JPH07245575A - 複数信号平行伝送路 - Google Patents

複数信号平行伝送路

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JPH07245575A
JPH07245575A JP6034796A JP3479694A JPH07245575A JP H07245575 A JPH07245575 A JP H07245575A JP 6034796 A JP6034796 A JP 6034796A JP 3479694 A JP3479694 A JP 3479694A JP H07245575 A JPH07245575 A JP H07245575A
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JP
Japan
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signals
parallel transmission
signal
parallel
arrangement order
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Pending
Application number
JP6034796A
Other languages
English (en)
Inventor
Takeshi Kobayashi
剛 小林
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Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH07245575A publication Critical patent/JPH07245575A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/0213Electrical arrangements not otherwise provided for

Landscapes

  • Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)
  • Dc Digital Transmission (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 複数信号を平行伝送するときに、信号間のク
ロストークを低減することができる複数信号平行伝送
路。 【構成】 複数信号A〜Hの平行伝送路である#1〜#
8配線路を所定長さLの複数区間毎に、前記#1〜#8
配線路により伝送する信号A〜Hの間の一部又は全部の
信号配列順序を変更するように各配線路の配線順序を変
更して構成し、隣接信号間のクロストークを低減した複
数信号平行伝送路。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えばプリント板配線
路やフラットケーブル等により構成される複数信号の平
行伝送路に関し、特に隣接信号間のクロストークを低減
するものである。
【0002】
【従来の技術】パソコンやワークステーション等の電子
装置では、アドレス信号やデータ信号のように複数ビッ
ト(例えば8,16,32ビット)よりなる信号やその
他の制御信号も数多く使用されており、これらの多数の
信号を装置内又は装置間で並列伝送するため、例えばプ
リント板配線路やフラットケーブル等により構成される
複数信号の平行伝送路を使用することが多い。
【0003】この複数信号平行伝送路では、一般に平行
伝送する信号数が多いので、平行に配列される各信号伝
送路の間の間隔が狭いことが多い。このため平行に配列
された隣接する信号伝送路の間には、相互の電磁気的結
合(主として伝送路間に分布する静電容量と伝送路の等
価的インダクタンスとしての電磁結合)に起因するクロ
ストークノイズが発生していた。従来、上記クロストー
クノイズを低減するための対策としては、できるだけ平
行に配列される各信号伝送路の間の間隔を広くして、信
号伝送路相互間の電磁気的結合量を小さくするか、また
は各信号伝送路の間にそれぞれグランドライン(接地
線)を挿入し、静電遮蔽の原理を用いてクロストークノ
イズを遮蔽低減せんとするものであった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の複
数信号平行伝送路に採用されていたクロストークノイズ
低減対策では、最近のパソコンのようにアドレス信号や
データ信号が32又は64ビットと増加してくると、各
信号伝送路の間にそれぞれグランドラインを挿入した
り、各信号伝送路の間の間隔を広げると、複数信号平行
伝送路の物理的寸法が大きくなり過ぎて、電子装置内に
収納できないとか、近年の装置の小型化の傾向に逆行す
る等の問題があり、現実的には従来の対策は実施するこ
とができなという問題があった。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明に係る複数信号平
