(57)【要約】【課題】  遅延が発生した場合でも正常なデータを送受信する。【解決手段】  一つの実施形態によれば、非同期通信装置は、送信回路、遅延部、受信回路を含む。送信回路は、第１のパルス信号を出力する信号発生回路と、第１のパルス信号を入力し、第１のパルス信号のパルス幅を遅延補正処理し、遅延補正処理した第２のパルス信号を出力する遅延補正回路とを含む。遅延部は、第２のパルス信号を入力し、第２のパルス信号の立下り或いは立上り時に遅延を発生させ、遅延が発生した第３のパルス信号を出力する。受信回路は、第３のパルス信号を入力し、第３のパルス信号に基づいて信号処理を実行する。遅延補正回路は、第１のパルス信号のパルス周期を維持しながら、第１のパルス信号に対して遅延部で発生する遅延値分だけ予め補正処理を実行する。【選択図】  図１
2020017842.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のパルス信号を出力する信号発生回路と、前記第１のパルス信号を入力し、前記第１のパルス信号のパルス幅を遅延補正処理し、遅延補正処理した第２のパルス信号を出力する遅延補正回路とを含む送信回路と、
前記第２のパルス信号を入力し、前記第２のパルス信号の立下り或いは立上り時に遅延を発生させ、遅延が発生した第３のパルス信号を出力する遅延部と、
前記第３のパルス信号を入力し、前記第３のパルス信号に基づいて信号処理を実行する受信回路と、
を具備し、
前記遅延補正回路は、前記第１のパルス信号のパルス周期を維持しながら、前記第１のパルス信号に対して前記遅延部で発生する遅延値分だけ予め補正処理を実行する
ことを特徴とする非同期通信装置。
【請求項２】
前記遅延部が前記第２のパルス信号の立下りを第１遅延値分だけ遅延させる場合、
前記遅延補正回路は、前記第２のパルス信号のローレベル期間に対して前記第１遅延値分加算処理し、前記第２のパルス信号のパルス幅期間に対して前記第１遅延値分減算処理する
ことを特徴とする請求項１に記載の非同期通信装置。
【請求項３】
前記遅延部が前記第２のパルス信号の立上りを第２遅延値分だけ遅延させる場合、
前記遅延補正回路は、前記第２のパルス信号のローレベル期間に対して前記第２遅延値分減算処理し、前記第２のパルス信号のパルス幅期間に対して前記第１遅延値分加算処理する
ことを特徴とする請求項１に記載の非同期通信装置。
【請求項４】
第１のパルス信号を出力する信号発生回路を含む送信回路と、
前記第１のパルス信号を入力し、前記第１のパルス信号の立下り或いは立上り時に遅延を発生させ、遅延が発生した第２のパルス信号を出力する遅延部と、
前記第２のパルス信号を入力し、前記第２のパルス信号のパルス周期を維持しながら、前記第２のパルス信号の取込タイミングのときに、前記第２のパルス信号で発生した前記遅延部の遅延値分だけ前記第２のパルス信号の補正処理を実行し、補正処理した第３のパルス信号を出力する取込調整回路を含み、前記第３のパルス信号に基づいて信号処理を実行する受信回路と、
を具備することを特徴とする非同期通信装置。
【請求項５】
前記遅延部が前記第１のパルス信号の立下りを第１遅延値分だけ遅延させる場合、
前記取込調整回路は、前記第２のパルス信号のローレベル期間に対して前記第１遅延値分加算処理し、前記第２のパルス信号のパルス幅期間に対して前記第１遅延値分減算処理する
ことを特徴とする請求項４に記載の非同期通信装置。
【請求項６】
前記遅延部が前記第１のパルス信号の立上りを第２遅延値分だけ遅延させる場合、
前記取込調整回路は、前記第２のパルス信号のローレベル期間に対して前記第２遅延値分減算処理し、前記第２のパルス信号のパルス幅期間に対して前記第１遅延値分加算処理する
ことを特徴とする請求項４に記載の非同期通信装置。
【請求項７】
第１のパルス信号を出力する信号発生回路を含む送信回路と、
前記第１のパルス信号を入力し、前記第１のパルス信号の立下り時或いは立下り時に遅延を発生させ、遅延が発生した第２のパルス信号を出力する遅延部と、
周囲温度を測定する温度センサと、周囲温度に対応する前記遅延部の立下り遅延値と立上り遅延値をそれぞれ複数有し、前記第２のパルス信号を入力し、前記第２のパルス信号のパルス周期を維持しながら、前記第２のパルス信号の取込タイミングのときに、前記第２のパルス信号で発生した周囲温度に対応する前記遅延部の立下り遅延値分だけ或いは立上り遅延値分だけ前記第２のパルス信号の補正処理を実行し、補正処理した第３のパルス信号を出力する取込調整回路を含み、前記第３のパルス信号に基づいて信号処理を実行する受信回路と、
を具備することを特徴とする非同期通信装置。
【請求項８】
前記遅延部は、フォトカプラであることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の非同期通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、非同期通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
非同期回路は、同期回路と比較して低消費電力、高速動作、低電磁放射などの利点を有し、近年多方面に使用されている。非同期回路は、タイミング信号がないので、遅延制御が大変重要となる。
