JP2015008354A - 伝送装置および高周波フィルタ - Google Patents
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Abstract
【課題】広帯域な同相フィルタ機能と、差動フィルタ機能と、を有し、低ノイズで対象とする差動クロック信号を伝送する伝送装置の実現。【解決手段】差動信号を出力する送信回路11と、差動信号をフィルタリングする第1フィルタ31Aと、差動信号を伝送する、長さm・λ/2(m:正の整数、λ:差動信号の基本周波数に対応する波長)の差動線路30と、伝送された差動信号をフィルタリングする第2フィルタ31Bと、フィルタリングされた差動信号が入力する受信回路13と、を有し、第1および第2フィルタは、リアクタンス素子で形成され、基本周波数の(2n−1)(n:正の整数)倍の周波数の差動信号の差動成分に対してインピーダンス整合しており、基本周波数の(2n−1)(n:正の整数)倍の周波数以外の差動信号の差動成分および差動信号の同相成分に対してインピーダンス不整合である伝送装置。【選択図】図8
Description
本発明は、伝送装置および高周波フィルタに関する。
CPUなどを含む論理回路は、クロック信号を基準として動作しており、クロック信号の供給を受ける。クロック信号は、発振回路等で発生され、伝送装置(伝送回路)を介して各部に供給される。ここでは、クロック信号は、差動クロック信号を対象とする。差動クロック信号は、差動矩形波の信号である。
差動クロック信号の平衡型伝送装置は、差動クロック送信器と、差動クロック受信器と、差動線路と、を有する。差動クロック送信器は、例えば、差動クロック信号を発生するICチップである。差動クロック受信器は、例えば、CPUである。差動線路は、差動クロック送信器と差動クロック受信器の間を接続する線路であり、例えば、プリント基板の線路や、IC内の線路である。差動線路は、2本の線路で形成され、線路幅は所望の特性インピーダンス(例えば、50Ω)になるよう調整され、2本の線路は等長になっている。
差動クロック信号は、差動クロック送信器から、差動線路を介して差動クロック受信器に送信される。差動クロック送信器から送信される差動クロック信号は、位相が180°反転しているポジティブ信号とネガティブ信号を含む。差動クロック信号の差動成分は、ポジティブ信号とネガティブ信号の差分であり、ポジティブ信号とネガティブ信号の同相成分は、ゼロであることが理想である。
しかし、実際の差動クロック信号の伝送では、理想の信号成分以外のノイズが発生し、ジッタやクロストークの原因となる。また、ノイズは他の信号伝送に影響を与える原因となる。
差動クロック信号の伝送におけるノイズを低減するための対策の1つは、チップ・コモンモード・チョークコイルを使用することである。しかし、チップ・コモンモード・チョークコイルの使用では、差動ノイズは低減できないうえ、高周波の信号に対応できない。
差動クロック信号の伝送におけるノイズを低減するための別の対策は、特許文献1に記載されたように、正弦波の差動フィルタとして機能するリアクタンス素子を用いたフィルタを使用することである。しかし、特許文献1に記載されたリアクタンス素子を用いたフィルタは、同相フィルタ特性に共振点ができてしまうため、狭帯域のフィルタであり、差動クロック信号のような差動矩形信号は広帯域にノイズを発生するため、すべてのノイズを除去できない。
開示の実施形態によれば、広帯域な同相フィルタ機能と、差動フィルタ機能と、を有し、低ノイズで対象とする差動クロック信号を伝送する伝送装置が提供される。
第1の態様によれば、送信回路と、第1フィルタと、差動線路と、第2フィルタと、受信回路と、を有する伝送装置が提供される。送信回路は、差動信号を出力する。第1フィルタは、送信回路の出力する差動信号をフィルタリングする。差動線路は、第1フィルタでフィルタリングされた差動信号を伝送する長さm・λ/2(m:正の整数、λ:差動信号の基本周波数に対応する波長)の差動線路である。第2フィルタは、差動線路で伝送された差動信号をフィルタリングする。受信回路は、第2フィルタでフィルタリングされた差動信号が入力する。第1フィルタおよび第2フィルタは、リアクタンス素子で形成される。第1フィルタおよび第2フィルタは、基本周波数の(2n−1)(n:正の整数)倍の周波数の差動信号の差動成分に対してインピーダンス整合している。さらに、第1フィルタおよび第2フィルタは、基本周波数の(2n−1)(n:正の整数)倍の周波数以外の差動信号の差動成分および差動信号の同相成分に対してインピーダンス不整合である。
第2の態様によれば、リアクタンス素子で形成され高周波フィルタが提供される。高周波フィルタは、基本周波数の(2n−1)(n:正の整数)倍の周波数の差動信号の差動成分に対してインピーダンス整合している。さらに、高周波フィルタは、基本周波数の(2n−1)(n:正の整数)倍の周波数以外の差動信号の差動成分および差動信号の同相成分に対してインピーダンス不整合である。
実施形態の態様によれば、差動信号を伝送するための周波数成分についてはインピーダンス整合させ、差動信号を伝送するための周波数成分以外の周波数成分については、同相成分を含めてインピーダンス不整合させる。これにより、差動信号の伝送に関係する周波数成分は通過し、それ以外の成分は通過しない広帯域な同相フィルタ機能および差動フィルタ機能が実現され、差動信号は低ノイズで伝送される。
実施形態を説明する前に、図を参照して一般的な差動クロック信号の平衡型伝送装置について説明する。
図1は、一般的な差動クロック信号の平衡型伝送装置の構成を示す図である。
図1は、一般的な差動クロック信号の平衡型伝送装置の構成を示す図である。
平衡型伝送装置は、差動クロック送信器(回路)11と、差動線路12と、差動クロック受信器(回路)13と、を有する。差動クロック送信器11は、例えば、差動クロック信号を発生するICチップである。差動クロック受信器13は、例えば、差動クロック信号に基づいて動作するCPUなどである。差動線路12は、差動クロック送信器11の2つの出力と、差動クロック受信器13の2つの入力を接続する2本の線路12Aおよび12Bを有する。2本の線路12Aおよび12Bは、線路幅が所望の特性インピーダンス(例えば、50Ω)になるよう調整され、2本の線路12Aおよび12Bは等長になっている。差動クロック送信器11で作られる差動クロック信号は、差動矩形波であり、差動線路12を介して、差動クロック受信器13に向かって送信される。以下の説明では、0.1GHzの差動クロック信号を例として説明を行う。
図2は、差動クロック送信器11から送信される差動クロック信号を示す図であり、(A)が差動クロック信号を、(B)が差動クロック信号の差動成分および同相成分を示す。
図2の(A)に示すように、差動クロック信号は、位相が180°反転しているポジティブ信号Pとネガティブ信号Nを含む。言い換えれば、ポジティブ信号Pとネガティブ信号Nは、中心レベルに対して対称な信号である。
図2の(A)に示すように、差動クロック信号は、位相が180°反転しているポジティブ信号Pとネガティブ信号Nを含む。言い換えれば、ポジティブ信号Pとネガティブ信号Nは、中心レベルに対して対称な信号である。
