JP2010239326A

JP2010239326A - High-speed and long-distance transmission system utilizing reflection characteristics, and equalizer

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Publication number: JP2010239326A
Application number: JP2009083863A
Authority: JP
Inventors: Masanori Nakamura; 政宣中村; Tomohisa Miyazaki; 智央宮崎
Original assignee: Oki Electric Cable Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Cable Co Ltd
Priority date: 2009-03-31
Filing date: 2009-03-31
Publication date: 2010-10-21
Anticipated expiration: 2029-03-31
Also published as: JP5024969B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a high-speed and long-distance transmission system utilizing reflection characteristics and equalizer, wherein not only a structure is extremely simplified, relative to the prior arts but also power consumption is reduced and low-cost high-speed and long-distance transmission becomes possible. <P>SOLUTION: The high-speed and long-distance transmission system is characterized by compensating for signal waveform deterioration in a high-frequency domain of a transmission line, that the system originally has, by utilizing the reflection characteristics in the high-frequency domain generated by impedance mismatching between the transmission line and a receiving circuit during high-speed transmission. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、伝送線路による信号波形劣化を高周波領域での反射特性を利用することにより補償し、低消費電力で、高速伝送および長距離伝送を可能にする伝送システムおよびイコライザに関するものである。 The present invention relates to a transmission system and an equalizer that compensate for signal waveform deterioration due to a transmission line by utilizing reflection characteristics in a high-frequency region and enable high-speed transmission and long-distance transmission with low power consumption.

従来、高速伝送を行う場合、伝送線路での信号波形劣化により制限される高速性、長距離性の改善は、アクティブ回路（能動回路；増幅器等の電源供給が必要な回路）によるイコライジングや光伝送を適用する方法等が知られている。 Conventionally, when performing high-speed transmission, improvement in high-speed performance and long-distance performance, which is limited by signal waveform deterioration on the transmission line, is achieved by equalizing or optical transmission using active circuits (active circuits; circuits that require power supply such as amplifiers). A method of applying is known.

アクティブ回路によるイコライザ（等化器；一般的に周波数特性を調整するための補償回路をいう）の利用や光伝送を利用した高速伝送および長距離伝送は、信号レベルの改善のための増幅器や電気から光へ、光から電気へ変換するための変換器等のアクティブ部品を使用する必要があり、実装スペースの拡大や消費電力の増大を招いただけでなく、高価な伝送システムとなった。また、パッシブ回路（受動回路；増幅器等の電源供給を必要としない回路）による波形整形の方法として低周波領域の減衰量を増加させ、平坦な周波数特性とするイコライザを使用する方法もあるが、信号振幅が小さくなるため、伝送速度や伝送長距離の制約となった。 The use of an equalizer (equalizer; generally referred to as a compensation circuit for adjusting frequency characteristics) by an active circuit and high-speed transmission and long-distance transmission using optical transmission include amplifiers and electrical circuits for improving signal levels. It is necessary to use active components such as a converter for converting light to light and light to electricity, which not only increases the mounting space and power consumption, but also results in an expensive transmission system. In addition, as a waveform shaping method using a passive circuit (passive circuit; a circuit that does not require power supply such as an amplifier), there is a method of using an equalizer having a flat frequency characteristic by increasing attenuation in the low frequency region. Since the signal amplitude is small, the transmission speed and the transmission distance are limited.

本発明は、かかる課題を解決するためになされたもので、高周波領域においては、伝送線路の特性インピーダンスより受信回路の入力インピーダンスを大きくすることで高周波領域での反射特性を利用し高周波領域での信号波形劣化を補償し、低周波領域においては、伝送線路の特性インピーダンスと同等とすることで信号波形劣化を抑え、更に、低周波領域の減衰量を調整することにより、信号波形劣化を補償する高速伝送および長距離伝送を実現するシステムである。更に、発明者等が低スキュー（低伝搬遅延時間差）の伝送線路に関して先に出願した特願２００８−１９４５８０の技術的内容と本発明の波形劣化の補償という技術的内容を組み合わせ、スキューマージンを改善することにより、更なる高速伝送および長距離伝送を実現するシステムおよびイコライザである。 The present invention has been made to solve such a problem. In the high frequency region, the input impedance of the receiving circuit is made larger than the characteristic impedance of the transmission line, thereby utilizing the reflection property in the high frequency region. Compensates for signal waveform degradation and suppresses signal waveform degradation by making it equal to the characteristic impedance of the transmission line in the low frequency range, and further compensates for signal waveform degradation by adjusting the attenuation in the low frequency range This system realizes high-speed transmission and long-distance transmission. Further, the inventors have combined the technical contents of Japanese Patent Application No. 2008-194580 previously filed for transmission lines with low skew (low propagation delay time difference) with the technical contents of compensation of waveform degradation of the present invention to improve the skew margin. By doing so, a system and an equalizer that realize further high-speed transmission and long-distance transmission.

本発明によれば、従来品に比べて非常にシンプルな構造で、低消費電力かつ安価な反射特性利用による高速・長距離伝送が可能になった。具体例を挙げると、カメラリンク（クロック周波数８０ＭＨｚデータ伝送速度５６０Ｍｂｐｓ）の場合、本発明品は、従来品では伝送距離が７ｍ迄のものを約３０ｍ以上に迄距離を延長することが可能になるだけでなく、一般のリピータ（アクティブ回路）に比べ、５０％以上の低消費電力化がはかれるので、その工業的価値は非常に大きい。 According to the present invention, it is possible to perform high-speed and long-distance transmission by using a reflection characteristic that is low in power consumption and inexpensive, with a very simple structure as compared with the conventional product. As a specific example, in the case of a camera link (clock frequency 80 MHz, data transmission speed 560 Mbps), the product of the present invention can extend the distance up to about 30 m from the conventional product with a transmission distance of up to 7 m. In addition, since the power consumption is reduced by 50% or more compared to a general repeater (active circuit), its industrial value is very large.

