JP2016018628A - 信号伝送用ケーブル - Google Patents

Abstract

【課題】装置間の配線の作業性を高めつつ、伝送損失を抑えることができる信号伝送用ケーブルを提供する。【解決手段】信号伝送用ケーブル１Ａは、信号処理回路１２を有し、外部装置に対して挿抜可能に構成されたコネクタ１０と、信号処理回路１２と電気的に接続された同軸ケーブル２１とを備える。信号処理回路１２は、送信処理部１２２及び受信処理部１２３の一方又は双方を有し、送信処理部１２２は、送信信号Ｓ１を受け、同軸ケーブル２１へ受信信号Ｓ２を出力する。受信処理部１２３は、同軸ケーブル２１からの受信信号Ｓ２を受け、外部装置へ出力信号Ｓ３を出力する。送信信号Ｓ１及び出力信号Ｓ３は差動信号である。受信信号Ｓ２はシングルエンド信号である。【選択図】図２

Description

本発明は、信号伝送用ケーブルに関するものである。

特許文献１には、コネクタ付ケーブルに関する技術が記載されている。この文献に記載されたコネクタ付ケーブルは、ケーブルの両端にコネクタが取り付けられたものである。このコネクタ付ケーブルでは、受信側コネクタ又は送信側コネクタが、受信信号又は送信信号の波形整形を行うための波形整形素子を内蔵する。

特開２００５−１３５８４０号公報

近年、通信機器間のデータ伝送のために、クロックデータリカバリ（ＣＤＲ）回路などの信号処理回路をコネクタ内に内蔵するコネクタ付ケーブルが使用されている。このようなケーブルは、例えば、データセンターにおけるサーバ、ストレージ、スイッチといった各装置の相互間の接続に好適に用いられる。従来、このようなケーブルとして、いわゆるツイストペアケーブルやツイナックスケーブルが用いられている。その場合、一方の装置から出力された差動信号を構成する一対の信号それぞれを、ツイストペア線もしくはツイナックス線を構成する一対の電線それぞれを通して他方の装置へ伝送する。

しかし、ツイストペアケーブルやツイナックスケーブルは、２本の電線からなるので一般的に曲げにくく、配線の作業性が低いという問題を有する。特に最近では、通信データ量の急激な増加によってデータセンター等における装置間の配線本数が増大しているので、装置間の配線が容易であることは重要となっている。

このような問題を解決するために、ツイストペアケーブルに代えて柔軟性に優れた同軸ケーブルを使用することが考えられる。しかしながら、差動信号を構成する一対の信号を２本の同軸ケーブルを通して伝送すると、２本の同軸ケーブルの長さや電気的特性が異なる場合に、差動信号を構成する一対の信号の位相が互いにずれてスキューが生じ、伝送損失が増大してしまうおそれがある。

本発明は、装置間の配線の作業性を高めつつ、伝送損失を抑えることができる信号伝送用ケーブルを提供することを目的とする。

上述した課題を解決するために、本発明による信号伝送用ケーブルは、外部装置の内部回路と電気的に接続される信号処理回路を有し、外部装置に対して挿抜可能に構成されたコネクタと、信号処理回路と電気的に接続された金属線とを備え、信号処理回路は、送信処理部及び受信処理部の一方又は双方を有し、送信処理部は、外部装置からの送信信号を受け、金属線へ受信信号を出力し、受信処理部は、金属線からの受信信号を受け、外部装置へ出力信号を出力し、送信信号及び出力信号は差動信号であり、受信信号はシングルエンド信号である。

本発明による信号伝送用ケーブルによれば、装置間の配線の作業性を高めつつ、伝送損失を抑えることができる。

図１は、一実施形態に係る信号伝送用ケーブルの構成を示す図である。 図２は、信号伝送用ケーブルの構成の一部を概略的に示すブロック図である。 図３は、集積回路素子の内部構成の一例（リタイマＩＣ）を示す図である。 図４は、コネクタの具体的な構成例を示す側断面図である。 図５（ａ）は配線基板を一方の板面側から見た上面図である。図５（ｂ）は配線基板を他方の板面側から見た裏面図である。 図６（ａ）は配線基板を一方の板面側から見た上面図である。図６（ｂ）は配線基板を他方の板面側から見た裏面図である。 図７（ａ）は配線基板を一方の板面側から見た上面図である。図７（ｂ）は配線基板を他方の板面側から見た裏面図である。 図８（ａ）は配線基板を一方の板面側から見た上面図である。図８（ｂ）は配線基板を他方の板面側から見た裏面図である。 図９（ａ）は配線基板を一方の板面側から見た上面図である。図９（ｂ）は配線基板を他方の板面側から見た裏面図である。 図１０（ａ）は配線基板を一方の板面側から見た上面図である。図１０（ｂ）は配線基板を他方の板面側から見た裏面図である。

［本願発明の実施形態の説明］
最初に、本願発明の実施形態の内容を列記して説明する。（１）本願発明による信号伝送用ケーブルは、外部装置の内部回路と電気的に接続される信号処理回路を有し、外部装置に対して挿抜可能に構成されたコネクタと、信号処理回路と電気的に接続された金属線とを備え、信号処理回路は、送信処理部及び受信処理部の一方又は双方を有し、送信処理部は、外部装置からの送信信号を受け、金属線へ受信信号を出力し、受信処理部は、金属線からの受信信号を受け、外部装置へ出力信号を出力し、送信信号及び出力信号は差動信号であり、受信信号はシングルエンド信号である。

