JPH0661836A - 終端回路及び波形整形回路 - Google Patents

終端回路及び波形整形回路

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JPH0661836A
JPH0661836A JP4209180A JP20918092A JPH0661836A JP H0661836 A JPH0661836 A JP H0661836A JP 4209180 A JP4209180 A JP 4209180A JP 20918092 A JP20918092 A JP 20918092A JP H0661836 A JPH0661836 A JP H0661836A
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termination
signal
resistor
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Yoshiki Asada
善己 浅田
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 本発明は、CMOS回路のような高速ディジ
タル回路の信号を伝送する伝送線路の終端に設けられ、
部品点数を増やさずに信号の立ち上がりと立ち下がりの
特性の均一性を保持することができ、しかも、消費電力
を低減することができる終端回路と上記の信号伝送線路
の途中に設けられ、伝送線路の途中で乱れた波形を整形
して波形の乱れに起因する回路の誤動作を防止すること
ができる波形整形回路とを提供することを目的とする。 【構成】 本発明に係る終端回路は、伝送線路の終端に
1端が接続される整合終端抵抗1と、上記の1端に入力
端子が接続され、出力端子は上記の整合終端抵抗の他端
に接続される非反転型バッファ回路2または反転型バッ
ファ回路よりなる。また、波形整形回路の構成は上記の
終端回路の構成と同一である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は終端回路及び波形整形回
路に関する。特に、CMOS回路等の高速ディジタル回
路の信号を伝送する伝送線路の終端に設けられ、部品点
数を増やさずに信号の立ち上がりと立ち下がりの特性の
均一性を保持することができ、しかも、消費電力を低減
することができる終端回路及び上記の信号伝送線路の途
中に設けられ、伝送線路の途中で乱れた波形を整形して
波形の乱れに起因する回路の誤動作を防止することがで
きる波形整形回路に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、ディジタルシステムの高速化に伴
って、LSI内部、MCM(マルチチップモジュール)
あるいはプリント基板における信号配線ラインを伝搬す
る信号の周波数が高くなってきている。信号伝送系の動
作周波数が高くなるにしたがって、上記の信号配線ライ
ンは分布定数線路として扱わなければならなくなる。こ
のような場合、信号伝送線路に不用意に信号を伝搬させ
ると、信号の反射などを原因とするオーバーシュートや
アンダーシュートが発生し、回路の誤動作のみならず、
CMOS回路においては、ラッチアップ現象が起き電源
をオフしない限り電流が流れ続けて回路を破壊する場合
がある。
【0003】このため、従来技術においては、信号伝送
線路の終端に終端回路を接続し、過度なオーバーシュー
トやアンダーシュートの発生を回避することが一般であ
る。
【0004】以下、従来技術に係る終端回路について説
明する。
【0005】図8は従来技術に係る終端回路の第1例の
構成図であり、図9は従来技術に係る終端回路の第2例
の構成図である。
【0006】図8参照 図において、10は出力バッファ回路であり、11はこの出
力バッファ回路から出力される高速ディジタル信号が伝
搬される信号伝送線路であり、12はこの信号伝送線路11
の終端と、電源Vdd及びグランドGNDのいずれか一方
との間に接続される抵抗であり、この抵抗が終端回路を
なしている。
【0007】この抵抗の値は、上記の信号伝送線路11の
