JP2002510831A - 非接触差動バスのコモンノイズ減少 - Google Patents

非接触差動バスのコモンノイズ減少

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Abstract

(57)【要約】 本発明の高信号品質相互接続用バスは、少なくとも１つのコモンモード反射を生じさせるための手段を含む。また、この高信号品質相互接続用バスは、信号を不足制動し、コモンモードノイズを減らすための手段を含む。両ケースにおいて、この手段は、少なくとも１つのインピーダンス終端である。コモンモード反射を生じさせるために、短絡／解放回路によって終端される非接触カプラを用いる。これは、コネクタおよび同様のインピーダンス不連続による反射をコモンモード中で再反射させ、それによって、反射が差動受信機によってリジェクトされる。信号を不足制動させおよび／またはコモンモードノイズを減少させるために、静電容量終端が行われる。信号の不足制動はカプラパルスの立ち下がりをシャープにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、広く電気信号の相互接続に関し、より詳細には、高い信号品質を有
する相互接続に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電気通信またはメインフレーム・コンピュータ・システムのような現代の大規
模なエレクトロニクスは、通常、プロセス、アクセスおよび／またはメモリ機能
から構成される。これらのプロセス、アクセスおよび／またはメモリ機能は、し
ばしば、キャビネット、ラックまたは記憶手段のような棚の上に置かれた物理的
に分離されたモジュールである。各棚上のモジュールは、キャビネットの後に位
置するバックプレーン（ＢＰ）と称する大きいプリント回路基板（ＰＣＢ）上の
伝送線を経由して相互接続される。多くのモジュール、ここでは、多くの棚があ
る場合、記憶手段は大きくなり、したがって、バックプレーンは１メートル以上
の長さにもなる。
【０００３】 伝送線相互接続はしばしばバスと呼ばれている。このバスは、データまたは制
御信号を運んでいる１以上のコンダクタである。このバスは、ポイント・ツー・
マルチポイントまたはマルチポイント・ツー・ポイントの相互接続ができる。こ
のバスは、通常、１以上の、しばしば、ドライバと呼ばれる信号ソース、および
１以上の受信機に接続される。全ての接続は、同一点または多数の点でバスに沿
って行うことができる。
【０００４】 さらに、相互接続は、多くの差動の電子的コンポーネントを接続する差動バス
であってもよい。差動の電子的コンポーネントはとても一般的であり、それらは
入力、出力またはその両方に対して差動信号を使用する。差動信号は、逆極性の
２つの成分の信号から構成される。ここで、差動信号の２つの成分の信号は、位
相が１８０度だけ変化している。このように、差動の電子的コンポーネントは、
各差動入力ポートまたは差動出力ポート毎に２つの端子を有する。差動の電子的
コンポーネントは、各ポートの端子で信号差に応答する。同じ信号がポートの両
端に入力したときには、この状況はコモンモードと呼ばれる。コモンモードにお
いては、ポートの２端の信号差はゼロである。従って、差動の電子的コンポーネ
ントは応答しない。これは、差動の電子的コンポーネントに対するコモンモード
リジェクションである。
【０００５】 バックプレーンにとってはより大きい相互接続信号スループットが必要である
。上りデータ信号速度で運用される接続線のバックプレーンにおいては、１ギガ
ビット秒（Ｇｂｐｓ）のデータ信号速度が必要となった。しかし、そのようなデ
ータ信号速度では、相互接続は、波の性質を有する伝播信号を持つ伝送線と考え
なければならない。波の性質は、伝送線に沿って信号品質に影響を及ぼす。例え
ば、インピーダンス不連続および伝送線構造は、それぞれ信号反射および局部エ
ネルギ蓄積が生じる。それは、信号品質を劣化させる。
【０００６】 伝送線を相互接続することによるインピーダンス不連続から生じる反射に関し
、従来、反射によって生じるインピーダンス不連続を除去する方法を用いていた
。インピーダンス不連続は、システムの全ての素子インタフェースをマッチング
することによって除去される。マッチングによって、システムの各インタフェー
スに対し、あるインタフェースの１方のインピーダンスは、同じインタフェース
の他方のインピーダンスの複素共役となる。
【０００７】 しばしば、バスの特性インピーダンス（Ｚo）は、システムのインピーダンス
と定義される。このような場合、マッチングを達成するために、バスに接続され
た全ての素子は、バスの特性インピーダンスとマッチングされ、反射が除去され
る。さらに、バス自体の端は、その特性インピーダンスにより終端され、バス自
体の端からの反射が除去される。
【０００８】 上記のように、従来の線接続による相互接続は実現可能でない。というのは、
それらは、相互接続の終端で生じる反射を弱めるために、線特性インピーダンス
で完全に終端することができないからである。
【０００９】 反射の問題に加えて、ポイント・ツー・マルチポイントのバスの信頼性の面か
らの条件として、各受信機およびバス間の分離が必要となる。この場合、１台の
