JP5244005B2 - Multiplexer - Google Patents

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Description

所定ビットレートで2系列に入力される2値のデータ信号を、1系列のデータ信号に多重化して2倍のビットレートで出力するマルチプレクサにおいて、多重化に用いるクロック信号の伝送路の多重反射を防止するための技術に関する。   In a multiplexer that multiplexes binary data signals input in two series at a predetermined bit rate into one series of data signals and outputs it at a double bit rate, multiple reflection of the transmission path of the clock signal used for multiplexing is performed. It relates to technology to prevent.

マルチプレクサは、一般的に複数Mの系列の(0、1)の2値のデータ信号をスイッチ回路に入力し、入力するデータ信号のビットレートのM倍の速度でデータ信号を順次選択して1系列のデータ信号に多重化しているが、入力するデータ信号のビットレートが数10Gb/sの高速になると位相余裕がなくなり、データ信号の変化に対してスイッチによる選択動作のタイミングずれが生じ、正しく多重化できなくなる。   The multiplexer generally inputs a binary data signal of (0, 1) of a plurality of M series to the switch circuit, and sequentially selects the data signal at a speed M times the bit rate of the input data signal. Multiplexed to a series of data signals, the phase margin is lost when the bit rate of the input data signal becomes several tens of Gb / s, and the timing of the selection operation by the switch is changed with respect to the change of the data signal. Cannot be multiplexed.

この問題を解決する方式として、入力系列数Mを2に限定し、且つその2つのデータ信号の一方の位相を他方に対して180度遅延させ、各データ信号の変化に対してスイッチによる選択動作のタイミングを合わせることで位相余裕を与える方式のものがあった。   As a method for solving this problem, the number M of input sequences is limited to 2, and one phase of the two data signals is delayed by 180 degrees with respect to the other, and the selection operation by the switch with respect to the change of each data signal There is a system that gives a phase margin by matching the timings of.

図6は、上記方式のマルチプレクサ10の基本構成を示すものである。
このマルチプレクサ10は、図7の(a)に示すように、NRZ形式で入力されるビットデータda1、da2、……からなる入力データ信号Daを、第1シフト回路11を構成する2段縦列に接続されたラッチ回路11a、11bの初段に与え、図7の(b)に示すように、入力データ信号Daと同一ビットレートでNRZ形式で入力されるビットデータdb1、db2、……からなる入力データ信号Dbを、第2シフト回路12を構成する3段縦列に接続されたラッチ回路12a〜12cの初段に与えている。
FIG. 6 shows a basic configuration of the multiplexer 10 of the above method.
As shown in FIG. 7A, the multiplexer 10 converts an input data signal Da composed of bit data da1, da2,... Inputted in the NRZ format into two-stage columns constituting the first shift circuit 11. As shown in FIG. 7 (b), it is input to the first stage of the connected latch circuits 11a and 11b, and is made up of bit data db1, db2,... Input in the NRZ format at the same bit rate as the input data signal Da. The data signal Db is applied to the first stage of the latch circuits 12 a to 12 c connected in a three-stage column constituting the second shift circuit 12.

クロック供給回路15は、図7の(c)に示すように、入力データ信号Da、Dbのビットレートに等しい周波数のクロック信号CKを受けて、各ラッチ回路11a、11b、12a〜12cに供給する。なお、ここではクロック供給回路15が供給するクロック信号をCK1〜CK4と区別しているが、基本的には同等であり、以下の説明でも区別しないで単にクロック信号CKと記す場合がある。   As shown in FIG. 7C, the clock supply circuit 15 receives a clock signal CK having a frequency equal to the bit rate of the input data signals Da and Db, and supplies it to the latch circuits 11a, 11b, and 12a to 12c. . Here, although the clock signal supplied from the clock supply circuit 15 is distinguished from CK1 to CK4, they are basically the same and may be simply referred to as the clock signal CK without being distinguished in the following description.

ここで、ラッチ回路11a、12a、12cは、入力されるクロック信号CKの一方のレベル遷移タイミング(例えば立ち上がり)でデータ信号をラッチし、ラッチ回路11b、12bは、クロック信号CKの他方のレベル遷移タイミング(例えば立ち下がり)でデータ信号をラッチする。   Here, the latch circuits 11a, 12a, and 12c latch the data signal at one level transition timing (for example, rising) of the input clock signal CK, and the latch circuits 11b and 12b perform the other level transition of the clock signal CK. The data signal is latched at timing (for example, falling).

したがって、図7の(a)、(b)のように、データ信号Da、Dbが同期状態(データの切り替わりタイミングが互いに等しい状態)で入力された場合、第1シフト回路11のラッチ回路11bからは、図7の(d)のように、データの切り替わりタイミングが、クロック信号CKの立ち下がりタイミングに一致した第1のシフトデータ信号Da′が出力され、第2シフト回路12のラッチ回路12cからは、図7の(e)のように、データの切り替わりタイミングが、クロック信号CKの立ち上がりタイミングに一致した第2のシフトデータ信号Db′が出力されることになり、両シフトデータ信号Da′、Db′の切り替わりタイミングはクロック半周期分(180度)ずれることになる。   Therefore, as shown in FIGS. 7A and 7B, when the data signals Da and Db are input in a synchronized state (in which the data switching timings are equal to each other), the latch circuit 11b of the first shift circuit 11 As shown in FIG. 7D, the first shift data signal Da ′ whose data switching timing coincides with the falling timing of the clock signal CK is output from the latch circuit 12c of the second shift circuit 12. As shown in FIG. 7E, the second shift data signal Db ′ in which the data switching timing coincides with the rising timing of the clock signal CK is output, and both shift data signals Da ′, The switching timing of Db ′ is shifted by a half clock period (180 degrees).

この切り替わりタイミングが180度ずれた2系統のシフトデータ信号Da′、Db′は2対1の選択スイッチ13に入力される。   Two systems of shift data signals Da ′ and Db ′ whose switching timings are shifted by 180 degrees are input to the 2-to-1 selection switch 13.

選択スイッチ13は、図7の(f)のように、クロック信号CKがハイレベルの期間は第1のシフトデータ信号Da′を選択出力し、クロック信号CKがローレベルの期間は第2のシフトデータ信号Db′を選択出力する。これにより、入力データ信号Da、Dbを多重化した信号Dxが、入力ビットレートの2倍のビットレートで出力される。   As shown in FIG. 7F, the selection switch 13 selectively outputs the first shift data signal Da ′ when the clock signal CK is at a high level, and performs the second shift when the clock signal CK is at a low level. The data signal Db 'is selectively output. As a result, the signal Dx obtained by multiplexing the input data signals Da and Db is output at a bit rate that is twice the input bit rate.

なお、上記のように、2系統の入力データ信号を異なる段数のラッチを経由してその切り替わりタイミングをクロックの半周期分ずらし、スイッチで選択する構成のマルチプレクサは、例えば次の非特許文献1に開示されている。   Note that, as described above, a multiplexer configured to switch the switching timing of two systems of input data signals through different number of stages of latches by a half cycle of the clock and select with a switch is disclosed in Non-Patent Document 1, for example. It is disclosed.