ポジティブ信号Pとネガティブ信号Nの差分が差動成分Dであり、ポジティブ信号Pとネガティブ信号Nを加算して2で除した信号が同相成分Cであり、図2の(B)に示すようになる。差動クロック信号の伝送では、差動成分Dのみが作られ、同相成分Cは作られない、言い換えればゼロであることが理想である。
図3は、差動クロック受信器13が受信する理想的な差動クロック信号を示す図であり、(A)が理想的な差動クロック信号を、(B)がその差動成分および同相成分を、(C)が差動成分および同相成分の周波数成分を示す。
図3の(A)に示すように、理想的な差動クロック信号は、位相が180°反転しているポジティブ信号Pとネガティブ信号Nであり、ポジティブ信号Pとネガティブ信号Nは、中心レベルに対して対称な信号である。
図3の(A)に示すように、理想的な差動クロック信号は、位相が180°反転しているポジティブ信号Pとネガティブ信号Nであり、ポジティブ信号Pとネガティブ信号Nは、中心レベルに対して対称な信号である。
図3の(B)に示すように、理想的な差動クロック信号の差動成分Dは、中心レベルに対して対称な矩形波に近い信号であり、同相成分Cはゼロ(中心レベルで一定)の信号である。
図3の(C)に示すように、理想的な差動クロック信号の差動成分Dの周波数成分は、差動クロック信号の基本周波数(クロック周波数)をf0とすると、f0の(2n−1)(n:正の整数)倍の周波数f0、3f0、4f0の近傍の成分を有する。また、同相成分Cは、全周波数に渡ってゼロである。
図3の(C)に示すように、理想的な差動クロック信号の差動成分Dの周波数成分は、差動クロック信号の基本周波数(クロック周波数)をf0とすると、f0の(2n−1)(n:正の整数)倍の周波数f0、3f0、4f0の近傍の成分を有する。また、同相成分Cは、全周波数に渡ってゼロである。
しかし、実際の差動クロック信号の伝送では、理想の信号成分以外のノイズが発生し、ジッタやクロストークの原因となる。
図4は、差動クロック信号の伝送において、ノイズが発生する個所を説明する図である。
図4は、差動クロック信号の伝送において、ノイズが発生する個所を説明する図である。
図4に示すように、差動クロック送信器11およびその出力端子から差動線路12の入力端子までの間、および差動線路12において、伝送される差動クロック信号に対してノイズが発生する。ポジティブ信号とネガティブ信号のタイミングのずれなどもノイズの原因となる。差動クロック受信器13は、ノイズが重畳された差動クロック信号を受信し、差動クロック信号を再生して出力する。差動線路12に平行に他の信号線路が設けられている場合には、ノイズは他の信号にも影響を与える原因となる。
図5は、伝送されるポジティブ信号Pとネガティブ信号Nのズレにより発生するノイズを説明する図であり、(A)がずれたポジティブ信号とネガティブ信号を、(B)が差動成分と同相成分に発生するノイズを示す。
図5の(A)に示す例では、ポジティブ信号Pは、ネガティブ信号Nに対して遅れており、ズレが生じている。図5の(A)に示すようなズレが発生すると、図5の(B)に示すように、差動成分Dでは、DNで示す部分が平坦になるノイズが発生し、同相成分Cでは、CNで示す部分でパルスとなるノイズが発生する。このようなノイズが発生すると、再生した差動クロック信号にジッタを生じる。また、差動線路12において、外来ノイズが受信されると、同様に再生した差動クロック信号にジッタを生じる。
差動信号の伝送におけるノイズを低減するため、チップ・コモンモード・チョークコイルを使用することが知られている。
図6は、チップ・コモンモード・チョークコイルを使用した差動クロック信号の平衡型伝送装置を示す図であり、(A)が回路構成を示し、(B)がチップ・コモンモード・チョークコイルのフィルタ特性(周波数特性)を示す図である。
図6は、チップ・コモンモード・チョークコイルを使用した差動クロック信号の平衡型伝送装置を示す図であり、(A)が回路構成を示し、(B)がチップ・コモンモード・チョークコイルのフィルタ特性(周波数特性)を示す図である。
図6の(A)に示すように、差動クロック送信器11と差動線路12の間にチップ・コモンモード・チョークコイル14Aを、差動線路12と差動クロック受信器13の間にチップ・コモンモード・チョークコイル14Bを、接続する。
図6の(B)において、FDが差動成分に対するチップ・コモンモード・チョークコイルのフィルタ特性を、FCが同相成分に対するチップ・コモンモード・チョークコイルのフィルタ特性を、示す。図6(B)から、チップ・コモンモード・チョークコイルは、差動成分をあまり減衰せずに透過するが、同相成分については減衰する。したがって、図6(A)のようにチップ・コモンモード・チョークコイルを設けることにより、同相成分のノイズは低減できるが、差動成分のノイズは低減できない。また、チップ・コモンモード・チョークコイルは、高周波数(例えば、1GHz以上)の差動クロック信号には効果が不十分である。
特許文献1は、リアクタンス素子を用いた正弦波信号の差動フィルタを記載している。
図7は、図1に示した差動クロック信号の平衡型伝送装置において、リアクタンス素子を用いた差動フィルタを使用した場合を示す図であり、(A)が回路構成を、(B)が差動フィルタの構成例を、(C)はフィルタ特性(周波数特性)を示す。
図7は、図1に示した差動クロック信号の平衡型伝送装置において、リアクタンス素子を用いた差動フィルタを使用した場合を示す図であり、(A)が回路構成を、(B)が差動フィルタの構成例を、(C)はフィルタ特性(周波数特性)を示す。
図7の(A)に示すように、差動クロック送信器11と差動線路12の間に差動フィルタ15Aを、差動線路12と差動クロック受信器14の間に差動フィルタ15Bを、接続する。
図7の(B)に示すように、差動フィルタ15Aおよび15Bは、ポジティブ入力端子21Aと、λ/2線路23と、2個のλ/4線路24Aおよび24Bと、を有する。λ/2線路23は、ポジティブ入力端子21Aとポジティブ出力端子25Aの間の経路上の接続ノード22Aと、ネガティブ入力端子21Bとネガティブ出力端子25Bの間の経路上の接続ノード22Bと、の間に接続されるλ/2長の線路である。λ/4線路24Aは、接続ノード22Aと接地端子との間にされるλ/4長の線路である。λ/4線路24Bは、接続ノード22Bと接地端子との間にされるλ/4長の線路である。λ/2線路およびλ/4線路は、容量、インダクタ、線路などで実現され、以下の説明では、λ線路の形式で表現するものとする。
図7の(C)において、FDが差動成分に対する差動フィルタ15Aおよび15Bのフィルタ特性を、FCが同相成分に対する差動フィルタ15Aおよび15Bのフィルタ特性を、示し、Oが同相成分における共振点を、示す。図7の(C)に示すように、リアクタンス素子を用いた差動フィルタ15Aおよび15Bは、同相成分のフィルタ特性に共振点Oが生じるため、狭帯域のフィルタである。差動クロック信号のような差動矩形信号は、広帯域にノイズを発生するため、上記の差動フィルタ15Aおよび15Bでは、すべてのノイズを除去できない。
次に、実施形態の差動クロック信号の平衡型伝送装置を説明する。
