JPH08288891A - 高速信号用送受信線路網 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高速な信号を送信素子から複数の受信素子に
対して遅延スキューを無くし、安定した波形で伝送する
こと。 【構成】 送信素子１からある特定の距離だけ引き出し
た所に各受信素子２までの線路３のための分岐点ｃを１
カ所設け、該分岐点ｃから各受信素子２までの線路３の
特性インピーダンスを、その分岐数に応じて送信素子１
から分岐点までの線路３の特性インピーダンスの分岐数
倍に設定して構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、クロック等を含む高速
な信号を送信素子から複数の受信素子に対して遅延スキ
ューを無くし、安定した波形で伝送するための、素子間
の高速信号用送受信線路網に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図３は従来の高速信号用送受信線路網を
示す配線図である。この高速信号用送受信線路網は確実
に接続されていることのみに着目した接続方法である。
図において、１は信号を送信する送信素子、２は送信素
子１から伝送された信号を受信する受信素子、３は送信
素子１と複数の受信素子２とを結ぶ線路である。この線
路３はその上流側の一端に送信素子１が接続され、その
下流側に間隔を置いて複数の受信素子２が順次接続され
ている。

【０００３】図４は従来のもう１つの高速信号用送受信
線路網を示す配線図である。この高速信号用送受信線路
網はツリー構造を用いることによって信号の駆動能力を
均一にすることに着目した接続方法である。図におい
て、１は送信素子、２は複数の受信素子、４は送信素子
１と受信素子２との間に介在する複数のバッファ、３は
送信素子１と複数のバッファ４との間、バッファ４同士
の間、バッファ４と複数の受信素子２との間を結ぶ線路
で、送信素子１から複数のバッファ４を介して複数の受
信素子２に至るまでツリー構造に接続されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記図
３に示す従来の高速信号用送受信線路網では、送信素子
１に対して各受信素子２の物理的距離が異なるため、ま
た図４に示す従来のもう１つの高速信号用送受信線路網
では、各バッファ４による伝搬遅延特性のバラツキによ
り、いずれの従来例も送信素子１から出力された高速な
信号を各受信素子２に伝搬遅延時間差を無くして同一時
間に受信させることができないという問題があった。特
に図３の高速信号用送受信線路網の場合には、送信素子
１と各受信側素子２との線路３上でのインピーダンスが
それぞれ異なることにより各受信素子２が受信する信号
波形も異なるという問題もあった。そこで、線路３上で
のインピーダンスの整合等の安定した波形伝送に必要な
処置として終端を取らなければならないが、その終端は
各々の受信素子２に対して取ることが必要なために手間
がかかり、非常に困難であったために同一時間に同一形
状の波形を伝送することができなかった。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明に係る高速信号用
送受信線路網は、送信素子からある特定の距離だけ引き
出した所に各受信素子までの線路のための分岐点を１カ
所設け、該分岐点から各受信素子までの線路の特性イン
ピーダンスを、その分岐数に応じて送信素子から分岐点
までの線路の特性インピーダンスの分岐数倍に設定する
ようにしたものである。また、上記送信素子から上記分
岐点までの間の１カ所に送信素子の出力インピーダンス
と線路の特性インピーダンスとの間に生じた不整合を是
正する終端を施すようにしてもよい。

【０００６】本発明に係るもう一つの高速信号用送受信
線路網は、送信もしくは受信を行う複数の双方向素子が
１カ所の分岐点からそれぞれ接続され、該分岐点から全
ての双方向素子までの送信、受信を含めた線路の配線長
を等しく設定するようにしたものである。また、上記分
岐点に線路の特性インピーダンスの不整合を是正する終
端を施すようにしてもよい。

【０００７】

【作用】本発明においては、送信素子からある特定の距
離だけ引き出した所に各受信素子までの線路のための分
岐点を１カ所設け、該分岐点から各受信素子までの線路
長を等しく設定したことから、送信素子の送信点からみ
た受信側の各受信素子の受信点までの物理的な距離は全
て等しくなり、信号の伝搬時の遅延時間要因である伝送
線路長のバラツキが無くなり、伝送線路の途中に複数の
送信素子を用いたことにより生じる素子バラツキの項目
も無くなったため、各受信素子の受信点に信号が到着す
るまでの遅延時間差が一切無くなり、同一時間に全ての
受信素子が同一の信号を受信することが可能となった。

