コネクタ構造及び信号伝送装置
【課題】付加的な部品を用いることなく、差動信号の伝送における波形劣化を改善することができるコネクタ構造を提供する。
【解決手段】コネクタ３０にフラットケーブル２０の接続部２０ａを挿入して接続し、送信デバイス１４からプリント配線基板１０上の差動伝送線路１５Ａ，１５Ａに差動信号を入力すると、差動信号は差動伝送線路１５Ａ，１５Ａを伝送し、差動伝送線路１５Ａ，２２Ａ間の電磁結合若しくは静電結合又はそれらの両方により、フラットケーブル２０の差動伝送線路２２，２２に伝達し、受信デバイス２に受信される。
【解決手段】コネクタ３０にフラットケーブル２０の接続部２０ａを挿入して接続し、送信デバイス１４からプリント配線基板１０上の差動伝送線路１５Ａ，１５Ａに差動信号を入力すると、差動信号は差動伝送線路１５Ａ，１５Ａを伝送し、差動伝送線路１５Ａ，２２Ａ間の電磁結合若しくは静電結合又はそれらの両方により、フラットケーブル２０の差動伝送線路２２，２２に伝達し、受信デバイス２に受信される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コネクタ構造及び信号伝送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
バックプレーン基板上の長い配線や長距離ケーブルを伝搬するアナログ信号は、周波数が高くなるほど減衰が大きくなる。従って、平坦な周波数特性の信号を送信しても、受信端では高域側が減衰して受信される。その理由は、高周波損失、特に、誘電体損と表皮効果にあり、この減衰による特性は、概ね信号の周波数及び線路長に比例して大きくなるため、一般に、「ルートｆ特性」などと呼ばれている。
【０００３】
ディジタル伝送の高速化においても、上記した高周波損失が阻害要因になる。そこで、一般には、非特許文献１に記載されるように、低域遮断特性の受動素子によるイコライザを伝送経路に挿入し、周波数特性の補償を行っている。
【０００４】
また、伝送信号の周波数の減衰帯域を設定する第１の抵抗及び第１のコンデンサを並列接続し、第１の抵抗及び第１のコンデンサに上記周波数の減衰帯域の傾きを設定する第２の抵抗を並列接続し、且つ第１の抵抗に他端を接地する第１のコイルを直列接続してなる第１のフィルタと、この第１のフィルタと同一構成を有して第１のフィルタに直列接続された第２のフィルタとを有する等化フィルタを備えた信号送信装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、信号経路に対して直列接続された２つの可変抵抗とコンデンサを並列接続し、可変抵抗の中間接続点とアース間に可変抵抗とインダクタを直列接続したイコライザ回路も知られている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平１０−１３６０２８号公報
【特許文献２】特開２００３−１６８９４４号公報
【非特許文献１】ＭＡＸＩＭ社 データシート「ＭＡＸ３７８７バックプレーン及びケーブル用１Ｇｂｐｓ〜１２.５Ｇｂｐｓパッシブイコライザ」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、付加的な部品を用いることなく、差動信号の伝送における波形劣化を改善することができるコネクタ構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様は、上記目的を達成するため、以下のコネクタ構造を提供する。
【０００８】
［１］差動信号を伝送する第１の差動伝送線路を有する第１の接続部と、前記第１の接続部に機械的に接続されたとき、前記第１の差動伝送線路との間の電磁結合若しくは静電結合又はそれらの両方により前記差動信号を伝達する第２の差動伝送線路を有する第２の接続部とを備えたコネクタ構造。
【０００９】
［２］前記第１及び第２の差動伝送線路は、第１及び第２の接続部を機械的に接続したとき、空間を介して対向するように配置された前記［１］に記載のコネクタ構造。
【００１０】
［３］前記第１及び第２の差動伝送線路のうち前記差動信号を受信する側の差動伝送線路の受信デバイス側の終端間、および前記差動信号を送信する側の差動伝送線路の送信デバイスと反対側の終端間はそれぞれ終端抵抗によって接続されている前記［１］に記載のコネクタ構造。
【００１１】
［４］前記第１及び第２の差動伝送線路のうち前記差動信号を受信する側の差動伝送線路は、前記差動信号を送信する側の差動伝送線路の減衰特性と逆特性になるように線路幅、線路長、間隔が設定されていることを特徴とする前記［１］に記載のコネクタ構造。
【００１２】
［５］前記第１の接続部は、前記第１の差動伝送線路を有するケーブルの端部に設けられ、前記第２の接続部は、前記第２の差動伝送線路を有するケーブルの端部に設けられた前記［１］に記載のコネクタ構造。
【００１３】
［６］前記第１及び第２の接続部の一方の接続部は、前記第１又は第２の差動伝送線路を有するケーブルの端部に設けられ、前記第１及び第２の接続部の他方の接続部は、前記第１又は第２の差動伝送線路を有する基板に設けられた前記［１］に記載のコネクタ構造。
【００１４】
［７］差動信号を送信する差動信号送信回路と、前記差動信号送信回路から送信された前記差動信号を伝送する第１の差動伝送線路を有する第１の接続部と、前記第１の接続部に機械的に接続されたとき、前記第１の差動伝送線路との間の電磁結合若しくは静電結合又はそれらの両方により前記差動信号を伝達する第２の差動伝送線路を有する第２の接続部と、前記第２の差動伝送線路が伝送する前記差動信号を受信する差動信号受信回路とを備えた信号伝送装置。
【００１５】
［８］さらに、前記第１の差動伝送線路に高周波電流を印加する発振回路と、前記第２の差動伝送線路に接続された整流回路とを備えた前記［７］に記載の信号伝送装置。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１、７に記載の発明によれば、付加的な部品を用いることなく、差動信号の伝送における波形劣化を改善することができる。
【００１７】
請求項２に記載の発明によれば、接続時の線路間の接触摩耗を防ぐことができる。
【００１８】
請求項３に記載の発明によれば、反射波を抑制することができる。
【００１９】
請求項４に記載の発明によれば、差動信号の減衰を補正することができる。
【００２０】
請求項５に記載の発明によれば、差動信号の送信側及び受信側にケーブルを用いることができる。
【００２１】
請求項６に記載の発明によれば、差動信号の送信側及び受信側の一方にケーブル、他方に基板を用いることができる。
【００２２】
請求項８に記載の発明によれば、差動信号受信回路側の電源を不要にすることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明の実施の形態に係るコネクタ構造は、差動信号を伝送する第１の差動伝送線路を有する第１の接続部と、第１の接続部に機械的に接続されたとき、第１の差動伝送線路との間の電磁結合若しくは静電結合又その両方により差動信号を伝達する第２の差動伝送線路を有する第２の接続部とを備える。
【００２４】
第１及び第２の差動伝送線路は、第１及び第２の接続部を接続したとき、空間を介して対向するように配置されていてもよく、誘電体を介して対向するように配置されていてもよい。
