(57)【要約】【課題】コスト及びサイズの増大を抑制しつつ、外来ノイズの存在の顕在化を容易にすることができるノイズ検知装置、ノイズ検知方法及びノイズ検知プログラムを提供する。【解決手段】一実施の形態によれば、ノイズ検知装置２０は、識別再生部１１からパルス信号を受信し、パルス信号の立ち上がり変化点である第１変化点を検出すると同時にクロックによるカウントを開始する立ち上がり変化点ラッチ・カウンタ部２１と、識別再生部１１からパルス信号を受信し、パルス信号の立ち下がり変化点である第２変化点を検出すると同時にクロックによるカウントを開始する立ち下がり変化点ラッチ・カウンタ部２２と、立ち上がり変化点ラッチ・カウンタ部２１が所定のカウント数をカウントする前に、立ち下がり変化点ラッチ・カウンタ部２２が第２変化点を検出した場合に、ノイズを有すると判定する変化点間隔ショート検出部２３と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力信号の振幅が閾値よりも大きい場合にパルス信号を発生させる識別再生部から前記パルス信号を受信し、前記パルス信号の立ち上がり変化点である第１変化点を検出すると同時にクロックによるカウントを開始する立ち上がり変化点ラッチ・カウンタ部と、
前記識別再生部から前記パルス信号を受信し、前記パルス信号の立ち下がり変化点である第２変化点を検出すると同時に前記クロックによるカウントを開始する立ち下がり変化点ラッチ・カウンタ部と、
前記立ち上がり変化点ラッチ・カウンタ部が所定のカウント数をカウントする前に、前記立ち下がり変化点ラッチ・カウンタ部が前記第２変化点を検出した場合、
または、
前記立ち下がり変化点ラッチ・カウンタ部が所定のカウント数をカウントする前に、前記立ち上がり変化点ラッチ・カウンタ部が前記第１変化点を検出した場合に、ノイズを有すると判定する変化点間隔ショート検出部と、
を備えたノイズ検知装置。
【請求項２】
前記変化点間隔ショート検出部は、
複数の前記第１変化点及び前記第２変化点のうち、前記入力信号に位相同期のリタイミングクロックを生成するＰＬＬから受信した前記リタイミングクロックの立ち上がり変化点である第３変化点、または、前記リタイミングクロックの立ち下がり変化点である第４変化点と一致するものを除外することにより、前記ノイズによる前記第１変化点及び前記第２変化点を抽出する、
請求項１に記載のノイズ検知装置。
【請求項３】
前記変化点間隔ショート検出部は、
抽出された前記第１変化点及び前記第２変化点の間隔から前記ノイズの幅を導く、
請求項２に記載のノイズ検知装置。
【請求項４】
前記変化点間隔ショート検出部は、
抽出された前記第１変化点間の間隔または前記第２変化点間の間隔から前記ノイズの周期を導く、
請求項２に記載のノイズ検知装置。
【請求項５】
前記クロックは、発振器が発振した発振クロックをＮ逓倍したＮ逓倍クロックである、
請求項１〜４のいずれか１項に記載のノイズ検知装置。
【請求項６】
入力された信号の波形の振幅が閾値よりも大きい場合にパルス信号を発生させる識別再生部から前記パルス信号を受信し、前記パルス信号の立ち上がり変化点である第１変化点を検出すると同時にクロックによるカウントを開始するステップと、
前記識別再生部から前記パルス信号を受信し、前記パルス信号の立ち下がり変化点である第２変化点を検出すると同時に前記クロックによるカウントを開始するステップと、
前記第１変化点を検出すると同時に開始したカウントが所定のカウント数になる前に前記第２変化点を検出した場合、または、前記第２変化点を検出すると同時に開始したカウントが所定のカウント数になる前に前記第１変化点を検出した場合に、ノイズを有すると判定するステップと、
を備えたノイズ検知方法。
【請求項７】
入力された信号の波形の振幅が閾値よりも大きい場合にパルス信号を発生させる識別再生部から前記パルス信号を受信し、前記パルス信号の立ち上がり変化点である第１変化点を検出すると同時にクロックによるカウントを開始させ、
前記識別再生部から前記パルス信号を受信し、前記パルス信号の立ち下がり変化点である第２変化点を検出すると同時に前記クロックによるカウントを開始させ、
前記第１変化点を検出すると同時に開始したカウントが所定のカウント数になる前に前記第２変化点を検出した場合、または、前記第２変化点を検出すると同時に開始したカウントが所定のカウント数になる前に前記第１変化点を検出した場合に、ノイズを有すると判定させる、
ことをコンピュータに実行させるノイズ検知プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ノイズ検知装置、ノイズ検知方法及びノイズ検知プログラムに関し、例えば、デジタル信号の外来ノイズを検知するノイズ検知装置、ノイズ検知方法及びノイズ検知プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、入力信号が閾値を超えるかどうかを判定することにより入力信号からデジタル信号を識別再生する識別回路を有する識別再生装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１２１３８７号公報
