JP3419359B2 - クロック伝送回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、別々の電源モジュ
ールから電源の供給を受けるパッケージ間（送信側パッ
ケージと受信側パッケージとの間）における差動クロッ
ク伝送（正相側（ＴＲＵＥ側）と逆相側（ＣＯＭＰＬＥ
ＭＥＮＴ側）とを有するクロック信号である差動クロッ
ク信号の伝送）を行うクロック伝送回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、この種のクロック伝送回路で
は、一般的に、ＥＣＬ（ＥｍｉｔｔｅｒＣｏｕｐｌｅｄ
Ｌｏｇｉｃ）が用いられている。ここで、受信用ＩＣ
（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）もＥＣＬの
場合には、入力端子と電源との間に必ずダイオードが設
けられているので、普通に接続すると受信側パッケージ
の電源がオフ（ＯＦＦ）状態になったときには、送信側
パッケージから受信側パッケージに向かってケーブル
（差動クロック伝送ケーブル）上を過大な電流が流れて
しまうので、これを防止する必要がある。

【０００３】また、受信用ＩＣがＨＳＴＬ（Ｈｉｇｈ
Ｓｐｅｅｄ ＴｒａｎｓｃｅｉｖｅｒＬｏｇｉｃ）レベ
ル等を用いたＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ
Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏ
ｒ） ＩＣの場合には、ＥＣＬレベルの振幅のまま電圧
レベル（オフセット電圧のレベル）を変える必要があ
る。

【０００４】したがって、上記のいずれの場合にも、コ
ンデンサによってカップリングする方法が一般的であ
る。

【０００５】一方、ＣＭＯＳ ＩＣは構造上、ＨＩＧＨ
（ハイ）レベルとＬＯＷ（ロウ）レベルとの中間の電圧
レベルの入力を受けると内部のゲートに過大な電流が流
れ続ける性質を持っているので、前述のような方法によ
って伝送した差動クロック信号をＣＭＯＳ ＩＣに供給
する場合には、送信側パッケージの電源がオフ状態のと
きにも、差動クロック信号の正相側および逆相側が定常
的に同一の電圧レベルとなることのないようにする必要
がある。

【０００６】このような要請に応えるために、従来のク
ロック伝送回路では、例えば、図４に示すように、正相
側の終端電圧レベル（Ｖｔｒｔ）と逆相側の終端電圧レ
ベル（Ｖｔｒｃ）との間にあらかじめ差をつけておく方
式が採用されていた。

【０００７】ここで、図４は、従来のクロック伝送回路
の一例の構成を示す回路図である。

【０００８】また、図６は、図４に示す従来のクロック
伝送回路における差動クロック信号の正相側および逆相
側の両信号の伝送波形を示す図である。なお、図６にお
いて、（ａ）は送信側パッケージ４１の電源がオン（Ｏ
Ｎ）状態である場合の伝送波形に該当し、（ｂ）は送信
側パッケージ４１の電源がオフ状態である場合の伝送波
形に該当する。

【０００９】図４を参照すると、このクロック伝送回路
は、送信側パッケージ４１と、受信側パッケージ４２
と、差動クロック伝送ケーブル４３（送信側パッケージ
４１と受信側パッケージ４２との間に設置され差動クロ
ック信号が伝送されるケーブル）とを含んで構成されて
いる。

【００１０】送信側パッケージ４１は、送信用ＩＣ４１
１と、レベル確定用抵抗４１２と、ＡＣ（Ａｌｔｅｒｎ
ａｔｉｖｅ Ｃｕｒｒｅｎｔ）カップリング用コンデン
サ４１３と、コネクタ４１４とを含んで構成されてい
る。

【００１１】送信側パッケージ４１上の送信用ＩＣ４１
１は、ＥＣＬによって実現され、送信側パッケージ４１
の電源電圧Ｖｃｃｄで動作している。

【００１２】送信用ＩＣ４１１の出力信号の電圧レベル
は、送信側パッケージ４１の終端電圧Ｖｔｄにレベル確
定用抵抗４１２が接続されることにより確定する。ま
た、当該出力信号は、ＡＣカップリング用コンデンサ４
１３でＡＣカップリングされることにより、その振幅が
差動クロック伝送ケーブル４３（コネクタ４１４および
コネクタ４２４を含む）を介して受信側パッケージ４２
上の受信用ＩＣ４２１に伝送される。

【００１３】受信側パッケージ４２は、受信用ＩＣ４２
１と、正相側終端抵抗４２２と、逆相側終端抵抗４２３
と、コネクタ４２４とを含んで構成されている。

【００１４】ここで、送信側パッケージ４１の電源がオ
フ状態のときにも、差動クロック信号の正相側および逆
相側が定常的に同一の電圧レベルとなることのないよう
にするために、正相側の終端電圧Ｖｔｒｔと逆相側の終
端電圧Ｖｔｒｃとは異なる値になるように調整されてい
る（図６参照）。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来のクロッ
ク伝送回路では、差動クロック信号の正相側および逆相
側が定常的に同一の電圧レベルとなることのないように
するため、受信側パッケージにおける正相側の終端電圧
および逆相側の終端電圧による調整等により、正相側の
オフセット電圧レベルと逆相側のオフセット電圧レベル
との間に差が設けられているので、伝送対象のクロック
信号の周波数が高くなるにつれてデューティ比の悪化
（デューティ比の５０％からのずれが大きくなること）
が顕著になり（図６中の（ａ）参照）、その結果、非常
に高い周波数のクロック信号を伝送することができなく
なるという欠点（問題点）があった。