【００２５】
第１及び第２の差動伝送線路のうち差動信号を受信する側の差動伝送線路は、差動信号を送信する側の差動伝送線路の減衰特性と逆特性になるように線路幅、線路長、間隔が設定されている。
【００２６】
第１の接続部は、第１の差動伝送線路を有するケーブルの端部に設けられ、第２の接続部は、第２の差動伝送線路を有するケーブルの端部に設けられていてもよい。また、第１及び第２の接続部の一方の接続部は、第１又は第２の差動伝送線路を有するケーブルの端部に設けられ、第１及び第２の接続部の一方の接続部は、第１又は第２の差動伝送線路を有する基板に設けたものでもよい。
【００２７】
第１又は第２の差動伝送線路を有するケーブルの端部に設けた第１又は第２の接続部は、相手の第２又は第１の接続部に機械的に接続できる構造を有していればよく、例えば、ケーブルの端部そのものでもよい。
【００２８】
第１及び第２の接続部の接続方法は、係止片を係合溝に係合させる方法や、ねじを用いる方法や、ばねを用いる方法でもよい。
【００２９】
上記の構成において、第１の接続部と第２の接続部とを接続し、第１の差動伝送線路に差動信号を入力すると、差動信号は第１の差動伝送線路を伝送し、第１及び第２の差動伝送線路間の電磁結合若しくは静電結合又はそれらの両方により、第２の差動伝送線路に伝達する。第２の差動伝送線路に伝達した差動信号は、第２の差動伝送線路を伝送する。
【００３０】
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るコネクタ構造を適用した信号伝送装置を示す断面図である。なお、図１及び後述する図面においては、形状及び配置を分かり易くするため、差動伝送線路の厚みを誇張して図示している。
【００３１】
この信号伝送装置１は、プリント配線基板１０上の送信デバイス１４から出力された差動信号をフラットケーブル２０を介して受信デバイス２に伝送するものである。
【００３２】
また、信号伝送装置１は、プリント配線基板１０上に設けられたコネクタ（第１の接続部）３０と、フラットケーブル２０の接続部（第２の接続部）２０ａとを接続可能なコネクタ構造を有する。
【００３３】
フラットケーブル２０は、ポリエステル樹脂等の絶縁性材料からなる絶縁基材２１と、絶縁基材２１の裏面２１ａに形成された差動伝送線路（第２の差動伝送線路）２２，２２と、差動伝送線路２２，２２の受信デバイス２側の終端間に接続された終端抵抗２３とを備える。差動伝送線路２２，２２は、銅箔等による帯状の一対の配線パターンにより構成されている。
【００３４】
プリント配線基板１０は、ガラスエポキシ樹脂等の絶縁性材料からなる絶縁基材１１と、絶縁基材１１の表面１１ａに形成された複数の電極パッド１２と、複数の電極パッド１２に半田ボール１３を介して接続された上記送信デバイス１４と、絶縁基材１１の表面１１ａに設けられた上記コネクタ３０とを備える。
【００３５】
また、プリント配線基板１０は、コネクタ３０の内部の絶縁基材１１の表面１１ａに形成された差動伝送線路（第１の差動伝送線路）１５Ａ，１５Ａと、差動伝送線路１５Ａ，１５Ａの一端に一端が接続された差動伝送線路１５Ｂ，１５Ｂと、絶縁基材１１の裏面１１ｂに形成され、差動伝送線路１５Ｂ，１５Ｂの他端に一端が接続された差動伝送線路１５Ｃ，１５Ｃと、差動伝送線路１５Ｃ，１５Ｃの他端に一端が接続され、他端が複数の電極パッド１２のうち２つの電極パッド１２に接続された差動伝送線路１５Ｄ，１５Ｄと、差動伝送線路１５Ａ，１５Ａの他端に一端が接続された伝送線路１６，１６と、絶縁基材１１の裏面１１ｂに設けられ、伝送線路１６，１６の他端に接続された終端抵抗１７とを備える。
【００３６】
終端抵抗１７は、差動伝送線路１５Ａ，１５Ａ及び伝送線路１６，１６と同一のインピーダンスを有しており、例えば、５０Ωの抵抗を用いている。
【００３７】
絶縁基材１１の表面１１ａ及び裏面１１ｂに設けられた差動伝送線路１５Ａ，１５Ａ，１５Ｃ，１５Ｃは、銅箔等による帯状の配線パターンにより形成することができる。絶縁基材１１内に垂直に設けられた差動伝送線路１５Ｂ，１５Ｂ，１５Ｄ，１５Ｄ、及び伝送線路１６，１６は、スルーホールめっきによって形成することができる。
【００３８】
受信デバイス２は、例えば、ＬＳＩ（Large Scale Integration）チップにより構成されており、フラットケーブル２０を介して受信した差動信号を増幅する差動信号受信回路（図示せず）と、差動信号受信回路からの出力信号を波形整形する波形整形回路（図示せず）とを備える。
【００３９】
コネクタ３０は、ポリカーボネート等の樹脂から形成されたコネクタハウジング３１を有する。コネクタハウジング３１は、差動伝送線路１５Ａ，１５Ａと、差動伝送線路１５Ａ，１５Ａの長さに対応した長さのフラットケーブル２０の接続部２０ａとを収容する収容部３１ａを有する。
【００４０】
図２は、送信デバイス１４から受信デバイス２に至る差動信号の伝送路の部分のみを示す斜視図である。フラットケーブル２０の差動伝送線路２２，２２は、差動伝送線路１５Ｃ，１５Ｃと比べて長い線路長を有している。フラットケーブル２０の少なくとも接続部２０ａの差動伝送線路２２，２２は、例えば、厚さ１〜１００μｍ、幅１０〜５００μｍを有し、所定の距離１０〜５００μｍを隔てて互いに平行に配置されている。接続部２０ａの長さは、伝達損失を少なくする観点よりある程度の長さ、例えば、５０００μｍを必要とする。
【００４１】
差動伝送線路２２，２２の終端間に接続された終端抵抗２３は、差動伝送線路２２，２２の特性インピーダンスと同一のインピーダンスを有しており、例えば、５０Ωの抵抗を用いている。
【００４２】
差動伝送線路１５Ａ，１５Ａは、例えば、厚さ１〜１００μｍ、幅１０〜５００μｍを有し、所定の距離１０〜５００μｍを隔てて互いに平行に配置されている。また、差動伝送線路１５Ａ，１５Ａは、フラットケーブル２０の接続部２０ａの差動伝送線路２２,２２との間は、例えば、所定の距離５〜１００μｍを隔てて対向して配置されている。
【００４３】
図３は、コネクタ３０を示し、（ａ）は、図１のＡ−Ａ線断面図、（ｂ）は、（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【００４４】
コネクタハウジング３１は、プリント配線基板１０の絶縁基材１１の表面１１ａに設けられた下部３１ｂと、下部３１ｂ上に設けられた側部３１ｃと、側部３１ｃ上に設けられた上部３１ｄとを備える。
【００４５】
コネクタ３０は、収容部３１ａ内に一対のばね３２を備えており、一対のばね３２によりフラットケーブル２０の絶縁基材２１をコネクタハウジング３１の下部３１ｂへ押圧するように構成されている。
【００４６】
図４は、図１のフラットケーブル２０の接続部２０ａの結合線路部の単位長あたりの等価回路である。本等価回路は集中定数回路ではなく分布定数回路をなしており、単位長あたりの等価回路が連なったものとして記述される。
【００４７】
すなわち、差動伝送線路２２，２２及び差動伝送線路１５Ｃ，１５Ｃの４本の線路全てについて、単位長あたりの自己インダクタンス、抵抗、全ての組み合わせの相互インダクタンス、線間容量を定義した梯子モデルとなる。
【００４８】
