JPH05265614A - 双方向信号伝送回路 - Google Patents
双方向信号伝送回路Info
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- JPH05265614A JPH05265614A JP4059973A JP5997392A JPH05265614A JP H05265614 A JPH05265614 A JP H05265614A JP 4059973 A JP4059973 A JP 4059973A JP 5997392 A JP5997392 A JP 5997392A JP H05265614 A JPH05265614 A JP H05265614A
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- transmission circuit
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
- H04B1/38—Transceivers, i.e. devices in which transmitter and receiver form a structural unit and in which at least one part is used for functions of transmitting and receiving
- H04B1/40—Circuits
- H04B1/54—Circuits using the same frequency for two directions of communication
- H04B1/56—Circuits using the same frequency for two directions of communication with provision for simultaneous communication in two directions
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F13/00—Interconnection of, or transfer of information or other signals between, memories, input/output devices or central processing units
- G06F13/38—Information transfer, e.g. on bus
- G06F13/40—Bus structure
- G06F13/4063—Device-to-bus coupling
- G06F13/4068—Electrical coupling
- G06F13/4072—Drivers or receivers
- G06F13/4077—Precharging or discharging
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 双方向信号伝送回路や片端終端伝送回路など
の種々の形態の伝送回路が混在する信号伝送回路の小型
化と省電力化を可能とする。 【構成】 終端回路のインピーダンスを、伝送線路の特
性インピーダンスより大きい値とし、また、終端回路と
論理回路素子を接続する伝送線路の長さを短くし、イン
ピーダンスの不整合で発生する反射波を利用して、入力
波形の信号振幅を増加させ、片端終端伝送回路で使用す
る論理回路素子の送信回路を利用を可能とする双方向信
号伝送回路。
の種々の形態の伝送回路が混在する信号伝送回路の小型
化と省電力化を可能とする。 【構成】 終端回路のインピーダンスを、伝送線路の特
性インピーダンスより大きい値とし、また、終端回路と
論理回路素子を接続する伝送線路の長さを短くし、イン
ピーダンスの不整合で発生する反射波を利用して、入力
波形の信号振幅を増加させ、片端終端伝送回路で使用す
る論理回路素子の送信回路を利用を可能とする双方向信
号伝送回路。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、コンピュータシステム
などにおける双方向信号伝送回路に係わり、特に、片端
終端伝送回路を含む種々の信号伝送回路形態が混在する
信号伝送回路の小型化と省電力化に好適な双方向信号伝
送回路に関するものである。
などにおける双方向信号伝送回路に係わり、特に、片端
終端伝送回路を含む種々の信号伝送回路形態が混在する
信号伝送回路の小型化と省電力化に好適な双方向信号伝
送回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】コンピュータシステムの設計などにおい
ては、例えば、林善雄／常田晴弘共著「マイコンシステ
ム設計ノウハウ」（１９８８年、ＣＱ出版社発行）のｐ
ｐ．２７４〜２７５に記載のように、信号線の特性イン
ピーダンスの考慮が必要である。すなわち、データバス
などを構成する伝送線路の引き回し距離が長くなった場
合には、信号の反射の問題が発生する。このために、次
の図７に示すように、伝送線路に終端回路（抵抗）を設
けて信号の反射に対処する。
ては、例えば、林善雄／常田晴弘共著「マイコンシステ
ム設計ノウハウ」（１９８８年、ＣＱ出版社発行）のｐ
ｐ．２７４〜２７５に記載のように、信号線の特性イン
ピーダンスの考慮が必要である。すなわち、データバス
などを構成する伝送線路の引き回し距離が長くなった場
合には、信号の反射の問題が発生する。このために、次
の図７に示すように、伝送線路に終端回路（抵抗）を設
けて信号の反射に対処する。
【０００３】図７は、従来の信号伝送回路の構成を示す
ブロック図である。コンピュータシステムにおいて使わ