【特許文献２】特開平１１−２４３４２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
デジタル信号に影響を及ぼす外来ノイズは、設置環境により様々に変化し、通信への影響の顕在化が不定期であることから、ノイズ計測機器を用いてその存在を捉えることが困難である。また、ノイズの計測や可視化には専用の機器が必要であり、コスト、サイズが増大することから、容易に通信装置へ組み込むことはできず、実際の現場では、外来ノイズのモニタリングは行われていない。外来ノイズの影響が顕在化すると、端末装置ではデータエラーとなり、サービスの中断、再送処理が発生して、ノイズ対策のための原因特定に多大な労力を要することになる。
【０００５】
本開示の目的は、上述した課題を鑑み、コスト及びサイズの増大を抑制しつつ、外来ノイズの存在の顕在化を容易にすることができるノイズ検知装置、ノイズ検知方法及びノイズ検知プログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一実施の形態に係るノイズ検知装置は、入力信号の振幅が閾値よりも大きい場合にパルス信号を発生させる識別再生部から前記パルス信号を受信し、前記パルス信号の立ち上がり変化点である第１変化点を検出すると同時にクロックによるカウントを開始する立ち上がり変化点ラッチ・カウンタ部と、前記識別再生部から前記パルス信号を受信し、前記パルス信号の立ち下がり変化点である第２変化点を検出すると同時に前記クロックによるカウントを開始する立ち下がり変化点ラッチ・カウンタ部と、前記立ち上がり変化点ラッチ・カウンタ部が所定のカウント数をカウントする前に、前記立ち下がり変化点ラッチ・カウンタ部が前記第２変化点を検出した場合、または、前記立ち下がり変化点ラッチ・カウンタ部が所定のカウント数をカウントする前に、前記立ち上がり変化点ラッチ・カウンタ部が前記第１変化点を検出した場合に、ノイズを有すると判定する変化点間隔ショート検出部と、を備える。
【０００７】
また、一実施の形態に係るノイズ検知方法は、入力された信号の波形の振幅が閾値よりも大きい場合にパルス信号を発生させる識別再生部から前記パルス信号を受信し、前記パルス信号の立ち上がり変化点である第１変化点を検出すると同時にクロックによるカウントを開始するステップと、前記識別再生部から前記パルス信号を受信し、前記パルス信号の立ち下がり変化点である第２変化点を検出すると同時に前記クロックによるカウントを開始するステップと、前記第１変化点を検出すると同時に開始したカウントが所定のカウント数になる前に前記第２変化点を検出した場合、または、前記第２変化点を検出すると同時に開始したカウントが所定のカウント数になる前に前記第１変化点を検出した場合に、ノイズを有すると判定するステップと、を備える。
【０００８】
さらに、一実施の形態に係る異常検知プログラムは、入力された信号の波形の振幅が閾値よりも大きい場合にパルス信号を発生させる識別再生部から前記パルス信号を受信し、前記パルス信号の立ち上がり変化点である第１変化点を検出すると同時にクロックによるカウントを開始させ、前記識別再生部から前記パルス信号を受信し、前記パルス信号の立ち下がり変化点である第２変化点を検出すると同時に前記クロックによるカウントを開始させ、前記第１変化点を検出すると同時に開始したカウントが所定のカウント数になる前に前記第２変化点を検出した場合、または、前記第２変化点を検出すると同時に開始したカウントが所定のカウント数になる前に前記第１変化点を検出した場合に、ノイズを有すると判定させる、ことをコンピュータに実行させる。
【発明の効果】
【０００９】
一実施の形態によれば、コスト及びサイズの増大を抑制しつつ、外来ノイズの存在の顕在化を容易にすることができるノイズ検知装置、ノイズ検知方法及びノイズ検知プログラムを提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態１に係る信号受信部の受信回路及びノイズ検知装置を例示した構成図である。
【図２】実施形態１に係る受信回路及びノイズ検知装置の動作を例示したタイミングチャート図であり、ノイズの影響がない場合を示す。
【図３】実施形態１に係る受信回路及びノイズ検知装置の動作を例示したタイミングチャート図であり、ノイズの影響がある場合を示す。
【図４】実施形態２に係る受信回路及びノイズ検知装置の動作を例示したタイミングチャート図であり、ノイズの影響がある場合を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（実施形態１）
