振铃抑制电路的制作方法

本申请基于2016年7月29日提出申请的日本专利申请第2016－149795号，这里引用其记载内容。

本发明涉及对伴随着经由一对通信线的差动信号的传送而发生的振铃进行抑制的抑制电路。

背景技术：

在经由包含一对通信线的传送线路传送数字信号的情况下，在接收侧具有如下问题，即：按照信号电平变化的定时而信号能量的一部分反射，从而发生过冲(overshoot)、下冲(undershoot)那样的波形的失真即振铃(ringing)。以往，为了抑制这样的波形失真而提出了各种各样的技术。

例如，提出了如下技术：利用在通信总线间设置开关元件、当检测到差动信号的电平发生变化则使上述开关元件接通一定期间这样的结构简单的振铃抑制电路，对振铃进行抑制来提高通信的可靠性(例如参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2012－257205号公报

技术实现要素：

在上述的现有技术的结构下，有在噪声叠加于通信线的情况下、抑制振铃的抑制动作被误执行的情况。若抑制动作被执行，则通信线间的直流阻抗瞬间从例如100kω向120ω较大地变化。因此，流过通信线间的直流电流的变化增大，到通信总线的信号电平回到受到噪声影响之前的状态为止需要比较长的时间。这样，有可能在通信总线中发生致命性故障，例如错误的数据的接收等。

本发明的目的在于，提供在因噪声而进行了误动作的情况下也能够防止引起致命性故障的振铃抑制电路。

在本发明的第一技术方案中，振铃抑制电路设置于具备通信电路的节点，该通信电路经由一对通信线传送差动信号从而进行与其他节点的通信，所述振铃抑制电路具备抑制部。抑制部在一对通信线间连接包括串联连接电阻成分及电容成分的结构的调整电路，从而进行对伴随着上述差动信号的传送而发生的振铃进行抑制的抑制动作。

根据这样的结构，当进行抑制动作时，成为在一对通信线间串联连接着电阻成分及电容成分的状态，通信线间的直流阻抗不会较大地变化。因此，即使噪声叠加于通信线等而误执行了抑制动作，在通信线间流动的直流电流也不会较大地变化，差动信号的信号电平在比较短的时间中回到受到噪声影响之前的状态。因而，根据上述结构，即使在由于噪声而抑制部误动作的情况下，也能得到能够防止引起例如错误的数据的接收等致命性故障的良好效果。

附图说明

关于本发明的上述目的及其他目的、特征及优点，一边参照附图一边根据下述详细的记述会变得更明确。

图1是示意地表示第1实施方式的振铃抑制电路的概略结构的图。

图2是示意地表示通信网络的结构的图。

图3是示意地表示振铃抑制电路的具体结构的图。

图4是表示模拟了比较例及本实施方式的振铃抑制电路的动作的结果的图。

图5是示意地表示第2实施方式的振铃抑制电路的结构的图之1。

图6是示意地表示第2实施方式的振铃抑制电路的结构的图之2。

图7是表示模拟了第2实施方式的振铃抑制电路的动作的结果的图。

图8是示意地表示第3实施方式的振铃抑制电路的结构的图之1。

图9是示意地表示第3实施方式的振铃抑制电路的结构的图之2。

图10是示意地表示第3实施方式的振铃抑制电路的结构的图之3。

具体实施方式

以下，参照附图对多个实施方式进行说明。另外，在各实施方式中对实质上相同的结构赋予相同的标号而省略说明。

(第1实施方式)

以下，参照图1～图4对第1实施方式进行说明。

图2所示的通信网络1是为了在车辆中搭载的多个节点2间的控制通信而将这些节点2经过由双绞线(twistpair)构成的传送线路3连接的网络。各节点2分别是用来检测车辆状态的传感器类或基于来自传感器的信息对致动器进行控制的电子控制装置。

