説明

終端回路

【課題】簡易な構成で且つ基準電位(グランドや電源)から伝送路へのノイズの流入を阻止する終端回路を提供する。
【解決手段】終端回路17は、伝送路3を構成する一対の信号線31,32の間に直列接続され同じ抵抗値を有する一対の抵抗素子R1,R2と、抵抗素子R1,R2の相互接続点である中性点に接続された抵抗素子R3,容量素子Cと、その抵抗素子R3,容量素子Cからなる回路をグランドGに接続するダイオードDとからなる。抵抗素子R3と容量素子Cとは直列接続され、抵抗素子R3側の端部が中性点に、容量素子C側の端部がダイオードDに接続されている。ダイオードDは、中性点(即ち、伝送路3側)からグランドG側に向けて電流を流すことができるように、アノードが容量素子Cに、カソードがグランドGに接続されている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、差動信号を伝送する一対の信号線からなる伝送路を終端する終端回路に関する。
【背景技術】
【0002】
従来より、差動信号を伝送する伝送路を終端する終端回路として、図6(a)に示すように、伝送路3を構成する一対の信号線31,32間に、直列接続された一対の抵抗素子R1,R2を挿入し、その一対の抵抗素子R1,R2の相互接続点(中性点という)を、抵抗素子RとコンデンサCとを直列接続した回路(又はコンデンサCのみ)を介してグランドGに接続するスプリット終端回路101が知られている(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
このスプリット終端回路101は、通信に必要な直流特性を変化させることなく、伝送路3上に重畳されているノイズをグランドGへ逃がすため、伝送路3上のノイズ特性を改善することができる。
【0004】
また、他の終端回路として、図6(b)に示すように、電源VDD,グランドG間に直列接続された一対の抵抗素子R4,R5により構成され、その一対の抵抗素子R4,R5の相互接続点を、伝送路3を構成する一対の信号線31,32の中性点(又は一対の信号線31,32のぞれぞれ)に接続するテブナン終端回路103等も知られている(例えば、特許文献2参照。)。
【特許文献1】特表2002−532961号公報
【特許文献2】特開2006−197374号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ところで、これらの終端回路101.103は、伝送路3の最終端に入れた方が効果的であるため、伝送路3に設けるのではなく、伝送路3に接続される電子機器(自動車内ネットワークではECU)のプリント基板上に設けることが多い。
【0006】
しかし、昨今の電子機器は、LSIやIC等の電子部品を動作させる動作クロックの高速化に基づき、電磁性ノイズの発生源および発生量が増加する傾向にあるだけでなく、その電子部品を実装するプリント基板上の実装密度の高密度化、プリント基板を収納する機器の小型化等により、電磁性ノイズの影響が現れ易い構造となっている。このため、安定した電位が保持されるべきグランドGや電源VDDの電位変動が、無視できない大きさになりつつある。
【0007】
このようなプリント基板上に上述の終端回路101,103を設けた場合、終端回路101,103は、図7に示すように、グランドGや電源VDDと共にコモンモードループを形成するため、ノイズを外部へ放出しやすくなるという問題があった。
【0008】
また、図8に示すように、グランドGや電源VDDに存在するノイズが、終端回路101,103を介して伝送路3に流入(図9参照)して、伝送路3を伝搬する信号の波形を乱してしまう(図10参照)と共に、その流入したノイズが伝送路3から外部へ放出されてしまい、この放出されたノイズが、電波を利用する各種機器(テレビ,ラジオ,携帯電話,GPS利用機器(例えば、カーナビゲーションシステム)等)の受信感度を悪化させる等、周囲機器に対して大きな影響を与えてしまうという問題があった。
【0009】