【００１６】本発明の目的は、上述の点に鑑み、送信側
パッケージの電源がオン状態のときには正相側のオフセ
ット電圧レベルと逆相側のオフセット電圧レベルとの間
に差を生じさせないようにし（これにより、高い周波数
のクロック信号の伝送を可能にする）、しかも送信側パ
ッケージの電源がオフ状態のときに差動クロック信号の
正相側および逆相側が定常的に同一の電圧レベルとなる
ことのないようにできるクロック伝送回路を提供するこ
とにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明のクロック伝送回
路は、送信用ＩＣを備える送信側パッケージ，受信用Ｉ
Ｃを備える受信側パッケージ，およびパッケージ間に設
置され差動クロック信号が伝送される差動クロック伝送
ケーブルを有するクロック伝送回路において、受信側パ
ッケージの終端電圧と送信側パッケージの電源との間を
受信側パッケージ上の終端抵抗，受信側パッケージ上の
差動クロック信号正相側信号線，差動クロック伝送ケー
ブル，送信側パッケージ上の差動クロック信号正相側信
号線，送信側パッケージ上のダイオード，および送信側
パッケージ上の電流抑制用抵抗で接続して検知・オフセ
ット変更手段用正相側経路を形成し、前記検知・オフセ
ット変更手段用正相側経路を直流電流が流れることによ
って送信側パッケージの電源がオフ状態になったことを
検知する検知手段と、受信側パッケージの終端電圧と送
信側パッケージ上のＡＣカップリング用コンデンサとの
間を受信側パッケージ上の終端抵抗，受信側パッケージ
上の差動クロック信号逆相側信号線，差動クロック伝送
ケーブル，および送信側パッケージ上の差動クロック信
号逆相側信号線で接続してオフセット変更手段用逆相側
経路を形成し、送信側パッケージの電源がオン状態のと
きには前記検知・オフセット変更手段用正相側経路にも
前記オフセット変更手段用逆相側経路にも直流電流が流
れないようにして差動クロック信号の正相側のオフセッ
ト電圧レベルと逆相側のオフセット電圧レベルとを等し
くし、送信側パッケージの電源がオフ状態になったとき
には前記オフセット変更手段用逆相側経路には直流電流
が流れないようにし、かつ前記検知手段の検知対象の直
流電流が前記検知・オフセット変更手段用正相側経路に
流れるようにして差動クロック信号の正相側のオフセッ
ト電圧レベルと逆相側のオフセット電圧レベルとの間に
差を設けるように制御するオフセット変更手段とを有す
る。

【００１８】ここで、上記のような本発明のクロック伝
送回路においては、受信側パッケージの終端電圧と送信
側パッケージの電源との間を受信側パッケージ上の終端
抵抗，受信側パッケージ上の差動クロック信号正相側信
号線，差動クロック伝送ケーブル，送信側パッケージ上
の差動クロック信号正相側信号線，送信側パッケージ上
のダイオード，および送信側パッケージ上の電流抑制用
抵抗で接続して検知・オフセット変更手段用正相側経路
を形成する代わりに、受信側パッケージの終端電圧と送
信側パッケージの電源との間を受信側パッケージ上の終
端抵抗，受信側パッケージ上の差動クロック信号正相側
信号線，受信側パッケージ上のダイオード，パッケージ
間信号線，および送信側パッケージ上の電流抑制用抵抗
で接続して検知・オフセット変更手段用正相側経路を形
成するように構成することも可能である。

【００１９】また、本発明のクロック伝送回路は、送信
用ＩＣを備える送信側パッケージ，受信用ＩＣを備える
受信側パッケージ，およびパッケージ間に設置され差動
クロック信号が伝送される差動クロック伝送ケーブルを
有するクロック伝送回路において、送信側パッケージの
電源電圧を送信側パッケージ上のレベル生成用抵抗と受
信側パッケージ上のレベル生成用抵抗とでレベル調整す
ることによって受信側パッケージ上のｎＭＯＳトランジ
スタのゲート端子電圧レベルを生成するレベル生成回路
を形成し、前記レベル生成回路によって生成される前記
ｎＭＯＳトランジスタのゲート端子電圧レベルが０Ｖに
なることによって送信側パッケージの電源がオフ状態に
なったことを検知する検知手段と、受信側パッケージの
電源と接地端子との間を前記ｎＭＯＳトランジスタおよ
び電圧オフセット設定用兼終端用抵抗で接続して正相側
オフセット生成回路を形成し、受信側パッケージの電源
と接地端子との間を電圧オフセット設定用兼終端用抵抗
で接続して逆相側オフセット生成回路を形成し、送信側
パッケージの電源がオン状態のときには前記検知手段に
よる送信側パッケージの電源のオフ状態の非検知に基づ
き前記ｎＭＯＳトランジスタをオン状態にして差動クロ
ック信号の正相側のオフセット電圧レベルと逆相側のオ
フセット電圧レベルとを等しくし、送信側パッケージの
電源がオフ状態になったときには前記検知手段による送
信側パッケージの電源のオフ状態の検知に基づき前記ｎ
ＭＯＳトランジスタをオフ状態にして差動クロック信号
の正相側のオフセット電圧レベルを０Ｖとすることによ
り差動クロック信号の正相側のオフセット電圧レベルと
逆相側のオフセット電圧レベルとの間に差を設けるよう
に制御するオフセット変更手段とを有する構成にするこ
ともできる。

