(57)【要約】  送信データに応じてデューティ比５０％のマンチェスタ符号を用いた変調信号を生成する変調信号変換回路１と、変調信号の立ち上がりエッジまたは立ち下がりエッジに対して遅延量があるクロックを生成するクロック生成回路６と、クロックに同期して、変調信号のサンプリング処理を行い、受信データを生成するデータ検出回路５とを備えた。  変調信号変換回路１は、デューティ比５０％のマンチェスタ符号を組み合わせて変調信号を生成するため、送信データによらず、常にデューティ比が５０％となり、受信系の変調信号にＤＣオフセットは生じない。  したがって、受信系の変調信号にＤＣオフセットが生じることなく、簡素な回路構成で、良好な通信品質が得られる効果がある。
2013153922.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信データに応じてデューティ比５０％のマンチェスタ符号を用いた変調信号を生成する変調信号生成手段と、
前記変調信号生成手段により生成された変調信号の立ち上がりエッジまたは立ち下がりエッジに対して遅延量があるクロックを生成するクロック生成手段と、
前記クロック生成手段により生成されたクロックに同期して、前記変調信号生成手段により生成された変調信号のサンプリング処理を行い、受信データを生成するデータ検出手段とを備えた信号伝送装置。
【請求項２】
送信データの周期をＴとしたとき、前記クロック生成手段での遅延量が０．５Ｔ以上１Ｔ以下の場合において、
前記変調信号生成手段は、
スタート信号としてデューティ比５０％のマンチェスタ符号“１”を出力し、
送信データの読み込みを行い、
読み込んだ送信データが“０”の場合、デューティ比５０％のマンチェスタ符号“１”を出力し、
読み込んだ送信データが“１”の場合、デューティ比５０％のマンチェスタ符号“０”とデューティ比５０％のマンチェスタ符号“１”を出力し、
全ての送信データの変換および出力が完了するまで、送信データの読み込みから変換までの動作を繰り返すことを特徴とする請求項１記載の信号伝送装置。
【請求項３】
送信データの周期をＴとしたとき、前記クロック生成手段での遅延量が１Ｔ以上１．５Ｔ以下の場合において、
前記変調信号生成手段は、
スタート信号としてデューティ比５０％のマンチェスタ符号“１”を出力し、
送信データの読み込みを行い、
読み込んだ送信データが“０”の場合、デューティ比５０％のマンチェスタ符号“０”とデューティ比５０％のマンチェスタ符号“１”を出力し、
読み込んだ送信データが“１”の場合、デューティ比５０％のマンチェスタ符号“１”を出力し、
全ての送信データの変換および出力が完了するまで、送信データの読み込みから変換までの動作を繰り返すことを特徴とする請求項１記載の信号伝送装置。
【請求項４】
送信データの周期をＴとしたとき、前記クロック生成手段での遅延量が１．５Ｔ以上２Ｔ以下の場合において、
前記変調信号生成手段は、
スタート信号としてデューティ比５０％のマンチェスタ符号“１”を出力し、
第１の送信データの読み込みから変換までの動作と、第２の送信データの読み込みから変換までの動作のいずれかを、全ての送信データの変換および出力が完了するまで繰り返す動作であって、
第１の送信データの読み込みから変換までの動作では、
送信データの読み込みを行い、
読み込んだ送信データが“０”の場合、デューティ比５０％のマンチェスタ符号“０”とデューティ比５０％のマンチェスタ符号“１”を出力し、
読み込んだ送信データが“１”の場合、デューティ比５０％のマンチェスタ符号“０”を２回連続出力し、
読み込んだ送信データが“０”の場合、前記第１の送信データの読み込みから変換までの動作に、
読み込んだ送信データが“１”の場合、前記第２の送信データの読み込みから変換までの動作に移行する動作であり、
第２の送信データの読み込みから変換までの動作では、
送信データの読み込みを行い、
読み込んだ送信データが“０”の場合、デューティ比５０％のマンチェスタ符号“０”を出力し、
読み込んだ送信データが“１”の場合、デューティ比５０％のマンチェスタ符号“１”を出力し、
送信データが“０”の場合、前記第２の送信データの読み込みから変換までの動作に、
送信データが“１”の場合、前記第１の送信データの読み込みから変換までの動作に移行する動作であることを特徴とする請求項１記載の信号伝送装置。
【請求項５】
送信データの周期をＴとしたとき、前記クロック生成手段での遅延量が１．５Ｔ以上２Ｔ以下の場合において、
前記変調信号生成手段は、
スタート信号としてデューティ比５０％のマンチェスタ符号“０”を出力し、
第１の送信データの読み込みから変換までの動作と、第２の送信データの読み込みから変換までの動作のいずれかを、全ての送信データの変換および出力が完了するまで繰り返す動作であって、
第１の送信データの読み込みから変換までの動作では、
送信データの読み込みを行い、
読み込んだ送信データが“０”の場合、デューティ比５０％のマンチェスタ符号“０”を出力し、
読み込んだ送信データが“１”の場合、デューティ比５０％のマンチェスタ符号“１”を出力し、
送信データが“０”の場合、前記第１の送信データの読み込みから変換までの動作に、
送信データが“１”の場合、前記第２の送信データの読み込みから変換までの動作に移行する動作であり、
第２の送信データの読み込みから変換までの動作では、
送信データの読み込みを行い、
読み込んだ送信データが“０”の場合、デューティ比５０％のマンチェスタ符号“０”とマンチェスタ符号“１”を出力し、
読み込んだ送信データが“１”の場合、デューティ比５０％のマンチェスタ符号“０”を２回連続出力し、
読み込んだ送信データが“０”の場合、前記第２の送信データの読み込みから変換までの動作に、
読み込んだ送信データが“１”の場合、前記第１の送信データの読み込みから変換までの動作に移行する動作であることを特徴とする請求項１記載の信号伝送装置。