Behzad Razavi著,”Design of Integrated Circuits of OpticalCommunication”pp.333-340,McGRAW-Hill2003年発行Published by Behzad Razavi, “Design of Integrated Circuits of Optical Communication”, pp.333-340, McGRAW-Hill 2003

上記のように、2系統の入力データ信号を異なる段数のラッチを経由してその切り替わりタイミングをクロックの半周期分ずらし、スイッチで選択する構成のマルチプレクサでは、クロック信号CKを供給するラインの配線長が必然的に長くなり、その影響で多重反射が起こり、高速動作時に不安定になる。   As described above, in the multiplexer configured so that the switching timing of the two systems of input data signals is shifted by a half cycle of the clock via latches having different numbers of stages, the wiring length of the line supplying the clock signal CK is selected. Inevitably becomes longer, and multiple reflections occur due to the influence, which becomes unstable during high-speed operation.

この点について実際の回路を示して説明する。
図8は、上記構成のマルチプレクサを、実際にIC化した場合におけるクロック供給回路15のより具体的な回路、即ち、各ラッチ回路および選択スイッチが、差動型(反転2相型)のデータ信号、クロック信号を扱うように構成されている場合を示している。
This will be described with reference to an actual circuit.
FIG. 8 shows a more specific circuit of the clock supply circuit 15 in the case where the multiplexer having the above configuration is actually made into an IC, that is, each latch circuit and selection switch is a differential type (inverted two-phase type) data signal. The case where it is configured to handle a clock signal is shown.

このクロック供給回路15は、外部からシングルエンド入力されたクロック信号CKを差動出力型のバッファ16で受け、そのバッファ16から互いに位相反転したクロック信号をエミッタフォロア回路17のトランジスタ17a、17bに入力し、その各エミッタから出力されるクロック信号CK0、CK0′を前記した各ラッチ回路11a、11b、12a〜12cに供給する。   The clock supply circuit 15 receives a clock signal CK that is externally single-ended input by a differential output type buffer 16, and inputs a clock signal that is phase-inverted from the buffer 16 to transistors 17 a and 17 b of the emitter follower circuit 17. The clock signals CK0 and CK0 ′ output from the emitters are supplied to the latch circuits 11a, 11b and 12a to 12c.

各ラッチ回路11a、11b、12a〜12cおよび選択スイッチ13は、エミッタ接続(あるいはソース接続)されたペアトランジスタを3組用いて構成された差動入力・差動出力型の所謂ギルバートセル回路(具体的な回路構成については後述する)により構成されている。また、トランジスタ17a、17bのエミッタには、50Ωの抵抗Rが接続されている。   Each of the latch circuits 11a, 11b, 12a to 12c and the selection switch 13 is a differential input / differential output type so-called Gilbert cell circuit (specifically) configured by using three pairs of emitter-connected (or source-connected) pair transistors. A typical circuit configuration will be described later). A 50Ω resistor R is connected to the emitters of the transistors 17a and 17b.

ここで、前記したように、データ信号をラッチして後段へシフトする回路構成上、クロック信号を伝送するラインの配線長が長くなるので、エミッタフォロア回路17からラッチ回路11a、12aの間、各ラッチ回路の間およびラッチ回路12cから選択スイッチ13の間を、所定インピーダンス(例えば120Ω)のマイクロストリップ線路を用いて中継接続している。マイクロストリップ線路は、基板の一面側に所定幅の線路導体が形成され、反対面にアース導体が形成されたものであり、図8の回路図では、各マイクロストリップ線路を構成する線路導体U1〜U4、U1′〜U4′のみを示している。   Here, as described above, the circuit length for latching the data signal and shifting it to the subsequent stage increases the wiring length of the line for transmitting the clock signal. Therefore, each line between the emitter follower circuit 17 and the latch circuits 11a and 12a Relay connections between the latch circuits and between the latch circuit 12c and the selection switch 13 are performed using a microstrip line having a predetermined impedance (for example, 120Ω). The microstrip line has a line conductor having a predetermined width formed on one surface side of the substrate and an earth conductor formed on the opposite surface. In the circuit diagram of FIG. 8, the line conductors U1 to U1 constituting each microstrip line are formed. Only U4 and U1 'to U4' are shown.

上記マイクロストリップ線路を形成している基板を、例えば誘電率12.4、厚さ130μmのInP(インジウム・リン)とすると、設計上の各線路導体幅は5μmとなり、回路構成上必要な線路導体U1〜U3、U1′〜U3′の長さはおよそ80μmで、ラッチ回路12cから選択スイッチ13の間を接続する線路導体U4、U4′の長さは25μmとなる。   If the substrate on which the microstrip line is formed is, for example, InP (indium phosphorus) having a dielectric constant of 12.4 and a thickness of 130 μm, the width of each line conductor in the design is 5 μm, and the line conductors necessary for the circuit configuration The lengths of U1 to U3 and U1 ′ to U3 ′ are approximately 80 μm, and the lengths of the line conductors U4 and U4 ′ connecting between the latch circuit 12c and the selection switch 13 are 25 μm.

上記条件で、図8に示した各ノードにおけるクロック信号CK0〜CK4の周波数に対する振幅変化を求めると図9の結果が得られた。   When the change in amplitude with respect to the frequency of the clock signals CK0 to CK4 at each node shown in FIG. 8 is obtained under the above conditions, the result of FIG. 9 is obtained.

この図から、2段目以降のクロック信号の振幅がおよそ40GHz付近にピークをもち、且つそのピークが後段ほど大きいことがわかる。特に、3段目と4段目の振幅は、周波数が低い(10GHz)のときの振幅の2倍以上に上昇しており、全体的にみても1300mV〜180mVの広い範囲でばらついており、クロック信号の反射によって回路動作が不安定になっていることがわかる。   From this figure, it can be seen that the amplitude of the clock signal after the second stage has a peak in the vicinity of about 40 GHz, and the peak is larger as the latter stage. In particular, the amplitudes of the third and fourth stages increase to more than twice the amplitude when the frequency is low (10 GHz), and as a whole, vary in a wide range of 1300 mV to 180 mV. It can be seen that the circuit operation is unstable due to signal reflection.

この振幅の大きな暴れは、クロック信号の多重反射によるものと考えられ、上記のように、50Ωを負荷抵抗とするエミッタフォロア回路17から各ラッチ回路を経て選択スイッチ13に至るクロック信号の伝送線路では、ばらつきのない特性を得ることが難しいことがわかる。   This large fluctuation in amplitude is considered to be due to multiple reflections of the clock signal. As described above, in the transmission line of the clock signal from the emitter follower circuit 17 having a load resistance of 50Ω to the selection switch 13 through each latch circuit. It can be seen that it is difficult to obtain uniform characteristics.

本発明は、この問題を解決し、クロック信号の多重反射による振幅の暴れを抑制して、安定動作させることができるマルチプレクサを提供することを目的としている。   An object of the present invention is to solve this problem and to provide a multiplexer capable of stably operating by suppressing an amplitude fluctuation due to multiple reflections of a clock signal.