等価回路は、差動伝送線路２２，２２に対応する抵抗４１Ａ，４１Ｂ及びインダクタ４３Ａ，４３Ｂと、差動伝送線路１５Ａ，１５Ａに対応する抵抗４１Ｃ，４１Ｄ及びインダクタ４３Ｃ，４３Ｄと、差動伝送線路２２，２２間に存在するコンデンサ４２Ａと、差動伝送線路２２と差動伝送線路１５Ａ，１５Ａとの間に存在するコンデンサ４２Ｂ，４２Ｃ，４２Ｄ，４２Ｅと、差動伝送線路１５Ａ，１５Ａ間に存在するコンデンサ４２Ｆとにより表すことができる。各インダクタ４３Ａ〜４３Ｄは、他の各インダクタとの間の相互インダクタンスをも有している。
【００４９】
図４から明らかなように、等価回路は、差動伝送線路２２，２２と差動伝送線路１５Ａ，１５Ａ自身及び他の線路との間に存在する抵抗、コンデンサ及びインダクタによって表され、別途追加した部品は存在しない。従って、等価回路の各定数は、差動伝送線路２２，２２、及び差動伝送線路１５Ａ，１５Ａの寸法、形状、線間距離等によって決定することができる。
【００５０】
図５は、図４の等価回路の減衰特性を示す特性図である。図５において、特性ａは、フラットケーブル２０の差動伝送線路２２，２２の減衰量−周波数特性を示し、特性ｂは、プリント配線基板１０の差動伝送線路１５Ａ，１５Ａの減衰量−周波数特性を示している。そして、特性ｃは、特性ａと特性ｂを合成した減衰量−周波数特性である。
【００５１】
特性ａに示すように、差動伝送線路２２，２２は、周波数ｆが高くなるにつれて減衰量が徐々に増大する。一方、特性ｂに示すように、差動伝送線路１５Ａ，１５Ａは、周波数ｆが高くなるにつれて接続部２０ａの差動伝送線路２２，２２と差動伝送線路１５Ａ，１５Ａとの間の静電結合や電磁結合が大きくなるために減衰量が徐々に減少し、或る周波数ｆｈ以上では、ほぼ一定になる。
【００５２】
以上のように、特性ａと特性ｂとでは、特性が逆であるため、両者を組み合わせると、数ｋｚ帯（ｆｌ）から８００ＭＨｚ帯（ｆｈ）まで平坦で、且つ、それ以上の周波数域でもほぼ平坦な特性ｃが得られ、全周波数でほぼ平坦な減衰量の特性を得ることができる。
【００５３】
特性ｂの低周波数域の減衰量は、差動伝送線路２２，２２、差動伝送線路１５Ａ，１５Ａのそれぞれの幅、長さ、ペア線路間の間隔、差動伝送線路２２，２２と差動伝送線路１５Ａ，１５Ａとの間の距離等を適宜変更することにより、調整することができる。
【００５４】
（第１の実施の形態の動作）
次に、第１の実施の形態に係る信号伝送装置１の動作を説明する。
【００５５】
まず、フラットケーブル２０の接続部２０ａをコネクタ３０の収容部３１ａに差し込むと、フラットケーブル２０の絶縁基材２１は、ばね３２によってコネクタ３０に保持され、フラットケーブル２０がコネクタ３０に機械的に接続される。
【００５６】
そして、送信デバイス１４から送信信号として差動信号が出力されると、差動信号は、半田ボール１３、電極パッド１２、及び差動伝送線路１５Ｄ，１５Ｄ、１５Ｃ，１５Ｃ、１５Ｂ，１５Ｂ、１５Ａ，１５Ａを伝送する。
【００５７】
差動伝送線路１５Ａ，１５Ａを伝送する差動信号は、差動伝送線路１５Ａ，１５Ａの終端に向かって進行し、整合負荷となる終端抵抗１７に到達する。
【００５８】
これと同時に、差動信号は、差動伝送線路１５Ａ，１５Ａを伝送する過程で、フラットケーブル２０の差動伝送線路２２，２２との間の誘導性結合若しくは容量性結合、又は誘導性結合及び容量性結合の両方により差動伝送線路１５Ａ，１５Ａから差動伝送線路２２，２２に伝達し、受信デバイス２に入力する。受信デバイス２に力した差動信号は、差動信号受信回路で増幅された後、波形整形回路等へ出力される。
【００５９】
［第２の実施の形態］
図６は、本発明の第２の実施の形態に係るコネクタ構造を適用した信号伝送装置の要部を示し、（ａ）は、コネクタ分離状態を示す斜視図、（ｂ）は、コネクタ接続状態を示す斜視図である。図７は、図６（ｂ）のＣ−Ｃ線断面図である。
【００６０】
この信号伝送装置１は、図示しない送信デバイスから出力された差動信号を第１のフラットケーブル５Ａ及び第２のフラットケーブル５Ｂを介して図示しない受信デバイスに伝送するものである。
【００６１】
また、信号伝送装置１は、第１のフラットケーブル５Ａの端部に設けられた第１のコネクタ（第１の接続部）６Ａと、第２のフラットケーブル５Ｂの端部に設けられた第２のコネクタ（第２の接続部）６Ｂとを接続可能なコネクタ構造を有する。
【００６２】
第１のフラットケーブル５Ａは、ポリエステル樹脂等の絶縁性材料からなる絶縁基材５０Ａと、絶縁基材５０Ａの表面５０ａに形成された銅等の配線パターンからなる第１の差動伝送線路５１Ａ，５１Ａと、第１の差動伝送線路５１Ａ，５１Ａの終端間に接続された後述する終端抵抗とを備える。
【００６３】
第２のフラットケーブル５Ｂは、ポリエステル樹脂等の絶縁性材料からなる絶縁基材５０Ｂと、絶縁基材５０Ｂの裏面５０ｂに形成された銅等の配線パターンからなる第２の差動伝送線路５１Ｂ，５１Ｂと、第２の差動伝送線路５１Ｂ，５１Ｂの受信デバイス側の終端間に接続された終端抵抗とを備える。
【００６４】
第１のコネクタ６Ａは、ポリカーボネート等の樹脂から形成された第１のコネクタハウジング６０Ａを有している。第１のコネクタハウジング６０Ａは、第１のフラットケーブル５Ａを収容するケーブル収容部６１と、後述する第２のコネクタハウジングが嵌合する嵌合部６２と、第２のコネクタ６Ｂの係止片が係合する一対の係合溝６３，６３とを備える。
【００６５】
第２のコネクタ６Ｂは、ポリカーボネート等の樹脂から形成された第２のコネクタハウジング６０Ｂを有している。第２のコネクタハウジング６０Ｂは、第２のフラットケーブル５Ｂを収容するケーブル収容部６４と、第１のコネクタ６Ａの係合溝６３，６３に係合する一対の係止片６５，６５とを備える。
【００６６】
図８は、第１のフラットケーブル５Ａから第２のフラットケーブル５Ｂに至る差動信号の伝送路の部分のみを示す斜視図である。
【００６７】
第１のフラットケーブル５Ａの少なくとも第１のコネクタ６Ａ内の第１の差動伝送線路５１Ａ，５１Ａは、例えば、厚さ１〜１００μｍ、幅１０〜５００μｍを有し、所定の距離１０〜５００μｍを隔てて互いに平行に配置されている。
【００６８】
終端抵抗５２Ａは、第１の差動伝送線路５１Ａ，５１Ａの特性インピーダンスと同一のインピーダンスを有しており、例えば、５０Ωの抵抗を用いている。
【００６９】
受信デバイス側の終端抵抗は、第２の差動伝送線路５１Ｂ，５１Ｂの特性インピーダンスと同一のインピーダンスを有しており、例えば、５０Ωの抵抗を用いている。
【００７０】
第２のフラットケーブル５Ｂの少なくとも第２のコネクタ６Ｂ内の第２の差動伝送線路５１Ｂ，５１Ｂは、例えば、厚さ１〜１００μｍ、幅１０〜５００μｍを有し、所定の距離１０〜５００μｍを隔てて互いに平行に配置されている。また、第１及び第２のコネクタ６Ａ，６Ｂを接続したとき、第２の差動伝送線路５１Ｂ，５１Ｂは、第１のフラットケーブル５Ａの第１の差動伝送線路５１Ａ，５１Ａとの間は、例えば、所定の距離５〜１００μｍを隔てて対向して配置される。第１の差動伝送線路５１Ａ，５１Ａと第２の差動伝送線路５１Ｂ，５１Ｂが重なる長さは、伝達損失を少なくする観点よりある程度の長さ、例えば、５０００μｍを必要とする。
【００７１】
［第３の実施の形態］
図９は、本発明の第３の実施の形態に係る信号伝送装置を示す接続図である。本実施の形態は、第１の実施の形態において、送信側から受信側に電源供給を行うための電源供給回路を追加したものである。
【００７２】