【請求項６】
送信データの周期をＴとしたとき、前記クロック生成手段での遅延量が０．５Ｔ以上１Ｔ以下の場合において、
前記クロック生成手段は、
スイッチ制御信号に応じて、入力される変調信号の出力経路を切り換えるスイッチと、
前記スイッチからの一方の出力の反転した値を出力する第１のインバータと、
前記スイッチからの他方の出力および前記第１のインバータからの出力に同期して、所定の時間幅のパルスを出力する単パルス生成回路と、
前記単パルス生成回路からの出力の反転した値をクロックとして出力する第２のインバータと、
前記第２のインバータからのクロックに同期して、入力される変調信号をサンプリング処理し、スイッチ制御信号を生成するスイッチ制御回路とを備えたことを特徴とする請求項１記載の信号伝送装置。
【請求項７】
送信データの周期をＴとしたとき、前記クロック生成手段での遅延量が０．５Ｔ以上１Ｔ以下の場合において、
前記クロック生成手段は、
前記データ検出手段により生成された受信データに応じて、入力される変調信号の出力経路を切り換えるスイッチと、
前記スイッチからの一方の出力の反転した値を出力する第１のインバータと、
前記スイッチからの他方の出力および前記第１のインバータからの出力に同期して、所定の時間幅のパルスを出力する単パルス生成回路と、
前記単パルス生成回路からの出力の反転した値をクロックとして出力する第２のインバータとを備えたことを特徴とする請求項１記載の信号伝送装置。
【請求項８】
前記変調信号生成手段は、
前記スイッチの初期化信号を出力し、
スタート信号としてデューティ比５０％のマンチェスタ符号“１”を出力し、
送信データの読み込みを行い、
読み込んだ送信データに応じたデューティ比５０％のマンチェスタ符号を出力し、
全ての送信データの変換および出力が完了するまで、送信データの読み込みから変換までの動作を繰り返すことを特徴とする請求項６記載の信号伝送装置。
【請求項９】
前記変調信号生成手段は、
前記スイッチの初期化信号を出力し、
スタート信号としてデューティ比５０％のマンチェスタ符号“１”を出力し、
送信データの読み込みを行い、
読み込んだ送信データに応じたデューティ比５０％のマンチェスタ符号を出力し、
全ての送信データの変換および出力が完了するまで、送信データの読み込みから変換までの動作を繰り返すことを特徴とする請求項７記載の信号伝送装置。
【請求項１０】
前記データ検出手段の前段または後段に設けられ、入力される値の反転した値を出力するインバータを備えたことを特徴とする請求項１記載の信号伝送装置。
【請求項１１】
前記変調信号生成手段により生成された変調信号を所望の搬送周波数に変換する第１の周波数変換回路と、
前記第１の周波数変換回路により所望の搬送周波数に変換された変調信号をベースバンド周波数に変換する第２の周波数変換回路とを備えたことを特徴とする請求項１記載の信号伝送装置。
【請求項１２】
前記変調信号生成手段は、
前記スイッチの初期化信号として、０．５Ｔの整数倍の周期である“１”と、０．５Ｔの整数倍の周期である“０”とを出力することを特徴とする請求項８記載の信号伝送装置。
【請求項１３】
前記変調信号生成手段は、
前記スイッチの初期化信号として、０．５Ｔの整数倍の周期である“１”と、０．５Ｔの整数倍の周期である“０”とを出力することを特徴とする請求項９記載の信号伝送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有線または無線通信装置などに用いられる信号伝送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１４は、例えば下記非特許文献１に示された従来の信号伝送装置を示す構成図である。
図１４に示す信号伝送装置は、送信系において、パルス幅変調回路１０１および送信用周波数変換回路１０２から構成される。
また、伝送路を介した受信系において、受信用周波数変換回路１０３および復号回路１０４から構成され、復号回路１０４は、データ検出回路１０５および遅延回路（遅延量τ＝０．５Ｔ）１０６から構成される。【０００３】
次に動作について説明する。
送信系では、周期Ｔの送信データ（“０”または“１”）をパルス幅変調回路１０１に入力し、送信データに応じたパルス幅の変調信号（ＰＷＭ信号）を生成し、送信用周波数変換回路１０２により所望の搬送波周波数に変換して送信する。
ここでは、送信データが“０”のパルス幅は、０．５Ｔ以下（例えば０．２５Ｔ）、送信データが“１”のパルス幅は、０．５Ｔ以上（例えば０．７５Ｔ）とする。【０００４】
受信系では、受信用周波数変換回路１０３により、ベースバンドに周波数変換したＰＷＭ信号を復号回路１０４に入力する。
復号回路１０４では、遅延回路１０６により０．５Ｔの時間遅延を与えたＰＷＭ信号をクロックとし、クロックの立ち上がりエッジに同期して動作するデータ検出回路１０５によりＰＷＭ信号のサンプリングを行い、受信データを得る。
図１５に、送信データ、ＰＷＭ信号、クロック、受信データの時間波形の一例を示す。【０００５】
以上の説明のとおり、従来の信号伝送装置では、受信したＰＷＭ信号をクロックとして用いることで、下記特許文献１に開示されているようなクロック生成回路を用いずに受信データを得ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭６４−１３８２０号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】Ｄ．Ｃｈｅｅｗａｓｒｉｒｕｎｇｒａｕｎｇ，  “Ａ  Ｍｕｌｔｉ−Ｇｉｇａｂｉｔ  ＤＬＬ−ｂａｓｅｄ  ＣＭＯＳ  ＰＷＭ  Ｄｅｍｏｄｕｌａｔｏｒ  Ｕｓｉｎｇ  Ｄｅｌａｙ  Ｖｅｒｎｉｅｒ  Ｓａｍｐｌｅｒ，”  ２０１０  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  ｏｎ  ＥＣＴＩ−ＣＯＮ．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来の信号伝送装置は、以上のように構成されているので、ＰＷＭ信号は、送信データ（“０”または“１”）に応じてパルス幅が異なるため、データのシーケンス（例えば連続して“０”または“１”が続く）によっては、受信系のＰＷＭ信号にＤＣオフセットが生じる。