【０００３】
非同期通信（ＵＡＲＴ;Universal Asynchronous Receiver/Transmitter）は、送信側と受信側の間に、送信側から出力されるパルス信号をスイッチング動作するフォトカプラを設ける。フォトカプラは、パルス信号を遅延させる遅延部として機能する。フォトカプラは、パルス信号を伝送する配線やケーブルなどとは異なり、パルス信号の立下り或いは立上りを遅延させる場合がある。
【０００４】
パルス信号でのこのような遅延が発生した場合、送信側と受信側の間で正常なデータの送受信ができないという問題点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−９１７４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、遅延が発生した場合でも正常なデータを送受信することができる非同期通信装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一つの実施形態によれば、非同期通信装置は、送信回路、遅延部、受信回路を含む。送信回路は、第１のパルス信号を出力する信号発生回路と、第１のパルス信号を入力し、第１のパルス信号のパルス幅を遅延補正処理し、遅延補正処理した第２のパルス信号を出力する遅延補正回路とを含む。遅延部は、第２のパルス信号を入力し、第２のパルス信号の立下り或いは立上り時に遅延を発生させ、遅延が発生した第３のパルス信号を出力する。受信回路は、第３のパルス信号を入力し、第３のパルス信号に基づいて信号処理を実行する。遅延補正回路は、第１のパルス信号のパルス周期を維持しながら、第１のパルス信号に対して遅延部で発生する遅延値分だけ予め補正処理を実行する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１の実施形態に係る非同期通信装置を示す図である。
【図２】第１の実施形態に係るフォトカプラを示す回路図である。
【図３】第１の実施形態に係るフォトカプラの特性を説明する図である。
【図４】第１の実施形態に係るフォトカプラによる信号遅延を説明するタイミングチャート。
【図５】第１の実施形態に係る非同期通信装置の動作を示すタイミングチャート。
【図６】第２の実施形態に係る非同期通信装置を示す図である。
【図７】第２の実施形態に係るフォトカプラによる信号遅延を説明するタイミングチャート。
【図８】第２の実施形態に係る非同期通信装置の動作を示すタイミングチャート。
【図９】第３の実施形態に係る非同期通信装置を示す図である。
【図１０】第３の実施形態に係る非同期通信装置の動作を示すタイミングチャート。
【図１１】第４の実施形態に係る非同期通信装置を示す図である。
【図１２】第４の実施形態に係る非同期通信装置の動作を示すタイミングチャート。
【図１３】第５の実施形態に係る非同期通信装置を示す図である。
【図１４】第６の実施形態に係る非同期通信装置を示す図である。
【図１５】第６の実施形態に係るフォトカプラの温度特性を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００１０】
（第１の実施形態）
まず、第１の実施形態に係る非同期通信装置について、図面を参照して説明する。図１は非同期通信装置を示す図である。
【００１１】
第１の実施形態では、送信回路側に遅延補正回路を設けている。遅延補正回路は、フォトカプラ（遅延部）によるパルス信号の立下りの遅延に対応するためにフォトカプラ（遅延部）の立下り遅延値分だけ予め補正処理し、補正処理したパルス信号をフォトカプラ（遅延部）に出力している。
【００１２】
図１に示すように、非同期通信装置１００は、送信回路１、受信回路２、フォトカプラ３、配線ＬＩＮＥ１、配線ＬＩＮＥ２を含む。
【００１３】
非同期通信装置１００は、例えばマイコン等に搭載され、エアコンや洗濯機などの機器の制御に使用される。非同期通信装置１００は、非同期通信装置全体がワンチップ化されてもよいし、送信回路、受信回路が別々にチップ化され、送信部（フォトカプラ）で接続されてもよい。
【００１４】
送信回路１は、信号発生部１１、遅延補正回路１２、端子ＰＡＤ１を含む。信号発生部１１は、第１のパルス信号を生成してノードＮ１を介して遅延補正回路１２に出力する。遅延補正回路１２は、設定レジスタ１３を含む。設定レジスタ１３は、立下り遅延値１４、立上り遅延値１５を含む。立下り遅延値１４は、フォトカプラ（遅延部）によるパルス信号の立下り遅延値に対応する。立上り遅延値１５は、フォトカプラ（遅延部）によるパルス信号の立上り遅延値に対応する。
【００１５】
遅延補正回路１２は、フォトカプラ３の遅延値分だけ予め補正処理し、補正処理した第２のパルス信号をノードＮ２を介して端子ＰＡＤ１に出力する。なお、遅延補正回路１２の具体的な動作は詳細を後述する。
【００１６】
配線ＬＩＮＥ１は、一端が端子ＰＡＤ１に接続され、他端がフォトカプラ３に接続される。補正処理した第２のパルス信号は、ノードＮ２、端子ＰＡＤ１、ノードＮ３を介してフォトカプラ３に入力される。