前記目的を達成するために、本発明のマルチプレクサは、
NRZ形式の第1の入力データ信号と、該第1の入力データ信号のビットレートに対応した周波数のクロック信号とを受け、該クロック信号の一方のレベル遷移タイミングに前記第1の入力データ信号をラッチする第1ラッチ回路(11a)と、前記第1ラッチ回路のラッチデータと、前記クロック信号とを受け、該クロック信号の前記他方のレベル遷移タイミングに前記第1ラッチ回路のラッチデータをラッチする第2ラッチ回路(11b)とからなり、前記第1の入力データ信号と同一符号列で、前記クロック信号の前記他方のレベル遷移タイミングにデータ切替タイミングが一致するようにシフトされた第1のシフトデータ信号を出力する第1シフト回路(11)と、
前記第1の入力データ信号に同期したNRZ形式の第2の入力データ信号と、前記クロック信号とを受け、該クロック信号の前記一方のレベル遷移タイミングに前記第2の入力データ信号をラッチする第3ラッチ回路(12a)と、該第3ラッチ回路のラッチデータと、前記クロック信号とを受け、該クロック信号の前記他方のレベル遷移タイミングに前記第3ラッチ回路のラッチデータをラッチする第4ラッチ回路(12b)と、該第4ラッチ回路のラッチデータと、前記クロック信号とを受け、該クロック信号の前記一方のレベル遷移タイミングに前記第4ラッチ回路のラッチデータをラッチする第5ラッチ回路(12c)とからなり、前記第2の入力データ信号と同一符号列で、前記クロック信号の前記一方のレベル遷移タイミングにデータ切替タイミングが一致するようにシフトされた第2のシフトデータ信号を出力する第2シフト回路(12)と、
前記1シフト回路から出力される第1のシフトデータ信号と、前記第2シフト回路から出力される第2のシフトデータ信号と、前記クロック信号とを受け、該クロック信号が前記他方のレベル遷移タイミングから前記一方のレベル遷移タイミングになるまでの期間は、前記第1のシフトデータ信号を出力させ、前記クロック信号が前記一方のレベル遷移タイミングから前記他方のレベル遷移タイミングになるまでの期間は、前記第2のシフトデータ信号を出力させる選択スイッチ(13)と、
前記クロック信号を、前記第1シフト回路と第2シフト回路の各ラッチ回路および前記選択スイッチに与えるクロック供給回路(25)とからなるマルチプレクサにおいて、
前記クロック供給回路は、
入力されたクロック信号を受けるエミッタフォロア回路(17)と、
前記エミッタフォロア回路から出力されたクロック信号を所定距離伝送して、前記第1シフト回路の第1ラッチ回路および前記第2シフト回路の第3ラッチ回路に共通に与えるの第1伝送線路(26)と、
前記第1伝送線路から受けたクロック信号を所定距離伝送して、前記第1シフト回路の第2ラッチ回路および前記第2シフト回路の第4ラッチ回路に共通に与える第2伝送線路(27)と、
前記第2伝送線路から受けたクロック信号を所定距離伝送して、前記第2シフト回路の第5ラッチ回路に与える第3伝送線路(28)と、
前記第3伝送線路から受けたクロック信号を所定距離伝送して、前記選択スイッチに与える第4伝送線路(29)とからなり、
前記第1〜第4伝送線路のうち、少なくとも前記第2伝送線路の線路導体の中間部とアースの間および第3伝送線路の線路導体の中間部とアースの間に、前記各ラッチ回路の入力容量のほぼ2倍の値であり、その線路導体の半分の長さのインダクタンス分をLとして、
特性インピーダンス(Z)=√(L/C)
の関係を満たす容量Cのコンデンサが接続され、
さらに、前記第4伝送線路が前記特性インピーダンスに等しい抵抗で終端されていることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the multiplexer of the present invention comprises:
An NRZ format first input data signal and a clock signal having a frequency corresponding to the bit rate of the first input data signal are received, and the first input data signal is received at one level transition timing of the clock signal. The first latch circuit (11a) to latch, the latch data of the first latch circuit, and the clock signal are received, and the latch data of the first latch circuit is latched at the other level transition timing of the clock signal. A first shift circuit comprising a second latch circuit (11b) and shifted in such a way that the data switching timing coincides with the other level transition timing of the clock signal in the same code string as the first input data signal A first shift circuit (11) for outputting a data signal;
An NRZ format second input data signal synchronized with the first input data signal and the clock signal are received, and the second input data signal is latched at the one level transition timing of the clock signal. A fourth latch that receives the latch data of the third latch circuit, the latch data of the third latch circuit, and the clock signal, and latches the latch data of the third latch circuit at the other level transition timing of the clock signal; A fifth latch circuit (12b) that receives the latch data of the fourth latch circuit and the clock signal and latches the latch data of the fourth latch circuit at the one level transition timing of the clock signal; 12c), the same code string as the second input data signal, and at the one level transition timing of the clock signal. A second shift circuit for outputting a second shift data signal over data change timing has been shifted to match (12),
The first shift data signal output from the first shift circuit, the second shift data signal output from the second shift circuit, and the clock signal are received, and the clock signal receives the other level transition timing. Until the one level transition timing is reached, the first shift data signal is output, and the period until the clock signal reaches the other level transition timing from the one level transition timing is A selection switch (13) for outputting a second shift data signal;
In a multiplexer comprising a clock supply circuit (25) for supplying the clock signal to the latch circuits of the first shift circuit and the second shift circuit and the selection switch,
The clock supply circuit includes:
An emitter follower circuit (17) for receiving an input clock signal;
A first transmission line (26) for transmitting a clock signal output from the emitter follower circuit for a predetermined distance and supplying the clock signal in common to the first latch circuit of the first shift circuit and the third latch circuit of the second shift circuit When,
A second transmission line (27) for transmitting a clock signal received from the first transmission line for a predetermined distance and supplying the clock signal in common to the second latch circuit of the first shift circuit and the fourth latch circuit of the second shift circuit; ,
A third transmission line (28) for transmitting a clock signal received from the second transmission line for a predetermined distance and supplying the clock signal to the fifth latch circuit of the second shift circuit;
A fourth transmission line (29) for transmitting a clock signal received from the third transmission line for a predetermined distance and supplying the clock signal to the selection switch;
Among the first to fourth transmission lines, at least the input of each latch circuit is between the middle part of the line conductor of the second transmission line and the ground and between the middle part of the line conductor of the third transmission line and the ground. The value is almost twice the capacity, and the inductance of half the length of the line conductor is L,
Characteristic impedance (Z) = √ (L / C)
A capacitor of capacity C satisfying the relationship
Further, the fourth transmission line is terminated with a resistor equal to the characteristic impedance.

上記のように構成したので、各ラッチ回路に与えるクロック信号の多重反射による振幅の暴れが抑制され、高い周波数領域でも安定動作させることができる。   Since the configuration is as described above, amplitude fluctuation due to multiple reflection of the clock signal applied to each latch circuit is suppressed, and stable operation can be performed even in a high frequency region.