受信機が故障しても、バス全体に影響を与えない。それゆえに、１つの案として
は、必要な分離を行うために、バックプレーンは多くのポイント・ツー・ポイン
ト相互接続によることができる。それによって、バックプレーン信号層の数を増
やしている。信頼性および反射問題を同時に軽減するためのよりよい解決が、Ａ
Ｃカップリング（または非接触カップリングと呼ばれている）を使用したポイン
ト・ツー・マルチポイント伝送線相互接続である。これは、米国特許３，６１９
，５０４においてＤｅ Ｖｅｅｒ等によって開示されている。Ｄｅ Ｖｅｅｒ等
によって開示されたこの種の相互接続は、非接触バスと呼ばれている。
【００１０】 Ｄｅ Ｖｅｅｒ等は、ポイント・ツー・マルチポイント伝送線相互接続を使用
した高速データ伝送ネットワークを開示している。方向性カップリング素子は、
伝送線に沿って間隔を置かれ、非接触のカップリングを使用している各受信機に
より検出される信号を分離する。方向性カップリング素子自身は、バックプレー
ンと交差して主信号伝送線から非常に近い距離に平行に置かれた短い伝送線部分
である。
【００１１】 典型的には、Ｄｅ Ｖｅｅｒ等により開示されたデータ伝送ネットワークが用
いられるとき、このカプラ線はコネクタおよびバックプレーンを介して、上述の
モジュールの１つである受信機に供給される。１Ｇｂｐｓを超えるデータ信号速
度では、コネクタおよび付属のバイアスは、インピーダンス不整合を表し、反射
のために受信機で信号品質の劣化の問題が生じる。さらに、必須のコネクタ・ピ
ンは、非常に高価である。これらの問題は、特にポイント・ツー・マルチポイン
トのバスにおいて一般的である。その理由は、バスに沿って多くのインピーダン
ス不整合があるためである。
【００１２】 コネクタにおいては、しばしば、インタフェースは、完全にマッチングするこ
とはできない。したがって、これらのインピーダンス不整合の影響を減少させる
ために、理想的にはバスの受信機端およびカプラ端の両方がカプラの特性インピ
ーダンスで終端され、そのインピーダンスは実質的にバスの特性インピーダンス
に等しければよい。この特性インピーダンスは、しばしば純抵抗であり、したが
って、所望の終端は実質的に特性インピーダンスに等しい抵抗値を有する抵抗で
ある。したがって、インピーダンス不整合による反射は、システムの素子によっ
て吸収され、実質的に信号の品質を劣化させない。
【００１３】 １９９７、スタンフォード大学、ＣＡ、８月２１日−２３、１９９７に開催さ
れたホット相互接続シンポジウムＶにおいて、Ｏｓａｋａ等（Ｈ．Ｏｓａｋａ、
Ｍ．ＵｍｅｍｕｒａおよびＡ．Ｙａｍａｇｉｗａ）によって、発表された「１Ｇ
Ｔ／ｓ クロストークメカニズムを使用したバックプレーン・バス（ＸＴＬ：Cr
osstalk Transfer Logic）」は、実質的にカプラの特性インピーダンスに等しい
抵抗でカプラの両端を終端することによって、許容信号品質を有する非接触バス
を開示している。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、しばしば、このタイプのカプラの終端は好ましない。というの
は、この抵抗は、バックプレーンにまたは分離されたモジュールに直接にマウン
トしなければないからである。バックプレーンにマウントされたコンポーネント
は、空間および信頼性の理由から好ましくない。モジュールにマウントされたコ
ンポーネントは、コネクタを通過して終端を見つけるために、カプラ伝送線が必
要となる。それゆえ、実質的にカプラの特性インピーダンスに等しい抵抗を使用
しないでカプラを終端し、ポイント・ツー・マルチポイントのバスの受信機で、
さらに許容信号品質を維持することが好ましい。
【００１５】 したがって、本発明の目的は、従来技術および公知の装置の不利な点を克服す
ることにある。上記目的は、主請求項の特徴の組合せにより満たされる。従属請
求項は本発明の更なる有利な実施の形態を開示する。また、本発明の目的は、高
い信号品質を有する相互接続を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、高い信号品質の相互接続を提供するバスが提供さ
れ、このバスは、少なくとも１つのコモンモード反射を生じる手段を含む。この
コモンモード反射は、差動受信機により除去される。
【００１７】 さらに、本発明は、高い信号品質の相互接続のための不足制動用の手段を有す
る。
【００１８】 さらに、本発明は、高い信号品質の相互接続を得るために、コモンモードノイ
ズを減らす手段が供給される。
【００１９】 さらに、本発明は、高い信号品質の相互接続を行う方法を提供し、この方法は
、１つの差動非接触カプラおよび少なくとも１つのコモンモード反射を生じさせ
る少なくとも１つのインピーダンス終端を有する。
【００２０】 本発明の概要は、必ずしも本発明の全ての特徴を開示しているわけではない。
本発明は、開示された特徴のサブ組合せにも含まれる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下の説明は、本発明の好適な一実施の形態であり、本発明を実施するに必要
な特徴の組合せを制限するものではない。