【００１７】
次に、非同期通信装置１００に使用されるフォトカプラ３の回路構成について図２を参照して説明する。図２は、フォトカプラを示す回路図である。
【００１８】
図２に示すように、フォトカプラ３は、ダイオードＤ１、端子ＰＡＤ３１〜ＰＡＤ３３、抵抗Ｒ１、抵抗Ｒ２、トランジスタＴＲ１を含む。フォトカプラ３は、ノードＮ３の信号（第２のパルス信号）をスイッチング動作する。
【００１９】
フォトカプラ３（遅延部）は、例えば送信回路１と受信回路２を保護するために用いられる。その他の遅延部として、何らかの負荷がかかる機能を有する回路、例えば遅延を発生する配線、ダイオード、ＬＥＤ、抵抗、コンデンサ等が接続されている場合であってもよい。
【００２０】
ダイオードＤ１は、アノードが端子ＰＡＤ３１を介してノードＮ３に接続され、カソードが端子ＰＡＤ３２に接続される。ダイオードＤ１は、アノードに電圧が印加されたときに動作して、光を放出するフォトダイオードである。ダイオードＤ１の動作時に流れる電流は端子ＰＡＤ３２を介してモニタされる。抵抗Ｒ１は、一端がダイオードＤ１のカソード及び端子ＰＡＤ３２に接続され、他端が接地電位（低電位側電源）Ｖｓｓに接続される。
【００２１】
トランジスタＴＲ１は、コレクタが電源（高電位側電源）ＶＤＤ１に接続され、ベースがオープンであり、エミッタが端子ＰＡＤ３３を介してノードＮ４に接続されるＮＰＮトランジスタである。トランジスタＴＲ１は、ダイオードＤ１から照射される光をベースに受光して動作する。抵抗Ｒ２は、一端がトランジスタＴＲ１のエミッタ及び端子ＰＡＤ３３に接続され、他端が接地電位（低電位側電源）Ｖｓｓに接続される負荷抵抗である。
【００２２】
次に、フォトカプラの特性について図３を参照して説明する。図３は、フォトカプラの特性を説明する図である。
【００２３】
図３に示すように、フォトカプラの抵抗Ｒ２（負荷抵抗）が比較的大きな値（例えば５ＫΩ以上）の場合はｔｒ（立上り遅延時間）＜＜ｔｆ（立下り遅延時間）となる。フォトカプラの抵抗Ｒ２（負荷抵抗）が比較的中程度な値（例えば０．５ＫΩ〜５ＫΩ）の場合はｔｒ（立上り遅延時間）＜ｔｆ（立下り遅延時間）となる。フォトカプラの抵抗Ｒ２（負荷抵抗）が比較的小さな値（例えば０．２ＫΩ以下）の場合はｔｒ（立上り遅延時間）＞ｔｆ（立下り遅延時間）となる。
【００２４】
フォトカプラのｔｒ（立上り遅延時間）は、電流伝達率（ＣＴＲ）の値が増加するにつれて徐々に大きくなる。これに対して、フォトカプラのｔｆ（立下り遅延時間）は、電流伝達率（ＣＴＲ）の値が増加するにつれてｔｒ（立上り遅延時間）よりも急激に増加する。
【００２５】
ここで、本実施形態の非同期通信装置１００では、送信回路１から受信回路２へ送信されるパルス信号は、フォトカプラ３で発生する立下り遅延による信号遅延が大半を占める。例えば、フォトカプラ３は、図２に示す負荷抵抗（Ｒ２）の値が大きく、電流伝達率（ＣＴＲ）が大きなフォトカプラを用いている。
【００２６】
つまり、フォトカプラ３の立下り遅延時間ｔｆは、フォトカプラ３の立上り遅延時間ｔｒよりも、例えば1桁以上大きい。フォトカプラ３の立下り遅延時間ｔｆは、配線ＬＩＮＥ１、配線ＬＩＮＥ２、送信回路１の内部配線、及び受信回路２の内部配線での遅延時間よりも大きい。また、配線での立下り遅延と立上り遅延の差も小さい。
【００２７】
フォトカプラ３は、予め補正処理したパルス信号（第２のパルス信号）を、ノードＮ２、端子ＰＡＤ１、ノードＮ３を介して入力する。フォトカプラ３は、補正処理した第２のパルス信号の立下りを遅延させる。
【００２８】
配線ＬＩＮＥ２は、一端がフォトカプラ３に接続され、他端が受信回路２の端子ＰＡＤ２に接続されている。フォトカプラ３から出力される立下りが遅延された第３のパルス信号はノードＮ４を介して受信回路２の端子ＰＡＤ２に入力される。
【００２９】
次に、本実施形態の非同期通信装置１００の動作について、図４及び図５を用いて説明する。図４は、フォトカプラによる信号遅延を説明するタイミングチャート。図５は、非同期通信装置の動作を示すタイミングチャートである。
【００３０】
図４に示すように、遅延補正回路１２が遅延補正しない場合、信号発生回路１１から出力される第１のパルス信号が、直接フォトカプラ３に入力される。ここで、ノードＮ１でのパルス信号（第１のパルス信号）は、パルス周期がＴｐｕｌｓｅ１であり、ハイレベル期間（パルス幅）がＴＨ０で、ローレベル期間がＴＬ０である（例えば、デューティ５０％−５０％のパルス信号）。
【００３１】
フォトカプラ３から出力される立下りが遅延されたパルス信号は、パルス周期が第１のパルス信号と同じＴｐｕｌｓｅ１であり、ハイレベル期間が（ＴＨ０＋ｔｆ）であるＴＨ１であり、ローレベル期間が（ＴＬ０−ｔｆ）であるＴＬ１となる。
【００３２】
図５に示すように、非同期通信装置１００が動作を開始すると、信号発生回路１１から出力される第１のパルス信号は、ノードＮ１を介して遅延補正回路１２に入力される。
【００３３】