通常、外部装置間のデータ伝送には差動信号が用いられる。この信号伝送用ケーブルは、送信処理部において、外部装置からの送信信号を差動信号として受ける。そして、この送信信号をシングルエンド信号として出力する。また、この信号伝送用ケーブルは、受信処理部において、受信信号をシングルエンド信号として受け、この受信信号を差動信号として出力する。これにより、送信信号および受信信号を１本の金属線によって伝送することができるので、例えば同軸ケーブルといった単線ケーブルを用いることによって、スキューの発生による伝送損失の増大を抑えることができる。また、ツイストペアケーブルやツイナックスケーブルではなく同軸ケーブル等の単線ケーブルを使用できるので、信号伝送用ケーブルを柔軟で細径にできる。従って、装置間の配線の作業性を高めることができる。

（２）上記の信号伝送用ケーブルにおいて、金属線は、信号処理回路の端子に交流的に短絡されてもよい。このように、金属線と信号処理回路との間に他の信号処理回路部品（バラン、コモンモードチョーク等）が介在しないことによって、伝送損失の更なる抑制及びコスト低減を図ることができる。また、他の回路部品を不要とすることによってコネクタの小型化に寄与できる。

（３）上記の信号伝送用ケーブルにおいて、送信処理部は、送信信号を差動信号として出力する一対の出力端子を有し、一対の出力端子の一方は終端されており、一対の出力端子の他方が金属線に交流的に接続されてもよい。これにより、差動信号として受けた送信信号を、シングルエンド信号として出力する機能を好適に実現することができる。

（４）上記の信号伝送用ケーブルにおいて、受信処理部は、受信信号を入力するための一対の入力端子を有し、受信信号は一対の入力端子の一方に入力され、一対の入力端子の他方は終端されてもよい。これにより、シングルエンド信号として受けた受信信号を、差動信号として出力する機能を好適に実現することができる。

（５）上記の信号伝送用ケーブルにおいて、コネクタは配線基板を更に有し、配線基板は、信号処理回路を実装する実装領域と、信号処理回路と電気的に接続され、外部装置との電気的なインターフェースを構成する接続部と、信号処理回路と電気的に接続されるとともに金属線が導電接着されたパッドとを有してもよい。

（６）上記の信号伝送用ケーブルにおいて、信号処理回路の一部分が配線基板の一方の面上の実装領域に実装されており、信号処理回路の他の部分が配線基板の他方の面上の実装領域に実装されてもよい。これにより、配線基板上において信号処理回路を余裕をもって実装することができ、配線基板上の配線の間隔を広くして配線間のクロストークを低減することができる。

（７）上記の信号伝送用ケーブルにおいて、接続部を構成する一部の端子が一方の面上に設けられており、接続部を構成する他の端子が他方の面上に設けられており、一部の端子は信号処理回路の一部分と電気的に接続されており、他の端子は信号処理回路の他の部分と電気的に接続されてもよい。

（８）上記の信号伝送用ケーブルにおいて、信号処理回路が配線基板の一方の面及び他方の面のうち一方の面上の実装領域に実装されてもよい。これにより、信号処理回路を配線基板上に実装する工程を短縮することができる。

（９）上記の信号伝送用ケーブルにおいて、接続部を構成する一部の端子が一方の面上に設けられており、接続部を構成する他の端子が他方の面上に設けられており、一部の端子及び他の端子は一方の面上の信号処理回路と電気的に接続されてもよい。

（１０）上記の信号伝送用ケーブルにおいて、パッドが配線基板の一方の面上にのみ設けられてもよい。これにより、金属線を半田等によってパッドに接続する作業を容易にできる。

（１１）上記の信号伝送用ケーブルにおいて、パッドが配線基板の一方の面上及び他方の面上の双方に設けられてもよい。これにより、パッド間隔及び金属線の間隔を広くすることができ、信号間のクロストークを低減することができる。

（１２）上記の信号伝送用ケーブルにおいて、配線基板の一方の面上及び他方の面上のそれぞれにパッドが複数設けられており、各面上において、複数のパッドが配線基板の隅に偏って配置されてもよい。これにより、配線基板上の実装面積を広くすることができる。

（１３）上記の信号伝送用ケーブルにおいて、コネクタは、信号処理回路及び配線基板を収容するハウジングを更に有し、ハウジングと他方の面との間隔が、ハウジングと一方の面との間隔よりも狭くてもよい。このように、配線基板の片側の面とハウジングとの間隔が狭い場合であっても、上記の信号伝送用ケーブルによれば、例えば金属線が一方の面にのみ配置されることによって、他方の面上に電子部品を好適に配置することができる。

［本願発明の実施形態の詳細］
本発明の実施形態に係る信号伝送用ケーブルの具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。以下の説明では、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

図１は、本発明の一実施形態に係る信号伝送用ケーブル１Ａの構成を示す図である。図１に示されるように、本実施形態の信号伝送用ケーブル１Ａは、２つのコネクタ１０と、ケーブル束２０とを備える。一方のコネクタ１０はケーブル束２０の一端に取り付けられており、他方のコネクタ１０はケーブル束２０の他端に取り付けられている。ケーブル束２０は、複数本の同軸ケーブル２１が束ねられて成る。一方のコネクタ１０は、外部装置１０１に対して挿抜可能に構成されており、外部装置１０１に挿入されることによって外部装置１０１と電気的に接続される。他方のコネクタ１０は、別の外部装置１０２に対して挿抜可能に構成されており、外部装置１０２に挿入されることによって外部装置１０２と電気的に接続される。

図２は、信号伝送用ケーブル１Ａの構成の一部を概略的に示すブロック図である。図２に示されるように、２つのコネクタ１０は信号処理回路１２をそれぞれ有する。信号処理回路１２は、例えばクロックデータリカバリ（ＣＤＲ）回路やリピータ回路等の信号整形回路を含み、該信号整形回路は集積回路素子（ＩＣ）１２１によって構成されている。一方のコネクタ１０の信号処理回路１２は、該コネクタ１０が外部装置１０１に挿入されることにより、外部装置１０１の内部回路と電気的に接続される。また、他方のコネクタ１０の信号処理回路１２は、該コネクタ１０が外部装置１０２に挿入されることにより、外部装置１０２の内部回路と電気的に接続される。