本発明の実施形態の全体構成図Overall configuration diagram of an embodiment of the present invention 差動型の実施形態のクロック供給回路の構成図Configuration diagram of clock supply circuit of differential type embodiment ギルバートセルを用いたラッチ回路の構成例を示す図The figure which shows the structural example of the latch circuit using a Gilbert cell ギルバートセルを用いた選択スイッチの構成例を示す図The figure which shows the structural example of the selection switch using a Gilbert cell 実施形態の特性図Characteristics chart of the embodiment マルチプレクサの基本構成図Basic configuration of multiplexer マルチプレクサの動作説明図Operational diagram of multiplexer クロック供給回路の従来回路Conventional circuit of clock supply circuit 従来のクロック供給回路の特性図Characteristics of conventional clock supply circuit

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
図1は、本発明を適用したマルチプレクサ20の全体構成を示し、図2は、差動型のクロック供給回路の詳細を示している。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows an overall configuration of a multiplexer 20 to which the present invention is applied, and FIG. 2 shows details of a differential clock supply circuit.

このマルチプレクサ20の全体構成は、図1に示しているように第1シフト回路11、第2シフト回路12、選択スイッチ13およびクロック供給回路25により構成されている。なお、この全体構成の説明では、データ信号やクロック信号がシングルエンド(単相)の場合と差動型(反転二相型)の区別なく概念的に示すものとする。   The overall configuration of the multiplexer 20 is constituted by a first shift circuit 11, a second shift circuit 12, a selection switch 13, and a clock supply circuit 25 as shown in FIG. In the description of the overall configuration, the data signal and the clock signal are conceptually shown without distinction between a single end (single phase) and a differential type (inverted two phase type).

第1シフト回路11は、第1ラッチ回路11aと第2ラッチ回路11bとが縦列接続されて構成されている。   The first shift circuit 11 is configured by cascading a first latch circuit 11a and a second latch circuit 11b.

第1ラッチ回路11aは、NRZ形式の第1の入力データ信号Daとその第1の入力データ信号Daのビットレートに対応した周波数のクロック信号CK1とを受け、そのクロック信号CK1の一方のレベル遷移タイミングに第1の入力データ信号Daをラッチする。   The first latch circuit 11a receives the first input data signal Da in the NRZ format and the clock signal CK1 having a frequency corresponding to the bit rate of the first input data signal Da, and one level transition of the clock signal CK1 The first input data signal Da is latched at the timing.

なお、クロック信号CK1の一方のレベル遷移タイミングとは、そのクロック信号が例えばシングルエンドの場合、ローレベルからハイレベルへの遷移タイミングとその反対のハイレベルからローレベルへの遷移タイミングの一方である。また、差動型の場合には、2相の信号のレベルが互いに反転するので、その2相のうちの一方についてシングルエンドの場合と同様に特定すればよい。   Note that one level transition timing of the clock signal CK1 is one of the transition timing from the low level to the high level and the opposite transition timing from the high level to the low level when the clock signal is, for example, single-ended. . Further, in the case of the differential type, the levels of the two-phase signals are inverted from each other, so that one of the two phases may be specified in the same manner as in the single-ended case.

また、第2ラッチ回路11bは、第1ラッチ回路11aのラッチデータと、クロック信号CK1と同相のクロック信号CK2とを受け、クロック信号CK2の他方のレベル遷移タイミングに第1ラッチ回路11aのラッチデータをラッチする。   The second latch circuit 11b receives the latch data of the first latch circuit 11a and the clock signal CK2 in phase with the clock signal CK1, and the latch data of the first latch circuit 11a at the other level transition timing of the clock signal CK2. Latch.

このため、第2ラッチ回路11bからは、第1の入力データ信号Daと同一符号列で、クロック信号CK2の他方のレベル遷移タイミングにデータ切替タイミングが一致するようにシフトされた第1のシフトデータ信号Da′が出力されることになる。   Therefore, the first latch data shifted from the second latch circuit 11b so that the data switching timing coincides with the other level transition timing of the clock signal CK2 in the same code string as the first input data signal Da. The signal Da ′ is output.

一方、第2シフト回路12は、第3ラッチ回路12a、第4ラッチ回路12bおよび第5ラッチ回路12cが縦列接続されて構成されている。   On the other hand, the second shift circuit 12 is configured by cascading a third latch circuit 12a, a fourth latch circuit 12b, and a fifth latch circuit 12c.

第3ラッチ回路12aは、第1の入力データ信号Daと同期して入力されるNRZ形式の第2の入力データ信号Dbと前記クロック信号CK1とを受け、そのクロック信号CK1の一方のレベル遷移タイミングに第2の入力データ信号Dbをラッチする。   The third latch circuit 12a receives the second input data signal Db in the NRZ format and the clock signal CK1 that are input in synchronization with the first input data signal Da, and one level transition timing of the clock signal CK1. The second input data signal Db is latched.

また、第4ラッチ回路12bは、第3ラッチ回路12aのラッチデータと、クロック信号CK2とを受け、クロック信号CK2の他方のレベル遷移タイミングに第3ラッチ回路12aのラッチデータをラッチする。   The fourth latch circuit 12b receives the latch data of the third latch circuit 12a and the clock signal CK2, and latches the latch data of the third latch circuit 12a at the other level transition timing of the clock signal CK2.

また、第5ラッチ回路12cは、第4ラッチ回路12bのラッチデータと、クロック信号CK1と同相のクロック信号CK3とを受け、クロック信号CK3の一方のレベル遷移タイミングに第4ラッチ回路12bのラッチデータをラッチする。   The fifth latch circuit 12c receives the latch data of the fourth latch circuit 12b and the clock signal CK3 having the same phase as the clock signal CK1, and the latch data of the fourth latch circuit 12b at one level transition timing of the clock signal CK3. Latch.

このため、第5ラッチ回路12cからは、第2の入力データ信号Dbと同一符号列で、クロック信号CK3の一方のレベル遷移タイミングにデータ切替タイミングが一致するようにシフトされた第2のシフトデータ信号Db′が出力されることになる。   For this reason, the second shift data shifted from the fifth latch circuit 12c so that the data switching timing coincides with one level transition timing of the clock signal CK3 in the same code string as the second input data signal Db. The signal Db ′ is output.

選択スイッチ13は、第1のシフトデータ信号Da′と、第2のシフトデータ信号Db′と、クロック信号CK1と同相のクロック信号CK4とを受け、クロック信号CK4が他方のレベル遷移タイミングから一方のレベル遷移タイミングになるまでの期間は、第1のシフトデータ信号Da′を出力させ、クロック信号CK4が一方のレベル遷移タイミングから他方のレベル遷移タイミングになるまでの期間は、第2のシフトデータ信号Db′を出力させ、入力データ信号Da、Dbを多重化したデータ信号Dxを2倍のビットレートで出力する。   The selection switch 13 receives the first shift data signal Da ′, the second shift data signal Db ′, and the clock signal CK4 having the same phase as that of the clock signal CK1, and the clock signal CK4 is switched to one of the levels from the other level transition timing. The first shift data signal Da ′ is output during the period until the level transition timing, and the second shift data signal is output during the period until the clock signal CK4 reaches the other level transition timing from the one level transition timing. Db ′ is output, and the data signal Dx obtained by multiplexing the input data signals Da and Db is output at a double bit rate.