ＤＣオフセットが大きくなると、データ検出回路１０５が誤動作し、結果、正しい受信データを得ることができない課題がある。【０００９】
本発明は、前記のような課題を解決するためになされたもので、受信系の変調信号にＤＣオフセットが生じることなく、簡素な回路構成で、良好な通信品質が得られる信号伝送装置を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の信号伝送装置は、送信データに応じてデューティ比５０％のマンチェスタ符号を用いた変調信号を生成する変調信号生成手段と、変調信号の立ち上がりエッジまたは立ち下がりエッジに対して遅延量があるクロックを生成するクロック生成手段と、クロックに同期して、変調信号のサンプリング処理を行い、受信データを生成するデータ検出手段とを備えたものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、変調信号生成手段は、デューティ比５０％のマンチェスタ符号を組み合わせて変調信号を生成するため、送信データによらず、常にデューティ比が５０％となり、受信系の変調信号にＤＣオフセットは生じない。
したがって、受信系の変調信号にＤＣオフセットが生じることなく、簡素な回路構成で、良好な通信品質が得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態１による信号伝送装置を示す構成図である。
【図２】各種信号の時間波形を示すタイミングチャートである。
【図３】（αが０．５Ｔ以上１Ｔ以下の場合の）変調信号の生成アルゴリズムを示すフローチャートである。
【図４】（αが１Ｔ以上１．５Ｔ以下の場合の）変調信号の生成アルゴリズムを示すフローチャートである。
【図５】（αが１．５Ｔ以上２Ｔ以下であって、スタート信号がマンチェスタ符号“１”の場合の）変調信号の生成アルゴリズムを示すフローチャートである。
【図６】（αが１．５Ｔ以上２Ｔ以下であって、スタート信号がマンチェスタ符号“０”の場合の）変調信号の生成アルゴリズムを示すフローチャートである。
【図７】本発明の実施の形態２による信号伝送装置のクロック生成回路を示す構成図である。
【図８】各種信号の時間波形を示すタイミングチャートである。
【図９】変調信号の生成アルゴリズムを示すフローチャートである。
【図１０】本発明の実施の形態２による信号伝送装置の他のクロック生成回路を示す構成図である。
【図１１】本発明の実施の形態３による信号伝送装置を示す構成図である。
【図１２】各種信号の時間波形を示すタイミングチャートである。
【図１３】変調信号の生成アルゴリズムを示すフローチャートである。
【図１４】従来の信号伝送装置を示す構成図である。
【図１５】各種信号の時間波形を示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１による信号伝送装置を示す構成図である。
図１に示す信号伝送装置は、送信系において、送信データに応じてデューティ比５０％のマンチェスタ符号を用いた変調信号を生成する変調信号変換回路（変調信号生成手段）１、および変調信号変換回路１により生成された変調信号を所望の搬送周波数に変換する送信用周波数変換回路（第１の周波数変換回路）２から構成される。
【００１４】
また、伝送路を介した受信系において、送信用周波数変換回路２により所望の搬送周波数に変換された変調信号をベースバンド周波数に変換する受信用周波数変換回路（第２の周波数変換回路）３、および受信用周波数変換回路３によりベースバンド周波数に変換された変調信号を復号する復号回路４から構成される。
さらに、復号回路４は、変調信号の立ち上がりエッジまたは立ち下がりエッジに対して遅延量があるクロックを生成するクロック生成回路（クロック生成手段）６、およびクロック生成回路６により生成されたクロックに同期して、変調信号のサンプリング処理を行い、受信データを生成するデータ検出回路（データ検出手段）５から構成される。
【００１５】
図１の例では、信号伝送装置の構成要素である、変調信号変換回路１、送信用周波数変換回路２、受信用周波数変換回路、および復号回路４が、例えば、マイコン等を実装している半導体回路基板等のハードウエアで構成されていることを想定している。
【００１６】
次に動作について説明する。
送信系では、周期Ｔの送信データ（“０”または“１”）を変調信号変換回路１に入力し、送信データに応じてデューティ比５０％のマンチェスタ符号を用いた変調信号を生成し、送信用周波数変換回路２により所望の搬送波周波数に変換して送信する。
なお、変調信号の生成アルゴリズムは、図３から図６に示す。
【００１７】
受信系では、受信用周波数変換回路３によりベースバンドに周波数変換した変調信号を復号回路４に入力する。
復号回路４では、クロック生成回路６により、変調信号の立ち上がりエッジにαＴの時間遅延を与えた信号をクロックとし、データ検出回路５により、クロックの立ち上がりエッジに同期して変調信号のサンプリングを行い、受信データを得る。
ここで、αは、０．５Ｔ以上１Ｔ以下と、１Ｔ以上１．５Ｔ以下と、１．５Ｔ以上２Ｔ以下の３つの範囲内での値である。
【００１８】
図２に、α＝０．７５Ｔの場合の送信データ、変調信号、クロック、受信データの時間波形の一例を示す。