信号処理回路１２は、送信処理部１２２及び受信処理部１２３を有する。送信処理部１２２は、集積回路素子１２１の一部分を含んで構成されている。集積回路素子１２１の当該部分は、外部装置１０１又は１０２からの送信信号Ｓ１を一対の入力端子１２１ａ，１２１ｂに受ける。ここで、送信信号Ｓ１は、相補的な一対の信号（正相信号Ｓａ₁及び逆相信号Ｓｂ₁）からなる差動信号である。また、送信処理部１２２は終端回路１２４を有する。終端回路１２４は、例えば、集積回路素子１２１の当該部分の一対の出力端子１２１ｃ，１２１ｄのうち一方（出力端子１２１ｄ）とグランド配線ＧＮＤとの間に接続された５０オームの終端抵抗及びコンデンサを含んで構成される。なお、出力端子１２１ｄは電源線等に接続されていても良い。

送信処理部１２２において、集積回路素子１２１は、送信信号Ｓ１に基づき整形された差動信号を、一対の出力端子１２１ｃ，１２１ｄから出力する。そのうち、一方の出力端子１２１ｄは終端されている。具体的には、出力端子１２１ｄには終端回路１２４が接続されている。これにより、正相信号及び逆相信号のうち一方は消滅する。なお、出力端子１２１ｄは電源線等に接続されていても良い。また、他方の出力端子１２１ｃは、ケーブル束２０に含まれる一本の同軸ケーブル２１の心線（金属線）２１ａと電気的に接続されている。一例では、他方の出力端子１２１ｃは、心線２１ａとコンデンサ等を介して交流的に短絡されている。正相信号及び逆相信号のうち他方は、受信信号Ｓ２として同軸ケーブル２１の心線２１ａに出力する。受信信号Ｓ２は、正相信号Ｓａ₁及び逆相信号Ｓｂ₁のうちのいずれかのみからなるシングルエンド信号である。受信信号Ｓ２は、同軸ケーブル２１を介して他方のコネクタ１０へ伝送される。

受信処理部１２３は、集積回路素子１２１の別の一部分を含んで構成されている。集積回路素子１２１の当該部分は、一対の入力端子１２１ｅ，１２１ｆを有する。一対の入力端子１２１ｅ，１２１ｆのうち一方（入力端子１２１ｅ）は、同軸ケーブル２１の心線２１ａと電気的に接続されている。一例では、入力端子１２１ｅは、心線２１ａとコンデンサ等を介して交流的に短絡されている。また、一対の入力端子１２１ｅ，１２１ｆのうち他方（入力端子１２１ｆ）は、終端されている。具体的には、受信処理部１２３は終端回路１２５を有する。終端回路１２５は、例えば、一対の入力端子１２１ｅ，１２１ｆのうち他方（入力端子１２１ｆ）とグランド配線ＧＮＤとの間に接続された終端抵抗及びコンデンサを含んで構成される。従って、入力端子１２１ｆはグランド電位（基準電位）とされる。なお、入力端子１２１ｆは電源線等に接続されていても良い。集積回路素子１２１は、他方のコネクタ１０からのシングルエンド信号である受信信号Ｓ２を、同軸ケーブル２１を介して入力端子１２１ｅに受ける。

受信処理部１２３において、集積回路素子１２１は、受信信号Ｓ２に基づき整形された出力信号Ｓ３を、一対の出力端子１２１ｇ，１２１ｈから出力する。出力信号Ｓ３は、正相信号Ｓａ₂及び逆相信号Ｓｂ₂からなる差動信号である。この出力信号Ｓ３は、外部装置１０１又は１０２へ出力される。

なお、図２には各コネクタ１０の信号処理回路１２が送信処理部１２２及び受信処理部１２３の双方を有する例について示されているが、信号処理回路１２は、送信処理部１２２及び受信処理部１２３のうち何れか双方のみを有してもよい。例えば、一方のコネクタ１０の信号処理回路１２が送信処理部１２２のみを有し、他方のコネクタ１０の信号処理回路１２が受信処理部１２３のみを有してもよい。

図３は、集積回路素子１２１の内部構成の一例（リタイマＩＣ）を示す図である。図３に示されるように、集積回路素子１２１のうち送信処理部１２２を構成する部分は、イコライザ（ＥＱ）１２２ａと、クロックデータリカバリ回路（ＣＤＲ）１２２ｂと、ドライバ（Ｄｒｉｖｅｒ）１２２ｃとを有する。ＥＱ１２２ａの差動入力は一対の入力端子１２１ａ，１２１ｂと接続されており、ＥＱ１２２ａの差動出力はＣＤＲ１２２ｂの差動入力に接続されている。ＣＤＲ１２２ｂの差動出力はドライバ１２２ｃの差動入力に接続されており、ドライバ１２２ｃの差動出力は一対の出力端子１２１ｃ，１２１ｄと接続されている。

また、集積回路素子１２１のうち受信処理部１２３を構成する部分は、ＥＱ１２３ａと、ＣＤＲ１２３ｂと、ドライバ１２３ｃとを有する。ＥＱ１２３ａの差動入力は一対の入力端子１２１ｅ，１２１ｆと接続されており、ＥＱ１２３ａの差動出力はＣＤＲ１２３ｂの差動入力に接続されている。ＣＤＲ１２３ｂの差動出力はドライバ１２３ｃの差動入力に接続されており、ドライバ１２３ｃの差動出力は一対の出力端子１２１ｇ，１２１ｈと接続されている。

