JP4757835B2 - Differential transmission circuit - Google Patents
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Description
本発明は、送信回路の第1および第2の送端トランジスタのエミッタと、受信回路の第1および第2の終端抵抗の片端が接続された入力バッファの2個の入力端子との間に、差動伝送線路を接続して構成した差動伝送回路に関するものである。 According to the present invention, between the emitters of the first and second transmission end transistors of the transmission circuit and the two input terminals of the input buffer to which one ends of the first and second termination resistors of the reception circuit are connected, The present invention relates to a differential transmission circuit configured by connecting differential transmission lines.
伝送回路に関する従来技術として、特許文献1に示す伝送回路がある。この伝送回路は送信回路の送端トランジスタのエミッタと受信回路の入力バッファとの間を1本の伝送線路で接続して構成したものである。
As a conventional technique related to a transmission circuit, there is a transmission circuit disclosed in
この技術を用いた従来の差動伝送回路の一例を図5に示す。この従来例は、集積回路からなる送信回路10の送端トランジスタQ11,Q12のエミッタと、集積回路からなる受信回路20の終端抵抗R21,R22をもつ入力バッファ21との間を、プリント基板上において、2本の線路31,32からなる差動伝送線路30で接続したものである。終端抵抗R21,R22の他端は電圧端子VG21(例えば、GND端子)に接続されている。
ところが、この差動伝送線路30の線路31,32を経由して、送信回路10から受信回路20に対して10Gb/sのランダム信号(図6(a)参照)を送信するとき、同相の5GHzのノイズが混入すると、図7(a)に示すように、アイパターンがうねる問題が発生する。また、5GHzのノイズでなく、100MHzのノイズが混入するときは、図7(b)に示すように、アイパターンの開口が劣化してしまう。
However, when a 10 Gb / s random signal (see FIG. 6A) is transmitted from the
本発明の目的は、このようなノイズによる悪影響を回避し、ノイズ耐性が高く良好なアイパターンで信号伝送ができるようにした差動伝送回路を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a differential transmission circuit that avoids such an adverse effect caused by noise and that can perform signal transmission with a good eye pattern with high noise resistance.
上記目的を達成するために、請求項1にかかる発明の差動伝送回路は、送信回路の第1、第2の送端トランジスタのエミッタと、受信回路の終端用の第1、第2の抵抗のそれぞれの片端との間に、差動伝送線路又は差動伝送配線を接続して構成した差動伝送回路において、前記第1、第2の抵抗の各他端を、共通に、電流源に接続すると共に第3の抵抗の片端に接続し、該第3の抵抗の他端を第1のキャパシタを介して第1の電圧端子に接続したことを特徴とする。
請求項2にかかる発明は、請求項1に記載の差動伝送回路において、前記送信回路の前記第1、第2の送端トランジスタ、前記差動伝送線路又は差動伝送配線、前記受信回路の前記第1、第2の抵抗、前記電流源、前記第3の抵抗、および前記第1のキャパシタを、1個の集積回路内に構成したことを特徴とする。
請求項3にかかる発明は、請求項1又は2に記載の差動伝送回路において、前記第1、第2の送端トランジスタのコレクタをそれぞれ第4、第5の抵抗を介して第2の電圧端子に接続し、および/又は前記第1、第2の送端トランジスタのコレクタをそれぞれ第2、第3のキャパシタを介して第3の電圧端子に接続したことを特徴とする。
請求項4にかかる発明は、請求項3に記載の差動伝送回路において、前記第1、第2の送端トランジスタのコレクタを共通接続して、前記第4、第5の抵抗を共通の1個の抵抗とし、および/又は前記第2、第3のキャパシタを共通の1個のキャパシタとしたことを特徴とする。
請求項5にかかる発明は、請求項1又は2に記載の差動伝送回路において、前記第1、第2の送端トランジスタのコレクタをそれぞれ第4、第5の抵抗を介して第2の電圧端子に接続し、該第4、第5の抵抗の前記コレクタと反対側の端子を第2、第3のキャパシタを介して第3の電圧端子に接続したことを特徴とする。
請求項6にかかる発明は、請求項5に記載の差動伝送回路において、前記第1、第2の送端トランジスタのコレクタを共通接続して、前記第4、第5の抵抗を共通の1個の抵抗とし、前記第2、第3のキャパシタを共通の1個のキャパシタとしたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, a differential transmission circuit according to a first aspect of the present invention includes an emitter of first and second transmission end transistors of a transmission circuit, and first and second resistors for termination of a reception circuit. In the differential transmission circuit configured by connecting a differential transmission line or a differential transmission wiring between one end of each of the first and second resistors, the other ends of the first and second resistors are commonly used as a current source. The third resistor is connected to one end of the third resistor, and the other end of the third resistor is connected to the first voltage terminal via the first capacitor.
