(57)【要約】【課題】  デジタルデータを送受信するために用いられるクロック信号を出力するクロック信号出力装置において、確実な送受信を可能とするために、大きな信号振幅を確保すると共に、オーバーシュートを発生させずに高周波成分の少ない波形を発生させ、長い距離間を伝送しても不要輻射の発生を抑制して信号の伝送に必要なスルーレートを簡単に設定することができるクロック信号出力装置を提供する。【解決手段】  クロック信号を抽出して出力するクロック信号出力部と、前記クロック信号出力部からのクロック信号を積分する入力抵抗及び入力コンデンサと、前記入力抵抗及び前記入力コンデンサによって得られた積分波形のクロック信号を増幅するアンバッファタイプインバータとを備える。【選択図】      図１
2015046740.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
デジタルデータを送受信するために用いられるクロック信号を出力するクロック信号出力装置において、
クロック信号を抽出して出力するクロック信号出力部と、
前記クロック信号出力部からのクロック信号を積分する入力抵抗及び入力コンデンサと、
前記入力抵抗及び前記入力コンデンサによって得られた積分波形のクロック信号を増幅するアンバッファタイプインバータとを備えることを特徴とするクロック信号出力装置。
【請求項２】
デジタルデータを送受信するために用いられるクロック信号を出力するクロック信号出力装置において、
クロック信号を抽出して出力するクロック信号出力部と、
前記クロック信号出力部からのクロック信号を積分して積分波形のクロック信号に変換し、当該積分波形のクロック信号を増幅する入力抵抗及びアンバッファタイプインバータとを備えることを特徴とするクロック信号出力装置。
【請求項３】
請求項１または２記載のクロック信号出力装置において、
前記クロック信号出力装置は、前記入力抵抗の前段に入力DCカットコンデンサと、前記アンバッファタイプインバータから出力されたクロック信号を前記入力抵抗の前段に帰還する出力帰還抵抗とを備えることを特徴とするクロック信号出力装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載のクロック信号出力装置において、
前記入力抵抗の抵抗値は、略１．５ｋΩであることを特徴とするクロック信号出力装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載のクロック信号出力装置において、
前記アンバッファタイプインバータは、アンバッファタイプのインバータロジックICの74HCU04であることを特徴とするクロック信号出力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタルデータを送受信するために用いられるクロック信号を出力するクロック信号出力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のクロック信号出力装置においては、不要輻射を低減するための一般的な構成として、EMIフィルタを使用したり、また、低スルーレートのICを使用したり、更に、正弦波を伝送する手段などを用いたクロック信号出力装置が広く知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２１４８５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献1に開示されている手段では、正弦波を発生する方法として、たとえば水晶発振回路の出力回路波形をそのまま伝送用の信号に使用することが可能となるが、この場合、長い距離間を伝送すると、回路パターンの浮遊容量の影響などにより、水晶発振回路の安定度を確保することが極めて困難となってしまう。
【０００５】
また、従来のクロック信号出力装置に用いられているEMIフィルタを使用する回路構成では、ICから送信されるクロック信号のうち、高い次数の高調波成分を減衰させて、クロック信号伝送時に発生する不要輻射を低減する構成であり、ICの出力端子から発生してしまった高周波成分を減衰させる構成のため、例えば、電源ラインを介して出力される高周波電流を原因とした不要輻射に対して低減させることができない。
【０００６】
また、従来のクロック信号出力装置に用いられている低いスルーレートのICを使用する回路構成では、クロック信号そのものの高調波成分を減少させることができるため、不要輻射に対する低減は期待できるものの、ロジック回路の動作速度の高速化に対応したIC自体の高いスルーレイトが要求される現在においては、スルーレイトが低いICを用いることができない。
【０００７】
本発明は、デジタルデータを送受信するために用いられるクロック信号を出力するクロック信号出力装置において、確実な送受信を可能とするために、大きな信号振幅を確保すると共に、オーバーシュートを発生させずに高周波成分の少ない波形を発生させ、長い距離間を伝送しても不要輻射の発生を抑制して信号の伝送に必要なスルーレートを簡単に設定することができるクロック信号出力装置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】
【０００８】
上記の課題を解決するために、本願の請求項１記載の発明は、デジタルデータを送受信するために用いられるクロック信号を出力するクロック信号出力装置において、クロック信号を抽出して出力するクロック信号出力部と、前記クロック信号出力部からのクロック信号を積分する入力抵抗及び入力コンデンサと、前記入力抵抗及び前記入力コンデンサによって得られた積分波形のクロック信号を増幅するアンバッファタイプインバータとを備えることを特徴とする。