なお、図３では集積回路素子１２１がリタイマＩＣである場合を例示したが、集積回路素子１２１はリピータＩＣ等の他の信号整形ＩＣであってもよい。集積回路素子１２１がリピータＩＣである場合、図３に示されるＣＤＲ１２２ｂ及び１２３ｂは不要となる。

図４及び図５は、コネクタ１０の具体的な構成例を示す図である。図４はコネクタ１０の側断面図であり、図５（ａ）はコネクタ１０が有する配線基板１３を一方の板面側から見た上面図であり、図５（ｂ）は配線基板１３を他方の板面側から見た裏面図である。

図４及び図５に示されるように、本実施形態のコネクタ１０は、配線基板１３を更に有する。配線基板１３は、長手方向及び短手方向を有する長方形状を呈しており、誘電体基板と、該誘電体基板の一方の面１３ａ上及び他方の面１３ｂ上に形成された導電性の配線パターンとを有する。配線基板１３は、信号処理回路１２を実装する領域（実装領域）と、信号処理回路１２に電気的に接続された接続部１４及びパッド群１５とを有する。

本実施形態では、実装領域は配線基板１３の一方の面１３ａ及び他方の面１３ｂの双方に設けられている。そして、信号処理回路１２の一部分１２Ａが配線基板１３の一方の面１３ａ上の実装領域に実装されており、信号処理回路１２の他の部分１２Ｂが配線基板１３の他方の面１３ｂ上の実装領域に実装されている。図５（ａ）に示されるように、信号処理回路１２の一部分１２Ａは、一つの集積回路素子１２１を有しており、２つの送信処理部１２２と、２つの受信処理部１２３とを含む。また、図５（ｂ）に示されるように、信号処理回路１２の他の部分１２Ｂは、一つの集積回路素子１２１を有しており、２つの送信処理部１２２と、２つの受信処理部１２３とを含む。なお、図５では、終端回路１２４及び１２５の図示が省略されている。

接続部１４は、外部装置１０１，１０２（図１及び図２を参照）との電気的なインターフェースを構成する部分である。接続部１４は、一方の面１３ａ上及び他方の面１３ｂ上に設けられた複数の端子１４ａ〜１４ｄを有する。具体的には、一方の面１３ａ上及び他方の面１３ｂ上のそれぞれに、一対の端子１４ａ及び１４ｂからなる２つの組と、一対の端子１４ｃ及び１４ｄからなる２つの組とが設けられている。一対の端子１４ａ及び１４ｂは、例えば送信用の信号端子であり、それぞれ対応する送信処理部１２２の入力端子１２１ａ及び１２１ｂと接続されている。一対の端子１４ｃ及び１４ｄは、例えば受信用の信号端子であり、それぞれ対応する受信処理部１２３の出力端子１２１ｇ及び１２１ｈと接続されている。なお、図５では、信号端子（端子１４ａ〜１４ｄ）以外の端子、例えば電源端子やグランド端子等は省略されている。

パッド群１５は、配線基板１３の一方の面１３ａ上に設けられており、４つのパッド１５ａと、４つのパッド１５ｂとを有する。パッド１５ａ及び１５ｂには、同軸ケーブル２１の心線２１ａの一端が導電接着されている。パッド１５ａ及び１５ｂの幅は、心線２１ａの直径の１．２倍ないし２．０倍である。また、パッド１５ａ同士及びパッド１５ｂ同士の間隔は、パッド１５ａ及び１５ｂの幅よりも大きい。

パッド１５ａは、例えば送信用のパッドである。２つのパッド１５ａは、信号処理回路１２の一部分１２Ａにおいてそれぞれ対応する送信処理部１２２の出力端子１２１ｃと交流的に接続（短絡）されている。他の２つのパッド１５ａは、他の部分１２Ｂにおいてそれぞれ対応する送信処理部１２２の出力端子１２１ｃと、スルーホール１６ａを介して交流的に接続（短絡）されている。また、パッド１５ｂは、例えば受信用のパッドである。２つのパッド１５ｂは、信号処理回路１２の一部分１２Ａにおいてそれぞれ対応する受信処理部１２３の入力端子１２１ｅと交流的に接続（短絡）されている。他の２つのパッド１５ｂは、他の部分１２Ｂにおいてそれぞれ対応する受信処理部１２３の入力端子１２１ｅと、スルーホール１６ｂを介して交流的に接続（短絡）されている。

図４に示されるように、コネクタ１０はハウジング１７を更に有する。ハウジング１７は、信号処理回路１２及び配線基板１３を収容する筐体である。ハウジング１７は、配線基板１３の長手方向に沿って延びる中空の直方体状を呈しており、配線基板１３の一方の面１３ａと対向する天板１７ａと、配線基板１３の他方の面１３ｂと対向する底板１７ｂとを有する。また、ハウジング１７の前端部は開口しており、接続部１４と共に電気コネクタ１８を構成する。ハウジング１７の後端部からは、複数の同軸ケーブル２１が導入されている。一実施例では、ハウジング１７の底板１７ｂと他方の面１３ｂとの間隔Ｄ１が、ハウジング１７の天板１７ａと一方の面１３ａとの間隔Ｄ２よりも狭い。

