JP2010010482A

JP2010010482A - 差動伝送回路

Info

Publication number: JP2010010482A
Application number: JP2008169332A
Authority: JP
Inventors: Kenji Konuki; 賢治小貫; Hideyuki Rengakuji; 秀行蓮覚寺
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2008-06-27
Filing date: 2008-06-27
Publication date: 2010-01-14

Abstract

【課題】伝送路を平行かつ等長に保ったまま、同一のピン配置のチップで送信側及び受信側の回路を構成できる。
【解決手段】入力信号から差動対信号を生成しＰ端子１０１及びＮ端子１０１から送信する送信部１００と、送信部１００から送信された差動対信号をＰ端子１１１及びＮ端子１１２で受信し出力信号を生成する受信部１１０と、Ｐ端子１０１からＰ端子１１１への第１伝送路とＮ端子１０２からＮ端子１１２への第２伝送路（１２０）を備え、少なくとも１つのＰ端子及びＮ端子は、第１伝送路及び第２伝送路（１２０）と平行に並んでいる。
【選択図】図１

Description

本発明は、作動対信号の伝送を行う回路に関するものである。

電子機器のデジタル化および高速化に伴い、周波数の高いデジタル信号を伝送する必要が生じている。そのため外部インターフェースや機器内の基板間の伝送ケーブルだけでなく、同一基板上のＩＣ間の配線から発生する放射ノイズが大きな問題となっている。この種の放射ノイズ対策として、差動伝送方式が広く用いられている。しかしながら差動伝送方式においてＩＣの配置によっては伝送路の配線が交差することになり、その結果、特性インピーダンスの乱れが起きてしまう。そこで交差することのない適切な配線を行なおうとすると、同一の機能を持つＩＣであってもピン配置の異なるＩＣが必要になるという課題がある。

特許文献１では、差動伝送を行なう配線が交差した場合においても等長性を保ち且つ特性インピーダンスの乱れを軽減するプリント配線基板の構成が開示されている。特許文献２では、コネクションボールの周りを電源とＧＮＤで囲むことによって、伝送信号を電磁気障害から保護するシールド効果を備えた集積回路が開示されている。特許文献３では、差動伝送回路の基板において１対のデータ伝送回路を線対称に配置することによって、信号の品質低下やノイズの放射を防ぐ方式が開示されている。
特開２００７−１４９８０５号特開２００３−２４９９０４号特開平１１−１８６６７４号

図５に一般的な差動伝送回路基板の構成図を示す。５００は差動対信号を送信する送信部であり、５１０は送信部５００から送信された差動対信号を受信する受信部である。それぞれは例えば、ＢＧＡ（ＢａｌｌＧａｔｅＡｌｌａｙ）型のＰ（正論理）端子５０１、５１１とＮ（負論理）端子５０２、５１２を備えている。５２０は差動対信号を転送するための伝送路である。送信部５００と受信部５１０が基板上の同一面に実装される場合には伝送路５２０は等長かつ平行である。しかし、図６に示すように、送信部６００と受信部６１０が基板上の異なる面に実装される場合には、受信部６１０は送信部６００に対してＰ端子とＮ端子が上下反対となり、その結果伝送路３２０が交差し特性インピーダンスが一致しないため信号の品質が低下するという問題が起きてしまう。図中の点線は基板の反対側の面に実装されていることを表している。

特許文献１に開示されている構成では、入力部及び出力部を基板上の異なる面へ実装するとき、差動信号のペアが複数ある場合には上記の問題に対応できない。

特許文献２に開示されている構成では、コネクションボールを基板に垂直な面に対して対称に配置する。しかし、この構成では差動伝送において送信側及び受信側を基板上の異なる面へ実装する場合には伝送路が交差し、特性インピーダンスが一致しない。このため信号の品質が低下するという課題を解決することができない。

特許文献３に開示されているように差動対信号の伝送路を線対称に配置するだけでは、配線交差時の特性インピーダンスの乱れによる信号の品質低下に対処することができない。

上記目的を達成するために、本発明の入力信号から差動対信号を生成しＰ端子及びＮ端子から送信する送信部と、前記送信部から送信された前記差動対信号をＰ端子及びＮ端子で受信し出力信号を生成する受信部と、前記差動対信号を前記送信部のＰ端子から前記受信部のＰ端子に転送する第１伝送路と、前記差動対信号を前記送信部のＮ端子から前記受信部のＮ端子に転送する第２伝送路と、を備え、前記送信部及び前記受信部のうち少なくとも１つのＰ端子及びＮ端子は、前記第１伝送路及び第２伝送路と平行に並んでいることを特徴とする。