変調信号変換回路１では、まず、スタート信号としてデューティ比５０％のマンチェスタ符号を出力し、スタート信号の後に送信データに応じて生成した変調信号を出力する。
クロックは、受信した変調信号に対して０．７５Ｔの時間遅延があり、クロックの立ち上がりエッジでの変調信号の値が受信データとなる。
この受信データの値は、次のクロックの立ち上がりがあるまで維持される。
図２に示すように、実施の形態１による信号伝送装置により、正しくデータを伝送できる。
【００１９】
図３に、αが０．５Ｔ以上１Ｔ以下の場合の変調信号の生成アルゴリズムを示す。
まず、スタート信号としてデューティ比５０％のマンチェスタ符号“１”を出力する（ステップＳＴ１）。
次に、読み込んだ送信データの値に応じたデューティ比５０％のマンチェスタ符号を出力する（ステップＳＴ２〜ＳＴ７）。
送信データが“０”の場合（ステップＳＴ３）、デューティ比５０％のマンチェスタ符号“１”を出力する（ステップＳＴ４）。
送信データが“１”の場合、デューティ比５０％のマンチェスタ符号“０”（ステップＳＴ５）の後にデューティ比５０％のマンチェスタ符号“１”を出力する（ステップＳＴ６）。
全ての送信データの変換が終わるまで、送信データの読み込みから変換までの動作を繰り返し行う（ステップＳＴ７）。
【００２０】
図４に、αが１Ｔ以上１．５Ｔ以下の場合の変調信号の生成アルゴリズムを示す。
まず、スタート信号としてデューティ比５０％のマンチェスタ符号“１”を出力する（ステップＳＴ１１）。
次に、読み込んだ送信データの値に応じたデューティ比５０％のマンチェスタ符号を出力する（ステップＳＴ１２〜ＳＴ１７）。
送信データが０の場合（ステップＳＴ１３）、デューティ比５０％のマンチェスタ符号“０” （ステップＳＴ１４）の後にデューティ比５０％のマンチェスタ符号“１”を出力する（ステップＳＴ１５）。
送信データが“１”の場合（ステップＳＴ１３）、デューティ比５０％のマンチェスタ符号“１”を出力する（ステップＳＴ１６）。
全ての送信データの変換が終わるまで、送信データの読み込みから変換までの動作を繰り返し行う（ステップＳＴ１７）。
【００２１】
図５と図６に、αが１．５Ｔ以上２Ｔ以下の場合の変調信号の生成アルゴリズムを示す。
図５では、スタート信号がデューティ比５０％のマンチェスタ符号“１”の場合について説明する。
まず、スタート信号としてデューティ比５０％のマンチェスタ符号“１”を出力する（ステップＳＴ２１）。
次に、読み込んだ送信データの値に応じたデューティ比５０％のマンチェスタ符号を出力する（ステップＳＴ２２〜ＳＴ３５）。
送信データが“０”の場合（ステップＳＴ２３）、デューティ比５０％のマンチェスタ符号“０” （ステップＳＴ２４）の後にデューティ比５０％のマンチェスタ符号“１”を出力する（ステップＳＴ２５）。
送信データが“１”の場合（ステップＳＴ２３）、デューティ比５０％のマンチェスタ符号“０” （ステップＳＴ２６）の後にデューティ比５０％のマンチェスタ符号“０”を出力する（ステップＳＴ２７）。
送信データが“０”の場合（ステップＳＴ２９）、図５の左側の送信データの読み込みから変換までの動作を行う（ステップＳＴ２２〜ＳＴ２８）。
送信データが“１”の場合（ステップＳＴ２９）、図５の右側の送信データの読み込みから変換までの動作を行う（ステップＳＴ３０〜ＳＴ３４）。
【００２２】
図５の右側の送信データの読み込みから変換までの動作について説明する（ステップＳＴ３０〜ＳＴ３４）。
読み込んだ送信データが“０”の場合（ステップＳＴ３１）、デューティ比５０％のマンチェスタ符号“０”を出力する（ステップＳＴ３２）。
読み込んだ送信データが“１”の場合（ステップＳＴ３１）、デューティ比５０％のマンチェスタ符号“１”を出力する（ステップＳＴ３３）。
送信データが“０”の場合（ステップＳＴ３５）、図５の右側の送信データの読み込みから変換までの動作を行う（ステップＳＴ３０〜ＳＴ３４）。
送信データが“１”の場合（ステップＳＴ３５）、図５の左側の送信データの読み込みから変換までの動作を行う（ステップＳＴ２２〜ＳＴ２８）。
全ての送信データの変換が終わるまで、前記説明した動作（ステップＳＴ２２〜ＳＴ３５）を繰り返し行う（ステップＳＴ２８，ＳＴ３４）。
【００２３】
図６では、スタート信号がデューティ比５０％のマンチェスタ符号“０”の場合について説明する。
まず、スタート信号としてデューティ比５０％のマンチェスタ符号“０”を出力する（ステップＳＴ４１）。
次に、読み込んだ送信データの値に応じたデューティ比５０％のマンチェスタ符号を出力する（ステップＳＴ４２〜ＳＴ４５）。
送信データが“０”の場合（ステップＳＴ４３）、デューティ比５０％のマンチェスタ符号“０”を出力する（ステップＳＴ４４）。
送信データが“１”の場合（ステップＳＴ４３）、デューティ比５０％のマンチェスタ符号“１”を出力する（ステップＳＴ４５）。
送信データが“０”の場合（ステップＳＴ４７）、図６の右側の送信データの読み込みから変換までの動作を行う（ステップＳＴ４２〜ＳＴ４６）。
送信データが“１”の場合（ステップＳＴ４７）、図６の左側の送信データの読み込みから変換までの動作を行う（ステップＳＴ４８〜ＳＴ５４）。
【００２４】
図６の左側の送信データの読み込みから変換までの動作について説明する（ステップＳＴ４８〜ＳＴ５４）。
読み込んだ送信データが“０”の場合（ステップＳＴ４９）、デューティ比５０％のマンチェスタ符号“０”（ステップＳＴ５０）の後にデューティ比５０％のマンチェスタ符号“１”を出力する（ステップＳＴ５１）。
読み込んだ送信データが“１”の場合（ステップＳＴ４９）、デューティ比５０％のマンチェスタ符号“０” （ステップＳＴ５２）の後にデューティ比５０％のマンチェスタ符号“０”を出力する（ステップＳＴ５３）。