在各节点2，分别设置有未图示的通信电路，按照传送线路3的通信协议、例如can协议，将发送数据、接收数据变换为通信信号，在与其他节点2之间进行通信即数据的收发。在传送线路3即通信总线的中途，适当地设置有用来使传送线路3分支的分支连接器4。

另外，图2所示的节点2中的在长方形内记载有“t”的节点2表示在其外部具有末端电阻的节点。此外，图2所示的节点2中的用简单的长方形符号表示的节点2表示不具备末端电阻的节点。该情况下，末端电阻的电阻值例如为120ω。

图1所示的振铃抑制电路5与进行数据的发送及接收的通信电路6一起设置在图2所示的节点2中。振铃抑制电路5具备抑制部7及动作控制部8。抑制部7通过使包含高电位侧信号线3p及低电位侧信号线3n的传送线路3的阻抗降低，进行对伴随着差动信号的传送而发生的振铃进行抑制的抑制动作。另外，高电位侧信号线3p及低电位侧信号线3n相当于一对通信线，以下，也有简单地省略为信号线3p及信号线3n的情况。

抑制部7具备开关9、电阻成分10及电容成分11。开关9、电阻成分10及电容成分11依次串联连接在信号线3p、3n间。另外，调整电路12包括电阻成分10及电容成分11的串联电路。

开关9受动作控制部8控制，当抑制动作被执行时接通，并且当抑制动作不被执行时断开。通过开关9的接通，包括将电阻成分10及电容成分11串联连接起来的结构的调整电路12被连接在信号线3p、3n间，传送线路3实现ac终止。由此，信号线3p、3n间的交流阻抗(以下称作线间阻抗)下降。该情况下，线间阻抗当开关9断开时例如是100kω左右，当开关9接通时例如为120ω左右。

另外，电阻成分10的电阻值、电容成分11的电容值等根据传送线路3的特性阻抗及传送线路3的长度等来设定。具体而言，电阻成分10的电阻值、电容成分11的电容值等以使开关9接通时的线间阻抗与传送线路3的特性阻抗(通信总线的配线阻抗)匹配的方式来设定。因此，由抑制部7的动作带来的振铃抑制的效果进一步提高。

动作控制部8对抑制部7的动作进行控制。具体而言，动作控制部8如果检测到差动信号的信号电平变化为表示隐性(recessive)的电平，则将抑制部7的开关9接通从而使抑制部7的抑制动作开始。

作为这样的振铃抑制电路5的具体结构，能够采用例如图3所示那样的结构。如图3所示，振铃抑制电路5与通信电路6一起并联地连接在信号线3p、3n之间。振铃抑制电路5具备作为n沟道型mosfet的晶体管t1～t4。

晶体管t1～t3的源极与信号线3n连接。晶体管t1、t3的栅极与信号线3p连接。晶体管t2、t3的漏极与晶体管t4的栅极连接并且经由电阻元件r1而与电源线13连接。电源线13被供给振铃抑制电路5的动作用的电源电压vcc(例如5v)。

晶体管t1的漏极经由电阻元件r2而与电源线13连接，并且经由电阻元件r3而与晶体管t2的栅极连接。此外，晶体管t2的栅极经由电容器c1而与信号线3n连接。电阻元件r3及电容器c1构成rc滤波电路14。

晶体管t4的漏极与信号线3p连接，其源极经由电容器c2而与信号线3n连接。即，在信号线3p、3n间串联连接着晶体管t4及电容器c2。

在这样的结构中，抑制部7包括晶体管t4及电容器c2。即，该情况下，晶体管t4的导通电阻作为电阻成分10发挥功能，并且晶体管t4的开关动作作为开关9发挥功能。此外，电容器c2相当于电容成分11。并且，动作控制部8包括晶体管t1～t3、电阻元件r1～r3及电容器c1。

接着，对上述结构的作用进行说明。

该情况下，传送线路3将高电平、低电平的2值信号作为差动信号传送。例如，在电源电压为5v的情况下，信号线3p、3n在非驱动状态下都被设定为作为中间电位的2.5v，差动电压是0v，差动信号成为表示隐性的低电平。