前述のように、理想的な差動クロック信号は基本周波数f0の(2n−1)倍の差動成分を有し、同相成分は有さない。実施形態では、差動線路上設ける差動フィルタをリアクタンス素子で構成し、f0の(2n−1)(n:正の整数)倍の周波数についてはインピーダンス整合させ、f0の(2n−1)倍の周波数以外の周波数についてはインピーダンス不整合を生じさせる。これにより、同相成分と基本周波数f0の(2n−1)倍の差動成分以外が反射し、同相ノイズと差動ノイズを低減させ。さらに、フィルタの同相成分に共振点が生じないようにする。
前述のように、理想的な差動クロック信号は基本周波数f0の(2n−1)倍の差動成分を有し、同相成分は有さない。実施形態では、差動線路上設ける差動フィルタをリアクタンス素子で構成し、f0の(2n−1)(n:正の整数)倍の周波数についてはインピーダンス整合させ、f0の(2n−1)倍の周波数以外の周波数についてはインピーダンス不整合を生じさせる。これにより、同相成分と基本周波数f0の(2n−1)倍の差動成分以外が反射し、同相ノイズと差動ノイズを低減させ。さらに、フィルタの同相成分に共振点が生じないようにする。
図8は、第1実施形態の差動クロック信号の平衡型伝送装置を示す図である。図8の(A)は、回路構成を示す図である。図8の(B)は、第1実施形態で使用するフィルタの構成を示す図である。図8の(C)は、フィルタにおける差動成分についての等価回路を示す図である。図8の(D)は、フィルタにおける同相成分についての等価回路を示す図である。
図8の(A)に示すように、第1実施形態の平衡型伝送装置は、差動クロック送信器(回路)11と、差動線路30と、差動クロック受信器(回路)13と、フィルタ31Aと、フィルタ31Bと、を有する。前述のように、差動クロック送信器11は、例えば、差動クロック信号を発生するICチップである。差動クロック受信器13は、例えば、差動クロック信号に基づいて動作するCPUなどである。差動クロック送信器11で作られる差動クロック信号は、差動矩形波であり、フィルタ31A、差動線路30およびフィルタ31Bを介して、差動クロック受信器13に向かって送信される。
差動線路30は、差動クロック送信器11の2つの出力と、差動クロック受信器13の2つの入力を接続する2本の線路を有する。2本の線路12Aおよび12Bは、誘電体基板上に形成された線路であり、線路幅が所望の特性インピーダンス(例えば、50Ω)になるよう調整され、2本の線路12Aおよび12Bは等長になっている。2本の線路12Aおよび12Bの長さは、伝送する差動クロック信号の周波数f0に対応した波長λのn/2(n:正の整数)になるように設定されている。
フィルタ31Aは、差動クロック送信器11が出力する差動クロック信号のノイズを低減する。フィルタ31Bは、差動線路30を介して送信された差動クロック信号のノイズを低減する。ここで、ノイズとは、伝送する矩形波状の差動クロック信号の成分、すなわち差動クロック信号の周波数f0の(2n−1)倍(n:正の整数)以外の成分である。
図8の(B)に示すように、フィルタ31Aおよび31Bは、3種類のリアクタンス素子である、ショートスタブ32と、n・λ/4線路33と、シャント線路34と、を有する。ショートスタブ32は、ポジティブ入力端子41Aに接続される線路上の接続ノード42Aと接地端子との間にされるλ/4線路43Aと、ネガティブ入力端子41Bに接続される線路上の接続ノード42Bと接地端子との間にされるλ/4線路43Bと、を有する。
n・λ/4線路33は、ポジティブ入力端子41Aに接続される線路上の接続ノード44A、およびネガティブ入力端子41Bに接続される線路上の接続ノード44Bで、ショートスタブ32と接続される。また、n・λ/4線路33は、ポジティブ出力端子49Aに接続される線路上の接続ノード46A、およびネガティブ出力端子40Bに接続される線路上の接続ノード46Bで、シャント線路34と接続される。n・λ/4線路33は、接続ノード44Aと接続ノード46Aの間に接続されたn・λ/4の線路45Aと、接続ノード44Bと接続ノード46Bの間に接続されたn・λ/4の線路45Bと、を有する。
シャント線路34は、接続ノード46Aとポジティブ出力端子49Aの間の経路上の接続ノード47Aと、接続ノード46Bとネガティブ出力端子49Bの間の経路上の接続ノード47Bと、の間に接続されるλ/2の線路48を有する。λ/2線路およびλ/4線路は、容量、インダクタ、線路などで形成される。
上記のように、第1実施形態で使用するフィルタ31Aおよび31Bは、ショートスタブ32とシャント線路34の間に、n・λ/4線路33が挿入されている。ショートスタブ32およびシャント線路34の特性インピーダンスは、差動線路30の特性インピーダンスの0.5倍以下である。n・λ/4線路33の特性インピーダンスは、差動線路30の特性インピーダンスの2倍以上である。
第1実施形態で使用するフィルタ31Aおよび31Bの差動成分に関する等価回路は、図8の(C)に示すように、λ/4線路43と、n・λ/4線路45と、λ/4線路48Iと、を有する。λ/4線路43は、入力端子41に接続される線路上の接続ノード42と接地端子との間に接続される。n・λ/4線路45は、入力端子41に接続される線路上の接続ノード44と、出力端子49に接続される線路上の接続ノード46と、の間に接続される。λ/4線路48Iは、出力端子49に接続される線路上の接続ノード47と接地端子との間に接続される。λ/4線路43は、図8Bのショートスタブ32のλ/4線路43Aおよび43Bに対応する。n・λ/4線路45は、図8の(B)の線路45Aおよび45Bに対応する。λ/4線路48Iは、図8の(B)のλ/2の線路48に対応する。λ/4線路48Iは、接地されており、λ/4進んだ後反射によりλ/2進み、さらにλ/4進むことにより、差動成分がλ/2進むのと等価である。
第1実施形態で使用するフィルタ31Aおよび31Bの同相成分に関する等価回路は、図8の(D)に示すように、λ/4線路43と、n・λ/4線路45と、λ/4線路48Hと、を有する。λ/4線路43およびn・λ/4線路45は、差動成分と同じであり、λ/4線路43Aおよび43Bと、線路45Aおよび45Bと、にそれぞれ対応する。λ/4線路48Hは、図8の(B)の線路48に対応し、接地されていない(オープンである)ので、λ/4進んだ後位相変化無しに反射され、さらにλ/4進むことにより、同相成分がλ/2進ものと等価である。
図9は、第1実施形態で使用するフィルタ31Aおよび31Bの、ショートスタブ32およびシャント線路34の周波数特性を示す図であり、(A)がショートスタブ32の周波数特性を、(B)がシャント線路34の周波数特性を示す。
ショートスタブ32の差動成分および同相成分の周波数特性は、同じで、周波数0.1GHzの差動クロック信号を伝送するように設定された場合には図9の(A)に示すような特性である。すなわち、f0=0.1GHzとして、f0(2n−1)(n:正の整数)の減衰が小さく、f0・2nの減衰が大きい。したがって、ショートスタブ32は、0.1GHz、0.3GHz、0.5GHz、…を通過し、周波数ゼロ、0.2GHz、0.4GHz、0.6GHz、…を減衰する。このように、ショートスタブ32は、クロック周波数f0の2n倍の同相ノイズと差動ノイズを低減する。
