JPS6387018A - 回路装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、信号線によって相互に連結された２つの連続
するステージを有し、周波数帯域はその２つのステージ
の間において有限内部抵抗および不可避のキャパシタン
スにより限定されている回路装置に関するものである。

［従来技術］ はとんど全ての電気回路装置は、上記回路装置の範囲に
含まれる。例外は、主に周波数帯域が選択方法によって
限定されているフィルタである。

しかしながら原則的には全ての電気回路装置の周波数帯
域は、上限遮断周波数によって制限されている。制限さ
れた周波数帯域の問題は基本的にかなり重要なので、多
数の解決策が提案されている。

例えばデジタル論理回路の分野において、特に論理機能
は同じだが周波数帯域は異なる回路群が複数存在する。

しかしながら限界領域において、この問題は常に重要な
役割を果たしている。集積回路において、例えばライン
の縦方向の抵抗および、したがってトランジスタにおけ
るチャンネルの縦方向の抵抗は線の断面積を増大するこ
とによって減少され得る。しかしながらキャパシタンス
は同様の割合いで増大されるので、抵抗とキャパシタン
スの積は変化しないままである。しかしラインの縦方向
の抵抗と分路キャパシタンスは、抵抗とキャパシタンス
の積によって変化する遮断周波数を有するローパスフィ
ルタを形成するので、周波数帯域をこのような幾何学的
な方法によって増加されることはできない。この問題は
バス回路において−ｗＪ重要となる。その場合には多数
の駆動回路がバス回路において共通の信号線に接続され
る。

適切な動作を確実にするために、動作可能な１回路を除
く全ての駆動回路が無能力にされなくてはならない。無
能力にされた駆動回路のキャパシタンスは、動作可能な
１個の駆動回路のために付加的な負荷を構成する。信号
線それ自体、およびそこに接続された信号入力のキャパ
シタンスは、２番目に重要である。複数の入力の１つと
複数の出力の１つの間の接続が、多数の交差点の各々に
おいて設定され得る広帯域切替えモジュールは、１出力
につきこのようなバス回路１つ、１人力およびバス回路
につき１駆動回路を有する。

［発明の解決すべき問題点］ このような広帯域切替えモジュールの周波数帯域は、こ
のように直接入力の数に依存する。周波数帯域を増大す
るための各技術において何等の手段も取られない場合、
所定の技術によって所定の周波数帯域に対し、切替え回
路網の大きさはこのように固定される。

［問題点解決のための手段］ 本発明はこのような周波数帯域の上限を増大する問題を
解決するものである。

本発明は、信号線によって相互に連結された２つの連続
するステージを有し、周波数帯域はその２つのステージ
の間において有限内部抵抗および不可避のキャパシタン
スにより限定されている回路装置を提供することにより
この問題を解決するものである。

信号線と固定電位のポイントとの間に抵抗を挿入するこ
とによって、内部抵抗は抵抗によって交流用のパスを供
給するために分路され、ローパスフィルタの抵抗は効果
的に減少され、周波数帯域を増大する。非直線性を考え
ると、動作位置においてアナログ回路の場合、固定電位
は供給電源の中央にあるように選択されることが好まし
い。異なる電位の第２の点に接続された第２の抵抗が加
えられる場合、効果的な抵抗と回路の動作に可能な限り
影響を及ぼさないで電位が調節されるような電圧デバイ
ダが得られる。特に集積回路において、その抵抗はトラ
ンジスタで構成されることが好ましい。本発明による方
法はもちろん有益な効果を有するだけではない。利得周
波数帯域Ｉ５１積が一定なので、付加的に電力が消耗さ
れ、一方で信号のスイングを減少する。トランジスタ使
用における利点は、回路のこの部分が不要の場合はスイ
ッチを切ることができ、バイアスを変化することによっ
て実際に必要な周波数帯域幅へ調節することができると
いう点である。しかしながら信号スイングの減少および
付加的な妨害の可能性のために、このような方法が取ら
れるのは、例えば信号バスにおける周波数帯域が最大に
限定されている２つのステージの間など絶対的に必要な
場合のみである。信号が入力から出力へ伝達し、さらに
適切な切替え回路網を通りながら、入出力絶縁増幅器お
よび同期装置のような多数の信号調節回路および監視回
路を通過する広帯域切替えモジュールにおいて、最大の
帯域幅の限界は共通の出力に接続されたバス回路におい
て上記に示すように発生。