電源供給回路７０は、送信デバイス１４側に設置されて、所定周波数の連続波を発生し、これをプリント配線基板１０上の差動伝送線路１５Ａ，１５Ａの一端へ出力する発振手段としての発振回路７１と、フラットケーブル２０の差動伝送線路２２，２２の他端に接続されて、差動伝送線路１５Ａ，１５Ａから差動伝送線路２２，２２に誘導された高周波信号を整流して直流電圧を得る整流回路７２とを備えて構成されている。
【００７３】
発振回路７１は、例えば、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxcide Semiconductor）デバイス、抵抗（Ｒ）及びコンデンサ（Ｃ）を用いて構成されており、ｆ＝１／（２．２ＣＲ）の周波数の信号を発振する。なお、発振回路７１は、送信デバイス１４内のクロック回路の出力を代用することもできる。
【００７４】
整流回路７２は、同一仕様の４つのダイオード７２１Ａ〜７２１Ｄと、その整流出力間に接続された平滑コンデンサ７２２とを備えて構成されている。線路端のダイオード・ブリッジの実効インピーダンスが整合終端条件に近いことが望ましく、この場合はダイオード入り口側の終端抵抗２３は不要となる。
【００７５】
ダイオード７２１Ａ〜７２１Ｄは、ブリッジ整流回路を構成しており、同一方向に直列接続されたダイオード７２１Ａ，７２１Ｂの接続点とダイオード７２１Ａ，７２１Ｂの接続点とが差動伝送線路２２，２２の他端に接続されている。
【００７６】
（電源供給回路の動作）
発振回路７１が高周波数で発振すると、その発振信号は差動伝送線路１５Ａ，１５Ａの一端に印加される。差動伝送線路１５Ａ，１５Ａには、差動伝送線路２２，２２が容量結合若しくは誘導結合、又は容量結合及び誘導結合おにより結合されているため、発振回路７１からの高周波信号は、差動伝送線路２２，２２に伝送され、整流回路７２に入力される。
【００７７】
整流回路７２は、差動伝送線路２２，２２からの高周波信号、即ち交流波をダイオード７２１Ａ〜７２１Ｄで整流した直流電圧を平滑コンデンサ７２２に印加する。平滑コンデンサ７２２は、ダイオード７２１Ａ〜７２１Ｄからの脈流波を平滑し、リップル分を除去する。平滑コンデンサ７２２の端子電圧は、受信デバイス２の差動信号受信回路の電源端子に電源として印加される。
【００７８】
［他の実施の形態］
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されず、その要旨を変更しない範囲内で種々な変形が可能である。例えば、上記第３の実施の形態では、電源生成用の高周波信号の伝送線路と差動信号の伝送線路とを共用化したが、それぞれ別個に設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】図１は、本発明の第１の実施の形態に係るコネクタ構造を適用した信号伝送装置を示す断面図である。
【図２】図２は、送信デバイスから受信デバイスに至る差動信号の伝送路の部分のみを示す斜視図である。
【図３】図３は、コネクタを示し、（ａ）は、図１のＡ−Ａ線断面図、（ｂ）は、（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】図４は、図１のフラットケーブルの接続部の結合線路部の単位長あたりの等価回路である。
【図５】図５は、図４の等価回路の減衰特性を示す特性図である。
【図６】図６は、本発明の第２の実施の形態に係るコネクタ構造を適用した信号伝送装置の要部を示し、（ａ）は、コネクタ分離状態を示す斜視図、（ｂ）は、コネクタ接続状態を示す斜視図である
【図７】図７は、図６（ｂ）のＣ−Ｃ線断面図である。
【図８】図８は、第１のフラットケーブルから第２のフラットケーブルに至る差動信号の伝送路の部分のみを示す斜視図である。
【図９】図９は、本発明の第３の実施の形態に係る信号伝送装置を示す接続図である。
【符号の説明】
【００８０】
１…信号伝送装置、２…受信デバイス、５Ａ…第１のフラットケーブル、５Ｂ…第２のフラットケーブル、５ａ，５ｂ…接続部、６Ａ…第１のコネクタ、６Ｂ…第２のコネクタ、１０…プリント配線基板、１１…絶縁基材、１１ａ…表面、１１ｂ…裏面、１２…電極パッド、１３…半田ボール、１４…送信デバイス、１５Ａ〜１５Ｄ…差動伝送線路、１６…伝送線路、１７…終端抵抗、２０…フラットケーブル、２０ａ…接続部、２１…絶縁基材、２１ａ…裏面、２２…差動伝送線路、２３…終端抵抗、３０…コネクタ、３１…コネクタハウジング、３１ａ…収容部、３１ｂ…下部、３１ｃ…側部、３１ｄ…上部、４１Ａ〜４１Ｄ…抵抗、４２Ａ〜４２Ｆ…コンデンサ、４３Ａ〜４３Ｄ…インダクタ、５０Ａ，５０Ｂ…絶縁基材、５０ａ…表面、５０ｂ…裏面、５１Ａ…第１の差動伝送線路、５１Ｂ…第２の差動伝送線路、５２Ａ…終端抵抗、６０Ａ…第１のコネクタハウジング、６０Ｂ…第２のコネクタハウジング、６１…ケーブル収容部、６２…嵌合部、６３…係合溝、６４…ケーブル収容部、６５…係止片、７０…電源供給回路、７１…発振回路、７２…整流回路、７２１Ａ〜７２１Ｄ…ダイオード、７２２…平滑コンデンサ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コネクタ構造及び信号伝送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
バックプレーン基板上の長い配線や長距離ケーブルを伝搬するアナログ信号は、周波数が高くなるほど減衰が大きくなる。従って、平坦な周波数特性の信号を送信しても、受信端では高域側が減衰して受信される。その理由は、高周波損失、特に、誘電体損と表皮効果にあり、この減衰による特性は、概ね信号の周波数及び線路長に比例して大きくなるため、一般に、「ルートｆ特性」などと呼ばれている。
【０００３】
ディジタル伝送の高速化においても、上記した高周波損失が阻害要因になる。そこで、一般には、非特許文献１に記載されるように、低域遮断特性の受動素子によるイコライザを伝送経路に挿入し、周波数特性の補償を行っている。
【０００４】
また、伝送信号の周波数の減衰帯域を設定する第１の抵抗及び第１のコンデンサを並列接続し、第１の抵抗及び第１のコンデンサに上記周波数の減衰帯域の傾きを設定する第２の抵抗を並列接続し、且つ第１の抵抗に他端を接地する第１のコイルを直列接続してなる第１のフィルタと、この第１のフィルタと同一構成を有して第１のフィルタに直列接続された第２のフィルタとを有する等化フィルタを備えた信号送信装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、信号経路に対して直列接続された２つの可変抵抗とコンデンサを並列接続し、可変抵抗の中間接続点とアース間に可変抵抗とインダクタを直列接続したイコライザ回路も知られている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平１０−１３６０２８号公報
【特許文献２】特開２００３−１６８９４４号公報
【非特許文献１】ＭＡＸＩＭ社 データシート「ＭＡＸ３７８７バックプレーン及びケーブル用１Ｇｂｐｓ〜１２.５Ｇｂｐｓパッシブイコライザ」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、付加的な部品を用いることなく、差動信号の伝送における波形劣化を改善することができるコネクタ構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様は、上記目的を達成するため、以下のコネクタ構造を提供する。