【００２０】なお、本発明のクロック伝送回路は、より
一般的には、受信側パッケージの終端電圧とそれぞれ接
続された正相側経路および逆相側経路を介してパッケー
ジ間で差動クロック信号の伝送を行うクロック伝送回路
において、前記正相側経路と送信側パッケージの電源と
の間に設けられたオフセット変更手段を有し、前記オフ
セット変更手段は、ダイオードおよび電流抑制用抵抗を
有して構成され、送信側パッケージの電源がオフ状態に
なった際に前記ダイオードおよび前記電流抑制用抵抗に
電流を流すことにより前記オフセット変更手段が接続さ
れる経路の電圧レベルを他方の経路の電圧レベルより低
下させることを特徴とする発明であると表現することが
でき、また、受信側パッケージの終端電圧とそれぞれ接
続された正相側経路および逆相側経路を介してパッケー
ジ間で差動クロック信号の伝送を行うクロック伝送回路
において、前記受信側パッケージの前記正相側経路の終
端抵抗と終端電圧との間にスイッチング素子を有し、前
記スイッチング素子のゲート端子が送信側パッケージの
電源と接続されてなることを特徴とする発明であると表
現することもできる。

【００２１】

【発明の実施の形態】次に、本発明について図面を参照
して詳細に説明する。

【００２２】（１） 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クロック伝送
回路の構成を示す回路図である。

【００２３】図１を参照すると、本実施の形態に係るク
ロック伝送回路は、送信側パッケージ１１と、受信側パ
ッケージ１２と、差動クロック伝送ケーブル１３（送信
側パッケージ１１と受信側パッケージ１２との間に設置
され差動クロック信号が伝送されるケーブル）とを含ん
で構成されている。

【００２４】送信側パッケージ１１は、送信用ＩＣ１１
１と、レベル確定用抵抗１１２と、ＡＣカップリング用
コンデンサ１１３と、コネクタ１１４と、電流抑制用抵
抗１１５と、ダイオード１１６とを含んで構成されてい
る。

【００２５】送信側パッケージ１１上の送信用ＩＣ１１
１は、ＥＣＬによって実現され、送信側パッケージ１１
の電源電圧Ｖｃｃｄで動作している。

【００２６】送信用ＩＣ１１１の出力信号の電圧レベル
は、送信側パッケージ１１の終端電圧Ｖｔｄにレベル確
定用抵抗１１２が接続されることにより確定する。ま
た、当該出力信号は、ＡＣカップリング用コンデンサ１
１３でＡＣカップリングされることにより、その振幅が
差動クロック伝送ケーブル１３（コネクタ１１４および
コネクタ１２３を含む）を介して受信側パッケージ１２
上の受信用ＩＣ１２１に伝送される。

【００２７】受信側パッケージ１２は、受信用ＩＣ１２
１と、終端抵抗１２２と、コネクタ１２３とを含んで構
成されている。

【００２８】受信用ＩＣ１２１は、受信側パッケージ１
２の電源電圧Ｖｃｃｒで動作している。

【００２９】受信用ＩＣ１２１の入力信号（差動クロッ
ク信号の正相側および逆相側の信号）の電圧レベルは、
受信側パッケージ１２の終端電圧Ｖｔｒを振幅の中心
（オフセット）として、差動クロック伝送ケーブル１３
を介して伝送されてきた信号を振幅とする。このとき、
正相側の終端電圧レベルと逆相側の終端電圧レベルとの
間には差が設けられていない（後述する図５中の（ａ）
に示すように両方ともＶｔｒである）。この点が、図４
および図６に示す従来技術とは異なっている。

【００３０】先に述べたように、本発明のクロック伝送
回路は、検知手段とオフセット変更手段とを特徴的な構
成要素として備えている。ここで、図１に示す本実施の
形態に係るクロック伝送回路では、検知手段およびオフ
セット変更手段は、以下のａおよびｂに示すような態様
で実現されている。

【００３１】ａ．受信側パッケージ１２の終端電圧Ｖｔ
ｒと送信側パッケージの電源（電源電圧Ｖｃｃｄ）との
間を終端抵抗１２２（正相側），受信側パッケージ１２
上の差動クロック信号正相側信号線，差動クロック伝送
ケーブル１３（コネクタ１２３およびコネクタ１１４を
含む），送信側パッケージ１１上の差動クロック信号正
相側信号線，ダイオード１１６，および電流抑制用抵抗
１１５で接続して検知・オフセット変更手段用正相側経
路を形成し、この検知・オフセット変更手段用正相側経
路を直流電流が流れることによって送信側パッケージ１
１の電源がオフ状態になったことを検知する検知手段

【００３２】ｂ．受信側パッケージ１２の終端電圧Ｖｔ
ｒと送信側パッケージ１１上のＡＣカップリング用コン
デンサ１１３（逆相側）との間を終端抵抗１２２（逆相
側），受信側パッケージ上の差動クロック信号逆相側信
号線，差動クロック伝送ケーブル１３（コネクタ１２３
およびコネクタ１１４を含む），および送信側パッケー
ジ上の差動クロック信号逆相側信号線で接続してオフセ
ット変更手段用逆相側経路を形成し、送信側パッケージ
１１の電源がオン状態のときには上記ａで示した検知・
オフセット変更手段用正相側経路にもオフセット変更手
段用逆相側経路にも直流電流が流れないようにして差動
クロック信号の正相側のオフセット電圧レベルと逆相側
のオフセット電圧レベルとを等しくし、送信側パッケー
ジ１１の電源がオフ状態になったときにはオフセット変
更手段用逆相側経路には直流電流が流れないようにし、
かつ上記ａの検知手段の検知対象の直流電流が検知・オ
フセット変更手段用正相側経路に流れるようにして差動
クロック信号の正相側のオフセット電圧レベルと逆相側
のオフセット電圧レベルとの間に差を設けるように制御
するオフセット変更手段