（Ａ）は、本発明の高速・長距離伝送システムおよびイコライザ１の基本構成ブロック図で、（Ｂ-1）は、本発明の高速・長距離伝送システムおよびイコライザの具体的実施例１Ａの回路構成図で、（Ｂ-2）は、本発明（Ｂ-1）の変形例で,低周波補正が必要ない場合のイコライザ３０Ａ-2の回路構成図で、（Ｃ）は、本発明の図１（Ｂ-1）のイコライザ３０Ａ-1が、低周波領域においては、本回路に等価される。（Ｄ）は、本発明の図１（Ｂ-1）のイコライザ３０Ａ-1が、高周波領域においては、本回路に等価される。（Ｅ）は、本発明の高速・長距離差動伝送システムおよびイコライザの具体的実施例１Ｂの回路構成図で、（Ｆ）は、本発明の図１（Ｅ）のイコライザ３０Ｂが、低周波領域においては、本回路に等価される。（Ｇ）は、本発明の図１（Ｅ）のイコライザ３０Ｂが、高周波領域においては、本回路に等価される。(A) is a basic configuration block diagram of the high-speed / long-distance transmission system and equalizer 1 of the present invention, and (B-1) is a circuit of a specific embodiment 1A of the high-speed / long-distance transmission system and equalizer of the present invention. In the configuration diagram, (B-2) is a modification of the present invention (B-1), and is a circuit configuration diagram of the equalizer 30A-2 when low frequency correction is not required, and (C) is a diagram of the present invention. 1 (B-1) equalizer 30A-1 is equivalent to this circuit in the low frequency region. (D) is equivalent to this circuit in the high frequency region of the equalizer 30A-1 shown in FIG. (E) is a circuit configuration diagram of a specific example 1B of the high-speed / long-distance differential transmission system and equalizer according to the present invention, and (F) is a diagram showing the low frequency operation of the equalizer 30B of FIG. 1 (E) of the present invention. In the area, it is equivalent to this circuit. (G) is equivalent to this circuit in the high frequency region of the equalizer 30B of FIG. 1 (E) of the present invention. （Ａ）は、本発明の高速・長距離伝送システムおよびイコライザの具体的実施例１Ｃの回路構成図で、（Ｂ）は、本発明の図２（Ａ）のイコライザ３０Ｃが、低周波領域においては、本回路に等価される。（Ｃ）は、本発明の図２（Ａ）のイコライザ３０Ｃが、高周波領域においては、本回路に等価される。（Ｄ）は、本発明の図２（Ａ）のイコライザ３０Ｃが、Ｖｆ１＞Ｖｆ２で、Ｖｆ２＞Ｖｉｎの場合、本回路に等価される。（Ｅ）は、本発明の図２（Ａ）のイコライザ３０Ｃが、Ｖｆ１＞Ｖｉｎ＞Ｖｆ２の場合、本回路に等価される。（Ｆ）は、本発明の図２（Ａ）のイコライザ３０Ｃが、Ｖｉｎ＞Ｖｆ１の場合、本回路に等価される。（Ｇ）は、本発明の低スキュー差動伝送用多心丸型ケーブル１´の構造断面図である。(A) is a circuit configuration diagram of a specific example 1C of the high-speed / long-distance transmission system and equalizer of the present invention, and (B) is a circuit diagram of the equalizer 30C of FIG. Is equivalent to this circuit. (C) is equivalent to the circuit of the equalizer 30C of FIG. 2A of the present invention in the high frequency region. FIG. 2D is equivalent to this circuit when the equalizer 30C of FIG. 2A of the present invention satisfies Vf1> Vf2 and Vf2> Vin. (E) is equivalent to this circuit when the equalizer 30C of FIG. 2A of the present invention satisfies Vf1> Vin> Vf2. (F) is equivalent to this circuit when the equalizer 30C of FIG. 2A of the present invention is Vin> Vf1. (G) is a structural cross-sectional view of the multi-core round cable 1 ′ for low skew differential transmission of the present invention. 本発明品と従来品について、周波数（ＭＨz）に対する入力インピーダンス（Ω）の比較結果である。It is a comparison result of input impedance (Ω) with respect to frequency (MHz) for the product of the present invention and the conventional product. 本発明品と従来品のアイパターン（２０ｍ６００Ｍｂｐｓ）の比較結果である。It is a comparison result of the eye pattern (20 m 600 Mbps) of the product of the present invention and the conventional product.

以下、本発明の反射特性利用による高速・長距離伝送システムおよびイコライザ１の実施例を添付図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of a high-speed / long-distance transmission system and an equalizer 1 using reflection characteristics according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

本発明の高速・長距離伝送システムおよびイコライザ１の基本構成ブロック図を図１（Ａ）に示す。
本発明の高速・長距離伝送システムおよびイコライザ１の基本構成は、高速信号を出力する送信回路１０に接続された伝送線路２０と、前記伝送線路２０と前記高速信号を受信する高入力インピーダンス受信回路５０との間にイコライザ３０を接続して構成され、反射特性利用による高速・長距離伝送システムおよびイコライザ１である。（本発明の第１実施例に対応：請求項１を第１実施例とし、以下、同様） FIG. 1A shows a basic configuration block diagram of the high-speed / long-distance transmission system and equalizer 1 of the present invention.
The basic configuration of the high-speed / long-distance transmission system and the equalizer 1 of the present invention includes a transmission line 20 connected to a transmission circuit 10 that outputs a high-speed signal, and a high-input impedance reception circuit that receives the transmission line 20 and the high-speed signal. The high-speed / long-distance transmission system and the equalizer 1 are configured by connecting an equalizer 30 to 50 and using reflection characteristics. (Corresponding to the first embodiment of the present invention: claim 1 as the first embodiment, the same applies hereinafter)