【０００８】また、分岐点から各受信素子までの配線の
特性インピーダンスを、その分岐数に応じて送信素子か
ら分岐点までの配線の特性インピーダンスの分岐数倍に
設定したから、送信素子の送信点から分岐点までを見た
場合の線路の特性インピーダンスと分岐点から各受信素
子の受信点までを見た場合の並列化された線路の特性イ
ンピーダンスとが等しくなり、送信素子の送信点から各
受信素子の受信点までを見た場合の線路の特性インピー
ダンスは全て均一の特性インピーダンスで実現されるた
め、伝送線路上の信号を伝送する上での一般的な問題で
ある線路の特性インピーダンスの不整合問題が解決さ
れ、安定した波形の乱れが少ない同一の信号を全ての受
信素子に伝送することが可能となった。

【０００９】さらに、送信素子から分岐点までの間の１
カ所に送信素子の出力インピーダンスと線路の特性イン
ピーダンスとの間に生じた不整合を是正する終端を施し
たから、送信素子の出力インピーダンスと送信素子の送
信点から各受信素子の受信点までの線路の特性インピー
ダンスに不整合があり、終端等が必要となって各受信素
子の端部の各々に終端を施した場合に比べてそれと同様
の効果を得ることができ、しかも終端を設ける個所が一
箇所で済むこととなった。

【００１０】もう一つの本発明においては、複数の送信
もしくは受信を行う双方向素子が１カ所の分岐点からそ
れぞれ接続され、該分岐点から全ての双方向素子までの
送信、受信を含めた線路の配線長を等しく設定したか
ら、その分岐点から接続されている線路の内のどの双方
向素子から見ても、自分以外の残りの全ての双方向素子
が全て同じ距離に存在することになるため、どの双方向
素子が送信側の素子となっても全ての受信側の素子の受
信点に同一時間に信号を受信することが可能となった。

【００１１】また、分岐点に線路の特性インピーダンス
の不整合を是正する終端を施したから、線路の特性イン
ピーダンスについて、分岐点に接続されている双方向素
子の総数をＨとし、分岐点から各双方向素子までの線路
の特性インピーダンスをＷとした場合、分岐点から先の
線路の特性インピーダンスは各特性インピーダンスの並
列インピーダンスとなるためにＷ／（Ｈ−１）となり、
特性インピーダンスの不整合が生じるが、分岐点に施し
た終端がその不整合を未然に防止するため、線路の特性
インピーダンスの不整合に起因する信号波形の乱れが除
去される。

【００１２】

【実施例】

実施例１． （構成）の説明 図１は本発明の第１の実施例の高速信号用送受信線路網
を示す配線図である。図において、１は送信素子、２は
複数の受信素子、３は３は送信素子１と複数の受信素子
２とを結ぶ線路である。この実施例では、ある一つの送
信素子１から、ある距離ｂだけ線路を引き出した後、た
だ１カ所の分岐点ｃより複数の受信素子２へとそれぞれ
線路３を引き出し、分岐点ｃから各受信素子２までの各
線路３の配線長ｄ、ｅ…ｍが全て等しくなるように接続
されて構成されている。

【００１３】そして、送信素子１の送信点ａからただ１
カ所の分岐点ｃまでの線路のインピーダンスをＲとし、
その１カ所の分岐点ｃから各受信素子２の受信点までの
線路のインピーダンスをＺとし、その分岐点ｃから分岐
される各受信素子２の数をＮとした場合に、各線路のイ
ンピーダンスは以下の式に示される条件を満足するよう
に構成する。 Ｚ＝Ｎ×Ｒ ……（１）式 但し、送信素子１には、複数の受信側素子２を駆動でき
るだけの駆動能力を有していることは信号伝送を行う上
での最低必要条件である。なお、ｒは送信素子１から分
岐点ｃまでの間の１カ所に施した終端である。

