(57)【要約】【課題】受信する信号の品質が浮遊容量等の外部要因により悪化したとしても、誤りのないデータを受信することが可能なデータ信号インターフェース装置を実現できるようにする。【解決手段】インターフェース装置は、ケーブル２３と受信部１３との間に設けられ、データ信号が入力され、入力されたデータ信号に含まれる各信号成分の周波数と対応した利得で、データ信号を増幅して出力する増幅部１１と、データ信号に対応して、増幅部１１における利得と周波数との対応関係である周波数特性を調整する周波数特性調整部１２とを備えている。増幅部１１における利得は、所定の周波数帯域において、周波数が高いほど大きい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
伝送経路を介在させて互いに接続された送信部と受信部との間において、所定の周波数帯域に含まれる周波数が互いに異なる複数の信号成分が組み合わされてなるデータ信号の通信を行うインターフェース装置であって、
前記伝送経路と前記受信部との間に設けられ、前記データ信号が入力され、入力された前記データ信号に含まれる前記各信号成分の周波数と対応した利得で、前記データ信号を増幅して出力する増幅部と、
前記増幅部における利得と周波数との対応関係である周波数特性を調整する周波数特性調整部とを備え、
前記増幅部における利得は、前記所定の周波数帯域において、周波数が高いほど大きいことを特徴とするインターフェース装置。
【請求項２】
前記周波数特性調整部は、前記増幅部における利得の周波数に対する変化率を一定に保持したまま所定の利得と対応する周波数を変更することにより前記周波数特性を調整することを特徴とする請求項１に記載のインターフェース装置。
【請求項３】
前記周波数特性調整部は、前記増幅部における利得の周波数に対する変化率を変更することにより前記周波数特性を調整することを特徴とする請求項１に記載のインターフェース装置。
【請求項４】
前記周波数特性調整部は、前記増幅部における所定の利得と対応する周波数を変更すると共に、利得の周波数に対する変化率を変更することにより前記周波数特性を調整することを特徴とする請求項１に記載のインターフェース装置。
【請求項５】
あらかじめ定められた通信手順に基づいて決定された前記データ信号の転送レートを検出する転送レート検出部をさらに備え、
前記周波数特性調整部は、前記転送レートに基づいて前記周波数特性を調整することを特徴とする請求項１又は２に記載のインターフェース装置。
【請求項６】
前記増幅部において増幅されたデータ信号におけるジッタを検出するジッタ検出部と、
検出されたジッタの量が最適値であるかどうかを判定するジッタ判定部とをさらに備え、
前記周波数特性調整部は、前記ジッタ判定部の判定結果に基づいて前記周波数特性を調整することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のインターフェース装置。
【請求項７】
前記増幅部において増幅されたデータ信号における誤り率を検出する誤り率検出部と、
検出された誤り率が最小値であるかどうかを判定する誤り率判定部とをさらに備え、
前記周波数特性調整部は、前記誤り率判定部の判定結果に基づいて前記周波数特性を調整することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のインターフェース装置。
【請求項８】
前記増幅部において増幅されたデータ信号の信号振幅を検出する信号振幅検出部と、
検出された信号振幅が前記受信部の許容範囲内であるかどうかを判定する信号振幅判定部とをさらに備え、
前記周波数特性調整部は、前記信号振幅判定部の判定結果に基づいて前記周波数特性を調整することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のインターフェース装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器間のデータ転送を行うインターフェース装置に関し、特に高速な通信を行うインターフェース装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気ディスクドライブに代表される周辺機器と、パーソナルコンピュータに代表されるホスト（ホストシステム）との間のインターフェースは、従来のパラレルインターフェースからシリアルインターフェースへ移行しつつある。シリアルインターフェースの代表的な例として、従来のＡＴＡ（Advance Technology Attachment)インターフェースに代わるシリアルＡＴＡインターフェースがある。
【０００３】