送信データが“０”の場合（ステップＳＴ５５）、図６の左側の送信データの読み込みから変換までの動作を行う（ステップＳＴ４８〜ＳＴ５４）。
送信データが“１”の場合（ステップＳＴ５５）、図６の右側の送信データの読み込みから変換までの動作を行う（ステップＳＴ４２〜ＳＴ４６）。
全ての送信データの変換が終わるまで、前記説明した動作（ステップＳＴ４１〜ＳＴ５５）を繰り返し行う（ステップＳＴ４６，ＳＴ５４）。
【００２５】
以上の説明より、本実施の形態１では、変調信号変換回路１は、デューティ比５０％のマンチェスタ符号を組み合わせて変調信号を生成するため、送信データによらず、常にデューティ比は５０％となるため、受信系の変調信号にＤＣオフセットは生じない。
したがって、受信系の変調信号にＤＣオフセットが生じることなく、簡素な回路構成で、良好な通信品質が得られる。
【００２６】
また、従来の図１４におけるパルス幅変調回路１０１の動作クロックは、パルス幅の設定分解能に応じて０．５Ｔより高くなる。
すなわち、パルス幅変調回路１０１の消費電力が大きくなる、パルス幅変調回路１０１の回路構成が複雑となる、などの課題がある。
これに対して、実施の形態１の図１における変調信号変換回路１の動作クロックは、０．５Ｔ固定であるため、パルス幅変調回路１０１よりも回路構成が簡素となり、消費電力が小さくなる。
したがって、更に簡素な回路構成で、良好な通信品質が得られる。
【００２７】
本実施の形態１では，クロック生成回路６の詳細は述べていないが、遅延素子を用いたアナログ回路であっても、カウンタを用いたディジタル回路であっても同様の効果を奏する。
【００２８】
実施の形態２．
前記実施の形態１の信号伝送装置では、デューティ比５０％のマンチェスタ符号を組み合わせた変調信号により、ＤＣオフセットが含まれない信号伝送が可能となる。
しかし、図３から図６に示した変調信号の生成アルゴリズムによると、送信データの値によって、変調信号のデータ長が変化する。
本実施の形態２では、αが０．５Ｔ以上１Ｔ以下の場合において、送信データの値によらず、変調信号のデータ長が同じとなる信号伝送装置について示す。
【００２９】
図７は、本発明の実施の形態２によるクロック生成回路１０を示す構成図である。
図７に示すクロック生成回路１０は、スイッチ制御信号に応じて、入力される変調信号の出力経路を切り換えるスイッチ１１、スイッチ１１からの一方の出力の反転した値を出力するインバータ（第１のインバータ）１２、スイッチ１１からの他方の出力およびインバータ１２からの出力に同期して、所定の時間幅のパルスを出力する単パルス生成回路１３、単パルス生成回路１３からの出力の反転した値をクロックとして出力するインバータ（第２のインバータ）１４、およびインバータ１４からのクロックに同期して、入力される変調信号をサンプリング処理し、スイッチ制御信号を生成するスイッチ制御回路１５から構成される。
【００３０】
次に動作について説明する。
スイッチ１１は、スイッチ制御回路１５からのスイッチ制御信号に応じて出力経路を選択する。
ここでは、スイッチ制御回路１５からのスイッチ制御信号が“０”の場合、スイッチ１１は、単パルス生成回路１３に接続する経路となり、スイッチ制御回路１５からのスイッチ制御信号が“１”の場合、スイッチ１１は、インバータ１２に接続する経路となる。
インバータ１２は、反転した入力値（“０”ならば“１”、“１”ならば“０”）を単パルス生成回路１３に出力する。
単パルス生成回路１３は、入力信号の立ち上がりエッジ毎に、パルス幅αＴのパルスを１回出力する。
インバータ１４は、単パルス生成回路１３からの出力を反転し、クロックとして外部とスイッチ制御回路１５に出力する。
スイッチ制御回路１５は、クロックの立ち上がりに同期して、変調信号のサンプリングを行い、サンプリング時の値をスイッチ１１に出力する。
【００３１】
図８に、送信データ、変調信号、単パルス生成回路１３出力、クロック、スイッチ制御回路１５出力の時間波形の一例を示す。
変調信号変換回路１では、スイッチを初期化するために、周期１Ｔの“１”と周期１Ｔの“０”を出力し、次にスタート信号としてデューティ比５０％のマンチェスタ符号を出力し、スタート信号の後に送信データに応じて生成した変調信号を出力する。
単パルス生成回路１３は、スイッチ制御回路１５、スイッチ１１、およびインバータ１２からなる回路により、変調信号の立ち上がりエッジまたは立ち下がりエッジに同期して、パルス幅０．７５Ｔのパルスを出力する。
インバータ１４から出力されるクロックは、単パルス生成回路１３からの出力を反転した波形となる。
スイッチ制御回路１５は、クロックの立ち上がりエッジに同期して、変調信号のサンプリングを行う。サンプリングした値は、次のクロックの立ち上がりがあるまで維持される。
スイッチ制御回路１５は、データ検出回路５と同じ動作を行うため、スイッチ制御回路１５の出力は、復号した受信データとなる。
図７に示すように、実施の形態２による信号伝送装置により、正しくデータを伝送できる。
【００３２】
図９に、変調信号の生成アルゴリズムを示す。
まず、スイッチ初期化信号として、周期１Ｔの“１”と周期１Ｔの“０”を出力する（ステップＳＴ６１）。
そして、スタート信号としてデューティ比５０％のマンチェスタ符号“１”を出力する（ステップＳＴ６２）。
次に、読み込んだ送信データの値に応じたデューティ比５０％のマンチェスタ符号を出力する（ステップＳＴ６３〜ＳＴ６７）。
送信データが“０”の場合（ステップＳＴ６４）、デューティ比５０％のマンチェスタ符号“１”を出力する（ステップＳＴ６５）。
送信データが“１”の場合（ステップＳＴ６４）、デューティ比５０％のマンチェスタ符号“０”を出力する（ステップＳＴ６６）。
全ての送信データの変換が終わるまで、送信データの読み込みから変換までの動作を繰り返し行う（ステップＳＴ６７）。
【００３３】