【００２２】 実施の形態１． 概要としては、本発明の好適な実施の形態は、コモンモード反射を生じさせる
ために、バス１０にインピーダンス終端を含む。コモンモード反射は、同相の反
射である。しばしば、バス１０は差動タイプである。コモンモード反射は少なく
とも１つのインピーダンス終端で生じる。このコモンモード反射は、しばしば差
動非接触カプラ２０に接続される。もし２つのインピーダンス終端が使用され、
終端と差動非接触カプラ２０間の２つのインタフェースで反射係数の符号が逆で
ある場合、コモンモード反射が生じる。したがって、差動受信機１４のポート終
端で、コモンモード反射信号間の差はゼロであるので、反射信号はリジェクトさ
れる。差動受信機１４は、所望の信号のみを検出し、反射信号は検出しない。し
たがって、高い信号品質の相互接続が行われる。
【００２３】 特に、図１は、典型的なポイント・ツー・マルチポイントな相互接続バス１０
を示す。ある場合には、ドライバ１２および受信機１４は差動信号に応答する。
したがって、バス１０はしばしば差動バス１０である。差動バス１０は、２つの
成分の主伝送線１６，１８から構成される。２つの各伝送線１６、１８上に１つ
の信号がある。それらは、極性が逆である。すなわち、位相が１８０度異なる。
２つの信号を一緒にして、差動信号と呼ぶ。
【００２４】 受信機１４は、差動非接触カプラ２０によってドライバ１２から物理的に分離
される。しかし、電気的には接続されている。各差動受信機１４に対して１つの
差動非接触カプラ２０がある。各差動非接触カプラ２０は、差動バス１０の各伝
送線１６、１８は、それぞれ非接触カプラ２２，２４で構成される。
【００２５】 差動バス１０および差動非接触カプラ２０は、本発明の好適な一実施の形態の
コプレーナ・ストリップ線である。非接触カプラ２２，２４は、主伝送線１６、
１８と非常に近い距離に平行に置かれた一定の長さの伝送線である。本発明の好
適な一実施の形態においては、平行の部分は長さが１．９ｃｍである。しかし、
長さはこれに制限されるものではない。非接触カプラ２２，２４は、４つのポー
ト２６，２８，３０，３２を有する。第１のポート２６および第２のポート２８
は、平行部分において電気的カップリングの大部分を有する主伝送線１６，１８
の一部を形成する。第３のポート３０および第４のポート３２は、平行部分を形
成する。主伝送線１６，１８から差動非接触カプラ２０へのカップリングは、第
３のポート３０は終端されていないので、フォワード・クロストークよりむしろ
バックワード・クロストークである。ここで、差動非接触カプラ２０の信号は、
受信機１４にバックワードに伝搬する。このように、第３のポート３０が浮いて
いるので、第１のポート２６上に入った信号は、第２のポート２８および第４ポ
ート３２に伝搬する。
【００２６】 非接触カプラ２２，２４と関係する受信機１４は、伝送線３４，３６およびコ
ネクタ３８，４０を経由して非接触カプラ２２，２４の第４のポート３２に接続
される。コネクタ３８，４０は、バス相互接続１０中にインピーダンス不連続を
有する。したがって、信号がコネクタ３８，４０を通過するとき、信号は部分的
に非接触カプラ２２，２４へと反射される。非接触カプラ２２，２４ではバック
ワード・クロストークになるので、第４のポート３２に入る反射は、第３のポー
ト３０および第１のポート２６の方向に伝搬する。非終端で解放になっている第
３のポート３０では、信号が受信機１４の方へ再び反射される。これらの再反射
された信号は、コネクタ３８，４０を介して受信機１４に伝搬される。同じこと
が非接触カプラ２２，２４の両方で起こるので、差動受信機１４は所望の信号と
共に反射も検出する。この反射の検出によって、所望の信号品質に反射干渉が生
じる。
【００２７】 図２に示す好適な実施の形態は、前述のパラグラフに記載されている信号品質
の問題を避けることができる。非接触カプラ２２の１つは、第３のポート３０が
短絡回路４２により終端される。同じ反射がコネクタ３８のインピーダンス不連
続によって生じたと仮定する。非接触カプラ２４の１つが、終端されない第３の
ポート３０のために、上述のように再反射する。しかしながら、第３のポート３
０で終端された短絡回路４２のために、第２の非接触カプラ２２は信号を再反射
し反転する。非接触カプラ２２，２４の２つの信号は、差動信号であるので、元
々位相を１８０度だけ異にしている。非接触カプラ２２の両方の第３のポート３
０で再反射され、および第３のポート３０の一方で反転された後、再反射した信
号は同位相になる。したがって、差動受信機１４へ到着するときには、反射はコ
モンモードであるので、その反射は差動受信機１４によってリジェクトされる。
このように、高い信号品質の相互接続１０が達成される。
【００２８】 さらに、不完全にマッチングされた主伝送線１６，１８でも反射が生じる。こ
の反射は、カプラ中で受信機１４から離れて進行するパルスを誘導する。第３の
ポート３０で反射した後は、再反射はコモンモードであり、差動受信機１４によ
ってリジェクトされる。したがって、高い信号品質は、再び達成される。
【００２９】 数式を用いて、以下に好適な一実施の形態をより詳しく説明する。インピーダ
ンス不連続のインタフェースで反射される信号の量を反射係数Γと定義する。 すなわち、Γは次の式で表わされる。