遅延補正回路１２は、設定レジスタ１３に格納されているフォトカプラ３の立下り遅延値に対応する立下り遅延値１４を用いて、第１のパルス信号の遅延補正処理を実行する。具体的には、パルス周期を第１のパルス信号と同じＴｐｕｌｓｅ１に維持する。第１のパルス信号のローレベル期間に対して立下り遅延時間ｔｆを加算してローレベル期間をＴＬ２とする。第１のパルス信号のハイレベル期間（パルス幅）に対して立下り遅延時間ｔｆを減算してハイレベル期間がＴＨ２とする。
【００３４】
遅延補正回路１２は、フォトカプラ３の立下り遅延値分だけ予め補正処理し、補正処理した第２のパルス信号をノードＮ２、端子ＰＡＤ１、ノードＮ３を介してフォトカプラ３に送信する。
【００３５】
フォトカプラ３は、予め補正処理された第２のパルス信号を入力する。フォトカプラ３は、第２のパルス信号の立下りを立下り遅延時間ｔｆ分遅延させる。具体的には、フォトカプラ３から出力される第３のパルス信号は、パルス周期を第１のパルス信号と同じＴｐｕｌｓｅ１に維持する。第２のパルス信号の立下りが立下り遅延時間ｔｆ分だけ遅延が発生して、ハイレベル期間（パルス幅）がＴＨ０で、ローレベル期間がＴＬ０となる。第３のパルス信号は、パルス信号（第１のパルス信号）に対して信号の遅延が発生する（信号遅延ＴＤ１）。
【００３６】
第３のパルス信号は、第１のパルス信号に対して非同期ではあるが、同じパルス幅で且つ同じデューティ比を有し、ノードＮ４を介して受信回路２に送信される。この結果、第３のパルス信号に基づいて、正常なデータの受信処理が受信回路２の信号処理回路２１で実行される。
【００３７】
上述したように、本実施形態の非同期通信装置１００では、送信回路１、受信回路２、フォトカプラ３、配線ＬＩＮＥ１、配線ＬＩＮＥ２が設けられる。送信回路１は、信号発生部１１、遅延補正回路１２、端子ＰＡＤ１を含む。遅延補正回路１２は、立下り遅延値１４と立上り遅延値１５有する設定レジスタ１３を含む。遅延補正回路１２は、設定レジスタ１３に格納されているフォトカプラ３の立下り遅延値に対応する立下り遅延値１４を用いて、第１のパルス信号の遅延補正処理を実行し、予め遅延補正処理した第２のパルス信号をフォトカプラ３に送信する。フォトカプラ３は、第２のパルス信号の立下りを立下り遅延時間ｔｆ分遅延させ、立下り遅延された第３のパルス信号が受信回路２に送信される。
【００３８】
このため、受信回路１から送信回路２に送信される信号の遅延が発生した場合でも正常なデータを送受信することができる。
【００３９】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態に係る非同期通信装置に係るについて、図面を参照して説明する。図６は非同期通信装置を示す図である。
【００４０】
第２の実施形態では、遅延補正回路は、フォトカプラ（遅延部）によるパルス信号の立上りの遅延に対応するようにフォトカプラ（遅延部）の遅延値分だけ予め補正処理し、補正処理したパルス信号をフォトカプラ（遅延部）に出力している。
【００４１】
以下、第１の実施形態と同一構成部分には、同一符号を付してその部分の説明を省略し、異なる部分のみ説明する。
【００４２】
図６に示すように、非同期通信装置１０１は、送信回路１、受信回路２、フォトカプラ３ａ、配線ＬＩＮＥ１、配線ＬＩＮＥ２を含む。
【００４３】
ここで、本実施形態の非同期通信装置１０１では、送信回路１から受信回路２へ送信される信号は、フォトカプラ３ａで発生する立上り遅延による信号遅延が大半を占める。例えば、フォトカプラ３ａは、図２に示す負荷抵抗（Ｒ２）の値が小さく、電流伝達率（ＣＴＲ）が小さなフォトカプラを用いている。
【００４４】
つまり、フォトカプラ３ａの立上り遅延時間ｔｒは、フォトカプラ３ａの立下り遅延時間ｔｆよりも大きい。フォトカプラ３ａの立上り遅延時間ｔｒは、配線Ｌｉｎｅ１、配線Ｌｉｎｅ２、送信回路１の内部配線、及び受信回路２の内部配線での遅延時間よりも大きい。また、配線での立下り遅延と立上り遅延の差も小さい。
【００４５】
遅延補正回路１２は、フォトカプラ３ａの立上り遅延値分だけ予め補正処理し、補正処理した第２のパルス信号をノードＮ２、端子ＰＡＤ１、ノードＮ３を介してフォトカプラ３ａに送信する。
【００４６】
フォトカプラ３ａは、予め補正処理された第２のパルス信号を入力する。フォトカプラ３ａは、第２のパルス信号の立上りを立上り遅延時間ｔｒ分遅延させる。
【００４７】
次に、本実施形態の非同期通信装置１０１の動作について、図７及び図８を用いて説明する。図７は、フォトカプラによる信号遅延を説明するタイミングチャート。図８は、非同期通信装置の動作を示すタイミングチャートである。
【００４８】
図７に示すように、遅延補正回路１２が遅延補正しない場合、信号発生回路１１から出力される第１のパルス信号が、直接フォトカプラ３ａに入力される。
【００４９】
フォトカプラ３ａから出力される立上りが遅延されたパルス信号は、パルス周期がパルス信号（第１のパルス信号）と同じＴｐｕｌｓｅ１であり、ローレベル期間が（ＴＬ０＋ｔｒ）であるＴＬ３であり、ハイレベル期間が（ＴＨ０−ｔｒ）であるＴＨ３となる。
【００５０】
図８に示すように、非同期通信装置１０１が動作を開始すると、信号発生回路１１から出力される第１のパルス信号は、ノードＮ１を介して遅延補正回路１２に入力される。
【００５１】