図９に示した変調信号の生成アルゴリズムにより、送信データの値によらず、変調信号のデータ長が同じとなることが分かる。
また、変調信号は、デューティ比５０％のマンチェスタ符号を組み合わせて生成するため、送信データによらず、常にデューティ比は５０％となるため、ＤＣオフセットは生じない。
【００３４】
図７に示したクロック生成回路１０では、スイッチ制御回路１５を用いて変調信号のサンプリングを行い、スイッチ１１の出力経路を決めていた。
図７の説明で述べたように、スイッチ制御回路１５とデータ検出回路５は同一の動作となるため、図１０に示すクロック生成回路１０のように、データ検出回路５の出力である受信データをスイッチ１１に入力するように構成しても同様の効果を奏する。
【００３５】
以上の説明より、本実施の形態２では、前記実施の形態１の効果に加え、αが０．５Ｔ以上１Ｔ以下の場合において、送信データの値によらず、変調信号のデータ長を同じにすることができる。
【００３６】
実施の形態３．
前記実施の形態２の信号伝送装置では、αが０．５Ｔ以上１Ｔ以下の場合において、送信データの値によらず、変調信号のデータ長が同じとなる信号伝送装置について示した。
ただし、図９に示した変調信号の生成アルゴリズムでは、送信データの逆となるデューティ比５０％のマンチェスタ符号を使用している（送信データが“０”の場合、マンチェスタ符号は“１”、送信データが“１”の場合、マンチェスタ符号は“０”）。
本実施の形態３では、送信データと同じマンチェスタ符号を使用する信号伝送装置について示す。
【００３７】
図１１は、本発明の実施の形態３による信号伝送装置を示す構成図である。
図１１に示す信号伝送装置は、受信系の復号回路３０において、データ検出回路５の後段に、入力される値の反転した値を出力するインバータ３１を設けたものから構成される。
なお、復号回路３０において、クロック生成回路は、前記実施の形態２で説明したクロック生成回路１０を適用するものとする。
その他、前記実施の形態と同一符号で示す部分については、同一または相当部分を示し説明を省略する。
【００３８】
次に動作について説明する。
ただし、前記実施の形態１と同様の動作については説明を省略する。
インバータ３１は、データ検出回路５からの出力を反転し、受信データとして出力する。
この反転動作により、図１３の変調信号の生成アルゴリズムで示すとおり、送信データと同じマンチェスタ符号を使用することになる。
【００３９】
図１２に、送信データ、変調信号、単パルス生成回路１３出力、クロック、スイッチ制御回路１５出力の時間波形の一例を示す。
変調信号変換回路１では、スイッチを初期化するために、周期１Ｔの“１”と周期１Ｔの“０”を出力し、次にスタート信号としてデューティ比５０％のマンチェスタ符号を出力し、スタート信号の後に送信データに応じて生成した変調信号を出力する。
単パルス生成回路１３は、スイッチ制御回路１５、スイッチ１１、およびインバータ１２からなる回路により、変調信号の立ち上がりエッジまたは立ち下がりエッジに同期して、パルス幅０．７５Ｔのパルスを出力する。
インバータ１４から出力されるクロックは、単パルス生成回路１３からの出力を反転した波形となる。
スイッチ制御回路１５は、クロックの立ち上がりエッジに同期して、変調信号のサンプリングを行う。サンプリングした値は、次のクロックの立ち上がりがあるまで維持される。
スイッチ制御回路１５の出力は、送信データを反転したものとなる。
データ検出回路５は、スイッチ制御回路１５と同じ動作となるため、データ検出回路５の出力にインバータ３１を設けることで、送信データと同じ受信データを得ることができる。
【００４０】
図１３に、変調信号の生成アルゴリズムを示す。
まず、スイッチ初期化信号として、周期１Ｔの“１”と周期１Ｔの“０”を出力する（ステップＳＴ７１）。
そして、スタート信号としてデューティ比５０％のマンチェスタ符号“１”を出力する（ステップＳＴ７２）。
次に、読み込んだ送信データの値に応じたデューティ比５０％のマンチェスタ符号を出力する（ステップＳＴ７３〜ＳＴ７７）。
送信データが“０”の場合（ステップＳＴ７４）、デューティ比５０％のマンチェスタ符号“０”を出力する（ステップＳＴ７５）。
送信データが“１”の場合（ステップＳＴ７４）、デューティ比５０％のマンチェスタ符号“１”を出力する（ステップＳＴ７６）。
全ての送信データの変換が終わるまで、送信データの読み込みから変換までの動作を繰り返し行う（ステップＳＴ７７）。
【００４１】
図１３に示した変調信号の生成アルゴリズムにより、送信データの値によらず、変調信号のデータ長が同じとなることが分かる。
また、変調信号は、デューティ比５０％のマンチェスタ符号を組み合わせて生成するため、送信データによらず常にデューティ比は５０％となるため、ＤＣオフセットは生じない。
この変調信号の生成アルゴリズムでは、送信データに対応したデューティ比５０％のマンチェスタ符号を使用している（送信データが“０”の場合、マンチェスタ符号は“０”、送信データが“１”の場合、マンチェスタ符号は“１”）。
【００４２】
以上の説明より、本実施の形態３では、前記実施の形態１および前記実施の形態２の効果に加え、送信データと同じマンチェスタ符号を使用する（送信データが“０”の場合、マンチェスタ符号は“０”、送信データが“１”の場合、マンチェスタ符号は“１”）ことができる。
【００４３】
なお、前記実施の形態３においても、スイッチ制御回路１５とデータ検出回路５は同一の動作となるため、図１０に示したように、データ検出回路５の出力である受信データを、スイッチ１１に入力するように構成しても同様の効果を奏する。
【００４４】
また、前記実施の形態３では、インバータ３１をデータ検出回路５の後段に配置した場合について説明した。
図示しないが、インバータ３１をデータ検出回路５の前段に配置しても同様の効果を奏する。
