レベルの目標値を基準レベルとするＭ個の中間レベル判定用コンパレータを含んでもよい。調節するステップは、Ｍ個の中間レベル判定用のコンパレータの出力に応じて、イコライザの特性を調節してもよい。
【0019】
一実施形態において、波形整形回路は、可変ゲインでＰＡＭ信号を増幅する可変利得アンプと、ＰＡＭ信号をイコライジングするイコライザと、を含んでもよい。トレーニングパターンは、ＰＡＭ信号が複数サイクルごとにＭ個の中間レベルの間を遷移する第１パターンと、ＰＡＭ信号が１サイクルごとにＭ個の中間レベルの間を遷移する第２パターンと、を含んでもよい。調節するステップは、第１パターンに応答してＡ／Ｄコンバータが出力する信号と、第２パターンに応答してＡ／Ｄコンバータが出力する信号と、の組み合わせに応じて、可変ゲインおよびイコライザの特性と、を調節してもよい。
【0020】
一実施形態において、Ａ／Ｄコンバータは、Ｍ個の中間レベルの目標値を基準レベルとするＭ個の中間レベル判定用コンパレータを含んでもよい。調節するステップは、（i）第１パターンに対応するＭ個の中間レベル判定用コンパレータの出力が、波形整形回路の出力の振幅が小さいことを示し、かつ第２パターンに対応するＭ個の中間レベル判定用コンパレータの出力が、波形整形回路の出力の振幅が小さいことを示すとき、可変ゲインを上げ、イコライザの特性を維持し、（ii）第１パターンに対応するＭ個の中間レベル判定用コンパレータの出力が、波形整形回路の出力の振幅が小さいことを示し、かつ第２パターンに対応するＭ個の中間レベル判定用コンパレータの出力が、波形整形回路の出力の振幅が大きいことを示すとき、可変ゲインを維持し、イコライザの効きを弱め、（iii）第１パターンに対応するＭ個の中間レベル判定用コンパレータの出力が、波形整形回路の出力の振幅が大きいことを示し、かつ第２パターンに対応するＭ個の中間レベル判定用コンパレータの出力が、波形整形回路の出力の振幅が小さいことを示すとき、可変ゲインを維持し、イコライザの効きを強め、（iv）第１パターンに対応するＭ個の中間レベル判定用コンパレータの出力が、波形整形回路の出力の振幅が大きいことを示し、かつ第２パターンに対応するＭ個の中間レベル判定用コンパレータの出力が、波形整形回路の出力の振幅が大きいことを示すとき、可変ゲインを下げ、イコライザの効きを維持してもよい。
【0021】
一実施形態において、調節するステップは、波形整形回路に代えて、またはそれに加えて、Ａ／Ｄコンバータの基準レベルを調節してもよい。これにより波形整形回路のＤＣゲインを調節した場合と同じ効果を得ることができる。
【0022】
一実施形態に係る受信回路は、Ｎ値のパルス振幅変調（ＰＡＭ）信号を受信する。受信回路は、ＰＡＭ信号を波形整形する波形整形回路と、ＰＡＭ信号がとるべきＭ個（２≦Ｍ≦Ｎ－２）の中間レベルを基準レベルとするＭ個の中間レベル判定用コンパレータを含み、波形整形回路の出力信号を量子化するＡ／Ｄコンバータと、Ｍ個の中間レベル判定用コンパレータの出力にもとづいて、波形整形回路およびＡ／Ｄコンバータの少なくとも一方の特性を調節する自動調節部と、を備える。
【0023】
この構成によれば、多値ＰＡＭ信号がとるべき中間レベルを基準レベルとする中間レベル判定用コンパレータを利用することで、波形整形後の多値ＰＡＭ信号が所定の信号レベル（所定シンボル）をとるときに、その信号レベルを、中間レベル判定用コンパレータの基準レベルに近づくように、波形整形回路またはＡ／Ｄコンバータの特性を調節できる。
【0024】
一実施形態において、自動調節部は、Ｍ個の中間レベルの間を遷移するＰＡＭ信号がトレーニングパターンとして波形整形回路に入力されている区間において、Ｍ個の中間レベル判定用コンパレータが出力する信号にもとづいて、波形整形回路およびＡ／Ｄコンバータの少なくとも一方の特性を調節してもよい。
【0025】
一実施形態において、Ａ／Ｄコンバータは、それぞれが、波形整形回路の出力信号を、Ｎ個のレベルの間に定められるＮ－１個の基準レベルのうちの対応するひとつと比較する（Ｎ－１）個のレベル判定コンパレータをさらに含んでもよい。
【0026】
一実施形態において、波形整形回路は、可変ゲインでＰＡＭ信号を増幅する可変利得アンプと、ＰＡＭ信号をイコライジングするイコライザと、を含んでもよい。
【0027】
一実施形態において、トレーニングパターンは、ＰＡＭ信号が複数サイクルごとにＭ個の中間レベルの間を遷移する第１パターンを含んでもよい。自動調節部は、第１パターンに応答して、Ｍ個の中間レベル判定用コンパレータが出力する信号にもとづいて、可変ゲインを調節してもよい。
【0028】
一実施形態において、トレーニングパターンは、ＰＡＭ信号が１サイクルごとにＭ個の中間レベルの間を遷移する第２パターンを含んでもよい。自動調節部は、第２パターンに応答して、Ｍ個の中間レベル判定用コンパレータが出力する信号にもとづいて、イコライザを調節してもよい。
【0029】
一実施形態において、受信回路は、ひとつの半導体基板に一体集積化されてもよい。「一体集積化」とは、回路の構成要素のすべてが半導体基板上に形成される場合や、回路の主要構成要素が一体集積化される場合が含まれ、回路定数の調節用に一部の抵抗やキャパシタなどが半導体基板の外部に設けられていてもよい。回路を１つのチップ上に集積化することにより、回路面積を削減することができるとともに、回路素子の特性を均一に保つことができる。