実施形態１に係るノイズ検知装置を説明する。図１は、実施形態１に係る信号受信部の受信回路及びノイズ検知装置を例示した構成図である。図１に示すように、信号受信部１は、受信回路１０及びノイズ検知装置２０を備えている。具体的には、信号受信部１は、受信回路１０に並列に付加されたノイズ検知装置２０を備えている。信号受信部１は、例えば、デジタル信号を受信する。
【００１２】
受信回路１０は、識別再生部１１、ＰＬＬ部１２、リタイミング部１３、Ｎ逓倍部１４、発振器１５を備えている。
【００１３】
識別再生部１１は、受信した入力信号の波形の振幅を判別する。識別再生部１１は、判別した波形の振幅と所定の閾値とを比較し、入力信号の振幅が所定の閾値よりも大きい場合にパルス信号を生成する。識別再生部１１は、例えば、ＰＬＬ部１２及びリタイミング部１３と、有線または無線の信号線等により接続されている。また、識別再生部１１は、信号線等により、立ち上がり変化点ラッチ・カウンタ部２１及び立ち下がり変化点ラッチ・カウンタ部２２に接続されている。識別再生部１１は、生成したパルス信号をＰＬＬ部１２、リタイミング部１３、立ち上がり変化点ラッチ・カウンタ部２１及び立ち下がり変化点ラッチ・カウンタ部２２に送信する。
【００１４】
発振器１５は、クロックを発振する。発振器１５が発振したクロックを発振クロックと呼ぶ。発振器１５は、信号線等によりＮ逓倍部１４に接続されている。発振器１５は、発振クロックをＮ逓倍部１４に送信する。Ｎ逓倍部１４は、発振器１５から受信した発振クロックをＮ逓倍する。Ｎ逓倍した発振クロックをＮ逓倍クロックと呼ぶ。Ｎ逓倍部１４は、信号線等により、ＰＬＬ部１２及びノイズ検知装置２０の各構成要素に接続されている。Ｎ逓倍部１４は、Ｎ逓倍クロックをＰＬＬ部１２及びノイズ検知装置２０の各構成要素に送信する。
【００１５】
ＰＬＬ部１２は、Ｎ逓倍クロックを使用して、識別再生部１１から受信したパルス信号に位相を同期させたクロック信号を生成する。ＰＬＬ部１２は、リタイミング部１３及びノイズ検知装置２０の各構成要素と信号線等により接続されている。ＰＬＬ部１２は生成したクロック信号をリタイミング部１３及びノイズ検知装置２０の各構成要素に出力する。リタイミング部１３は、ＰＬＬ部１２において生成されたクロック信号のタイミングで、識別再生部１１で生成されたパルス信号の有無の判定を行う。有無の判定は、例えば、論理１及び論理０で示される。
【００１６】
ノイズ検知装置２０は、立ち上がり変化点ラッチ・カウンタ部２１、立ち下がり変化点ラッチ・カウンタ部２２、変化点間隔ショート検出部２３を備えている。
【００１７】
立ち上がり変化点ラッチ・カウンタ部２１は、例えば、ラッチ及びカウンタを含み、ラッチ機能及びカウンタ機能を有している。立ち上がり変化点ラッチ・カウンタ部２１は、識別再生部１１、ＰＬＬ部１２、Ｎ逓倍部１４、立ち下がり変化点ラッチ・カウンタ部２２及び変化点間隔ショート検出部２３と信号線等により接続されている。
【００１８】
立ち上がり変化点ラッチ・カウンタ部２１は、識別再生部１１において再生されたパルス信号の立ち上がり変化点を検出すると同時に、Ｎ逓倍クロックによるカウントを開始する。パルス信号の立ち上がり変化点を第１変化点と呼ぶ。よって、立ち上がり変化点ラッチ・カウンタ部２１は、識別再生部１１からパルス信号を受信し、第１変化点を検出すると同時にＮ逓倍クロックによるカウントを開始する。
【００１９】
立ち下がり変化点ラッチ・カウンタ部２２は、例えば、ラッチ及びカウンタを含み、ラッチ機能及びカウンタ機能を有している。立ち下がり変化点ラッチ・カウンタ部２２は、識別再生部１１、ＰＬＬ部１２、Ｎ逓倍部１４、立ち上がり変化点ラッチ・カウンタ部２１及び変化点間隔ショート検出部２３と信号線等により接続されている。
【００２０】
立ち下がり変化点ラッチ・カウンタ部２２は、識別再生部１１において再生されたパルス信号の立ち下がり変化点を検出すると同時に、Ｎ逓倍クロックによるカウントを開始する。パルス信号の立ち下がり変化点を第２変化点と呼ぶ。よって、立ち下がり変化点ラッチ・カウンタ部２２は、識別再生部１１からパルス信号を受信し、第２変化点を検出すると同時にＮ逓倍クロックによるカウントを開始する。
【００２１】
立ち上がり変化点ラッチ・カウンタ部２１及び立ち下がり変化点ラッチ・カウンタ部２２は、カウントを行う際には、高速なクロックのＮ逓倍クロックをカウンタクロックに用いている。これにより、データ信号に同期して処理することができる。例えば、入力信号が１ビット幅のデータ信号であり、Ｎ逓倍クロックでｎカウントである場合には、カウンタの上限値は、ｎ−１とすることができる。
【００２２】