次に、本発明の高速・長距離伝送システムおよびイコライザの具体的実施例１Ａの回路構成図を、図１（Ｂ-1）に示す。
本発明の実施例１Ａの構成は、高速信号を出力する送信回路であるドライバ回路１０Ａとシングルエンド伝送線路２０Ａとイコライザ３０Ａ-1と高入力インピーダンス受信回路であるレシーバー５０Ａで構成される反射特性利用による高速・長距離伝送システムおよびイコライザ１Ａである。
ここで、シングルエンド（single end）信号とは、一つの信号線に対して１本の信号線を用いて、信号をその信号のグランドに対する電圧として送る信号をいう。
この場合のイコライザ３０Ａ-1は、シングルエンド伝送線路に対応し、シングルエンド伝送線路２０Ａと前記高速信号を受信するレシーバ５０Ａとの間に、直列に接続された第１の抵抗３１Ａ-1と第１のキャパシタ３２Ａ-1からなる第１の並列回路と、第１の並列回路の入力端で、前記並列回路の入力端でグランド（0V）から電源電圧（Vcc）の範囲の値となる電圧源（Vtt）の間に接続された第２の抵抗３４Ａと第１のインダクタ３３Ａの直列回路と、前記並列回路の出力端でグランド（0V）から電源電圧（Vcc）の範囲の値となる電圧源（Vtt）の間に接続された第３の抵抗３５Ａ-1からなる直列回路で構成されている。
また、低周波領域においては、本発明の図１（Ｂ-1）のイコライザ３０Ａ-1が、図１（Ｃ）の回路に等価され、図に示す。低周波領域においては、第１のキャパシタ３２Ａ-1は高インピーダンス、第１のインダクタ３３Ａは低インピーダンスとなるため、図１（Ｂ-1）のイコライザ３０Ａ-1が本回路に等価される。図１（Ｃ）において、伝送線路端からみたイコライザ３０Ａ-1の入力インピーダンスは、第１、第２、第３の抵抗３１Ａ-1、３４Ａ、３５Ａ-1によって決まり、伝送線路の特性インピーダンスと同等の値とすることができ、信号波形劣化を防ぐことが可能である。更に、入力した信号を第１、第３の抵抗３１Ａ-1、３５Ａ-1により受信回路端において減衰量を調整することが可能である。（本発明の第６実施例に対応）
同様に、本発明の図１（Ｂ-1）のイコライザ３０Ａ-1は、高周波領域においては、第１のキャパシタ３２Ａ-1は、低インピーダンスとなる。また、第１のインダクタ３３Ａは高インピーダンスとなるため、図１（Ｂ-1）のイコライザ３０Ａ-1が図１（Ｄ）の回路に等価される。図１（Ｄ）において、伝送線路端からみたイコライザ３０Ａ-1の入力インピーダンスは、第３の抵抗３５Ａ-1によって決まり、伝送線路端の電圧値Vin(V)、受信回路端の電圧値Vout（V）、第３の抵抗３５Ａ-1の抵抗値R3（Ω）、伝送線路の特性インピーダンスZc（Ω）、反射係数Γは、下記の数式で表される。 Next, FIG. 1 (B-1) shows a circuit configuration diagram of a specific example 1A of the high-speed / long-distance transmission system and equalizer according to the present invention.
The configuration of Embodiment 1A of the present invention is based on the use of reflection characteristics including a driver circuit 10A that is a transmission circuit that outputs a high-speed signal, a single-ended transmission line 20A, an equalizer 30A-1, and a receiver 50A that is a high input impedance reception circuit. The high-speed / long-distance transmission system and equalizer 1A.
Here, a single end signal refers to a signal that uses one signal line for one signal line and sends the signal as a voltage with respect to the ground of the signal.
The equalizer 30A-1 in this case corresponds to a single-ended transmission line, and includes a first resistor 31A-1 and a first resistor 31A-1 connected in series between the single-ended transmission line 20A and the receiver 50A that receives the high-speed signal. A first parallel circuit composed of one capacitor 32A-1 and a voltage source having a value in the range of ground (0V) to power supply voltage (Vcc) at the input end of the first parallel circuit at the input end of the first parallel circuit (Vtt) is a series circuit of the second resistor 34A and the first inductor 33A connected to each other, and a voltage source having a value in the range of ground (0V) to the power supply voltage (Vcc) at the output terminal of the parallel circuit. It is constituted by a series circuit composed of a third resistor 35A-1 connected between (Vtt).
In the low frequency region, the equalizer 30A-1 of FIG. 1 (B-1) of the present invention is equivalent to the circuit of FIG. 1 (C) and is shown in the figure. In the low frequency region, the first capacitor 32A-1 has a high impedance, and the first inductor 33A has a low impedance. Therefore, the equalizer 30A-1 in FIG. 1B-1 is equivalent to this circuit. In FIG. 1C, the input impedance of the equalizer 30A-1 viewed from the end of the transmission line is determined by the first, second, and third resistors 31A-1, 34A, and 35A-1, and is equivalent to the characteristic impedance of the transmission line. It is possible to prevent the signal waveform from deteriorating. Further, the attenuation amount of the input signal can be adjusted at the receiving circuit end by the first and third resistors 31A-1 and 35A-1. (Corresponding to the sixth embodiment of the present invention)
Similarly, in the equalizer 30A-1 of FIG. 1B-1 of the present invention, the first capacitor 32A-1 has a low impedance in the high frequency region. Further, since the first inductor 33A has a high impedance, the equalizer 30A-1 in FIG. 1B-1 is equivalent to the circuit in FIG. In FIG. 1D, the input impedance of the equalizer 30A-1 viewed from the transmission line end is determined by the third resistor 35A-1, and the voltage value Vin (V) at the transmission line end and the voltage value Vout ( V), the resistance value R3 (Ω) of the third resistor 35A-1, the characteristic impedance Zc (Ω) of the transmission line, and the reflection coefficient Γ are expressed by the following equations.