【数１】 ここで、Ｚ１およびＺ２は、インタフェースの両サイドでのインピーダンスで
ある。
【００３０】 一般に、反射係数Γを有するインタフェースにおいて、反射電圧波形νΓは、
入力波形νiとの間に式２のような関係にある。
【数２】 差動バス１０および差動非接触カプラ２０は実質的に同じ等価な特性インピー
ダンスＺ0を有する。これは、システム特性インピーダンスと呼ばれる。受信機
１４の入力インピーダンスは、できるだけシステム特性インピーダンスＺ0とマ
ッチングするように。すなわち、ライン／受信機インタフェース４４での反射係
数ΓRECが次の式３になるように設計される。
【数３】 ここで、受信機１４の入力インピーダンスはＺiである。
【００３１】 各差動非接触カプラ２０と各差動受信機１４の入力間にコネクタ・バイアス３
８，４０がある。コネクタ・バイアス３８，４０は、本質的に等価なインピーダ
ンスＺνであり、それはＺ0と異なる。したがって、インピーダンス不連続が生
じる。このインピーダンス不連続によって、インタフェースで反射が生じる。
【００３２】 したがって、コネクタ・インタフェース４６を介した差動非接触カプラでの反
射係数ΓNは次の式４で表わされる。
【数４】
【００３３】 図１に示される差動バス１０において、差動非接触カプラ２０の第３のポート
３０は、ΓNによって表わされるインタフェース４６でのインピーダンス不連続
によって最初に反射された信号を再反射する。コネクタ３８，４０の不連続によ
って、差動非接触カプラ２０の第３のポート３０に到達した反射波形νr (1)は式
５で表わされる。
【数５】
【００３４】 差動非接触カプラ２０の第３のポートで反射した後に、式６で表わされる再反
射された波形νr (2)は、受信機１４に戻る。
【数６】 ここで、ΓFは、インタフェース４８の反射係数である。このインタフェース
４８は、差動非接触カプラ２０の第３のポート３０およびこの第３のポート３０
に接続される終端によって形成される。差動非接触カプラ２０の第３のポート３
０が終端されていない場合、インタフェース４８で反射係数ΓFがまだ存在する
。
【００３５】 十分に大きい値ΓNに対しては、反射を無視することはできないので、２つの
コネクタ・インタフェース４６および１つの差動非接触カプラの第３のポート・
インタフェース４８の反射を経た後で、式７で表わされる受信信号νRECに干渉
が生じる。
【数７】 式７における最初の項は入力信号であり、第２の項はバイア・コネクタ３８，
４０による伝送であり、第３の項は反射による信号品質の低下である。
【００３６】 信号がソース１２によって、差動で駆動されることによって、状況はより複雑
である。これは、ドライバ１２が、正の信号νiおよび負の信号−νiを発するこ
とを意味する。式７は、差動のモード動作を強調するために正しく書き直すと式
８で表わされる。
【数８】 ここで、ｄは差動のモードを示し、ｐは正の信号成分を示し、ｎは負の信号成
分を示す。
【００３７】 図１において、差動非接触カプラ２０は、終端されていない。すなわち、第３
のポート３０は、解放回路である。また、差動信号ΓN p＝ΓN n＝ΓNに対して、
νi p＝νi、νi n＝−νiと定義し、コネクタ３８，４０を介して同様に仮定すれ
ば、そして、解放回路の非接触の差動のカプラの第３のポート３０に対してはΓ F p ＝ΓF n＝１。したがって、式８は式９のようになる。
【数９】
【００３８】 したがって、式９によれば、差動非接触カプラ２０の第３のポート３０が終端
されていない図１の差動バス１０に対しては、反射係数（１＋ΓN）によって、
信号品質は劣化する。ここで、他の係数（１＋ΓN）はコネクタ３８，４０を介
した伝送によるものである。
【００３９】 本発明の好適な一実施の形態によれば、短絡／解放になったカプラ（ＶＳＯＣ
）を含む。これは、図２に示すように、差動カプラ２０および短絡回路終端４２
の組合せである。この場合、ΓNは、式４と同じである。しかし、ΓFは、正およ
び負の非接触カプラ２２，２４の差である。正の側は解放回路４３であり、負の
側は接地された短絡回路４２であり、ΓF pおよびΓF nは次のように式１０および
式１１で表わされる。
【数１０】
【数１１】
【００４０】 差動非接触カプラ２０の第３のポート３０からの最初の再反射の後で、カプラ
２４の正の側３６上の受信機１４に戻る反射信号は、式６で表わされる。すなわ
ち、ΓF p＝１であるので、νr (2)＝ΓNνiとなる。
【００４１】 同様に、負の側３４上の受信機に戻る再反射信号は、ΓF n＝−１であるのでν r (2) ＝−ΓNνiとなる。したがって、受信機１４での電圧は、式８によって与え
られているので、式１２のようになる。
【数１２】
【００４２】 式（１２）は、反射がコモンモードに変換されて、差動受信機で検出されない
ことを示している。伝送項（１＋ΓN）だけが残り、反射による信号品質の低下
のための項がない。
【００４３】 また、上記のことは、第３のポート３０が適切にマッチングされるために反射
がないときには、すなわち、非接触のカプラ２２，２４の第３のポート３０がカ
プラ２２，２４の特性インピーダンスで終端されるならば、考慮する価値がある
。この場合、式７，８の両方でΓF＝０であれば、式８は式１２になる。したが