遅延補正回路１２は、設定レジスタ１３に格納されているフォトカプラ３の立上り遅延値に対応する立上り遅延値１５を用いて、第１のパルス信号の遅延補正処理を実行する。具体的には、パルス周期を第１のパルス信号と同じＴｐｕｌｓｅ１に維持する。第１のパルス信号のローレベル期間に対して立上り遅延時間ｔｒ分だけ減算してローレベル期間をＴＬ４とする。第１のパルス信号のハイレベル期間（パルス幅）に対して立上り遅延時間ｔｒ分だけ加算してハイレベル期間がＴＨ４とする。
【００５２】
遅延補正回路１２は、フォトカプラ３ａの立上り遅延値分だけ予め補正処理し、補正処理した第２のパルス信号をノードＮ２、端子ＰＡＤ１、ノードＮ３を介してフォトカプラ３ａに送信する。
【００５３】
フォトカプラ３ａは、予め補正処理された第２のパルス信号を入力する。フォトカプラ３ａは、第２のパルス信号の立上りを立上り遅延時間ｔｒ分遅延させる。具体的には、フォトカプラ３ａから出力される第３のパルス信号は、パルス周期をパルス信号（第１のパルス信号）と同じＴｐｕｌｓｅ１に維持する。第２のパルス信号の立上りが立上り遅延時間ｔｒ分だけ遅延が発生して、ハイレベル期間（パルス幅）がＴＨ０で、ローレベル期間がＴＬ０となる。
【００５４】
第３のパルス信号は、第１のパルス信号に対して、同じパルス幅で且つ同じデューティ比を有し、ノードＮ４を介して受信回路２に送信される。この結果、第３のパルス信号に基づいて、正常なデータの受信処理が受信回路２の信号処理回路２１で実行される。
【００５５】
上述したように、本実施形態の非同期通信装置１０１では、送信回路１、受信回路２、フォトカプラ３ａ、配線ＬＩＮＥ１、配線ＬＩＮＥ２が設けられる。送信回路１は、信号発生部１１、遅延補正回路１２、端子ＰＡＤ１を含む。遅延補正回路１２は、設定レジスタ１３に格納されているフォトカプラ３ａの立上り遅延値に対応する立上り遅延値１５を用いて、第１のパルス信号の遅延補正処理を実行し、予め遅延補正処理した第２のパルス信号をフォトカプラ３ａに送信する。フォトカプラ３ａは、第２のパルス信号の立上りを立上り遅延時間ｔｒ分だけ遅延させ、立上り遅延された第３のパルス信号が受信回路２に送信される。
【００５６】
このため、受信回路１から送信回路２に送信される信号の遅延が発生した場合でも正常なデータを送受信することができる。
【００５７】
（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態に係る非同期通信装置に係るについて、図面を参照して説明する。図９は非同期通信装置を示す図である。
【００５８】
第３の実施形態では、受信回路側に取込調整回路を設けている。取込調整回路は、フォトカプラで立下りが遅延されたパルス信号を入力し、遅延されたパルス信号の取込タイミングのときに、フォトカプラの立下り遅延分だけ遅延されたパルス信号の補正処理を実行する。
【００５９】
以下、第１の実施形態と同一構成部分には、同一符号を付してその部分の説明を省略し、異なる部分のみ説明する。
【００６０】
図９に示すように、非同期通信装置１０２は、送信回路１ａ、受信回路２ａ、フォトカプラ３、配線ＬＩＮＥ１、配線ＬＩＮＥ２を含む。
【００６１】
送信回路１ａは、信号発生回路１１、端子ＰＡＤ１を含む。信号発生回路１１は、第１のパルス信号を発生して、ノードＮ１、端子ＰＡＤ１、ノードＮ３を介してフォトカプラ３へ第１のパルス信号を送信する。
【００６２】
フォトカプラ３は、第１のパルス信号を入力し、第１のパルス信号の立下りを立下り遅延時間ｔｆだけ遅延させて、立下り遅延された第２のパルス信号をノードＮ４を介して受信回路２ａに送信する。
【００６３】
受信回路２ａは、信号処理回路２１、取込調整回路２２、端子ＰＡＤ２を含む。取込調整回路２２は、遅延値２４を有する設定レジスタ２３を含む。遅延値２４は、フォトカプラ３に対応する立下り遅延値、立上り遅延値を含む。
【００６４】
取込調整回路２２は、フォトカプラ３で立下りが遅延されたパルス信号を入力し、遅延されたパルス信号の取込タイミングのときに、フォトカプラ３の立下り遅延分だけ遅延されたパルス信号の補正処理を実行する。取込調整回路２２で実行される補正処理の詳細は、後述する。
【００６５】
ここで、本実施形態の非同期通信装置１０２では、送信回路１ａから受信回路２ａへ送信される信号は、フォトカプラ３で発生する立下り遅延による信号遅延が大半を占める。例えば、フォトカプラ３は、図２に示す負荷抵抗（Ｒ２）の値が大きく、電流伝達率（ＣＴＲ）が大きなフォトカプラを用いている。
【００６６】
次に、本実施形態の非同期通信装置１０２の動作について、図１０を用いて説明する。図１０は、非同期通信装置の動作を示すタイミングチャートである。
【００６７】
図１０に示すように、非同期通信装置１０２が動作を開始すると、信号発生回路１１から出力される第１のパルス信号は、ノードＮ１、端子ＰＡＤ１、ノードＮ３を介してフォトカプラ３に送信される。
【００６８】
フォトカプラ３は、第１のパルス信号を入力する。フォトカプラ３は、第１のパルス信号の立下りを立下り遅延時間ｔｆ分遅延させる。このときの信号波形（図１０のノードＮ４の信号波形）は、図４に示す信号波形と同一である。立下り遅延された第２のパルス信号は、ノードＮ４を介して受信回路２ａに入力される。