シャント線路34の差動成分の周波数特性は、周波数0.1GHzの差動クロック信号を伝送するように設定された場合には図9の(B)において実線で示すような特性であり、f0(2n−1)(n:正の整数)の減衰が小さく、f0・2nの減衰が大きい。したがって、f0=0.1GHzとして、シャント線路34は、0.1GHz、0.3GHz、0.5GHz、…の差動成分を通過し、周波数ゼロ、0.2GHz、0.4GHz、0.6GHz、…の差動成分を減衰する。
シャント線路34の同相成分の周波数特性は、周波数0.1GHzの差動クロック信号を伝送するように設定された場合には図9の(B)において点線で示すような特性であり、f0・2n(n:正の整数)の減衰が小さく、f0・(2n−1)の減衰が大きい。したがって、f0=0.1GHzとして、シャント線路34は、周波数ゼロ、0.2GHz、0.4GHz、0.6GHz、…の同相成分を通過し、0.1GHz、0.3GHz、0.5GHz、…の同相成分を減衰。言い換えれば、シャント回路は、クロック周波数f0の(2n−1)倍の同相ノイズを低減する。
第1実施形態の差動クロック信号の平衡型伝送装置は、差動線路の両側にフィルタを設けているが、差動線路30の長さをλ・n/2としている。言い換えれば、2つのフィルタ31Aおよび31Bを、λ・n/2長の差動線路30で接続しており、これにより2つのフィルタ31Aと31B間で発生する共振によるフィルタ特性劣化を防止する。
さらに、ショートスタブ32とシャント線路34は、図9の(B)に示すように、同相成分の周波数特性では、リアクタンスの極性が逆であるため、共振点が存在する。そこで、第1実施形態のフィルタ31Aおよび31Bでは、ショートスタブ32とシャント線路34の間にn・λ/4線路33を挿入することにより、リアクタンスの極性を同じにして、ショートスタブ32とシャント線路34の共振を防止する。これにより、同相成分のノイズを広帯域に低減できる。
ここで、図7の(B)に示したフィルタに対して、第1実施形態の図8の(B)に示したフィルタのように、ショートスタブ32とシャント線路34の間にn・λ/4線路33を挿入することにより、共振を防止できることを説明する。
図10は、図7の(B)に示したフィルタにおける同相成分の等価回路および位相関係を示すスミスチャートであり、(A)が等価回路を、(B)がスミスチャートを示す図である。
図10の(A)に示すように、この等価回路は、入力端子と出力端子の間の接続ノードと接地端子との間に接続されたλ/4線路24と、入力端子と出力端子の間の接続ノードに接続された接地されていない(オープンの)λ/4線路23と、を有する。入力端子から入力する信号をR1で、λ/4線路24を経路とする信号をS1で、λ/4線路23を経路とする信号をT1で表す。
図10の(A)に示すように、この等価回路は、入力端子と出力端子の間の接続ノードと接地端子との間に接続されたλ/4線路24と、入力端子と出力端子の間の接続ノードに接続された接地されていない(オープンの)λ/4線路23と、を有する。入力端子から入力する信号をR1で、λ/4線路24を経路とする信号をS1で、λ/4線路23を経路とする信号をT1で表す。
図10の(B)において、R1、S1、T1は、それぞれ上記の信号に対応し、矢印の先端が(2n−1)f0の位置を示す。信号R1の先端は元のゼロ点の位置に、信号S1の先端はXで示す位置に、信号T1の先端はゼロ点の位置に、なる。信号S1の先端位置は、Yで示す直線に対して、信号R1およびT1の先端位置と対称な位置であり、共役関係にあるので、マッチングしてしまい同相成分を通過させる。
図11は、図8の(B)に示した第1実施形態のフィルタにおける同相成分の等価回路および位相関係を示すスミスチャートを示す図であり、(A)が等価回路を、(B)がスミスチャートを示す図である。
この等価回路は、入力端子と接地端子間に接続されたλ/4線路43と、入力端子と出力端子間に直列に接続された2個のλ/4線路45と、2個のλ/4線路45の接続ノードに接続された接地されていない(オープンである)λ/4線路48Hと、を有する。入力端子から入力する信号をR2で、λ/4線路43を経路とする信号をS2で、λ/4線路45とλ/4線路48Hとλ/4線路45を経路とする信号をT2で表す。
この等価回路は、入力端子と接地端子間に接続されたλ/4線路43と、入力端子と出力端子間に直列に接続された2個のλ/4線路45と、2個のλ/4線路45の接続ノードに接続された接地されていない(オープンである)λ/4線路48Hと、を有する。入力端子から入力する信号をR2で、λ/4線路43を経路とする信号をS2で、λ/4線路45とλ/4線路48Hとλ/4線路45を経路とする信号をT2で表す。
図11の(B)において、R2、S2、T2は、それぞれ上記の信号に対応し、矢印の先端が(2n−1)f0の位置を示す。信号R2、S2、T2の先端はゼロ点の反対側の位置になり、共役関係にないので、同相成分は通過しない。
図12は、図7Bに示したフィルタにおける差動成分の等価回路および位相関係を示すスミスチャートを示す図であり、(A)が等価回路を、(B)がスミスチャートを示す。図13は、図8(B)に示した第1実施形態のフィルタにおける差動成分の等価回路および位相関係を示すスミスチャートを示す図であり、(A)が等価回路を、(B)がスミスチャートを示す。図12および図13の記載内容は、図10および図11の記載内容に類似しており、容易に理解できるので説明は省略する。いずれの場合も、各経路の信号は、周波数(2n−1)f0で共役関係にあるので、マッチングし、差動成分通過させる。
以上説明したように、第1実施形態の平衡型伝送装置で使用するフィルタ31Aおよび31Bは、基本周波数の(2n−1)(n:正の整数)倍の周波数の差動成分は通過させるが、それ以外の差動成分および同相成分は通過せず、減衰(反射)する。したがって、第1実施形態の差動クロック信号の平衡型伝送装置は、基本周波数の(2n−1)(n:正の整数)倍の周波数の差動成分は伝送するが、それ以外の差動成分および同相成分は伝送せず、伝送された差動クロック信号は、矩形波状を有する。
第2実施形態の差動クロック信号の平衡型伝送装置は、図8の(A)に示した第1実施形態の平衡型伝送装置の回路構成と同じ回路構成を有するが、フィルタ31Aおよび31Bが、図8の(B)に示した第1実施形態のフィルタとは異なる。
図14は、第2実施形態の差動クロック信号の平衡型伝送装置に使用するフィルタ31Aおよび31Bの回路構成および平衡型伝送装置の周波数特性を示す図であり、(A)が回路構成を、(B)が平衡型伝送装置の周波数特性を示す。
図14の(A)に示すように、第2実施形態では、フィルタ31Aおよび31Bは、第1ショートスタブ61と、第1n・λ/4線路62と、シャント線路63と、第2n・λ/4線路64と、第2ショートスタブ65と、を有する。第2実施形態でのフィルタ31Aおよび31Bの構成要素は第1実施形態と同じであり、説明は省略する。
図14の(A)に示すように、第2実施形態では、フィルタ31Aおよび31Bは、第1ショートスタブ61と、第1n・λ/4線路62と、シャント線路63と、第2n・λ/4線路64と、第2ショートスタブ65と、を有する。第2実施形態でのフィルタ31Aおよび31Bの構成要素は第1実施形態と同じであり、説明は省略する。