ここで、R3＞ZcとすることでΓ＞0となり、受信回路端において反射特性を利用した電圧値とすることが可能になる。（本発明の第２・第４実施例に対応）
次に、イコライザ３０Ａ-1において、低周波領域は、シングルエンド伝送線路の特性インピーダンスに整合させることで波形歪を補償し、高周波領域は、反射特性を利用して波形歪を補償することによりジッター（通信機器などにおいて発生する信号の時間的なズレや揺らぎのことである）が減少し、アイパターン(実際の信号のサンプルを多数重ね合わせ、信号の特徴をグラフィカルに提示するもの)の開口を確保することが可能になる。ジッターが減少することにより、スキューマージンが改善する。なお、図１（Ｂ−２）は、本発明（Ｂ−１）の変形例で,低周波補正の必要がない場合のイコライザ３０Ａ-2の回路構成図である。この周波数範囲は、第１のキャパシタ３２Ａ-2と第１の抵抗３１Ａ-2との関係ｆ_ｃ＝１/２πＣＲで決まる。（本発明の第７実施例に対応）

Here, by setting R3> Zc, Γ> 0, and the voltage value utilizing the reflection characteristics can be obtained at the receiving circuit end. (Corresponding to the second and fourth embodiments of the present invention)
Next, in the equalizer 30A-1, in the low frequency region, the waveform distortion is compensated by matching the characteristic impedance of the single-ended transmission line, and in the high frequency region, the jitter is compensated by using the reflection characteristic to compensate the waveform distortion. (This is the time shift or fluctuation of the signal generated in communication equipment, etc.), and the eye pattern (which overlays many actual signal samples and presents the signal characteristics graphically) is opened. It becomes possible to secure. By reducing the jitter, the skew margin is improved. FIG. 1B-2 is a modification of the present invention B-1 and is a circuit configuration diagram of the equalizer 30A-2 when low frequency correction is not necessary. This frequency range is determined by the relationship f _c = 1 / 2πCR between the first capacitor 32A-2 and the first resistor 31A-2. (Corresponding to the seventh embodiment of the present invention)

次に、本発明の高速・長距離差動伝送システムおよびイコライザの具体的実施例１Ｂの回路構成図を図１（Ｅ）に示す。
本発明の実施例１Ｂの構成は、高速・長距離差動信号を出力する差動ドライバ回路１０Ｂと、第１の伝送線路２１Ｂと第２の伝送線路２２Ｂとのペアで構成される差動伝送線路２０Ｂと、差動構成イコライザ３０Ｂと、高入力インピーダンスの差動レシーバ５０Ｂで構成される高速・長距離差動伝送システムおよびイコライザである。ここで、差動信号（differential signal））とは、一つの信号線に対して２本の対等な信号線のペアを用いて、信号をその信号線ペアの間の電位差として送る信号をいう。このように、差動伝送とは、１対の信号線を使ってデータを伝送する方式のことで、対をなす２本の信号線にはそれぞれ逆位相の信号を伝送する。
この場合のイコライザ３０Ｂは、差動（ディファレンシャル）の伝送線路に対応し、第１の伝送線路２１Ｂと高速差動信号を受信する高入力インピーダンスの差動レシーバ５０Ｂの＋入力端子との間に、直列に接続された第１の抵抗３１Ｂと第１のキャパシタ３２Ｂからなる第１の並列回路と、第２の伝送線路２２Ｂと高速差動信号を受信する高入力インピーダンスの差動レシーバ５０Ｂの−入力端子との間に、直列に接続された第４の抵抗３７Ｂと第２のキャパシタ３６Ｂからなる第２の並列回路と、第１の並列回路の入力端と第２の並列回路の入力端の間に接続された第２の抵抗３４Ｂと第１のインダクタ３３Ｂの直列回路と、第１の並列回路の出力端と第２の並列回路の出力端との間に接続された第３の抵抗３５Ｂからなる直列回路で構成されている。
また、低周波領域においては、第１、第２のキャパシタ３２Ｂ、３６Ｂは高インピーダンス、第１のインダクタ３３Ｂは低インピーダンスとなるため、図１（Ｅ）のイコライザ３０Ｂが、図１（Ｆ）の回路に等価される。図１（Ｆ）において、伝送線路端からみたイコライザ３０Ｂの入力インピーダンスは、第１、第２、第３、第４の抵抗３１Ｂ、３４Ｂ、３５Ｂ、３７Ｂによって決まり、伝送線路の特性インピーダンスと同等の値とすることができ、信号波形劣化を防ぐことが可能である。更に、入力した信号を第１、第３、第４の抵抗３１Ｂ、３５Ｂ、３７Ｂにより受信回路端において減衰量を調整させることが可能になる。（本発明の第６実施例に対応）
同様に、高周波領域においては、第１、第２のキャパシタ３２Ｂ、３６Ｂは低インピーダンス、第１のインダクタ３３Ｂは高インピーダンスとなるため、図１（Ｅ）のイコライザ３０Ｂが、図１（Ｇ）の回路に等価される。図１（Ｇ）において、伝送線路端からみたイコライザ３０Ｂの入力インピーダンスは、第３の抵抗３５Ｂによって決まり、伝送線路端の電圧値Vin(V)、受信回路端の電圧値Vout（V）、第３の抵抗３５Ｂの抵抗値R3（Ω）、伝送線路の特性インピーダンスZc（Ω）、反射係数Γについては、前記に記載した数式１が成立する。ここで、R3＞ZcとすることでΓ＞0となり、受信回路端において反射特性を利用した電圧値とすることが可能になる。 Next, FIG. 1E shows a circuit configuration diagram of a specific example 1B of the high-speed / long-distance differential transmission system and equalizer according to the present invention.
The configuration of Example 1B of the present invention is a differential transmission configured by a pair of a differential driver circuit 10B that outputs a high-speed, long-distance differential signal, and a first transmission line 21B and a second transmission line 22B. This is a high-speed / long-distance differential transmission system and an equalizer including a line 20B, a differential configuration equalizer 30B, and a differential receiver 50B having a high input impedance. Here, a differential signal refers to a signal that uses a pair of two equal signal lines for one signal line and sends a signal as a potential difference between the signal line pair. Thus, differential transmission is a method of transmitting data using a pair of signal lines, and signals having opposite phases are transmitted to the two signal lines forming a pair.
The equalizer 30B in this case corresponds to a differential transmission line, and between the first transmission line 21B and the + input terminal of the differential receiver 50B having a high input impedance for receiving a high-speed differential signal, A first parallel circuit composed of a first resistor 31B and a first capacitor 32B connected in series, a second input line of a differential receiver 50B having a high input impedance for receiving a high-speed differential signal and the second transmission line 22B. A second parallel circuit composed of a fourth resistor 37B and a second capacitor 36B connected in series between the terminal and the input end of the first parallel circuit and the input end of the second parallel circuit. A series circuit of the second resistor 34B and the first inductor 33B connected to each other, and a third resistor 35B connected between the output terminal of the first parallel circuit and the output terminal of the second parallel circuit. In a series circuit It has been made.
In the low frequency region, the first and second capacitors 32B and 36B have high impedance and the first inductor 33B has low impedance. Therefore, the equalizer 30B in FIG. Equivalent to circuit. In FIG. 1F, the input impedance of the equalizer 30B viewed from the transmission line end is determined by the first, second, third, and fourth resistors 31B, 34B, 35B, and 37B, and is equivalent to the characteristic impedance of the transmission line. It is possible to prevent the signal waveform from deteriorating. Further, the attenuation amount of the input signal can be adjusted at the receiving circuit end by the first, third, and fourth resistors 31B, 35B, and 37B. (Corresponding to the sixth embodiment of the present invention)
Similarly, in the high-frequency region, the first and second capacitors 32B and 36B have low impedance and the first inductor 33B has high impedance. Therefore, the equalizer 30B in FIG. Equivalent to circuit. In FIG. 1G, the input impedance of the equalizer 30B viewed from the end of the transmission line is determined by the third resistor 35B. The voltage value Vin (V) at the transmission line end, the voltage value Vout (V) at the receiving circuit end, 3 is satisfied with respect to the resistance value R3 (Ω) of the resistor 35B of No. 3, the characteristic impedance Zc (Ω) of the transmission line, and the reflection coefficient Γ. Here, by setting R3> Zc, Γ> 0, and the voltage value utilizing the reflection characteristics can be obtained at the receiving circuit end.