なお、上記のマルチプレクサ20の構成のうち、クロック供給回路25以外の構成は、従来回路と同等で、基本的動作も前記図7で説明したものと同一であるが、本発明の実施形態では、クロック信号の多重反射による振幅の暴れを抑圧するためにクロック供給回路25の構成を変更している。以下、クロック供給回路25について説明する。   Of the configuration of the multiplexer 20, the configuration other than the clock supply circuit 25 is the same as the conventional circuit, and the basic operation is the same as that described in FIG. 7, but in the embodiment of the present invention, The configuration of the clock supply circuit 25 is changed in order to suppress amplitude fluctuation due to multiple reflections of the clock signal. Hereinafter, the clock supply circuit 25 will be described.

クロック供給回路25は、前記した第1シフト回路11、第2シフト回路12の各ラッチ回路および選択スイッチ13に対してクロック信号CK1〜CK4を与えるためのものであり、入力データ信号Da、Dbとともに入力されたクロック信号CKを、トランジスタ17aからなるエミッタフォロア回路17で受ける。   The clock supply circuit 25 is for supplying clock signals CK1 to CK4 to the latch circuits of the first shift circuit 11 and the second shift circuit 12 and the selection switch 13, and together with the input data signals Da and Db. The input clock signal CK is received by the emitter follower circuit 17 including the transistor 17a.

ここでは単純にクロック信号がシングルエンドの場合について説明するが、前記したようにマルチプレクサ2が差動型で、クロック信号CKがシングルエンドで入力される場合には、図2に示しているように、エミッタフォロア回路17の前段に前記した差動出力型のバッファ16を設け、エミッタフォロア回路17および後述する各伝送線路を、2系列分に並列に設けることで対応できる。   Here, the case where the clock signal is single-ended will be described. However, as described above, when the multiplexer 2 is a differential type and the clock signal CK is input single-ended, as shown in FIG. This can be dealt with by providing the differential output type buffer 16 in the preceding stage of the emitter follower circuit 17 and providing the emitter follower circuit 17 and transmission lines to be described later in parallel for two lines.

エミッタフォロア回路17から出力されたクロック信号CK0は、第1伝送線路26に入力される。   The clock signal CK0 output from the emitter follower circuit 17 is input to the first transmission line 26.

第1伝送線路26は、一端側で受けたクロック信号CK0を所定距離伝送して、他端側からクロック信号CK1として第1シフト回路11の第1ラッチ回路11aおよび第2シフト回路12の第3ラッチ回路12aに共通に与える。   The first transmission line 26 transmits the clock signal CK0 received at one end side for a predetermined distance, and from the other end side as the clock signal CK1, the first latch circuit 11a of the first shift circuit 11 and the third shift circuit 12 of the second shift circuit 12. Commonly supplied to the latch circuit 12a.

この第1伝送線路26は、前記同様に、誘電率12.4のInPの基板の一面側に所定幅の線路導体U1が所定長形成され、反対面にアース導体が形成されてなるマイクロストリップ線路であって、図1ではその線路導体U1のみを示している。   The first transmission line 26 is a microstrip line in which a line conductor U1 having a predetermined width is formed on one surface side of an InP substrate having a dielectric constant of 12.4 and a ground conductor is formed on the opposite surface, as described above. In FIG. 1, only the line conductor U1 is shown.

また、第1伝送線路26の他端から出力されたクロック信号CK1は、第2伝送線路27の一端側に入力される。   In addition, the clock signal CK <b> 1 output from the other end of the first transmission line 26 is input to one end side of the second transmission line 27.

第2伝送線路27は、一端側で受けたクロック信号CK1を所定距離伝送して、他端側からクロック信号CK2として第1シフト回路11の第2ラッチ回路11bおよび第2シフト回路12の第4ラッチ回路12bに共通に与える。   The second transmission line 27 transmits the clock signal CK1 received at one end side for a predetermined distance, and from the other end side as the clock signal CK2, the second latch circuit 11b of the first shift circuit 11 and the fourth of the second shift circuit 12. Commonly supplied to the latch circuit 12b.

同様に、第2伝送線路27の他端から出力されたクロック信号CK2は、第3伝送線路28の一端側に入力される。第3伝送線路28は、一端側で受けたクロック信号CK2を所定距離伝送して、他端側からクロック信号CK3として第2シフト回路12の第5ラッチ回路12cに与える。   Similarly, the clock signal CK <b> 2 output from the other end of the second transmission line 27 is input to one end side of the third transmission line 28. The third transmission line 28 transmits the clock signal CK2 received at one end side for a predetermined distance, and applies the clock signal CK3 from the other end side to the fifth latch circuit 12c of the second shift circuit 12.

前記第2伝送線路27および第3伝送線路28は、第1伝送線路26と同様に、基本的には線路導体U2、U3を有するマイクロストリップ線路であるが、前記したように、クロック信号の多重反射による振幅の暴れを抑圧するために、線路導体U2、U3の中間部とアースの間に、各ラッチ回路の入力容量Cのほぼ2倍の値であり、線路導体の半分の長さのインダクタンス分をLとして、特性インピーダンスをZ(例えば50Ω)として、
Z=√(L/C)
の関係を満たす容量Cのコンデンサ27a、28aが接続されている。
Like the first transmission line 26, the second transmission line 27 and the third transmission line 28 are basically microstrip lines having line conductors U2 and U3, but as described above, multiplexing of clock signals is performed. in order to suppress the unstable motion of the amplitude due to reflection, between the intermediate portion and the ground line conductor U2, U3, is approximately twice the value of the input capacitance C L of the latch circuits, the half of the line conductor length of Assuming that the inductance is L and the characteristic impedance is Z (for example, 50Ω),
Z = √ (L / C)
Capacitors C having a capacitance C satisfying the above relationship are connected.

つまり、線路導体を集中定数的にインダクタンスと仮定し、このインダクタンス分とで特性インピーダンスZ(=50Ω)に整合させるために必要な容量Cのコンデンサ27a、28aでアースに接続している。このため、後述するようにクロック信号の多重反射による振幅上昇が抑圧されて、動作が安定になる。   That is, the line conductor is assumed to be an inductance in a lumped constant, and is connected to the ground by the capacitors 27a and 28a having a capacity C necessary for matching the inductance to the characteristic impedance Z (= 50Ω). Therefore, as will be described later, an increase in amplitude due to multiple reflections of the clock signal is suppressed, and the operation becomes stable.

なお、実際には図1に示しているように線路導体U2を半分の長さの線路導体Uh2の直列接続とし、その接続点に容量Cのコンデンサ27aを接続し、同様に、線路導体U2と同一長(同一でなくてもよい)の線路導体U3を半分の長さの線路導体Uh3の直列接続とし、その接続点に容量Cのコンデンサ28aを接続している。   In practice, as shown in FIG. 1, the line conductor U2 is connected in series with a half-length line conductor Uh2, and a capacitor 27a having a capacitance C is connected to the connection point. Similarly, the line conductor U2 and The line conductor U3 having the same length (not necessarily the same) is connected in series to the line conductor Uh3 having a half length, and a capacitor 28a having a capacitance C is connected to the connection point.