第2実施形態でのフィルタ31Aおよび31Bは、第1実施形態でのフィルタ31Aおよび31Bで、ショートスタブ32およびn・λ/4線路33に対応する素子を、シャント線路34に対して、さらに出力側に対称に設けた構成を有する。
図14の(B)は、図8の(A)に示す構成を有し、図14の(A)に示すフィルタを、フィルタ31Aおよび31Bとして使用した第2実施形態の差動クロック信号の平衡型伝送装置の周波数特性を示す図である。図14の(B)において、実線は差動成分の周波数特性を、点線は同相成分の周波数特性を示す。
図14の(B)に示すように、第2実施形態の差動クロック信号の平衡型伝送装置は、基本周波数(0.1GHz)の(2n−1)(n:正の整数)倍の周波数の差動成分は通過させるが、それ以外の差動成分および同相成分は通過せず、減衰(反射)する。
図15は、第2実施形態の平衡型伝送装置におけるフィルタ31A、差動線路30およびフィルタ31Bを、誘電体基板上に形成した平衡型ストリップ線路で実現した場合(基本周波数1.9GHz)の構成を示す図であり、(A)が線路パターンを、(B)が線路の断面図を示す。
図15の(B)に示すように、線路は、上側GND層61と、下側GND層64と、上側GND層61と下側GND層64の間に形成された誘電体層62と、誘電体層62内に設けられた信号層63と、を有する。例えば、上側GND層61、下側GND層64および信号層63は、厚さ0.035mmの銅層であり、上側GND層61および下側GND層64は、基板全面に設けられ、信号層63は図15の(A)のようなパターンを有する。誘電体層62は、厚さ1mmのFR4製である。
図15の(A)に示すように、信号層63は、領域51〜55を有する。領域51は、差動クロック送信器11とフィルタ31Aの接続部分に対応し、領域の長さが70mmである。領域51は、幅0.49mmの2本の線路51Aおよび51Bを有する。2本の線路51Aおよび51Bは、距離L1(70mm)隔てて、平行に設けられている。差動信号のポジティブ信号は線路51Aに、ネガティブ信号は線路51Bに入力する。領域51の線路51Aおよび51Bが領域52と接続する部分が、図14の(A)のノード71Aおよび71Bに対応する。
領域52は、図14の(A)に示すフィルタ31Aの部分に対応する。領域52は、領域の長さが70mmである。領域52は、幅0.1mmの2本の線路522Aおよび522Bを有する。2本の線路522Aおよび522Bは、距離L1(70mm)隔てて、平行に設けられている。領域52の線路522Aおよび522Bが領域51と接続する部分が、図14の(A)のノード71Aおよび71Bに対応する。領域52の線路522Aおよび522Bが領域53と接続する部分が、図14の(A)のノード77Aおよび77Bに対応する。
領域52は、領域51との境界部分に、線路522Aおよび522Bとグランドラインの間に接続された、幅2mmで、長さL2(35mm)の2本の線路521Aおよび521Bを有する。2本の線路521Aおよび521Bは、図14の(A)のλ/4線路72Aおよび72Bに対応する。さらに、領域52は、領域53との境界部分に、線路522Aおよび522Bとグランドラインの間に接続された、幅2mmで、長さL2(35mm)の2本の線路524Aおよび524Bを有する。2本の線路524Aおよび524Bは、図14の(A)のλ/4線路76Aおよび76Bに対応する。
領域52は、線路522Aの中間点と線路522Bの中間点を接続する、幅2mmで、長さL1の線路523を有する。線路523は、図14の(A)のλ/2線路74に対応する。また、線路522Aの、領域51との接続部分と線路523との接続部分の間が、図14の(A)のn・λ/4線路73Aに対応する。線路522Bの、領域51との接続部分と線路523との接続部分の間が、図14の(A)のn・λ/4線路73Bに対応する。線路522Aの、領域51との接続部分と線路523との接続部分の間が、図14の(A)のn・λ/4線路75Aに対応する。線路522Bの、領域53との接続部分と線路523との接続部分の間が、図14の(A)のn・λ/4線路75Bに対応する。
領域53は、差動線路30の部分に対応し、領域の長さが70mm(n=1)である。領域53は、幅0.49mmの2本の線路53Aおよび53Bを有する。領域53の線路53Aおよび53Bが領域52と接続する部分が、図14の(A)のノード77Aおよび77Bに対応する。領域53の線路53Aおよび53Bが領域54と接続する部分が、領域54を図14の(A)のフィルタで実現した場合のノード71Aおよび71Bに対応する。
領域54は、図14の(A)に示すフィルタ31Bの部分に対応し、図14の(A)のフィルタで実現される。領域54は、領域52と類似しているので説明は省略する。
領域55は、フィルタ31Bと差動クロック受信器13の接続部分に対応し、領域の長さが70mmである。領域55は、領域51に類似しているので、説明は省略する。
領域55は、フィルタ31Bと差動クロック受信器13の接続部分に対応し、領域の長さが70mmである。領域55は、領域51に類似しているので、説明は省略する。
図15では、平衡型ストリップ線路で実現したフィルタの例を示したが、平衡型ストリップ線路、インダクタ、容量等のリアクタンス素子を組み合わせて実現することも可能であるのはいうまでもない。
第3実施形態の差動クロック信号の平衡型伝送装置は、図8の(A)に示した第1実施形態の平衡型伝送装置の回路構成と同じ回路構成を有するが、フィルタ31Aおよび31Bが、図8の(B)に示した第1実施形態のフィルタとは異なる。
図16は、第3実施形態の差動クロック信号の平衡型伝送装置に使用するフィルタ31Aおよび31Bの回路構成および平衡型伝送装置の周波数特性を示す図であり、(A)が回路構成を、(B)が平衡型伝送装置の周波数特性を示す。
図16の(A)に示すように、第3実施形態では、フィルタ31Aおよび31Bは、第1シャント線路81と、第1n・λ/4線路82と、ショートスタブ83と、第2n・λ/4線路84と、第2シャント線路85と、を有する。第3実施形態でのフィルタ31Aおよび31Bの構成要素は第1実施形態と同じであり、説明は省略する。
図16の(B)は、図8の(A)に示す構成を有し、図14の(A)に示すフィルタを、フィルタ31Aおよび31Bとして使用した第3実施形態の差動クロック信号の平衡型伝送装置の周波数特性を示す図である。図16の(B)において、実線は差動成分の周波数特性を、点線は同相成分の周波数特性を示す。
図16の(B)に示すように、第3実施形態の差動クロック信号の平衡型伝送装置は、基本周波数(0.1GHz)の(2n−1)(n:正の整数)倍の周波数の差動成分は通過させるが、それ以外の差動成分および同相成分は通過せず、減衰(反射)する。
第4実施形態の差動クロック信号の平衡型伝送装置は、図8の(A)に示した第1実施形態の平衡型伝送装置の回路構成と同じ回路構成を有するが、フィルタ31Aおよび31Bが、図8の(B)に示した第1実施形態のフィルタとは異なる。
図17は、第4実施形態の差動クロック信号の平衡型伝送装置に使用するフィルタ31Aおよび31Bの回路構成および平衡型伝送装置の周波数特性を示す図である。図17の(A)はフィルタ31Aの回路構成を、図17の(B)はフィルタ31Bの回路構成を、図17の(C)が平衡型伝送装置の周波数特性を示す。