行伝送路は、前記複数信号の平行伝送路を所定長さの複
数区間毎に、前記平行伝送路により伝送する複数信号の
間の一部又は全部の信号配列順序を変更するように平行
伝送路の配列順序を変更して構成したものである。
【0006】
【作用】本発明においては、複数信号の平行伝送路を所
定長さの複数区間毎に、前記平行伝送路により伝送する
複数信号の間の一部又は全部の信号配列順序を変更する
ように平行伝送路の配列順序を変更して構成し、クロス
トークの発生する信号間の隣接平行区間を分散して配列
すると共に、この分散して配列される各隣接平行区間長
の合成値を従来の複数信号平行伝送路におけるクロスト
ークの発生する信号間の隣接平行区間長よりも短くす
る。
【0007】
【実施例】図1は本発明の実施例1であるプリント板配
線路を示す図であり、一般にバックボード又はマザーボ
ート等と呼ばれ、コネクタ間の信号伝送路として使用さ
れるプリント板配線路に本発明を実施した例を示してい
る。図1においては、コネクタ1aと1bの間に設けら
れた#1〜#8配線路が、#1〜#12の各区間にお
い、それぞれ8本の平行な配線路により伝送する8つの
信号A,B,C,…Hの配列順序を変更するように製作
されている。図1の各区間の境界領域に示される丸印
は、それぞれプリント板上のスルーホールを示してお
り、例えば#1区間における#1配線路は、このスルー
ホールを介した裏面側の破線で示される配線により#2
区間では#3配線路に接続されている。
【0008】次に図1の実施例1の場合に、#1〜#1
2の各区間における8つの信号A,B,C,…Hの配列
順序を変更する一例を説明する。まず8つの信号をA,
B,C,Dと、E,F,G,Hとの2つのグループに分
ける。各グループ内の4つの信号の順列の数は、例えば
A,B,C,DとD,C,B,Aのような左右対称の配
列を除くと、 4 4=4!/2=12通りである。下記
の表1は、上記の12通りの配設を#1〜#12の各区
間に対応させて、#1〜#8の各配線路の各区間別の信
号名を示すものである。
【0009】
【表1】
【0010】表1における#1区間の左端が図1のコネ
クタ1aに、また#12区間の右端がコネクタ1bにそ
れぞれ接続されている。そして表1には、例えば、コネ
クタ1aから#1区間の#1配線路に供給される信号A
は、#2区間では#3配線路に、#3区間では#4配線
路に、#4区間では#2配線路にというように、各信号
の配線順序が各区間毎に変更されることが示されてい
る。
【0011】次に本発明におけるクロストークノイズの
低減法を説明するために、いま信号Aに着目し、コネク
タ1aから1bまでの12区間において、信号Aに隣接
する両側の信号を抽出してみると次の表2のようにな
る。
【0012】
【表2】
【0013】表2において、信号Aに隣接するのは片側
で12区間(両側で24区間)があるが、ここで信号A
とBが隣接する区間を考えると、表2のBに丸印を付加
したB1 〜B6 の6つの区間が存在する。ここで注目す
ることは、信号AとBが隣接する平行区間は5箇所に分
散して配列されることである。
【0014】いま#1〜#12の各区間の長さが等し
く、この区間長をLとすると、信号AとBが隣接する平
行区間長Lにおいて信号Bが信号Aに与えるクロストー
ク電圧VXTは、次の(1)式により算出できる。 VXT=2τL・KB ・VIN/tr …(1) 但し(1)式はtr >2τLの場合とする。 ここで 2τL:信号が平行区間Lを往復するに要する
時間 tr :信号の立ち上り時間 KB :近端クロストーク係数 VIN :入力信号電圧 である。
【0015】(1)式によりクロストーク電圧VXTは、
隣接する平行区間長Lに比例することが示される。ここ
で、信号AとBとが隣接する平行区間長を、図1の場合
と従来の単純に平行なプリント板配線路について比較す
ると、前者は分散されたLの区間が多いが、後者はコネ
クタ1aと1bの間で連続する12×Lであり、図1の
隣接する各平行区間長Lにおけるクロストーク電圧のピ
ーク値は、従来の場合の1/12に低減される。
【0016】次に図1において、各区間に分散してそれ
ぞれ発生したクロストーク電圧の合成波形を説明する。
図2は図1のプリント板配線路の信号BからAへのクロ
ストーク電圧波形を示す図であり、同図の(a)は、表
2のBに丸印を付加して示したB1 〜B6 の各区間にお
けるクロストーク電圧のピーク値が時間軸上に分散して
順次発生する状態を示している。図2の(b)は、同図
の(a)の各波形を合成した波形を示す図であり、ピー
ク部分の形状は平坦で、その値は約240mVである。
【0017】図3は従来のプリント板配線路(信号Aと
Bとが連続して隣接する配線路)において、信号Bから
Aへのクロストーク電圧形成を示す図である。図3の波
形は図2の(b)の波形と対比できるものであり、ピー
ク部分の形状は山状で、その値は約295mVである。
図3と図2の(b)を対比することにより、信号AがB
から受けるクロストーク電圧のピーク値は、従来のプリ
ント板配線路の295mVから図1のプリント板配線路