ただし、データ検出回路５の出力である受信データをスイッチ１１に入力する場合、スイッチ１１の経路設定を反転させておく必要がある（データ検出回路５の出力が“０”の場合、スイッチ１１はインバータ１２に接続する経路となり、データ検出回路５の出力が“１”の場合、スイッチ１１は単パルス生成回路１３に接続する経路となる）。
【００４５】
さらに、前記実施の形態３では、スイッチ初期化信号として、周期１Ｔの“１”と周期１Ｔの“０”を出力した。このスイッチ初期化信号の“１”と“０”の周期は、０．５Ｔの整数倍であっても同様の効果を奏する。
また、“１”と“０”の周期は、同じであっても異なっても良い。
【００４６】
なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
この発明に係る信号伝送装置は、送信データに応じてデューティ比５０％のマンチェスタ符号を用いた変調信号を生成する変調信号生成手段と、変調信号の立ち上がりエッジまたは立ち下がりエッジに対して遅延量があるクロックを生成するクロック生成手段と、クロックに同期して、変調信号のサンプリング処理を行い、受信データを生成するデータ検出手段とを備え、受信系の変調信号にＤＣオフセットが生じることなく、簡素な回路構成で、良好な通信品質が得られる効果があるので、有線または無線通信装置などに用いるのに適している。
【符号の説明】
【００４８】
１  変調信号変換回路（変調信号生成手段）、２  送信用周波数変換回路（第１の周波数変換回路）、３  受信用周波数変換回路（第２の周波数変換回路）、４，３０  復号回路、５  データ検出回路（データ検出手段）、６，１０，２０  クロック生成回路（クロック生成手段）、１１  スイッチ、１２  インバータ（第１のインバータ）、１３  単パルス生成回路、１４  インバータ（第２のインバータ）、１５  スイッチ制御回路、３１  インバータ。
【図１】
2013153922.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【手続補正書】
【提出日】平成26年4月21日(2014.4.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
本発明の信号伝送装置は、送信データに応じてマンチェスタ符号を用いた変調信号を生成する変調信号生成手段と、変調信号の立ち上がりエッジまたは立ち下がりエッジに対して遅延量があるクロックを生成するクロック生成手段と、クロックに同期して、変調信号のサンプリング処理を行い、受信データを生成するデータ検出手段とを備えたものである。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
本発明によれば、変調信号生成手段は、マンチェスタ符号を組み合わせて変調信号を生成するため、送信データによって、受信系の変調信号にＤＣオフセットは生じない。
したがって、受信系の変調信号にＤＣオフセットが生じることなく、簡素な回路構成で、良好な通信品質が得られる効果がある。
【手続補正３】
【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】
送信データに応じてマンチェスタ符号を用いた変調信号を生成する変調信号生成手段と、
前記変調信号生成手段により生成された変調信号の立ち上がりエッジまたは立ち下がりエッジに対して遅延量があるクロックを生成するクロック生成手段と、
前記クロック生成手段により生成されたクロックに同期して、前記変調信号生成手段により生成された変調信号のサンプリング処理を行い、受信データを生成するデータ検出手段とを備えた信号伝送装置。
【請求項２】
送信データの周期をＴとしたとき、前記クロック生成手段での遅延量が０．５Ｔ以上１Ｔ以下の場合において、
前記変調信号生成手段は、
スタート信号としてマンチェスタ符号“１”を出力し、
送信データの読み込みを行い、
読み込んだ送信データが“０”の場合、マンチェスタ符号“１”を出力し、
読み込んだ送信データが“１”の場合、マンチェスタ符号“０”とマンチェスタ符号“１”を出力し、
全ての送信データの変換および出力が完了するまで、送信データの読み込みから変換までの動作を繰り返すことを特徴とする請求項１記載の信号伝送装置。
【請求項３】
送信データの周期をＴとしたとき、前記クロック生成手段での遅延量が１Ｔ以上１．５Ｔ以下の場合において、
前記変調信号生成手段は、
スタート信号としてマンチェスタ符号“１”を出力し、
送信データの読み込みを行い、
読み込んだ送信データが“０”の場合、マンチェスタ符号“０”とマンチェスタ符号“１”を出力し、
読み込んだ送信データが“１”の場合、マンチェスタ符号“１”を出力し、
全ての送信データの変換および出力が完了するまで、送信データの読み込みから変換までの動作を繰り返すことを特徴とする請求項１記載の信号伝送装置。
【請求項４】
送信データの周期をＴとしたとき、前記クロック生成手段での遅延量が１．５Ｔ以上２Ｔ以下の場合において、
前記変調信号生成手段は、
スタート信号としてマンチェスタ符号“１”を出力し、
第１の送信データの読み込みから変換までの動作と、第２の送信データの読み込みから変換までの動作のいずれかを、全ての送信データの変換および出力が完了するまで繰り返す動作であって、
第１の送信データの読み込みから変換までの動作では、
送信データの読み込みを行い、
読み込んだ送信データが“０”の場合、マンチェスタ符号“０”とマンチェスタ符号“１”を出力し、
読み込んだ送信データが“１”の場合、マンチェスタ符号“０”を２回連続出力し、
読み込んだ送信データが“０”の場合、前記第１の送信データの読み込みから変換までの動作に、
読み込んだ送信データが“１”の場合、前記第２の送信データの読み込みから変換までの動作に移行する動作であり、