以上の構成を備える本実施形態の信号伝送用ケーブル１Ａによって得られる効果について説明する。通常、外部装置１０１，１０２間のデータ伝送には差動信号が用いられる。この信号伝送用ケーブル１Ａは、送信処理部１２２において、外部装置１０１又は１０２からの差動信号である送信信号Ｓ１を受ける。そして、該送信信号をシングルエンド信号である受信信号Ｓ２として出力する。また、この信号伝送用ケーブル１Ａは、受信処理部１２３において、受信信号Ｓ２をシングルエンド信号として受ける。そして、該受信信号を差動信号である出力信号Ｓ３として出力する。これにより、受信信号Ｓ２を１本の金属線によって伝送することができるので、例えば同軸ケーブル２１といった単線ケーブルを用いることによって、スキューの発生による伝送損失の増大を抑えることができる。また、ツイストペアケーブルやツイナックスケーブルではなく同軸ケーブル２１等の単線ケーブルを使用できるので、信号伝送用ケーブル１Ａを柔軟で細径にできる。従って、外部装置１０１と外部装置１０２との間の配線の作業性を高めることができる。もしくは、差動信号を送受信する構成と比較して、信号伝送用ケーブル１Ａを同じ太さに構成した場合であっても、それぞれの同軸ケーブル２１をより太くすることができるので、受信信号Ｓ２が伝送中に減衰しにくくなる。従って、同じ太さのケーブルでも、より長距離の伝送が可能になる。

また、本実施形態のように、同軸ケーブル２１の心線２１ａは、信号処理回路１２の各端子１２１ｃ、１２１ｅに短絡されてもよい。このように、心線２１ａと信号処理回路１２との間に他の回路部品（バラン、コモンモードチョーク等）が介在しないことによって、伝送損失の更なる抑制及びコスト低減を図ることができる。また、他の回路部品を不要とすることによってコネクタ１０の小型化に寄与できる。

また、本実施形態のように、送信処理部１２２は、一対の出力端子１２１ｃ及び１２１ｄの一方とグランド配線ＧＮＤとの間に接続された終端抵抗を含む終端回路１２４を有し、一対の出力端子１２１ｃ及び１２１ｄの他方が心線２１ａに接続されてもよい。これにより、差動信号として受けた送信信号Ｓ１を、シングルエンド信号である受信信号Ｓ２として出力する機能を好適に実現することができる。

また、本実施形態のように、受信処理部１２３が受信信号Ｓ２を入力するための一対の入力端子１２１ｅ及び１２１ｆを有しており、シングルエンド信号である受信信号Ｓ２は一対の入力端子１２１ｅ及び１２１ｆの一方に入力され、一対の入力端子１２１ｅ及び１２１ｆの他方はグランド電位とされてもよい。これにより、シングルエンド信号として受けた受信信号Ｓ２を、差動信号である出力信号Ｓ３として出力する機能を好適に実現することができる。

また、本実施形態のように、コネクタ１０は配線基板１３を有し、配線基板１３は、実装領域と、接続部１４と、パッド１５ａ及び１５ｂとを有してもよい。これにより、外部装置１０１，１０２と、信号処理回路１２と、同軸ケーブル２１とを互いに電気的に接続する構成を容易に実現することができる。

また、本実施形態のように、信号処理回路１２の一部分１２Ａが配線基板１３の一方の面１３ａ上の実装領域に実装されており、信号処理回路１２の他の部分１２Ｂが配線基板１３の他方の面１３ｂ上の実装領域に実装されてもよい。これにより、配線基板１３上において信号処理回路１２を余裕をもって実装することができ、配線基板１３上の配線の間隔を広くして配線間のクロストークを低減することができる。

また、本実施形態のように、接続部１４を構成する一部の端子が一方の面１３ａ上に設けられており、接続部１４を構成する他の端子が他方の面１３ｂ上に設けられてもよい。更に、その一部の端子は信号処理回路１２の一部分１２Ａと電気的に接続されており、他の端子は信号処理回路１２の他の部分１２Ｂと電気的に接続されてもよい。これにより、一方の面１３ａ上及び他方の面１３ａ上のそれぞれにおいて、接続部１４の端子と信号処理回路１２とを好適に接続することができる。

また、本実施形態のように、パッド１５ａ及び１５ｂが、配線基板１３の一方の面１３ａ上にのみ設けられてもよい。これにより、配線基板１３において同軸ケーブル２１が片面実装となり、多数の心線２１ａを半田等によってパッド１５ａ及び１５ｂに接続する作業を容易にできる。

また、本実施形態のように、ハウジング１７と他方の面１３ｂとの間隔Ｄ１が、ハウジング１７と一方の面１３ａとの間隔Ｄ２よりも狭くてもよい。例えば、従来のＱＳＦＰモジュールでは配線基板の両面に同軸ケーブルが配置される。従って、配線基板の何れかの面とハウジングとの間隔が狭い場合には、当該面上に電子部品を実装することが困難となる場合がある。これに対し、本実施形態のコネクタ１０によれば、配線基板１３の片側の面とハウジング１７との間隔が狭い場合であっても、同軸ケーブル２１が一方の面１３ａ上にのみ配置されることによって、他方の面１３ｂ上に電子部品を好適に配置することができる。

（第１の変形例）
図６は、第１変形例として、配線基板１３Ａの構成例を示す図である。図６（ａ）は配線基板１３Ａを一方の板面側から見た上面図であり、図６（ｂ）は配線基板１３Ａを他方の板面側から見た裏面図である。なお、以下に説明する点を除き、配線基板１３Ａの形態は上記実施形態の配線基板１３（図５を参照）と同様である。

本変形例では、実装領域は配線基板１３Ａの一方の面１３ａ及び他方の面１３ｂのうち一方（例えば一方の面１３ａ）にのみ設けられている。そして、信号処理回路１２の全部が一方の面１３ａ上の実装領域に実装されている。図６（ａ）に示されるように、信号処理回路１２は、一つの集積回路素子１２１を有しており、４つの送信処理部１２２と、４つの受信処理部１２３とを含む。なお、図６では、終端回路１２４及び１２５の図示が省略されている。