シリアルＡＴＡインターフェースの規格においては、データ転送において最大１ｍのケーブルが使用できると定められている。また、受信側における信号振幅の最大レベル及び最小レベルについても、それぞれ６００ｍＶ及び３２５ｍＶと定められている。しかし、あらゆる場合においてこの規格を満足するようにすることは以下の理由により容易ではない。
【０００４】
まず、シリアルＡＴＡインターフェースを用いて機器を接続する場合、ケーブルによるデータ信号の減衰が生じる。このため、送信側の機器から出力されたデータ信号はケーブルにおいて減衰され、受信側の信号振幅は小さくなる。従って、受信側における信号振幅を規格内に収めるために、送信側の出力信号の振幅はケーブルによる減衰を考慮して決定する必要がある。
【０００５】
しかし、ケーブルによる振幅の減衰は、ケーブルの長さに依存する。このため、ケーブルの長さが規格の上限の１ｍである場合を想定して、送信側の機器における出力信号の振幅を決定すると、ケーブルの長さが短い場合には、受信側における信号振幅が規格を越えるおそれがある。受信側における信号振幅が規格を越えると、受信側の機器に対して悪影響を及ぼす。また、逆に短いケーブルを想定して送信側の振幅を決定すると、受信側における信号振幅が規格を下回り、正常な通信ができなくなるおそれがある。
【０００６】
このように、想定したケーブル長と実際のケーブル長とが異なるケースは、シリアルＡＴＡインターフェースを適用する機器が例えば小型の磁気ディスクドライブの場合に特に生じやすい。小型の磁気ディスクドライブは、大型の磁気ディスクドライブと同様に固定設置される計算機の記憶装置として用いられる他にも、ノート型パーソナルコンピュータ等、持ち運びのできる電子機器の記憶装置としても用いられる。磁気ディスクドライブが、持ち運びのできる計算機の記憶装置として用いられる場合、磁気ディスクドライブを設置するスペースは狭く限られていることが多く、接続に用いるケーブルの長さを選択する自由度は狭い。例えば、２．５インチ型の磁気ディスクドライブは、ノート型パーソナルコンピュータにおいて、ケーブルを介さずに直接パーソナルコンピュータに接続する。一方、固定設置された電子機器においては、記憶装置と本体とが離れている場合もある。このように、小型の磁気ディスクドライブが利用される場面は多様であり、あらかじめ使用されるケーブルの長さを想定することはできない。
【０００７】
また、データ信号は、周波数が異なる複数の信号成分を含んでいる。このため、データ信号の減衰は均一に生じるのではなく、高い周波数の信号成分の減衰は大きく、低い周波数の信号成分の減衰は小さくなる。このため、ケーブルの長さが一定であったとしても、データ信号のうちの高い周波数の信号成分の振幅が小さくなりデータが欠落するおそれがある。また、高い周波数の信号成分の減衰に合わせてデータ信号の振幅を大きくすると、低い周波数の信号成分の振幅が大きくなりすぎるおそれがある。高速な通信を実現するためにデータ転送レートを高くすると、このような問題はさらに生じやすくなる。このため、送信側の機器において高い周波数の信号成分を強調する手法も提示されている(例えば、非特許文献１を参照。)。
【非特許文献１】Serial ATA International Organization : Serial ATA Revision2.5 Page.148
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、送信側の機器において高い周波数の信号成分を強調した場合には以下のような問題が生じる。高い周波数の信号成分が、低い周波数の信号成分と比べて大きく減衰する理由は、伝送経路には一種の低域通過フィルタが形成されるためである。
【０００９】
送信側の機器と受信側の機器との間の伝送経路には、通常、機器のプリント基板上の配線、機器間を接続するケーブル及びケーブルと機器とを接続するためのコネクタが存在している。これらの、配線、ケーブル及びコネクタは浮遊容量を有しているため、伝送経路には一種の低域通過フィルタが形成される。
【００１０】
浮遊容量の値は、伝送経路の物理的な距離及びケーブル等の材質によって変化し、浮遊容量の値が大きくなるとデータ信号の減衰及び波形の歪みが大きくなる。また、データ信号の周波数帯域が高くなると、データ信号の減衰及び波形の歪みが大きくなる。
【００１１】
このため、送信側の機器において高い周波数の信号成分を強調したとしても、受信側の機器までの間に高い周波数の信号成分の減衰及び波形の歪みが生じ、受信側の機器において信号成分の時間的変動(ジッタ)が悪化する。その結果、受信側の機器において信号パターンの誤認識又は認識できる振幅を下回ることによるデータの欠落等が生じ、受信性能の低下を招くという問題がある。