特性インピーダンスとおゝむね同等に選定され、この抵
抗によって終端における信号の反射を抑制し、過度なオ
ーバーシュートやアンダーシュートを回避することがで
きる。
【0008】つぎに、第2例について説明する。
【0009】図9参照 図において、13は信号伝送線路11の終端と電源Vddとの
間に接続される抵抗であり、14は上記の終端とグランド
GNDとの間に接続される抵抗であり、これら抵抗13・
14をもって終端回路を構成している。上記以外の符号の
説明は第1例の場合と同一である。
【0010】第2例の場合、抵抗13・14は交流的には信
号伝送線路11の終端において並列接続されたのと同等で
あるので、信号伝送線路11の特性インピーダンスとおゝ
むね同等の値となるように抵抗13と14の抵抗値を選定す
れば、この終端回路によって終端における信号の反射を
抑制し、過度のオーバーシュートやアンダーシュートを
回避することができる。
【0011】なお、上記の第1例及び第2例の終端回路
に加えて、信号伝送線路に信号を送出するCMOS回路
の出力インピーダンスを線路の特性インピーダンスと整
合させる方法も提案されているが、この方法は回路が大
規模で複雑であると云う問題点を有するので一般的には
使用されない。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来技術に
係る終端回路は、第1例の場合は信号伝送線路の終端に
接続される抵抗が電源及びグランドのいずれか一方のみ
に接続されるので、この抵抗を介して流れる電流に起因
して、信号の立ち上がりと立ち下がりとで特性が不均一
(例えば、電源と接続される場合は信号の立ち上がりは
速く、信号の立ち下がりは遅くなり、グランドと接続さ
れる場合は上記の遅延が逆)になると云う欠点とを有
し、また、第2例の場合はそれぞれの抵抗を介して電源
またはグランドと伝送線路との間に流れる交流電流によ
る消費電力と上記の抵抗の直列回路を介して電源・グラ
ンド間に流れる直流電流による消費電力とにより消費電
力が増大すると云う欠点を有している。
【0013】また、従来技術においては、信号伝送線路
の途中例えばプリント基板上の配線ラインの曲がりやス
タブ等の分岐点において信号の反射等が原因して信号波
形が乱れ回路が誤動作する場合があると云う欠点が存在
する。
【0014】本発明の目的は、上記の欠点を解消するこ
とにあり、CMOS回路等の高速ディジタル回路の信号
を伝送する伝送線路の終端に設けられ、部品点数を増や
さずに信号の立ち上がりと立ち下がりの特性の均一性を
保持することができ、しかも、消費電力を低減すること
ができる終端回路と、上記の信号伝送線路の途中に設け
られ、伝送線路の途中で乱れた波形を整形して波形の乱
れに起因する回路の誤動作を防止することができる波形
整形回路とを提供することにある。
【0015】
【課題を解決するための手段】上記の目的は下記の第1
の手段と第2の手段のいずれかと、第3の手段と第4の
手段のいずれかとによって達成される。
【0016】第1の手段は、高速ディジタル信号伝送線
路の終端に1端が接続される整合終端抵抗(1)と、前
記の終端に入力端子が接続され、出力端子は前記の整合
終端抵抗(1)の他端に接続される非反転型バッファ回
路(2)とよりなり、この非反転型バッファ回路(2)
は、前記のディジタル信号の変化時間より長い遅延時間
を有する終端回路である。
【0017】第2の手段は、高速ディジタル信号伝送線
路の終端に1端が接続される整合終端抵抗(3)と、前
記の終端に入力端子が接続され、出力端子は前記の整合
終端抵抗(3)の他端に接続される反転型バッファ回路
(4)とよりなる終端回路である。
【0018】第3の手段は、高速ディジタル信号伝送線
路の途中に1端が接続される整合抵抗(5)と、この整
合抵抗(5)の前記の1端が接続される点に入力端子が
接続され、出力端子は前記の整合抵抗(5)の他端に接
続される非反転型バッファ回路(6)とよりなり、この
非反転型バッファ回路(6)は、前記のディジタル信号
の変化時間より長い遅延時間を有する波形整形回路であ
る。
【0019】第4の手段は、高速ディジタル信号伝送線