する。

［実施例］ 初めに、本発明の基本的な構想が第１図によって説明さ
れている。送信装ＷＩＳは、信号線しによって受信装置
Ｅに接続されている。送信装置Ｓおよび受信装ＲＥは、
信号バス中の２つの任意の連続するステージである。送
信装置Ｓは、内部抵抗Ｒｉおよび電圧発生器ｕＯによっ
て特徴付けられている。電圧発生器ｕＯは、図ではデジ
タル信号供給源として示されている。受信装！１Ｅは入
力抵抗Ｒｅによって特徴付けられている。信号線しは非
常に短いので、その線の特性インピーダンスと等しい抵
抗で終端される必要はないものと仮定する。

このような場合、入力抵抗Ｒｅは大きさの程度では内部
抵抗Ｒ１よりずっと大きくなる。送信装置Ｓの出力、受
信装ｆｉＥの入力および信号１ａＬは回避できないキャ
パシタンスを有し、そのキャパシタンスは接地キャパシ
タンスＣとして第１図に描かれている。内部抵抗Ｒｉお
よびキャパシタンスＣが０−バスフィルタを形成するこ
とは明らかである。入力抵抗Ｒｅは、交流を通すために
内部抵抗Ｒｉと並列に接続され、原則的にはローパスフ
ィルタが存在するという事実を変えない。

本発明によると、内部抵抗Ｒｉは交流用のバスを設ける
ために付加的抵抗Ｒａによって分路される。原理的には
それがローパス特性を変えることはないが、しかしなが
ら上限周波数、および結果的には周波数帯域が著しく増
大され得る。しかしながらこの基礎回路はまた、信号ス
イングがこの方法によって減少されることを示している
。内部抵抗Ｒ１、抵抗Ｒａおよび実際には無視できる高
さの入力抵抗Ｒ１３が電圧デバイダを形成する。がなり
の信号電圧部分が内部抵抗Ｒ１の両端で降下し、受信装
Ｗ！Ｅにおいては全く影響を及ぼさない。

この方法が一時的なものであり、影響を受けずに使用さ
れ得ないことはこのように明らかである。

抵抗Ｒａとグランドの間に、補助電圧供給源ＵＨが挿入
される。ＤＣ′Ｒ圧供給源であるこの補助電圧供給源Ｕ
Ｈは、回路装置の周波数特性に全く影響を及ぼさない。

抵抗Ｒａは固定電位の任意の点に接続され得る。存在し
ているグランドおよび供給電源電位が特に適している。

ＤＣ電圧状態に影響を及ぼさないために、もしくは動作
ポイントを設定するために、固定電位はまた供給電圧の
中央にあってもよい。このことは回路装置が非直線性で
ある場合特に重要である。

第２図は第１図の基礎回路の実施例を示している。送信
ｖＲＷ１は２つのトランジスタＴＳ１．７Ｓ２から成る
駆動回路を有し、供給電圧ＶＤＤとグランドとの間で接
続されている。２つのトランジスタＴＳ１．ＴＳ２は共
にバイアスされ、それらのうち１つがオンにされ、他方
がオフにされている。

受信装置Ｅは、供給電圧ＶＤＤとグランドとの間で接続
されている類似の入力回路を有し、信号線しによる送信
装置Ｓからの出力によってバイチスされた２つのトラン
ジスタＴＥ１．ＴＥ２がら成る。

抵抗Ｒａはこの例において供給電圧の半分の電位ＶＤＤ
／２に接続されている。

この半分の供給電圧ＶＤＤ／２がどのように発生される
かは、この例に示されていない。いくつかの回路装置に
共通にＶＤＤ／２の補助電圧を発生することは、結線の
必要性があること、および補助電圧供給源の内部抵抗に
よるクロス結合の可能性のため、しばしば好まれない。