って、短絡／解放のカプラ５０は、反射をキャンセルする。
【００４４】 実施の形態２． 本発明の他の実施の形態においては、解放側の静電容量補正を使用する。本実
施の形態においては、バス１０は、信号を不足制動し、および／またはコモンモ
ードノイズを減少させる手段を含む。この手段は、インピーダンス終端（一般に
、コンデンサ）であり、それは、同様に差動非接触カプラ２０に接続される。
【００４５】 図３は、コンデンサ５２が解放回路の非接触カプラ２４に加えられたことを除
いては、本質的に図２と同様である。バス１０のドライバ１２の端に最も近い差
動非接触カプラ２０に加えられる静電容量は０．６ｐＦであり、次のカプラ２０
の静電容量はそれよりわずかに高く、順次大きくなり最大で約１．５ｐＦ位まで
である。この静電容量の範囲は、上記の値に限られず他の静電容量値を使用する
こともできる。これらのコンデンサ５２を用いることによって２つの有益な効果
を有する。すなわち、１つは同相ノイズリジェクションであり、他は信号波形上
の鋭い立ち下りエッジを生じさせるわずかな信号不足制動である。これらのコン
デンサ５２の接地は、伝送線を差動非接触カプラ２０から接地点に延長すること
によって行われる。これによって、コンポーネントをバックプレーンに加えるこ
とを避けている。
【００４６】 第１に、５０ＧＨｚより上の高周波で、静電容量０．６ｐＦは５Ω未満のイン
ピーダンスになり、それは実質的には短絡を示す。この範囲およびそれ以上の周
波数で、解放／短絡カプラ５０は、同相モードノイズ信号をリジェクトする。さ
らに、約２．５ＧＨｚまでの周波数で、大きな部分的コモンモードリジェクショ
ンがある。
【００４７】 第２に、静電容量ＣとインダクタンスＬが回路の中に一緒に存在するときは式
１３で示す周波数ｆで共振が生じる。
【数１３】 Ｌおよび／またはＣが大きくなればなるほど、共振周波数は低くなる。本実施
の形態において、静電容量５２を付加することによって、共振周波数はわずかに
下方へシフトする。差動非接触カプラ２０中に存在するエネルギの大部分は、こ
の共振周波数で、パルスの立ち下がりエッジ上で観測される速い遷移で消費され
る。さらに線１６，１８の下方においては、差動非接触カプラ２０の静電容量５
２はわずかに増加する。というのは、主伝送線１６，１８の下方においては、差
動非接触カプラ２０のカップリングに利用される高周波エネルギは徐々に少なく
なるからである。
【００４８】 伝送線上では、容量性終端５２は、負の反射を生じさせ、それによって存在す
るどの信号をも減少させる。この場合、コンデンサ５２からの負の反射は、存在
する立ち下がり端の波形を引き算し、その結果、明らかにより速い立下りエッジ
になる。
【００４９】 上述のように、本発明の実施の形態では、終端されていない差動非接触カプラ
２０を用いて信号品質を著しく改善することができる。反射が有効にキャンセル
されるので、主伝送線の終端５４は必要でない。その主伝送線の終端がなくても
受信信号の品質に大きな影響を与えない。さらに、この発明は、多くの数のドラ
イバ１２を有するバス１０にも適応でき、その信号品質は、ドライバ１２の数が
小さい場合よりも高くなる。
【００５０】 本発明は、次のように要約すことができる。 高い信号品質相互接続用のバスは、少なくとも１つのコモンモード反射を生じ
させるための手段、しばしば差動伝送線相互接続用の手段を含む。また、高信号
品質相互接続用バスは、信号を不足制動させ、および／またはコモンモードノイ
ズを減少させる手段を含む。両方の場合において、この手段は少なくとも１つの
インピーダンス終端である。コモンモード反射を生じさせるために、短絡および
解放回路により終端される非接触カプラがあり、それは、コモンモードを再反射
させるコネクタおよび他の同様のインピーダンス不連続から反射を生じさせ、そ
の反射は差動受信機でリジェクトされる。信号を不足制動し、および／またはコ
モンモードノイズを減少させるために、容量性の終端が使われる。信号の不足制
動は、カプラパルスの立ち下がりエッジにおいて信号を鋭くする。 特許請求の範囲に記載された本発明から逸れることなく、上述の実施の形態に
多くの修正、変更、追加を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
本発明の特徴は、添付の図面を参照した説明から明らかになる。
【図１】 反射によって信号品質が劣化する差動非接触のバスを示す図であ
る。
【図２】 本発明の一実施の形態を示す図である。ここで、差動非接触のバ
スがコモンモード反射を生じさせるための高い信号品質の相互接続を行う。
【図３】 本発明の他の実施の形態を示す図である。ここで、差動非接触バ
スは、不足制動のための手段およびコモンモードノイズを減らすための手段を有
する高い信号品質の相互接続を行う。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１２年４月１７日（２０００．４．１７）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１３】 １９９７、スタンフォード大学、ＣＡ、８月２１日−２３、１９９７に開催さ
れたホット相互接続シンポジウムＶにおいて、Ｏｓａｋａ等（Ｈ．Ｏｓａｋａ、