【００１２】
本発明は、受信するデータ信号の品質が浮遊容量等の外部要因により悪化したとしても、誤りのないデータを受信することが可能なデータ信号インターフェース装置を実現できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
具体的に、本発明に係るインターフェース装置は、伝送経路を介在させて互いに接続された送信部と受信部との間において、所定の周波数帯域に含まれる周波数が互いに異なる複数の信号成分が組み合わされてなるデータ信号の通信を行うインターフェース装置を対象とし、伝送経路と受信部との間に設けられ、データ信号が入力され、入力されたデータ信号に含まれる各信号成分の周波数と対応した利得で、データ信号を増幅して出力する増幅部と、データ信号に対応して、増幅部における利得と周波数との対応関係である周波数特性を調整する周波数特性調整部とを備え、増幅部における利得は、所定の周波数帯域において、周波数が高いほど大きいことを特徴とする。
【００１４】
本発明のインターフェース装置は、増幅部における利得が、所定の周波数帯域において、周波数が高いほど大きいため、周波数が高い信号成分を、周波数が低い信号成分よりも大きく増幅することができる。従って、伝送経路において周波数が高い信号成分が大きく減衰し、振幅が不均一となったデータ信号を振幅が均一となるように増幅することができる。その結果、安定した誤りのないデータ復号が可能となる。また、増幅部における利得と周波数との対応関係である周波数特性を調整する周波数特性調整部を備えているため、データ信号の状態が変化しても、振幅が均一となるように増幅することができる。
【００１５】
本発明のインターフェース装置において、周波数特性調整部は、増幅部における利得の周波数に対する変化率を一定に保持したまま所定の利得と対応する周波数を変更することにより周波数特性を調整することが好ましい。このような構成とすることにより、データ信号の周波数帯域が変化した場合においても、振幅が均一となるように増幅することが可能となる。
【００１６】
また、周波数特性調整部は、増幅部における利得の周波数に対する変化率を変更することにより周波数特性を調整してもよい。このような構成とすることにより、伝送経路における減衰の度合いが変化した場合においても、データ信号の振幅が均一となるように増幅することができる。
【００１７】
また、周波数特性調整部は、増幅部における所定の利得と対応する周波数を変更すると共に、利得の周波数に対する変化率を変更することにより周波数特性を調整してもよい。このような構成とすることにより、データ信号の周波数帯域及び伝送経路における減衰の度合いが変化した場合においても、データ信号の振幅が均一となるように増幅することができる。
【００１８】
本発明のインターフェース装置において、あらかじめ定められた通信手順に基づいて決定された通信の転送レートを検出する転送レート検出部をさらに備え、周波数特性調整部は、転送レートに基づいて周波数特性を調整することが好ましい。このような構成とすることにより、転送レートが変化する場合において、増幅部の周波数特性を転送レートに応じて最適な周波数特性とすることができる。
【００１９】
本発明のインターフェース装置において、増幅部において増幅されたデータ信号におけるジッタを検出するジッタ検出部と、検出されたジッタの量が最適値であるかどうかを判定するジッタ判定部とをさらに備え、周波数特性調整部は、ジッタ判定部の判定結果に基づいて周波数特性を調整することが好ましい。このような構成とすることにより、増幅部の周波数特性を、ジッタの影響が最も小さくなるように設定することができる。
【００２０】
本発明のインターフェース装置において、増幅部において増幅されたデータ信号における誤り率を検出する誤り率検出部と、検出された誤り率が最小値であるかどうかを判定する誤り率判定部とをさらに備え、周波数特性調整部は、誤り率判定部の判定結果に基づいて周波数特性を調整することが好ましい。このような構成とすることにより、増幅部の周波数特性を、誤り率が最小となるように設定することができる。
【００２１】