第３図は第２図の例を僅かに修正したものである。抵抗
Ｒａは２つの抵抗Ｒ１とＲ２とに分割され、これらの１
つが接地され、他方は供給電圧ＶＤＤに接続される。こ
の方法において、補助電圧は抵抗Ｒ１およびＲ２の抵抗
比によって影響され、周波数帯域が２つの抵抗の絶対値
によって影響される。

第４図は回路装置が、実際にかなり重要な集積回路の一
部である場合のために、第３図の回路を修正したものを
示している。この場合抵抗Ｒ１およびＲ２も、Ｔａ１．
　Ｔａ２で示されるトランジスタによって構成される。

２つのトランジスタはＤＣ電圧ＬＩ３１およびｔＪｓ２
によってそれぞれバイアスされ、その２つの電圧は外側
から固定もしくは調整されて、信号スイングの減少およ
びトランジスタＴａ１およびＴａ２における電力消費は
、その用途によって最少に保たれ得る。

第５図は、第２図の実施例の特徴と第４図の実施例の特
徴とを合せ持つ別の実施例を示している。

第２図の抵抗Ｒａは２つの並列のトランジスタＴａ１お
よびＴａ２によって置換されている。これらのトランジ
スタはインバータ（示されていない）により反対樵性の
電圧によってバイアスされ、両者は同時にオンまたはオ
フになる。この回路装置では切替えだけが影響を受ける
が、実際には多くの場合においてそれで充分である。

第６図は１６個の入力Ｅ１〜Ｅ１６．１６個の延長入力
ＥＸ１〜ＥＸ１６、クロック入力ＴＥ、クロック出力Ｔ
Ａ、１６個の出力Ａ１〜Ａ１６および制御バスＢＵＳを
具備した広帯域切替えモジュールのブロック図を示して
いる。信号バスは入力絶縁増幅器３から広帯域切替えモ
ジュールの内部に、また出力絶縁増幅器４から外部へ走
っている。入力Ｅｌ乃至Ｅ１６を通して受信された信号
は、入力同期装［１において同期化され、広帯域切替え
モジュールから出る前に、出力同期装置！２において再
び同期化される。延長入力ＥＸ１〜ＥＸ１６は、予め空
間的に直接先行する切替えモジュールの出力Ａ１乃至Ａ
１６に接続されている。それ故それらの信号は同期化さ
れる必要がない。広帯域切替えモジュールの中心部は、
切替えマトリックスにである。

切替えマトリックスにの出力に続いて監視装置５が配置
され、その監視装置５は１６個の出力信号を監視する。

解読および制御論理装置６は切替えマトリックスＫをｔ
ｌｌＩＷＪシ、監視機能を監視装Ｗ１５によって果たす
ために備えられている。さらに本発明の理解には必要な
いが、この切替えモジュールの詳細はドイツ特許出願Ｐ
　３４４１５０１，７゜Ｒ３５０４８３５，２，Ｐ　３
５１０５６６．６．およびＲ３５４３３９２，２０号に
含まれている。

切替えマトリックスには、第７図によってより詳細に説
明される。

切替えマトリックスには行と列から成り、各行は出力Ａ
１乃至Ａ１６の１つと関係し、各列は入力Ｅｌ乃至Ｅ１
６の１つ若しくは延長人力ＥＸｌ乃至ＥＸ１６の１つと
関係している。行と列の各交差部分において、交差点Ｋ
　０１０１乃至Ｋ　１６１６が与えられている。各交差
点は２対のトランジスタを有し、その１対が信号Ｓｔに
よってバイアスされ、他方が関係する入力からの信号に
よってバイアスされる。バイアス信号は各交差点におい
て反転され、関係するトランジスタ対の両トランジスタ
は同時にオンまたは同時にオフとなる。バイアス信号Ｓ
ｔは解読および制御論理＠置６から生じたものである。