Ｍ．ＵｍｅｍｕｒａおよびＡ．Ｙａｍａｇｉｗａ）によって、発表された「１Ｇ
Ｔ／ｓ クロストークメカニズムを使用したバックプレーン・バス（ＸＴＬ：Cr
osstalk Transfer Logic）」は、実質的にカプラの特性インピーダンスに等しい
抵抗でカプラの両端を終端することによって、許容信号品質を有する非接触バス
を開示している。 磁気コアおよび信号誘導用の関連コイル含むマルチ・ワイヤ・データバスに誘 導的に結合するためのコネクタは、ヨーロッパ特許出願ＥＰ−Ａ−０，５０９， ６８０に開示される。一対のワイヤに誘導される２つの波形は、反対方向の同様 の振幅を有している。自らをキャンセルし、バス放射を避けるために、２つの波 形は、正確に対称でなければならない。２つの波形に対する正確な対称性は、磁 気コアの各側面に配置された一対のトロイド形をした磁気部材を使用することに よって得られる。 ヨーロッパ特許出願ＥＰ−Ａ−０，５０９，６８０の解法は、高価な強磁性コ ンパウンドおよびワイヤを配置するための高い精度および２つの半磁気コアを必 要とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１６】
【課題を解決するための手段】 この目的を達成するために、高い信号品質の相互接続を提供するバスが提供さ
れ、このバスは、少なくとも１つのコモンモード反射を生じる手段を含む。この
コモンモード反射は、差動受信機により除去される。 本発明は、差動信号を受信する主伝送線、接続線を介して差動受信機に伝播さ れる誘導信号を発生する第１および第２の非接触カプラを有する差動非接触カプ ラを備えた差動バスを提供し、このバスにおいて、前記第１の非接触カプラは、 前記の誘導信号の反射部分を反転して、前記接続線にコモンモード反射を発生す る。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１９】 さらに、本発明は、主伝送線を有する差動バスと第１および第２の非接触のカ プラを有する差動非接触カプラを使用して、差動ソースを差動受信機に相互接続 する方法を提供し、この方法は、前記ソースから前記バス上に信号を発し、接続 線を介して前記差動受信機に伝播される誘導信号を発生し、コモンモード反射を 生じさせるために、第１の非接触カプラ上で誘導された信号の反射部分を反転し 、前記コモンモード反射を前記差動受信機に加えるステップを有する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２５】 差動バス１０および差動非接触カプラ２０は、本発明の好適な一実施の形態の
コプレーナ・ストリップ線である。非接触カプラ２２，２４は、主伝送線１６、
１８と非常に近い距離に平行に置かれた一定の長さの伝送線である。本発明の好
適な一実施の形態においては、平行の部分は長さが１．９ｃｍである。しかし、
長さはこれに制限されるものではない。非接触カプラ２２，２４は、４つのポー
ト２６，２８，３０，３２を有する。第１のポート２６および第２のポート２８
は、平行部分３１において電気的カップリングの大部分を有する主伝送線１６，
１８の一部を形成する。第３のポート３０および第４のポート３２は、平行部分 ３１ を形成する。主伝送線１６，１８から差動非接触カプラ２０へのカップリン
グは、第３のポート３０は終端されていないので、フォワード・クロストークよ
りむしろバックワード・クロストークである。ここで、差動非接触カプラ２０の
信号は、受信機１４にバックワードに伝搬する。このように、第３のポート３０
が浮いているので、第１のポート２６上に入った信号は、第２のポート２８およ
び第４ポート３２に伝搬する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 グーターマン・アレキサンドル・ジェイ カナダ国，ケイ２ジー ４ビー６，オンタ リオ，ネピーン，クレイグ ヘンリー ド ライブ 209シー (72)発明者 ザニ・ロバート カナダ国，ケイ２エス １ジー９，オンタ リオ，スティッツビル，スチーブントン クレセント 31 (72)発明者 ネウェル・テリー カナダ国，ケイ２エム １ケイ５，オンタ リオ，カナタ，ステイブル ウェイ 23 (72)発明者 ブラウン・アントニー・ケイ・デイル カナダ国，ケイ２エム １シー１，オンタ リオ，カナタ，イクエストリアン ドライ ブ 26 Ｆターム(参考） 5K029 AA02 JJ08

Claims (36)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 少なくとも１つのコモンモード反射を生じさせるための手段
    を備えたことを特徴とする高信号品質相互接続用バス。
  2. 【請求項２】 請求項１、６、１１または１６のいずれかに記載のバスにお
    いて、 前記バスは、差動であることを特徴とする高信号品質相互接続用バス。
  3. 【請求項３】 請求項１記載のバスにおいて、 さらに、信号を不足制動（under-damping）する手段を備えたことを特徴とす
    る高信号品質相互接続用バス。
  4. 【請求項４】 請求項１記載のバスにおいて、 さらに、コモンモードノイズを減らすための手段を備えたことを特徴とする高
