JP2007019990A - 差動伝送システム - Google Patents

Abstract

【課題】差動信号に与えるノイズの影響を小さくすることができる差動伝送システムを提供すること。
【解決手段】送端ブロックＴＢから出力される差動信号を、ケーブル１０を介して受端ブロックＲＢに伝送する差動伝送システムにおいて、送端ブロックＴＢの送信端側および受端ブロックＲＢの受信端側にそれぞれ定電流源１１，１２を接続する。この結果、定電流源１１，１２の抵抗成分が無限大であるので、送端ブロックＴＢと受端ブロックＲＢとの間にあるコモンモードノイズは、差動信号間のノーマルモードに変換されない。
【選択図】 図１

Description

この発明は、ノイズの影響を小さくすることができる差動伝送システムに関するものである。

一般的な差動伝送システムは、図２に示すように、送端ブロックＴＢから送られる差動信号は、ケーブル１０１を介して受端ブロックＲＢに伝送される。このような差動伝送システムは、伝送される信号が差動信号であるため、ノイズの影響を受けにくい伝送システムを構築することができる。

実開平６−３４３３７号公報

ところで、受端ブロックＲＢは、入力端子Ｐin，Ｎinにケーブル１０が接続されていない場合、入力端子Ｐin，Ｎinの各端子電圧がほぼ同電位になり、発振などが生じてしまう不安定状態になってしまう。そこで、図３に示すように、受端ブロックＲＢに、ケーブル１０が接続されていない場合、入力端子Ｐin，Ｎinの各端子電位をずらすために、オフセット抵抗Ｒoffを接続し、送信ブロックＴ側では、受端ブロックＲＢとのバランスをとるために、同様にオフセット抵抗Ｒoffを接続するようにしている。

しかしながら、送端ブロックＴＢと受端ブロックＲＢとの間に、コモンモードノイズがあると、この付加した抵抗Ｒoffによって差動間のノーマルモードノイズに変換され、図４に示すように、このノーマルモードノイズの存在によって差動信号のしきい値が変動し、結果的に差動信号にジッタが生じてしまうという問題点があった。

この問題点を解決するため、図４に示すように、図３に示した送端ブロックＴＢ側に設けたオフセット抵抗Ｒoffを受端ブロックＲＢ側に設けて並列接続し、この並列接続されたオフセット抵抗Ｒoffの一端が、コネクタＣ２１に接続された場合に、負側の伝送線に接続されるようにすることが考えられる。しかし、この差動伝送システムでは、コネクタＣ２１の構成が複雑になるとともに、オフセット抵抗Ｒoffが伝送線に対してスタブ構成となり、高速伝送を阻害するという問題点があった。さらに、コネクタＣ２１のみを受端ブロックＲＢに接続した場合でコネクタＣ１が送端ブロックＴＢに接続されていない場合、受端ブロックＲＢは依然として発振などが生じる不安定状態を形成してしまうという問題点が生じる。

さらに、上述した図３に示した差動伝送システムの問題点を解決するため、図５に示す差動伝送システムが考えられる。この差動伝送システムでは、受端ブロックＲＢ側に１つのオフセット抵抗Ｒoffを抵抗Ｒに共通接続し、コネクタＣ２２が接続されていないときには、オフセット抵抗Ｒoffによる電圧差を印加し、コネクタＣ１１，Ｃ２２がそれぞれ送端ブロックＴＢおよび受端ブロックＲＢに接続されたときのみに、受端ブロックＲＢの端子Ｔ２１，Ｔ２２が短絡し、オフセット抵抗Ｒoffによる電圧差発生をなくすようにしている。しかし、この差動伝送システムによっても、コネクタＣ１１，Ｃ２２の構成が複雑になるとともに、受端ブロックＴＢ側と送端ブロックＴＢ側との間を折り返す線路を必要とするため、バイアス電圧Ｖ_Tの電位に雑音がのりやすいという問題点が発生する。

この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、差動信号に与えるノイズの影響を小さくすることができる差動伝送システムを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１にかかる差動伝送システムは、送端ブロックから出力される差動信号を、ケーブルを介して受端ブロックに伝送する差動伝送システムにおいて、前記送端ブロックの送信端側および前記受端ブロックの受信端側にそれぞれ定電流源を接続したことを特徴とする。