并且，如果通信电路6的发送电路(图示略)将传送线路3驱动，则信号线3p被驱动至例如3.5v以上，信号线3n被驱动至例如1.5v以下，差动电压成为2v以上，差动信号成为表示显性(dominant)的高电平。此外，虽然没有图示，但信号线3p、3n的两端被120ω的末端电阻终止。因而，当差动信号的信号电平从高电平变化为低电平时，传送线路3成为非驱动状态，传送线路3的阻抗变高，所以在差动信号波形中发生振铃。

因此，振铃抑制电路5以差动信号的信号电平从高电平变化为表示隐性的低电平为触发，使晶体管t4接通从而开始抑制部7的抑制动作。该动作如以下这样实现。即，在差动信号的电平为高电平的情况下，晶体管t1、t3导通，所以晶体管t2截止。因而，晶体管t4成为截止状态。

如果从该状态起，差动信号的信号电平从高电平变化为低电平，则晶体管t1、t3关断，所以晶体管t4接通。于是，信号线3p、3n之间经由晶体管t4的导通电阻及电容器c2而被连接，交流阻抗下降。由此，在差动信号的信号电平从高电平变化为低电平的下降期间中发生的波形失真的能量被上述导通电阻消耗，振铃被抑制。

根据以上说明的本实施方式，能得到以下这样的效果。

通过本实施方式得到的效果，通过将没有设置振铃抑制电路的结构(以下称作第1比较例)以及设置了当抑制动作时在信号线3p、3n间仅连接电阻成分的现有振铃抑制电路的结构(以下称作第2比较例)进行比较而变得更明确。

因此，以下参照表示各比较例及本实施方式的各自的电路动作的模拟结果的图4，一边将各比较例与本实施方式比较一边说明通过本实施方式得到的效果。另外，图4关于各比较例及本实施方式示出了在差动信号呈现显性的期间中叠加了噪声的情况下的信号线3p、3n间的差动输出波形及电流总和波形。

[1]第1比较例

在第1比较例的情况下，由于在节点2没有设置振铃抑制电路，所以如果噪声叠加于传送线路3，则产生比较大的振铃。因此，到差动信号的电平回到呈现显性的电平而稳定为止需要比较长的时间。因而，在第1比较例的情况下，有可能发生例如错误的数据的接收等对于通信总线而言致命性的故障。另外，在此情况下，由于不存在将信号线3p、3n间连接的结构本身，所以信号线3p、3n间的电流总和为零而固定。

[2]第2比较例

在第2比较例的情况下，当噪声叠加于传送线路3时，通过执行由振铃抑制电路进行的抑制动作，与第1比较例相比振铃被抑制得较小。但是，在此情况下，由于信号线3p、3n间的直流阻抗瞬间较大地变化，所以信号线3p、3n间的电流变化变大，到差动信号的信号电平回到呈现显性的电平而稳定为止需要比较长的时间。因而，在第2比较例的情况下，也与第1比较例同样，有可能发生对于通信总线而言致命性的故障。此外，在第2比较例的情况下，由于信号线3p、3n间的电流变化大，所以对于辐射噪声(emissionnoise)的影响变大而有可能成为问题。

[3]本实施方式

在本实施方式的情况下，当噪声叠加于传送线路3时，通过执行由振铃抑制电路5进行的抑制动作，与第1比较例相比振铃被抑制得较小。并且，当进行由振铃抑制电路5进行的抑制动作时，成为在信号线3p、3n间串联连接着作为电阻成分10的晶体管t4的导通电阻以及作为电容成分11的电容器c2的状态，信号线3p、3n间的直流阻抗不会较大地变化。

因此，信号线3p、3n间的电流变化与第2比较例相比被抑制得较小，与各比较例相比在非常短的时间中差动信号的信号电平回到原来的呈现显性的电平而稳定。因而，根据本实施方式，能得到即使在由于噪声的影响而抑制部7误动作的情况下也能够防止引起致命性故障的良好效果。此外，在本实施方式的情况下，由于信号线3p、3n间的电流变化小，所以能够大幅减小对于辐射噪声的影响。