図17の(A)に示すように、第4実施形態では、フィルタ31Aは、図14の(A)に示した第2実施形態におけるフィルタと同じ構成を有する。図17の(B)に示すように、フィルタ31Bは、図16の(A)に示した第3実施形態におけるフィルタと同じ構成を、有する。
図17の(B)は、図8の(A)に示す構成を有し、図17の(A)および(B)に示すフィルタを、フィルタ31Aおよび31Bとしてそれぞれ使用した第4実施形態の差動クロック信号の平衡型伝送装置の周波数特性を示す図である。図17の(B)において、実線は差動成分の周波数特性を、点線は同相成分の周波数特性を示す。
図17の(B)に示すように、第3実施形態の差動クロック信号の平衡型伝送装置は、基本周波数(0.1GHz)の(2n−1)(n:正の整数)倍の周波数の差動成分は通過させるが、それ以外の差動成分および同相成分は通過せず、減衰(反射)する。
なお、第4実施形態で、フィルタ31Aが、図16の(A)に示した第3実施形態におけるフィルタと同じ構成を有し、フィルタ31Bが、図14の(A)に示した第2実施形態におけるフィルタと同じ構成を有するようにしてもよい。
以上説明したように、第1から第4実施形態の差動クロック信号の平衡型伝送装置のフィルタ31Aおよび31Bは、リアクタンス素子で構成されているため、小型化でき、高周波化も容易である。
また、第1から第4実施形態の差動クロック信号の平衡型伝送装置は、基本周波数(0.1GHz)の(2n−1)(n:正の整数)倍の周波数の差動成分は通過させるが、それ以外の差動成分および同相成分は通過せず、減衰(反射)する。そのため、第1実施形態の差動クロック信号の平衡型伝送装置は、基本周波数の(2n−1)(n:正の整数)倍の周波数の差動成分は伝送するが、それ以外の差動成分および同相成分は伝送しない。したがって、ノイズの影響を受けにくく、伝送された差動クロック信号は、矩形波状を有するように再生される。
また、第1から第4実施形態の差動クロック信号の平衡型伝送装置は、基本周波数(0.1GHz)の(2n−1)(n:正の整数)倍の周波数の差動成分は通過させるが、それ以外の差動成分および同相成分は通過せず、減衰(反射)する。そのため、第1実施形態の差動クロック信号の平衡型伝送装置は、基本周波数の(2n−1)(n:正の整数)倍の周波数の差動成分は伝送するが、それ以外の差動成分および同相成分は伝送しない。したがって、ノイズの影響を受けにくく、伝送された差動クロック信号は、矩形波状を有するように再生される。
以上、実施形態を説明したが、ここに記載したすべての例や条件は、発明および技術に適用する発明の概念の理解を助ける目的で記載されたものである。特に、記載された例や条件は発明の範囲を制限することを意図するものではなく、明細書のそのような例の構成は発明の利点および欠点を示すものではない。発明の実施形態を詳細に記載したが、各種の変更、置き換え、変形が発明の精神および範囲を逸脱することなく行えることが理解されるべきである。
以下、実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
(付記1)
差動信号を出力する送信回路と、
前記送信回路の出力する前記差動信号をフィルタリングする第1フィルタと、
前記第1フィルタでフィルタリングされた前記差動信号を伝送する、長さm・λ/2(m:正の整数、λ:前記差動信号の基本周波数に対応する波長)の差動線路と、
前記差動線路で伝送された前記差動信号をフィルタリングする第2フィルタと、
前記第2フィルタでフィルタリングされた前記差動信号が入力する受信回路と、を備え、
前記第1フィルタおよび前記第2フィルタは、リアクタンス素子で形成され、
前記基本周波数の(2n−1)(n:正の整数)倍の周波数の前記差動信号の差動成分に対してインピーダンス整合しており、前記基本周波数の(2n−1)(n:正の整数)倍の前記周波数以外の前記差動信号の差動成分および前記差動信号の同相成分に対してインピーダンス不整合である、ことを特徴とする伝送装置。
(付記2)
前記差動信号は、差動クロック信号である付記1に記載の伝送装置。
(付記3)
前記第1フィルタおよび前記第2フィルタは、シャント線路、ショートスタブ、およびλ/4線路を有する付記1または2に記載の伝送装置。
(付記4)
前記第1フィルタおよび前記第2フィルタは、
差動信号線間に接続されたλ/4長の線路を有するシャント回路と、
前記差動信号線をそれぞれ接地するλ/4長の2つの線路を有するショートスタブと、
前記シャント回路の前記差動信号線と前記ショートスタブの前記差動信号線間にそれぞれ接続されたp・λ/4(p:正の整数)長の2つの線路を有するλ/4線路と、を備える付記3に記載の伝送装置。
(付記5)
前記第1フィルタおよび前記第2フィルタは、
差動信号線間に接続されたλ/4長の線路を有するシャント回路と、
前記シャント回路の両側に配置され、前記差動信号線間にそれぞれ接続されたp・λ/4(p:正の整数)長の2つの線路を有する第1および第2のλ/4線路と、
第1のλ/4線路の前記シャント回路と反対側に配置され、前記差動信号線をそれぞれ接地するλ/4長の2つの線路を有する第1のショートスタブと、
第2のλ/4線路の前記シャント回路と反対側に配置され、前記差動信号線をそれぞれ接地するλ/4長の2つの線路を有する第2のショートスタブと、を備える付記3に記載の伝送装置。
(付記6)
前記第1フィルタおよび前記第2フィルタは、
前記差動信号線をそれぞれ接地するλ/4長の2つの線路を有する第1のショートスタブと、
前記第1のショートスタブの両側に配置され、前記差動信号線間にそれぞれ接続されたp・λ/4(p:正の整数)長の2つの線路を有する第1および第2のλ/4線路と、
第1のλ/4線路の前記第1のショートスタブと反対側に配置され、差動信号線間に接続されたλ/4長の線路を有するシャント回路と、
第2のλ/4線路の前記第1のショートスタブと反対側に配置され、前記差動信号線をそれぞれ接地するλ/4長の2つの線路を有する第2のショートスタブと、を備える付記3に記載の伝送装置。
(付記7)
前記第1フィルタは、
差動信号線間に接続されたλ/4長の線路を有するシャント回路と、
前記シャント回路の両側に配置され、前記差動信号線間にそれぞれ接続されたp・λ/4(p:正の整数)長の2つの線路を有する第1および第2のλ/4線路と、
第1のλ/4線路の前記シャント回路と反対側に配置され、前記差動信号線をそれぞれ接地するλ/4長の2つの線路を有する第1のショートスタブと、
第2のλ/4線路の前記シャント回路と反対側に配置され、前記差動信号線をそれぞれ接地するλ/4長の2つの線路を有する第2のショートスタブと、を備え、
前記第2フィルタは、
前記差動信号線をそれぞれ接地するλ/4長の2つの線路を有する第1のショートスタブと、
第1のショートスタブの両側に配置され、前記差動信号線間にそれぞれ接続されたp・λ/4(p:正の整数)長の2つの線路を有する第1および第2のλ/4線路と、
第1のλ/4線路の前記第1のショートスタブと反対側に配置され、差動信号線間に接続されたλ/4長の線路を有するシャント回路と、