この発明にかかる差動伝送システムでは、前記送端ブロックの送信端側および前記受端ブロックの受信端側にそれぞれ定電流源を接続しているので、定電流源の抵抗成分が無限大となり、結果的にコモンモードノイズがノーマルモードノイズに変換されず、ノイズの影響が小さい差動信号として伝送することができる。

以下、この発明を実施するための最良の形態である差動伝送システムについて説明する。

（実施の形態）
図１は、この発明の実施の形態である差動伝送システムの構成を示す図である。図１において、送端ブロックＴＢは、入力された差動信号をアンプＡ１でバッファリングし、出力端Ｐout，Ｎoutを介して出力する。出力端Ｐoutは、正の差動信号を出力する端子であり、出力端Ｎoutは、負の差動信号を出力する端子である。一方、受信ブロックＲは、入力端Ｐin，Ｎinを介して入力された差動信号をアンプＡ２でバッファリングして出力する。ここで、入力端Ｐinは、正の差動信号を入力する端子であり、入力端Ｎinは、負の差動信号を入力する端子である。ケーブル１０は、送端ブロックＴＢと受端ブロックＲＢとの間を接続し、差動信号を伝送するケーブルであり、両端には、コネクタＣ１，Ｃ２が設けられている。

送端ブロックＴＢのアンプＡ１の後段の各信号線には、それぞれ抵抗を介してバイアス電圧Ｖeeが印加され、このバイアス電圧Ｖee分バイアスされた差動信号が各信号線を伝送する。このバイアス電圧Ｖeeの印加点と各出力端Ｐout，Ｎoutとの間には、整合用の抵抗Ｒが直列接続される。さらに、負の差動信号を伝送する信号線に設けられた抵抗Ｒと出力端Ｎoutとの間に定電流源１１が接続される。同様にして、受端ブロックＲＢの入力端Ｐin，ＮinとアンプＡ２との間の各信号線には、バイアス電圧Ｖ_Tが印加されるとともに、入力端Ｐinとバイアス電圧Ｖ_Tの印加点との間に定電流源１１と同じ定電流源１２が接続される。

ここで、図３で示した従来の差動伝送システムにおいては、コネクタＣ１が送端ブロックＴＢの出力端Ｐout，Ｎoutに接続され、送端ブロックＴＢと受端ブロックＲＢとの間にコモンモードノイズが存在する場合、このコモンモードノイズ電圧Ｖcmは、次式のように、差動信号間のノーマルモードノイズ電圧Ｖnm（＝Ｖinp−Ｖinn）に変換される。なお、Ｖinpは、正の差動信号電圧であり、Ｖinnは、負の差動信号電圧である。
Ｖnm＝（−Ｒ／（Ｒ＋２・Ｒoff））・Ｖcm

しかし、図１に示したこの実施の形態である差動伝送システムでは、オフセット用の抵抗Ｒoffに替えて、定電流源１１，１２を設けているので、抵抗Ｒoffの値は無限大となり、結果的にノーマルモードノイズ電圧Ｖnmは、零となる。すなわち、コネクタＣ２と受端ブロックＲＢとが未接続（オープン）の状態であって、送端ブロックＴＢと受端ブロックＲＢとの間にコモンモードノイズが存在しても差動信号間のノーマルモードノイズに変換されることはない。

この結果、図６に示すような差動信号のしきい値の変動によるジッタが生じないので、ノイズの影響を受けずに精度高く差動信号を伝送することができる。

この発明の実施の形態にかかる差動伝送システムの構成を示す図である。 従来の差動伝送システムの構成を示す図である。 従来の他の差動伝送システムの構成を示す図である。 従来の他の差動伝送システムの構成を示す図である。 従来の他の差動伝送システムの構成を示す図である。 ノイズが混入した場合の差動信号の波形図である。

符号の説明

１０ ケーブル
１１，１２ 定電流源
ＴＢ 送端ブロック
ＲＢ 受端ブロック
Ｃ１，Ｃ２ コネクタ
Ａ１，Ａ２ アンプ

Claims (1)

1. 送端ブロックから出力される差動信号を、ケーブルを介して受端ブロックに伝送する差動伝送システムにおいて、
   前記送端ブロックの送信端側および前記受端ブロックの受信端側にそれぞれ定電流源を接続したことを特徴とする差動伝送システム。

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