但し、図9は、終端回路101,103の各部におけるノイズ分布を示すグラフであり、(a)がグランドや電源でのノイズ分布、(b)が中性点でのノイズ分布、(c)が伝送路3でのノイズ分布を示す。また、図10は、伝送路3を構成する各信号線31,32上の信号波形を示す説明図であり、(a)がグランドGや電源VDDから終端回路101,103を介して回り込んだグランドノイズ又は電源ノイズが重畳されていない状態、(b)がグランドノイズ又は電源ノイズが重畳されている状態を示す。
【0010】
なお、スプリット終端回路101では、抵抗素子R3の抵抗値(通常は10Ω程度に設定)を大きくすることにより、グランドGから伝送路3へのノイズの流入を抑制することが可能であるが、この場合、逆に、伝送路3からグランドGへのノイズの流出も阻止してしまうことになるため、単純に抵抗素子R3の抵抗値の値を大きくすることはできなかった。
【0011】
つまり、従来の終端回路101,103では、グランドGや電源VDDからのノイズの回り込みを阻止することができず、別途対策を施す必要があるため、電子機器のコストアップを余儀なくされていた。
【0012】
本発明は、上記問題点を解決するために、簡易な構成で且つ基準電位(グランドや電源)から伝送路へのノイズの流入を阻止する終端回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0013】
上記目的を達成するためになされた請求項1に記載の発明は、差動信号を伝送する一対の信号線からなる伝送路を終端する終端回路であって、前記一対の信号線の間に直列接続され同じ抵抗値を有する一対の抵抗素子と、前記一対の抵抗素子の相互接続点である中性点と該中性点より低電位に設定された第1基準電位との間に接続される第1回路部を少なくとも有する接続回路とを備え、前記第1回路部は、前記中性点から前記第1基準電位の方向に通電する単方向性素子を介して前記第1基準電位に接続されていることを特徴とする。
【0014】
このように構成された本発明の終端回路では、単方向性素子が、第1基準電位側(例えば、グランドや電源)から伝送路側へ、当該終端回路を介してノイズが流入することを阻止する。
【0015】
従って、本発明の終端回路によれば、第1基準電位側から伝送路側への回り込みノイズを阻止することができ、更には、その回り込みノイズが伝送路から放射されることにより周辺機器に影響を与えてしまうことを防止することができる。
【0016】
なお、単方向性素子は、例えば、請求項2に記載のようにダイオードを用いることができる。但し、単方向性素子は、ダイオードに限らず、一方向に電流を流す各種半導体素子、一方向に電流を流すように接続されたトランジスタなどを用いてもよい。
【0017】
また、第1回路部として、例えば、請求項3に記載のように、直列接続された抵抗素子及び容量素子からなるものを用いてもよい。この場合、本発明の終端回路は、従来のスプリット終端回路に、単方向性素子を追加接続した構成となる。
【0018】
更に、接続回路は、請求項4に記載のように、中性点より高電位に設定された第2基準電位との間に接続される第2回路部を有していてもよい。
そして、請求項5に記載のように、第1回路部及び第2回路部はいずれも抵抗素子からなり、該一対の抵抗素子により形成される分圧回路の分圧電位が差動信号の中心電位と一致するように、該一対の抵抗素子の抵抗値が設定されているものを用いてもよい。この場合、従来のテブナン終端回路の低電位側端に、単方向性素子を追加接続した構成となる。
【0019】
また、この場合、請求項6に記載のように、単方向性素子を複数個直列接続することにより、第2回路部の抵抗素子は、第1回路部の抵抗素子より高い抵抗値に設定されていてもよい。
【0020】
このように構成された本発明の終端回路によれば、第1基準電位側からのノイズの流入を、単方向性素子により阻止できると共に、高い抵抗値を有する抵抗素子によって、第2基準電位側から伝送路側へのノイズの流入を、低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0021】
以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。
[第1実施形態]