変化点間隔ショート検出部２３は、カウントの値が所定の値以下において、次の変化点を検出した場合に、外来ノイズを有すると判定する。次の変化点とは、立ち上がり変化点の次は立ち下がり変化点であり、立ち下がり変化点の次は立ち上がり変化点である。すなわち、第１変化点の次は第２変化点であり、第２変化点の次には第１変化点である。
【００２３】
具体的には、変化点間隔ショート検出部２３は、立ち上がり変化点ラッチ・カウンタ部２１が所定のカウント数をカウントする前に、立ち下がり変化点ラッチ・カウンタ部２２が第２変化点を検出した場合には、ノイズを有すると判定する。変化点間隔ショート検出部２３は、判定した結果を出力する。そして、立ち上がり変化点ラッチ・カウンタ部２１はカウンタをクリアする。
【００２４】
または、変化点間隔ショート検出部２３は、立ち下がり変化点ラッチ・カウンタ部２２が所定のカウント数をカウントする前に、立ち上がり変化点ラッチ・カウンタ部２１が第１変化点を検出した場合には、ノイズを有すると判定する。変化点間隔ショート検出部２３は、判定した結果を出力する。そして、立ち下がり変化点ラッチ・カウンタ部２２はカウンタをクリアする。
【００２５】
所定のカウント数、すなわち、カウントの所定の値は、例えば、カウンタの上限値のｎ−１である。
【００２６】
次に、本実施形態の受信回路１０及びノイズ検知装置２０の動作を説明する。まず、外来ノイズの影響がない場合、すなわち、外来ノイズが無い場合または外来ノイズのレベルが小さく、実際の入力信号に重畳しても識別再生部１１の閾値レベル以下でデジタル信号に影響しない場合について説明する。図２は、実施形態１に係る受信回路及びノイズ検知装置の動作を例示したタイミングチャート図であり、ノイズの影響がない場合を示す。
【００２７】
図２に示すように、信号受信部１には、入力信号としてデータパルスが入力される。データパルスは、例えば、１ビット幅を有している。また、信号受信部１には、外来ノイズが入力される。しなしながら、外来ノイズのレベル（振幅）は小さい。外来ノイズがあっても、外来ノイズのレベルが小さく、閾値以下である。よって、識別再生部１１が再生するパルス信号は、ノイズの影響を受けない。
【００２８】
時間Ａにおいて、信号受信部１に入力信号が入力される。識別再生部１１は、受信した信号の波形の振幅が所定の閾値よりも大きい場合にはパルス信号を生成する。立ち上がり変化点ラッチ・カウンタ部２１は、識別再生部１１が生成したパルス信号の立ち上がり変化点（第１変化点）を検出してカウントを開始する。カウントする際には、立ち上がり変化点ラッチ・カウンタ部２１は、Ｎ逓倍クロックをカウンタクロックに用いる。以下、同様に、カウントする際にはＮ逓倍クロックをカウンタクロックに用いる。
【００２９】
時間Ｂにおいて、立ち下がり変化点ラッチ・カウンタ部２２によるパルス信号の立ち下がり変化点（第２変化点）の検出がないまま、立ち上がり変化点ラッチ・カウンタ部２１は、ｎ−１カウントでカウントを終了する。よって、変化点間隔ショート検出部２３は、ここまでの時間において、外来ノイズの検出なしと判定する。立ち上がり変化点ラッチ・カウンタ部２１は、次の立ち上がり変化点を待つ。
【００３０】
時間Ｃにおいて、立ち下がり変化点ラッチ・カウンタ部２２は、識別再生部１１が生成したパルス信号の立ち下がり変化点（第２変化点）を検出してカウント開始する。外来ノイズがあっても、外来ノイズのレベルが小さく、閾値以下なので、ノイズの影響はない。
【００３１】
時間Ｄにおいて、立ち上がり変化点ラッチ・カウンタ部２１によるパルス信号の立ち上がり変化点（第１変化点）の検出がないまま、立ち下がり変化点ラッチ・カウンタ部２２は、ｎ−１カウントでカウントを終了する。よって、変化点間隔ショート検出部２３は、ここまでの時間において、外来ノイズの検出なしと判定する。そして、立ち下がり変化点ラッチ・カウンタ部２２は、次の立ち下がり変化点を待つ。
【００３２】
時間Ｅにおいて、時間Ａと同じ動作を行う。
【００３３】
次に、外来ノイズの影響がある場合について説明する。外来ノイズのレベルが大きく、実信号入力に重畳して識別再生の閾値レベルを超過した場合には、再生されたデジタル信号の途中にグリッチが発生する。これにより、本来のパルス信号の変化点の他に、外来ノイズによるランダムな変化点が存在する状態となる。図３は、実施形態１に係る受信回路及びノイズ検知装置の動作を例示したタイミングチャート図であり、ノイズの影響がある場合を示す。
【００３４】
図３に示すように、時間Ｆにおいて、信号受信部１に入力信号が入力される。識別再生部１１は、受信した信号の波形の振幅が所定の閾値よりも大きい場合にはパルス信号を生成する。立ち上がり変化点ラッチ・カウンタ部２１は、識別再生部１１が生成したパルス信号の立ち上がり変化点（第１変化点）を検出し、カウントを開始する。
【００３５】