一方の面１３ａ上に設けられた接続部１４の端子１４ａ及び１４ｂは、それぞれ対応する送信処理部１２２の入力端子１２１ａ及び１２１ｂと接続されている。同様に、一方の面１３ａ上に設けられた接続部１４の端子１４ｃ及び１４ｄは、それぞれ対応する受信処理部１２３の出力端子１２１ｇ及び１２１ｈと接続されている。また、他方の面１３ｂ上に設けられた接続部１４の端子１４ａ及び１４ｂは、スルーホール１６ｃを介して、それぞれ対応する送信処理部１２２の入力端子１２１ａ及び１２１ｂと接続されている。同様に、他方の面１３ｂ上に設けられた接続部１４の端子１４ｃ及び１４ｄは、スルーホール１６ｄを介して、それぞれ対応する受信処理部１２３の出力端子１２１ｇ及び１２１ｈと接続されている。

送信用の４つのパッド１５ａは、一方の面１３ａ上においてそれぞれ対応する送信処理部１２２の出力端子１２１ｃと交流的に接続（短絡）されている。また、受信用の４つのパッド１５ｂは、一方の面１３ａ上においてそれぞれ対応する受信処理部１２３の入力端子１２１ｅと交流的に接続（短絡）されている。

本変形例によれば、上記実施形態と同様に、外部装置１０１，１０２間の配線の作業性を高めつつ、スキューの発生による伝送損失の増大を抑えることができる。更に、本変形例によれば、信号処理回路１２の全部が配線基板１３Ａの一方の面１３ａ上の実装領域にのみ実装されているので、信号処理回路１２を配線基板１３Ａ上に実装する工程を短縮することができるとともに、配線基板１３Ａの他方の面１３ｂ上において他の回路の実装領域を広くすることができる。

また、本実施形態のように、接続部１４を構成する一部の端子が一方の面１３ａ上に設けられており、接続部１４を構成する他の端子が他方の面１３ｂ上に設けられてもよい。更に、それら一部の端子及び他の端子の双方が、一方の面１３ａ上の信号処理回路１２と電気的に接続されてもよい。このような形態であっても、上述した実施形態の効果を好適に奏することができる。

（第２の変形例）
図７は、第２変形例として、配線基板１３Ｂの構成例を示す図である。図７（ａ）は配線基板１３Ｂを一方の板面側から見た上面図であり、図７（ｂ）は配線基板１３Ｂを他方の板面側から見た裏面図である。なお、以下に説明する点を除き、配線基板１３Ｂの形態は第１変形例の配線基板１３Ａ（図６を参照）と同様である。

本変形例の配線基板１３Ｂは、上記第１変形例のパッド群１５に代えて、パッド群１５Ａ及び１５Ｂを有する。パッド群１５Ａは、配線基板１３の一方の面１３ａ上に設けられており、２つのパッド１５ａと、２つのパッド１５ｂとを有する。また、パッド群１５Ｂは、配線基板１３の他方の面１３ｂ上に設けられており、送信用の２つのパッド１５ａと、受信用の２つのパッド１５ｂとを有する。

パッド群１５Ａの２つのパッド１５ａは、それぞれ対応する送信処理部１２２の出力端子１２１ｃに対し、一方の面１３ａ上の配線を介して交流的に接続（短絡）されている。パッド群１５Ｂの２つのパッド１５ａは、それぞれ対応する送信処理部１２２の出力端子１２１ｃに対し、他方の面１３ｂ上の配線及びスルーホール１６ａを介して交流的に接続（短絡）されている。また、パッド群１５Ａの２つのパッド１５ｂは、それぞれ対応する受信処理部１２３の入力端子１２１ｅに対し、一方の面１３ａ上の配線を介して交流的に接続（短絡）されている。パッド群１５Ｂの２つのパッド１５ｂは、それぞれ対応する受信処理部１２３の入力端子１２１ｅに対し、他方の面１３ｂ上の配線及びスルーホール１６ｂを介して交流的に接続（短絡）されている。

本変形例によれば、上記実施形態と同様に、外部装置１０１，１０２間の配線の作業性を高めつつ、スキューの発生による伝送損失の増大を抑えることができる。また、本変形例のように、パッド１５ａ及び１５ｂが、一方の面１３ａ上及び他方の面１３ｂ上の双方に設けられてもよい。これにより、パッド間隔及び心線２１ａの間隔を広くすることができ、信号間のクロストークを低減することができる。

ここで、信号間のクロストークには、送信信号同士、若しくは受信信号同士のクロストーク（Far End CrossTalk；ＦＥＸＴ）と、送信信号と受信信号との間のクロストーク（Near End CrossTalk；ＮＥＸＴ）とがある。本変形例によれば、パッド間隔及び心線２１ａの間隔を広くして、ＮＥＸＴ及びＦＥＸＴの双方を効果的に抑えることができる。

（第３の変形例）
図８は、第３変形例として、配線基板１３Ｃの構成例を示す図である。図８（ａ）は配線基板１３Ｃを一方の板面側から見た上面図であり、図８（ｂ）は配線基板１３Ｃを他方の板面側から見た裏面図である。なお、以下に説明する点を除き、配線基板１３Ｃの形態は上記実施形態の配線基板１３（図５を参照）と同様である。

本変形例の配線基板１３Ｃは、上記実施形態のパッド群１５に代えて、パッド群１５Ａ及び１５Ｂを有する。パッド群１５Ａは、配線基板１３の一方の面１３ａ上に設けられており、２つのパッド１５ａと、２つのパッド１５ｂとを有する。また、パッド群１５Ｂは、配線基板１３の他方の面１３ｂ上に設けられており、送信用の２つのパッド１５ａと、受信用の２つのパッド１５ｂとを有する。