【０００９】
本願の請求項２記載の発明は、デジタルデータを送受信するために用いられるクロック信号を出力するクロック信号出力装置において、クロック信号を抽出して出力するクロック信号出力部と、前記クロック信号出力部からのクロック信号を積分して積分波形のクロック信号に変換し、当該積分波形のクロック信号を増幅する入力抵抗及びアンバッファタイプインバータとを備えることを特徴とする。
【００１０】
本願の請求項３記載の発明は、請求項１または２記載のクロック信号出力装置において、前記クロック信号出力装置は、前記入力抵抗の前段に入力DCカットコンデンサと、前記アンバッファタイプインバータから出力されたクロック信号を前記入力抵抗の前段に帰還する出力帰還抵抗とを備えることを特徴とする。
【００１１】
本願の請求項４記載の発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載のクロック信号出力装置において、前記入力抵抗の抵抗値は、略１．５ｋΩであることを特徴とする。
【００１２】
本願の請求項５記載の発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載のクロック信号出力装置において、前記アンバッファタイプインバータは、アンバッファタイプのインバータロジックICの74HCU04であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、デジタルデータを送受信するために用いられるクロック信号を出力するクロック信号出力装置において、確実な送受信を可能とするために、大きな信号振幅を確保すると共に、オーバーシュートを発生させずに高周波成分の少ない波形を発生させ、長い距離間を伝送しても不要輻射の発生を抑制して信号の伝送に必要なスルーレートを簡単に設定することができるクロック信号出力装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施例であるクロック信号出力装置のブロック図。
【図２】本発明のクロック信号出力装置の他の例を示すブロック図。
【図３】本実施例のクロック信号出力装置１０において、入力抵抗１に入力抵抗が３６０Ωの抵抗を用いた場合における出力クロックの波形を示す図。
【図４】本実施例のクロック信号出力装置１０において、入力抵抗１に入力抵抗が１．５ｋΩの抵抗を用いた場合における出力クロックの波形を示す図。
【図５】本実施例のクロック信号出力装置１０において、入力抵抗１に入力抵抗が６．２ｋΩの抵抗を用いた場合における出力クロックの波形を示す図。
【図６】本実施例の構成を用いない従来のクロック信号出力装置の一例の放射妨害ノイズを示す図。
【図７】本実施例のクロック信号出力装置１０を用いた場合の放射妨害ノイズを示す図。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１{ HYPERLINK "http://www6.ipdl.inpit.go.jp/Tokujitu/tjitemdrwdb.ipdl?N0000=231&N0001=46&N0005=MAJ0L3eOcIPfQiDIJJsZ&N0500=4JPA%20420021379%20%20%20%20%20%20%20&N0510=1BWnnktQMvjqCX1q0nmc&N0552=9&N0553=000003" \t "tjitemdrwdb" ,}は、本発明の一実施例であるクロック信号出力装置のブロック図である。
【００１６】
クロック信号出力装置１０は、入力抵抗１、入力コンデンサ２、アンバッファタイプインバータ３、入力DCカットコンデンサ５及びクロック信号出力部１００を備える。アンバッファタイプインバータ３から出力されたクロック信号は、例えば、他の装置であるクロック信号入力装置２００に出力される。
【００１７】
クロック信号出力部１００は、クロック信号を抽出して出力する。アンバッファタイプインバータ３は、汎用のアンバッファタイプのインバータロジックIC、例えば74HCU04を使用する。アンバッファタイプインバータ３への信号入力の前段には、クロック信号の入力波形を積分する入力抵抗１と入力コンデンサ２を備える。入力抵抗１への信号入力の前段には、クロック信号出力部１００からのクロック信号の直流成分をカットする入力DCカットコンデンサ５を備える。アンバッファタイプインバータ３から出力されたクロック信号は、入力抵抗１の前段に信号を帰還させる帰還抵抗で構成された出力帰還抵抗４を備える。
【００１８】
入力抵抗１と入力コンデンサ２により、矩形波である入力クロック信号波形は積分され、ほぼ三角波の状態に整形される。入力抵抗１及び入力コンデンサ２により三角波に整形されたクロック信号は、アンバッファタイプインバータ３で増幅される。アンバッファタイプインバータ３に74HCU04を用いた場合、当該74HCU04は、単段の増幅段を備えるため、ゲインが２０倍程度である。そのためアンバッファタイプインバータ３に三角波状態で入力された信号は、入力信号の振幅に応じてリニアに増幅されるため、入力信号の振幅を適切に調整することで、電源電圧近辺まで振幅を持ち、かつオーバーシュートを発生させずに、ほぼ正弦波様の出力波形のクロック信号を出力することができる。
【００１９】
図１に示すように、出力帰還抵抗４と入力DCカットコンデンサ５を備えることにより、出力信号のDC成分を入力側に負帰還し、出力波形をデューティー50％となるよう自動的に制御することができる。
【００２０】
図３は、本実施例のクロック信号出力装置１０において、入力抵抗１に入力抵抗が３６０Ωの抵抗を用いた場合における出力クロックの波形を示す図である。