第2のλ/4線路の前記第1のショートスタブと反対側に配置され、前記差動信号線をそれぞれ接地するλ/4長の2つの線路を有する第2のショートスタブと、を備える付記3に記載の伝送装置。
(付記8)
リアクタンス素子で形成され、基本周波数の(2n−1)(n:正の整数)倍の周波数の差動信号の差動成分に対してインピーダンス整合しており、前記基本周波数の(2n−1)(n:正の整数)倍の前記周波数以外の前記差動信号の差動成分および前記差動信号の同相成分に対してインピーダンス不整合である、ことを特徴とする高周波フィルタ。
(付記9)
当該高周波フィルタは、差動クロック信号用フィルタである付記8に記載の高周波フィルタ。
(付記10)
シャント線路、ショートスタブ、およびλ/4線路を有する付記8または9に記載の高周波フィルタ。
(付記11)
差動信号線間に接続されたλ/4長の線路を有するシャント回路と、
前記差動信号線をそれぞれ接地するλ/4長の2つの線路を有するショートスタブと、
前記シャント回路の前記差動信号線と前記ショートスタブの前記差動信号線間にそれぞれ接続されたp・λ/4(p:正の整数)長の2つの線路を有するλ/4線路と、を備える付記10に記載の高周波フィルタ。
(付記12)
差動信号線間に接続されたλ/4長の線路を有するシャント回路と、
前記シャント回路の両側に配置され、前記差動信号線間にそれぞれ接続されたp・λ/4(p:正の整数)長の2つの線路を有する第1および第2のλ/4線路と、
第1のλ/4線路の前記シャント回路と反対側に配置され、前記差動信号線をそれぞれ接地するλ/4長の2つの線路を有する第1のショートスタブと、
第2のλ/4線路の前記シャント回路と反対側に配置され、前記差動信号線をそれぞれ接地するλ/4長の2つの線路を有する第2のショートスタブと、を備える付記10に記載の高周波フィルタ。
(付記13)
前記差動信号線をそれぞれ接地するλ/4長の2つの線路を有する第1のショートスタブと、
前記第1のショートスタブの両側に配置され、前記差動信号線間にそれぞれ接続されたp・λ/4(p:正の整数)長の2つの線路を有する第1および第2のλ/4線路と、
第1のλ/4線路の前記第1のショートスタブと反対側に配置され、差動信号線間に接続されたλ/4長の線路を有するシャント回路と、
第2のλ/4線路の前記第1のショートスタブと反対側に配置され、前記差動信号線をそれぞれ接地するλ/4長の2つの線路を有する第2のショートスタブと、を備える付記10に記載の高周波フィルタ。
(付記1)
差動信号を出力する送信回路と、
前記送信回路の出力する前記差動信号をフィルタリングする第1フィルタと、
前記第1フィルタでフィルタリングされた前記差動信号を伝送する、長さm・λ/2(m:正の整数、λ:前記差動信号の基本周波数に対応する波長)の差動線路と、
前記差動線路で伝送された前記差動信号をフィルタリングする第2フィルタと、
前記第2フィルタでフィルタリングされた前記差動信号が入力する受信回路と、を備え、
前記第1フィルタおよび前記第2フィルタは、リアクタンス素子で形成され、
前記基本周波数の(2n−1)(n:正の整数)倍の周波数の前記差動信号の差動成分に対してインピーダンス整合しており、前記基本周波数の(2n−1)(n:正の整数)倍の前記周波数以外の前記差動信号の差動成分および前記差動信号の同相成分に対してインピーダンス不整合である、ことを特徴とする伝送装置。
(付記2)
前記差動信号は、差動クロック信号である付記1に記載の伝送装置。
(付記3)
前記第1フィルタおよび前記第2フィルタは、シャント線路、ショートスタブ、およびλ/4線路を有する付記1または2に記載の伝送装置。
(付記4)
前記第1フィルタおよび前記第2フィルタは、
差動信号線間に接続されたλ/4長の線路を有するシャント回路と、
前記差動信号線をそれぞれ接地するλ/4長の2つの線路を有するショートスタブと、
前記シャント回路の前記差動信号線と前記ショートスタブの前記差動信号線間にそれぞれ接続されたp・λ/4(p:正の整数)長の2つの線路を有するλ/4線路と、を備える付記3に記載の伝送装置。
(付記5)
前記第1フィルタおよび前記第2フィルタは、
差動信号線間に接続されたλ/4長の線路を有するシャント回路と、
前記シャント回路の両側に配置され、前記差動信号線間にそれぞれ接続されたp・λ/4(p:正の整数)長の2つの線路を有する第1および第2のλ/4線路と、
第1のλ/4線路の前記シャント回路と反対側に配置され、前記差動信号線をそれぞれ接地するλ/4長の2つの線路を有する第1のショートスタブと、
第2のλ/4線路の前記シャント回路と反対側に配置され、前記差動信号線をそれぞれ接地するλ/4長の2つの線路を有する第2のショートスタブと、を備える付記3に記載の伝送装置。
(付記6)
前記第1フィルタおよび前記第2フィルタは、
前記差動信号線をそれぞれ接地するλ/4長の2つの線路を有する第1のショートスタブと、
前記第1のショートスタブの両側に配置され、前記差動信号線間にそれぞれ接続されたp・λ/4(p:正の整数)長の2つの線路を有する第1および第2のλ/4線路と、
第1のλ/4線路の前記第1のショートスタブと反対側に配置され、差動信号線間に接続されたλ/4長の線路を有するシャント回路と、
第2のλ/4線路の前記第1のショートスタブと反対側に配置され、前記差動信号線をそれぞれ接地するλ/4長の2つの線路を有する第2のショートスタブと、を備える付記3に記載の伝送装置。
(付記7)
前記第1フィルタは、
差動信号線間に接続されたλ/4長の線路を有するシャント回路と、
前記シャント回路の両側に配置され、前記差動信号線間にそれぞれ接続されたp・λ/4(p:正の整数)長の2つの線路を有する第1および第2のλ/4線路と、
第1のλ/4線路の前記シャント回路と反対側に配置され、前記差動信号線をそれぞれ接地するλ/4長の2つの線路を有する第1のショートスタブと、
第2のλ/4線路の前記シャント回路と反対側に配置され、前記差動信号線をそれぞれ接地するλ/4長の2つの線路を有する第2のショートスタブと、を備え、
前記第2フィルタは、
前記差動信号線をそれぞれ接地するλ/4長の2つの線路を有する第1のショートスタブと、
第1のショートスタブの両側に配置され、前記差動信号線間にそれぞれ接続されたp・λ/4(p:正の整数)長の2つの線路を有する第1および第2のλ/4線路と、
第1のλ/4線路の前記第1のショートスタブと反対側に配置され、差動信号線間に接続されたλ/4長の線路を有するシャント回路と、
第2のλ/4線路の前記第1のショートスタブと反対側に配置され、前記差動信号線をそれぞれ接地するλ/4長の2つの線路を有する第2のショートスタブと、を備える付記3に記載の伝送装置。
(付記8)
リアクタンス素子で形成され、基本周波数の(2n−1)(n:正の整数)倍の周波数の差動信号の差動成分に対してインピーダンス整合しており、前記基本周波数の(2n−1)(n:正の整数)倍の前記周波数以外の前記差動信号の差動成分および前記差動信号の同相成分に対してインピーダンス不整合である、ことを特徴とする高周波フィルタ。
(付記9)
当該高周波フィルタは、差動クロック信号用フィルタである付記8に記載の高周波フィルタ。
(付記10)