本発明のインターフェース装置において、増幅部において増幅されたデータ信号の信号振幅を検出する信号振幅検出部と、検出された信号振幅が受信部の許容範囲内であるかどうかを判定する信号振幅判定部とをさらに備え、周波数特性調整部は、信号振幅判定部の判定結果に基づいて周波数特性を調整することが好ましい。このような構成とすることにより、受信部に入力されるデータ信号の振幅が最適な範囲となるように、増幅部の周波数特性を調整することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明に係るインターフェース装置によれば、受信するデータ信号の品質が浮遊容量等の外部要因により悪化したとしても、誤りのないデータを受信することが可能なデータ信号インターフェース装置を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態について図面を参照して説明する。図１は第１の実施形態に係るインターフェース装置のブロック構成を示している。本実施形態のインターフェース装置は、送信部（図示せず）から出力され、伝送経路２０を伝送されたデータ信号が入力され、入力されたデータ信号を増幅する増幅部１１と、増幅部１１の周波数特性を調整する第１の周波数特性調整部１２と、増幅部の出力を受け、データ信号を復号してデータを生成する受信部１３とを備えている。増幅部１１、第１の周波数特性調整部１２及び受信部１３とは、１つのシリコン基板の上に一体に形成されていても、２つ又は３つの装置に別れていてもよい。また、増幅部１１と受信部１３とがコネクタ等を介して接続されていてもかまわない。
【００２４】
増幅部１１の入力端子は配線２１を介してコネクタ２２と接続されている。コネクタ２２には、ケーブル２３の一端が接続されており、ケーブル２３の他端は送信部側のコネクタ（図示せず）と接続されている。なお、一例としてデータ信号が伝送される伝送経路が、コネクタとケーブルとによって形成されている例を示しているが、コネクタを介さずに送信部と増幅部とが直接ケーブルにより接続されていても問題ない。また、ケーブルに代えてプリント基板に形成された配線等により接続されていても問題ない。
【００２５】
増幅部１１は、図２に示すように周波数によって利得が変化する増幅器である。また、所定の周波数範囲において周波数と利得とは正の相関を有しており、周波数が高いほど利得が大きくなる周波数特性を有している。このため、増幅部１１に入力されたデータ信号に含まれる信号成分の周波数に応じて、データ信号の増幅度が異なり、周波数が高い信号成分は、周波数が低い信号成分よりも増幅されて出力される。
【００２６】
また、増幅部１１の周波数特性は、第１の周波数特性調整部１２により変化させることができる。例えば、第１の周波数特性調整部１２を第１の設定とした場合には、増幅部１１の周波数特性は、図２においてＡのラインで示した第１の周波数特性となる。第１の周波数特性においては、周波数がｆ１における利得がＧ１となり、周波数がｆｎ１における利得がＧ２となる。一方、第２の設定とした場合には、図２においてＢのラインで示した第２の周波数特性となり、周波数がｆ２における利得がＧ１となり、周波数がｆｎ２における利得がＧ２となる。また、第３の設定とした場合には、図２においてＣのラインで示した第３の周波数特性となり、周波数がｆ３における利得がＧ１となり、周波数がｆｎ３における利得がＧ２となる。従って、第１の周波数特性、第２の周波数特性及び第３の周波数特性は、周波数の変化Δｆに対する利得の変化ΔＧが一定であり、所定の利得、例えばＧ２となる周波数が変更されている。
【００２７】
次に、本実施形態のインターフェース装置の動作について説明する。図３（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ、送信部が出力するデータ信号の波形、ケーブル２３を通過した後、増幅部１１に入力される前のデータ信号の波形及び増幅部１１が出力するデータ信号の波形を示している。
【００２８】
図３（ａ）に示すように、送信部は、周波数がｆ１〜ｆｎ１の信号成分を含む第１の周波数帯域のデータ信号ＶＳ１を出力する。データ信号ＶＳ１は、伝送経路２０を伝送される間に減衰される。また、減衰の度合いは周波数により異なり、周波数が高い信号成分は周波数が低い信号成分よりも大きく減衰する。このため、増幅部１１に入力される直前のデータ信号の波形は、図３（ｂ）のように周波数が高い信号成分程振幅が小さくなり、振幅が不均一な波形となる。
【００２９】
利得が周波数に対して一定である通常の増幅器により増幅を行うと、振幅の差がそのまま増幅されてしまう。このため、周波数が高い信号成分に合わせて増幅を行うと、周波数が低い信号成分の振幅が規格を越えてしまうおそれがある。一方、周波数が低い信号成分に合わせて増幅を行うと、周波数が高い信号成分の振幅が規格を下回り、データが欠落するおそれがある。
【００３０】
しかし、本実施形態のインターフェース装置は、増幅部１１に周波数が高くなるに従い利得が大きくなる増幅器を用いている。このため、増幅部１１が出力するデータ信号の波形は、図３（ｃ）に示すように一定の振幅を有する波形となる。従って、受信部１３には一定の振幅に整形されたデータ信号が入力されるので、安定した誤りのないデータ復号が可能となる。