時間Ｇにおいて、識別再生部１１は、閾値よりも大きいレベルのノイズが重畳したことによるグリッチの立ち下がり変化点を発生させる。立ち下がり変化点ラッチ・カウンタ部２２は、識別再生部１１が生成したパルス信号の立ち下がり変化点（第２変化点）を検出してカウントを開始する。時間Ｆから時間Ｇまでに、立ち上がり変化点ラッチ・カウンタ部２１がカウントしたカウント数は、ｎ−１未満であり、カウントの途中のカウント数となっている。よって、変化点間隔ショート検出部２３は、この時点において、外来ノイズの検出ありと判定する。ノイズ判定後、立ち上がり変化点ラッチ・カウンタ部２１は、カウンタをクリアして、次の立ち上がり変化点を待つ。
【００３６】
時間Ｈにおいて、識別再生部１１は、閾値よりも大きいレベルのノイズが重畳したことによるグリッチの立ち上がり変化点を発生させる。立ち上がり変化点ラッチ・カウンタ部２１は、識別再生部１１が生成したパルス信号の立ち上がり変化点（第１変化点）を検出してカウントを開始する。時間Ｇから時間Ｈまでに、立ち下がり変化点ラッチ・カウンタ部２２がカウントしたカウント数は、ｎ−１未満であり、カウントの途中のカウント数となっている。よって、変化点間隔ショート検出部２３は、この時点において、外来ノイズの検出ありと判定する。ノイズ判定後、立ち下がり変化点ラッチ・カウンタ部２２は、カウンタをクリアして、次の立ち下がり変化点を待つ。
【００３７】
時間Ｉにおいて、時間Ｇと同じ動作を行う。時間Ｉにおけるパルス信号の立ち下がり変化点（第２変化点）は、本来のデータパルスの変化点である。しかしながら、直前に閾値よりも大きいレベルのノイズが重畳したことによるグリッチの発生の影響で、変化点間隔ショート検出部２３は、ノイズ検出有りと判定する。時間Ｇ及び時間Ｈにおける判定に重複するノイズ判定（擬似判定）であるが、判定回路を簡素化することができるので許容する。
【００３８】
時間Ｊ〜時間Ｌにおいて、立ち上がりと立ち下がりとが逆になる以外は、時間Ｇ〜時間Ｉの動作と同様である。
【００３９】
次に、本実施形態のノイズ検知方法を説明する。本実施形態のノイズ検知方法は、ノイズ検知装置２０を用いて行うことが望ましい。
【００４０】
まず、信号受信部１に入力された信号の波形の振幅が閾値よりも大きい場合にパルス信号を発生させる識別再生部１１からパルス信号を受信し、パルス信号の立ち上がり変化点である第１変化点を検出すると同時にクロックによるカウントを開始する。
【００４１】
また、信号受信部１に入力された信号の波形の振幅が閾値よりも大きい場合にパルス信号を発生させる識別再生部１１からパルス信号を受信し、パルス信号の立ち下がり変化点である第２変化点を検出すると同時にクロックによるカウントを開始する。
【００４２】
そして、第１変化点を検出すると同時に開始したカウントが所定のカウント数になる前に第２変化点を検出した場合、または、第２変化点を検出すると同時に開始したカウントが所定のカウント数になる前に第１変化点を検出した場合に、ノイズを有すると判定する。このようにして、信号受信部１に入力されたノイズを検知することができる。
【００４３】
次に、本実施形態の効果を説明する。本実施形態の信号受信部１は、ノイズ検知装置２０を付加している。ノイズ検知装置２０を論理回路で構成させた場合には、伝送インタフェースに影響を受けたノイズの検出を論理回路のみで実現できる。このため、特に、ＰＬＤ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｌｏｇｉｃ  Ｄｅｖｉｃｅ）を活用することができれば、デバイスの追加は不要である。これにより、コストを低減することができる。
【００４４】
また、伝送インタフェースに影響を受けたノイズの検出結果により、伝送品質の悪化の要因として、当該インタフェース区間における外来ノイズの存在を顕在化することができる。よって、外来ノイズの原因の切り分け、的確な対策および効果の確認を容易にすることができる。
【００４５】
（実施形態２）
次に、実施形態２に係るノイズ検知装置を説明する。本実施形態のノイズ検知装置は、重複するノイズ判定である擬似判定を除去する。例えば、リタイミングと組み合わせ、識別再生部１１のパルス信号の変化点からノイズの変化点だけを抽出する。そして、外来ノイズの特性であるノイズ幅（逆相変化点間隔）及びノイズ周期（同相変化点間隔）を計測する。なお、信号受信部１における受信回路１０及びノイズ検知装置２０の構成は、図１と同様である。
【００４６】
図４は、実施形態２に係る受信回路及びノイズ検知装置の動作を例示したタイミングチャート図であり、ノイズの影響がある場合を示す。図４において、時間Ｆ〜時間Ｌにおける入力信号（データパルス）、外来ノイズ、識別再生部１１が生成するパルス信号、立ち上がり変化点ラッチ・カウンタ部２１及び立ち下がり変化点ラッチ・カウンタ部２２の動作は同様であるので、説明を省略する。
【００４７】