【0030】
（実施形態）
以下、好適な実施形態について、図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施形態は、開示および発明を限定するものではなく例示であって、実施形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも開示および発明の本質的なものであるとは限らない。
以下、好適な実施形態について、図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施形態は、開示および発明を限定するものではなく例示であって、実施形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも開示および発明の本質的なものであるとは限らない。
【0031】
本明細書において、「部材Ａが、部材Ｂと接続された状態」とは、部材Ａと部材Ｂが物理的に直接的に接続される場合のほか、部材Ａと部材Ｂが、それらの電気的な接続状態に実質的な影響を及ぼさない、あるいはそれらの結合により奏される機能や効果を損なわせない、その他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。
【0032】
同様に、「部材Ｃが、部材Ａと部材Ｂの間に接続された（設けられた）状態」とは、部材Ａと部材Ｃ、あるいは部材Ｂと部材Ｃが直接的に接続される場合のほか、それらの電気的な接続状態に実質的な影響を及ぼさない、あるいはそれらの結合により奏される機能や効果を損なわせない、その他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。
【0033】
また本明細書において、電圧信号、電流信号などの電気信号、あるいは抵抗、キャパシタ、インダクタなどの回路素子に付された符号は、必要に応じてそれぞれの電圧値、電流値、あるいは回路定数（抵抗値、容量値、インダクタンス）を表すものとする。
【0034】
図１は、実施形態に係るＮ値ＰＡＭ（ＰＡＭ－Ｎ）信号の伝送システム１００のブロック図である。伝送システム１００は、送信回路２００、受信回路（デシリアライザ）３００を備える。送信回路２００と受信回路３００の間は、伝送ケーブル１０２を介して接続される。
【0035】
（送信回路）
送信回路２００は、図示しない外部回路から、受信回路３００に送信すべきデータＳ１を受信し、Ｎ値のＰＡＭ信号Ｓ２に変換して受信回路３００に送信するシリアライザＩＣ（Integrated Circuit）である。パラレルデータＳ１の種類は限定されないが、たとえば大容量を高速伝送する必要がある画像データなどが例示される。
送信回路２００は、図示しない外部回路から、受信回路３００に送信すべきデータＳ１を受信し、Ｎ値のＰＡＭ信号Ｓ２に変換して受信回路３００に送信するシリアライザＩＣ（Integrated Circuit）である。パラレルデータＳ１の種類は限定されないが、たとえば大容量を高速伝送する必要がある画像データなどが例示される。
【0036】
（受信回路）
受信回路３００は、送信回路２００からＰＡＭ－Ｎ信号Ｓ２を受信し、受信したデータＳ３を、図示しない別の外部回路に出力するデシリアライザＩＣである。送信回路２００と受信回路３００の間の信号伝送は、差動信号が利用される。
受信回路３００は、送信回路２００からＰＡＭ－Ｎ信号Ｓ２を受信し、受信したデータＳ３を、図示しない別の外部回路に出力するデシリアライザＩＣである。送信回路２００と受信回路３００の間の信号伝送は、差動信号が利用される。
【0037】
ここではＰＡＭ－Ｎ信号として、４値（Ｎ＝４）のＰＡＭ（ＰＡＭ４）を例とするが、ＰＡＭ信号の階調数は限定されず、８値や１６値、６４値にも本開示は適用可能である。
【0038】
はじめに送信回路２００の構成を説明する。ＰＡＭエンコーダ２１０は、データＳ１ａをＰＡＭ形式のデータＳ１ｂに変換する。ＰＡＭエンコーダ２１０において、データＳ１ｂにクロック信号が埋め込まれる。ＰＡＭエンコーダ２１０におけるエンコード方式は特に限定されないが、８ｂ１０ｂ、１０ｂ１２ｂ、６４ｂ６６ｂなどのＤＣバランスエンコード方式を用いることができる。
【0039】
Ｐ／Ｓ変換器２２０は、ＰＡＭエンコーダ２１０が生成したデータＳ１ｂをシリアルデータＳ１ｃに変換する。ＰＡＭドライバ２３０は、シリアルデータＳ１ｃを、アナログのＰＡＭ－Ｎ信号Ｓ２に変換して出力する。
【0040】
続いて受信回路３００の構成を説明する。受信回路３００は、波形整形回路３１０、Ａ／Ｄコンバータ３２０、ＰＡＭ位相比較器３３０、クロックリカバリ回路３４０、Ｓ／Ｐ変換器３５０、ＰＡＭデコーダ３６０、自動調節部３７０を備える。
【0041】
ＰＡＭ－Ｎ信号Ｓ２が伝送ケーブル１０２を伝送する間に、ＰＡＭ－Ｎ信号Ｓ２の波形は歪む。この波形歪みを改善するために波形整形回路３１０が設けられる。波形歪みは、伝送ロスによる減衰や、伝送ケーブル１０２のローパス作用による波形歪みなどが例示される。波形整形回路３１０は、理想的なＰＡＭ信号に近づくように、ＰＡＭ－Ｎ信号Ｓ２を波形整形する。
【0042】