パッド群１５Ａの２つのパッド１５ａは、信号処理回路１２の一部分１２Ａにおいてそれぞれ対応する送信処理部１２２の出力端子１２１ｃと交流的に接続（短絡）されている。パッド群１５Ｂの２つのパッド１５ａは、他の部分１２Ｂにおいてそれぞれ対応する送信処理部１２２の出力端子１２１ｃと交流的に接続（短絡）されている。また、パッド群１５Ａの２つのパッド１５ｂは、信号処理回路１２の一部分１２Ａにおいてそれぞれ対応する受信処理部１２３の入力端子１２１ｅと交流的に接続（短絡）されている。パッド群１５Ｂの２つのパッド１５ｂは、他の部分１２Ｂにおいてそれぞれ対応する受信処理部１２３の入力端子１２１ｅと交流的に接続（短絡）されている。

本変形例によれば、上記実施形態と同様に、外部装置１０１，１０２間の配線の作業性を高めつつ、スキューの発生による伝送損失の増大を抑えることができる。また、本変形例のように、パッド１５ａ及び１５ｂが、一方の面１３ａ上及び他方の面１３ｂ上の双方に設けられてもよい。これにより、パッド間隔及び心線２１ａの間隔を広くすることができ、信号間のクロストークを低減することができる。

（第４の変形例）
図９は、上記実施形態の第４変形例として、配線基板１３Ｄの構成例を示す図である。図９（ａ）は配線基板１３Ｄを一方の板面側から見た上面図であり、図９（ｂ）は配線基板１３Ｄを他方の板面側から見た裏面図である。なお、以下に説明する点を除き、配線基板１３Ｄの形態は第３変形例の配線基板１３Ｃ（図８を参照）と同様である。

本変形例の配線基板１３Ｄは、第３変形例のパッド群１５Ａ及び１５Ｂに代えて、パッド群１５Ｃ及び１５Ｄを有する。パッド群１５Ｃは、配線基板１３の一方の面１３ａ上に設けられており、２つのパッド１５ａと、２つのパッド１５ｂとを有する。そして、これら複数のパッドは、配線基板１３Ｄの隅に偏って配置されている。具体的には、パッド群１５Ｃの複数のパッドは、配線基板１３Ｄの長手方向に沿った一対の辺のうち一方に寄って配置されており、パッド間隔は第３変形例よりも小さい。

また、パッド群１５Ｄは、配線基板１３の他方の面１３ｂ上に設けられており、２つのパッド１５ａと、２つのパッド１５ｂとを有する。そして、これら複数のパッドは、配線基板１３Ｄの隅に偏って配置されている。具体的には、パッド群１５Ｄの複数のパッドのうち一部は、配線基板１３Ｄの長手方向に沿った一対の辺の一方に寄って配置されており、残りは、該一対の辺の他方に寄って配置されている。

本変形例のように、各面１３ａ及び１３ｂ上において、複数のパッドは配線基板１３Ｄの隅に偏って配置されてもよい。これにより、配線基板１３Ｄ上の実装面積を広くすることができる。

（第５の変形例）
図１０は、上記実施形態の第５変形例として、配線基板１３Ｅの構成例を示す図である。図１０（ａ）は配線基板１３Ｅを一方の板面側から見た上面図であり、図１０（ｂ）は配線基板１３Ｅを他方の板面側から見た裏面図である。なお、以下に説明する点を除き、配線基板１３Ｅの形態は第３変形例の配線基板１３Ｃ（図８を参照）と同様である。

本変形例の配線基板１３Ｅは、第３変形例の信号処理回路１２の部分１２Ａ及び１２Ｂに代えて、部分１２Ｃ及び１２Ｄを有する。信号処理回路１２の一部分１２Ｃは、配線基板１３Ｅの一方の面１３ａ上の実装領域に実装されており、信号処理回路１２の他の部分１２Ｄは、配線基板１３Ｅの他方の面１３ｂ上の実装領域に実装されている。各部分１２Ａ及び１２Ｂは、それぞれ一つの集積回路素子１２１を有する。但し、本変形例では、部分１２Ｃが４つの送信処理部１２２を含んでおり、部分１２Ｄが４つの受信処理部１２３を含んでいる。

一方の面１３ａ上に設けられた接続部１４の端子１４ａ及び１４ｂは、一方の面１３ａ上に設けられた配線を介して、それぞれ対応する送信処理部１２２の入力端子１２１ａ及び１２１ｂと接続されている。他方の面１３ａ上に設けられた接続部１４の端子１４ａ及び１４ｂは、スルーホール１６ｃを介して、それぞれ対応する送信処理部１２２の入力端子１２１ａ及び１２１ｂと接続されている。一方の面１３ａ上に設けられた接続部１４の端子１４ｃ及び１４ｄは、スルーホール１６ｄを介して、それぞれ対応する受信処理部１２３の出力端子１２１ｇ及び１２１ｈと接続されている。他方の面１３ｂ上に設けられた接続部１４の端子１４ｃ及び１４ｄは、他方の面１３ｂ上に設けられた配線を介して、それぞれ対応する受信処理部１２３の出力端子１２１ｇ及び１２１ｈと接続されている。

また、本変形例の配線基板１３Ｅは、上記実施形態のパッド群１５に代えて、パッド群１５Ｅ及び１５Ｆを有する。パッド群１５Ｅは、配線基板１３Ｅの一方の面１３ａ上に設けられており、送信用の４つのパッド１５ａを有する。また、パッド群１５Ｆは、配線基板１３Ｅの他方の面１３ｂ上に設けられており、受信用の４つのパッド１５ｂを有する。パッド群１５Ｅの４つのパッド１５ａは、信号処理回路１２の一部分１２Ａにおいてそれぞれ対応する送信処理部１２２の出力端子１２１ｃと交流的に接続（短絡）されている。パッド群１５Ｂの４つのパッド１５ｂは、他の部分１２Ｂにおいてそれぞれ対応する受信処理部１２３の入力端子１２１ｅと交流的に接続（短絡）されている。