【００６９】
取込調整回路２２は、立下り遅延された第２のパルス信号を入力する。取込調整回路２２は、第２のパルス信号の取込タイミングのときに、フォトカプラ３により発生したパルス信号の立下り遅延値分だけ第２のパルス信号の補正処理を実行する。
【００７０】
具体的には、取込調整回路２２で補正処理された第３のパルス信号は、パルス周期をフォトカプラ３から出力される第２のパルス信号と同じＴｐｕｌｓｅ１に維持する。立下り遅延された第２のパルス信号のローレベル期間に対して立下り遅延時間ｔｆ分だけ加算され、立下り遅延された第２のパルス信号のハイレベル期間（パルス幅）に対して立下り遅延時間ｔｆ分だけ減算される。ハイレベル期間（パルス幅）がＴＨ０で、ローレベル期間がＴＬ０となる。補正処理された第３のパルス信号は、第１のパルス信号に対して信号の遅延が発生する（信号遅延ＴＤ２）。
【００７１】
補正処理された第３のパルス信号は、第１のパルス信号に対して非同期ではあるが、同じパルス幅で且つ同じデューティ比を有し、ノードＮ６を介して受信回路２に送信される。この結果、第３のパルス信号に基づいて、正常なデータの受信処理が受信回路２の信号処理回路２１で実行される。
【００７２】
上述したように、本実施形態の非同期通信装置１０２では、送信回路１ａ、受信回路２ａ、フォトカプラ３、配線ＬＩＮＥ１、配線ＬＩＮＥ２が設けられる。送信回路１ａは、信号発生回路１１、端子ＰＡＤ１を含む。信号発生回路１１は、第１のパルス信号を発生して、フォトカプラ３へ第１のパルス信号を送信する。フォトカプラ３は、第１のパルス信号を入力し、第１のパルス信号の立下りを立下り遅延時間ｔｆだけ遅延させて、立下り遅延された第２のパルス信号を受信回路２ａに送信する。受信回路２ａは、信号処理回路２１、取込調整回路２２、端子ＰＡＤ２を含む。取込調整回路２２は、フォトカプラ３で立下りが遅延された第２のパルス信号を入力し、遅延されたパルス信号の取込タイミングのときに、フォトカプラ３の立下り遅延分だけ遅延されたパルス信号の補正処理を実行する。受信回路２ａは、補正処理された第３のパルス信号を信号処理回路２１に送信する。
【００７３】
このため、受信回路１ａから送信回路２ａに送信される信号の遅延が発生した場合でも正常なデータを送受信することができる。
【００７４】
（第４の実施形態）
次に、第４の実施形態に係る非同期通信装置に係るについて、図面を参照して説明する。図１１は非同期通信装置を示す図である。
【００７５】
第４の実施形態では、受信回路側に取込調整回路を設けている。取込調整回路は、フォトカプラで立上りが遅延されたパルス信号を入力し、遅延されたパルス信号の取込タイミングのときに、フォトカプラの立上り遅延分だけ遅延されたパルス信号の補正処理を実行する。
【００７６】
以下、第３の実施形態と同一構成部分には、同一符号を付してその部分の説明を省略し、異なる部分のみ説明する。
【００７７】
図１１に示すように、非同期通信装置１０３は、送信回路１ａ、受信回路２ａ、フォトカプラ３ａ、配線ＬＩＮＥ１、配線ＬＩＮＥ２を含む。
【００７８】
信号発生回路１１は、第１のパルス信号を発生して、ノードＮ１、端子ＰＡＤ１、ノードＮ３を介してフォトカプラ３ａへ第１のパルス信号を送信する。
【００７９】
フォトカプラ３ａは、第１のパルス信号を入力し、第１のパルス信号の立上りを立上り遅延時間ｔｒだけ遅延させて、立上り遅延された第２のパルス信号をノードＮ４を介して受信回路２ａに送信する。
【００８０】
ここで、本実施形態の非同期通信装置１０３では、送信回路１ａから受信回路２ａへ送信される信号は、フォトカプラ３ａで発生する立上り遅延による信号遅延が大半を占める。例えば、フォトカプラ３ａは、図２に示す負荷抵抗（Ｒ２）の値が小さく、電流伝達率（ＣＴＲ）が小さなフォトカプラを用いている。
【００８１】
次に、本実施形態の非同期通信装置１０３の動作について、図１２を用いて説明する。図１２は、非同期通信装置の動作を示すタイミングチャートである。
【００８２】
図１２に示すように、非同期通信装置１０３が動作を開始すると、信号発生回路１１から出力される第１のパルス信号は、ノードＮ１、端子ＰＡＤ１、ノードＮ３を介してフォトカプラ３ａに送信される。
【００８３】
フォトカプラ３ａは、第１のパルス信号を入力する。フォトカプラ３ａは、第１のパルス信号の立上りを立上り遅延時間ｔｒ分遅延させる。このときの信号波形（図１２のノードＮ４の信号波形）は、図７に示す信号波形と同一である。立上り遅延された第２のパルス信号は、ノードＮ４を介して受信回路２ａに入力される。
【００８４】
取込調整回路２２は、立上り遅延された第２のパルス信号を入力する。取込調整回路２２は、第２のパルス信号の取込タイミングのときに、フォトカプラ３ａにより発生したパルス信号の立上り遅延値分だけ第２のパルス信号の補正処理を実行する。
【００８５】
具体的には、取込調整回路２２で補正処理された第３のパルス信号は、パルス周期をフォトカプラ３ａから出力される第２のパルス信号と同じＴｐｕｌｓｅ１に維持する。立上り遅延された第２のパルス信号のローレベル期間に対して立上り遅延時間ｔｒ分だけ減算され、立上り遅延された第２のパルス信号のハイレベル期間（パルス幅）に対して立上り遅延時間ｔｒ分だけ加算される。ハイレベル期間（パルス幅）がＴＨ０で、ローレベル期間がＴＬ０となる。補正処理された第３のパルス信号は、パルス信号（第１のパルス信号）に対して信号の遅延が発生する（信号遅延ＴＤ３）。