詳しくは後述するが、波形整形回路３１０は、ＰＡＭ－Ｎ信号Ｓ２を可変ゲインで増幅し、ＰＡＭ－Ｎ信号Ｓ２の直流（ＤＣ）振幅を調節するＶＧＡ（Variable Gain Amplification）機能と、ＰＡＭ－Ｎ信号Ｓ２の周波数特性を補正するイコライジング（ＥＱ）機能を備える。波形整形回路３１０の動作パラメータ、具体的には、ＤＣゲインやイコライジング特性は、後述する自動調節機能によって動的に最適化される。
【0043】
Ａ／Ｄコンバータ３２０は、波形整形回路３１０によって波形整形後のＰＡＭ－Ｎ信号Ｓ２ａを量子化して、比較信号Ｓ２ｂに変換する。
【0044】
図２は、Ａ／Ｄコンバータ３２０およびその周辺のブロック図である。Ａ／Ｄコンバータ３２０は、シンボル判定部３２２と、振幅判定部３２４を含む。
【0045】
シンボル判定部３２２は、スライサと呼ばれる低い分解能を有するフラッシュ型のＡ／Ｄコンバータであり、ＰＡＭ－Ｎ信号Ｓ２ａを、複数の基準レベル（しきい値）Ｒｅｆ１１，Ｒｅｆ１２，Ｒｅｆ１３と比較する。Ｎ値のＰＡＭ信号に対して、基準レベルの個数は（Ｎ－１）である。
【0046】
具体的には、シンボル判定部３２２は、複数のレベル判定用コンパレータ（以下、単にコンパレータという）ＣＯＭＰ１１～ＣＯＭＰ１３を含む。各コンパレータＣＯＭＰ１ｉ（ｉ＝１，２，３）は、ＰＡＭ－Ｎ信号Ｓ２ａを、対応する基準レベルＲｅｆ２ｉと比較する。なおＰＡＭ４信号は実際には差動信号であるから、コンパレータはＣＯＭＰ１１～ＣＯＭＰ１３は差動コンパレータであり、差動ＰＡＭ４信号の差動成分を基準レベルＲｅｆ１１～Ｒｅｆ１３と比較し、比較結果を示すビットｂ１～ｂ３を出力する。
【0047】
図３は、ＰＡＭ４信号と基準レベルの関係を示すレベルダイアグラムである。図３には、ＰＡＭ４信号の差動成分（もしくはＰ成分）Ｄが示される。シンボルと信号の関係は以下の通りである。
Ｄ＜Ｒｅｆ１１ …シンボル００
Ｒｅｆ１１＜Ｄ＜Ｒｅｆ１２ …シンボル０１
Ｒｅｆ１２＜Ｄ＜Ｒｅｆ１３ …シンボル１０
Ｒｅｆ１３＜Ｄ …シンボル１１
Ｄ＜Ｒｅｆ１１ …シンボル００
Ｒｅｆ１１＜Ｄ＜Ｒｅｆ１２ …シンボル０１
Ｒｅｆ１２＜Ｄ＜Ｒｅｆ１３ …シンボル１０
Ｒｅｆ１３＜Ｄ …シンボル１１
【0048】
複数のコンパレータＣＯＭＰ１１～ＣＯＭＰ１３の出力は、ＣＯＭＰ１１の出力ｂ１を最下位ビット、ＣＯＭＰ１３の出力ｂ３を最上位ビットとするサーモメータコードＴＣと把握できる。コンパレータＣＯＭＰ１ｉは、Ｄ＞Ｒｅｆ１ｉのとき１、Ｄ＜Ｒｅｆ１ｉのとき０を出力する場合の、サーモメータコードＴＣとシンボルの関係は以下の通りである。
ＴＣ＝［０００］ …シンボル００
ＴＣ＝［００１］ …シンボル０１
ＴＣ＝［０１１］ …シンボル１０
ＴＣ＝［１１１］ …シンボル１１
ＴＣ＝［０００］ …シンボル００
ＴＣ＝［００１］ …シンボル０１
ＴＣ＝［０１１］ …シンボル１０
ＴＣ＝［１１１］ …シンボル１１
【0049】
このサーモメータコードＴＣが、比較信号Ｓ２ｂとしてＰＡＭ位相比較器３３０に供給される。
【0050】
ＰＡＭ位相比較器３３０は、比較信号Ｓ２ｂ（サーモメータコードＴＣ）を受け、クロックリカバリ回路３４０が生成するクロック信号ＣＬＫ（データストローブ信号）と同期して、比較信号Ｓ２ｂを構成する複数のビットｂ１～ｂ３をラッチする。ＰＡＭ位相比較器３３０は、クロック信号ＣＬＫでラッチした比較信号Ｓ２ｂを、サーモメータコードから２ビットのバイナリコード（シンボルデータ）Ｓ２ｃに変換する。
【0051】
図１に戻る。Ｓ／Ｐ変換器３５０は、バイナリコードＳ２ｃを、パラレルデータＳ２ｅに変換する。ＰＡＭデコーダ３６０は、送信回路２００のＰＡＭエンコーダ２１０と逆処理を行い、ＤＣバランスエンコードされたパラレルデータＳ２ｅをデコードし、データＳ３を出力する。
【0052】
再び図２を参照する。振幅判定部３２４は、Ｍ個の中間レベル判定コンパレータＣＯＭＰ２１～ＣＯＭＰ２Ｍを含む。ただし、２≦Ｍ≦Ｎ－２であり、この例ではＭ＝２となっている。
【0053】
中間レベル判定コンパレータＣＯＭＰ２１は、ＰＡＭ－Ｎ信号Ｓ２ａの差動成分を、第１中間基準値Ｒｅｆ２１と比較し、比較結果を示す信号ｃ１を出力する。同様に、中間レベル判定コンパレータＣＯＭＰ２２は、ＰＡＭ－Ｎ信号Ｓ２ａの差動成分を、第２中間基準値Ｒｅｆ２２と比較し、比較結果を示す信号ｃ２を出力する。第１中間基準値Ｒｅｆ２１は、理想状態において、ＰＡＭ－Ｎ信号Ｓ２がとる中間レベルのひとつであり、この例では、図３に示すようにシンボル０１に対応する信号レベルである。第２中間基準値Ｒｅｆ２２も同様であり、シンボル１０に対応する信号レベルである。
【0054】
振幅判定部３２４において生成される２つの信号ｃ１，ｃ２は、２ビットの比較信号Ｓ２ｄとしてＰＡＭ位相比較器３３０に供給される。この２ビットの比較信号Ｓ２ｄは、比較信号Ｓ２ｂとともに、クロックリカバリ回路３４０が生成するクロック信号ＣＬＫの周波数あるいは位相の調節に用いられる。
【0055】
図４は、ＰＡＭ４シグナリングで発生する遷移を示す波形図である。ＰＡＭ４シグナリングでは、１２通りのレベル遷移が発生する。
【0056】
図５は、ＰＡＭ４信号のアイパターンを示す図である。図５には、クロックリカバリ回路３４０が生成するクロック信号ＣＬＫが示される。図５を参照して、ＰＡＭ位相比較器３３０およびクロックリカバリ回路３４０の動作を説明する。
【0057】
この例では、クロック信号ＣＬＫの一方のエッジ（ポジティブエッジ）がデータストローブに使用される。ＰＡＭ位相比較器３３０は、クロック信号ＣＬＫのポジティブエッジのタイミングで、比較信号Ｓ２ｂをラッチし、２ビットのバイナリコード（シンボルデータ）Ｓ２ｃを生成する。