【００３３】図５は、本実施の形態に係るクロック伝送
回路における差動クロック信号の正相側および逆相側の
両信号の伝送波形を示す図である。なお、図５は、後述
する第２の実施の形態および第３の実施の形態に係るク
ロック伝送回路における差動クロック信号の伝送波形を
示す図にも該当する。図５において、（ａ）は送信側パ
ッケージ１１の電源がオン状態である場合の伝送波形に
該当し、（ｂ）は送信側パッケージ１１の電源がオフ状
態である場合の伝送波形に該当する。

【００３４】次に、このように構成された本実施の形態
に係るクロック伝送回路の動作について詳細に説明す
る。

【００３５】第１に、送信側パッケージ１１の電源がオ
ン状態である場合の動作について説明する。

【００３６】送信側パッケージ１１の電源がオン状態の
ときには、ダイオード１１６にかかる電圧は常に逆バイ
アスとなるので、電流抑制用抵抗１１５およびダイオー
ド１１６には電流が流れず、差動クロック信号の正相側
の信号の伝送波形は電流抑制用抵抗１１５およびダイオ
ード１１６の存在によって影響を受けない。すなわち、
検知手段の検知・オフセット変更手段用正相側経路には
直流電流は流れず、「送信側パッケージ１１の電源のオ
フ状態の非検知」の状態となっている。

【００３７】また、差動クロック信号における正相側と
逆相側との間に、受信側パッケージ１１の終端電圧レベ
ル（Ｖｔｒ）には差がつけられていないので、受信用Ｉ
Ｃ１２１の入力信号の電圧レベルは、正相側および逆相
側とも、Ｖｔｒをオフセットとして、差動クロック伝送
ケーブル１３を伝送されてきた信号を振幅としている
（図５中の（ａ）参照）。

【００３８】したがって、伝送対象のクロック信号（差
動クロック信号）の周波数が高くなってもデューティ比
は悪化せず、高い周波数のクロック信号の伝送が可能に
なる。

【００３９】第２に、送信側パッケージ１１の電源がオ
フ状態である場合の動作について説明する。

【００４０】送信側パッケージ１１の電源がオフ状態の
ときには、送信側パッケージ１１の電源電圧Ｖｃｃｄが
０Ｖとなるため、ダイオード１１６にかかる電圧は順バ
イアスとなる。したがって、検知手段の検知・オフセッ
ト変更手段用正相側経路に該当する差動クロック信号の
正相側の伝送経路には、受信側パッケージ１２の終端電
圧Ｖｔｒから送信側パッケージ１１の電源電圧Ｖｃｃｄ
に向かって、終端抵抗１２２（正相側），コネクタ１２
３，差動クロック伝送ケーブル１３，コネクタ１１４，
ダイオード１１６，および電流抑制用抵抗１１５を経て
直流電流が流れる。

【００４１】このとき、電流抑制用抵抗１１５の抵抗値
を適切な値にしておくことにより、受信用ＩＣ１２１の
正相側の入力信号の電圧レベルを「ＬＯＷ」レベルとす
ることができる（図５中の（ｂ）参照）。

【００４２】一方、受信用ＩＣ１２１の逆相側の入力信
号の電圧レベルは送信側パッケージ１１の電源がオン状
態のときのオフセット電圧（受信側パッケージ１２の終
端電圧Ｖｔｒ）となる（図５中の（ｂ）参照）。これに
より、受信用ＩＣ１２１は自己に「ＬＯＷ」レベルの信
号が入力されていることを認識することができる。

【００４３】このようにして、送信側パッケージ１１の
電源がオフ状態のときにも、差動クロック信号の正相側
および逆相側が定常的に同一の電圧レベルとなることは
なくなる（図５中の（ｂ）参照）。

【００４４】（２） 第２の実施の形態 図２は、本発明の第２の実施の形態に係るクロック伝送
回路の構成を示す回路図である。

【００４５】図２を参照すると、本実施の形態に係るク
ロック伝送回路は、送信側パッケージ２１と、受信側パ
ッケージ２２と、差動クロック伝送ケーブル２３（送信
側パッケージ２１と受信側パッケージ２２との間に設置
され差動クロック信号が伝送されるケーブル）と、パッ
ケージ間信号線２４とを含んで構成されている。

【００４６】送信側パッケージ２１は、送信用ＩＣ２１
１と、レベル確定用抵抗２１２と、ＡＣカップリング用
コンデンサ２１３と、コネクタ２１４と、電流抑制用抵
抗２１５とを含んで構成されている。

【００４７】受信側パッケージ２２は、受信用ＩＣ２２
１と、終端抵抗２２２と、コネクタ２２３と、ダイオー
ド２２４とを含んで構成されている。

【００４８】上記の第１の実施の形態に係るクロック伝
送回路では、受信側パッケージ１２の終端電圧と送信側
パッケージ１１の電源との間を終端抵抗１２２，受信側
パッケージ１２上の差動クロック信号正相側信号線，差
動クロック伝送ケーブル１３，送信側パッケージ１１上
の差動クロック信号正相側信号線，送信側パッケージ１
１上のダイオード１１６，および電流抑制用抵抗１１５
で接続することにより、検知・オフセット変更手段用正
相側経路が形成されていた（図１参照）。

