(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｇbps帯の信号をプリント基板間で伝送させるモジュール型測定器のデータ伝送装置において、
前記プリント基板の端部に設けられ、対向する端面に絶縁膜が施された一対のコネクタと、
この一対のコネクタの一方のコネクタ側に設けられたＶＣＳＥＬアレイおよびこのＶＣＳＥＬアレイを前記Ｇbps帯の差動信号で駆動するドライバと、
前記一対のコネクタの他方のコネクタ側に設けられ、前記ＶＣＳＥＬアレイから入射された光を受光するフォトダイオードアレイおよびこのフォトダイオードアレイから出力された電圧を増幅するリミッティングアンプとを設け、
前記プリント基板間は前記絶縁膜を介して着脱可能に嵌合接続され、前記プリント基板間で前記Ｇbps帯の信号が光信号を介して伝送されることを特徴とするデータ伝送装置。
【請求項２】
前記ＶＣＳＥＬアレイから出力した光を集光するレンズを設けたことを特徴とする請求項１記載のデータ伝送装置。
【請求項３】
前記ドライバおよびフォトダイオードアレイをそれぞれ前記各コネクタの内部に設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載のデータ伝送装置。
【請求項４】
前記各コネクタに、それぞれ嵌合接続されて少なくとも電源ラインを伝送するピンを設けたことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のデータ伝送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリント基板間でデータを転送するモジュール型計測器のデータ伝送装置に関し、特に、電気的な絶縁を必要とするプリント基板間でギガビットパーセコンド（Ｇbps）帯の信号を伝送できるモジュール型計測器のデータ転送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
数百[Ｖ]を超える高電圧の電圧波形や、１[ｍＶ]に満たない微小電圧の電圧波形の測定
に使用されるモジュール型測定器では、測定データを取得する電気部品が実装されたプリント基板（測定用モジュール）と、この測定データのデータ処理を行なう電気部品が実装されたプリント基板（マザーボード）間の電気的な絶縁が重要である。
【０００３】
例えば、高電圧波形の測定では、絶縁することによりデータ処理部側の保護、ユーザの安全性を確保できる。
【０００４】
一方、モジュール型測定器の場合には、測定用モジュールは、被測定対象の種類により適切なものに差し替えられ、この差し替えはマザーボードとの間でコネクタを介して行なわれる。このような絶縁伝送構造を備えたデータ転送装置の先行技術文献としては次のようなものがある。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５―１８５５０号公報
【０００６】
図４は、従来のモジュール型測定器におけるデータ伝送装置の構成図である。入力ボード１には、例えば測定データを取得する電気部品が実装されている。FPGA（Field Programmable Gate Array）２は、LVDS（Low Voltage Differential Signaling）などの差動信号（例：300Mbps）やシリアルバスなどの信号を出力する。パターン３は、例えば作動LVDS信号を伝送する。コネクタ４は、入力ボード１の端面に実装され、信号レベルがＧbps帯の場合にはコネクタ自体もインピーダンスコントロールされたものが使用される。
【０００７】
コネクタ５は、コネクタ４と嵌合し、コネクタ４と同様にインピーダンスコントロールされたものが使用される。マザーボード６には、入力ボード１で取得されたデータのデータ処理を行なう電気部品が実装されている。ＦＰＧＡ７は、パターン３、コネクタ４、５を介して信号が入力され、データ処理を行なう。
【０００８】
このように、従来のモジュール型測定器のデータ伝送装置は、プリント基板（入力ボード１とマザーボード６）間の信号の伝送にインピーダンスコントロールされたコネクタ４、５を用いていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、Ｇbps帯の信号を伝送する場合、プリント基板間を接続するコネクタ４、５は、インピーダンスコントロールされた高価なものが必要となる。また、パラレル配線が多いとコネクタ４、５のピン数も多くなり、コネクタ４、５が大型化してより高価なものが必要となる。