(第2实施方式)

以下，参照图5～图7对第2实施方式进行说明。

在本实施方式中，表示抑制部的具体的其他结构例。

图5所示的振铃抑制电路21的抑制部22相对于图3所示的抑制部7，在代替电容器c2而具备电容器c21这一点不同。在此情况下，晶体管t4的漏极经由电容器c21连接到信号线3p，其源极连接到信号线3n。即，抑制部22相对于抑制部7，电容成分11的插入位置被变更。

即使在这样的结构下，当执行抑制动作时，也成为在信号线3p、3n间串联连接了作为电容成分11的电容器c2及作为电阻成分10的晶体管t4的导通电阻的状态，所以能得到与第1实施方式同样的效果。

图6所示的振铃抑制电路23的抑制部24相对于图3所示的抑制部7，追加了图5所示的电容器c21这一点不同。在此情况下，晶体管t4的漏极经由电容器c21连接到信号线3p，其源极经由电容器c2连接到信号线3n。

在这样的结构下，电容器c21相当于连接在信号线3p与晶体管t4的导通电阻之间的第1电容器，电容器c2相当于连接在晶体管t4的导通电阻与信号线3n之间的第2电容器。

通过这样的结构的振铃抑制电路23，当执行抑制动作时，也成为在信号线3p、3n间串联连接着作为电容成分11的电容器c2、c21及作为电阻成分10的晶体管t4的导通电阻的状态，所以能得到与第1实施方式同样的效果。

此外，在此情况下，成为夹着晶体管t4的导通电阻而在其上下配置有相同电容值的电容器c21、c2的结构，即具有对称性的结构。根据这样的结构，当因噪声的影响而执行了抑制动作时，能够进一步缩短到差动信号的信号电平恢复到本来的电平为止的期间。另外，如果使电容器c2、c21的各电容值相等，则能够进一步提高上述效果。

从表示对振铃抑制电路5、21、23的电路动作进行模拟的结果的图7也能够明白这样的效果。另外，图7示出了在差动信号呈现显性的期间中叠加了噪声的情况下的信号线3p、3n间的差动输出波形。如图7所示，关于振铃抑制电路5、21、23的任一个，当噪声叠加于传送线路3时，通过执行抑制动作而抑制了振铃。

但是，在具有在晶体管t4的上下两侧配置了电容成分的抑制部24的振铃抑制电路23中，与具有在晶体管t4的上侧或下侧配置了电容成分的抑制部7、22的振铃抑制电路5、21相比，可知到差动信号的信号电平回到呈现显性的电平而稳定为止所需要的时间变短。因而，根据振铃抑制电路23，能得到将引起致命性故障的可能性抑制得更低的效果。

(第3实施方式)

以下，参照图8～图10对第3实施方式进行说明。

在本实施方式中，表示抑制部的具体的其他结构例。

图8所示的振铃抑制电路31的抑制部32相对于图3所示的抑制部7，追加了电阻元件r31这一点不同。在此情况下，晶体管t4的源极经由电容器c2及电阻元件r31而与信号线3n连接。即，在信号线3p、3n间，串联连接着晶体管t4、电容器c2及电阻元件r31。另外，电容器c2及电阻元件r31的连接位置能够替换。

在上述结构中，由晶体管t4的导通电阻及电阻元件r31形成的串联合成电阻作为电阻成分10发挥功能。通过这样的结构的振铃抑制电路31，当执行抑制动作时，也成为在信号线3p、3n间串联连接着作为电阻成分10的晶体管t4的导通电阻及电阻元件r31、和作为电容成分11的电容器c2的状态，所以能得到与第1实施方式同样的效果。