【００４９】これに対して、本実施の形態（第２の実施
の形態）に係るクロック伝送回路では、図２に示すよう
に、受信側パッケージ２２の終端電圧と送信側パッケー
ジ２１の電源との間を終端抵抗２２２（正相側），差動
クロック信号正相側信号線（受信用ＩＣ２２１の正相側
の入力端子），受信側パッケージ２２上のダイオード２
２４，パッケージ間信号線２４，および電流抑制用抵抗
２１５で接続することにより、検知・オフセット変更手
段用正相側経路が形成されている。この点が、本実施の
形態（第２の実施の形態）に係るクロック伝送回路にお
ける特徴的な構成であり、第１の実施の形態と異なる点
である。

【００５０】なお、上記の点以外の構成および動作につ
いては、本実施の形態に係るクロック伝送回路も、上記
の第１の実施の形態に係るクロック伝送回路と同様のも
のになる。

【００５１】ここで、本実施の形態に係るクロック伝送
回路において、送信側パッケージ２１上の電流抑制用抵
抗２１５と受信側パッケージ２２上のダイオード２２４
との間を接続するパッケージ間信号線２４については、
差動クロック伝送ケーブル２３に相乗りする構造（パッ
ケージ間信号線２４と差動クロック伝送ケーブル２３と
を同一のケーブルに収納し、パッケージ間信号線２４に
ついてもコネクタ２１４およびコネクタ２２３を使用す
る構造）とすることも考えられる。このような構造を採
用すれば、送信側パッケージ２１の電源がオフ状態にな
ったときだけではなく、当該ケーブルが断線したときや
当該ケーブルがコネクタ２１４またはコネクタ２２３か
ら外れたときにも、受信用ＩＣ２２１の正相側の入力信
号の電圧レベルを「ＬＯＷ」レベルとすることができ、
上記のようなケーブルの障害を検知することが可能にな
る。

【００５２】（３） 第３の実施の形態 図３は、本発明の第３の実施の形態に係るクロック伝送
回路の構成を示す回路図である。

【００５３】図３を参照すると、本実施の形態に係るク
ロック伝送回路は、送信側パッケージ３１と、受信側パ
ッケージ３２と、差動クロック伝送ケーブル３３（送信
側パッケージ３１と受信側パッケージ３２との間に設置
され差動クロック信号が伝送されるケーブル）と、パッ
ケージ間信号線３４とを含んで構成されている。

【００５４】送信側パッケージ３１は、送信用ＩＣ３１
１と、レベル確定用抵抗３１２と、ＡＣカップリング用
コンデンサ３１３と、コネクタ３１４と、レベル生成用
抵抗３１５とを含んで構成されている。

【００５５】受信側パッケージ３２は、受信用ＩＣ３２
１と、電圧オフセット設定用兼終端用抵抗３２２と、コ
ネクタ３２３と、レベル生成用抵抗３２４と、ｎＭＯＳ
（ｎ−ｃｈａｎｎｅｌ ＭＯＳ）トランジスタ３２５と
を含んで構成されている。

【００５６】ここで、図３に示す本実施の形態に係るク
ロック伝送回路では、検知手段およびオフセット変更手
段は、以下のａおよびｂに示すようにして実現されてい
る。すなわち、送信側パッケージ３１の電源がオフ状態
になったときに、受信用ＩＣ３２１の正相側の入力信号
の電圧レベルを「ＬＯＷ」レベルとする仕組み（工夫）
が上記の第１の実施の形態や第２の実施の形態に係るク
ロック伝送回路とは異なっている。

【００５７】ａ．送信側パッケージ３１の電源電圧Ｖｃ
ｃｄをレベル生成用抵抗３１５とレベル生成用抵抗３２
４とでレベル調整することによって受信側パッケージ３
２上のｎＭＯＳトランジスタ３２５のゲート端子電圧レ
ベル（ゲートに印加される電圧のレベル）を生成するレ
ベル生成回路を形成し、このレベル生成回路によって生
成されるｎＭＯＳトランジスタ３２５のゲート端子電圧
レベルが０Ｖになることによって送信側パッケージ３１
の電源がオフ状態になったことを検知する検知手段

【００５８】ｂ．受信側パッケージ３２の電源（電源電
圧Ｖｃｃｒ）とグランド（接地端子）との間をｎＭＯＳ
トランジスタ３２５および電圧オフセット設定用兼終端
用抵抗３２２（図３中のＡ点の電圧レベルを生成するた
めの２つの電圧オフセット設定用兼終端用抵抗３２２）
で接続して正相側オフセット生成回路を形成し、受信側
パッケージ３２の電源とグランドとの間を電圧オフセッ
ト設定用兼終端用抵抗３２２（図３中のＢ点の電圧レベ
ルを生成するための２つの電圧オフセット設定用兼終端
用抵抗３２２）で接続して逆相側オフセット生成回路を
形成し、送信側パッケージ３１の電源がオン状態のとき
には上記ａの検知手段による「送信側パッケージ３１の
電源のオフ状態の非検知」に基づきｎＭＯＳトランジス
タ３２５をオン状態にして差動クロック信号の正相側の
オフセット電圧レベルと逆相側のオフセット電圧レベル
とを等しくし、送信側パッケージ３１の電源がオフ状態
になったときには検知手段による「送信側パッケージ３
１の電源のオフ状態の検知」に基づきｎＭＯＳトランジ
スタ３２５をオフ状態にして差動クロック信号の正相側
のオフセット電圧レベルを０Ｖとすることにより差動ク
ロック信号の正相側のオフセット電圧レベルと逆相側の
オフセット電圧レベルとの間に差を設けるように制御す
るオフセット変更手段