本変形例のように、全ての送信処理部１２２が配線基板１３Ｅの一方の面１３ａ上に設けられ、全ての受信処理部１２３が配線基板１３Ｅの他方の面１３ｂ上に設けられてもよい。このような形態であっても、上記実施形態の効果を奏することができる。また、本変形例のように、送信用のパッド１５ａが全て一方の面１３ａに設けられ、受信用のパッド１５ｂが全て他方の面１３ａに設けられることにより、ＮＥＸＴを好適に抑制することができる。なお、接続部１４において、送信用の全ての端子１４ａ，１４ｂが一方の面１３ａに設けられ、受信用の全ての端子１４ｃ，１４ｄが他方の面１３ｂに設けられる場合には、スルーホール１６ｃ，１６ｄは不要である。

本発明による信号伝送用ケーブルは、上述した実施形態に限られるものではなく、他に様々な変形が可能である。例えば、上記実施形態及び各変形例では、差動信号をシングルエンド信号に変換するための構成として、集積回路素子の差動出力の一方を終端回路に接続する方式を例示した。本発明において、差動信号をシングルエンド信号に変換するための方式としては、これに限られず他に様々な方式を採用することができる。

１Ａ…信号伝送用ケーブル、１０…コネクタ、１２…信号処理回路、１３…配線基板、１３ａ…一方の面、１３ｂ…他方の面、１４…接続部、１５…パッド群、１５ａ，１５ｂ…パッド、１６ａ〜１６ｄ…スルーホール、１７…ハウジング、２０…ケーブル束、２１…同軸ケーブル、１０１，１０２…外部装置、１２１…集積回路素子、１２２…送信処理部、１２３…受信処理部、１２４…終端回路、１２５…終端回路、Ｓ１…送信信号、Ｓ２…受信信号、Ｓ３…出力信号。

Claims (13)

1. 外部装置の内部回路と電気的に接続される信号処理回路を有し、前記外部装置に対して挿抜可能に構成されたコネクタと、
   前記信号処理回路と電気的に接続された金属線と、
   を備え、
   前記信号処理回路は、送信処理部及び受信処理部の一方又は双方を有し、
   前記送信処理部は、前記外部装置からの送信信号を受け、前記金属線へ受信信号を出力し、
   前記受信処理部は、前記金属線からの前記受信信号を受け、前記外部装置へ出力信号を出力し、
   前記送信信号及び前記出力信号は差動信号であり、
   前記受信信号はシングルエンド信号である、信号伝送用ケーブル。
2. 前記金属線は、前記信号処理回路の端子に交流的に短絡されている、請求項１に記載の信号伝送用ケーブル。
3. 前記送信処理部は、
   前記送信信号を差動信号として出力する一対の出力端子を有し、
   前記一対の出力端子の一方は終端されており、
   前記一対の出力端子の他方が前記金属線に交流的に接続されている、請求項１または２に記載の信号伝送用ケーブル。
4. 前記受信処理部は、差動信号を入力するための一対の入力端子を有し、
   前記受信信号は前記一対の入力端子の一方に入力され、
   前記一対の入力端子の他方は終端されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の信号伝送用ケーブル。
5. 前記コネクタは配線基板を更に有し、
   前記配線基板は、
   前記信号処理回路を実装する実装領域と、
   前記信号処理回路と電気的に接続され、前記外部装置との電気的なインターフェースを構成する接続部と、
   前記信号処理回路と電気的に接続されるとともに前記金属線が導電接着されたパッドと、
   を有する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の信号伝送用ケーブル。
6. 前記信号処理回路の一部分が前記配線基板の一方の面上の前記実装領域に実装されており、前記信号処理回路の他の部分が前記配線基板の他方の面上の前記実装領域に実装されている、請求項５に記載の信号伝送用ケーブル。
7. 前記接続部を構成する一部の端子が前記一方の面上に設けられており、前記接続部を構成する他の端子が前記他方の面上に設けられており、
   前記一部の端子は前記信号処理回路の前記一部分と電気的に接続されており、前記他の端子は前記信号処理回路の前記他の部分と電気的に接続されている、請求項６に記載の信号伝送用ケーブル。
8. 前記信号処理回路が前記配線基板の一方の面及び他方の面のうち前記一方の面上の前記実装領域に実装されている、請求項５に記載の信号伝送用ケーブル。
9. 前記接続部を構成する一部の端子が前記一方の面上に設けられており、前記接続部を構成する他の端子が前記他方の面上に設けられており、
   前記一部の端子及び前記他の端子は前記一方の面上の前記信号処理回路と電気的に接続されている、請求項８に記載の信号伝送用ケーブル。
10. 前記パッドが前記配線基板の前記一方の面上にのみ設けられている、請求項６〜９のいずれか一項に記載の信号伝送用ケーブル。
11. 前記パッドが前記配線基板の前記一方の面上及び前記他方の面上の双方に設けられている、請求項６〜９のいずれか一項に記載の信号伝送用ケーブル。
12. 前記配線基板の前記一方の面上及び前記他方の面上のそれぞれに前記パッドが複数設けられており、
    各面上において、前記複数のパッドが前記配線基板の隅に偏って配置されている、請求項１１に記載の信号伝送用ケーブル。
13. 前記コネクタは、前記信号処理回路及び前記配線基板を収容するハウジングを更に有し、
    前記ハウジングと前記他方の面との間隔が、前記ハウジングと前記一方の面との間隔よりも狭い、請求項６〜１２のいずれか一項に記載の信号伝送用ケーブル。

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