【0058】
またＰＡＭ位相比較器３３０は、２ビットの比較信号Ｓ２ｄ（ｃ１，ｃ２）を、クロック信号ＣＬＫのポジティブエッジ（データストローブタイミング）においてラッチし、信号Ｓ２ｆを生成する。この信号Ｓ２ｆは、Ｓ／Ｐ変換器３５０によりパラレルデータＳ２ｇに変換され、自動調節部３７０に供給される。後述のように、パラレルデータＳ２ｇは、開口の大きさを示すことから、開口判定データと称する。自動調節部３７０は、開口判定データＳ２ｇにもとづいて、波形整形回路３１０の特性を調節する。
【0059】
また、クロック信号ＣＬＫの他方のエッジ（ネガティブエッジ）が、クロック信号ＣＬＫのタイミング制御および／または周波数制御に使用される。１２通りのいずれかの遷移が発生すると、ＰＡＭ４信号は、複数の基準レベルＲｅｆ１１，Ｒｅｆ２１，Ｒｅｆ１２，Ｒｅｆ２２，Ｒｅｆ１３のいずれかとクロスするため、複数の比較信号Ｓ２ｂおよびＳ２ｄ（図２のｂ１～ｂ３，ｃ１，ｃ２）のいずれかが変化する。
【0060】
ＰＡＭ位相比較器３３０は、複数の比較信号ｂ１～ｂ３，ｃ１，ｃ２のひとつが変化するタイミングと、クロック信号ＣＬＫのネガティブエッジのタイミングを比較し（位相比較）、２つのタイミングの前後関係にもとづいて、クロックリカバリ回路３４０の周波数あるいは位相を調節する。この調節により、クロック信号ＣＬＫの周波数および位相が、最適化される。
【0061】
続いて、送信回路２００における波形整形回路３１０の自動調節について説明する。上述のように、波形整形回路３１０は、ＶＧＡ機能と、イコライジング機能を備える。
【0062】
波形整形回路３１０の調節のために、送信回路２００はトレーニングパターンにもとづくＰＡＭ－Ｎ信号Ｓ２を、を受信回路３００に供給する。このトレーニングパターンは、ＰＡＭ－Ｎ信号Ｓ２がとりうるレベルのうち、最大レベルと最小レベルを以外のＭ個の中間レベルだけを遷移するように定められる。ＰＡＭ４シグナリングにおいては、シンボル０１と１０に対応する２個の中間レベルが使用される。
【0063】
（ＶＧＡ機能の調節）
ＶＧＡ機能の調節のために、第１パターンＰＴＮ１が使用される。図６は、第１パターンＰＴＮ１に対応する波形整形回路３１０の出力信号Ｓ２ａのアイパターンを示す図である。第１パターンＰＴＮ１は、複数サイクルごとにＭ個の中間レベルの間を遷移する。第１パターンＰＴＮ１が同レベルを維持するサイクル数は、３～１０程度、たとえば５サイクルである。
ＶＧＡ機能の調節のために、第１パターンＰＴＮ１が使用される。図６は、第１パターンＰＴＮ１に対応する波形整形回路３１０の出力信号Ｓ２ａのアイパターンを示す図である。第１パターンＰＴＮ１は、複数サイクルごとにＭ個の中間レベルの間を遷移する。第１パターンＰＴＮ１が同レベルを維持するサイクル数は、３～１０程度、たとえば５サイクルである。
【0064】
波形整形回路３１０のＤＣゲインが適切であるとき、波形整形後の信号Ｓ２ａは、２つの基準レベルＲｅｆ２１およびＲｅｆ２２をとり、適切な開口を有する。波形整形回路３１０のＤＣゲインが大き過ぎる場合、アイ開口が大きくなり、反対にＤＣゲインが小さすぎる場合、アイ開口が小さくなる。自動調節部３７０は、第１パターンＰＴＮを入力したときの開口の大きさを判定し、波形整形回路３１０のゲインを調節する。
【0065】
開口判定のために、自動調節部３７０には、２個の中間レベル判定コンパレータＣＯＭＰ２１，ＣＯＭＰ２２の出力ｃ１，ｃ２にもとづく開口判定データＳ２ｇが入力される。具体的には、開口判定データＳ２ｇに含まれるビットｃ１とビットｃ２が同じ値のとき、アイ開口は目標レベルより大きいと判定される。この場合、自動調節部３７０は、波形整形回路３１０のＤＣゲインを低下させてもよい。
【0066】
反対に、開口判定データＳ２ｇに含まれるビットｃ１とビットｃ２が異なる値のとき、アイ開口は目標レベルより小さいと判定される。この場合、自動調節部３７０は、波形整形回路３１０のＤＣゲインを上昇させる。
【0067】
（イコライザの調節）
イコライザ機能の調節のために、第２パターンＰＴＮ２が使用される。図７は、第２パターンＰＴＮ２に対応する波形整形回路３１０の出力信号Ｓ２ａのアイパターンを示す図である。第２パターンＰＴＮ２は、１サイクルごとにＭ個の中間レベルの間を遷移する。
イコライザ機能の調節のために、第２パターンＰＴＮ２が使用される。図７は、第２パターンＰＴＮ２に対応する波形整形回路３１０の出力信号Ｓ２ａのアイパターンを示す図である。第２パターンＰＴＮ２は、１サイクルごとにＭ個の中間レベルの間を遷移する。
【0068】
波形整形回路３１０のイコライザの特性が適切であるとき、波形整形後の信号Ｓ２ａは、データストローブのタイミングにおいて、２つの基準レベルＲｅｆ２１およびＲｅｆ２２にセトリングする。波形整形回路３１０のイコライザの効きが強すぎる場合、アイ開口が大きくなり、反対にイコライザの効きが弱すぎる場合、アイ開口が小さくなる。自動調節部３７０は、第２パターンＰＴＮ２を入力したときの開口の大きさを判定し、波形整形回路３１０のゲインを調節する。
【0069】