路の途中に1端が接続される整合抵抗(7)と、この整
合抵抗(7)の前記の1端が接続される点に入力端子が
接続され、出力端子は前記の整合抵抗(7)の他端に接
続される反転型バッファ回路(8)とよりなる波形整形
回路である。
【0020】
【作用】本発明に係る終端回路においては、終端回路を
構成するアクティブ回路が非反転型バッファ回路の場合
には、このバッファ回路が信号の変化時間より長い遅延
時間を有することゝされているので、信号の立ち上り時
には終端回路の整合終端抵抗が終端とグランドとの間に
接続されたのと同等となり、また、信号の立ち下り時に
は上記の整合終端抵抗が終端と電源との間に接続された
のと同等となるので、1本の整合終端抵抗をもって従来
技術に係る終端回路の2本の抵抗に対応することがで
き、終端における信号の反射を抑制することができると
ゝもに、信号の立ち上がりと立ち下がりの特性の均一性
を保持することができる。また、上記の遅延時間が経過
した後は、上記の整合終端抵抗の両端の電圧は同一にな
るので、整合終端抵抗に電流は流れず、したがって消費
電力を著しく低減することができる。
【0021】また、反転型バッファ回路の場合には、終
端回路の整合終端抵抗の両端には、伝送線路上の信号の
状況(Low またはHigh)に関係なく、常に論理振幅に相
当する電圧が印加されるので、1本の整合終端抵抗をも
って従来技術に係る終端回路の2本の抵抗に対応するこ
とができ、終端における信号の反射を抑制することがで
きるとゝもに、信号の立ち上がりと立ち下がりの特性の
均一性を保持することができる。この反転型バッファ回
路の場合に、上記の整合終端抵抗の両端に印加される電
圧によって上記の整合終端抵抗には常時電流が流れ、上
記の非反転型バッファ回路の場合より消費電力は大きい
が、従来技術の場合の2本の抵抗の直列回路に流れる直
流電流による電力消費がないので、従来技術に比べ消費
電力を著しく低減することができる。
【0022】また、本発明においては、信号伝送線路の
途中、例えば、プリント基板上の配線ラインの曲がりや
スタブ等の分岐点において、上記の非反転型バッファ回
路または反転型バッファ回路を有する終端回路と同一構
成の波形整流回路を接続することゝされているので、終
端回路の場合と同様の作用によって信号反射を抑制する
ことができ波形を整形することが可能となる。
【0023】
【実施例】以下、図面を参照して、本発明の4つの実施
例に係る終端回路及び波形整形回路について説明する。
【0024】図1は第1実施例(請求項1に対応)に係
る終端回路の構成図である。
【0025】図1参照 図において、1は1端が信号伝送線路11の終端に接続さ
れる整合終端抵抗であり、2は上記の終端に入力端子が
接続され、出力端子が上記の整合終端抵抗1の他端に接
続される非反転型バッファ回路である。上記の整合終端
抵抗1とこの非反転型バッファ回路2とをもって終端回
路を構成する。本実施例においては、上記の非反転型バ
ッファ回路2は、2段のインバータよりなる入力回路21
と、所定の遅延時間を発生するためのキャパシタ22と、
2段のインバータよりなる出力回路23とをもって構成さ
れる。10は信号伝送線路11を駆動する出力バッファ回路
である。
【0026】つぎに本実施例の動作について図2を参照
して説明する。
【0027】図2参照 図2の(a)は非反転型バッファ回路2の入力端の信号
波形であり、(b)はこのバッファ回路2の出力端の信
号波形であり、(c)は整合終端抵抗1の両端の電圧波
形である。非反転バッファ回路2の出力端における信号
はキャパシタ22によって入力端信号より時間△T遅延し
た信号となる。そこで、整合終端抵抗1の両端の電圧波
形は上記の波形(a)から波形(b)を差し引いた波形
(c)となる。すなわち、伝送線路11の終端における信
号波形の変化時のみに整合終端抵抗1の両端にバッファ
回路の遅延時間に対応した幅のパルス電圧が現れる。し
たがって、伝送線路11の終端における信号波形の変化時
のみに終端処理が行われる。
【0028】ところで、伝送線路の終端における信号の
反射は信号波形の変化時に発生するものであるから、本