れる信号伝送回路としては、図７（ａ）に示すように、
一個の回路素子（論理回路素子）７１ａの送信回路７２
ａと、一個の終端回路７３ａの間を、配線基板などの伝
送線路７０ａで接続し、それに、一個、もしくは、複数
の論理回路素子７４ａ、７４ｂの受信回路７５ａ、７５
ｂを接続した片端終端伝送回路や、図７（ｂ）に示すよ
うに、一個の論理回路素子７１ｂの送信回路７２ｂ、７
２ｃと、二個の終端回路７３ｂ、７３ｃの間を、伝送線
路７０ａ、７０ｂで接続し、それに、複数の論理回路素
子７４ｃ〜７４ｆの受信回路７５ｃ〜７５ｆを接続した
両端終端信号伝送回路などがある。
ブロック図である。コンピュータシステムにおいて使わ
れる信号伝送回路としては、図７（ａ）に示すように、
一個の回路素子（論理回路素子）７１ａの送信回路７２
ａと、一個の終端回路７３ａの間を、配線基板などの伝
送線路７０ａで接続し、それに、一個、もしくは、複数
の論理回路素子７４ａ、７４ｂの受信回路７５ａ、７５
ｂを接続した片端終端伝送回路や、図７（ｂ）に示すよ
うに、一個の論理回路素子７１ｂの送信回路７２ｂ、７
２ｃと、二個の終端回路７３ｂ、７３ｃの間を、伝送線
路７０ａ、７０ｂで接続し、それに、複数の論理回路素
子７４ｃ〜７４ｆの受信回路７５ｃ〜７５ｆを接続した
両端終端信号伝送回路などがある。
【０００４】これらの伝送回路では、信号の伝送方向が
一方向であるのに対し、複数の送信回路と複数の受信回
路を、同一伝送線路に接続し、双方向に信号を伝送する
双方向信号伝送回路が使われる場合がある。この双方向
信号伝送回路は、論理回路素子の信号端子を節約でき、
基板配線や信号ケーブルなどの伝送線路の数を少なくで
きるといった利点があるため、広く使われている。
一方向であるのに対し、複数の送信回路と複数の受信回
路を、同一伝送線路に接続し、双方向に信号を伝送する
双方向信号伝送回路が使われる場合がある。この双方向
信号伝送回路は、論理回路素子の信号端子を節約でき、
基板配線や信号ケーブルなどの伝送線路の数を少なくで
きるといった利点があるため、広く使われている。
【０００５】図６は、従来の双方向信号伝送回路の構成
を示すブロック図である。本図において、６１ａ、６１
ｂは論理回路素子、６２ａ、６２ｂは終端回路であり、
これらを、６０の伝送線路で接続している。それぞれの
論理回路素子６１ａ、６１ｂの入出力回路６３ａ、６３
ｂは、送信回路６４ａ〜６４ｄと、受信回路６５ａ、６
５ｂからなり、これらは、共通の入出力端子６６ａ、６
６ｂに接続されている。この双方向信号伝送回路におい
ては、論理情報は、ＩＮ（１）からＯＵＴ（２）へ、ま
た、ＩＮ（２）からＯＵＴ（１）へ送られるが、どちら
の場合も伝送線路６０と入出力端子６６ａ、６６ｂを介
して信号が伝わることになる。
を示すブロック図である。本図において、６１ａ、６１
ｂは論理回路素子、６２ａ、６２ｂは終端回路であり、
これらを、６０の伝送線路で接続している。それぞれの
論理回路素子６１ａ、６１ｂの入出力回路６３ａ、６３
ｂは、送信回路６４ａ〜６４ｄと、受信回路６５ａ、６
５ｂからなり、これらは、共通の入出力端子６６ａ、６
６ｂに接続されている。この双方向信号伝送回路におい
ては、論理情報は、ＩＮ（１）からＯＵＴ（２）へ、ま
た、ＩＮ（２）からＯＵＴ（１）へ送られるが、どちら
の場合も伝送線路６０と入出力端子６６ａ、６６ｂを介
して信号が伝わることになる。
【０００６】一般に、双方向信号伝送回路では、送信回
路の出力電流量が、図７（ａ）に示すような片端終端伝
送回路で使う送信回路の出力電流量の二倍となる。この
ため、本図６で示す双方向信号伝送回路のように、入出
力回路６３ａ、６３ｂ中のそれぞれの送信回路６４ａ〜
６４ｄを二個並列に接続して、一個当たりの電流量を減
らすか、双方向信号伝送回路専用の高出力送信回路を使
用しなければならない。その結果として、論理回路素子
６１ａ、６１ｂ中において、送信回路６４ａ〜６４ｄが
使用するチップエリアが大きくなるといった問題があ
る。また、伝送線路当たりの消費電力が大きいという問
題がある。
路の出力電流量が、図７（ａ）に示すような片端終端伝
送回路で使う送信回路の出力電流量の二倍となる。この
ため、本図６で示す双方向信号伝送回路のように、入出
力回路６３ａ、６３ｂ中のそれぞれの送信回路６４ａ〜
６４ｄを二個並列に接続して、一個当たりの電流量を減
らすか、双方向信号伝送回路専用の高出力送信回路を使
用しなければならない。その結果として、論理回路素子
６１ａ、６１ｂ中において、送信回路６４ａ〜６４ｄが
使用するチップエリアが大きくなるといった問題があ
る。また、伝送線路当たりの消費電力が大きいという問
題がある。
【０００７】また、信号の受け側となる場合に、論理回
路素子６１ａ、６１ｂの入出力回路６３ａ、６３ｂにお
ける送信回路６４ａ〜６４ｄの出力インピーダンスが十
分に高い値となっていない場合には、その送信回路６４
ａ〜６４ｄから流れる電流により、信号波形になまりが
生じる。このため、受側となる場合の送信回路６４ａ〜
６４ｄの出力インピーダンスは、十分に高い値としなく
てはならない。しかし、一般に、図７（ａ）における片
端終端伝送回路などでは、負荷などにより生じる反射波
が、送信回路７２ａに伝わり、その出力インピーダンス
と伝送線路７０ａの特性インピーダンスとの不整合によ
り生じる再反射ノイズを小さくするために、送信回路７
２ａの出力インピーダンスは、伝送線路の特性インピー
ダンスと同程度か、それ以下とする設計となっている。
このような送信回路の出力電流量や、出力インピーダン
スに対する要求の違いから、図７（ａ）における片端終
端伝送回路の送信回路７２ａと同じものを、そのまま、
本図６における双方向信号伝送回路の送信回路６４ａ〜
６４ｄに使うことはできない。
路素子６１ａ、６１ｂの入出力回路６３ａ、６３ｂにお