それはどの入力信号が所定の出力に切替えられるかを決
定する。第２のトランジスタ対は同じ極性の信号でバイ
アスされ、２つのトランジスタの反対の極性のためにそ
れらの１つはオンとなり、他方はオフとなる。類似の交
差点ＫＸｌ乃至Ｋ　Ｘ　１６は、延長人力ＥＸｌ乃至Ｅ
Ｘ１６から来る列が関係する出力へ続く行と交差する箇
所に設置されている。このようにバスは、延長・入力Ｅ
Ｘ１から出力Ａ１まで、延長入力ＥＸ２から出力Ａ２ま
でのように設定されることができる。出力へ接続してい
る各行は、このように多数の交差点、信号ねＬｌ乃至Ｌ
ｌ６、および後続の装置の入力から成るバス回路を形成
している。各交差点は駆動回路を形成する。他の駆動回
路全てが無能力であり、付勢された駆動回路に対する容
量性負荷となる間、多くても１つの駆動回路が付勢され
る。先行する広帯域切替えモジュールの関係する出力に
接続されうる関係する延長入力を通して、更に多数の入
力が回路に対しそれ程負荷をかけずにこの回路へ間接的
に接続される。このことは、所定の広帯域において入力
数の増大の１つの可能性を表わしている。本発明は所定
の帯域において入力数が増大する可能性を提供している
。これは入力数が固定されるならば帯域を増大する可能
性に等しい。これを実行するために、前記実施例に示さ
れるように付加的抵抗が挿入される。このことは第７図
において抵抗Ｒ１乃至Ｒ１６として設置された回路によ
って示されている。バイアス信号Ｓｔは出力が動作して
いないときにこの回路を高インピーダンスにするために
主として使用され得る。

４、図の簡単な説明 第１図は、本発明による回路装置の動作を説明するため
の等価回路図である。

第２図乃至第５図は、本発明による回路装置の実施例を
示している。

第６図は、本発明により設計された広帯域切替えモジュ
ールのブロック図である。

第７図は、本発明による多数のバス回路を含んでいる第
６図の広帯域切替えモジュールの切替え回路網を示して
いる。

Ｓ・・・送信装置、Ｅ・・・受信装置、Ｌ・・・信号線
。

出願人代理人　　弁理士　鈴江武彦 １　　　　　　　　　ｒ−−−−− Ｆｉｇ、１ Ｆｉｇ、２ Ｆｉｇム く　　　　　　　−

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）信号線によって相互に連結された２つの連続する
   ステージを有し、周波数帯域はその２つのステージの間
   において有限内部抵抗および不可避のキャパシタンスに
   より限定されている回路装置において、 周波数帯域を増大するために、抵抗が信号線と固定電位
   の間に挿入されることを特徴とする回路装置。
2. （２）固定電位が供給電源の中央あることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の回路装置。
3. （３）第２の抵抗が、信号線と第１の固定電位とは異な
   る第２の固定電位を有する第２の点との間に挿入される
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項もしくは第２項
   記載の回路装置。
4. （４）トランジスタが抵抗として使用されることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項乃至第３項のいずれか１項
   記載の回路装置。
5. （５）実際に必要な周波数帯域への適用のために、トラ
   ンジスタの抵抗値はトランジスタのバイアスを変えるこ
   とによって変化できることを特徴とする特許請求の範囲
   第４項記載の回路装置。
6. （６）信号パス中に複数の連続するステージの対を有し
   、周波数帯域を増大するための抵抗が、周波数帯域が制
   限されるこれら２つのステージの間に挿入されることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第５項のいずれか
   １項記載の回路装置。
7. （７）信号線と、多くても１つの駆動回路以外は全て無
   能力であり、容量負荷となる多数の駆動回路と、および
   信号線から信号を受信する入力ステージとを有するバス
   回路として構成されている特許請求の範囲第１項乃至第
   ６項のいずれか１項記載の回路装置。
8. （８）多数の入力と多数の出力、入力と出力との間にパ
   スを設定するための多数の交差点、多数の信号調節およ
   び監視回路を有する広帯域切替えモジュールとして構成
   され、 共通の出力と関係する交差点がバス回路として組立てら
   れていることを特徴とする特許請求の範囲第７項記載の
   回路装置。