実施例に係る終端回路によって終端における信号の反射
を抑制することができる。しかも、上記の遅延時間△T
が経過した後は、整合終端抵抗1には電流が流れないか
ら、この整合終端抵抗1における電力消費を大幅に低減
することができる。
【0029】図3は、第1実施例に係る終端回路の有無
による伝送線路終端における信号電圧波形の比較図であ
る。
【0030】図3参照 図において、は出力バッファ回路10に入力される信号
波形であり、は終端回路が無い場合の伝送線路終端に
おける信号波形であり、は終端回路が有る場合のそれ
である。終端回路が無い場合は、信号反射によってラッ
チアップが発生する可能性のある電圧3.9Vを信号電
圧が超過するのでラッチアップの危険性があるが、本実
施例に係る終端回路及び波形整形回路を接続することに
よってラッチアップが防止されることがわかる。
【0031】つぎに、本発明の第2実施例(請求項2に
対応)について説明する。図4は第2実施例に係る終端
回路の構成図である。
【0032】図4参照 図において、3は1端が信号伝送線路11の終端に接続さ
れる整合終端抵抗であり、4は上記の終端に入力端子が
接続され、出力端子は上記の整合終端抵抗3の他端に接
続される反転型バッファ回路である。上記の整合終端抵
抗3とこの反転型バッファ回路4とをもって終端回路を
構成する。10は信号伝送線路11を駆動する出力バッファ
回路である。
【0033】つぎに、本実施例の動作について図5を参
照して説明する。
【0034】図5参照 図5の(a)は反転型バッファ回路4の入力端の信号波
形であり、(b)はこのバッファ回路4の出力端の信号
波形であり、(c)は整合終端抵抗3の両端の電圧波形
である。図5に示すように整合終端抵抗3の両端には常
に論理振幅に相当した電圧が印加されることゝなり、常
時終端処理が行われる。このため、上記の整合終端抵抗
3には常に電流が流れることゝなり、第1実施例に比べ
ると消費電力は大きいが、図9に示す従来技術において
dd、GND間に流れる直流電流による消費電力がない
ので従来技術の場合より消費電力は小さい。
【0035】つぎに、第3実施例(請求項3に対応)に
ついて説明する。図6は第3実施例に係る波形整形回路
の構成図である。
【0036】図において、5は1端が信号伝送線路11の
途中、例えばスタブ15の分岐点に接続される整合抵抗で
あり、6はこの整合抵抗5の1端に入力端子が接続さ
れ、出力端子は上記の整合抵抗5の他端に接続される非
反転型バッファ回路である。上記の整合抵抗5とこの非
反転型バッファ回路6とをもって波形整形回路を構成す
る。この波形整形回路は第1実施例における終端回路と
同一構成である。10は信号伝送線路11を駆動する出力バ
ッファ回路である。
【0037】本実施例に係る波形整形回路の動作は、第
1実施例における終端回路の動作と同一なので、冗長を
避ける目的で説明を省略する。
【0038】本実施例に係る波形整形回路によって信号
伝送線路途中で乱れた信号はその波形を整形され再生さ
れる。その結果、波形の乱れによる回路の誤動作を防止
することができる。
【0039】つぎに、第4実施例(請求項4に対応)に
ついて説明する。図7は第4実施例に係る波形整形回路
の構成図である。
【0040】図において、7は1端が信号伝送線路11の
途中、例えばスタブ15の分岐点に接続される整合抵抗で
あり、8はこの整合抵抗5の1端に入力端子が接続さ
れ、出力端子は上記の整合抵抗5の他端に接続される反
転型バッファ回路である。上記の整合抵抗7と反転型バ
ッファ回路8とをもって波形整形回路を構成する。この
波形整形回路は第2実施例における終端回路と同一構成
である。10は信号伝送線路11を駆動する出力バッファ回
路である。
【0041】本実施例に係る波形整形回路の動作は、第
2実施例における終端回路の動作と同一なので、説明を
省略する。
【0042】本実施例に係る波形整形回路によって信号
伝送線路の途中で乱れた信号はその波形を整形され再生
される。その結果、波形の乱れによる回路の誤動作を防
止することができる。
【0043】
【発明の効果】以上説明したとおり、本発明に係る終端