ける送信回路６４ａ〜６４ｄの出力インピーダンスが十
分に高い値となっていない場合には、その送信回路６４
ａ〜６４ｄから流れる電流により、信号波形になまりが
生じる。このため、受側となる場合の送信回路６４ａ〜
６４ｄの出力インピーダンスは、十分に高い値としなく
てはならない。しかし、一般に、図７（ａ）における片
端終端伝送回路などでは、負荷などにより生じる反射波
が、送信回路７２ａに伝わり、その出力インピーダンス
と伝送線路７０ａの特性インピーダンスとの不整合によ
り生じる再反射ノイズを小さくするために、送信回路７
２ａの出力インピーダンスは、伝送線路の特性インピー
ダンスと同程度か、それ以下とする設計となっている。
このような送信回路の出力電流量や、出力インピーダン
スに対する要求の違いから、図７（ａ）における片端終
端伝送回路の送信回路７２ａと同じものを、そのまま、
本図６における双方向信号伝送回路の送信回路６４ａ〜
６４ｄに使うことはできない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】解決しようとする問題
点は、従来の技術では、片端終端伝送回路に用いる送信
回路は、十分な信号振幅を得ることができず、一個だけ
で、そのまま、双方向信号伝送回路の送信回路に用いて
送信回路の共通化を行なうことができないために、双方
向信号伝送回路の小型化と省電力化、および、各種の信
号伝送回路形態が混在する伝送回路を効率良く設計する
ことができない点である。本発明の目的は、これら従来
技術の課題を解決し、片端終端伝送回路と双方向信号伝
送回路に用いる送信回路を共通化して、双方向信号伝送
回路の小型化と省電力化、および、各種の信号伝送回路
形態が混在する伝送回路の設計の高効率化を可能とする
双方向信号伝送回路を提供することである。
点は、従来の技術では、片端終端伝送回路に用いる送信
回路は、十分な信号振幅を得ることができず、一個だけ
で、そのまま、双方向信号伝送回路の送信回路に用いて
送信回路の共通化を行なうことができないために、双方
向信号伝送回路の小型化と省電力化、および、各種の信
号伝送回路形態が混在する伝送回路を効率良く設計する
ことができない点である。本発明の目的は、これら従来
技術の課題を解決し、片端終端伝送回路と双方向信号伝
送回路に用いる送信回路を共通化して、双方向信号伝送
回路の小型化と省電力化、および、各種の信号伝送回路
形態が混在する伝送回路の設計の高効率化を可能とする
双方向信号伝送回路を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の双方向信号伝送回路は、（１）信号を伝送
する伝送媒体と、この伝送媒体との双方向での信号の入
出力を、それぞれ一つの入出力端子を介して行なう複数
の論理回路素子と、伝送媒体の両端に接続され、この伝
送媒体の特性インピーダンスより高いインピーダンスを
有する終端回路とを設けてなることを特徴とする。ま
た、（２）上記（１）に記載の双方向信号伝送回路にお
いて、論理回路素子は、信号を入出力端子を介して伝送
媒体に送出すると共に、信号の受側となる場合に、伝送
媒体の特性インピーダンスと同じ出力インピーダンスと
なる送信回路を具備することを特徴とする。また、
（３）上記（１）に記載の双方向信号伝送回路におい
て、論理回路素子は、信号を入出力端子を介して伝送媒
体に送出すると共に、信号の受側となる場合に、伝送媒
体の特性インピーダンスより低い出力インピーダンスと
なる送信回路を具備することを特徴とする。また、
（４）上記（１）から（３）のいずれかに記載の双方向
信号伝送回路において、論理回路素子は、ＥＣＬ型の送
信回路と、伝送媒体から信号を入出力端子を介して入力
するＥＣＬ型の受信回路とを具備することを特徴とす
る。また、（５）上記（１）から（４）のいずれかに記
載の双方向信号伝送回路において、終端回路は、伝送線
路の特性インピーダンスの１．２倍から２．０倍までの
任意のインピーダンスを有することを特徴とする。ま
た、（６）上記（１）から（５）のいずれかに記載の双
方向信号伝送回路において、回路素子とこの回路素子に
最も近い終端回路とを接続する伝送線路は、この回路素
子の信号の切替時間に、信号が伝播する距離の１．５倍
以下の長さを有することを特徴とする。
め、本発明の双方向信号伝送回路は、（１）信号を伝送
する伝送媒体と、この伝送媒体との双方向での信号の入
出力を、それぞれ一つの入出力端子を介して行なう複数
の論理回路素子と、伝送媒体の両端に接続され、この伝
送媒体の特性インピーダンスより高いインピーダンスを
有する終端回路とを設けてなることを特徴とする。ま
た、（２）上記（１）に記載の双方向信号伝送回路にお
いて、論理回路素子は、信号を入出力端子を介して伝送
媒体に送出すると共に、信号の受側となる場合に、伝送
媒体の特性インピーダンスと同じ出力インピーダンスと
なる送信回路を具備することを特徴とする。また、
（３）上記（１）に記載の双方向信号伝送回路におい
て、論理回路素子は、信号を入出力端子を介して伝送媒
体に送出すると共に、信号の受側となる場合に、伝送媒
体の特性インピーダンスより低い出力インピーダンスと
なる送信回路を具備することを特徴とする。また、
（４）上記（１）から（３）のいずれかに記載の双方向
信号伝送回路において、論理回路素子は、ＥＣＬ型の送
信回路と、伝送媒体から信号を入出力端子を介して入力
するＥＣＬ型の受信回路とを具備することを特徴とす
る。また、（５）上記（１）から（４）のいずれかに記
載の双方向信号伝送回路において、終端回路は、伝送線
路の特性インピーダンスの１．２倍から２．０倍までの
任意のインピーダンスを有することを特徴とする。ま
た、（６）上記（１）から（５）のいずれかに記載の双