における合成波形の240mVに低減されることがわか
る。
【0018】ここで従来の配線路の場合のクロストーク
電圧の295mVが図1の場合では240mVとなり、
55mVだけ減少したのでは、減少量としては小さいよ
うに考えられるが、伝送する信号が2値化されたデジタ
ル信号の場合は大きな効果がある。これは2値化された
信号の“1”レベル又は“0”レベルには、それぞれノ
イズマージンがあり、このノイズマージンの範囲内であ
れば誤動作は生じないで、このノイズマージンの上限値
又は下限値を越える場合にのみ誤動作となるからであ
る。従って従来の配線路におけるクロストーク電圧がこ
のノイズマージンの上限値に近接したり、またはわずか
に越えるような場合に、この例のようにクロストーク電
圧が55mV減少して、ノイズマージンの許容範囲内に
なれば、誤動作には至らないという大きな効果がある。
【0019】表1においては、8つの信号A,B,…H
を2つのグループに分けて、各グループ内で4つの信号
の配列を変更する場合の例を示したが、複数信号平行伝
送路の距離が長い場合には、8つの信号を1つのグルー
プとして、8つの信号の順列数である 88 /2=20
160通りの信号配列順序とすれば、さらに大きな効果
が期待できる。
【0020】図4は本発明の実施例2であるフラットケ
ーブルの電線配列を示す図である。図4のフラットケー
ブル又はリボンケーブルと呼ばれる帯状に形成された複
数の平行電線路は、従来は隣接する電線路の位置関係が
不変であったが、本発明においては、あらかじめ所定長
Lの区間毎に、例えば接地線(以下GNDと記す)のよ
うな特定の電線路と、これに隣接する電線路との配線順
序を変更するように製作されている。図4においては、
フラットケーブルの#1〜#10のビニール被覆電線路
に8つの信号A,B,C,…Hと2つのGND信号が伝
送されるが、#1〜#4の各区間において、ハッチング
で示されるGND線路とこれに隣接する電線路との配列
順序を下記の表3のように変更している。
【0021】
【表3】
【0022】表3においては、第1のGND信号に隣接
する信号は#1〜#4の各区間順に、AとB、BとC、
CとD、DとEに変更され、第2のGND信号に隣接す
る信号は各区間順に、EとFと、FとG、GとH、…の
ように変更されている。
【0023】次に表3において、例えば信号BとCに着
目すると、信号BとCとがGND線路を介さずに隣接す
るのは3つの区間で、1区間のみ2つの信号間にGND
線路が挿入されている。従って信号BとCとが隣接する
平行区間の長さを、図4の場合と従来の単純に平行なフ
ラットケーブルと比較すると、前者は3Lで後者は4L
となり、図4では従来の長さ3/4となる。信号Cが信
号Bに与えるクロストーク電圧は、前記(1)式で示し
たように、隣接する平行区間の長さに比例するから、図
4における信号BとCの間のクロストーク電圧は、従来
のフラットケーブルの場合の75%となり、25%の低
域効果がある。
【0024】また表3の信号配列においては、信号Aと
Bの間、信号CとDの間、信号EとFの間、信号FとG
の間、及び信号GとHの間にも、それぞれ1区間だけG
ND線路が挿入されるから、前記と同様に、これらの信
号の間のクロストーク電圧は、それぞれGND線路が挿
入されない場合の75%となる。なお、従来のフラット
ケーブルでは、特定の信号間、例えば信号AとBの間及
び信号EとFとの間にGND線路が連続的に挿入される
ため、これらの信号間のクロストーク電圧はきわめて小
さいが、その他の信号間のクロストーク対策は全く行な
われていない。
【0025】これに比較して表3の信号配置例では、こ
のGND線路の配列順序を変更しているので、これら特
定の信号間のクロストーク電圧は逆に増加するが、その
他の信号間のクロストーク電圧を低減させ、すべての信
号間のクロストーク電圧を平均的に低減せんとするもの
である。下記の表4は図4の各電線路の他の信号配列例
1を示すものである。
【0026】
【表4】
【0027】表4の信号配列においては、2つのGND
線路の配列順序は変えずに、これら2つのGND線路の
両側の信号の配列順序が各区間毎に変えるように、その
他の信号の配列順序も変更している。その結果、例えば
信号AとBとが隣接するのは1つの区間、信号BとCと
が隣接するのは2つの区間、信号CとDとが隣接するの
は1つの区間というようになり、従来の4つの区間で隣
接する場合のクロストーク電圧の25%,50%,25
%にそれぞれ低減される。
【0028】表3及び表4においては、平行伝送する信
号がすべてデジタル信号であると想定した場合の信号配
列例を示したが、次にアナログ信号とデジタル信号とが
混在する場合の信号配列例を示す。下記の表5は図4の
各電線路の他の信号配列例2を示すものである。
【0029】
【表5】
【0030】表5の信号配列においては、アナログ信号
であるA* 及びH* と、デジタル信号であるB〜Gとが
混在して伝送される場合を想定している。このため、2
つのGND線路の配列順序は変更させずに、アナログ信