【０００８】
［１］差動信号を伝送する第１の差動伝送線路を有する第１の接続部と、前記第１の接続部に機械的に接続されたとき、前記第１の差動伝送線路との間の電磁結合若しくは静電結合又はそれらの両方により前記差動信号を伝達する第２の差動伝送線路を有する第２の接続部とを備えたコネクタ構造。
【０００９】
［２］前記第１及び第２の差動伝送線路は、第１及び第２の接続部を機械的に接続したとき、空間を介して対向するように配置された前記［１］に記載のコネクタ構造。
【００１０】
［３］前記第１及び第２の差動伝送線路のうち前記差動信号を受信する側の差動伝送線路の受信デバイス側の終端間、および前記差動信号を送信する側の差動伝送線路の送信デバイスと反対側の終端間はそれぞれ終端抵抗によって接続されている前記［１］に記載のコネクタ構造。
【００１１】
［４］前記第１及び第２の差動伝送線路のうち前記差動信号を受信する側の差動伝送線路は、前記差動信号を送信する側の差動伝送線路の減衰特性と逆特性になるように線路幅、線路長、間隔が設定されていることを特徴とする前記［１］に記載のコネクタ構造。
【００１２】
［５］前記第１の接続部は、前記第１の差動伝送線路を有するケーブルの端部に設けられ、前記第２の接続部は、前記第２の差動伝送線路を有するケーブルの端部に設けられた前記［１］に記載のコネクタ構造。
【００１３】
［６］前記第１及び第２の接続部の一方の接続部は、前記第１又は第２の差動伝送線路を有するケーブルの端部に設けられ、前記第１及び第２の接続部の他方の接続部は、前記第１又は第２の差動伝送線路を有する基板に設けられた前記［１］に記載のコネクタ構造。
【００１４】
［７］差動信号を送信する差動信号送信回路と、前記差動信号送信回路から送信された前記差動信号を伝送する第１の差動伝送線路を有する第１の接続部と、前記第１の接続部に機械的に接続されたとき、前記第１の差動伝送線路との間の電磁結合若しくは静電結合又はそれらの両方により前記差動信号を伝達する第２の差動伝送線路を有する第２の接続部と、前記第２の差動伝送線路が伝送する前記差動信号を受信する差動信号受信回路とを備えた信号伝送装置。
【００１５】
［８］さらに、前記第１の差動伝送線路に高周波電流を印加する発振回路と、前記第２の差動伝送線路に接続された整流回路とを備えた前記［７］に記載の信号伝送装置。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１、７に記載の発明によれば、付加的な部品を用いることなく、差動信号の伝送における波形劣化を改善することができる。
【００１７】
請求項２に記載の発明によれば、接続時の線路間の接触摩耗を防ぐことができる。
【００１８】
請求項３に記載の発明によれば、反射波を抑制することができる。
【００１９】
請求項４に記載の発明によれば、差動信号の減衰を補正することができる。
【００２０】
請求項５に記載の発明によれば、差動信号の送信側及び受信側にケーブルを用いることができる。
【００２１】
請求項６に記載の発明によれば、差動信号の送信側及び受信側の一方にケーブル、他方に基板を用いることができる。
【００２２】
請求項８に記載の発明によれば、差動信号受信回路側の電源を不要にすることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明の実施の形態に係るコネクタ構造は、差動信号を伝送する第１の差動伝送線路を有する第１の接続部と、第１の接続部に機械的に接続されたとき、第１の差動伝送線路との間の電磁結合若しくは静電結合又その両方により差動信号を伝達する第２の差動伝送線路を有する第２の接続部とを備える。
【００２４】
第１及び第２の差動伝送線路は、第１及び第２の接続部を接続したとき、空間を介して対向するように配置されていてもよく、誘電体を介して対向するように配置されていてもよい。
【００２５】
第１及び第２の差動伝送線路のうち差動信号を受信する側の差動伝送線路は、差動信号を送信する側の差動伝送線路の減衰特性と逆特性になるように線路幅、線路長、間隔が設定されている。
【００２６】
第１の接続部は、第１の差動伝送線路を有するケーブルの端部に設けられ、第２の接続部は、第２の差動伝送線路を有するケーブルの端部に設けられていてもよい。また、第１及び第２の接続部の一方の接続部は、第１又は第２の差動伝送線路を有するケーブルの端部に設けられ、第１及び第２の接続部の一方の接続部は、第１又は第２の差動伝送線路を有する基板に設けたものでもよい。
【００２７】
第１又は第２の差動伝送線路を有するケーブルの端部に設けた第１又は第２の接続部は、相手の第２又は第１の接続部に機械的に接続できる構造を有していればよく、例えば、ケーブルの端部そのものでもよい。
【００２８】
第１及び第２の接続部の接続方法は、係止片を係合溝に係合させる方法や、ねじを用いる方法や、ばねを用いる方法でもよい。
【００２９】
上記の構成において、第１の接続部と第２の接続部とを接続し、第１の差動伝送線路に差動信号を入力すると、差動信号は第１の差動伝送線路を伝送し、第１及び第２の差動伝送線路間の電磁結合若しくは静電結合又はそれらの両方により、第２の差動伝送線路に伝達する。第２の差動伝送線路に伝達した差動信号は、第２の差動伝送線路を伝送する。
【００３０】
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るコネクタ構造を適用した信号伝送装置を示す断面図である。なお、図１及び後述する図面においては、形状及び配置を分かり易くするため、差動伝送線路の厚みを誇張して図示している。
【００３１】
この信号伝送装置１は、プリント配線基板１０上の送信デバイス１４から出力された差動信号をフラットケーブル２０を介して受信デバイス２に伝送するものである。
【００３２】
また、信号伝送装置１は、プリント配線基板１０上に設けられたコネクタ（第１の接続部）３０と、フラットケーブル２０の接続部（第２の接続部）２０ａとを接続可能なコネクタ構造を有する。
【００３３】
フラットケーブル２０は、ポリエステル樹脂等の絶縁性材料からなる絶縁基材２１と、絶縁基材２１の裏面２１ａに形成された差動伝送線路（第２の差動伝送線路）２２，２２と、差動伝送線路２２，２２の受信デバイス２側の終端間に接続された終端抵抗２３とを備える。差動伝送線路２２，２２は、銅箔等による帯状の一対の配線パターンにより構成されている。
【００３４】
プリント配線基板１０は、ガラスエポキシ樹脂等の絶縁性材料からなる絶縁基材１１と、絶縁基材１１の表面１１ａに形成された複数の電極パッド１２と、複数の電極パッド１２に半田ボール１３を介して接続された上記送信デバイス１４と、絶縁基材１１の表面１１ａに設けられた上記コネクタ３０とを備える。
【００３５】
また、プリント配線基板１０は、コネクタ３０の内部の絶縁基材１１の表面１１ａに形成された差動伝送線路（第１の差動伝送線路）１５Ａ，１５Ａと、差動伝送線路１５Ａ，１５Ａの一端に一端が接続された差動伝送線路１５Ｂ，１５Ｂと、絶縁基材１１の裏面１１ｂに形成され、差動伝送線路１５Ｂ，１５Ｂの他端に一端が接続された差動伝送線路１５Ｃ，１５Ｃと、差動伝送線路１５Ｃ，１５Ｃの他端に一端が接続され、他端が複数の電極パッド１２のうち２つの電極パッド１２に接続された差動伝送線路１５Ｄ，１５Ｄと、差動伝送線路１５Ａ，１５Ａの他端に一端が接続された伝送線路１６，１６と、絶縁基材１１の裏面１１ｂに設けられ、伝送線路１６，１６の他端に接続された終端抵抗１７とを備える。