また、第3伝送線路28の他端から出力されたクロック信号CK3は、第4伝送線路29の一端側に入力される。第4伝送線路29は、一端側で受けたクロック信号CK3を所定距離伝送して、他端側からクロック信号CK4として選択スイッチ13に与える。この第4伝送線路29はマイクロストリップ線路であって、図1ではその線路導体U4のみを示している。   The clock signal CK3 output from the other end of the third transmission line 28 is input to one end side of the fourth transmission line 29. The fourth transmission line 29 transmits the clock signal CK3 received at one end side for a predetermined distance, and applies the clock signal CK4 from the other end side to the selection switch 13. The fourth transmission line 29 is a microstrip line, and only the line conductor U4 is shown in FIG.

さらに、この実施形態では、クロック信号の多重反射による振幅の暴れをさらに抑圧するための有効な手法として、エミッタフォロア回路17のエミッタは抵抗終端せずに、第4伝送線路29の他端側を、各伝送線路容量、ラッチ回路の入力容量から得られる特性インピーダンスZと同じ値の抵抗Rで終端している。   Furthermore, in this embodiment, as an effective method for further suppressing the amplitude fluctuation due to the multiple reflection of the clock signal, the emitter of the emitter follower circuit 17 is not terminated with a resistor, and the other end of the fourth transmission line 29 is connected. Each terminal is terminated with a resistor R having the same value as the characteristic impedance Z obtained from each transmission line capacitance and the input capacitance of the latch circuit.

その測定結果については後述するが、クロック供給回路25を上記構成にすることにより、クロック信号の多重反射による振幅の暴れを格段に小さくすることができた。   Although the measurement result will be described later, by making the clock supply circuit 25 configured as described above, the amplitude fluctuation due to multiple reflections of the clock signal can be remarkably reduced.

また、他の伝送線路26、27の少なくとも一方に対しても、上記伝送線路27、28と同様の構成とすることで、クロック信号の多重反射による振幅の暴れをより一層抑圧できることは十分予測される。   Further, it is sufficiently predicted that the amplitude fluctuation due to multiple reflections of the clock signal can be further suppressed by adopting the same configuration as that of the transmission lines 27 and 28 for at least one of the other transmission lines 26 and 27. The

図2は、図1のクロック供給回路25を、各ラッチ回路および選択スイッチが差動型の場合に対応させたものであり、前記したように、エミッタフォロア回路17の前段に差動出力型のバッファ16を設け、エミッタフォロア回路17および後述する各伝送線路を、2系列分に並列に設けたものであり、基本的には図1のクロック供給回路25と同等である。   FIG. 2 shows the clock supply circuit 25 shown in FIG. 1 in the case where each latch circuit and the selection switch are of the differential type. As described above, the differential output type of the clock supply circuit 25 is connected to the preceding stage of the emitter follower circuit 17. A buffer 16 is provided, and an emitter follower circuit 17 and transmission lines to be described later are provided in parallel for two lines, and is basically equivalent to the clock supply circuit 25 of FIG.

ここで、差動型の各ラッチ回路11a、11b、12a〜12cは、図3に示すように、エミッタ接続された3組のペアトランジスタ(バイポーラ型だけでなくユニポーラ型、つまりFETであってもよい)Q1〜Q6と負荷抵抗R1、R2および定電流源Iからなる所謂ギルバートセル回路により構成されている。   Here, as shown in FIG. 3, each of the differential latch circuits 11a, 11b, 12a-12c includes three pairs of emitter-connected pair transistors (not only bipolar type but also unipolar type, that is, FET). It is constituted by a so-called Gilbert cell circuit comprising Q1 to Q6, load resistors R1 and R2, and a constant current source I.

この構成の場合、トランジスタQ1、Q2にデータ信号を差動入力し、トランジスタQ5、Q6にクロック信号を差動入力し、トランジスタQ1、Q2のコレクタから出力を取り出す。Q1側の出力はQ4のコレクタとQ3のベースに接続され、Q2側の出力はQ4のベースとQ3のコレクタに接続されている。クロック信号により一方のトランジスタQ5がオンする時トランジスタQ1、Q2がアクティブとなり、入力データDに対して反転したデータ(図ではXの上にバーを付している)を連続的に出力する。他方のトランジスタQ6がオンになると、トランジスタQ3、Q4がアクティブとなる。例えば、Q1のコレクタがLレベル、Q2のコレクタがHレベルであると、その状態を保持して出力する。逆に、Q1のコレクタがHレベル、Q2のコレクタがLレベルであっても同様にその状態を保持して出力する。   In this configuration, a data signal is differentially input to the transistors Q1 and Q2, a clock signal is differentially input to the transistors Q5 and Q6, and an output is extracted from the collectors of the transistors Q1 and Q2. The output on the Q1 side is connected to the collector of Q4 and the base of Q3, and the output on the Q2 side is connected to the base of Q4 and the collector of Q3. When one of the transistors Q5 is turned on by the clock signal, the transistors Q1 and Q2 are activated and continuously output data inverted from the input data D (indicated by a bar above X in the figure). When the other transistor Q6 is turned on, the transistors Q3 and Q4 are activated. For example, if the collector of Q1 is L level and the collector of Q2 is H level, the state is held and output. Conversely, even if the collector of Q1 is at the H level and the collector of Q2 is at the L level, the state is similarly held and output.

また、図4に示すように、差動型の各選択スイッチ13もギルバートセル回路により構成されている。   Further, as shown in FIG. 4, each differential selection switch 13 is also constituted by a Gilbert cell circuit.

この構成の場合、ペアトランジスタQ1、Q2に一方のシフトデータ信号Da′を差動入力し、ペアトランジスタQ3、Q4に他方のシフトデータ信号Db′を差動入力し、ペアトランジスタQ5、Q6にクロック信号を差動入力する。   In this configuration, one shift data signal Da ′ is differentially input to the pair transistors Q1 and Q2, the other shift data signal Db ′ is differentially input to the pair transistors Q3 and Q4, and a clock is supplied to the pair transistors Q5 and Q6. Input the signal differentially.

そして、クロック信号により一方のトランジスタQ5がオンしている時には、トランジスタQ1、Q2がアクティブとなり、シフトデータDa′に応じたデータが差動出力され、他方のトランジスタQ6がオンしているときには、トランジスタQ3、Q4がアクティブとなり、シフトデータDb′に応じたデータが差動出力される。   When one transistor Q5 is turned on by the clock signal, the transistors Q1 and Q2 become active, data corresponding to the shift data Da 'is differentially output, and when the other transistor Q6 is turned on, the transistor Q3 and Q4 become active, and data corresponding to the shift data Db ′ is differentially output.