【００１０】
特に、モジュール型の計測器においては、頻繁に着脱が行なわれるため、通常の金属製のコネクタを使用した場合には、磨耗により接触抵抗が増加したり嵌合が悪くなったりすることがある他、高周波帯域の場合には接触抵抗がノイズ源となる。
【００１１】
本発明は、これらの問題点に鑑みてなされたものであり、電気的な絶縁を必要とするプリント基板間でギガビット帯の信号を伝送できるモジュール型測定器のデータ転送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】
【００１２】
このような課題を達成するために請求項１記載の発明は、
Ｇbps帯の信号をプリント基板間で伝送させるモジュール型測定器のデータ伝送装置において、
前記プリント基板の端部に設けられ、対向する端面に絶縁膜が施された一対のコネクタと、
この一対のコネクタの一方のコネクタ側に設けられたＶＣＳＥＬアレイおよびこのＶＣＳＥＬアレイを前記Ｇbps帯の差動信号で駆動するドライバと、
前記一対のコネクタの他方のコネクタ側に設けられ、前記ＶＣＳＥＬアレイから入射された光を受光するフォトダイオードアレイおよびこのフォトダイオードアレイから出力された電圧を増幅するリミッティングアンプとを設け、
前記プリント基板間は前記絶縁膜を介して着脱可能に嵌合接続され、前記プリント基板間で前記Ｇbps帯の信号が光信号を介して伝送されることを特徴とする。
【００１３】
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載のデータ伝送装置において、
前記ＶＣＳＥＬアレイから出力した光を集光するレンズを設けたことを特徴とする。
【００１４】
また、請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載のデータ伝送装置において、
前記ドライバおよびフォトダイオードアレイをそれぞれ前記各コネクタの内部に設けたことを特徴とする。
【００１５】
さらに、請求項４記載の発明は、請求項１から３のいずれかに記載のデータ伝送装置において、
前記各コネクタに、それぞれ嵌合接続されて少なくとも電源ラインを伝送するピンを設けたことを特徴とする。
【００１６】
本発明では、次のような効果がある。プリント基板間を光信号でデータ転送するので、電気的な絶縁を必要とするプリント基板間でギガビット帯の信号を伝送できるモジュール型計測器のデータ転送装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明のデータ伝送装置を説明する。図１は本発明によるモジュール型測定器のデータ伝送装置の構成例である。ＦＰＧＡ１０は、ＡＳＩＣでも差し支えなく、パラレルにLVDS、CML（カレント・モード・ロジック）、LVPECL（Low-Voltage Pseudo Emitter-Coupled Logic）などの差動信号をパラレルに出力する。ここで、これらの差動信号はＧbps帯の信号であるものとする。ドライバＩＣ２０は、ＦＰＧＡ１０から信号が入力され、後述するＶＣＳＥＬアレイ３１を駆動する。
【００１８】
コネクタ３０は、後述するコネクタ４０と嵌合して使用され、端面には絶縁膜が施されている。ＶＣＳＥＬアレイ３１（Vertical Cavity Surface Emitting LASER）（垂直共振器面発光レーザ）は、半導体レーザの一種であり、他の半導体レーザに比べて比較的安価に製造が可能である。レンズアレイ３２は、集光レンズであり、ＶＣＳＥＬアレイ３１から出力された光を集光して出力する。
【００１９】
なお、これらレーザとレンズの組み合わせは、少なくとも信号ラインの数と同じ数だけ必要となる。また、ＦＰＧＡ１０、ドライバＩＣ２０、コネクタ３０が実装されたプリント基板は図示を省略している。
【００２０】
コネクタ４０は、コネクタ３０と嵌合して使用され、端面には絶縁膜が施されている。ＰＤアレイ４１（Photodiode）は光が入射すると電圧を生ずる。ここで、ＰＤアレイ４１とＶＣＳＥＬの間の信号の受け渡しは光信号で行なうので、コネクタ３０とコネクタ４０は電気的に接続されておらず絶縁が保たれている。