【００３１】
また、送信部が出力するデータ信号が、図４（ａ）に示すような周波数がｆ２〜ｆｎ２の信号成分を含む第２の周波数帯域のデータ信号ＶＳ２である場合には、増幅部１１に入力されるデータ信号の波形は図４（ｂ）に示すようになる。この場合には、第１の周波数特性調整部１２により増幅部１１の周波数特性を図２に示した第２の設定とする。これにより、増幅部１１が出力するデータ信号の波形は、図４（ｃ）に示すように一定の振幅を有する波形となる。
【００３２】
同様にして、送信部が周波数がｆ３〜ｆ３ｎの信号成分を含む第３の周波数帯域のデータ信号ＶＳ３を出力する場合には、増幅部１１の周波数特性を図２に示した第３の設定とする。これにより、送信部の出力波形、増幅部１１に入力する前のデータ信号の波形及び増幅部１１が出力するデータ信号の波形はそれぞれ、図５（ａ）〜（ｃ）に示すようになる。
【００３３】
本実施形態の増幅部１１は、高い周波数において低い周波数よりも利得が大きくなる周波数特性を有している。このため、ケーブル等により減衰した振幅にばらつきがあるデータ信号を、一定の振幅を有する波形に整形することができる。また、第１の周波数特性調整部１２により、利得の周波数に対する変化率を一定に保持したまま、所定の利得となる周波数を変化させることができるので、データ信号の周波数帯域が変化したとしても、出力する信号の振幅を一定にすることができる。
【００３４】
送信機側において出力信号の高域信号成分を強調する構成をとった場合には、受信機までの負荷による減衰を判別できない。このため、受信機側において最適な信号振幅となるように調整する事はできない。一方、本実施形態のインターフェース装置は、受信機側で振幅の調整をしている。このため、受信信号の観測結果をフィードバックして振幅の調整を行う構成とすることが容易にできる。このようにすれば、実際の受信信号に応じて利得を調整し、受信機側において最適な振幅となるようにすることができる。以下に、受信信号の観測結果をフィードバックする構成とした例を変形例として示す。
【００３５】
（第１の実施形態の第１変形例）
図６は第１の実施形態の第１変形例に係るインターフェース装置のブロック構成を示している。図６において図１と同一の構成要素には同一の符号を附すことにより説明を省略する。
【００３６】
図６に示すように本変形例のインターフェース装置は、受信したデータ信号の転送レートを検出する転送レート検出部３１を備えている。第１の周波数特性調整部１２は、転送レート検出部３１が検出したデータ信号の転送レートに基づいて、増幅部１１の周波数特性を調整する。
【００３７】
本変形例のインターフェース装置においては、転送レートを確立するための通信手順（プロトコル）に従って転送レートを決定した後、データ転送を行う。図７はプロトコルの一例を示している。
【００３８】
まず、送信側と受信側との間で、データ信号の転送レートを合わせるネゴシエーションを行う。ネゴシエーションにおいて、送信側は送信するデータ信号の転送レートを示す転送レートデータを送信する。受信側は転送レートデータを受信する。転送レート検出部３１は、受信した転送レートデータに基づいてデータ信号の転送レートを検出する。検出された転送レートに基づいて受信側の受信速度が設定されると共に、増幅部１１の周波数特性が第１の周波数特性調整部１２を介して設定される。このようなネゴシエーションの後、データ信号の転送が開始される。
【００３９】
なお、プロトコル及びネゴシエーションはこれに限らず、送信側と受信側との転送データレートを合わせることができる方法であればどのようなものであってもよい。
【００４０】
これにより、転送レートが多種類のインターフェース規格に対しても、転送レートによらず誤り率の小さな安定したインターフェース装置を構成することが可能である。
【００４１】
（第１の実施形態の第２変形例）
図８は第１の実施形態の第２変形例に係るインターフェース装置のブロック構成を示している。図８において図１と同一の構成要素には同一の符号を附すことにより説明を省略する。
【００４２】
図８に示すように本変形例のインターフェース装置は、増幅部１１により増幅されたデータ信号の時間的変動（ジッタ）を検出するジッタ検出部３２と、検出したジッタ量が最適であるかどうかを判断するジッタ判定部３３とを備えている。第１の周波数特性調整部１２は、ジッタ判定部３３の判定結果が最適となるように増幅部１１の周波数特性を調整する。
【００４３】