方向信号伝送回路において、回路素子とこの回路素子に
最も近い終端回路とを接続する伝送線路は、この回路素
子の信号の切替時間に、信号が伝播する距離の１．５倍
以下の長さを有することを特徴とする。
【００１０】
【作用】本発明においては、終端回路のインピーダンス
を、伝送線路の特性インピーダンスよりも高い値とする
ことにより、入力波形に、インピーダンス不整合により
発生する反射波が重なり、信号振幅を増加させる。特
に、終端回路から入出力端子までの伝送線路の長さを短
くすることにより、さらに、反射波の重なりを確実にす
る。このことにより、双方向信号伝送回路においても、
片端終端伝送回路で使用する送信回路一個でも、十分な
信号振幅の入力波形が得られるようになる。また、終端
回路から入出力端子までの伝送線路の長さを、信号の切
替時間に信号が伝播する距離の１．５倍以下の長さにす
ることにより、反射波の重なりを確実にするだけではな
く、波形のなまっている時間を少なくすることができ、
回路素子の動作を高速化することができる。また、終端
回路のインピーダンスを、伝送線路の特性インピーダン
スの１．２倍から２．０倍までとすることにより、特
に、ＥＣＬ型の送信回路の信号振幅の減少を、さらに、
押さえることができる。
を、伝送線路の特性インピーダンスよりも高い値とする
ことにより、入力波形に、インピーダンス不整合により
発生する反射波が重なり、信号振幅を増加させる。特
に、終端回路から入出力端子までの伝送線路の長さを短
くすることにより、さらに、反射波の重なりを確実にす
る。このことにより、双方向信号伝送回路においても、
片端終端伝送回路で使用する送信回路一個でも、十分な
信号振幅の入力波形が得られるようになる。また、終端
回路から入出力端子までの伝送線路の長さを、信号の切
替時間に信号が伝播する距離の１．５倍以下の長さにす
ることにより、反射波の重なりを確実にするだけではな
く、波形のなまっている時間を少なくすることができ、
回路素子の動作を高速化することができる。また、終端
回路のインピーダンスを、伝送線路の特性インピーダン
スの１．２倍から２．０倍までとすることにより、特
に、ＥＣＬ型の送信回路の信号振幅の減少を、さらに、
押さえることができる。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の実施例を、図面により詳細に
説明する。図１は、本発明を施した双方向信号伝送回路
の本発明に係わる構成の一実施例を示す回路図である。
本実施例の双方向信号伝送回路は、論理回路素子（回路
素子）１の入出力端子１４と、論理回路素子（回路素
子）２の入出力端子１５との間を伝送線路５ａで接続
し、また、終端回路３と、論理回路素子１の入出力端子
１４との間を伝送線路５ｂで接続し、さらに、終端回路
４と論理回路素子２の入出力端子１５との間を伝送線路
５ｃで接続して構成されている。また、論理回路素子
１、２の送信回路６、８、および、受信回路１０、１１
は、ＥＣＬ（Ｅｍｉｔｔｅｒ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｌｏｇ
ｉｃ）型である。そして、本実施例の双方向信号伝送回
路では、終端回路３、４は、８６オームの抵抗であり、
また、伝送線路５ａ〜５ｃの特性インピーダンスは、５
６オームであり、終端回路３、４の抵抗（インピーダン
ス）は、伝送線路５ａ〜５ｃの特性インピーダンスより
も高い。以下、このような構成による本実施例の双方向
信号伝送回路での動作を説明する。
説明する。図１は、本発明を施した双方向信号伝送回路
の本発明に係わる構成の一実施例を示す回路図である。
本実施例の双方向信号伝送回路は、論理回路素子（回路
素子）１の入出力端子１４と、論理回路素子（回路素
子）２の入出力端子１５との間を伝送線路５ａで接続
し、また、終端回路３と、論理回路素子１の入出力端子
１４との間を伝送線路５ｂで接続し、さらに、終端回路
４と論理回路素子２の入出力端子１５との間を伝送線路
５ｃで接続して構成されている。また、論理回路素子
１、２の送信回路６、８、および、受信回路１０、１１
は、ＥＣＬ（Ｅｍｉｔｔｅｒ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｌｏｇ
ｉｃ）型である。そして、本実施例の双方向信号伝送回
路では、終端回路３、４は、８６オームの抵抗であり、
また、伝送線路５ａ〜５ｃの特性インピーダンスは、５
６オームであり、終端回路３、４の抵抗（インピーダン
ス）は、伝送線路５ａ〜５ｃの特性インピーダンスより
も高い。以下、このような構成による本実施例の双方向
信号伝送回路での動作を説明する。
【００１２】ある時点において、論理回路素子１のＩＮ
（１）より、論理素子回路２のＯＵＴ（２）に情報を伝
達する場合には、送信回路６が信号を出力し、受信回路
１１が、これを受けることになる。一般に、ＥＣＬ回路
の出力インピーダンスは、ハイレベル出力時は低く、ロ
ーレベル出力時に高くなるため、受側の論理回路素子２
の送信回路８は、ローレベル出力として高出力インピー
ダンス状態とし、伝達してきた信号波形に影響を与えな
いようになっている。しかし、本実施例の場合は、図７
（ａ）に示す片端終端伝送回路の送信回路７２ａと同じ
送信回路を用いているため、ローレベル時においても、
ＥＣＬ型の送信回路８の出力インピーダンスは、伝送線
路５ａの特性インピーダンスと同程度、もしくは、それ
以下である。このため、送信回路６より出力した切替信
号が、特性インピーダンスが５６オームの伝送線路５ａ
を伝わり、入出力端子１５に達した時、送信回路８の出
力トランジスタのエミッタより電流が流れて、入力波形
の切り替わり時において、信号振幅を減少させることに
なる。しかし、本実施例では、伝送線路５ｂ、５ｃの特