【００３６】
終端抵抗１７は、差動伝送線路１５Ａ，１５Ａ及び伝送線路１６，１６と同一のインピーダンスを有しており、例えば、５０Ωの抵抗を用いている。
【００３７】
絶縁基材１１の表面１１ａ及び裏面１１ｂに設けられた差動伝送線路１５Ａ，１５Ａ，１５Ｃ，１５Ｃは、銅箔等による帯状の配線パターンにより形成することができる。絶縁基材１１内に垂直に設けられた差動伝送線路１５Ｂ，１５Ｂ，１５Ｄ，１５Ｄ、及び伝送線路１６，１６は、スルーホールめっきによって形成することができる。
【００３８】
受信デバイス２は、例えば、ＬＳＩ（Large Scale Integration）チップにより構成されており、フラットケーブル２０を介して受信した差動信号を増幅する差動信号受信回路（図示せず）と、差動信号受信回路からの出力信号を波形整形する波形整形回路（図示せず）とを備える。
【００３９】
コネクタ３０は、ポリカーボネート等の樹脂から形成されたコネクタハウジング３１を有する。コネクタハウジング３１は、差動伝送線路１５Ａ，１５Ａと、差動伝送線路１５Ａ，１５Ａの長さに対応した長さのフラットケーブル２０の接続部２０ａとを収容する収容部３１ａを有する。
【００４０】
図２は、送信デバイス１４から受信デバイス２に至る差動信号の伝送路の部分のみを示す斜視図である。フラットケーブル２０の差動伝送線路２２，２２は、差動伝送線路１５Ｃ，１５Ｃと比べて長い線路長を有している。フラットケーブル２０の少なくとも接続部２０ａの差動伝送線路２２，２２は、例えば、厚さ１〜１００μｍ、幅１０〜５００μｍを有し、所定の距離１０〜５００μｍを隔てて互いに平行に配置されている。接続部２０ａの長さは、伝達損失を少なくする観点よりある程度の長さ、例えば、５０００μｍを必要とする。
【００４１】
差動伝送線路２２，２２の終端間に接続された終端抵抗２３は、差動伝送線路２２，２２の特性インピーダンスと同一のインピーダンスを有しており、例えば、５０Ωの抵抗を用いている。
【００４２】
差動伝送線路１５Ａ，１５Ａは、例えば、厚さ１〜１００μｍ、幅１０〜５００μｍを有し、所定の距離１０〜５００μｍを隔てて互いに平行に配置されている。また、差動伝送線路１５Ａ，１５Ａは、フラットケーブル２０の接続部２０ａの差動伝送線路２２,２２との間は、例えば、所定の距離５〜１００μｍを隔てて対向して配置されている。
【００４３】
図３は、コネクタ３０を示し、（ａ）は、図１のＡ−Ａ線断面図、（ｂ）は、（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【００４４】
コネクタハウジング３１は、プリント配線基板１０の絶縁基材１１の表面１１ａに設けられた下部３１ｂと、下部３１ｂ上に設けられた側部３１ｃと、側部３１ｃ上に設けられた上部３１ｄとを備える。
【００４５】
コネクタ３０は、収容部３１ａ内に一対のばね３２を備えており、一対のばね３２によりフラットケーブル２０の絶縁基材２１をコネクタハウジング３１の下部３１ｂへ押圧するように構成されている。
【００４６】
図４は、図１のフラットケーブル２０の接続部２０ａの結合線路部の単位長あたりの等価回路である。本等価回路は集中定数回路ではなく分布定数回路をなしており、単位長あたりの等価回路が連なったものとして記述される。
【００４７】
すなわち、差動伝送線路２２，２２及び差動伝送線路１５Ｃ，１５Ｃの４本の線路全てについて、単位長あたりの自己インダクタンス、抵抗、全ての組み合わせの相互インダクタンス、線間容量を定義した梯子モデルとなる。
【００４８】
等価回路は、差動伝送線路２２，２２に対応する抵抗４１Ａ，４１Ｂ及びインダクタ４３Ａ，４３Ｂと、差動伝送線路１５Ａ，１５Ａに対応する抵抗４１Ｃ，４１Ｄ及びインダクタ４３Ｃ，４３Ｄと、差動伝送線路２２，２２間に存在するコンデンサ４２Ａと、差動伝送線路２２と差動伝送線路１５Ａ，１５Ａとの間に存在するコンデンサ４２Ｂ，４２Ｃ，４２Ｄ，４２Ｅと、差動伝送線路１５Ａ，１５Ａ間に存在するコンデンサ４２Ｆとにより表すことができる。各インダクタ４３Ａ〜４３Ｄは、他の各インダクタとの間の相互インダクタンスをも有している。
【００４９】
図４から明らかなように、等価回路は、差動伝送線路２２，２２と差動伝送線路１５Ａ，１５Ａ自身及び他の線路との間に存在する抵抗、コンデンサ及びインダクタによって表され、別途追加した部品は存在しない。従って、等価回路の各定数は、差動伝送線路２２，２２、及び差動伝送線路１５Ａ，１５Ａの寸法、形状、線間距離等によって決定することができる。
【００５０】
図５は、図４の等価回路の減衰特性を示す特性図である。図５において、特性ａは、フラットケーブル２０の差動伝送線路２２，２２の減衰量−周波数特性を示し、特性ｂは、プリント配線基板１０の差動伝送線路１５Ａ，１５Ａの減衰量−周波数特性を示している。そして、特性ｃは、特性ａと特性ｂを合成した減衰量−周波数特性である。
【００５１】
特性ａに示すように、差動伝送線路２２，２２は、周波数ｆが高くなるにつれて減衰量が徐々に増大する。一方、特性ｂに示すように、差動伝送線路１５Ａ，１５Ａは、周波数ｆが高くなるにつれて接続部２０ａの差動伝送線路２２，２２と差動伝送線路１５Ａ，１５Ａとの間の静電結合や電磁結合が大きくなるために減衰量が徐々に減少し、或る周波数ｆｈ以上では、ほぼ一定になる。
【００５２】
以上のように、特性ａと特性ｂとでは、特性が逆であるため、両者を組み合わせると、数ｋｚ帯（ｆｌ）から８００ＭＨｚ帯（ｆｈ）まで平坦で、且つ、それ以上の周波数域でもほぼ平坦な特性ｃが得られ、全周波数でほぼ平坦な減衰量の特性を得ることができる。
【００５３】
特性ｂの低周波数域の減衰量は、差動伝送線路２２，２２、差動伝送線路１５Ａ，１５Ａのそれぞれの幅、長さ、ペア線路間の間隔、差動伝送線路２２，２２と差動伝送線路１５Ａ，１５Ａとの間の距離等を適宜変更することにより、調整することができる。
【００５４】
（第１の実施の形態の動作）
次に、第１の実施の形態に係る信号伝送装置１の動作を説明する。
【００５５】
まず、フラットケーブル２０の接続部２０ａをコネクタ３０の収容部３１ａに差し込むと、フラットケーブル２０の絶縁基材２１は、ばね３２によってコネクタ３０に保持され、フラットケーブル２０がコネクタ３０に機械的に接続される。
【００５６】
そして、送信デバイス１４から送信信号として差動信号が出力されると、差動信号は、半田ボール１３、電極パッド１２、及び差動伝送線路１５Ｄ，１５Ｄ、１５Ｃ，１５Ｃ、１５Ｂ，１５Ｂ、１５Ａ，１５Ａを伝送する。
【００５７】
差動伝送線路１５Ａ，１５Ａを伝送する差動信号は、差動伝送線路１５Ａ，１５Ａの終端に向かって進行し、整合負荷となる終端抵抗１７に到達する。
【００５８】
これと同時に、差動信号は、差動伝送線路１５Ａ，１５Ａを伝送する過程で、フラットケーブル２０の差動伝送線路２２，２２との間の誘導性結合若しくは容量性結合、又は誘導性結合及び容量性結合の両方により差動伝送線路１５Ａ，１５Ａから差動伝送線路２２，２２に伝達し、受信デバイス２に入力する。受信デバイス２に力した差動信号は、差動信号受信回路で増幅された後、波形整形回路等へ出力される。