図2に示した差動型に対応したクロック供給回路25の場合、各伝送線路26〜29は、伝送特性が等しい一対のマイクロストリップ線路で構成されされることになり、その一対のマイクロストリップ線路を形成する線路導体をそれぞれ(U1,U1′)、(U2,U2′)、(U3,U3′)、(U4、U4′)で示している。   In the case of the clock supply circuit 25 corresponding to the differential type shown in FIG. 2, each transmission line 26 to 29 is configured by a pair of microstrip lines having the same transmission characteristics, and the pair of microstrip lines. (U1, U1 ′), (U2, U2 ′), (U3, U3 ′), and (U4, U4 ′) are respectively shown.

これらの一対のマイクロストリップ線路からなる各伝送線路26〜29についての構成は、図1の場合と同様であり、4つの伝送線路26〜29のうち、少なくとも第2伝送線路27の線路導体U2(=Uh2+Uh2)、U2′(=Uh2′+Uh2′)と第3伝送線路28の線路導体U3(=Uh3+Uh3)、U3′(=Uh3′+Uh3′)について、前記したようにその中間部とアースの間に、各ラッチ回路の入力容量Cのほぼ2倍の値であり、その線路導体の半分の長さのインダクタンス分をLとし、特性インピーダンスをZとして、
Z=√(L/C)
の関係を満たす容量Cのコンデンサを接続し、第4伝送線路29の線路導体U4、U4′他端側を各伝送線路の特性インピーダンスに等しい抵抗値50Ωの抵抗Rで終端することで、クロック信号の多重反射による振幅の暴れを抑圧できる。
The configuration of each of the transmission lines 26 to 29 including the pair of microstrip lines is the same as that in the case of FIG. 1, and among the four transmission lines 26 to 29, at least the line conductor U2 of the second transmission line 27 ( = Uh2 + Uh2), U2 '(= Uh2' + Uh2 ') and the line conductor U3 (= Uh3 + Uh3) and U3' (= Uh3 '+ Uh3') of the third transmission line 28, as described above, between the intermediate portion and the ground in a nearly twice the value of the input capacitance C L of the latch circuits, the inductance of the half of the length of the line conductors is L, the characteristic impedance as Z,
Z = √ (L / C)
A capacitor having a capacitance C satisfying the above relationship is connected, and the other end side of the line conductors U4 and U4 ′ of the fourth transmission line 29 is terminated with a resistor R having a resistance value of 50Ω equal to the characteristic impedance of each transmission line. Amplitude fluctuation due to multiple reflections can be suppressed.

図5は、図2の線路導体U1、U1′の長さを80μm、線路導体Uh2、Uh2′、Uh3、Uh3′の長さをそれぞれ40μm、線路導体U4、U4′の長さを25μmとし、コンデンサ27a、28aの容量Cを20fFとし、さらに、第4伝送線路29の他端側を50Ωの抵抗Rで終端したときの、各ノードのクロック信号CK0〜CK4の振幅を測定した結果を示すものである。   In FIG. 5, the length of the line conductors U1, U1 ′ in FIG. 2 is 80 μm, the length of the line conductors Uh2, Uh2 ′, Uh3, Uh3 ′ is 40 μm, the length of the line conductors U4, U4 ′ is 25 μm, The result of measuring the amplitude of the clock signals CK0 to CK4 at each node when the capacitance C of the capacitors 27a and 28a is 20 fF and the other end of the fourth transmission line 29 is terminated with a resistor R of 50Ω is shown. It is.

この図5の測定結果と従来回路の測定結果の図9と比較して明らかなように、各ノードのクロック信号の振幅は、周波数10〜60GHzの範囲で、およそ610〜260mVまでの範囲に収まっており、多重反射による振幅暴れはほとんど現れず、動作が極めて安定していることがわかる。   As is apparent from the comparison between the measurement result of FIG. 5 and the measurement result of FIG. 9 of the conventional circuit, the amplitude of the clock signal at each node falls within the range of about 610 to 260 mV in the frequency range of 10 to 60 GHz. It can be seen that the amplitude fluctuation due to multiple reflection hardly appears and the operation is extremely stable.

なお、上記効果は、各シフト回路11、12の2段目のラッチ回路の前後の伝送線路27、28について、線路導体U2、U2′、U3、U3′の中間部とアースの間に、各ラッチ回路の入力容量Cのほぼ2倍の値であり、その線路導体の半分の長さのインダクタンス分をLとし、特性インピーダンスをZとして、
Z=√(L/C)
の関係を満たす容量Cのコンデンサ27a、28aを接続し、且つエミッタフォロア回路17のエミッタは抵抗終端せずに、第4伝送線路29の他端側を各伝送線路のインピーダンスに等しい抵抗値50Ωの抵抗Rで終端したことによる効果である。
Note that the above-described effect is that the transmission lines 27 and 28 before and after the second-stage latch circuit of each shift circuit 11 and 12 are respectively connected between the intermediate portions of the line conductors U2, U2 ', U3, and U3' and the ground. is approximately twice the value of the input capacitance C L of the latch circuit, the inductance of the half of the length of the line conductors is L, the characteristic impedance as Z,
Z = √ (L / C)
The capacitors 27a and 28a having the capacitance C satisfying the above relationship are connected, and the emitter of the emitter follower circuit 17 is not terminated with a resistor, and the other end of the fourth transmission line 29 has a resistance value of 50Ω equal to the impedance of each transmission line. This is an effect obtained by terminating the resistor R.

したがって、図2の構成においても、第1伝送線路26、第4伝送線路29の少なくとも一方についても、その線路導体U1、U1′、U4、U4′の中間部とアースの間に、各ラッチ回路の入力容量Cのほぼ2倍の値であり、その線路導体の半分の長さのインダクタンス分をLとし、特性インピーダンスをZとして、
Z=√(L/C)
の関係を満たす容量Cのコンデンサを接続することで、よりクロック信号の多重反射による振幅上昇を抑圧できることが十分予測され、動作をさらに安定化できると予測される。
Therefore, also in the configuration of FIG. 2, in each of the first transmission line 26 and the fourth transmission line 29, each latch circuit is provided between the intermediate portion of the line conductors U1, U1 ′, U4, U4 ′ and the ground. The input capacitance C L is approximately twice the value of L, the inductance of half the length of the line conductor is L, the characteristic impedance is Z,
Z = √ (L / C)
By connecting a capacitor having a capacitance C satisfying the above relationship, it is predicted that the increase in amplitude due to multiple reflections of the clock signal can be further suppressed, and the operation can be further stabilized.