性インピーダンス「Ｚ0＝５６オーム」と、終端回路４
のインピーダンス（抵抗）「Ｒｔ＝８６オーム」との間
の不整合により、反射係数２０％程度の反射波が生じ、
そして、伝送回路５ｂ、５ｃの長さを短く、例えば、１
００ｍｍなどとすることにより、この反射波が、受信側
の入力波形の信号切替時に重なり、十分な信号振幅を持
つ入力波形を得ることができる。
（１）より、論理素子回路２のＯＵＴ（２）に情報を伝
達する場合には、送信回路６が信号を出力し、受信回路
１１が、これを受けることになる。一般に、ＥＣＬ回路
の出力インピーダンスは、ハイレベル出力時は低く、ロ
ーレベル出力時に高くなるため、受側の論理回路素子２
の送信回路８は、ローレベル出力として高出力インピー
ダンス状態とし、伝達してきた信号波形に影響を与えな
いようになっている。しかし、本実施例の場合は、図７
（ａ）に示す片端終端伝送回路の送信回路７２ａと同じ
送信回路を用いているため、ローレベル時においても、
ＥＣＬ型の送信回路８の出力インピーダンスは、伝送線
路５ａの特性インピーダンスと同程度、もしくは、それ
以下である。このため、送信回路６より出力した切替信
号が、特性インピーダンスが５６オームの伝送線路５ａ
を伝わり、入出力端子１５に達した時、送信回路８の出
力トランジスタのエミッタより電流が流れて、入力波形
の切り替わり時において、信号振幅を減少させることに
なる。しかし、本実施例では、伝送線路５ｂ、５ｃの特
性インピーダンス「Ｚ0＝５６オーム」と、終端回路４
のインピーダンス（抵抗）「Ｒｔ＝８６オーム」との間
の不整合により、反射係数２０％程度の反射波が生じ、
そして、伝送回路５ｂ、５ｃの長さを短く、例えば、１
００ｍｍなどとすることにより、この反射波が、受信側
の入力波形の信号切替時に重なり、十分な信号振幅を持
つ入力波形を得ることができる。
【００１３】図２は、図１の論理回路素子の入出力端子
における信号波形の一実施例を示す説明図である。本実
施例は、図１における伝送線路５ａ、５ｂ、５ｃの長さ
を、それぞれ、３００ｍｍ、１００ｍｍ、１００ｍｍと
した時の受信側の入出力端子における信号波形を示し、
立上り、および、立ち下がり時における信号振幅が十分
に大きいことが示されている。
における信号波形の一実施例を示す説明図である。本実
施例は、図１における伝送線路５ａ、５ｂ、５ｃの長さ
を、それぞれ、３００ｍｍ、１００ｍｍ、１００ｍｍと
した時の受信側の入出力端子における信号波形を示し、
立上り、および、立ち下がり時における信号振幅が十分
に大きいことが示されている。
【００１４】図３は、図１における双方向信号伝送回路
の構成の一実施例を示すブロック図である。本実施例の
双方向信号伝送回路は、図１における双方向信号伝送回
路の送信回路に、図７（ａ）に示す片端終端伝送回路の
送信回路７２ａを設けて構成されている。このように、
本実施例の双方向信号伝送回路では、終端回路３、４の
インピーダンス（８６オーム）を、伝送線路５ａ〜５ｃ
の特性インピーダンス（５６オーム）よりも高い値とす
ることにより、図７（ａ）に示す片端終端伝送回路で使
用する送信回路７２ａ一個でも、十分な信号振幅が得ら
れるようになる。このことにより、片端終端伝送回路で
使用する送信回路を、双方向信号伝送回路にも利用で
き、論理回路素子や伝送回路の小型化と省電力化が可能
となる。
の構成の一実施例を示すブロック図である。本実施例の
双方向信号伝送回路は、図１における双方向信号伝送回
路の送信回路に、図７（ａ）に示す片端終端伝送回路の
送信回路７２ａを設けて構成されている。このように、
本実施例の双方向信号伝送回路では、終端回路３、４の
インピーダンス（８６オーム）を、伝送線路５ａ〜５ｃ
の特性インピーダンス（５６オーム）よりも高い値とす
ることにより、図７（ａ）に示す片端終端伝送回路で使
用する送信回路７２ａ一個でも、十分な信号振幅が得ら
れるようになる。このことにより、片端終端伝送回路で
使用する送信回路を、双方向信号伝送回路にも利用で
き、論理回路素子や伝送回路の小型化と省電力化が可能
となる。
【００１５】但し、信号が論理回路素子２から終端回路
４に伝わり、そこで生じた反射波が、論理回路素子２の
入出力端子１５に戻ってくるまでの間は、信号波形が伝
送線路の特性インピーダンスの半分（１／２）のインピ
ーダンスを持つ伝送線路を伝わる場合の信号振幅となる
ため、終端回路４から、入出力端子１５までの長さは短
くすることが望ましい。また、図７（ａ）の片端終端伝
送回路で使用するような出力インピーダンスが十分に高
くない送信回路７２ａを入出力回路１２、１３に使用す
ると、例えば、受け側の論理回路素子２の入出力端１５
において、波形なまりが発生する。この波形なまりに、
終端回路４と伝送線路５ｃのインピーダンス不整合によ
り発生する反射波が重なると、振幅を増加させる作用が
働くため、上述と同様に、終端回路４から、入出力端子
１５までの長さを短くしておけば、回路動作上、問題の
ない波形が得られる。そして、終端回路４のインピーダ
ンスと、伝送線路５ｃのインピーダンスとの不整合によ
り生じる反射波自体は、信号振幅を増加させる方向に働
くため、回路動作には問題がないが、この終端回路４に
おける反射波が、伝送線路５ｃを行き来することによ
り、波形にリンギングが発生する。しかし、これは、終
端回路のインピーダンスなどを適当な値に設定すること
により、回路動作上問題なくすることが可能である。
４に伝わり、そこで生じた反射波が、論理回路素子２の
入出力端子１５に戻ってくるまでの間は、信号波形が伝
送線路の特性インピーダンスの半分（１／２）のインピ
ーダンスを持つ伝送線路を伝わる場合の信号振幅となる
ため、終端回路４から、入出力端子１５までの長さは短
くすることが望ましい。また、図７（ａ）の片端終端伝