次に、本発明の高速・長距離伝送システムおよびイコライザの具体的実施例１Ｃの回路構成図を図２（Ａ）に示す。
本発明の実施例１Ｃの構成は、高速信号を出力するドライバ回路１０Ｃと、シングルエンド伝送線路２０Ｃと、イコライザ３０Ｃと、高入力インピーダンスのレシーバ５０Ｃで構成される高速・長距離伝送システムおよびイコライザ１Ｃである。
この場合のイコライザ３０Ｃは、シングルエンド伝送線路だけでなく自動レベル補正の機能も備え、シングルエンド伝送線路２０Ｃと前記高速信号を受信する高入力インピーダンスのレシーバ５０Ｃとの間に、直列に接続された第１の抵抗３１Ｃと第１のキャパシタ３２Ｃからなる第１の並列回路と、第１の並列回路の入力端で前記並列回路の入力端でグランドとの間に接続された第２の抵抗３４Ｃと第１のインダクタ３３Ｃとからなる第１の直列回路と、前記並列回路の出力端でグランドとの間に接続された第１のダイオード４０Ｃと第３の抵抗３５Ｃからなる第２の直列回路と第２のダイオード４１Ｃと第４の抵抗３７Ｃとからなる第３の直列回路と第５の抵抗３８Ｃからなる第２の抵抗並列回路で構成されている。
また、低周波領域においては、本発明の図２（Ａ）のイコライザ３０Ｃが、図２（Ｂ）の回路に等価され、図に示す。低周波領域においては、第１のキャパシタ３２Ｃは高インピーダンス、第１のインダクタ３３Ｃは低インピーダンスとなるため、また、低周波領域の信号のシングルエンド伝送線路２０Ｃにおける減衰は少ないため、伝送線路端での電圧値は第１のダイオード４０Ｃおよび第２のダイオード４１Ｃの順方向電圧値よりも大きく、図２（Ａ）のイコライザ３０Ｃは図２（Ｂ）の回路に等価される。図２（Ｂ）において、伝送線路端からみたイコライザ３０Ｃの入力インピーダンスは、第１、第２、第３、第４、第５の抵抗３１Ｃ、３４Ｃ、３５Ｃ、３７Ｃ、３８Ｃによって決まり、伝送線路の特性インピーダンスと同等の値とすることができ、信号波形劣化を防ぐことが可能である。更に、入力した信号を第１、第３、第４、第５の抵抗３１Ｃ、３５Ｃ、３７Ｃ、３８Ｃにより受信回路端において減衰量を調整させることが可能になる。（本発明の第６実施例に対応）
同様に、高周波領域においては、本発明の図２（Ａ）のイコライザ３０Ｃが、図２（Ｃ）の回路に等価され、図に示す。高周波領域においては、第１のキャパシタ３２Ｃは低インピーダンス、第１のインダクタ３３Ｃは高インピーダンスとなるため、図２（Ａ）のイコライザ３０Ｃが、図２（Ｃ）の回路に等価される。更に、シングルエンド伝送線路２０Ｃにおいて減衰するため、信号の周波数により伝送線路端での電圧値Vin（V）が変化する。したがって、第１のダイオード４０Ｃと第２のダイオード４１Ｃの順方向電圧値Vf1（V）、Vf2（V）、ただしVf1＞Vf2、とすると、Vf2＞Vinの場合は、図２（Ｄ）に示すように等価される。また、Vf1＞Vin＞Vf2の場合は、図２（Ｅ）に示すように等価される。更に、Vin＞Vf1の場合は図２（Ｆ）に示すように等価される。このように、伝送線路端における電圧値によって入力インピーダンスが変化し、最適な反射特性を得ることが可能になる。（本発明の第５実施例に対応）
次に、本発明の低スキュー差動伝送用多心複合丸型ケーブル１´の構造断面図を図２（Ｇ）に示す。本発明の第３実施例としては、伝送線路２０である低スキュー差動伝送用多心複合丸型ケーブル１´は、信号線間のスキューが小さい構造とし、高速・長距離伝送を可能とする反射特性利用による高速・長距離伝送システムである。本発明の低スキュー差動伝送用多心複合丸型ケーブル１´は、対間スキューの向上を目的として、対より線の代わりにスキューが安定している同軸信号線を使用したケーブル構造であって、高周波伝送の信号線と電源線からなる高速インターフェースケーブルにおいて、シース１０´内に中心介在８´を施し、その周りに、４心以上の偶数本で対を形成した同軸信号線５´をケーブル断面からみて中心介在の中央部からほぼ同一距離すなわち同層になるように配置させ、かつ前記複数本からなる同軸信号線間の隙間に絶縁被覆された１本または複数本からなる細径絶縁電源線７´の＋Ｖｃｃラインを挿入し、従来挿入していた細径絶縁電源線の電源ＧＮＤラインは別に設けずに同軸信号線の同軸信号線シールド（同軸ＧＮＤライン）に適用させることにより対間の低スキュー化と細径化をはかった構造である。ここで、本発明の同軸信号線５´を２心平行対にして、信号対１、２、３、４、５をそれぞれ形成した。また、本発明の同軸信号線５には、０．１２７ｍｍで７本よりの導体のすずめっき軟銅線を使用した。更に、細径絶縁電源線の絶縁被覆をした例としては、テープまたはコーティングまたは押出し被覆等その他の絶縁被覆されたものをいう。次に、本発明の第１のポイントとして、スキュー対策として、対より信号線よりもスキューが安定している同軸信号線を使用し、かつ、ケーブル断面からみた介在の中央部からほぼ同一距離すなわち同層になるように配置する。このような配置により、ケーブル長手方向からみた差動伝送用信号線の線長差がほぼ同一となり、結果として、線長差からみた遅延時間は同一となる。このように、伝播遅延時間差を小さくするためには、線長差が小さくなるようにする必要がある。同軸信号線が１０心で、信号対が５個の場合の本発明を図に示すがこの本数に限らず、４心以上の偶数本であれば、一向に構わない。次に、第２のポイントとしては、電源線について、前記複数本からなる同軸信号線間の隙間に絶縁被覆された複数本からなる細径絶縁電源線７´の＋Ｖｃｃラインを挿入し、従来挿入していた細径絶縁電源線の電源ＧＮＤラインは別に設けずに同軸信号線の同軸信号線シールド（同軸ＧＮＤライン）に適用させることにより細径化をはかることが可能になる。細径絶縁電源線は、差動伝送用信号線に使用されている同軸信号線シールド（同軸ＧＮＤライン）により、囲まれることによって、低インピーダンスとすることができ、耐ノイズ性能を向上させることが可能になる。また、電源線からのノイズ影響と高域での安定性（特性インピーダンス等）を考慮したコア構造とした。更に、細径絶縁電源線は、隙間に心数を増やすことによって、電流容量の向上を図ることができる（流す電気の量を増やすことができる）このように、ビデオやカメラ等で必要とされる給電電力の向上がはかれるだけでなく、電源線導体を分割することによって省スペースとなり、コンパクト化がはかれる。以上のケーブル構造と本発明の波形劣化の補償という技術的内容を組み合わせ、スキューマージンを改善することにより、更なる高速伝送および長距離伝送を実現するシステムおよびイコライザである。（本発明の第３実施例に対応） Next, FIG. 2A shows a circuit configuration diagram of a specific example 1C of the high-speed / long-distance transmission system and the equalizer according to the present invention.
The configuration of Embodiment 1C of the present invention is that a high-speed / long-distance transmission system and an equalizer 1C configured by a driver circuit 10C that outputs a high-speed signal, a single-ended transmission line 20C, an equalizer 30C, and a receiver 50C with a high input impedance. It is.
The equalizer 30C in this case has not only a single-ended transmission line but also an automatic level correction function, and is connected in series between the single-ended transmission line 20C and the high-input-impedance receiver 50C that receives the high-speed signal. A first parallel circuit composed of a first resistor 31C and a first capacitor 32C, and a second resistor 34C connected between the input end of the first parallel circuit and the ground at the input end of the parallel circuit; A first series circuit composed of a first inductor 33C, a second series circuit composed of a first diode 40C and a third resistor 35C connected between the output terminal of the parallel circuit and the ground; The third series circuit is composed of two diodes 41C and a fourth resistor 37C, and the second resistor parallel circuit is composed of a fifth resistor 38C.
In the low frequency region, the equalizer 30C of FIG. 2A of the present invention is equivalent to the circuit of FIG. 2B and is shown in the figure. In the low frequency region, the first capacitor 32C has a high impedance, the first inductor 33C has a low impedance, and the signal in the low frequency region has little attenuation in the single-ended transmission line 20C. Is larger than the forward voltage values of the first diode 40C and the second diode 41C, and the equalizer 30C of FIG. 2A is equivalent to the circuit of FIG. 2B. In FIG. 2B, the input impedance of the equalizer 30C viewed from the transmission line end is determined by the first, second, third, fourth, and fifth resistors 31C, 34C, 35C, 37C, and 38C. A value equivalent to the characteristic impedance can be obtained, and signal waveform deterioration can be prevented. Further, the attenuation amount of the input signal can be adjusted at the receiving circuit end by the first, third, fourth, and fifth resistors 31C, 35C, 37C, and 38C. (Corresponding to the sixth embodiment of the present invention)