第２の送信データの読み込みから変換までの動作では、
送信データの読み込みを行い、
読み込んだ送信データが“０”の場合、マンチェスタ符号“０”を出力し、
読み込んだ送信データが“１”の場合、マンチェスタ符号“１”を出力し、
送信データが“０”の場合、前記第２の送信データの読み込みから変換までの動作に、
送信データが“１”の場合、前記第１の送信データの読み込みから変換までの動作に移行する動作であることを特徴とする請求項１記載の信号伝送装置。
【請求項５】
送信データの周期をＴとしたとき、前記クロック生成手段での遅延量が１．５Ｔ以上２Ｔ以下の場合において、
前記変調信号生成手段は、
スタート信号としてマンチェスタ符号“０”を出力し、
第１の送信データの読み込みから変換までの動作と、第２の送信データの読み込みから変換までの動作のいずれかを、全ての送信データの変換および出力が完了するまで繰り返す動作であって、
第１の送信データの読み込みから変換までの動作では、
送信データの読み込みを行い、
読み込んだ送信データが“０”の場合、マンチェスタ符号“０”を出力し、
読み込んだ送信データが“１”の場合、マンチェスタ符号“１”を出力し、
送信データが“０”の場合、前記第１の送信データの読み込みから変換までの動作に、
送信データが“１”の場合、前記第２の送信データの読み込みから変換までの動作に移行する動作であり、
第２の送信データの読み込みから変換までの動作では、
送信データの読み込みを行い、
読み込んだ送信データが“０”の場合、マンチェスタ符号“０”とマンチェスタ符号“１”を出力し、
読み込んだ送信データが“１”の場合、マンチェスタ符号“０”を２回連続出力し、
読み込んだ送信データが“０”の場合、前記第２の送信データの読み込みから変換までの動作に、
読み込んだ送信データが“１”の場合、前記第１の送信データの読み込みから変換までの動作に移行する動作であることを特徴とする請求項１記載の信号伝送装置。
【請求項６】
送信データの周期をＴとしたとき、前記クロック生成手段での遅延量が０．５Ｔ以上１Ｔ以下の場合において、
前記クロック生成手段は、
スイッチ制御信号に応じて、入力される変調信号の出力経路を切り換えるスイッチと、
前記スイッチからの一方の出力の反転した値を出力する第１のインバータと、
前記スイッチからの他方の出力および前記第１のインバータからの出力に同期して、所定の時間幅のパルスを出力する単パルス生成回路と、
前記単パルス生成回路からの出力の反転した値をクロックとして出力する第２のインバータと、
前記第２のインバータからのクロックに同期して、入力される変調信号をサンプリング処理し、スイッチ制御信号を生成するスイッチ制御回路とを備えたことを特徴とする請求項１記載の信号伝送装置。
【請求項７】
送信データの周期をＴとしたとき、前記クロック生成手段での遅延量が０．５Ｔ以上１Ｔ以下の場合において、
前記クロック生成手段は、
前記データ検出手段により生成された受信データに応じて、入力される変調信号の出力経路を切り換えるスイッチと、
前記スイッチからの一方の出力の反転した値を出力する第１のインバータと、
前記スイッチからの他方の出力および前記第１のインバータからの出力に同期して、所定の時間幅のパルスを出力する単パルス生成回路と、
前記単パルス生成回路からの出力の反転した値をクロックとして出力する第２のインバータとを備えたことを特徴とする請求項１記載の信号伝送装置。
【請求項８】
前記変調信号生成手段は、
前記スイッチの初期化信号を出力し、
スタート信号としてマンチェスタ符号“１”を出力し、
送信データの読み込みを行い、
読み込んだ送信データに応じたマンチェスタ符号を出力し、
全ての送信データの変換および出力が完了するまで、送信データの読み込みから変換までの動作を繰り返すことを特徴とする請求項６記載の信号伝送装置。
【請求項９】
前記変調信号生成手段は、
前記スイッチの初期化信号を出力し、
スタート信号としてマンチェスタ符号“１”を出力し、
送信データの読み込みを行い、
読み込んだ送信データに応じたマンチェスタ符号を出力し、
全ての送信データの変換および出力が完了するまで、送信データの読み込みから変換までの動作を繰り返すことを特徴とする請求項７記載の信号伝送装置。
【請求項１０】
前記データ検出手段の前段または後段に設けられ、入力される値の反転した値を出力するインバータを備えたことを特徴とする請求項１記載の信号伝送装置。
【請求項１１】
前記変調信号生成手段により生成された変調信号を所望の搬送周波数に変換する第１の周波数変換回路と、
前記第１の周波数変換回路により所望の搬送周波数に変換された変調信号をベースバンド周波数に変換する第２の周波数変換回路とを備えたことを特徴とする請求項１記載の信号伝送装置。
【請求項１２】
前記変調信号生成手段は、
前記スイッチの初期化信号として、０．５Ｔの整数倍の周期である“１”と、０．５Ｔの整数倍の周期である“０”とを出力することを特徴とする請求項８記載の信号伝送装置。
【請求項１３】
前記変調信号生成手段は、
前記スイッチの初期化信号として、０．５Ｔの整数倍の周期である“１”と、０．５Ｔの整数倍の周期である“０”とを出力することを特徴とする請求項９記載の信号伝送装置。
【請求項１４】
送信データに応じて生成されたマンチェスタ符号を用いた変調信号を受信する変調信号受信手段と、
前記変調信号受信手段により受信した変調信号の立ち上がりエッジまたは立ち下がりエッジに対して遅延量があるクロックを生成するクロック生成手段と、
前記クロック生成手段により生成されたクロックに同期して、前記変調信号受信手段により受信した変調信号のサンプリング処理を行い、受信データを生成するデータ検出手段とを備えた信号受信装置。
【国際調査報告】
2013153922.tif 000018
2013153922.tif 000019