本発明によれば、伝送路を平行かつ等長に保ったまま、同一のピン配置のチップで送信側及び受信側の回路を構成でき、また、基板の異なる面への実装にも対応可能となるという効果を得ることができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。

図１に本発明を適用できる回路基板の構成図を示す。１００は所定の入力信号から差動信号を生成し、生成した差動信号を送信する送信部である。１１０は送信部１００から受信した差動信号を受信し出力信号を生成する受信部である。１０１及び１０２はそれぞれ送信部が備えるＰ端子及びＮ端子であり、１１１及び１１２はそれぞれ受信部が備えるＰ端子及びＮ端子である。１２０は差動対信号を転送する伝送路である。１８０は回路基板である。

このように、Ｐ端子及びＮ端子は、第１伝送路及び第２伝送路と同じ方向に並んでいる。すなわち、Ｐ端子とＮ端子とを結ぶ直線は第１伝送路及び第２伝送路と平行に並んでいる。また、伝送路は所定間隔で平行に保たれるように、送信部及び受信部のパッケージ内において曲げられている。なお、曲げなくても本発明の効果は得られるが、その場合、互いを接触させないために、ビアホールが一つ多く必要となる。また、内層を通ることによって周囲の信号の影響を受けやすいことになる。曲げることでこれらの不都合を回避できる。

図２は送信部２００と受信部２１０が異なる面に実装されている様子を示している。図中２８０は回路基板であり、２８１はビアホールである。点線で示されている箇所は基板の反対側の面に実装されていることを表している。

Ｐ端子１０１、１１１とＮ端子１０２、１１２は、４つを結ぶ直線が伝送路１２０と平行であり且つ１０１と１０２及び１１１と１１２がＰ端子とＮ端子が同じ並びで等距離になるように配置されている。これにより、送信部１００と受信部１１０が基板上の同一面に実装される場合にも、図２に示すように異なる面に実装される場合にも伝送路が交差することがない。したがって、伝送路を等長かつ平行であることを保つことが可能になり、信号の品質低下のない差動伝送が可能となる。

図３は送信部３００と受信部３１０のＰ端子とＮ端子が異なる並びである場合であり、図４は送信部４００と受信部４１０のどちらか一方のＰ端子とＮ端子を結ぶ直線が伝送路に対して垂直である場合であり、どちらの場合にも伝送路を平行に保つことが可能である。

従って、同一のピン配置のＩＣで送信部と受信部を基板の同一面及び異なる面へのどちらに実装する場合においても、対応可能な差動伝送回路基板を提供することが可能となる。また基板の面積縮小や装置の小型化に対応することも可能である。

本発明の一実施形態に係わる差動伝送回路基板の構成図（同一面に実装）本発明の一実施形態に係わる差動伝送回路基板の構成図（異なる面に実装）本発明の一実施形態に係わる差動伝送回路基板の構成図（異なる面に実装）本発明の一実施形態に係わる差動伝送回路基板の構成図（異なる面に実装）従来の差動伝送回路基板の構成図（同一面に実装）従来の差動伝送回路基板の構成図（異なる面に実装）

符号の説明

１００回路基板
１１０送信部
１２０受信部
１３０伝送路
１４０ビアホール

Claims

入力信号から差動対信号を生成しＰ端子及びＮ端子から送信する送信部と、
前記送信部から送信された前記差動対信号をＰ端子及びＮ端子で受信し出力信号を生成する受信部と、
前記差動対信号を前記送信部のＰ端子から前記受信部のＰ端子に転送する第１伝送路と、
前記差動対信号を前記送信部のＮ端子から前記受信部のＮ端子に転送する第２伝送路と、を備え、
前記送信部及び前記受信部のうち少なくとも１つのＰ端子及びＮ端子は、前記第１伝送路及び第２伝送路と平行に並んでいることを特徴とする差動伝送回路。
前記送信部と前記受信部は、回路基板に対して反対側の面に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の差動伝送回路。
前記第１及び第２伝送路は、所定間隔で平行に保たれるように、前記送信部及び受信部のパッケージ内において曲げられていることを特徴とする請求項１または２に記載の差動伝送回路。