図2は、自動車内ネットワークとして広く普及しているCAN通信等で一般的に採用されている二線式差動通信システム1の概略構成図である。
【0022】
<全体構成>
図2に示すように、二線式差動通信システム1は、差動信号を伝送する一対の信号線31,32からなるバス状の伝送路3と、その伝送路3に接続される複数のノード10とからなる。
【0023】
ノード10(10a,10b)は、伝送路3を介して差動信号を送受信する通信制御部11と、動作クロックを発生させる発振子13と、発振子13が発生させた動作クロックに同期して動作し、通信制御部11を介して他のノード10との間で各種データを送受信することにより、各種制御を実行するマイクロコンピュータ(マイコン)15とを備えている。
【0024】
そして、特に、伝送路3の両端に接続されるノード10aは、それ以外のノード10bとは異なり、伝送路3を終端する終端回路17を備えている。
なお、各ノード10に設けられた各種電子回路,電気回路は、各ノード10内の個別グランドを介して、各ノード10に共通の第1基準電位としてのグランドGに接続されている。
【0025】
<終端回路の構成>
図1は、終端回路17の構成を示す回路図である。なお、図1では、図面を見やすくするために、ノード10aに設けられた終端回路17、及び伝送路3のみを示す。
【0026】
図1に示すように、終端回路17は、伝送路3を構成する一対の信号線31,32の間に直列接続され同じ抵抗値を有する一対の抵抗素子R1,R2と、抵抗素子R1,R2の相互接続点である中性点に接続された第1回路部としての抵抗素子R3,容量素子Cと、その第1回路部をグランドGに接続する単方向性素子としてのダイオードDとからなる。
【0027】
なお、抵抗素子R3と容量素子Cとは直列接続され、抵抗素子R3側の端部が中性点に、容量素子C側の端部がダイオードDに接続されている。
また、ダイオードDは、中性点(即ち、伝送路3側)からグランドG側に向けて電流を流すことができるように、アノードが容量素子Cに、カソードがグランドGに接続されている。
【0028】
つまり、終端回路17は、抵抗素子R1,R2,R3及び容量素子Cからなる従来のスプリット終端回路を、ダイオードDを介してグランドGに接続した構成を有している。
このように構成された終端回路17では、伝送路3上に存在するノイズを、伝送路3の中性点(抵抗素子R1,R2の相互接続点)から、抵抗素子R3,容量素子C,ダイオードDを経由してグランドGに流出させると共に、ダイオードDの整流作用により、グランドGから伝送路3への終端回路17を介したノイズの流入を阻止する。
【0029】
<効果>
以上説明したように終端回路17によれば、従来のスプリット終端回路にダイオードDを追加接続するという簡易な構成により、抵抗素子R3の抵抗値を大きくすることなく(即ち、伝送路3上に存在するノイズの除去能力を低下させることなく)、グランドGから伝送路3へのノイズの流入を阻止することができる(図5参照)。
【0030】
その結果、グランドGからの回り込みノイズが伝送路3から放射されることにより周辺機器に影響を与えてしまうことを防止することができる。
なお、図5は、終端回路17の各部におけるノイズ分布を示すグラフであり、(a)がグランドGでのノイズ分布、(b)が伝送路3の中性点でのノイズ分布、(c)が伝送路3上でのノイズ分布を示す。
【0031】
[第2実施形態]
次に、第2実施形態について説明する。
本実施形態では、第1実施形態とは、終端回路の構成が異なるだけであるため、この構成の相違する部分を中心に説明する。
【0032】
<終端回路の構成>
図3は、ノード10aにおいて、第1実施形態の終端回路17の代わりに設けられる本実施形態の終端回路18の構成を示す回路図である。なお、図3では、図1の場合と同様に図面を見やすくするため、ノード10aに設けられた終端回路18、及び伝送路3のみを示す。
【0033】
図3に示すように、終端回路18は、伝送路3を構成する一対の信号線31,32の間に直列接続され同じ抵抗値を有する一対の抵抗素子R1,R2と、第2基準電位としての電源VDDと中性点との間に接続された第2回路部としてのダイオードD1,抵抗素子R4と、中性点と第1基準電位としてのグランドGとの間に接続された第1回路部としての抵抗素子R5,ダイオードD2とからなる。