回路は整合終端抵抗と非反転バッファ回路または反転型
バッファ回路とをもって構成されるので、1本の終端抵
抗をもって従来技術に係る終端回路の2本の抵抗に対応
することができ、しかも、消費電力は従来技術より著し
く小さい。また、本発明に係る波形整形回路は、信号伝
送線路の途中に設けられ、本発明に係る終端回路と同一
の構成であるので、伝送線路途中における反射等による
波形の乱れを防止することができる。
【0044】したがって、本発明は、CMOS回路のよ
うな高速ディジタル回路の信号を伝送する伝送線路の終
端に設けられ、部品点数を増やさずに信号の立ち上がり
と立ち下がりの特性の均一性を保持することができ、し
かも、消費電力を低減することができる終端回路と、上
記の信号伝送線路の途中に設けられ、伝送線路の途中で
乱れた波形を整形して波形の乱れに起因する回路の誤動
作を防止することができる波形整形回路とを提供するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例に係る終端回路の構成図で
ある。
【図2】本発明の第1実施例に係る終端回路の動作説明
図である。
【図3】終端回路の有無による信号波形比較図である。
【図4】本発明の第2実施例に係る終端回路の構成図で
ある。
【図5】本発明の第2実施例に係る終端回路の動作説明
図である。
【図6】本発明の第3実施例に係る波形整形回路の構成
図である。
【図7】本発明の第4実施例に係る波形整形回路の構成
図である。
【図8】従来技術に係る終端回路の第1例の構成図であ
る。
【図9】従来技術に係る終端回路の第2例の構成図であ
る。
【符号の説明】
1・3 整合終端抵抗 5・7 整合抵抗 2・6 非反転型バッファ回路 4・8 反転型バッファ回路 10 出力バッファ回路 11 信号伝送線路 12・13・14 抵抗 15 スタブ 21 入力回路 22 キャパシタ 23 出力回路 出力バッファ回路10に入力される信号波形 終端回路がないときの終端における信号波形 終端回路があるときの終端における信号波形
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H04L 25/02 Z 8226−5K

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 高速ディジタル信号伝送線路の終端に1
    端が接続される整合終端抵抗(1)と、前記終端に入力
    端子が接続され、出力端子は前記整合終端抵抗(1)の
    他端に接続される非反転型バッファ回路(2)とよりな
    り、 該非反転型バッファ回路(2)は、前記ディジタル信号
    の変化時間より長い遅延時間を有することを特徴とする
    終端回路。
  2. 【請求項2】 高速ディジタル信号伝送線路の終端に1
    端が接続される整合終端抵抗(3)と、前記終端に入力
    端子が接続され、出力端子は前記整合終端抵抗(3)の
    他端に接続される反転型バッファ回路(4)とよりなる
    ことを特徴とする終端回路。
  3. 【請求項3】 高速ディジタル信号伝送線路の途中に1
    端が接続される整合抵抗(5)と、該整合抵抗(5)の
    前記1端が接続される点に入力端子が接続され、出力端
    子は前記整合抵抗(5)の他端に接続される非反転型バ
    ッファ回路(6)とよりなり、 該非反転型バッファ回路(6)は、前記ディジタル信号
    の変化時間より長い遅延時間を有することを特徴とする
    波形整形回路。
  4. 【請求項4】 高速ディジタル信号伝送線路の途中に1
    端が接続される整合抵抗(7)と、該整合抵抗(7)の
    前記1端が接続される点に入力端子が接続され、出力端
    子は前記整合抵抗(7)の他端に接続される反転型バッ
    ファ回路(8)とよりなることを特徴とする波形整形回
    路。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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