ＶＧＡの調節と同様に、開口判定のために、自動調節部３７０には、２個の中間レベル判定コンパレータＣＯＭＰ２１，ＣＯＭＰ２２の出力ｃ１，ｃ２にもとづくシリアルデータＳ２ｇが入力される。具体的には、シリアルデータＳ２ｇに含まれるビットｃ１とビットｃ２が同じ値のとき、アイ開口は目標レベルより大きいと判定される。この場合、自動調節部３７０は、波形整形回路３１０のイコライジングの効きを弱める。
【0070】
反対に、シリアルデータＳ２ｇに含まれるビットｃ１とビットｃ２が異なる値のとき、アイ開口は目標レベルより小さいと判定される。この場合、自動調節部３７０は、波形整形回路３１０のイコライジングの効きを強める。
【0071】
自動調節部３７０は、波形整形回路３１０のＤＣゲインと、イコライザの特性（強さ）を独立に調節してもよい。あるいは、第１パターンＰＴＮ１について得られた開口判定データと、第２パターンＰＴＮ２について得られた開口判定データと、の組み合わせに応じてＤＣゲインとイコライザ特性を調節してもよい。
【0072】
（i）第１パターンＰＴＮ１に対応する開口判定データが、開口が小さいことを示し、第２パターンＰＴＮ２に対応する開口判定データが、開口が小さいことを示す場合
この場合、自動調節部３７０は、波形整形回路３１０のＤＣゲインを上げ、イコライザの特性を維持する。
この場合、自動調節部３７０は、波形整形回路３１０のＤＣゲインを上げ、イコライザの特性を維持する。
【0073】
（ii）第１パターンＰＴＮ１に対応する開口判定データが、開口が小さいことを示し、第２パターンＰＴＮ２に対応する開口判定データが、開口が大きいことを示す場合
この場合、自動調節部３７０は、波形整形回路３１０のＤＣゲインを維持し、イコライザの効きを弱める。
この場合、自動調節部３７０は、波形整形回路３１０のＤＣゲインを維持し、イコライザの効きを弱める。
【0074】
（iii）第１パターンＰＴＮ１に対応する開口判定データが、開口が大きいことを示し、第２パターンＰＴＮ２に対応する開口判定データが、開口が小さいことを示す場合
この場合、自動調節部３７０は、波形整形回路３１０のＤＣゲインを維持し、イコライザの効きを強める。
この場合、自動調節部３７０は、波形整形回路３１０のＤＣゲインを維持し、イコライザの効きを強める。
【0075】
（iv）第１パターンＰＴＮ１に対応する開口判定データが、開口が大きいことを示し、第２パターンＰＴＮ２に対応する開口判定データが、開口が大きいことを示す場合
この場合、自動調節部３７０は、波形整形回路３１０のＤＣゲインを低下させ、イコライザの効きを維持する。
この場合、自動調節部３７０は、波形整形回路３１０のＤＣゲインを低下させ、イコライザの効きを維持する。
【0076】
以上の動作を繰り返すことにより、波形整形回路３１０の特性を最適化することができる。
【0077】
実施形態に係る受信回路３００では、複数の中間レベルの間を遷移するトレーニングパターンを利用して、波形整形回路３１０の特性を最適化することとしている。このことの利点は、比較技術との対比によって明確となる。
【0078】
（比較技術）
比較技術では、多値信号の最大レベルと最小レベルの間を遷移するトレーニングパターンを利用して、波形整形回路３１０の特性を最適化する。図８は、比較技術による補正結果と、実施形態に係る補正結果を対比して示す図である。比較技術では、最大レベルをとる多値ＰＡＭ信号をトレーニングパターンとして使用するため、過剰増幅により、多値レベルのリニアリティが損なわれる。
比較技術では、多値信号の最大レベルと最小レベルの間を遷移するトレーニングパターンを利用して、波形整形回路３１０の特性を最適化する。図８は、比較技術による補正結果と、実施形態に係る補正結果を対比して示す図である。比較技術では、最大レベルをとる多値ＰＡＭ信号をトレーニングパターンとして使用するため、過剰増幅により、多値レベルのリニアリティが損なわれる。
【0079】
これに対して本実施形態では、多値レベルのうち、最大レベルと最小レベルを除いた中間レベルをとる多値ＰＡＭ信号を、トレーニングパターンとして用いることで、過剰増幅を防止し、多値レベルのリニアリティを改善できる。
【0080】
また、実施形態では、Ａ／Ｄコンバータ３２０を、複数のコンパレータで構成している。これにより、高速なＰＡＭ信号を受信することができる。
【0081】
（変形例）
（変形例１）
実施形態では、波形整形回路３１０が、ＶＧＡ機能とイコライザ機能の両方を調節する場合を説明したが、本開示はそれに限定されない。たとえば、ＶＧＡのＤＣゲインのみを調節する場合や、イコライザ特性のみを調節する場合も本開示あるいは本発明の範囲に含まれる。
（変形例１）
実施形態では、波形整形回路３１０が、ＶＧＡ機能とイコライザ機能の両方を調節する場合を説明したが、本開示はそれに限定されない。たとえば、ＶＧＡのＤＣゲインのみを調節する場合や、イコライザ特性のみを調節する場合も本開示あるいは本発明の範囲に含まれる。
【0082】
（変形例２）
実施形態では、波形整形回路３１０がＶＧＡ機能を備える場合を説明したが、本開示はそれに限定されない。波形整形回路３１０のＤＣゲインを調節することに代えて、あるいはそれに加えて、Ａ／Ｄコンバータ３２０の基準レベルＲｅｆを調節してもよい。これにより、波形整形回路３１０のＤＣゲインを調節した場合と同じ効果を得ることができる。
実施形態では、波形整形回路３１０がＶＧＡ機能を備える場合を説明したが、本開示はそれに限定されない。波形整形回路３１０のＤＣゲインを調節することに代えて、あるいはそれに加えて、Ａ／Ｄコンバータ３２０の基準レベルＲｅｆを調節してもよい。これにより、波形整形回路３１０のＤＣゲインを調節した場合と同じ効果を得ることができる。