【0034】
なお、ダイオードD1と抵抗素子R4とは、直列接続され、ダイオードD1側の端部が電源VDDに、抵抗素子R側の端部が中性点に接続されている。また、ダイオードD1は、電源VDDから中性点に向けて電流を流すことができるように、アノードが電源VDDに、カソードが抵抗素子R4に接続されている。
【0035】
また、抵抗素子R5とダイオードD2とは、直列接続され、抵抗素子R5側の端部が中性点に、ダイオードD2側の端部がグランドGに接続されている。また、ダイオードD2は、中性点からグランドGに向けて電流を流すことができるように、アノードが抵抗素子R5に、カソードがグランドGに接続されている。
【0036】
つまり、終端回路18は、抵抗素子R4,R5からなり、伝送路3の中性点に接続される従来のテブナン終端回路を、ダイオードD1を介して電源VDDに、ダイオードD2を介してグランドGに接続した構成を有している。
【0037】
なお、通信制御部11は、通信アイドル時に、信号線31,32の電位を、差動信号の中間電位に保持するように構成されており、抵抗素子R4,R5の抵抗値は、電源VDDの電圧を分圧することで、この中間電位に等しい電位(例えば、2.5V)を発生させるように設定されている。
【0038】
このように構成された終端回路18では、ダイオードD2の整流作用により、基準電位から伝送路3への終端回路18を介したノイズの流入を阻止する。
<効果>
以上説明したように終端回路18によれば、従来のテブナン終端回路にダイオードD4,D2を追加接続するという簡易な構成により、終端回路本来の機能を損なうことなく、グランドGから伝送路3へのノイズの流入を阻止することができる。
【0039】
その結果、グランドGからの回り込みノイズが伝送路3から放射されることにより周辺機器に影響を与えてしまうことを防止することができる。
[第3実施形態]
次に、第3実施形態について説明する。
【0040】
本実施形態では、第1実施形態とは、終端回路の構成が異なるだけであるため、この構成の相違する部分を中心に説明する。
<終端回路>
図4は、ノード10aにおいて、第1実施形態の終端回路17の代わりに設けられる本実施形態の終端回路19の構成を示す回路図である。なお、図4では、図1の場合と同様に図面を見やすくするため、ノード10aに設けられた終端回路19、及び伝送路3のみを示す。
【0041】
図4に示すように、終端回路18は、伝送路3を構成する一対の信号線31,32の間に直列接続され同じ抵抗値を有する一対の抵抗素子R1,R2と、第2基準電位としての電源VDDと中性点との間に接続された第2回路部としての抵抗素子R6と、中性点と第1基準電位としてのグランドGとの間に接続された第1回路部としての抵抗素子R7,ダイオードD3,D4とからなる。
【0042】
なお、抵抗素子R7及びダイオードD3,D4は、直列接続され、抵抗素子R7側の端部が中性点に、ダイオードD4側の端部がグランドGに接続されている。また、ダイオードD3,D4は、中性点からグランドGに向けて電流を流すことができるように、ダイオードD3のアノードが抵抗素子R5に、ダイオードD3のカソードがダイオードD4のアノードに、ダイオードD4のカソードがグランドGに接続されている。
【0043】
つまり、終端回路18は、抵抗素子R4,R5からなり、伝送路3の中性点に接続される従来のテブナン終端回路を、ダイオードD1を介して電源VDDに、ダイオードD2を介してグランドGに接続した構成を有している。
【0044】
なお、通信制御部11は、通信アイドル時に、信号線31,32の電位を、差動信号の中間電位に保持するように構成されており、抵抗素子R6,R7の抵抗値は、電源VDDの電圧を分圧することで、この中間電位に等しい電位(例えば、2.5V)を発生させるように設定されている。
【0045】
但し、抵抗素子R7側には、ダイオードD3,D4が接続されているため、差動信号の中間電位が電源VDDの電位の1/2であれば、電源VDD側に接続される抵抗素子R6の抵抗値が、グランドG側に接続される抵抗素子R7の抵抗値より大きな値となる。