【００１４】（動作）の説明 上記第１の実施例の構成の場合、送信素子１の送信点ａ
から見た、複数の受信素子２の各受信点までの物理的な
距離は全て等しくなっている。このように、送信素子１
は１つであり、その送信点ａから各受信点までの物理的
距離が全て等しくなっていることから、信号の伝搬時の
遅延時間要因である伝送線路長のバラツキ、複数の送信
素子を用いたことにより生じる素子バラツキの項目も無
くなったことにより、各受信素子２の受信点に信号が到
着するまでの遅延時間差が一切無くなり、同一時間に全
ての受信素子が同一の信号を受信することができる。

【００１５】また、送信点ａから分岐点ｃまでの線路の
特性インピーダンスと分岐点ｃから受信点までの線路の
特性インピーダンスが各々上記（１）式の条件に則って
実現されることにより、分岐点ｃから受信点側を見た場
合、受信点の数と同じＮ個の線路が並列に並んでいるこ
とになり、分岐点ｃから受信点を見た場合の線路の特性
インピーダンスは以下の式で求められる。 Ｚ／Ｎ＝（Ｎ×Ｒ）／Ｎ＝Ｒ ……（２）式

【００１６】上記（２）式の結果から、送信素子１の送
信点ａから分岐点ｃまでを見た場合の線路の特性インピ
ーダンス＝Ｒと，分岐点ｃから各受信素子２の受信点ま
でを見た場合の並列化された線路の特性インピーダンス
＝Ｒとが等しくなり、送信素子１の送信点ａから各受信
素子２の受信点までを見た場合の線路の特性インピーダ
ンスは、全て均一の特性インピーダンス＝Ｒで実現され
ていることになる。そのことにより、線路３上を信号伝
送する上での一般的な問題である線路の特性インピーダ
ンスの不整合問題が解決され、安定した波形の乱れが少
ない同一の信号を全ての受信素子２に伝送することがで
きる。

【００１７】（効果）の説明 一般に、ある一つの送信素子から高速な信号を複数の受
信素子に向けて伝送（送信）する場合に、信号の遅延に
よる到着時間差（信号スキュー）と、信号波形の乱れと
いう２つの大きな問題がある。しかし、この実施例では
信号の遅延による到着時間差の問題に関しては、図４の
従来例に示す伝送線路３の途中段階に挿入されるバッフ
ァ４を削除し、送信素子１から受信素子２までの線路３
の線路長の等長化を図る接続方法を実施することによ
り、遅延時間差の発生要因が削除され、到着時間差を無
くすことが容易に可能となった。

【００１８】また、信号波形の乱れの問題に関しては、
この実施例では上記（１）式に示す条件で線路３の特性
インピーダンスについて、送信素子１の送信点ａから分
岐点ｃまでを見た場合の線路の特性インピーダンスと，
分岐点ｃから各受信素子２の受信点までを見た場合の並
列化された線路の特性インピーダンスとを等しく調整を
行うことにより、送信素子１の送信点から各受信素子２
の受信点までを見た場合の線路の特性インピーダンスの
均一化が図れ、線路の特性インピーダンスの不整合に起
因する信号波形の乱れを除去することが可能となった。
以上の２つの問題を解決したことにより、安定した波形
の乱れが少ない信号を全ての受信素子に対して同一時間
に、同一波形で伝送することが可能となった。

【００１９】また、送信素子１の出力インピーダンスと
伝送線路３の特性インピーダンスに不整合がある場合に
は終端等が必要となるが、この実施例では、送信素子１
から分岐点ｃまでの間の１カ所に終端ｒを施したから、
それによって各受信素子の端部の各々に終端を施した場
合と同様の効果を得ることができ、しかも終端を設ける
個所が一箇所で済むこととなった。