【００８６】
補正処理された第３のパルス信号は、第１のパルス信号に対して非同期ではあるが、同じパルス幅で且つ同じデューティ比を有し、ノードＮ６を介して受信回路２に送信される。この結果、第３のパルス信号に基づいて、正常なデータの受信処理が受信回路２の信号処理回路２１で実行される。
【００８７】
上述したように、本実施形態の非同期通信装置１０３では、送信回路１ａ、受信回路２ａ、フォトカプラ３ａ、配線ＬＩＮＥ１、配線ＬＩＮＥ２が設けられる。送信回路１ａは、信号発生回路１１、端子ＰＡＤ１を含む。信号発生回路１１は、第１のパルス信号を発生して、フォトカプラ３ａへ第１のパルス信号を送信する。フォトカプラ３ａは、第１のパルス信号を入力し、第１のパルス信号の立上りを立上り遅延時間ｔｒだけ遅延させて、立上り遅延された第２のパルス信号を受信回路２ａに送信する。受信回路２ａは、信号処理回路２１、取込調整回路２２、端子ＰＡＤ２を含む。取込調整回路２２は、フォトカプラ３ａで立上りが遅延された第２のパルス信号を入力し、遅延されたパルス信号の取込タイミングのときに、フォトカプラ３ａの立上り遅延分だけ遅延されたパルス信号の補正処理を実行する。受信回路２ａは、補正処理された第３のパルス信号を信号処理回路２１に送信する。
【００８８】
このため、受信回路１ａから送信回路２ａに送信される信号の遅延が発生した場合でも正常なデータを送受信することができる。
【００８９】
（第５の実施形態）
次に、第５の実施形態に係る非同期通信装置に係るについて、図面を参照して説明する。図１３は非同期通信装置を示す図である。
【００９０】
第５の実施形態では、非同期通信装置の送信回路側に遅延補正回路を設け、受信回路側に取込補正回路を設けている。フォトカプラで発生するパルス信号の立下り遅延或いは立上り遅延に対して、遅延補正回路或いは取込補正回路を用いて補正処理を実行している。
【００９１】
以下、第１乃至４の実施形態と同一構成部分には、同一符号を付してその部分の説明を省略し、異なる部分のみ説明する。
【００９２】
図１３に示すように、非同期通信装置１０４は、送信回路１、受信回路２ａ、フォトカプラ３ｂ、配線ＬＩＮＥ１、配線ＬＩＮＥ２を含む。
【００９３】
送信回路１は、信号発生部１１、遅延補正回路１２、端子ＰＡＤ１を含む。遅延補正回路１２は、立下り遅延値１４と立上り遅延値１５を有する設定レジスタ１３を含む。
【００９４】
受信回路２ａは、信号処理回路２１、取込調整回路２２、端子ＰＡＤ２を含む。取込調整回路２２は、遅延値２４を有する設定レジスタ２３を含む。遅延値２４は、フォトカプラ３ｂに対応する立下り遅延値、立上り遅延値を含む。
【００９５】
フォトカプラ３ｂは、受信回路１と送信回路２ａの間に設けられ、受信回路から出力されるパルス信号をスイッチング動作する。フォトカプラ３ｂは、その動作条件や非同期通信装置１０４の周囲環境等により、パルス信号に対して立下り遅延或いは立上り遅延を発生させる。
【００９６】
このため、非同期通信装置１０４では、フォトカプラ３ｂによるパルス信号の立下り遅延或いは立上り遅延に対して、遅延補正回路１２と取込調整回路２２を適宜使い分けている。
【００９７】
なお、遅延補正回路１２による補正処理については第１及び第２の実施形態で説明し、取込調整回路２２による補正処理については第３及び第４の実施形態で説明しているので、その詳細は説明を省略する。
【００９８】
上述したように、本実施形態の非同期通信装置１０４では、送信回路１、受信回路２ａ、フォトカプラ３ｂ、配線ＬＩＮＥ１、配線ＬＩＮＥ２が設けられている。非同期通信装置１０４では、遅延補正回路１２によるパルス信号の補正処理と取込調整回路２２によるパルス信号の補正処理を適宜使い分けている。
【００９９】
このため、受信回路１から送信回路２ａに送信される信号の遅延が発生した場合でも正常なデータを送受信することができる。
【０１００】
（第６の実施形態）
次に、第６の実施形態に係る非同期通信装置に係るについて、図面を参照して説明する。図１４は非同期通信装置を示す図である。
【０１０１】
第６の実施形態では、受信回路側に温度センサと取込調整回路を設けている。温度センサは周囲温度をモニタし、取込調整回路は周囲温度に対応する立下り遅延値或いは立上り遅延値を用いて、フォトカプラによるパルス信号の立下り遅延或いは立上り遅延の補正処理を実行する。
【０１０２】
以下、第５の実施形態と同一構成部分には、同一符号を付してその部分の説明を省略し、異なる部分のみ説明する。
【０１０３】
図１４に示すように、非同期通信装置１０５は、送信回路１ａ、受信回路２ｂ、フォトカプラ３ｂ、配線ＬＩＮＥ１、配線ＬＩＮＥ２を含む。
【０１０４】
送信回路１ａは、信号発生回路１１、端子ＰＡＤ１を含む。受信回路２ｂは、信号処理回路２１、取込調整回路２２ｂ、温度センサ２５、端子ＰＡＤ２を含む。
【０１０５】