送回路で使用するような出力インピーダンスが十分に高
くない送信回路７２ａを入出力回路１２、１３に使用す
ると、例えば、受け側の論理回路素子２の入出力端１５
において、波形なまりが発生する。この波形なまりに、
終端回路４と伝送線路５ｃのインピーダンス不整合によ
り発生する反射波が重なると、振幅を増加させる作用が
働くため、上述と同様に、終端回路４から、入出力端子
１５までの長さを短くしておけば、回路動作上、問題の
ない波形が得られる。そして、終端回路４のインピーダ
ンスと、伝送線路５ｃのインピーダンスとの不整合によ
り生じる反射波自体は、信号振幅を増加させる方向に働
くため、回路動作には問題がないが、この終端回路４に
おける反射波が、伝送線路５ｃを行き来することによ
り、波形にリンギングが発生する。しかし、これは、終
端回路のインピーダンスなどを適当な値に設定すること
により、回路動作上問題なくすることが可能である。
【００１６】このように、図１、および、図３における
双方向信号伝送回路においては、終端回路から入出力端
子までの伝送線路の長さと、終端回路のインピーダンス
に対し、設計上、適当な値とする制約が生じる。送信回
路、および、受信回路にＥＣＬ回路を用いた場合のこの
制約に対する対処例を、図４、および、図５を用いて説
明する。
双方向信号伝送回路においては、終端回路から入出力端
子までの伝送線路の長さと、終端回路のインピーダンス
に対し、設計上、適当な値とする制約が生じる。送信回
路、および、受信回路にＥＣＬ回路を用いた場合のこの
制約に対する対処例を、図４、および、図５を用いて説
明する。
【００１７】図４は、図１および図３における双方向信
号伝送回路の終端岐路と伝送線路のインピーダンス関係
を示す説明図である。横軸に、終端回路のインピーダン
スを伝送線路のインピーダンスで割ったもの、つまり、
規格化した終端回路のインピーダンスを表し、縦軸に、
終端回路における反射率と、通常の信号振幅に対する信
号振幅の減少率を示す。終端回路の反射率は、規格化し
た終端回路のインピーダンスが「１」の時、「０」であ
り、終端回路のインピーダンスが増加するとこれも増加
する。終端回路自体における反射波は、信号振幅を広げ
る方向に作用するため問題ないが、これが、伝送線路上
の負荷などで再反射し、振幅を狭めることとなる。従っ
て、終端回路の反射率を増加させ過ぎると、信号波形に
リンギングが生じる。また、小さすぎると、信号切替時
の波形なまりを打ち消す効果がなくなるため、以下のよ
うに、適当な値とすることが必要である。
号伝送回路の終端岐路と伝送線路のインピーダンス関係
を示す説明図である。横軸に、終端回路のインピーダン
スを伝送線路のインピーダンスで割ったもの、つまり、
規格化した終端回路のインピーダンスを表し、縦軸に、
終端回路における反射率と、通常の信号振幅に対する信
号振幅の減少率を示す。終端回路の反射率は、規格化し
た終端回路のインピーダンスが「１」の時、「０」であ
り、終端回路のインピーダンスが増加するとこれも増加
する。終端回路自体における反射波は、信号振幅を広げ
る方向に作用するため問題ないが、これが、伝送線路上
の負荷などで再反射し、振幅を狭めることとなる。従っ
て、終端回路の反射率を増加させ過ぎると、信号波形に
リンギングが生じる。また、小さすぎると、信号切替時
の波形なまりを打ち消す効果がなくなるため、以下のよ
うに、適当な値とすることが必要である。
【００１８】まず、コンピュータシステムなどの信号伝
送においては、信号波形に、反射ノイズやクロストーク
ノイズなどが重複して、安定動作を妨げる要因となる。
これに対処して安定動作を保証するためには、しきい値
に対して一定の信号レベルを確保する必要がある。一般
に、信号レベルがしきい値電圧に、信号振幅に対して１
５％程度近づくと、他の要因によるノイズ要因を含めた
ノイズマージンが不足すると言えるため、本図４におけ
る反射率曲線４１により、規格化した終端回路のインピ
ーダンスは、「２」以下とする必要があることが分か
る。次に、信号振幅についての考慮では、規格化した終
端回路のインピーダンスを「２」とした時に、送信側送
信回路の電流値が、通常の回路状態での電流値と等しく
なるため、振幅減少率は「０」であり、終端回路のイン
ピーダンスを小さくすると、振幅減少率は大きくなる。
上述と同様、一般に、信号レベルが、しきい値電圧に、
信号振幅に対して１５％程度近づくと、他の要因による
ノイズ要因を含めたノイズマージンが不足すると言え
る。ＥＣＬ回路における上述の信号の振幅減少は、Ｈｉ
ｇｈレベルのみがしきい値電圧に近づくことになるの
で、信号の振幅減少率は、１５％以下とする必要があ
り、本図４の振幅減少率曲線４２から、終端回路のイン
ピーダンスを伝送線路の特性インピーダンスの「１．
２」倍以上とする必要がある。以上の結果より、本図４
において、規格化した終端回路のインピーダンスは、
「１．２」から「２．０」の間でなければならないと言
える。
送においては、信号波形に、反射ノイズやクロストーク
ノイズなどが重複して、安定動作を妨げる要因となる。
これに対処して安定動作を保証するためには、しきい値
に対して一定の信号レベルを確保する必要がある。一般
に、信号レベルがしきい値電圧に、信号振幅に対して１
５％程度近づくと、他の要因によるノイズ要因を含めた
ノイズマージンが不足すると言えるため、本図４におけ
る反射率曲線４１により、規格化した終端回路のインピ
ーダンスは、「２」以下とする必要があることが分か
る。次に、信号振幅についての考慮では、規格化した終
端回路のインピーダンスを「２」とした時に、送信側送
信回路の電流値が、通常の回路状態での電流値と等しく
なるため、振幅減少率は「０」であり、終端回路のイン
ピーダンスを小さくすると、振幅減少率は大きくなる。