【００５９】
［第２の実施の形態］
図６は、本発明の第２の実施の形態に係るコネクタ構造を適用した信号伝送装置の要部を示し、（ａ）は、コネクタ分離状態を示す斜視図、（ｂ）は、コネクタ接続状態を示す斜視図である。図７は、図６（ｂ）のＣ−Ｃ線断面図である。
【００６０】
この信号伝送装置１は、図示しない送信デバイスから出力された差動信号を第１のフラットケーブル５Ａ及び第２のフラットケーブル５Ｂを介して図示しない受信デバイスに伝送するものである。
【００６１】
また、信号伝送装置１は、第１のフラットケーブル５Ａの端部に設けられた第１のコネクタ（第１の接続部）６Ａと、第２のフラットケーブル５Ｂの端部に設けられた第２のコネクタ（第２の接続部）６Ｂとを接続可能なコネクタ構造を有する。
【００６２】
第１のフラットケーブル５Ａは、ポリエステル樹脂等の絶縁性材料からなる絶縁基材５０Ａと、絶縁基材５０Ａの表面５０ａに形成された銅等の配線パターンからなる第１の差動伝送線路５１Ａ，５１Ａと、第１の差動伝送線路５１Ａ，５１Ａの終端間に接続された後述する終端抵抗とを備える。
【００６３】
第２のフラットケーブル５Ｂは、ポリエステル樹脂等の絶縁性材料からなる絶縁基材５０Ｂと、絶縁基材５０Ｂの裏面５０ｂに形成された銅等の配線パターンからなる第２の差動伝送線路５１Ｂ，５１Ｂと、第２の差動伝送線路５１Ｂ，５１Ｂの受信デバイス側の終端間に接続された終端抵抗とを備える。
【００６４】
第１のコネクタ６Ａは、ポリカーボネート等の樹脂から形成された第１のコネクタハウジング６０Ａを有している。第１のコネクタハウジング６０Ａは、第１のフラットケーブル５Ａを収容するケーブル収容部６１と、後述する第２のコネクタハウジングが嵌合する嵌合部６２と、第２のコネクタ６Ｂの係止片が係合する一対の係合溝６３，６３とを備える。
【００６５】
第２のコネクタ６Ｂは、ポリカーボネート等の樹脂から形成された第２のコネクタハウジング６０Ｂを有している。第２のコネクタハウジング６０Ｂは、第２のフラットケーブル５Ｂを収容するケーブル収容部６４と、第１のコネクタ６Ａの係合溝６３，６３に係合する一対の係止片６５，６５とを備える。
【００６６】
図８は、第１のフラットケーブル５Ａから第２のフラットケーブル５Ｂに至る差動信号の伝送路の部分のみを示す斜視図である。
【００６７】
第１のフラットケーブル５Ａの少なくとも第１のコネクタ６Ａ内の第１の差動伝送線路５１Ａ，５１Ａは、例えば、厚さ１〜１００μｍ、幅１０〜５００μｍを有し、所定の距離１０〜５００μｍを隔てて互いに平行に配置されている。
【００６８】
終端抵抗５２Ａは、第１の差動伝送線路５１Ａ，５１Ａの特性インピーダンスと同一のインピーダンスを有しており、例えば、５０Ωの抵抗を用いている。
【００６９】
受信デバイス側の終端抵抗は、第２の差動伝送線路５１Ｂ，５１Ｂの特性インピーダンスと同一のインピーダンスを有しており、例えば、５０Ωの抵抗を用いている。
【００７０】
第２のフラットケーブル５Ｂの少なくとも第２のコネクタ６Ｂ内の第２の差動伝送線路５１Ｂ，５１Ｂは、例えば、厚さ１〜１００μｍ、幅１０〜５００μｍを有し、所定の距離１０〜５００μｍを隔てて互いに平行に配置されている。また、第１及び第２のコネクタ６Ａ，６Ｂを接続したとき、第２の差動伝送線路５１Ｂ，５１Ｂは、第１のフラットケーブル５Ａの第１の差動伝送線路５１Ａ，５１Ａとの間は、例えば、所定の距離５〜１００μｍを隔てて対向して配置される。第１の差動伝送線路５１Ａ，５１Ａと第２の差動伝送線路５１Ｂ，５１Ｂが重なる長さは、伝達損失を少なくする観点よりある程度の長さ、例えば、５０００μｍを必要とする。
【００７１】
［第３の実施の形態］
図９は、本発明の第３の実施の形態に係る信号伝送装置を示す接続図である。本実施の形態は、第１の実施の形態において、送信側から受信側に電源供給を行うための電源供給回路を追加したものである。
【００７２】
電源供給回路７０は、送信デバイス１４側に設置されて、所定周波数の連続波を発生し、これをプリント配線基板１０上の差動伝送線路１５Ａ，１５Ａの一端へ出力する発振手段としての発振回路７１と、フラットケーブル２０の差動伝送線路２２，２２の他端に接続されて、差動伝送線路１５Ａ，１５Ａから差動伝送線路２２，２２に誘導された高周波信号を整流して直流電圧を得る整流回路７２とを備えて構成されている。
【００７３】
発振回路７１は、例えば、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxcide Semiconductor）デバイス、抵抗（Ｒ）及びコンデンサ（Ｃ）を用いて構成されており、ｆ＝１／（２．２ＣＲ）の周波数の信号を発振する。なお、発振回路７１は、送信デバイス１４内のクロック回路の出力を代用することもできる。
【００７４】
整流回路７２は、同一仕様の４つのダイオード７２１Ａ〜７２１Ｄと、その整流出力間に接続された平滑コンデンサ７２２とを備えて構成されている。線路端のダイオード・ブリッジの実効インピーダンスが整合終端条件に近いことが望ましく、この場合はダイオード入り口側の終端抵抗２３は不要となる。
【００７５】
ダイオード７２１Ａ〜７２１Ｄは、ブリッジ整流回路を構成しており、同一方向に直列接続されたダイオード７２１Ａ，７２１Ｂの接続点とダイオード７２１Ａ，７２１Ｂの接続点とが差動伝送線路２２，２２の他端に接続されている。
【００７６】
（電源供給回路の動作）
発振回路７１が高周波数で発振すると、その発振信号は差動伝送線路１５Ａ，１５Ａの一端に印加される。差動伝送線路１５Ａ，１５Ａには、差動伝送線路２２，２２が容量結合若しくは誘導結合、又は容量結合及び誘導結合おにより結合されているため、発振回路７１からの高周波信号は、差動伝送線路２２，２２に伝送され、整流回路７２に入力される。
【００７７】
整流回路７２は、差動伝送線路２２，２２からの高周波信号、即ち交流波をダイオード７２１Ａ〜７２１Ｄで整流した直流電圧を平滑コンデンサ７２２に印加する。平滑コンデンサ７２２は、ダイオード７２１Ａ〜７２１Ｄからの脈流波を平滑し、リップル分を除去する。平滑コンデンサ７２２の端子電圧は、受信デバイス２の差動信号受信回路の電源端子に電源として印加される。
【００７８】
［他の実施の形態］
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されず、その要旨を変更しない範囲内で種々な変形が可能である。例えば、上記第３の実施の形態では、電源生成用の高周波信号の伝送線路と差動信号の伝送線路とを共用化したが、それぞれ別個に設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】図１は、本発明の第１の実施の形態に係るコネクタ構造を適用した信号伝送装置を示す断面図である。
【図２】図２は、送信デバイスから受信デバイスに至る差動信号の伝送路の部分のみを示す斜視図である。
【図３】図３は、コネクタを示し、（ａ）は、図１のＡ−Ａ線断面図、（ｂ）は、（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】図４は、図１のフラットケーブルの接続部の結合線路部の単位長あたりの等価回路である。
【図５】図５は、図４の等価回路の減衰特性を示す特性図である。