【0083】
（変形例３）
実施形態では、Ａ／Ｄコンバータ３２０として、スライサを用いたが、本開示はそれに限定されない。Ａ／Ｄコンバータ３２０として、高ビット高分解能のＡ／Ｄコンバータを用いてもよい。
実施形態では、Ａ／Ｄコンバータ３２０として、スライサを用いたが、本開示はそれに限定されない。Ａ／Ｄコンバータ３２０として、高ビット高分解能のＡ／Ｄコンバータを用いてもよい。
【0084】
（付記）
本明細書に開示される技術は、一側面において以下のように把握できる。
本明細書に開示される技術は、一側面において以下のように把握できる。
【0085】
（項目１）
Ｎ値（Ｎ≧４）のパルス振幅変調（ＰＡＭ）信号の受信回路の調節方法であって、
前記受信回路は、
前記ＰＡＭ信号を波形整形する波形整形回路と、
前記波形整形回路の出力信号を量子化するＡ／Ｄコンバータと、
を備え、
前記調節方法は、
Ｍ個（２≦Ｍ≦Ｎ－２）の中間レベルの間を遷移する前記ＰＡＭ信号を、トレーニングパターンとして前記受信回路に入力するステップと、
前記トレーニングパターンに応答して、前記Ａ／Ｄコンバータが出力する信号にもとづいて、前記波形整形回路を調節するステップと、
を含む、調節方法。
Ｎ値（Ｎ≧４）のパルス振幅変調（ＰＡＭ）信号の受信回路の調節方法であって、
前記受信回路は、
前記ＰＡＭ信号を波形整形する波形整形回路と、
前記波形整形回路の出力信号を量子化するＡ／Ｄコンバータと、
を備え、
前記調節方法は、
Ｍ個（２≦Ｍ≦Ｎ－２）の中間レベルの間を遷移する前記ＰＡＭ信号を、トレーニングパターンとして前記受信回路に入力するステップと、
前記トレーニングパターンに応答して、前記Ａ／Ｄコンバータが出力する信号にもとづいて、前記波形整形回路を調節するステップと、
を含む、調節方法。
【0086】
（項目２）
前記波形整形回路は、可変ゲインで前記ＰＡＭ信号を増幅する可変利得アンプを含み、
前記調節するステップは、前記可変ゲインを調節する、項目１に記載の調節方法。
前記波形整形回路は、可変ゲインで前記ＰＡＭ信号を増幅する可変利得アンプを含み、
前記調節するステップは、前記可変ゲインを調節する、項目１に記載の調節方法。
【0087】
（項目３）
前記トレーニングパターンは、前記ＰＡＭ信号が複数サイクルごとに前記Ｍ個の中間レベルの間を遷移する第１パターンを含み、
前記調節するステップは、前記第１パターンに応答して、前記Ａ／Ｄコンバータが出力する信号にもとづいて、前記可変ゲインを調節する、項目２に記載の調節方法。
前記トレーニングパターンは、前記ＰＡＭ信号が複数サイクルごとに前記Ｍ個の中間レベルの間を遷移する第１パターンを含み、
前記調節するステップは、前記第１パターンに応答して、前記Ａ／Ｄコンバータが出力する信号にもとづいて、前記可変ゲインを調節する、項目２に記載の調節方法。
【0088】
（項目４）
前記Ａ／Ｄコンバータは、前記Ｍ個の中間レベルの目標値を基準レベルとするＭ個の中間レベル判定用コンパレータを含み、
前記調節するステップは、前記Ｍ個の中間レベル判定用のコンパレータの出力に応じて、前記可変ゲインを調節する、項目２または３に記載の調節方法。
前記Ａ／Ｄコンバータは、前記Ｍ個の中間レベルの目標値を基準レベルとするＭ個の中間レベル判定用コンパレータを含み、
前記調節するステップは、前記Ｍ個の中間レベル判定用のコンパレータの出力に応じて、前記可変ゲインを調節する、項目２または３に記載の調節方法。
【0089】
（項目５）
前記波形整形回路は、前記ＰＡＭ信号をイコライジングするイコライザを含み、
前記調節するステップは、前記イコライザの特性を調節する、項目１に記載の調節方法。
前記波形整形回路は、前記ＰＡＭ信号をイコライジングするイコライザを含み、
前記調節するステップは、前記イコライザの特性を調節する、項目１に記載の調節方法。
【0090】
（項目６）
前記トレーニングパターンは、前記ＰＡＭ信号が１サイクルごとに前記Ｍ個の中間レベルの間を遷移する第２パターンを含み、
前記調節するステップは、前記第２パターンに応答して、前記Ａ／Ｄコンバータが出力する信号にもとづいて、前記イコライザの特性を調節する、項目５に記載の調節方法。
前記トレーニングパターンは、前記ＰＡＭ信号が１サイクルごとに前記Ｍ個の中間レベルの間を遷移する第２パターンを含み、
前記調節するステップは、前記第２パターンに応答して、前記Ａ／Ｄコンバータが出力する信号にもとづいて、前記イコライザの特性を調節する、項目５に記載の調節方法。
【0091】
（項目７）
前記Ａ／Ｄコンバータは、
前記Ｍ個の中間レベルの目標値を基準レベルとするＭ個の中間レベル判定用コンパレータを含み、
前記調節するステップは、前記Ｍ個の中間レベル判定用のコンパレータの出力に応じて、前記イコライザの特性を調節する、項目６に記載の調節方法。
前記Ａ／Ｄコンバータは、
前記Ｍ個の中間レベルの目標値を基準レベルとするＭ個の中間レベル判定用コンパレータを含み、
前記調節するステップは、前記Ｍ個の中間レベル判定用のコンパレータの出力に応じて、前記イコライザの特性を調節する、項目６に記載の調節方法。
【0092】
（項目８）
前記波形整形回路は、
可変ゲインで前記ＰＡＭ信号を増幅する可変利得アンプと、
前記ＰＡＭ信号をイコライジングするイコライザと、