【００５９】図５は、すでに述べたように、本実施の形
態に係るクロック伝送回路における差動クロック信号の
正相側および逆相側の両信号の伝送波形を示す図でもあ
る。図５において、（ａ）は送信側パッケージ３１の電
源がオン状態である場合の伝送波形に該当し、（ｂ）は
送信側パッケージ３１の電源がオフ状態である場合の伝
送波形に該当する。ここで、本実施の形態においては、
（ｂ）中の正相側の信号の電圧レベルは０Ｖである。

【００６０】次に、このように構成された本実施の形態
に係るクロック伝送回路の動作について詳細に説明す
る。

【００６１】第１に、送信側パッケージ３１の電源がオ
ン状態である場合の動作について説明する。

【００６２】送信側パッケージ３１の電源がオン状態の
ときには、送信側パッケージ３１上のレベル生成用抵抗
３１５および受信側パッケージ３２上のレベル生成用抵
抗３２４によって適切な値に設定された電圧レベルがｎ
ＭＯＳトランジスタ３２５のゲート端子に印加される。

【００６３】これにより、ｎＭＯＳトランジスタ３２５
がオン状態となるので、受信用ＩＣ３２１の入力信号の
電圧レベルは、正相側および逆相側とも、電源電圧Ｖｃ
ｃｒが電圧オフセット設定用兼終端用抵抗３２２によっ
てレベル調整されて生成されたオフセット電圧（図５中
のＶｔｒ）を振幅の中心として、差動クロック伝送ケー
ブル３３を介して伝送されてきた信号の振幅を持つもの
となる（図５中の（ａ）参照）。

【００６４】したがって（オフセット電圧が正相側と逆
相側とで等しいので）、伝送対象のクロック信号（差動
クロック信号）の周波数が高くなってもデューティ比は
悪化せず、高い周波数のクロック信号の伝送が可能にな
る。

【００６５】第２に、送信側パッケージ３１の電源がオ
フ状態である場合の動作について説明する。

【００６６】送信側パッケージ３１の電源がオフ状態の
ときには、送信側パッケージ３１の電源電圧Ｖｃｃｄは
０Ｖとなるので、ｎＭＯＳトランジスタ３２５のゲート
端子に印加される電圧も０Ｖとなる。

【００６７】これにより、ｎＭＯＳトランジスタ３２５
がオフ状態となるので、受信用ＩＣ３２１の正相側の入
力信号の電圧レベルを０Ｖ（ＬＯＷレベル）とすること
ができる（図５中の（ｂ）参照）。

【００６８】一方、受信用ＩＣ３２１の逆相側の入力信
号の電圧レベルは送信側パッケージ３１の電源がオン状
態のときのオフセット電圧となる（図５中の（ｂ）参
照）。これにより、受信用ＩＣ３２１は自己に「ＬＯ
Ｗ」レベルの信号が入力されていることを認識すること
ができる。

【００６９】このようにして、送信側パッケージ３１の
電源がオフ状態のときにも、差動クロック信号の正相側
および逆相側が定常的に同一の電圧レベルとなることは
なくなる（図５中の（ｂ）参照）。

【００７０】なお、本実施の形態に係るクロック伝送回
路において、送信側パッケージ３１上のレベル生成用抵
抗３１５と受信側パッケージ３２上のレベル生成用抵抗
３２４およびｎＭＯＳトランジスタ３２５との間を接続
するパッケージ間信号線３４については、差動クロック
伝送ケーブル３３に相乗りする構造（パッケージ間信号
線３４と差動クロック伝送ケーブル３３とを同一のケー
ブルに収納し、パッケージ間信号線３４についてもコネ
クタ３１４およびコネクタ３２３を使用する構造）とす
ることも考えられる。このような構造を採用すれば、送
信側パッケージ３１の電源がオフ状態になったときだけ
ではなく、当該ケーブルが断線したときや当該ケーブル
がコネクタ３１４またはコネクタ３２３から外れたとき
にも、受信用ＩＣ３２１の正相側の入力信号の電圧レベ
ルを「ＬＯＷ」レベルとすることができ、上記のような
ケーブルの障害を検知することが可能になる。

【００７１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
以下に示すような効果が生じる。

【００７２】第１の効果は、伝送対象の差動クロック信
号の周波数が高くなってもデューティ比の悪化（５０％
からの乖離）が生じないようにできるということであ
る。

【００７３】このような効果が生じる理由は、後述する
第２の効果に基づき、送信側パッケージの電源がオフ状
態になると、差動クロック信号の正相側および逆相側の
電圧レベルに差異が生じることが保証されるので、送信
側パッケージの電源がオン状態のときには受信用ＩＣの
正相側および逆相側の入力信号のオフセット電圧の電圧
レベルを等しくすることができるからである。

【００７４】例えば、上述の第１の実施の形態や第２の
実施の形態では、送信側パッケージの電源がオン状態の
ときには、検知手段の構成要素であるダイオードにかか
る電圧は常に逆バイアスとなるので正相側経路には電流
が流れず、正相側の伝送波形は影響を受けず、しかも正
相側と逆相側との間で受信側パッケージの終端電圧レベ
ル（Ｖｔｒ）に差をつけていない。したがって、受信用
ＩＣの入力信号の電圧レベルは、正相側および逆相側と
も、Ｖｔｒをオフセットとして差動クロック伝送ケーブ
ルを伝送されてきた信号を振幅とするものになる。