【００２１】
図４は、本実施例のクロック信号出力装置１０において、入力抵抗１に入力抵抗が１．５ｋΩの抵抗を用いた場合における出力クロックの波形を示す図である。
【００２２】
図５は、本実施例のクロック信号出力装置１０において、入力抵抗１に入力抵抗が６．２ｋΩの抵抗を用いた場合における出力クロックの波形を示す図である。
【００２３】
図３に示すように、例えば、力抵抗１に３６０Ωの抵抗を用いた場合、出力波形は矩形波状になり高調波成分を多く含むため、不要輻射が大きくなってしまう。また、図５に示すように、例えば、入力抵抗１に６．２ｋΩの抵抗を用いた場合、出力波形は振幅が減少し、安定したクロック信号を伝送することが困難となる。一方、例えば、入力抵抗１に１．５ｋΩの抵抗を用いた場合は、図４に示すように、出力波形は、ほぼ正弦波状になり、高調波成分が小さく、不要輻射を小さくすることができる。このため、入力抵抗１においては、１．５ｋΩ程度の抵抗を用いるのが最適である。
【００２４】
図６及び図７は、本実施例のクロック信号出力装置１０において、不要輻射（放射妨害ノイズ）の低減状況を示す図である。
図６は、本実施例の構成を用いない従来のクロック信号出力装置の一例の放射妨害ノイズを示す図で、図７は、本実施例のクロック信号出力装置１０を用いた場合の放射妨害ノイズを示す図である。
【００２５】
図７に示すように、本実施例のクロック信号出力装置１０を用いた場合、放射妨害ノイズは、400MHzから1GHzまでの広い周波数帯域で、おおむね５〜１０dB程度の放射妨害ノイズ低減効果が認められる。
【００２６】
以上のように、本実施例のクロック信号出力装置１０は、入力抵抗1が入力コンデンサ２と組み合わせられて、矩形化クロック信号を積分して三角波に変換し、また、入力抵抗１と入力コンデンサ２により積分された三角波は、アンバッファタイプインバータ３により増幅され、高い振幅であり、かつ、高調波成分の少ない波形を出力することができる。
【００２７】
そして、アンバッファタイプインバータ３から出力された信号は帰還抵抗４によって入力側に戻され、入力DCカットコンデンサ５により直流成分が積分され、負帰還されることにより、アンバッファタイプインバータ３の出力波形は、デューティー50％程度となるよう自動的に制御される。また、入力抵抗1の値を１．５ｋΩ程度とすることにより、出力波形の振幅を犠牲にすることなく高調波成分を小さくすることができるため、信号を伝送するときに発生する不要輻射を更に低減することができる。このため、本実施例のクロック信号出力装置１０は、クロック信号を長距離伝送しなければならない場合に特に有効である。
【００２８】
本実施例のクロック信号出力装置１０によれば、出力信号の振幅がほぼ電源電圧近くの高さまで確保できるため、確実なクロック信号の伝送が必要な場合でも、高調波成分が少なくオーバーシュートのない、ほぼ正弦波様の信号波形を生成することができ、信号伝送時に発生する不要輻射を低減することができる。また、本実施例のクロック信号出力装置１０によれば、高調波成分が少ない出力波形は、ICの動作そのものにより出力される波形であるため、ICの電源に流れる消費電流の高調波を少なくすることができる。このため、ICの動作に伴う消費電流による電源ライン起因の不要輻射も低減することができる。
【００２９】
図２は、本発明のクロック信号出力装置の他の例を示すブロック図である。
【００３０】
図２においては、図１で説明した入力DCカットコンデンサ５及び出力帰還抵抗４を備えない構成とした以外は、図１と同様の構成である。
例えば、出力波形のデューティーが変化してもクロック信号入力装置２００に出力するクロック信号に問題が生じない場合は、図２に示すように、出力帰還抵抗４と入力DCカットコンデンサ５を省略した構成として良い。
【００３１】
本実施例のクロック信号出力装置は、アンバッファタイプインバータの前段に入力コンデンサ２を備える構成としたが、アンバッファタイプインバータ３としてインバータロジックICの74HCU04を用いる場合は、インバータロジックICの74HCU04の入力端子寄生容量を利用して入力コンデンサ２を省略することも可能となる。このことにより、入力コンデンサ２のコストを削減することができるので、クロック信号出力装置の製造コストを低減させることができる。
【００３２】
本実施例のクロック信号出力装置は、アンバッファタイプインバータ３にアンバッファタイプのインバータロジックICの74HCU04を用いる構成としたが、本実施例と同様の効果を奏する場合であれば、他のロジックICを用いても良いし、ロジックIC以外の他の構成を用いても良い。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明は、デジタルデータを送受信するために用いられるクロック信号を出力するクロック信号出力装置に有用に用いることができる。
【符号の説明】
【００３４】
１  入力抵抗、２  入力コンデンサ、３  アンバッファタイプインバータ、
４  出力帰還抵抗、５  入力DCカットコンデンサ、６  入力抵抗、
７  入力コンデンサ、８  アンバッファタイプインバータ、
１０  クロック信号出力装置、１１  クロック信号出力装置、
１００  クロック信号出力部、２００  クロック信号入力装置
【図１】
2015046740.tif 000003
【図２】
2015046740.tif 000004
【図３】
2015046740.tif 000005
【図４】
2015046740.tif 000006
【図５】
2015046740.tif 000007
【図６】
2015046740.tif 000008
【図７】
2015046740.tif 000009