既に説明したように、データ信号は、伝送経路に含まれる浮遊容量等により信号振幅の減衰及び波形の歪みを生じる。これにより、データ信号のジッタが悪化し、受信したデータ信号の時間軸上における長さが変動する。その結果、本来のデータパターンに対して誤ったデータパターンとして認識され、正しくデータの復号を行うことができなくなるおそれがある。
【００４４】
本変形例のインターフェース装置は、増幅部１１により増幅されたデータ信号のジッタをジッタ検出部３２により検出し、検出したジッタの量が最適値であるかどうかをジッタ判定部３３において判定している。ジッタ判定部３３の判定結果が最適値でない場合には、第１の周波数特性調整部１２により増幅部１１の周波数特性を調整し、ジッタ判定部の判定結果が最適値となるようにする。
【００４５】
本実施形態のインターフェース装置は、受信部１３に入力されるデータ信号のジッタの量を最適にすることができるため、受信部１３におけるデータパターン誤認識を防ぎ、データ誤り率の低くすることが可能である。
【００４６】
（第１の実施形態の第３変形例）
図９は第１の実施形態の第３変形例に係るインターフェース装置のブロック構成を示している。図９において図１と同一の構成要素には同一の符号を附すことにより説明を省略する。
【００４７】
図９に示すように本変形例のインターフェース装置は、増幅部１１により増幅されたデータ信号のデータ誤り率（ビットエラーレート：ＢＥＲ）を検出するＢＥＲ検出部３４と、検出したＢＥＲが最小であるかどうかを判断するＢＥＲ判定部３５とを備えている。第１の周波数特性調整部１２は、ＢＥＲ判定部３５の判定結果が最小となるように増幅部１１の周波数特性を調整する。
【００４８】
既に説明したように、伝送経路に含まれる浮遊容量等によりデータ信号の振幅が減衰したり、波形が歪んだりする。これにより、データ信号のジッタによるパターン誤認識又は受信部１３が認識できる信号振幅を下回ることによるデータの欠落等が発生し、データ信号のＢＥＲが悪化する。その結果、正しくデータの復号を行うことができなくなるおそれがある。
【００４９】
本変形例のインターフェース装置は、増幅部１１により増幅されたデータ信号のＢＥＲをＢＥＲ検出部３４により検出し、検出したＢＥＲの値が最小値であるかどうかをＢＥＲ判定部３５において判定している。ＢＥＲ判定部３５の判定結果が最小値でない場合には、第１の周波数特性調整部１２により増幅部１１の周波数特性を調整し、ＢＥＲ判定部３５の判定結果が最小値となるようにする。
【００５０】
本実施形態のインターフェース装置は、受信部１３に入力されるデータ信号のＢＥＲの値を最小にすることができるため、受信部１３におけるデータパターン誤認識を防ぎ、データ誤り率の低くすることが可能である。
【００５１】
（第１の実施形態の第４変形例）
図１０は第１の実施形態の第４変形例に係るインターフェース装置のブロック構成を示している。図１０において図１と同一の構成要素には同一の符号を附すことにより説明を省略する。
【００５２】
図１０に示すように本変形例のインターフェース装置は、増幅部１１により増幅されたデータ信号の信号振幅を検出する信号振幅検出部３６と、検出した信号振幅が受信部１３が認識できる所定の範囲内にあるかどうかを判断する信号振幅判定部３７とを備えている。第１の周波数特性調整部１２は、信号振幅判定部３７の判定結果が所定範囲内となるように増幅部１１の周波数特性を調整する。
【００５３】
既に説明したように、データ信号は、伝送経路に含まれる浮遊容量等により信号振幅の減衰を生じる、受信部１３が認識できる信号振幅を下回ることによるデータの欠落等が発生し、正しくデータの復号を行うことができなくなるおそれがある。
【００５４】
本変形例のインターフェース装置は、増幅部１１により増幅されたデータ信号の振幅を信号振幅検出部３６により検出し、検出した信号振幅の値が受信部１３が認識できる所定の範囲内であるかどうかを信号振幅判定部３７において判定している。信号振幅判定部３７の判定結果が所定の範囲内でない場合には、第１の周波数特性調整部１２により増幅部１１の周波数特性を調整し、信号振幅判定部３７の判定結果が所定の範囲内となるようにする。
【００５５】
本変形例のインターフェース装置は、受信部１３に入力されるデータ信号の信号振幅を受信部１３が認識できる範囲内とすることができるため、受信部１３におけるデータパターン誤認識を防ぎ、データ誤り率の低くすることが可能である。
【００５６】
（第２の実施形態）
以下に、本発明の第２の実施形態について図面を参照して説明する。図１１は第２の実施形態に係るインターフェース装置のブロック構成を示している。図１１において図１と同一の構成要素には同一の符号を附すことにより説明を省略する。
【００５７】