リタイミングクロックは、Ｎ逓倍クロックを用いたＰＬＬ部１２により、識別再生部１１が生成したパルス信号の変化点をトリガにして、データパルスに対して、位相同期クロックとして生成されたものである。このように、ＰＬＬ部１２は、入力信号に位相同期のリタイミングクロックを生成する。変化点間隔ショート検出部２３は、リタイミングクロックをＰＬＬ部１２から受信する。したがって、時間Ｆと同じ時間の時間Ｍにおいて、リタイミングクロックの立ち下がり変化点を発生させる。
【００４８】
例えば、所定の時間Ｎにおいて、リタイミング点として、リタイミングクロックの立ち上がり変化点を発生させる。リタイミングクロックの立ち上がり変化点を第３変化点、リタイミングクロックの立ち下がり変化点を第４変化点と呼ぶ。
【００４９】
時間Ｉと同じ時間の時間Ｏにおいて、第４変化点を発生させる。以下、所定の時間Ｐにおいて、第３変化点を発生させ、時間Ｌと同じ時間の時間Ｑにおいて、第４変化点を発生させる。
【００５０】
外来ノイズの影響がない場合には、リタイミングクロックは、安定的に生成される。また、外来ノイズが重畳した場合でも、直ちに大きく乱されないように、ＰＬＬ部１２は、パルス信号の変化点での位相同期の補正動作を制限する。
【００５１】
本実施形態では、時間Ｍ、時間Ｏ、時間Ｑにおけるリタイミングクロックの立ち下がり変化点（第４変化点）をデータパルスの変化点に一致させている。よって、この関係を利用して、データパルスの変化点が起因の第１変化点及び第２変化点を除外する。これにより、外来ノイズに起因した第１変化点及び第２変化点のみを抽出する。なお、データパルスの変化点に、第３変化点を一致させてもよい。
【００５２】
このように、変化点間隔ショート検出部２３は、複数の第１変化点及び第２変化点のうち、リタイミングクロックの立ち上がり変化点である第３変化点、または、リタイミングクロックの立ち下がり変化点である第４変化点と一致するものを除外する。これにより、ノイズによる第１変化点及び第２変化点を抽出する。
【００５３】
また、変化点間隔ショート検出器２３は、抽出された第１変化点及び第２変化点の間隔からノイズの幅を導く。具体的には、変化点間隔ショート検出部２３は、Ｎ逓倍クロックを用いて、連続する第１変化点と第２変化点との間の間隔からノイズ幅を簡易的に検出する。例えば、時間Ｇと時間Ｈとの間、及び、時間Ｊと時間Ｋとの間のノイズ幅を、Ｎ逓倍クロックを用いて検出する。
【００５４】
さらに、変化点間隔ショート検出器２３は、抽出された第１変化点間の間隔または第２変化点間の間隔からノイズの周期を導く。具体的には、変化点間隔ショート検出部２３は、同相の第１変化点と第１変化点との間の間隔からノイズ周期を簡易的に検出する。または、変化点間隔ショート検出部２３は、同相の第２変化点と第２変化点との間の間隔からノイズ周期を簡易的に検出する。例えば、時間Ｇと時間Ｊとの間、及び、時間Ｈと時間Ｋとの間のノイズ周期を、Ｎ逓倍クロックを用いて検出する。
【００５５】
本実施形態のノイズ検知装置によれば、ノイズ幅及びノイズ周期を検出することができる。これにより、外来ノイズの特性・特徴を把握することができる。よって、外来ノイズ発生源の特定と的確な対策を講ずることができるようになり、外来ノイズ対応にかかるシステム保守を最小限にすることができる。
【００５６】
関連するクロックレス伝送のインタフェース処理の一例では、伝送ビットレートに対して十分に高周波数のクロック（発振器クロックをＮ逓倍）を用いてＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ  Ｌｏｃｋｅｄ  Ｌｏｏｐ）を構成し、識別再生後のデータパルスの変化点に同期したクロックを生成してリタイミングを行う。ノイズの影響が無ければ識別再生後の信号の変化点間隔は伝送信号速度により一定であり、０連または１連の場合は整数倍になる。高いレベルのノイズが混入すると識別再生後の信号にデータパルスの変化点とは異なるタイミングに、ノイズによる変化点が発生する。しかし、関連する処理の一例では、データパルスの変化点とノイズ由来の変化点は区別することが困難とされてきた。
【００５７】
また、関連する処理の一例において、デジタル信号の外来ノイズに対する耐性は、ユーザが個別に定める要求仕様に準拠するよう設計し、試験で確認されている。実際の使用環境における外来ノイズの発生状況は様々であり把握は困難である。運用開始後、使用環境の変化に伴い外来ノイズ環境が悪化し、不定期にデータエラーによるサービスへの影響が度々発生するようになると、当該機器の故障や不具合を被疑として交換などの対応が行われ、保守初動において外来ノイズの影響は見過ごされる。機器交換等によって一時的に問題解消したように見える場合があるが、およそ再発する。
【００５８】
また、関連する処理の一例では、交換した機器を調査しても故障や不具合の形跡は見られず、原因不明として処理されることもある。前述の図３において、リタイミング点の前後数ｎｓ間（ｎｓ：１×１０−９秒）のところに大きなレベルのノイズが重畳した場合にデータエラーとなる。