号A* とH* を常にGND線路の一方の側に配列して、
他方の側のデジタル信号との間のクロストーク電圧をで
きるだけ抑制すると共に、さらにデジタル信号B,C,
Dのグループと、デジルタ信号E,F,Gのグループの
間で各区間毎にその配列順序を変更して、デジタル信号
相互間のクロストークの低減をも計っている。その結果
アナログ信号A* とH* にはクロストーク電圧はほとん
ど発生せず、デジタル信号BとCとが隣接するのは2つ
の区間のためクロストーク電圧は従来の50%、デジタ
ル信号CとDとが隣接するのは3つの区間のためクロス
トーク電圧は従来の75%というように、それぞれ低減
効果がある。
【0031】上記説明のように本発明は、平行伝送する
信号がすべてデジタル信号の場合に限定されるものでは
なく、デジタル信号とアナログ信号とが混在する場合に
も、GND信号を含む複数信号の間の信号配列順序と各
区間長を、使用目的に応じて決めることにより、それぞ
れクロストークの低減を計ることが可能となる。
【0032】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、複数信号
の平行伝送路を所定長さの複数区間毎に、前記平行伝送
路により伝送する複数信号の間の一部又は全部の信号配
列順序を変更するように平行伝送路の配列順序を変更し
て構成したので、クロストークの発生する信号間の隣接
平行区間を分散して配列すると共に、この分散して配列
される各隣接平行区間長の合計値を従来の複数信号平行
伝送路におけるクロストークの発生する信号間の隣接平
行区間長よりも短くして、従来よりもクロストークを低
減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1であるプリント板配線路を示
す図である。
【図2】図1の配線路の信号BからAへのクロストーク
電圧波形を示す図である。
【図3】従来の配線路の信号BからAへのクロストーク
電圧波形を示す図である。
【図4】本発明の実施例2であるフラットケーブルの電
線配列を示す図である。
【符号の説明】
1a,1b コネクタ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数信号の平行伝送路において、前記複
    数信号の平行伝送路を所定長さの複数区間毎に、前記平
    行伝送路により伝送する複数信号の間の一部又は全部の
    信号配列順序を変更するように平行伝送路の配列順序を
    変更して構成し、隣接信号間のクロストークを低減する
    ことを特徴とする複数信号平行伝送路。
  2. 【請求項2】 複数信号の平行伝送路がプリント板に配
    線されるプリント板配線路において、 前記プリント板に配線さる複数信号の平行伝送路を所定
    長さの複数区間毎に、前記平行伝送路により伝送する複
    数信号の間の一部又は全部の信号配列順序を変更するよ
    うに平行伝送路の配列順序を変更して配線し、隣接信号
    間のクロストークを低減することを特徴とする複数信号
    平行伝送路の配線されたプリント板配線路。
  3. 【請求項3】 複数信号の平行伝送路が帯状に形成され
    るフラットケーブルにおいて、 前記フラットケーブルにおける複数信号の平行伝送路を
    所定長さの複数区間毎に、前記平行伝送路により伝送す
    る複数信号のうちで接地信号又は電源信号とこれに隣接
    する信号との配列順序を変更するように平行伝送路の配
    列順序を変更して形成し、隣接信号間クロストークを低
    減することを特徴とする複数信号平行伝送路よりなるフ
    ラットケーブル。
  4. 【請求項4】 複数信号の平行伝送路が帯状に形成され
    るフラットケーブルにおいて、 前記フラットケーブルにおける複数信号の平行伝送路を
    所定長さの複数区間毎に、前記平行伝送路により伝送す
    る複数信号の間の一部又は全部の信号配列順序を変更す
    るように平行伝送路の配列順序を変更して形成し、隣接
    信号間のクロストークを低減することを特徴とする複数
    信号平行伝送路よりなるフラットケーブル。
JP6034796A 1994-03-04 1994-03-04 複数信号平行伝送路 Pending JPH07245575A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6898844B2 (en) * 2001-09-28 2005-05-31 Intel Corporation Method for reducing multiline effects on a printed circuit board
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CN107359439A (zh) * 2017-06-08 2017-11-17 上海天马微电子有限公司 电路板连接器以及电子装置

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