    信号品質相互接続用バス。
  5. 【請求項５】 請求項１記載のバスにおいて、 さらに、信号を不足制動し、およびコモンモードノイズを減少させる手段を備
    えたことを特徴とする高信号品質相互接続用バス。
  6. 【請求項６】 少なくとも１つの差動非接触カプラを有する高信号品質相互
    接続用バスにおいて、 少なくとも１つのコモンモード反射を生じさせるための少なくとも１つのイン
    ピーダンス終端を備えたことを特徴とする高信号品質相互接続用バス。
  7. 【請求項７】 請求項６記載のバスにおいて、 さらに、信号を不足制動するための少なくとも１つのインピーダンス終端を備
    えたことを特徴とする高信号品質相互接続用バス。
  8. 【請求項８】 請求項６記載のバスにおいて、 少なくとも１つのコモンモードノイズを減少させるための少なくとも１つのイ
    ンピーダンス終端を備えたことを特徴とする高信号品質相互接続用バス。
  9. 【請求項９】 請求項６記載のバスにおいて、 さらに、信号を不足制動し、コモンモードノイズを減少させるための少なくと
    も１つのインピーダンス終端を備えたことを特徴とする高信号品質相互接続用バ
    ス。
  10. 【請求項１０】 請求項６記載のバスにおいて、 差動非接触カプラに接続されるインピーダンス終端を備えたことを特徴とする
    高信号品質相互接続用バス。
  11. 【請求項１１】 少なくとも１つの差動非接触カプラを有し、各差動非接触
    カプラは２つの非接触カプラを有する高信号品質相互接続用バスにおいて、 各差動非接触カプラ対の第１の非接触カプラに接続された短絡回路インピーダ
    ンス終端と、 終端されていない各差動非接触カプラ対の第２の非接触カプラとを備えたこと
    を特徴とする高信号品質相互接続用バス。
  12. 【請求項１２】 請求項１１記載のバスにおいて、 さらに、信号を不足制動するために、各差動非接触カプラ対の第２の非接触カ
    プラおよび接地間に直列に接続されたコンデンサを備えたことを特徴とする高信
    号品質相互接続用バス。
  13. 【請求項１３】 請求項１１記載のバスにおいて、 さらに、コモンモードノイズを減少させるために、各差動非接触カプラ対の第
    ２の非接触カプラおよび接地間で直列に接続されたコンデンサを備えたことを特
    徴とする高信号品質相互接続用バス。
  14. 【請求項１４】 請求項１１記載のバスにおいて、 さらに、信号を不足制動し、コモンモードノイズを減少させるために、各差動
    非接触カプラ対の第２の非接触カプラおよび接地間に直列に接続されたコンデン
    サを備えたことを特徴とする高信号品質相互接続用バス。
  15. 【請求項１５】 請求項１２、１３または１４のいずれかに記載のバスにお
    いて、 前記コンデンサは、第２のカプラを接地部分まで延長して形成されたことを特
    徴とする高信号品質相互接続用バス。
  16. 【請求項１６】 少なくとも１つの差動受信機において差動ソースを有し、
    各差動受信機用に対して少なくとも１つの差動非接触カプラを有し、各差動非接
    触カプラは２つの非接触カプラを有する高信号品質相互接続用バスにおいて、 各差動非接触カプラ対の第１の非接触カプラに接続された短絡インピーダンス
    終端と、 終端されていない各差動非接触カプラ対の第２の非接触カプラと、 信号を不足制動し、コモンモードノイズを減少させるために、各差動非接触カ
    プラ対の第２の非接触カプラおよび接地間に直列に接続されたコンデンサとを備
    え、 前記コンデンサは、第２のカプラを接地部分まで延長して形成され、 前記コンデンサは、差動ソースからの距離が増加するに従って静電容量が増加
    することを特徴とする高信号品質相互接続用バス。
  17. 【請求項１７】 請求項１６記載のバスにおいて、 コンデンサの静電容量の変化は、差動ソースに最も近い場合の０．６ｐＦから
    差動ソースから最も離れた場合の１．５ｐＦの範囲であることを特徴とする高信
    号品質相互接続用バス。
  18. 【請求項１８】 請求項１６記載のバスにおいて、 コンデンサは、２．５ＧＨｚ以上の周波数でコモンモードノイズを減少させる
    ことを特徴とする高信号品質相互接続用バス。
  19. 【請求項１９】 請求項１６記載のバスにおいて、 各非接触カプラは、主伝送線に近い平行な１．９ｃｍ長の伝送線を含むことを
    特徴とする高信号品質相互接続用バス。
  20. 【請求項２０】 請求項１６記載のバスにおいて、 前記差動バスは、終端されないことを特徴とする高信号品質相互接続用バス。
  21. 【請求項２１】 ソースおよび少なくとも１つの受信機を有するバスを用い
    て高信号品質相互接続を行う方法において、 ソースを使用してバス上に信号を発し、 バスに沿って少なくとも１つのインピーダンス不連続によって生じる信号の一
    部を反射させ、 少なく１つのコモンモード反射を生じさせるために信号の反射部を変化させ、 受信機でコモンモード反射をリジェクトすることことを特徴とする高信号品質
    相互接続方法。
  22. 【請求項２２】 請求項２１、２６または３１のいずれかに記載の方法にお