According to a second aspect of the present invention, in the differential transmission circuit according to the first aspect, the first and second transmission end transistors of the transmission circuit, the differential transmission line or the differential transmission wiring, and the reception circuit The first and second resistors, the current source, the third resistor, and the first capacitor are configured in one integrated circuit.
According to a third aspect of the present invention, in the differential transmission circuit according to the first or second aspect, the second voltage is applied to the collectors of the first and second transmission end transistors via the fourth and fifth resistors, respectively. It is characterized in that it is connected to a terminal and / or the collectors of the first and second transmission end transistors are connected to a third voltage terminal via second and third capacitors, respectively.
According to a fourth aspect of the present invention, in the differential transmission circuit according to the third aspect, the collectors of the first and second transmission end transistors are connected in common, and the fourth and fifth resistors are connected in common. And / or the second and third capacitors are one common capacitor.
According to a fifth aspect of the present invention, in the differential transmission circuit according to the first or second aspect, the second voltage is applied to the collectors of the first and second transmission end transistors via the fourth and fifth resistors, respectively. The fourth and fifth resistors are connected to the terminal on the opposite side of the collector, and connected to the third voltage terminal via the second and third capacitors.
According to a sixth aspect of the present invention, in the differential transmission circuit according to the fifth aspect, the collectors of the first and second transmission end transistors are connected in common, and the fourth and fifth resistors are connected in common. It is characterized in that it is a single resistor and the second and third capacitors are one common capacitor.
本発明によれば、終端用の第1、第2の抵抗の各他端を、共通に、電流源に接続すると共に第3の抵抗の片端に接続し、該第3の抵抗の他端を第1のキャパシタを介して第1の電圧端子に接続したことにより、10Gb/s以上の信号伝送においても、従来回路よりよりノイズ耐性の高く開口の広いアイパターン特性の差動伝送回路を実現できる。 According to the present invention, the other ends of the first and second resistors for termination are commonly connected to the current source and one end of the third resistor, and the other end of the third resistor is connected to the other end of the third resistor. By connecting to the first voltage terminal via the first capacitor, it is possible to realize a differential transmission circuit with eye pattern characteristics having a higher noise resistance and a wider opening than conventional circuits even in signal transmission of 10 Gb / s or more. .
<第1の実施例>
図1は本発明の第1の実施例の差動伝送回路の構成を示す回路図である。本実施例の差動伝送回路は、集積回路からなる送信回路10の送端トランジスタQ11,Q12のエミッタと、集積回路からなる受信回路20の終端抵抗R21,R22をもつ入力バッファ21との間を、プリント基板上において、2本の線路31,32からなる差動伝送線路30で接続し、終端抵抗R21,R22の他端を、共通に、電流源I21を介して電圧端子VG22に、また抵抗R23と安定化用のキャパシタC21の直列回路を介して電圧端子VG23に、それぞれ接続したものである。電圧端子VG22,VG23は、例えばGND端子である。なお、差動伝送線路30はプリント基板上のパターン配線に限らず、ケーブルであっても良い。
<First embodiment>
FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a differential transmission circuit according to a first embodiment of the present invention. The differential transmission circuit of the present embodiment is provided between the emitters of the transmission end transistors Q11 and Q12 of the