シャント線路、ショートスタブ、およびλ/4線路を有する付記8または9に記載の高周波フィルタ。
(付記11)
差動信号線間に接続されたλ/4長の線路を有するシャント回路と、
前記差動信号線をそれぞれ接地するλ/4長の2つの線路を有するショートスタブと、
前記シャント回路の前記差動信号線と前記ショートスタブの前記差動信号線間にそれぞれ接続されたp・λ/4(p:正の整数)長の2つの線路を有するλ/4線路と、を備える付記10に記載の高周波フィルタ。
(付記12)
差動信号線間に接続されたλ/4長の線路を有するシャント回路と、
前記シャント回路の両側に配置され、前記差動信号線間にそれぞれ接続されたp・λ/4(p:正の整数)長の2つの線路を有する第1および第2のλ/4線路と、
第1のλ/4線路の前記シャント回路と反対側に配置され、前記差動信号線をそれぞれ接地するλ/4長の2つの線路を有する第1のショートスタブと、
第2のλ/4線路の前記シャント回路と反対側に配置され、前記差動信号線をそれぞれ接地するλ/4長の2つの線路を有する第2のショートスタブと、を備える付記10に記載の高周波フィルタ。
(付記13)
前記差動信号線をそれぞれ接地するλ/4長の2つの線路を有する第1のショートスタブと、
前記第1のショートスタブの両側に配置され、前記差動信号線間にそれぞれ接続されたp・λ/4(p:正の整数)長の2つの線路を有する第1および第2のλ/4線路と、
第1のλ/4線路の前記第1のショートスタブと反対側に配置され、差動信号線間に接続されたλ/4長の線路を有するシャント回路と、
第2のλ/4線路の前記第1のショートスタブと反対側に配置され、前記差動信号線をそれぞれ接地するλ/4長の2つの線路を有する第2のショートスタブと、を備える付記10に記載の高周波フィルタ。
11 差動クロック送信器
13 差動クロック受信器
30 差動線路
31A、31B フィルタ
32 ショートスタブ
33 n・λ/4線路
34 シャント線路
13 差動クロック受信器
30 差動線路
31A、31B フィルタ
32 ショートスタブ
33 n・λ/4線路
34 シャント線路
Claims (10)
- 差動信号を出力する送信回路と、
前記送信回路の出力する前記差動信号をフィルタリングする第1フィルタと、
前記第1フィルタでフィルタリングされた前記差動信号を伝送する、長さm・λ/2(m:正の整数、λ:前記差動信号の基本周波数に対応する波長)の差動線路と、
前記差動線路で伝送された前記差動信号をフィルタリングする第2フィルタと、
前記第2フィルタでフィルタリングされた前記差動信号が入力する受信回路と、を備え、
前記第1フィルタおよび前記第2フィルタは、リアクタンス素子で形成され、
前記基本周波数の(2n−1)(n:正の整数)倍の周波数の前記差動信号の差動成分に対してインピーダンス整合しており、前記基本周波数の(2n−1)(n:正の整数)倍の前記周波数以外の前記差動信号の差動成分および前記差動信号の同相成分に対してインピーダンス不整合である、ことを特徴とする伝送装置。 - 前記差動信号は、差動クロック信号である請求項1に記載の伝送装置。
- 前記第1フィルタおよび前記第2フィルタは、シャント線路、ショートスタブ、およびλ/4線路を有する請求項1または2に記載の伝送装置。
- 前記第1フィルタおよび前記第2フィルタは、
差動信号線間に接続されたλ/4長の線路を有するシャント回路と、
前記差動信号線をそれぞれ接地するλ/4長の2つの線路を有するショートスタブと、
前記シャント回路の前記差動信号線と前記ショートスタブの前記差動信号線間にそれぞれ接続されたp・λ/4(p:正の整数)長の2つの線路を有するλ/4線路と、を備える請求項3に記載の伝送装置。 - 前記第1フィルタおよび前記第2フィルタは、
差動信号線間に接続されたλ/4長の線路を有するシャント回路と、
前記シャント回路の両側に配置され、前記差動信号線間にそれぞれ接続されたp・λ/4(p:正の整数)長の2つの線路を有する第1および第2のλ/4線路と、
第1のλ/4線路の前記シャント回路と反対側に配置され、前記差動信号線をそれぞれ接地するλ/4長の2つの線路を有する第1のショートスタブと、
第2のλ/4線路の前記シャント回路と反対側に配置され、前記差動信号線をそれぞれ接地するλ/4長の2つの線路を有する第2のショートスタブと、を備える請求項3に記載の伝送装置。 - 前記第1フィルタおよび前記第2フィルタは、
前記差動信号線をそれぞれ接地するλ/4長の2つの線路を有する第1のショートスタブと、
前記第1のショートスタブの両側に配置され、前記差動信号線間にそれぞれ接続されたp・λ/4(p:正の整数)長の2つの線路を有する第1および第2のλ/4線路と、
第1のλ/4線路の前記第1のショートスタブと反対側に配置され、差動信号線間に接続されたλ/4長の線路を有するシャント回路と、
第2のλ/4線路の前記第1のショートスタブと反対側に配置され、前記差動信号線をそれぞれ接地するλ/4長の2つの線路を有する第2のショートスタブと、を備える請求項3に記載の伝送装置。 - 前記第1フィルタは、
差動信号線間に接続されたλ/4長の線路を有するシャント回路と、
前記シャント回路の両側に配置され、前記差動信号線間にそれぞれ接続されたp・λ/4(p:正の整数)長の2つの線路を有する第1および第2のλ/4線路と、
第1のλ/4線路の前記シャント回路と反対側に配置され、前記差動信号線をそれぞれ接地するλ/4長の2つの線路を有する第1のショートスタブと、
第2のλ/4線路の前記シャント回路と反対側に配置され、前記差動信号線をそれぞれ接地するλ/4長の2つの線路を有する第2のショートスタブと、を備え、
前記第2フィルタは、
前記差動信号線をそれぞれ接地するλ/4長の2つの線路を有する第1のショートスタブと、
第1のショートスタブの両側に配置され、前記差動信号線間にそれぞれ接続されたp・λ/4(p:正の整数)長の2つの線路を有する第1および第2のλ/4線路と、
第1のλ/4線路の前記第1のショートスタブと反対側に配置され、差動信号線間に接続されたλ/4長の線路を有するシャント回路と、
第2のλ/4線路の前記第1のショートスタブと反対側に配置され、前記差動信号線をそれぞれ接地するλ/4長の2つの線路を有する第2のショートスタブと、を備える請求項3に記載の伝送装置。 - リアクタンス素子で形成され、基本周波数の(2n−1)(n:正の整数)倍の周波数の差動信号の差動成分に対してインピーダンス整合しており、前記基本周波数の(2n−1)(n:正の整数)倍の前記周波数以外の前記差動信号の差動成分および前記差動信号の同相成分に対してインピーダンス不整合である、ことを特徴とする高周波フィルタ。
- シャント線路、ショートスタブ、およびλ/4線路を有する請求項8に記載の高周波フィルタ。
- 差動信号線間に接続されたλ/4長の線路を有するシャント回路と、
前記差動信号線をそれぞれ接地するλ/4長の2つの線路を有するショートスタブと、
前記シャント回路の前記差動信号線と前記ショートスタブの前記差動信号線間にそれぞれ接続されたp・λ/4(p:正の整数)長の2つの線路を有するλ/4線路と、を備える請求項9に記載の高周波フィルタ。
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