第２の実施形態のインターフェース装置は、増幅部１１の周波数特性を変化させる第２の周波数特性調整部１４を備えている。
【００５８】
増幅部１１は、図１２に示すように所定の周波数領域において周波数が高くなるに従い利得が大きくなる周波数特性を有している。また、第２の周波数特性調整部１４により、周波数特性を調整することができる。例えば、第２の周波数特性調整部１４を第１の設定とした場合には、増幅部１１の周波数特性は、図１２においてＡのラインで示した第１の周波数特性となる。第１の周波数特性においては、周波数がｆ１における利得がＧ１となり、周波数がｆｎ１における利得がＧ２となる。一方、第２の設定とした場合には、図１２においてＢのラインで示した第２の周波数特性となり、周波数がｆ１における利得がＧ３となり、周波数がｆｎ１における利得がＧ４となる。また第３の設定とした場合には、図１２においてＣのラインで示した第３の周波数特性となり、周波数がｆ１における利得がＧ５となり、周波数がｆｎ１における利得がＧ６となる。
【００５９】
従って、第１の周波数特性の場合には周波数の変化Δｆに対する利得の変化はΔＧａであり、第２の周波数特性の場合にはΔｆに対する利得の変化はΔＧｂであり、第３の周波数特性の場合にはΔｆに対する利得の変化はΔＧｃである。つまり、第２の周波数特性調整部１４は、増幅部１１の利得の周波数に対する変化率を変更することにより増幅部１１の周波数特性を変更している。
【００６０】
次に、本実施形態のインターフェース装置の動作について説明する。まず、送信側と受信側とが第１のケーブルにより接続された第１の伝送経路をデータ信号が伝送される場合を考える。図１３（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ、送信部が出力するデータ信号の波形、第１の伝送経路を通過した後、増幅部１１に入力される前のデータ信号の波形及び増幅部１１が出力するデータ信号の波形を示している。
【００６１】
図１３（ａ）に示すように、送信部は、周波数がｆ１〜ｆｎ１の信号成分を含む信号ＶＳを出力する。信号ＶＳは、第１の伝送経路を伝送される間に減衰され、図１３（ｂ）に示すように振幅が不均一な波形となる。しかし、周波数が高くなるに従い利得が大きくなる周波数特性を有する増幅部１１を用いて増幅することにより、受信部１３に入力されるデータ信号は、図１３（ｃ）に示すように一定の振幅を有する波形となる。従って、受信部１３には一定の振幅に整形されたデータ信号が入力されるので、安定した誤りのないデータ復号が可能となる。
【００６２】
次に、例えば第１のケーブルよりも長さが長い第２のケーブルにより接続された第２の伝送経路をデータ信号ＶＳ１が通過する場合を考える。ケーブルの長さが長いほど浮遊容量が大きくなるため、第２の伝送経路は第１の伝送経路よりも浮遊容量が大きくなる。このため、第２の伝送経路上に形成される低域通過フィルタは、第１の伝送系路上に形成される低域通過フィルタよりも遮断周波数が低周波領域へ移動している。このため、図１４（ａ）及び（ｂ）に示すように第２の伝送経路を通過したデータ信号は、振幅のばらつきが第１の伝送経路を通過したデータ信号よりも大きくなる。この場合に第２の周波数特性調整部１４により増幅部１１の利得の変化を大きくし、増幅部１１の周波数特性を図１２においてＢのラインで示した第２の周波数特性とする。これにより、第２の伝送経路を通過したばらつきが大きいデータ信号についても、図１４（ｃ）に示すように振幅が一定となるように増幅することができる。
【００６３】
また、例えば第２の伝送経路よりもケーブルの長さが長い第３の伝送経路をデータ信号ＶＳが通過する場合においても、増幅部１１の周波数特性を第３の設定とすることにより、図１５（ａ）〜（ｃ）に示すように振幅が一定となるように増幅することができる。
【００６４】
本実施形態の増幅部１１は、高い周波数において低い周波数よりも利得が大きくなる周波数特性を有している。このため、ケーブル等により減衰した振幅にばらつきがあるデータ信号を、一定の振幅を有する波形に整形することができる。また、第２の周波数特性調整部１４により、周波数に対する利得の変化率を調整することができる。このため、伝送経路の浮遊容量の値が異なり、データ信号の減衰の度合いが変化したとしても、出力するデータ信号の振幅を一定にすることができる。
【００６５】
送信機側において出力信号の高域信号成分を強調する構成をとった場合、受信機までの負荷による減衰を判別できないため、受信機側において最適な信号振幅となるように調整する事ができない。しかし、本実施形態の構成であれば、実際の受信信号を観測した結果に基づいて利得を調整することが可能である。このため、受信機側において最適な振幅とすることができる。