【0046】
このように構成された終端回路19では、ダイオードD3,D4が、その整流作用により、グランドGから伝送路3への終端回路19を介したノイズの流入を阻止する。また、大きな抵抗値に設定される抵抗素子R6が、電源VDDから伝送路3への終端回路19を介したノイズの流入を抑制する。
【0047】
<効果>
以上説明したように終端回路19によれば、従来のスプリット終端回路にダイオードD3,D4を追加接続するという簡易な構成により、終端回路本来の機能を損なうことなく、グランドGから伝送路3へのノイズの流入を阻止することができることに加えて、電源VDDから伝送路3へのノイズの流入も抑制することができる。
【0048】
その結果、グランドGや電源VDDからの回り込みノイズが伝送路3から放射されることにより周辺機器に影響を与えてしまうことを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【0049】
【図1】第1実施形態の終端回路の構成を示す回路図。
【図2】終端回路が適用された二線式差動通信システムの概略構成図。
【図3】第2実施形態の終端回路の構成を示す回路図。
【図4】第3実施形態の終端回路の構成を示す回路図。
【図5】終端回路各部のノイズ分布を示すグラフ。
【図6】従来の終端回路の構成を示す回路図。
【図7】従来の終端回路の問題点を示す説明図。
【図8】従来の終端回路の問題点を示す説明図。
【図9】従来の終端回路各部のノイズ分布を示すグラフ。
【図10】伝送路上の信号波形を示す説明図。
【符号の説明】
【0050】
1…二線式差動通信システム 3…伝送路 10…ノード 11…通信制御部 13…発振子 15…マイクロコンピュータ(マイコン) 17,18,19…終端回路 31,32…信号線 C…容量素子 D,D1〜D4…ダイオード R,R1〜R7…抵抗素子 G…グランド VDD…電源

【特許請求の範囲】
【請求項1】
差動信号を伝送する一対の信号線からなる伝送路を終端する終端回路であって、
前記一対の信号線の間に直列接続され同じ抵抗値を有する一対の抵抗素子と、
前記一対の抵抗素子の相互接続点である中性点と該中性点より低電位に設定された第1基準電位との間に接続される第1回路部を少なくとも有する接続回路と、
を備え、前記第1回路部は、前記中性点から前記第1基準電位の方向に通電する単方向性素子を介して前記第1基準電位に接続されていることを特徴とする終端回路。
【請求項2】
前記単方向性素子は、ダイオードからなることを特徴とする請求項1に記載の終端回路。
【請求項3】
前記第1回路部は、直列接続された抵抗素子及び容量素子からなることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の終端回路。
【請求項4】
前記接続回路は、前記中性点より高電位に設定された第2基準電位との間に接続される第2回路部を有することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の終端回路。
【請求項5】
前記第1回路部及び第2回路部はいずれも抵抗素子からなり、該一対の抵抗素子により形成される分圧回路の分圧電位が前記差動信号の中心電位と一致するように、該一対の抵抗素子の抵抗値が設定されていることを特徴とする請求項4に記載の終端回路。
【請求項6】
前記単方向性素子を複数個直列接続することにより、前記第2回路部の抵抗素子は、前記第1回路部の抵抗素子より高い抵抗値に設定されていることを特徴とする請求項5に記載の終端回路。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【公開番号】特開2008−219099(P2008−219099A)
【公開日】平成20年9月18日(2008.9.18)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−49557(P2007−49557)
【出願日】平成19年2月28日(2007.2.28)
【出願人】(000004260)株式会社デンソー (27,639)
【Fターム(参考)】