【００５９】
これに対して、実施形態１及び２のノイズ検知装置は、この顕在化しないで放置されている外来ノイズの発生状況を予め把握することができ、データエラーという形で顕在化する前に、ノイズ環境改善の保守を行うことができる。さらに、実施形態１及び２のノイズ検知装置は、デジタル信号に対する外来ノイズの監視について、特別な外部機器や専用の部品を追加することなく、論理回路の追加のみで実現する方法であり、適用製品のコスト、サイズ、消費電力を抑えることができる。また、外来ノイズの影響を常時監視することにより、ノイズ源の特定とノイズ対策の効果確認が容易となり、外来ノイズの影響によるシステム保守時間の短縮を図ることができる。
【００６０】
また、実施形態１及び２のノイズ検知装置は、データパルスの変化点以外にノイズ由来の変化点が発生すると、変化点の間隔がデータパルス１ビット幅に満たない状態となることに着目し、ノイズそのものを検出するのではなく、ノイズの混入による影響を検出することでノイズ混入の事実判断とする。つまり、識別再生後の信号において、変化点の間隔が規定時間（データパルス１ビット幅）未満であればノイズ検出ありと判断することができる。通常、デジタル信号はＲＺ符号やＣＭＩ符号などの伝送路符号化されており、ほぼ一定間隔で変化点がある特性を有しているため、上記の考え方によるノイズの影響検出は可能である。実施形態１及び２のノイズ検知装置は、任意の変化点を起点として規定時間を設けて短い変化点間隔を検出する方法であるので、簡易なロジック回路のみで実現することができる。
【００６１】
このように、実施形態１及び２のノイズ検知装置は、コスト及びサイズの増大を抑制しつつ、外来ノイズの存在の顕在化を容易にすることができる。
【００６２】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、以下に示すノイズ検知方法をコンピュータに実行させるノイズ検知プログラムも、実施形態１及び２の技術的思想の範囲に含まれる。
【００６３】
すなわち、入力された信号の波形の振幅が閾値よりも大きい場合にパルス信号を発生させる識別再生部から前記パルス信号を受信し、前記パルス信号の立ち上がり変化点である第１変化点を検出すると同時にクロックによるカウントを開始させ、
前記識別再生部から前記パルス信号を受信し、前記パルス信号の立ち下がり変化点である第２変化点を検出すると同時に前記クロックによるカウントを開始させ、
前記第１変化点を検出すると同時に開始したカウントが所定のカウント数になる前に前記第２変化点を検出した場合、または、前記第２変化点を検出すると同時に開始したカウントが所定のカウント数になる前に前記第１変化点を検出した場合に、ノイズを有すると判定させる、
ことをコンピュータに実行させるノイズ検知プログラム。
【符号の説明】
【００６４】
１  信号受信部
１０  受信回路
１１  識別再生部
１２  ＰＬＬ部
１３  リタイミング部
１４  Ｎ逓倍部
１５  発振器
２０  ノイズ検知装置
２１  立ち上がり変化点ラッチ・カウンタ部
２２  立ち下がり変化点ラッチ・カウンタ部
２３  変化点間隔ショート検出部
【図１】
2020115628.tif 000003
【図２】
2020115628.tif 000004
【図３】
2020115628.tif 000005
【図４】
2020115628.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】令和1年11月26日(2019.11.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力信号の振幅が閾値よりも大きい場合にパルス信号を発生させる識別再生部から前記パルス信号を受信し、前記パルス信号の立ち上がり変化点である第１変化点を検出すると同時にクロックによるカウントを開始する立ち上がり変化点ラッチ・カウンタ部と、
前記識別再生部から前記パルス信号を受信し、前記パルス信号の立ち下がり変化点である第２変化点を検出すると同時に前記クロックによるカウントを開始する立ち下がり変化点ラッチ・カウンタ部と、
前記立ち上がり変化点ラッチ・カウンタ部が所定のカウント数をカウントする前に、前記立ち下がり変化点ラッチ・カウンタ部が前記第２変化点を検出した場合、
または、
前記立ち下がり変化点ラッチ・カウンタ部が所定のカウント数をカウントする前に、前記立ち上がり変化点ラッチ・カウンタ部が前記第１変化点を検出した場合に、ノイズを有すると判定する変化点間隔ショート検出部と、
を備え、
前記立ち上がり変化点ラッチ・カウンタ部が所定のカウント数をカウントする前に、前記立ち下がり変化点ラッチ・カウンタ部が前記第２変化点を検出した場合に、前記変化点間隔ショート検出部が前記ノイズを有すると判定後、前記立ち上がり変化点ラッチ・カウンタ部は、カウンタをクリアにして、次の立ち上がり変化点を待ち、