上述と同様、一般に、信号レベルが、しきい値電圧に、
信号振幅に対して１５％程度近づくと、他の要因による
ノイズ要因を含めたノイズマージンが不足すると言え
る。ＥＣＬ回路における上述の信号の振幅減少は、Ｈｉ
ｇｈレベルのみがしきい値電圧に近づくことになるの
で、信号の振幅減少率は、１５％以下とする必要があ
り、本図４の振幅減少率曲線４２から、終端回路のイン
ピーダンスを伝送線路の特性インピーダンスの「１．
２」倍以上とする必要がある。以上の結果より、本図４
において、規格化した終端回路のインピーダンスは、
「１．２」から「２．０」の間でなければならないと言
える。
【００１９】図５は、図１および図３における双方向信
号伝送回路の終端回路と入出力端子を接続する伝送線路
の距離と波形なまりとの関連を示す説明図である。横軸
は、終端回路から入出力端子の配線長、つまり、図１の
双方向信号伝送回路における伝送線路５ｂ、５ｃの伝送
線路配線長を表すが、信号の周波数成分と、伝送線路の
伝送速度に対する配慮のため、その配線長の伝送線路の
遅延時間を、信号切替時間で割ることで一般化してあ
る。また、縦軸は、波形なまりを遅れ時間として表し、
これを信号切替時間で割って、周波数成分に対し一般化
したものである。終端回路から論理回路素子の入出力端
子までの配線長が長くなると、波形のなまっている時間
が長くなり、この時間においては、信号の論理値判定を
安定して行なうことができない。このため、波形なまり
を起こしている時間を、伝送遅延時間に加算して使用す
ることになるが、一般に、高速化が要求されるコンピュ
ータでは、波形なまりによる遅れ時間を、切替時間の二
倍程度以下とする制約が必要となる。本図５の配線長対
遅れ時間相関線５１により、終端回路から入出力端子ま
での伝送線路の配線長は、その配線遅延時間が、切替時
間の「１．５」倍以下としなくてはならないことが分か
る。
号伝送回路の終端回路と入出力端子を接続する伝送線路
の距離と波形なまりとの関連を示す説明図である。横軸
は、終端回路から入出力端子の配線長、つまり、図１の
双方向信号伝送回路における伝送線路５ｂ、５ｃの伝送
線路配線長を表すが、信号の周波数成分と、伝送線路の
伝送速度に対する配慮のため、その配線長の伝送線路の
遅延時間を、信号切替時間で割ることで一般化してあ
る。また、縦軸は、波形なまりを遅れ時間として表し、
これを信号切替時間で割って、周波数成分に対し一般化
したものである。終端回路から論理回路素子の入出力端
子までの配線長が長くなると、波形のなまっている時間
が長くなり、この時間においては、信号の論理値判定を
安定して行なうことができない。このため、波形なまり
を起こしている時間を、伝送遅延時間に加算して使用す
ることになるが、一般に、高速化が要求されるコンピュ
ータでは、波形なまりによる遅れ時間を、切替時間の二
倍程度以下とする制約が必要となる。本図５の配線長対
遅れ時間相関線５１により、終端回路から入出力端子ま
での伝送線路の配線長は、その配線遅延時間が、切替時
間の「１．５」倍以下としなくてはならないことが分か
る。
【００２０】以上、図１〜図５を用いて説明したよう
に、本実施例の双方向信号伝送回路では、終端回路のイ
ンピーダンスは、伝送線路の特性インピーダンスより大
きい値として、入力波形に、インピーダンス不整合によ
り発生する反射波を重ね、信号振幅を増加させる。この
ことにより、双方向信号伝送回路においても、片端終端
伝送回路で使用する送信回路一個でも、十分な信号振幅
の入力波形を得ることができる。このことにより、双方
向信号伝送回路や、片端終端伝送回路、および、両端終
端伝送回路など、種々の形態の伝送回路が混在する信号
伝送回路においても、片端終端伝送回路で使用する送信
回路に共通化することができ、論理回路素子および伝送
回路の規模や電力を節約することができる。尚、本発明
は、図１〜図５を用いて説明した実施例に限定されるも
のではなく、例えば、伝送線路に接続される論理回路素
子は、二個以上でも良い。
に、本実施例の双方向信号伝送回路では、終端回路のイ
ンピーダンスは、伝送線路の特性インピーダンスより大
きい値として、入力波形に、インピーダンス不整合によ
り発生する反射波を重ね、信号振幅を増加させる。この
ことにより、双方向信号伝送回路においても、片端終端
伝送回路で使用する送信回路一個でも、十分な信号振幅
の入力波形を得ることができる。このことにより、双方
向信号伝送回路や、片端終端伝送回路、および、両端終
端伝送回路など、種々の形態の伝送回路が混在する信号
伝送回路においても、片端終端伝送回路で使用する送信
回路に共通化することができ、論理回路素子および伝送
回路の規模や電力を節約することができる。尚、本発明
は、図１〜図５を用いて説明した実施例に限定されるも
のではなく、例えば、伝送線路に接続される論理回路素
子は、二個以上でも良い。
【００２１】
【発明の効果】本発明によれば、片端終端伝送回路で使
用する送信回路一個でも、十分な信号振幅の入力波形を
得ることができるので、双方向信号伝送回路に、片端終
端伝送回路で使用する送信回路を用いることにより、論
理回路素子の小型化と、信号伝送回路当たりの消費電力
の削減ができ、さらに、送信回路の共通化することによ
り、各種の信号伝送回路形態が混在する信号伝送回路の
設計を、高効率に行なうことが可能である。
用する送信回路一個でも、十分な信号振幅の入力波形を
得ることができるので、双方向信号伝送回路に、片端終
端伝送回路で使用する送信回路を用いることにより、論
理回路素子の小型化と、信号伝送回路当たりの消費電力
の削減ができ、さらに、送信回路の共通化することによ
り、各種の信号伝送回路形態が混在する信号伝送回路の
設計を、高効率に行なうことが可能である。
【００２２】