を含み、
前記トレーニングパターンは、
前記ＰＡＭ信号が複数サイクルごとに前記Ｍ個の中間レベルの間を遷移する第１パターンと、
前記ＰＡＭ信号が１サイクルごとに前記Ｍ個の中間レベルの間を遷移する第２パターンと、
を含み、
前記調節するステップは、
前記第１パターンに応答して前記Ａ／Ｄコンバータが出力する信号と、前記第２パターンに応答して前記Ａ／Ｄコンバータが出力する信号と、の組み合わせに応じて、前記可変ゲインおよび前記イコライザの特性と、を調節する、項目１に記載の調節方法。
前記波形整形回路は、
可変ゲインで前記ＰＡＭ信号を増幅する可変利得アンプと、
前記ＰＡＭ信号をイコライジングするイコライザと、
を含み、
前記トレーニングパターンは、
前記ＰＡＭ信号が複数サイクルごとに前記Ｍ個の中間レベルの間を遷移する第１パターンと、
前記ＰＡＭ信号が１サイクルごとに前記Ｍ個の中間レベルの間を遷移する第２パターンと、
を含み、
前記調節するステップは、
前記第１パターンに応答して前記Ａ／Ｄコンバータが出力する信号と、前記第２パターンに応答して前記Ａ／Ｄコンバータが出力する信号と、の組み合わせに応じて、前記可変ゲインおよび前記イコライザの特性と、を調節する、項目１に記載の調節方法。
【0093】
（項目９）
前記Ａ／Ｄコンバータは、前記Ｍ個の中間レベルの目標値を基準レベルとするＭ個の中間レベル判定用コンパレータを含み、
前記調節するステップは、
（i）前記第１パターンに対応する前記Ｍ個の中間レベル判定用コンパレータの出力が、前記波形整形回路の出力の振幅が小さいことを示し、かつ前記第２パターンに対応する前記Ｍ個の中間レベル判定用コンパレータの出力が、前記波形整形回路の出力の振幅が小さいことを示すとき、前記可変ゲインを上げ、前記イコライザの特性を維持し、
（ii）前記第１パターンに対応する前記Ｍ個の中間レベル判定用コンパレータの出力が、前記波形整形回路の出力の振幅が小さいことを示し、かつ前記第２パターンに対応する前記Ｍ個の中間レベル判定用コンパレータの出力が、前記波形整形回路の出力の振幅が大きいことを示すとき、前記可変ゲインを維持し、前記イコライザの効きを弱め、
（iii）前記第１パターンに対応する前記Ｍ個の中間レベル判定用コンパレータの出力が、前記波形整形回路の出力の振幅が大きいことを示し、かつ前記第２パターンに対応する前記Ｍ個の中間レベル判定用コンパレータの出力が、前記波形整形回路の出力の振幅が小さいことを示すとき、前記可変ゲインを維持し、前記イコライザの効きを強め、
（iv）前記第１パターンに対応する前記Ｍ個の中間レベル判定用コンパレータの出力が、前記波形整形回路の出力の振幅が大きいことを示し、かつ前記第２パターンに対応する前記Ｍ個の中間レベル判定用コンパレータの出力が、前記波形整形回路の出力の振幅が大きいことを示すとき、前記可変ゲインを下げ、前記イコライザの効きを維持する、項目８に記載の調節方法。
前記Ａ／Ｄコンバータは、前記Ｍ個の中間レベルの目標値を基準レベルとするＭ個の中間レベル判定用コンパレータを含み、
前記調節するステップは、
（i）前記第１パターンに対応する前記Ｍ個の中間レベル判定用コンパレータの出力が、前記波形整形回路の出力の振幅が小さいことを示し、かつ前記第２パターンに対応する前記Ｍ個の中間レベル判定用コンパレータの出力が、前記波形整形回路の出力の振幅が小さいことを示すとき、前記可変ゲインを上げ、前記イコライザの特性を維持し、
（ii）前記第１パターンに対応する前記Ｍ個の中間レベル判定用コンパレータの出力が、前記波形整形回路の出力の振幅が小さいことを示し、かつ前記第２パターンに対応する前記Ｍ個の中間レベル判定用コンパレータの出力が、前記波形整形回路の出力の振幅が大きいことを示すとき、前記可変ゲインを維持し、前記イコライザの効きを弱め、
（iii）前記第１パターンに対応する前記Ｍ個の中間レベル判定用コンパレータの出力が、前記波形整形回路の出力の振幅が大きいことを示し、かつ前記第２パターンに対応する前記Ｍ個の中間レベル判定用コンパレータの出力が、前記波形整形回路の出力の振幅が小さいことを示すとき、前記可変ゲインを維持し、前記イコライザの効きを強め、
（iv）前記第１パターンに対応する前記Ｍ個の中間レベル判定用コンパレータの出力が、前記波形整形回路の出力の振幅が大きいことを示し、かつ前記第２パターンに対応する前記Ｍ個の中間レベル判定用コンパレータの出力が、前記波形整形回路の出力の振幅が大きいことを示すとき、前記可変ゲインを下げ、前記イコライザの効きを維持する、項目８に記載の調節方法。
【0094】
（項目１０）
前記調節するステップは、前記波形整形回路に代えて、またはそれに加えて、前記Ａ／Ｄコンバータの基準電圧を調節する、項目１から９のいずれかに記載の調節方法。
前記調節するステップは、前記波形整形回路に代えて、またはそれに加えて、前記Ａ／Ｄコンバータの基準電圧を調節する、項目１から９のいずれかに記載の調節方法。
【0095】
（項目１１）
Ｎ値のパルス振幅変調（ＰＡＭ）信号の受信回路であって、
前記ＰＡＭ信号を波形整形する波形整形回路と、
前記ＰＡＭ信号がとるべきＭ個（２≦Ｍ≦Ｎ－２）の中間レベルを基準レベルとするＭ個の中間レベル判定用コンパレータを含み、前記波形整形回路の出力信号を量子化するＡ／Ｄコンバータと、
前記Ｍ個の中間レベル判定用コンパレータの出力にもとづいて、前記波形整形回路および前記Ａ／Ｄコンバータの少なくとも一方の特性を調節する自動調節部と、