取込調整回路２２ｂは、設定レジスタ２３ｂを含む。設定レジスタ２３ｂは、立下り遅延値ｔｆ０〜ｔｆｎ、立上り遅延値ｔｒ０〜ｔｒｎを含む。立下り遅延値ｔｆ０〜ｔｆｎ、立上り遅延値ｔｒ０〜ｔｒｎは、それぞれフォトカプラ３ｂに対応する値である。
【０１０６】
図１５に示すように、フォトカプラの温度特性は、比較的温度が低い周囲温度Ｔ０では、立下り遅延値がｔｆ０、立上り遅延値がｔｒ０である。周囲温度Ｔ０より高い周囲温度Ｔ１では、立下り遅延値がｔｆ１、立上り遅延値がｔｒ１である。周囲温度Ｔ１より高い周囲温度Ｔ２では、立下り遅延値がｔｆ２、立上り遅延値がｔｒ２である。周囲温度Ｔ２よりも高く、比較的高い周囲温度Ｔｎでは、立下り遅延値がｔｆｎ、立上り遅延値がｔｒｎである。
【０１０７】
立下り遅延値は、ｔｆ０＜ｔｆ１＜ｔｆ２・・・＜ｔｆｎである。例えば、周囲温度が１２５℃の場合、周囲温度が−２５℃に比べて立下り遅延値が略３倍となる。これに対して、立上り遅延値は、周囲温度に対してあまり変化せず、ｔｒ０、ｔｒ１、ｔｒ２・・・、ｔｒｎは略同一な値となる。
【０１０８】
非同期通信装置１０５の周囲温度が比較的低温度の場合、フォトカプラ３ｂのパルス信号に対する遅延は立上り遅延がメインとなる。一方、非同期通信装置１０５の周囲温度が比較的高温度の場合、フォトカプラ３ｂのパルス信号に対する遅延は立下り遅延がメインとなる。
【０１０９】
取込調整回路２２ｂは、温度センサ２５でモニタされた非同期通信装置１０５の周囲温度が比較的高温度の場合、その周囲温度に対応する立下り遅延値に基づいて、フォトカプラ３ｂの立下り遅延の補正処理を実行する。
【０１１０】
取込調整回路２２ｂは、温度センサ２５でモニタされた非同期通信装置１０５の周囲温度が比較的低温度の場合、その周囲温度に対応する立上り遅延値に基づいて、フォトカプラ３ｂの立上り遅延の補正処理を実行する。
【０１１１】
上述したように、本実施形態の非同期通信装置１０５では、送信回路１ａ、受信回路２ｂ、フォトカプラ３ｂ、配線ＬＩＮＥ１、配線ＬＩＮＥ２が設けられる。送信回路１ａは、信号発生回路１１、端子ＰＡＤ１を含む。受信回路２ｂは、信号処理回路２１、取込調整回路２２ｂ、温度センサ２５、端子ＰＡＤ２を含む。温度センサは周囲温度をモニタし、取込調整回路は周囲温度に対応する立下り遅延値或いは立上り遅延値を基づいて、フォトカプラによるパルス信号の立下り遅延或いは立上り遅延の補正処理を実行する。
【０１１２】
このため、受信回路１ａから送信回路２ｂに送信される信号の遅延が発生した場合でも正常なデータを送受信することができる。
【０１１３】
第６の実施形態では、受信回路側でフォトカプラ３ｂによるパルス信号の立下り遅延或いは立下り遅延に対する補正処理を実行しているが、送信回路側に立下り遅延値ｔｆ０〜ｔｆｎと立上り遅延値ｔｒ０〜ｔｒｎを有する設定レジスタを設けて遅延補正回路を用いて、フォトカプラ３ｂによるパルス信号の立下り遅延或いは立下り遅延に対する補正処理を実行し、予め補正処理したパルス信号をフォトカプラ３ｂに送信してもよい。
【０１１４】
また、遅延値は、予め送信回路側、受信回路側をモニタして算出しておき、設定レジスタに登録しておいてもよい。遅延値は、設定値の変更を適宜行ってもよい。
【０１１５】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０１１６】
１、１ａ  送信回路
２、２ａ、２ｂ  受信回路
３、３ａ、３ｂ  フォトカプラ（遅延部）
１１  信号発生回路
１２  遅延補正回路
１３  設定レジスタ
１４、ｔｆ０〜ｔｆｎ  立下り遅延値
１５  ｔｒ０〜ｔｒｎ  上り遅延値
２１  信号処理回路
２２、２２ｂ  取込調整回路
２３、２３ｂ  設定レジスタ
２４  遅延値
２５  温度センサ
１００〜１０５  非同期通信装置
Ｄ１  ダイオード
Ｎ１〜Ｎ６  ノード
ＬＩＮＥ１、ＬＩＮＥ２  配線
ＰＡＤ１、ＰＡＤ２、ＰＡＤ３１〜ＰＡＤ３３  端子
Ｒ１、Ｒ２  抵抗
ｔｆ  立下り遅延時間
ｔｒ  立上り遅延時間
ＴＤ１〜ＴＤ３  信号遅延
ＴＨ０〜ＴＨ４  ハイレベル期間（パルス幅）
ＴＬ０〜ＴＬ４  ローレベル期間
Ｔｐｕｌｓｅ１  パルス周期
ＴＲ１  トランジスタ
ＶＤＤ１  電源（高電位側電源）
Ｖｓｓ  接地電位（低電位側電源）
【図１】
2020017842.tif 000003
【図２】
2020017842.tif 000004
【図３】
2020017842.tif 000005
【図４】
2020017842.tif 000006
【図５】
2020017842.tif 000007
【図６】
2020017842.tif 000008
【図７】
2020017842.tif 000009
【図８】
2020017842.tif 000010
【図９】
2020017842.tif 000011
【図１０】
2020017842.tif 000012
【図１１】
2020017842.tif 000013
【図１２】
2020017842.tif 000014
【図１３】
2020017842.tif 000015
【図１４】
2020017842.tif 000016
【図１５】
2020017842.tif 000017