11……第1シフト回路、11a……第1ラッチ回路、11b……第2ラッチ回路、12……第2シフト回路、12a……第3ラッチ回路、12b……第4ラッチ回路、12c……第5ラッチ回路、13……選択スイッチ、16……バッファ、17……エミッタフォロア回路、25……クロック供給回路、26……第1伝送線路、27……第2伝送線路、27a……コンデンサ、28……第3伝送線路、28a……コンデンサ、29……第4伝送線路、U1〜U4、Uh2、Uh3、U1′〜U4′、Uh2′、Uh3′……線路導体   DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... 1st shift circuit, 11a ... 1st latch circuit, 11b ... 2nd latch circuit, 12 ... 2nd shift circuit, 12a ... 3rd latch circuit, 12b ... 4th latch circuit, 12c ... ... 5th latch circuit, 13 ... selection switch, 16 ... buffer, 17 ... emitter follower circuit, 25 ... clock supply circuit, 26 ... first transmission line, 27 ... second transmission line, 27a ... Capacitor 28... Third transmission line 28 a. Capacitor 29. Fourth transmission line U 1 to U 4, Uh 2, Uh 3, U 1 ′ to U 4 ′, Uh 2 ′, Uh 3 ′ …… Line conductor

Claims (1)

NRZ形式の第1の入力データ信号と、該第1の入力データ信号のビットレートに対応した周波数のクロック信号とを受け、該クロック信号の一方のレベル遷移タイミングに前記第1の入力データ信号をラッチする第1ラッチ回路(11a)と、前記第1ラッチ回路のラッチデータと、前記クロック信号とを受け、該クロック信号の前記他方のレベル遷移タイミングに前記第1ラッチ回路のラッチデータをラッチする第2ラッチ回路(11b)とからなり、前記第1の入力データ信号と同一符号列で、前記クロック信号の前記他方のレベル遷移タイミングにデータ切替タイミングが一致するようにシフトされた第1のシフトデータ信号を出力する第1シフト回路(11)と、
前記第1の入力データ信号に同期したNRZ形式の第2の入力データ信号と、前記クロック信号とを受け、該クロック信号の前記一方のレベル遷移タイミングに前記第2の入力データ信号をラッチする第3ラッチ回路(12a)と、該第3ラッチ回路のラッチデータと、前記クロック信号とを受け、該クロック信号の前記他方のレベル遷移タイミングに前記第3ラッチ回路のラッチデータをラッチする第4ラッチ回路(12b)と、該第4ラッチ回路のラッチデータと、前記クロック信号とを受け、該クロック信号の前記一方のレベル遷移タイミングに前記第4ラッチ回路のラッチデータをラッチする第5ラッチ回路(12c)とからなり、前記第2の入力データ信号と同一符号列で、前記クロック信号の前記一方のレベル遷移タイミングにデータ切替タイミングが一致するようにシフトされた第2のシフトデータ信号を出力する第2シフト回路(12)と、
前記1シフト回路から出力される第1のシフトデータ信号と、前記第2シフト回路から出力される第2のシフトデータ信号と、前記クロック信号とを受け、該クロック信号が前記他方のレベル遷移タイミングから前記一方のレベル遷移タイミングになるまでの期間は、前記第1のシフトデータ信号を出力させ、前記クロック信号が前記一方のレベル遷移タイミングから前記他方のレベル遷移タイミングになるまでの期間は、前記第2のシフトデータ信号を出力させる選択スイッチ(13)と、
前記クロック信号を、前記第1シフト回路と第2シフト回路の各ラッチ回路および前記選択スイッチに与えるクロック供給回路(25)とからなるマルチプレクサにおいて、
前記クロック供給回路は、
入力されたクロック信号を受けるエミッタフォロア回路(17)と、
前記エミッタフォロア回路から出力されたクロック信号を所定距離伝送して、前記第1シフト回路の第1ラッチ回路および前記第2シフト回路の第3ラッチ回路に共通に与えるの第1伝送線路(26)と、
前記第1伝送線路から受けたクロック信号を所定距離伝送して、前記第1シフト回路の第2ラッチ回路および前記第2シフト回路の第4ラッチ回路に共通に与える第2伝送線路(27)と、
前記第2伝送線路から受けたクロック信号を所定距離伝送して、前記第2シフト回路の第5ラッチ回路に与える第3伝送線路(28)と、
前記第3伝送線路から受けたクロック信号を所定距離伝送して、前記選択スイッチに与える第4伝送線路(29)とからなり、
前記第1〜第4伝送線路のうち、少なくとも前記第2伝送線路の線路導体の中間部とアースの間および第3伝送線路の線路導体の中間部とアースの間に、前記各ラッチ回路の入力容量のほぼ2倍の値であり、その線路導体の半分の長さのインダクタンス分をLとして、
特性インピーダンス(Z)=√(L/C)
の関係を満たす容量Cのコンデンサが接続され、
さらに、前記第4伝送線路が前記特性インピーダンスに等しい抵抗で終端されていることを特徴とするマルチプレクサ。
An NRZ format first input data signal and a clock signal having a frequency corresponding to the bit rate of the first input data signal are received, and the first input data signal is received at one level transition timing of the clock signal. The first latch circuit (11a) to latch, the latch data of the first latch circuit, and the clock signal are received, and the latch data of the first latch circuit is latched at the other level transition timing of the clock signal. A first shift circuit comprising a second latch circuit (11b) and shifted in such a way that the data switching timing coincides with the other level transition timing of the clock signal in the same code string as the first input data signal A first shift circuit (11) for outputting a data signal;
An NRZ format second input data signal synchronized with the first input data signal and the clock signal are received, and the second input data signal is latched at the one level transition timing of the clock signal. A fourth latch that receives the latch data of the third latch circuit, the latch data of the third latch circuit, and the clock signal, and latches the latch data of the third latch circuit at the other level transition timing of the clock signal; A fifth latch circuit (12b) that receives the latch data of the fourth latch circuit and the clock signal and latches the latch data of the fourth latch circuit at the one level transition timing of the clock signal; 12c), the same code string as the second input data signal, and at the one level transition timing of the clock signal. A second shift circuit for outputting a second shift data signal over data change timing has been shifted to match (12),
The first shift data signal output from the first shift circuit, the second shift data signal output from the second shift circuit, and the clock signal are received, and the clock signal receives the other level transition timing. Until the one level transition timing is reached, the first shift data signal is output, and the period until the clock signal reaches the other level transition timing from the one level transition timing is A selection switch (13) for outputting a second shift data signal;
In a multiplexer comprising a clock supply circuit (25) for supplying the clock signal to the latch circuits of the first shift circuit and the second shift circuit and the selection switch,
The clock supply circuit includes:
An emitter follower circuit (17) for receiving an input clock signal;
A first transmission line (26) for transmitting a clock signal output from the emitter follower circuit for a predetermined distance and supplying the clock signal in common to the first latch circuit of the first shift circuit and the third latch circuit of the second shift circuit When,
A second transmission line (27) for transmitting a clock signal received from the first transmission line for a predetermined distance and supplying the clock signal in common to the second latch circuit of the first shift circuit and the fourth latch circuit of the second shift circuit; ,
A third transmission line (28) for transmitting a clock signal received from the second transmission line for a predetermined distance and supplying the clock signal to the fifth latch circuit of the second shift circuit;
A fourth transmission line (29) for transmitting a clock signal received from the third transmission line for a predetermined distance and supplying the clock signal to the selection switch;
Among the first to fourth transmission lines, at least the input of each latch circuit is between the middle part of the line conductor of the second transmission line and the ground and between the middle part of the line conductor of the third transmission line and the ground. The value is almost twice the capacity, and the inductance of half the length of the line conductor is L,
Characteristic impedance (Z) = √ (L / C)
A capacitor of capacity C satisfying the relationship
Further, the multiplexer is characterized in that the fourth transmission line is terminated with a resistance equal to the characteristic impedance.
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