【００２０】実施例２． （構成の説明）図２は本発明の第２の実施例の高速信号
用送受信線路網を示す配線図である。図において、１０
は送信、受信の状態が入れ替わる複数の双方向素子、３
は双方向素子１０同士を結ぶ伝送線路である。第１の実
施例では、ある一つの送信素子１から複数の受信素子２
に向けて信号の伝送を行う場合について示したが、第２
の実施例では、送信側、受信側共に複数である場合の接
続方法に関するものである。この実施例では、ある１カ
所の分岐点ｆから全ての双方向素子１０までの線路３の
配線長（距離）ｌ及び特性インピーダンスが等しくなる
ように接続されて構成されている。なお、ｒは分岐点ｆ
の一点に施した終端である。

【００２１】（動作）の説明 上記第２の実施例の構成の場合、１カ所の分岐点ｆから
送信、受信の状態が入れ替わる全ての双方向素子１０ま
での線路３の配線長ｌが等しくなって接続されているこ
とにより、その分岐点ｆから接続されている線路３の内
のどの双方向素子１０から見ても、自分以外の残りの全
ての双方向素子１０が全て同じ距離に存在することにな
る。そのため、どの双方向素子１０が送信側の素子とな
っても、第１の実施例の場合と同様の理由により、全て
の受信側の素子の受信点に同一時間に到達することにな
る。

【００２２】また、線路の特性インピーダンスについて
は、その分岐点ｆから接続されている双方向素子１０の
総数をＨとし、分岐点ｆから各双方向素子１０までの線
路の特性インピーダンスをＷとした場合、送信側となっ
た双方向素子１０の送信点から分岐点ｆまでの特性イン
ピーダンスはＷであり、分岐点ｆから先の線路３の特性
インピーダンスは第１の実施例でも示したように各特性
インピーダンスの並列インピーダンスとなるためＷ／
（Ｈ−１）となる。ここで、（Ｈ−１）と１を引いてい
るのは、送信側となっている双方向素子１０が必ず１つ
存在するからである。

【００２３】つまり、送信側素子から見た伝送線路の特
性インピーダンスは、分岐点ｆまではＷであり、分岐点
ｆから先はＷ／（Ｈ−１）となり、特性インピーダンス
の不整合が生じることになる。そこで、この実施例で
は、分岐点ｆの１点に終端ｒを設けることにより、特性
インピーダンスの不整合を解消している。なお、かかる
特性インピーダンスの不整合が生じるのは、分岐点ｆか
ら各双方向素子１０までの線路３の線路長が長いときで
あり、その線路長が短いときは不整合が生じない。

【００２４】（効果）の説明 以上のように、第２の実施例によれば、高速な信号を複
数の受信素子に向けて伝送する場合の信号の遅延による
到着時間差の問題に関しては、送信側となっている双方
向素子１０から見た受信側となっている各双方向素子１
０までの線路長の等長化を行う接続方法を実施すること
により、遅延時間差要因が削除され、到着時間差を無く
すことが容易に可能となった。また、高速な信号を複数
の受信素子に向けて伝送する場合の信号波形の乱れの問
題に関しては、分岐点ｆで特性インピーダンスの不整合
が生じることになるが、分岐点ｆの１点に終端ｒを施し
たことにより、その終端ｒが特性インピーダンスの不整
合を未然に防止するため、線路の特性インピーダンスの
不整合に起因する信号波形の乱れが除去される。

【００２５】以上の２つの問題を解決したことにより、
複数の双方向素子１０を１つの分岐点ｆからそれぞれ接
続して双方向伝送を行う必要がある接続形態の場合で
も、安定した波形の乱れが少ない信号を送信側となって
いる双方向素子１０から受信側となっている各双方向素
子１０に対して同一時間に、同一波形で伝送することが
可能となった。