Similarly, in the high frequency region, the equalizer 30C of FIG. 2A of the present invention is equivalent to the circuit of FIG. In the high frequency region, the first capacitor 32C has a low impedance, and the first inductor 33C has a high impedance. Therefore, the equalizer 30C in FIG. 2A is equivalent to the circuit in FIG. Furthermore, since attenuation occurs in the single-ended transmission line 20C, the voltage value Vin (V) at the transmission line end changes depending on the frequency of the signal. Therefore, the forward voltage values Vf1 (V) and Vf2 (V) of the first diode 40C and the second diode 41C, where Vf1> Vf2, if Vf2> Vin, the result is shown in FIG. Is equivalent to Further, when Vf1>Vin> Vf2, it is equivalent as shown in FIG. Further, in the case of Vin> Vf1, it is equivalent as shown in FIG. Thus, the input impedance changes depending on the voltage value at the transmission line end, and it is possible to obtain optimum reflection characteristics. (Corresponding to the fifth embodiment of the present invention)
Next, FIG. 2G shows a structural cross-sectional view of the multi-core composite round cable 1 ′ for low skew differential transmission of the present invention. As a third embodiment of the present invention, a low-skew differential transmission multi-core composite circular cable 1 ′, which is a transmission line 20, has a structure with a small skew between signal lines and enables high-speed and long-distance transmission. This is a high-speed, long-distance transmission system using reflection characteristics. The multi-core composite round cable 1 ′ for low skew differential transmission of the present invention has a cable structure using a coaxial signal line in which the skew is stable instead of a twisted pair for the purpose of improving the pair-to-pair skew. In a high-speed interface cable composed of a signal line and a power line for high-frequency transmission, a central intervening 8 'is provided in a sheath 10', and a coaxial signal line 5 'is formed around the core with an even number of four or more wires. One or a plurality of thin-diameter insulations arranged so as to be at substantially the same distance, that is, in the same layer from the central portion of the central interposition as viewed from the cable cross section, and insulatively coated in the gaps between the plurality of coaxial signal lines Insert the + Vcc line of the power supply line 7 'and apply it to the coaxial signal line shield (coaxial GND line) of the coaxial signal line without providing the power supply GND line of the thin insulated power line that has been inserted conventionally. Thus, the structure is designed to reduce the skew between the pair and reduce the diameter. Here, the coaxial signal line 5 'of the present invention was made into a two-core parallel pair, and signal pairs 1, 2, 3, 4, 5 were formed, respectively. The coaxial signal wire 5 of the present invention was a tin-plated annealed copper wire of 0.127 mm and more than 7 conductors. Furthermore, as an example of the insulation coating of the small-diameter insulated power supply line, other insulation coating such as tape or coating or extrusion coating is meant. Next, as a first point of the present invention, as a countermeasure against skew, a coaxial signal line in which the skew is more stable than the signal line is used, and almost the same distance from the central portion of the interposition viewed from the cable cross section, that is, Arrange them to be in the same layer. With such an arrangement, the differential transmission signal lines have substantially the same line length difference as viewed from the cable longitudinal direction, and as a result, the delay times as viewed from the line length difference are the same. Thus, in order to reduce the propagation delay time difference, it is necessary to reduce the line length difference. The present invention in the case where the number of coaxial signal lines is 10 and the number of signal pairs is 5 is shown in the figure. However, the number is not limited to this number. Next, as a second point, a + Vcc line of a plurality of small-diameter insulated power supply lines 7 'covered with insulation is inserted into a gap between the plurality of coaxial signal lines as a power supply line. It is possible to reduce the diameter by applying to the coaxial signal line shield (coaxial GND line) of the coaxial signal line without providing the power supply GND line of the small-diameter insulated power supply line. The small-diameter insulated power supply line can be reduced in impedance by being surrounded by a coaxial signal line shield (coaxial GND line) used for a differential transmission signal line, and noise resistance can be improved. It becomes possible. In addition, the core structure takes into account the effects of noise from the power line and the stability (characteristic impedance, etc.) at high frequencies. Furthermore, the small-diameter insulated power supply line can improve the current capacity by increasing the number of cores in the gap (the amount of electricity flowing can be increased). Not only can the power supplied be improved, but the power supply line conductor can be divided to save space and achieve compactness. A system and an equalizer for realizing further high-speed transmission and long-distance transmission by combining the above-described cable structure and the technical content of the present invention, which is compensation for waveform deterioration, and improving skew margin. (Corresponding to the third embodiment of the present invention)