【００７５】また、例えば、上述の第３の実施の形態で
は、送信側パッケージの電源がオン状態のときには、検
知手段およびオフセット変更手段の構成要素であるｎＭ
ＯＳトランジスタがオン状態となり、正相側オフセット
生成回路および逆相側オフセット生成回路を等価にする
ことができ、受信用ＩＣの入力信号の電圧レベルは、正
相側および逆相側とも、Ｖｔｒ（図５中の（ａ）参照）
をオフセットとして差動クロック伝送ケーブルを伝送さ
れてきた信号を振幅とするものになる。

【００７６】第２の効果は、送信側パッケージの電源が
オフ状態のときにも、差動クロック信号の正相側および
逆相側が定常的に同一の電圧レベルとなることがないよ
うにすることができるということである。

【００７７】このような効果が生じる理由は、検知手段
およびオフセット変更手段を設けて、送信側パッケージ
の電源のオフ状態が検知手段により検知されたときに
は、オフセット変更手段により正相側のオフセット電圧
と逆相側のオフセット電圧とに明確な差異が設定されう
るからである。

【００７８】例えば、上述の第１の実施の形態や第２の
実施の形態では、送信側パッケージの電源がオフ状態の
ときには、検知・オフセット変更手段用正相側経路に直
流電流が流れ、電流抑制用抵抗の抵抗値を適切な値にし
ておくことによって受信用ＩＣの正相側の入力信号の電
圧レベルを「ＬＯＷ」レベルとすることができる（な
お、このとき、逆相側の入力信号の電圧レベルは送信側
パッケージの電源がオン状態のときのオフセット電圧の
ままである）。

【００７９】また、例えば、上述の第３の実施の形態で
は、送信側パッケージの電源がオフ状態のときには、受
信側パッケージ上のｎＭＯＳトランジスタがオフ状態と
なり、受信用ＩＣの正相側の入力信号の電圧レベルを０
Ｖ（「ＬＯＷ」レベル）とすることができる（なお、こ
のとき、逆相側の入力信号の電圧レベルは送信側パッケ
ージの電源がオン状態のときのオフセット電圧のままで
ある）。

【００８０】すなわち、本発明のクロック伝送回路によ
ると、送信側パッケージの電源がオン状態のときには非
常に高い周波数のクロック信号であっても伝送すること
が可能となり、しかも送信側パッケージの電源がオフ状
態のときには差動クロック信号の正相側および逆相側が
定常的に同一の電圧レベルとなることがないようにして
受信用ＩＣをＣＭＯＳ ＩＣで実現する上での問題を解
消することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係るクロック伝送
回路の構成を示す回路図である。

【図２】本発明の第２の実施の形態に係るクロック伝送
回路の構成を示す回路図である。

【図３】本発明の第３の実施の形態に係るクロック伝送
回路の構成を示す回路図である。

【図４】従来のクロック伝送回路の一例の構成を示す回
路図である。

【図５】図１〜図３に示すクロック伝送回路における差
動クロック信号の正相側および逆相側の伝送波形を示す
図である。

【図６】図４に示すクロック伝送回路における差動クロ
ック信号の正相側および逆相側の伝送波形を示す図であ
る。

【符号の説明】

１１，２１，３１ 送信側パッケージ １２，２２，３２ 受信側パッケージ １３，２３，３３ 差動クロック伝送ケーブル ２４，３４ パッケージ間信号線 １１１，２１１，３１１ 送信用ＩＣ １１２，２１２，３１２ レベル確定用抵抗 １１３，２１３，３１３ ＡＣカップリング用コンデン
サ １１４，２１４，３１４，１２３，２２３，３２３ コ
ネクタ １１５，２１５ 電流抑制用抵抗 １１６，２２４ ダイオード １２１，２２１，３２１ 受信用ＩＣ １２２，２２２ 終端抵抗 ３１５，３２４ レベル生成用抵抗 ３２２ 電圧オフセット設定用兼終端用抵抗 ３２５ ｎＭＯＳトランジスタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04L 25/02 H04L 7/00