【図６】図６は、本発明の第２の実施の形態に係るコネクタ構造を適用した信号伝送装置の要部を示し、（ａ）は、コネクタ分離状態を示す斜視図、（ｂ）は、コネクタ接続状態を示す斜視図である
【図７】図７は、図６（ｂ）のＣ−Ｃ線断面図である。
【図８】図８は、第１のフラットケーブルから第２のフラットケーブルに至る差動信号の伝送路の部分のみを示す斜視図である。
【図９】図９は、本発明の第３の実施の形態に係る信号伝送装置を示す接続図である。
【符号の説明】
【００８０】
１…信号伝送装置、２…受信デバイス、５Ａ…第１のフラットケーブル、５Ｂ…第２のフラットケーブル、５ａ，５ｂ…接続部、６Ａ…第１のコネクタ、６Ｂ…第２のコネクタ、１０…プリント配線基板、１１…絶縁基材、１１ａ…表面、１１ｂ…裏面、１２…電極パッド、１３…半田ボール、１４…送信デバイス、１５Ａ〜１５Ｄ…差動伝送線路、１６…伝送線路、１７…終端抵抗、２０…フラットケーブル、２０ａ…接続部、２１…絶縁基材、２１ａ…裏面、２２…差動伝送線路、２３…終端抵抗、３０…コネクタ、３１…コネクタハウジング、３１ａ…収容部、３１ｂ…下部、３１ｃ…側部、３１ｄ…上部、４１Ａ〜４１Ｄ…抵抗、４２Ａ〜４２Ｆ…コンデンサ、４３Ａ〜４３Ｄ…インダクタ、５０Ａ，５０Ｂ…絶縁基材、５０ａ…表面、５０ｂ…裏面、５１Ａ…第１の差動伝送線路、５１Ｂ…第２の差動伝送線路、５２Ａ…終端抵抗、６０Ａ…第１のコネクタハウジング、６０Ｂ…第２のコネクタハウジング、６１…ケーブル収容部、６２…嵌合部、６３…係合溝、６４…ケーブル収容部、６５…係止片、７０…電源供給回路、７１…発振回路、７２…整流回路、７２１Ａ〜７２１Ｄ…ダイオード、７２２…平滑コンデンサ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
差動信号を伝送する第１の差動伝送線路を有する第１の接続部と、
前記第１の接続部に機械的に接続されたとき、前記第１の差動伝送線路との間の電磁結合若しくは静電結合又はそれらの両方により前記差動信号を伝達する第２の差動伝送線路を有する第２の接続部とを備えたコネクタ構造。
【請求項２】
前記第１及び第２の差動伝送線路は、第１及び第２の接続部を機械的に接続したとき、空間を介して対向するように配置された請求項１に記載のコネクタ構造。
【請求項３】
前記第１及び第２の差動伝送線路のうち前記差動信号を受信する側の差動伝送線路の受信デバイス側の終端間、および前記差動信号を送信する側の差動伝送線路の送信デバイスと反対側の終端間はそれぞれ終端抵抗によって接続されている請求項１に記載のコネクタ構造。
【請求項４】
前記第１及び第２の差動伝送線路のうち前記差動信号を受信する側の差動伝送線路は、前記差動信号を送信する側の差動伝送線路の減衰特性と逆特性になるように線路幅、線路長、間隔が設定されていることを特徴とする請求項１に記載のコネクタ構造。
【請求項５】
前記第１の接続部は、前記第１の差動伝送線路を有するケーブルの端部に設けられ、
前記第２の接続部は、前記第２の差動伝送線路を有するケーブルの端部に設けられた請求項１に記載のコネクタ構造。
【請求項６】
前記第１及び第２の接続部の一方の接続部は、前記第１又は第２の差動伝送線路を有するケーブルの端部に設けられ、
前記第１及び第２の接続部の他方の接続部は、前記第１又は第２の差動伝送線路を有する基板に設けられた請求項１に記載のコネクタ構造。
【請求項７】
差動信号を送信する差動信号送信回路と、
前記差動信号送信回路から送信された前記差動信号を伝送する第１の差動伝送線路を有する第１の接続部と、
前記第１の接続部に機械的に接続されたとき、前記第１の差動伝送線路との間の電磁結合若しくは静電結合又はそれらの両方により前記差動信号を伝達する第２の差動伝送線路を有する第２の接続部と、
前記第２の差動伝送線路が伝送する前記差動信号を受信する差動信号受信回路とを備えた信号伝送装置。
【請求項８】
さらに、前記第１の差動伝送線路に高周波電流を印加する発振回路と、
前記第２の差動伝送線路に接続された整流回路とを備えた請求項７に記載の信号伝送装置。
【請求項１】
差動信号を伝送する第１の差動伝送線路を有する第１の接続部と、
前記第１の接続部に機械的に接続されたとき、前記第１の差動伝送線路との間の電磁結合若しくは静電結合又はそれらの両方により前記差動信号を伝達する第２の差動伝送線路を有する第２の接続部とを備えたコネクタ構造。
【請求項２】
前記第１及び第２の差動伝送線路は、第１及び第２の接続部を機械的に接続したとき、空間を介して対向するように配置された請求項１に記載のコネクタ構造。
【請求項３】
前記第１及び第２の差動伝送線路のうち前記差動信号を受信する側の差動伝送線路の受信デバイス側の終端間、および前記差動信号を送信する側の差動伝送線路の送信デバイスと反対側の終端間はそれぞれ終端抵抗によって接続されている請求項１に記載のコネクタ構造。
【請求項４】
前記第１及び第２の差動伝送線路のうち前記差動信号を受信する側の差動伝送線路は、前記差動信号を送信する側の差動伝送線路の減衰特性と逆特性になるように線路幅、線路長、間隔が設定されていることを特徴とする請求項１に記載のコネクタ構造。
【請求項５】
前記第１の接続部は、前記第１の差動伝送線路を有するケーブルの端部に設けられ、
前記第２の接続部は、前記第２の差動伝送線路を有するケーブルの端部に設けられた請求項１に記載のコネクタ構造。
【請求項６】
前記第１及び第２の接続部の一方の接続部は、前記第１又は第２の差動伝送線路を有するケーブルの端部に設けられ、
前記第１及び第２の接続部の他方の接続部は、前記第１又は第２の差動伝送線路を有する基板に設けられた請求項１に記載のコネクタ構造。
【請求項７】
差動信号を送信する差動信号送信回路と、
前記差動信号送信回路から送信された前記差動信号を伝送する第１の差動伝送線路を有する第１の接続部と、
前記第１の接続部に機械的に接続されたとき、前記第１の差動伝送線路との間の電磁結合若しくは静電結合又はそれらの両方により前記差動信号を伝達する第２の差動伝送線路を有する第２の接続部と、
前記第２の差動伝送線路が伝送する前記差動信号を受信する差動信号受信回路とを備えた信号伝送装置。
【請求項８】
さらに、前記第１の差動伝送線路に高周波電流を印加する発振回路と、
前記第２の差動伝送線路に接続された整流回路とを備えた請求項７に記載の信号伝送装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１０−２８５９７（Ｐ２０１０−２８５９７Ａ）
【公開日】平成２２年２月４日（２０１０．２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１８９２８８（Ｐ２００８−１８９２８８）
【出願日】平成２０年７月２３日（２００８．７．２３）
【出願人】（０００００５４９６）富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年２月４日（２０１０．２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年７月２３日（２００８．７．２３）
【出願人】（０００００５４９６）富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Ｆターム（参考）】
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