本発明は、このような構成であるので、本発明品と従来品の周波数（ＭＨz）に対する入力インピーダンス（Ω）の比較結果を図３に示す。
このことから、本発明品は、高周波領域で入力インピーダンスが上がっているため、ＬＶＤＳ（Low Voltage Differential Signaling ；低電圧差動信号) の様な定電流出力回路に接続すると高周波領域で電圧が増幅されるのが明確で、従来品に比べて良好な結果を示していることがわかる。 Since the present invention has such a configuration, FIG. 3 shows a comparison result of the input impedance (Ω) with respect to the frequency (MHz) of the product of the present invention and the conventional product.
Therefore, since the input impedance of the present invention is high in the high frequency region, the voltage is amplified in the high frequency region when connected to a constant current output circuit such as LVDS (Low Voltage Differential Signaling). It is clear that the results are better than the conventional products.

次に、本発明品の信号波形劣化の補償ありの場合のアイパターン（２０ｍ６００Ｍｂｐｓ）と従来品の補償なしの場合のアイパターン（２０ｍ６００Ｍｂｐｓ）についての比較検討を行った結果を図４に示す。図から明らかなように、本発明品は、従来品に比較してジッターの少ないアイパターン波形であり、良好な結果を示していることがわかった。 Next, FIG. 4 shows the result of a comparative study on the eye pattern (20 m 600 Mbps) with signal waveform deterioration compensation of the product of the present invention and the eye pattern without compensation of the conventional product (20 m 600 Mbps). . As is apparent from the figure, it was found that the product of the present invention has an eye pattern waveform with less jitter than the conventional product and shows a good result.