ここで、線路31,32のインピーダンスが50Ωのとき、R21=R22=50Ω、R23=25Ω、C21=5pFとすると、図6(a)に示す10Gb/sのランダム信号を送信回路10から受信回路20に向けて線路31,22を経由して送信するとき、その線路31,32に同相や逆相の5GHzのノイズあるいは100MHzのノイズが重畳した場合、それら抵抗R21,R22,R23、キャパシタC21でノイズに対するマッチング回路が構成されるため、図6(b)に示すように、受信回路20の入力バッファ21では、うねりやノイズを除去した波形の信号を受信することができる。しかも、電流源I21で定電流を引き抜いているので、伝送電流を所定量以上(例えば、40%以上)削減でき、消費電力も低減することができる。
Here, when the impedances of the
一般的に差動伝送回路では、fを周波数(GHz)とすると、配線長が(10×100/f)μmを超えると配線のインダクタンスを考慮した設計が必要となるが、本実施例によれば、これが緩和される。なお、差動伝送線路30は、特定の特性インピーダンスをもつ伝送線路ではなく、通常の差動伝送配線に代えてもよい。
In general, in a differential transmission circuit, when f is a frequency (GHz), if the wiring length exceeds (10 × 100 / f) μm, it is necessary to design in consideration of the wiring inductance. This will be mitigated. The
<第2の実施例>
図2は本発明の第2の実施例の差動伝送回路を示す回路図である。本実施例では、1個の集積回路(半導体チップ)40内に、前記送信回路10にと同じ構成の送信回路10A、前記受信回路10と同じ構成の受信回路20Aおよび前記差動伝送線路30と同様の差動伝送線路30Aをそれぞぞれ構成したものであり、図1と同じ要素には同じ符号を付けた。ここでは、差動伝送線路30Aはチップ内配線となる。
<Second embodiment>
FIG. 2 is a circuit diagram showing a differential transmission circuit according to a second embodiment of the present invention. In this embodiment, in one integrated circuit (semiconductor chip) 40, a
本実施例でも、前記第1の実施例で説明したと同様にノイズ耐性が向上するので、このように1個の集積回路40内に構成すると、10Gb/sの高速なランダム信号を伝送する場合であっても、差動伝送線路30の配線長を100μm以上に長くすることが可能となる。また、第1の実施例と同様に、差動伝送線路30Aは、特定の特性インピーダンスをもつ伝送線路ではなく、通常の差動伝送配線に代えてもよい。
Also in this embodiment, noise resistance is improved in the same manner as described in the first embodiment. Therefore, when configured in one
<第3の実施例>
図3は本発明の第3の実施例の差動伝送回路の送信回路10の一部を示す回路図である。本実施例では、送信回路10において、送端トランジスタQ11のコレクタを抵抗R11を介して電圧端子VCCに接続すると共に、キャパシタC11を介して電圧端子VG11に接続し、また、送端トランジスタQ12のコレクタを抵抗R12を介して電圧端子VCCに接続すると共に、キャパシタC12を介して電圧端子VG12に接続したものである。電圧端子VG11,VG12は、例えばGND端子である。
<Third embodiment>
FIG. 3 is a circuit diagram showing a part of the
このようにすると、送端トランジスタQ11,Q12のコレクタに直接ワイヤを介して電圧端子VCCを接続した場合に、ワイヤの寄生素子成分により発振現象の恐れがあったが、これを予防できる。 In this case, when the voltage terminal VCC is directly connected to the collectors of the transmission end transistors Q11 and Q12 via a wire, there is a fear of an oscillation phenomenon due to a parasitic element component of the wire, but this can be prevented.
なお、抵抗R11,R12とキャパシタC11,C12の一方は削除可能である。また、送端トランジスタQ11,Q12のコレクタを共通接続して、抵抗R11とR12を共通の1個の抵抗とし、キャパシタC11とC12を共通の1個のキャパシタとしても、同様の効果がある。 One of the resistors R11 and R12 and the capacitors C11 and C12 can be deleted. The same effect can be obtained by connecting the collectors of the transmission end transistors Q11 and Q12 in common, making the resistors R11 and R12 one common resistor, and the capacitors C11 and C12 one common capacitor.
<第4の実施例>
図4は本発明の第4の実施例の差動伝送回路の送信回路10の一部を示す回路図である。本実施例では、送信回路10において、送端トランジスタQ11のコレクタを抵抗R11を介して電圧端子VCCに接続し、その抵抗R11のコレクタと反対側の接続点をキャパシタC11介して電圧端子VG11に接続し、また、送端トランジスタQ12のコレクタを抵抗R12を介して電圧端子VCCに接続し、その抵抗R12のコレクタと反対側の接続点をキャパシタC12介して電圧端子VG12に接続したものである。このような構成も、第3の実施例と同様の作用効果を得ることができる。
<Fourth embodiment>
FIG. 4 is a circuit diagram showing a part of the
なお、送端トランジスタQ11,Q12のコレクタを共通接続して、抵抗R11とR12を共通の1個の抵抗とし、キャパシタC11とC12を共通の1個のキャパシタとしても、同様の効果がある。 The same effect can be obtained by connecting the collectors of the transmission end transistors Q11 and Q12 in common, the resistors R11 and R12 as one common resistor, and the capacitors C11 and C12 as one common capacitor.