图9所示的振铃抑制电路33的抑制部34相对于图5所示的抑制部22，追加了电阻元件r32这一点不同。在此情况下，晶体管t4的漏极经由电容器c21及电阻元件r32而与信号线3p连接。即，在信号线3p、3n上串联连接着电阻元件r32、电容器c21及晶体管t4。另外，电容器c21及电阻元件r32的连接位置能够替换。

在上述结构中，由电阻元件r32及晶体管t4的导通电阻形成的串联合成电阻作为电阻成分10发挥功能。通过这样的结构的振铃抑制电路33，当执行抑制动作时，也成为在信号线3p、3n间串联连接着作为电阻成分10的电阻元件r32及晶体管t4的导通电阻、和作为电容成分11的电容器c21的状态，所以能得到与第1实施方式同样的效果。

图10所示的振铃抑制电路35的抑制部36相对于图6所示的抑制部24，追加了电阻元件r31、r32这一点不同。在此情况下，晶体管t4的漏极经由电容器c21及电阻元件r32而与信号线3p连接。此外，晶体管t4的源极经由电容器c2及电阻元件r31而与信号线3n连接。即，在信号线3p、3n上串联连接着电阻元件r32、电容器c21、晶体管t4、电容器c2及电阻元件r31。

在上述结构中，由电阻元件r32、晶体管t4的导通电阻及电阻元件r31形成的串联合成电阻作为电阻成分10发挥功能。通过这样的结构的振铃抑制电路35，当执行抑制动作时，也成为在信号线3p、3n间串联连接着作为电阻成分10的电阻元件r32、晶体管t4的导通电阻及电阻元件r31、和作为电容成分11的电容器c21、c2的状态，所以能得到与第1实施方式同样的效果。

如以上说明的那样，通过追加了电阻元件r31、r32的本实施方式的各结构，也能得到与第1实施方式同样的效果。此外，根据本实施方式的各结构，还能得到以下这样的效果。即，作为mos晶体管的晶体管t4的导通电阻有偏差较大的情况。由此，在仅使用晶体管t4的导通电阻作为电阻成分10的结构的情况下，有可能难以精度良好地设定进行了抑制动作时的线间阻抗(以下称作匹配阻抗)。

另一方面，电阻元件r31、r32与mos晶体管的导通电阻相比，能够将其电阻值的偏差抑制得较小。所以，在本实施方式的各结构中，可以将电阻元件r31、r32的电阻值设定为比晶体管t4的导通电阻的值高的值。这样，关于匹配阻抗的设定，能够将偏差大的导通电阻的值的影响抑制得较小，进而能够精度良好地设定匹配阻抗。

(其他实施方式)

另外，本发明并不限定于上述且附图中记载的各实施方式，在不脱离其主旨的范围中能够任意地变形、组合或扩展。

作为抑制部的具体结构，只要是当差动信号的电平变化则能够进行使传送线路3的交流阻抗下降而抑制伴随着差动信号的传送而发生的振铃的动作的结构，就能够适当变更。例如，作为抑制部，也可以采用在日本特开2012－244220号公报中记载那样的结构、即在信号线3p、3n间串联连接着多个开关元件的结构。此外，作为开关元件，也可以并不限于n沟道型mosfet，也可以是p沟道型mosfet。此外，也可以如在日本特开2012－257205号公报的图6等中记载的结构那样，将包括n沟道型mosfet的抑制部和包括p沟道型mosfet的抑制部并联连接于传送线路3。在做成包括p沟道型mosfet的抑制部的情况下，关于动作控制部8的结构，也只要对应于抑制部的变更而变更就可以。另外，无论在采用哪种结构的情况下，都只要相对于mosfet的导通电阻等电阻成分串联地插入电容器等电容成分就可以。

通信协议并不限于can，只要是经由一对通信线传送差动信号的通信协议就能够应用。

将本发明依据实施例进行了记述，但应理解的是本发明并不限定于该实施例及构造。本发明也包含各种各样的变形例及等价范围内的变形。除此以外，各种各样的组合及形态、进而在它们中仅包含一要素、其以上或其以下的其他组合或形态也包含在本发明的范畴或思想范围中。