【００２６】

【発明の効果】本発明は以上説明したとおり、送信素子
からある特定の距離だけ引き出した所に各受信素子まで
の線路のための分岐点を１カ所設け、該分岐点から各受
信素子までの線路の特性インピーダンスを、その分岐数
に応じて送信素子から分岐点までの線路の特性インピー
ダンスの分岐数倍に設定したので、送信素子の送信点か
らみた受信側の各受信素子の受信点までの物理的な距離
は全て等しくなり、各受信素子の受信点に信号が到着す
るまでの遅延時間差が一切無くなり、同一時間に全ての
受信素子が同一の信号を受信することができるという効
果を有すると共に、送信素子の送信点から分岐点までを
見た場合の線路の特性インピーダンスと分岐点から各受
信素子の受信点までを見た場合の並列化された線路の特
性インピーダンスとが等しくなり、送信素子の送信点か
ら各受信素子の受信点までを見た場合の線路の特性イン
ピーダンスは全て均一の特性インピーダンスで実現され
るため、伝送線路上の信号を伝送する上での一般的な問
題である線路の特性インピーダンスの不整合問題が解決
され、安定した波形の乱れが少ない同一の信号を全ての
受信素子に伝送することができるという効果も有する。

【００２７】また、送信素子から分岐点までの間の１カ
所に送信素子の出力インピーダンスと線路の特性インピ
ーダンスとの間に生じた不整合を是正する終端を施すよ
うにしたので、送信素子の出力インピーダンスと送信素
子の送信点から各受信素子の受信点までの線路の特性イ
ンピーダンスに不整合があり、終端等が必要となって各
受信素子の端部の各々に終端を施した場合に比べてそれ
と同様の効果を得ることができ、しかも終端を設ける個
所が一箇所で済むという効果を有する。

【００２８】また、もう一つの本発明では、複数の送信
もしくは受信を行う双方向素子が１カ所の分岐点からそ
れぞれ接続され、該分岐点から全ての双方向素子までの
送信、受信を含めた線路の配線長を等しく設定したの
で、その分岐点から接続されている線路の内のどの双方
向素子から見ても、自分以外の残りの全ての双方向素子
が全て同じ距離に存在することになるため、どの双方向
素子が送信側の素子となっても全ての受信側の素子の受
信点に同一時間に信号を受信することができるという効
果を有する。

【００２９】また、分岐点に線路の特性インピーダンス
の不整合を是正する終端を施すようにしたので、線路の
特性インピーダンスについて、分岐点に接続されている
双方向素子の総数をＨとし、分岐点から各双方向素子ま
での線路の特性インピーダンスをＷとした場合、分岐点
から先の線路の特性インピーダンスは各特性インピーダ
ンスの並列インピーダンスとなるためにＷ／（Ｈ−１）
となり、特性インピーダンスの不整合が生じるが、分岐
点に施された終端がその不整合を未然に防止するため、
線路の特性インピーダンスの不整合に起因する信号波形
の乱れが除去されるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の高速信号用送受信線路
網を示す配線図である。

【図２】本発明の第２の実施例の高速信号用送受信線路
網を示す配線図である。

【図３】従来の高速信号用送受信線路網を示す配線図で
ある。

【図４】従来のもう一つの高速信号用送受信線路網を示
す配線図である。

【符号の説明】

１ 送信素子 ２ 受信素子 ３ 線路

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一つの送信素子から複数の受信素子に向
   けて信号の伝送を行うよう接続された高速信号用送受信
   線路網において、 上記送信素子からある特定の距離だけ引き出した所に各
   受信素子までの線路のための分岐点を１カ所設け、該分
   岐点から各受信素子までの線路の特性インピーダンス
   を、その分岐数に応じて送信素子から分岐点までの線路
   の特性インピーダンスの分岐数倍に設定したことを特徴
   とする高速信号用送受信線路網。
2. 【請求項２】 上記送信素子から上記分岐点までの間の
   １カ所に送信素子の出力インピーダンスと線路の特性イ
   ンピーダンスとの間に生じた不整合を是正する終端を施
   したことを特徴とする請求項１記載の高速信号用送受信
   線路網。
3. 【請求項３】 送信もしくは受信を行う複数の双方向素
   子が１カ所の分岐点からそれぞれ接続され、該分岐点か
   ら全ての双方向素子までの送信、受信を含めた線路の配
   線長を等しく設定したことを特徴とする高速信号用送受
   信線路網。
4. 【請求項４】 上記分岐点に線路の特性インピーダンス
   の不整合を是正する終端を施したことを特徴とする請求
   項３記載の高速信号用送受信線路網。