【００２１】
リミッティングアンプ５０は対数アンプであり、ＰＤアレイ４１から出力された電圧を増幅する。ＦＰＧＡ６０は、ＡＳＩＣでも差し支えなく、パラレルに差動信号が入力され、データ処理を行なう。なお、コネクタ４０、リミッティングアンプ５０、ＦＰＧＡ６０を実装しているプリント基板は図示を省略している。
【００２２】
このように、絶縁膜を施したコネクタ３０、４０同士を接続すると共に、プリント基板間の信号の受け渡しはＶＣＳＥＬアレイ３１とＰＤアレイ４１を介して行なうので、プリント基板間の絶縁を保ったままＧbps帯の信号の伝送ができる。
【００２３】
また、これらの部品を用いて信号の受け渡しを行なうので、Ｇbps帯に対応した高価なコネクタを用いる必要がなく、安価にデータ伝送装置を構成できる。また、コネクタ部分でＧbps帯の信号の減衰量を低減できるので、差動信号のアイパターンの開口度の向上が期待できる。
【００２４】
さらに、頻繁に着脱が行なわれても、接触抵抗が増加しないので、高周波帯域におけるノイズが軽減される。
【００２５】
なお、図１以外の構成であっても、電気的な絶縁を必要とし、かつ高速なシリアル伝送を行なうものであれば本発明を適用できる。また、電気的な絶縁が必要でない場合には高周波用のコネクタの代わりとして使用できる。
【００２６】
次に、本発明の応用例を説明する。図２は本発明の応用例である。コネクタ７０にはＬＶＤＳ、ＣＭＬ、ＬＶＰＥＣＬなどの差動信号が入力され、端面には絶縁膜が施されている。レーザドライバ７１は、信号ライン分用意され、図１と相違しコネクタ７０の中に設けられる。レーザ７２も信号ライン分必要となり、図１と同様にＶＣＳＥＬが用いられる。なお、レーザ７２の出力側に集光レンズも必要となるが図示を省略している。
【００２７】
このように、レーザドライバ７１をコネクタ７０の内部に設け、フォトダイオード８１をコネクタ８０の内部に設けることもできる。
【００２８】
次に、本発明の他の応用例を説明する。図３は本発明の他の応用例である。コネクタ１００は、ＬＤ部１０１、ＰＤ部１０２、通常のピン１０３、ＰＤ部１０４、ＬＤ部１０５で構成される。一方、コネクタ１１０は、ＰＤ部１１１、ＬＤ部１１２、通常のピン１１３、ＬＤ部１１４、ＰＤ部１１５で構成される。このように双方向通信を行なうこともできる。
【００２９】
つづいて、各構成の接続関係を説明する。ＬＤ部１０１から出力された光信号はＰＤ部１１１で受光される。ＬＤ部１１２から出力された光信号はＰＤ部１０２で受光される。なお、これらの光素子を用いる信号はＧbps帯の場合である。
【００３０】
一方、通常のピン１０３は通常のピン１１３と接続されるが、これらのピンで用いられる信号は、電源ラインの他、速度が100Ｍbps以下の信号である。なお、ＬＤ部１１４から出力された光信号はＰＤ部１０４で受光され、ＬＤ部１０５から出力された光信号はＰＤ部１１５で受光される。
【００３１】
このように、高速なシリアル伝送は光を使用すると共に、電源ラインや100Ｍbps以下の伝送の場合には通常のピンを使用する構成としたので、図示を省略しているレーザドライバやアンプを含めてコネクタ周りの部品を揃えても、Ｇbps帯に対応しているコネクタと比べて安価にデータ伝送装置を構成できる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明によるモジュール型測定器のデータ伝送装置の構成例である。
【図２】本発明の応用例である。
【図３】本発明の他の応用例である。
【図４】従来のモジュール型測定器のデータ伝送装置の構成図である。
【符号の説明】
【００３３】
１０      ＦＰＧＡ
２０      ドライバＩＣ
３０      コネクタ
３１      ＶＣＳＥＬアレイ
３２      レンズアレイ
４０      コネクタ
４１      ＰＤアレイ
５０      リミッティングアンプ
６０      ＦＰＧＡ
７０      コネクタ
７１      レーザ
８０      コネクタ
８１      フォトダイオード
８２      リミッティングアンプ
【図１】
0005040614.tif 000002
【図２】
0005040614.tif 000003
【図３】
0005040614.tif 000004
【図４】
0005040614.tif 000005