【図１】本発明を施した双方向信号伝送回路の本発明に
係わる構成の一実施例を示す回路図である。
係わる構成の一実施例を示す回路図である。
【図２】図１の論理回路素子の入出力端子における信号
波形の一実施例を示す説明図である。
波形の一実施例を示す説明図である。
【図３】図１における双方向信号伝送回路の構成の一実
施例を示すブロック図である。
施例を示すブロック図である。
【図４】図１および図３における双方向信号伝送回路の
終端岐路と伝送線路のインピーダンス関係を示す説明図
である。
終端岐路と伝送線路のインピーダンス関係を示す説明図
である。
【図５】図１および図３における双方向信号伝送回路の
終端回路と入出力端子を接続する伝送線路の距離と波形
なまりとの関連を示す説明図である。
終端回路と入出力端子を接続する伝送線路の距離と波形
なまりとの関連を示す説明図である。
【図６】従来の双方向信号伝送回路の構成を示すブロッ
ク図である。
ク図である。
【図７】従来の信号伝送回路の構成を示すブロック図で
ある。
ある。
１、２ 論理回路素子 ３、４ 終端回路 ５ａ〜５ｃ 伝送線路 ６、７ 送信回路 ８、９ 受信回路 １０、１１ 入出力端子 ４１ 反射ノイズ率曲線 ４２ 振幅減少率曲線 ５１ 配線長対遅れ時間相関線 ６０ 伝送線路 ６１ａ、６１ｂ 論理回路素子 ６２ａ、６２ｂ 終端回路 ６３ａ、６３ｂ 入出力回路 ６４ａ〜６４ｄ 送信回路 ６５ａ、６５ｂ 受信回路 ６６ａ、６６ｂ 入出力端子 ７０ａ、７０ｂ 伝送線路 ７１ａ、７１ｂ 論理回路素子 ７２ａ〜７２ｃ 送信回路 ７３ａ〜７３ｃ 終端回路 ７４ａ〜７４ｆ 論理回路素子 ７５ａ〜７５ｆ 受信回路
Claims (6)
- 【請求項１】 信号を伝送する伝送媒体と、該伝送媒体
との双方向での信号の入出力を、それぞれ一つの入出力
端子を介して行なう複数の論理回路素子と、上記伝送媒
体の両端に接続され、該伝送媒体の特性インピーダンス
より高いインピーダンスを有する終端回路とを設けてな
ることを特徴とする双方向信号伝送回路。 - 【請求項２】 請求項１に記載の双方向信号伝送回路に
おいて、上記論理回路素子は、信号を上記入出力端子を
介して上記伝送媒体に送出すると共に、信号の受側とな
る場合に、上記伝送媒体の特性インピーダンスと同じ出
力インピーダンスとなる送信回路を具備することを特徴
とする双方向信号伝送回路。 - 【請求項３】 請求項１に記載の双方向信号伝送回路に
おいて、上記論理回路素子は、信号を上記入出力端子を
介して上記伝送媒体に送出すると共に、信号の受側とな
る場合に、上記伝送媒体の特性インピーダンスより低い
出力インピーダンスとなる送信回路を具備することを特
徴とする双方向信号伝送回路。 - 【請求項４】 請求項１から請求項３のいずれかに記載
の双方向信号伝送回路において、上記論理回路素子は、
ＥＣＬ型の上記送信回路と、上記伝送媒体から信号を上
記入出力端子を介して入力するＥＣＬ型の受信回路とを
具備することを特徴とする双方向信号伝送回路。 - 【請求項５】 請求項１から請求項４のいずれかに記載
の双方向信号伝送回路において、上記終端回路は、上記
伝送線路の特性インピーダンスの１．２倍から２．０倍
までの任意のインピーダンスを有することを特徴とする
双方向信号伝送回路。 - 【請求項６】 請求項１から請求項５のいずれかに記載
の双方向信号伝送回路において、上記回路素子と該回路
素子に最も近い上記終端回路とを接続する伝送線路は、
該回路素子の信号の切替時間に、該信号が伝播する距離
の１．５倍以下の長さを有することを特徴とする双方向
信号伝送回路。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4059973A JP2870288B2 (ja) | 1992-03-17 | 1992-03-17 | 双方向信号伝送回路 |
| US08/031,854 US5457406A (en) | 1992-03-17 | 1993-03-16 | Bidirectional signal transmission circuit and terminator |
| DE4308508A DE4308508C2 (de) | 1992-03-17 | 1993-03-17 | Gerät zum Erfassen einer Verunreinigungsmenge in einem hydraulischen Schaltkreis |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4059973A JP2870288B2 (ja) | 1992-03-17 | 1992-03-17 | 双方向信号伝送回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05265614A true JPH05265614A (ja) | 1993-10-15 |
| JP2870288B2 JP2870288B2 (ja) | 1999-03-17 |
Family
ID=13128630
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4059973A Expired - Lifetime JP2870288B2 (ja) | 1992-03-17 | 1992-03-17 | 双方向信号伝送回路 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5457406A (ja) |
| JP (1) | JP2870288B2 (ja) |
| DE (1) | DE4308508C2 (ja) |
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