10,10A:送信回路
20,20A:受信回路、21:入力バッファ
30,30A:差動伝送線路
40:集積回路
10, 10A:
Claims (6)
前記第1、第2の抵抗の各他端を、共通に、電流源に接続すると共に第3の抵抗の片端に接続し、該第3の抵抗の他端を第1のキャパシタを介して第1の電圧端子に接続したことを特徴とする差動伝送回路。 A differential transmission line or a differential transmission line is connected between the emitters of the first and second transmitting end transistors of the transmitting circuit and the respective one ends of the first and second resistors for terminating the receiving circuit. In the differential transmission circuit configured as
The other ends of the first and second resistors are connected in common to a current source and to one end of a third resistor, and the other end of the third resistor is connected to the first capacitor via a first capacitor. A differential transmission circuit connected to a voltage terminal of 1.
前記送信回路の前記第1、第2の送端トランジスタ、前記差動伝送線路又は差動伝送配線、前記受信回路の前記第1、第2の抵抗、前記電流源、前記第3の抵抗、および前記第1のキャパシタを、1個の集積回路内に構成したことを特徴とする差動伝送回路。 The differential transmission circuit according to claim 1,
The first and second transmission end transistors of the transmission circuit, the differential transmission line or the differential transmission wiring, the first and second resistances of the reception circuit, the current source, the third resistance, and A differential transmission circuit, wherein the first capacitor is configured in one integrated circuit.
前記第1、第2の送端トランジスタのコレクタをそれぞれ第4、第5の抵抗を介して第2の電圧端子に接続し、および/又は前記第1、第2の送端トランジスタのコレクタをそれぞれ第2、第3のキャパシタを介して第3の電圧端子に接続したことを特徴とする差動伝送回路。 The differential transmission circuit according to claim 1 or 2,
The collectors of the first and second transmission end transistors are connected to the second voltage terminal through fourth and fifth resistors, respectively, and / or the collectors of the first and second transmission end transistors are respectively connected. A differential transmission circuit, wherein the differential transmission circuit is connected to a third voltage terminal via a second capacitor and a third capacitor.
前記第1、第2の送端トランジスタのコレクタを共通接続して、前記第4、第5の抵抗を共通の1個の抵抗とし、および/又は前記第2、第3のキャパシタを共通の1個のキャパシタとしたことを特徴とする差動伝送回路。 The differential transmission circuit according to claim 3,
The collectors of the first and second transmission end transistors are connected in common, the fourth and fifth resistors are used as one common resistor, and / or the second and third capacitors are used as a common one. A differential transmission circuit characterized in that it is a single capacitor.
前記第1、第2の送端トランジスタのコレクタをそれぞれ第4、第5の抵抗を介して第2の電圧端子に接続し、該第4、第5の抵抗の前記コレクタと反対側の端子を第2、第3のキャパシタを介して第3の電圧端子に接続したことを特徴とする差動伝送回路。 The differential transmission circuit according to claim 1 or 2,
The collectors of the first and second transmission end transistors are connected to the second voltage terminal via fourth and fifth resistors, respectively, and the terminals of the fourth and fifth resistors opposite to the collector are connected. A differential transmission circuit, wherein the differential transmission circuit is connected to a third voltage terminal via a second capacitor and a third capacitor.
前記第1、第2の送端トランジスタのコレクタを共通接続して、前記第4、第5の抵抗を共通の1個の抵抗とし、前記第2、第3のキャパシタを共通の1個のキャパシタとしたことを特徴とする差動伝送回路。 The differential transmission circuit according to claim 5,
The collectors of the first and second transmission end transistors are connected in common, the fourth and fifth resistors are used as one common resistor, and the second and third capacitors are used as one common capacitor. A differential transmission circuit characterized by that.
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