を備える、受信回路。
Ｎ値のパルス振幅変調（ＰＡＭ）信号の受信回路であって、
前記ＰＡＭ信号を波形整形する波形整形回路と、
前記ＰＡＭ信号がとるべきＭ個（２≦Ｍ≦Ｎ－２）の中間レベルを基準レベルとするＭ個の中間レベル判定用コンパレータを含み、前記波形整形回路の出力信号を量子化するＡ／Ｄコンバータと、
前記Ｍ個の中間レベル判定用コンパレータの出力にもとづいて、前記波形整形回路および前記Ａ／Ｄコンバータの少なくとも一方の特性を調節する自動調節部と、
を備える、受信回路。
【0096】
（項目１２）
前記自動調節部は、
前記Ｍ個の中間レベルの間を遷移する前記ＰＡＭ信号がトレーニングパターンとして前記波形整形回路に入力されている区間において、前記Ｍ個の中間レベル判定用コンパレータが出力する信号にもとづいて、前記波形整形回路および前記Ａ／Ｄコンバータの少なくとも一方の特性を調節する、項目１１に記載の受信回路。
前記自動調節部は、
前記Ｍ個の中間レベルの間を遷移する前記ＰＡＭ信号がトレーニングパターンとして前記波形整形回路に入力されている区間において、前記Ｍ個の中間レベル判定用コンパレータが出力する信号にもとづいて、前記波形整形回路および前記Ａ／Ｄコンバータの少なくとも一方の特性を調節する、項目１１に記載の受信回路。
【0097】
（項目１３）
前記Ａ／Ｄコンバータは、
それぞれが、前記波形整形回路の出力信号を、Ｎ個のレベルの間に定められるＮ－１個の基準レベルのうちの対応するひとつと比較する（Ｎ－１）個のレベル判定コンパレータをさらに含む、項目１１または１２に記載の受信回路。
前記Ａ／Ｄコンバータは、
それぞれが、前記波形整形回路の出力信号を、Ｎ個のレベルの間に定められるＮ－１個の基準レベルのうちの対応するひとつと比較する（Ｎ－１）個のレベル判定コンパレータをさらに含む、項目１１または１２に記載の受信回路。
【0098】
（項目１４）
前記波形整形回路は、
可変ゲインで前記ＰＡＭ信号を増幅する可変利得アンプと、
前記ＰＡＭ信号をイコライジングするイコライザと、
を含む、項目１２に記載の受信回路。
前記波形整形回路は、
可変ゲインで前記ＰＡＭ信号を増幅する可変利得アンプと、
前記ＰＡＭ信号をイコライジングするイコライザと、
を含む、項目１２に記載の受信回路。
【0099】
（項目１５）
前記トレーニングパターンは、前記ＰＡＭ信号が複数サイクルごとに前記Ｍ個の中間レベルの間を遷移する第１パターンを含み、
前記自動調節部は、前記第１パターンに応答して、前記Ｍ個の中間レベル判定用コンパレータが出力する信号にもとづいて、前記可変ゲインを調節する、項目１４に記載の受信回路。
前記トレーニングパターンは、前記ＰＡＭ信号が複数サイクルごとに前記Ｍ個の中間レベルの間を遷移する第１パターンを含み、
前記自動調節部は、前記第１パターンに応答して、前記Ｍ個の中間レベル判定用コンパレータが出力する信号にもとづいて、前記可変ゲインを調節する、項目１４に記載の受信回路。
【0100】
（項目１６）
前記トレーニングパターンは、前記ＰＡＭ信号が１サイクルごとに前記Ｍ個の中間レベルの間を遷移する第２パターンを含み、
前記自動調節部は、前記第２パターンに応答して、前記Ｍ個の中間レベル判定用コンパレータが出力する信号にもとづいて、前記イコライザを調節する、項目１４または１５に記載の受信回路。
前記トレーニングパターンは、前記ＰＡＭ信号が１サイクルごとに前記Ｍ個の中間レベルの間を遷移する第２パターンを含み、
前記自動調節部は、前記第２パターンに応答して、前記Ｍ個の中間レベル判定用コンパレータが出力する信号にもとづいて、前記イコライザを調節する、項目１４または１５に記載の受信回路。
【0101】
（項目１７）
ひとつの半導体基板に一体集積化される、項目１１から１６のいずれかに記載の受信回路。
ひとつの半導体基板に一体集積化される、項目１１から１６のいずれかに記載の受信回路。
【0102】
本開示に係る実施形態について、具体的な用語を用いて説明したが、この説明は、理解を助けるための例示に過ぎず、本開示あるいは請求の範囲を限定するものではない。本発明の範囲は、請求の範囲によって規定されるものであり、したがって、ここでは説明しない実施形態、実施例、変形例も、本発明の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【0103】
１００ 伝送システム
１０２ 伝送ケーブル
２００ 送信回路
２１０ ＰＡＭエンコーダ
２２０ Ｐ／Ｓ変換器
２３０ ＰＡＭドライバ
３００ 受信回路
３１０ 波形整形回路
３２０ Ａ／Ｄコンバータ
３２２ シンボル判定部
３２４ 振幅判定部
３３０ ＰＡＭ位相比較器
３４０ クロックリカバリ回路
３５０ Ｓ／Ｐ変換器
３６０ ＰＡＭデコーダ
３７０ 自動調節部
Ｓ２ ＰＡＭ信号
１０２ 伝送ケーブル
２００ 送信回路
２１０ ＰＡＭエンコーダ
２２０ Ｐ／Ｓ変換器
２３０ ＰＡＭドライバ
３００ 受信回路
３１０ 波形整形回路
３２０ Ａ／Ｄコンバータ
３２２ シンボル判定部
３２４ 振幅判定部
３３０ ＰＡＭ位相比較器
３４０ クロックリカバリ回路
３５０ Ｓ／Ｐ変換器
３６０ ＰＡＭデコーダ
３７０ 自動調節部
Ｓ２ ＰＡＭ信号
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】