本発明は、カメラリンクに代表される画像伝送装置等への幅広い適用が可能となる。また、本発明は色々な変形例が考えられ、本発明の範囲内で各種の変形を含むものであることはいうまでもない。 The present invention can be widely applied to an image transmission device represented by a camera link. Further, various modifications can be considered in the present invention, and it goes without saying that various modifications are included within the scope of the present invention.

１、１Ａ、１Ｃ本発明の高速・長距離伝送システムおよびイコライザ
１Ｂ本発明の高速・長距離差動伝送システムおよびイコライザ
１０送信回路
１０Ａ、１０Ｃドライバ回路
１０Ｂ差動ドライバ回路
２０伝送線路
２０Ａ、２０Ｃシングルエンド伝送線路
２０Ｂ差動伝送線路
２１Ｂ第１の伝送線路
２２Ｂ第２の伝送線路
３０、３０Ａ-１、３０Ａ-2 イコライザ
３０Ｂ、３０Ｃイコライザ
３１Ａ-1、３１Ａ-2、３１Ｂ、第１の抵抗
３１Ｃ第１の抵抗
３２Ａ-1、３２Ａ-2、３２Ｂ, 第１のキャパシタ
３２Ｃ第１のキャパシタ
３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃ第１のインダクタ
３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃ第２の抵抗
３５Ａ-1、３５Ａ-2、３５Ｂ、第３の抵抗
３５Ｃ第３の抵抗
３６Ｂ第２のキャパシタ
３７Ｂ、３７Ｃ第４の抵抗
３８Ｃ第５の抵抗
４０Ｃ第１のダイオード
４１Ｃ第２のダイオード
５０高入力インピーダンス受信回路
５０Ａ、５０Ｃレシーバ
５０Ｂ差動レシーバ
１´ 低スキュー差動伝送用多心丸型複合ケーブル
２´ 導体
３´ 絶縁体
４´ 同軸信号線シールド（同軸ＧＮＤライン）
５´ 同軸信号線
６Ａ´ 信号対１
６Ｂ´ 信号対２
６Ｃ´ 信号対３
６Ｄ´ 信号対４
６Ｅ´ 信号対５
７´ 細径絶縁電源線の＋Ｖｃｃライン
８´ 介在
９Ａ´ 外周シールド１
９Ｂ´ 外周シールド２
１０´ シース 1, 1A, 1C High Speed / Long Distance Transmission System and Equalizer of the Present Invention 1B High Speed / Long Distance Differential Transmission System and Equalizer of the Present Invention 10 Transmitting Circuit 10A, 10C Driver Circuit 10B Differential Driver Circuit 20 Transmission Lines 20A, 20C Single End transmission line 20B Differential transmission line 21B First transmission line 22B Second transmission line 30, 30A-1, 30A-2 Equalizer 30B, 30C Equalizer 31A-1, 31A-2, 31B, First resistor 31C First 1 resistor 32A-1, 32A-2, 32B, first capacitor 32C first capacitor 33A, 33B, 33C first inductor 34A, 34B, 34C second resistor 35A-1, 35A-2, 35B, Third resistor 35C Third resistor 36B Second capacitor 37B, 37C Fourth resistor 38C Fifth resistor 40C 1 diode 41C second diode 50 high input impedance receiving circuit 50A, 50C receiver 50B differential receiver 1 ′ multi-core round composite cable 2 ′ for low skew differential transmission 2 ′ conductor 3 ′ insulator 4 ′ coaxial signal line shield ( Coaxial GND line)
5 ′ coaxial signal line 6A ′ signal pair 1
6B 'signal pair 2
6C 'signal pair 3
6D 'signal pair 4
6E 'signal pair 5
7 '+ Vcc line 8' of thin insulated power supply line Intervening 9A 'Outer shield 1
9B 'Perimeter shield 2
10 'sheath

Claims

A reflection line characterized in that an equalizer 30 is connected between a transmission line 20 connected to a transmission circuit 10 for outputting a high-speed signal, and a reception circuit 50 having a high input impedance for receiving the high-speed signal. High-speed, long-distance transmission system using characteristics.

2. The high-speed and long-distance transmission system according to claim 1, wherein the signal waveform deterioration is compensated using the reflection characteristics of the transmission line 20 and the equalizer 30.

2. The high-speed and long-distance transmission system using reflection characteristics according to claim 1, wherein the transmission line 20 has a structure in which a skew between signal lines is small and enables high-speed and long-distance transmission. .

In Claims 1, 2, and 3, in the high frequency region, the input impedance of the receiving circuit is made larger than the characteristic impedance of the transmission line to compensate for signal waveform deterioration in the high frequency region using the reflection characteristic in the high frequency region, 4. The equalizer according to claim 1, wherein in the low-frequency region, signal waveform deterioration is suppressed by making the transmission line equal to the characteristic impedance of the transmission line. 5.

4. The method according to claim 1, wherein an input impedance that provides optimum reflection characteristics can be selected according to the degree of deterioration of the signal waveform. Equalizer.

The equalizer according to any one of claims 1 to 3, wherein the attenuation in the low frequency region can be adjusted.

The equalizer according to any one of claims 1 to 3, wherein jitter is reduced and skew margin is improved by compensating waveform distortion by using reflection characteristics. .