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 受信側パッケージの終端電圧とそれぞれ
   接続された正相側経路および逆相側経路を介してパッケ
   ージ間で差動クロック信号の伝送を行うクロック伝送回
   路において、 前記正相側経路と送信側パッケージの電源との間に設け
   られたオフセット変更手段を有し、 前記オフセット変更手段は、ダイオードおよび電流抑制
   用抵抗を有して構成され、送信側パッケージの電源がオ
   フ状態になった際に前記ダイオードおよび前記電流抑制
   用抵抗に電流を流すことにより前記オフセット変更手段
   が接続される経路の電圧レベルを他方の経路の電圧レベ
   ルより低下させることを特徴とするクロック伝送回路。
2. 【請求項２】 送信用ＩＣを備える送信側パッケージ，
   受信用ＩＣを備える受信側パッケージ，およびパッケー
   ジ間に設置され差動クロック信号が伝送される差動クロ
   ック伝送ケーブルを有するクロック伝送回路において、 受信側パッケージの終端電圧と送信側パッケージの電源
   との間を受信側パッケージ上の終端抵抗，受信側パッケ
   ージ上の差動クロック信号正相側信号線，差動クロック
   伝送ケーブル，送信側パッケージ上の差動クロック信号
   正相側信号線，送信側パッケージ上のダイオード，およ
   び送信側パッケージ上の電流抑制用抵抗で接続して検知
   ・オフセット変更手段用正相側経路を形成し、前記検知
   ・オフセット変更手段用正相側経路を直流電流が流れる
   ことによって送信側パッケージの電源がオフ状態になっ
   たことを検知する検知手段と、 受信側パッケージの終端電圧と送信側パッケージ上のＡ
   Ｃカップリング用コンデンサとの間を受信側パッケージ
   上の終端抵抗，受信側パッケージ上の差動クロック信号
   逆相側信号線，差動クロック伝送ケーブル，および送信
   側パッケージ上の差動クロック信号逆相側信号線で接続
   してオフセット変更手段用逆相側経路を形成し、送信側
   パッケージの電源がオン状態のときには前記検知・オフ
   セット変更手段用正相側経路にも前記オフセット変更手
   段用逆相側経路にも直流電流が流れないようにして差動
   クロック信号の正相側のオフセット電圧レベルと逆相側
   のオフセット電圧レベルとを等しくし、送信側パッケー
   ジの電源がオフ状態になったときには前記オフセット変
   更手段用逆相側経路には直流電流が流れないようにし、
   かつ前記検知手段の検知対象の直流電流が前記検知・オ
   フセット変更手段用正相側経路に流れるようにして差動
   クロック信号の正相側のオフセット電圧レベルと逆相側
   のオフセット電圧レベルとの間に差を設けるように制御
   するオフセット変更手段とを有することを特徴とするク
   ロック伝送回路。
3. 【請求項３】 受信側パッケージの終端電圧と送信側パ
   ッケージの電源との間を受信側パッケージ上の終端抵
   抗，受信側パッケージ上の差動クロック信号正相側信号
   線，差動クロック伝送ケーブル，送信側パッケージ上の
   差動クロック信号正相側信号線，送信側パッケージ上の
   ダイオード，および送信側パッケージ上の電流抑制用抵
   抗で接続して検知・オフセット変更手段用正相側経路を
   形成する代わりに、受信側パッケージの終端電圧と送信
   側パッケージの電源との間を受信側パッケージ上の終端
   抵抗，受信側パッケージ上の差動クロック信号正相側信
   号線，受信側パッケージ上のダイオード，パッケージ間
   信号線，および送信側パッケージ上の電流抑制用抵抗で
   接続して検知・オフセット変更手段用正相側経路を形成
   することを特徴とする請求項２記載のクロック伝送回
   路。
4. 【請求項４】 検知・オフセット変更手段用正相側経路
   上のパッケージ間信号線が差動クロック伝送ケーブルと
   相乗りする構造であることを特徴とする請求項３記載の
   クロック伝送回路。
5. 【請求項５】 送信用ＩＣを備える送信側パッケージ，
   受信用ＩＣを備える受信側パッケージ，およびパッケー
   ジ間に設置され差動クロック信号が伝送される差動クロ
   ック伝送ケーブルを有するクロック伝送回路において、 送信側パッケージの電源電圧を送信側パッケージ上のレ
   ベル生成用抵抗と受信側パッケージ上のレベル生成用抵
   抗とでレベル調整することによって受信側パッケージ上
   のｎＭＯＳトランジスタのゲート端子電圧レベルを生成
   するレベル生成回路を形成し、前記レベル生成回路によ
   って生成される前記ｎＭＯＳトランジスタのゲート端子
   電圧レベルが０Ｖになることによって送信側パッケージ
   の電源がオフ状態になったことを検知する検知手段と、 受信側パッケージの電源と接地端子との間を前記ｎＭＯ
   Ｓトランジスタおよび電圧オフセット設定用兼終端用抵
   抗で接続して正相側オフセット生成回路を形成し、受信
   側パッケージの電源と接地端子との間を電圧オフセット
   設定用兼終端用抵抗で接続して逆相側オフセット生成回
   路を形成し、送信側パッケージの電源がオン状態のとき
   には前記検知手段による送信側パッケージの電源のオフ
   状態の非検知に基づき前記ｎＭＯＳトランジスタをオン
   状態にして差動クロック信号の正相側のオフセット電圧
   レベルと逆相側のオフセット電圧レベルとを等しくし、
   送信側パッケージの電源がオフ状態になったときには前
   記検知手段による送信側パッケージの電源のオフ状態の
   検知に基づき前記ｎＭＯＳトランジスタをオフ状態にし
   て差動クロック信号の正相側のオフセット電圧レベルを
   ０Ｖとすることにより差動クロック信号の正相側のオフ
   セット電圧レベルと逆相側のオフセット電圧レベルとの
   間に差を設けるように制御するオフセット変更手段とを
   有することを特徴とするクロック伝送回路。
6. 【請求項６】 送信側パッケージ上のレベル生成用抵抗
   と受信側パッケージ上のレベル生成用抵抗およびｎＭＯ
   Ｓトランジスタとを接続するパッケージ間信号線が差動
   クロック伝送ケーブルと相乗りする構造であることを特
   徴とする請求項５記載のクロック伝送回路。
7. 【請求項７】 前記ダイオードは、アノードが前記オフ
   セット変更手段が接続される経路側に接続され、カソー
   ドが送信側パッケージの電源側に接続されてなることを
   特徴とする請求項１記載のクロック伝送回路。
8. 【請求項８】 受信側パッケージの終端電圧とそれぞれ
   接続された正相側経路および逆相側経路を介してパッケ
   ージ間で差動クロック信号の伝送を行うクロック伝送回
   路において、 前記受信側パッケージの前記正相側経路の終端抵抗と終
   端電圧との間にスイッチング素子を有し、 前記スイッチング素子のゲート端子が送信側パッケージ
   の電源と接続されてなることを特徴とするクロック伝送
   回路。