    いて、 前記バスは、差動であることを特徴とする高信号品質相互接続方法。
  23. 【請求項２３】 請求項２１記載方法において、 さらに、信号の反射部分を変化させ、信号を不足制動することを特徴とする高
    信号品質相互接続方法。
  24. 【請求項２４】 請求項２１記載方法において、 さらに、信号の反射部分を変化させ、コモンモードを減少させることを特徴と
    する高信号品質相互接続方法。
  25. 【請求項２５】 請求項２１記載方法において、 さらに、信号の反射部分を変化させ、信号を不足制動し、コモンモードを減少
    させることを特徴とする高信号品質相互接続方法。
  26. 【請求項２６】 ソースおよび少なくとも１つの受信機および少なくとも１
    つの差動非接触カプラを有するバスを用いて高信号品質相互接続を行うための方
    法において、 ソースを使用してバス上に信号を発し、 バスに沿って少なくとも１つのインピーダンス不連続によって生じる信号の一
    部を反射させ、 少なく１つのコモンモード反射を生じさせるために少なくとも１つのインピー
    ダンス終端を使用して信号の反射部分を変化させ、 受信機でコモンモード反射をリジェクトすることことを特徴とする高信号品質
    相互接続方法。
  27. 【請求項２７】 請求項２６記載方法において、 さらに、信号を不足制動するために、少なくとも１つのインピーダンス終端を
    使用して信号反射部分を変化させることを特徴とする高信号品質相互接続方法。
  28. 【請求項２８】 請求項２６記載方法において、 さらに、コモンモードを減少させるために、少なくとも１つのインピーダンス
    終端を使用して信号反射部分を変化させることを特徴とする高信号品質相互接続
    方法。
  29. 【請求項２９】 請求項２６記載方法において、 さらに、信号を不足制動し、コモンモードを減少させるために、少なくとも１
    つのインピーダンス終端を使用して信号反射部分を変化させることを特徴とする
    高信号品質相互接続方法。
  30. 【請求項３０】 請求項２６記載の方法において、 前記インピーダンス終端は、差動非接触カプラに接続されることを特徴とする
    高信号品質相互接続方法。
  31. 【請求項３１】 ソースおよび少なくとも１つの受信機および少なくとも１
    つの差動非接触カプラを有し、各差動非接触カプラは第１の非接触カプラおよび
    第２の非接触カプラを有するバスを用いて、高信号品質相互接続を行うための方
    法において、 ソースを使用してバス上に信号を発し、 バスに沿って少なくとも１つのインピーダンス不連続によって生じる信号の一
    部を反射させ、 少なく１つのコモンモード反射を生じさせるために、第２の非接触カプラ上の
    信号の反射部分に関して、第１の非接触カプラ上の信号の反射部分を反転し、 受信機でコモンモード反射をリジェクトすることことを特徴とする高信号品質
    相互接続方法。
  32. 【請求項３２】 請求項３１記載の方法において、 前記の反転は、第１の非接触カプラに接続される短絡インピーダンス終端を使
    用し、終端されない第２の非接触カプラを有することによって行われることを特
    徴とする高信号品質相互接続方法。
  33. 【請求項３３】 請求項３１記載の方法において、 さらに、第２の非接触カプラに接続された容量性のインピーダンス終端を使用
    し、信号を不足制動することを特徴とする高信号品質相互接続方法。
  34. 【請求項３４】 請求項３１記載の方法において、 さらに、第２の非接触カプラに接続された容量性のインピーダンス終端を使用
    し、コモンモードを減少させることを特徴とする高信号品質相互接続方法。
  35. 【請求項３５】 請求項３１記載の方法において、 さらに、第２の非接触カプラに接続された容量性のインピーダンス終端を使用
    し、信号を不足制動し、コモンモードを減少させることを特徴とする高信号品質
    相互接続方法。
  36. 【請求項３６】 差動ソースおよび少なくとも１つの差動受信機および少な
    くとも１つの差動非接触カプラを有し、各差動非接触カプラは第１の非接触カプ
    ラおよび第２の非接触カプラを有するバスを用いて高信号品質相互接続を行うた
    めの方法において、 ソースを使用してバス上に信号を発し、 バスに沿って少なくとも１つのインピーダンス不連続によって生じる信号の一
    部を反射させ、 少なく１つのコモンモード反射を生じさせるために、第２の非接触カプラ上の
    信号の反射部分に関して、第１の非接触カプラ上の信号の反射部分を反転し、 前記の反転は、第１の非接触カプラに接続される短絡インピーダンス終端、お
    よび終端されない第２の非接触カプラによって行われ、 受信機でコモンモード反射をリジェクトし、 信号を不足制動するために、第２の非接触カプラに接続された容量性のインピ
    ーダンス終端を使用し、 コモンモードを減少させるために、第２の非接触カプラに接続された容量性の
    インピーダンス終端を使用することを特徴とする高信号品質相互接続方法。
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