前記立ち下がり変化点ラッチ・カウンタ部が所定のカウント数をカウントする前に、前記立ち上がり変化点ラッチ・カウンタ部が前記第１変化点を検出した場合に、前記変化点間隔ショート検出部が前記ノイズを有すると判定後、前記立ち下がり変化点ラッチ・カウンタ部は、カウンタをクリアにして、次の立ち下がり変化点を待つ、
ノイズ検知装置。
【請求項２】
前記変化点間隔ショート検出部は、
複数の前記第１変化点及び前記第２変化点のうち、前記入力信号に位相同期のリタイミングクロックを生成するＰＬＬから受信した前記リタイミングクロックの立ち上がり変化点である第３変化点、または、前記リタイミングクロックの立ち下がり変化点である第４変化点と一致するものを除外することにより、前記ノイズによる前記第１変化点及び前記第２変化点を抽出する、
請求項１に記載のノイズ検知装置。
【請求項３】
前記変化点間隔ショート検出部は、
抽出された前記第１変化点及び前記第２変化点の間隔から前記ノイズの幅を導く、
請求項２に記載のノイズ検知装置。
【請求項４】
前記変化点間隔ショート検出部は、
抽出された前記第１変化点間の間隔または前記第２変化点間の間隔から前記ノイズの周期を導く、
請求項２に記載のノイズ検知装置。
【請求項５】
前記クロックは、発振器が発振した発振クロックをＮ逓倍したＮ逓倍クロックである、
請求項１〜４のいずれか１項に記載のノイズ検知装置。
【請求項６】
入力された信号の波形の振幅が閾値よりも大きい場合にパルス信号を発生させる識別再生部から前記パルス信号を受信する立ち上がり変化点ラッチ・カウンタ部に、前記パルス信号の立ち上がり変化点である第１変化点を検出させると同時にクロックによるカウントを開始させるステップと、
前記識別再生部から前記パルス信号を受信する立ち下がり変化点ラッチ・カウンタ部に、前記パルス信号の立ち下がり変化点である第２変化点を検出させると同時に前記クロックによるカウントを開始させるステップと、
前記立ち上がり変化点ラッチ・カウンタ部が所定のカウント数をカウントする前に、前記立ち下がり変化点ラッチ・カウンタ部が前記第２変化点を検出した場合、または、前記立ち下がり変化点ラッチ・カウンタ部が所定のカウント数をカウントする前に、前記立ち上がり変化点ラッチ・カウンタ部が前記第１変化点を検出した場合に、変化点間隔ショート検出部はノイズを有すると判定するステップと、
を備え、
前記立ち上がり変化点ラッチ・カウンタ部が所定のカウント数をカウントする前に、前記立ち下がり変化点ラッチ・カウンタ部が前記第２変化点を検出した場合に、前記変化点間隔ショート検出部が前記ノイズを有すると判定後、前記立ち上がり変化点ラッチ・カウンタ部は、カウンタをクリアにして、次の立ち上がり変化点を待ち、
前記立ち下がり変化点ラッチ・カウンタ部が所定のカウント数をカウントする前に、前記立ち上がり変化点ラッチ・カウンタ部が前記第１変化点を検出した場合に、前記変化点間隔ショート検出部が前記ノイズを有すると判定後、前記立ち下がり変化点ラッチ・カウンタ部は、カウンタをクリアにして、次の立ち下がり変化点を待つ、
ノイズ検知方法。
【請求項７】
入力された信号の波形の振幅が閾値よりも大きい場合にパルス信号を発生させる識別再生部から前記パルス信号を受信する立ち上がり変化点ラッチ・カウンタ部に、前記パルス信号の立ち上がり変化点である第１変化点を検出させると同時にクロックによるカウントを開始させ、
前記識別再生部から前記パルス信号を受信する立ち下がり変化点ラッチ・カウンタ部に、前記パルス信号の立ち下がり変化点である第２変化点を検出させると同時に前記クロックによるカウントを開始させ、
前記立ち上がり変化点ラッチ・カウンタ部が所定のカウント数をカウントする前に、前記立ち下がり変化点ラッチ・カウンタ部が前記第２変化点を検出した場合、または、前記立ち下がり変化点ラッチ・カウンタ部が所定のカウント数をカウントする前に、前記立ち上がり変化点ラッチ・カウンタ部が前記第１変化点を検出した場合に、変化点間隔ショート検出部はノイズを有すると判定させ、
前記立ち上がり変化点ラッチ・カウンタ部が所定のカウント数をカウントする前に、前記立ち下がり変化点ラッチ・カウンタ部が前記第２変化点を検出した場合に、前記変化点間隔ショート検出部が前記ノイズを有すると判定後、前記立ち上がり変化点ラッチ・カウンタ部に、カウンタをクリアにして、次の立ち上がり変化点を待たせ、
前記立ち下がり変化点ラッチ・カウンタ部が所定のカウント数をカウントする前に、前記立ち上がり変化点ラッチ・カウンタ部が前記第１変化点を検出した場合に、前記変化点間隔ショート検出部が前記ノイズを有すると判定後、前記立ち下がり変化点ラッチ・カウンタ部に、カウンタをクリアにして、次の立ち下がり変化点を待たせる、
ことをコンピュータに実行させるノイズ検知プログラム。