【００６６】
なお、データ信号の減衰の度合いが変化する例としてケーブルの長さが異なる場合を示したが、ケーブルの形状及び材質等により浮遊容量が変化する場合や、ケーブル以外の理由により浮遊容量が変化することによりデータ信号の減衰の度合いが変化する場合にも同様に対応できる。
【００６７】
また、図１６に示すように第１の実施形態の第２変形例と同様に、ジッタ検出部３２とジッタ判定部３３とを設け、ジッタ判定部３３の判定結果が最適値となるように第２の周波数特性調整部１４により増幅部１１の周波数特性を変化させてもよい。
【００６８】
また、図１７に示すように第１の実施形態の第３変形例と同様に、ＢＥＲ検出部３４とＢＥＲ判定部３５とを設け、ＢＥＲ判定部３５の判定結果が最小値となるように第２の周波数特性調整部１４により増幅部１１の周波数特性を変化させてもよい。
【００６９】
また、図１８に示すように第１の実施形態の第４変形例と同様に、信号振幅検出部３６と信号振幅判定部３７とを設け、信号振幅判定部３７の判定結果が所定の範囲となるように第２の周波数特性調整部１４により増幅部１１の周波数特性を変化させてもよい。
【００７０】
（第３の実施形態）
以下に、本発明の第３の実施形態について図面を参照して説明する。図１９は第３の実施形態に係るインターフェース装置のブロック構成を示している。図１９において図１と同一の構成要素には同一の符号を附すことにより説明を省略する。
【００７１】
第２の実施形態のインターフェース装置は、増幅部１１の周波数特性を変化させる第３の周波数特性調整部１５を備えている。
【００７２】
増幅部１１は、図２０に示すように所定の周波数領域において周波数が高くなるに従い利得が大きくなる周波数特性を有している。また、第３の周波数特性調整部１５により、周波数特性を調整することができる。例えば、第３の周波数特性調整部１５を第１の設定とした場合には、増幅部１１の周波数特性は、図２０においてＡのラインで示した第１の周波数特性となる。第１の周波数特性においては、周波数がｆ１における利得がＧ１となり、周波数がｆｎ１における利得がＧ２となり、周波数の変化Δｆに対する利得の変化はΔＧａとなる。一方、第２の設定とした場合には、図２０においてＢのラインで示した第２の周波数特性となり、周波数がｆ２における利得がＧ３となり、周波数がｆｎ２における利得がＧ４となり、Δｆに対する利得の変化はΔＧｂとなる。また第３の設定とした場合には、図２０においてＣのラインで示した第３の周波数特性となり、周波数がｆ３における利得がＧ５となり、周波数がｆｎ３における利得がＧ６となり、Δｆに対する利得の変化はΔＧｃとなる。
【００７３】
つまり、第２の実施形態の増幅部１１は、第３の周波数特性調整部１５により、利得が所定の値となる周波数と、周波数に対する利得の変化率とを同時に変化させることができる。
【００７４】
次に、本実施形態のインターフェース装置の動作について説明する。まず、送信側と受信側とがケーブル２３により接続された第１の経路を、周波数がｆ１〜ｆｎ１の信号成分を含む第１の周波数帯域のデータ信号ＶＳ１が伝送される場合を考える。図２１（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ、送信部が出力するデータ信号の波形、第１の経路のケーブル２３を通過した後、増幅部１１に入力される前のデータ信号の波形及び増幅部１１が出力するデータ信号の波形を示している。
【００７５】
図２１（ａ）に示すように、送信部は、周波数がｆ１〜ｆｎ１の信号成分を含む第２の周波数帯域のデータ信号ＶＳ１を出力する。データ信号ＶＳ１は、第１の伝送経路のケーブル２３を伝送される間に減衰され、図２１（ｂ）に示すように振幅が不均一な波形となる。しかし、周波数が高くなるに従い利得が大きくなる周波数特性を有する増幅部１１を用いて増幅することにより、受信部１３に入力されるデータ信号は、図２１（ｃ）に示すように一定の振幅を有する波形となる。従って、受信部１３には一定の振幅に整形されたデータ信号が入力されるので、安定した誤りのないデータ復号が可能となる。
【００７６】
次に、例えば第１の伝送経路よりもケーブル２３の長さが長く、不要容量が大きい第２の伝送経路を周波数がｆ２〜ｆｎ２の信号成分を含む第２の周波数帯域のデータ信号ＶＳ２が伝送される場合を考える。浮遊容量が大きいほど、伝送経路上に形成される低域通過フィルタの遮断周波数は、より低周波領域へと移動する。また、データ信号に含まれる信号成分の周波数が高いほど減衰は大きくなる。このため、図２２（ａ）及び（ｂ）に示すように第２の伝送経路を通過したデータ信号ＶＳ２は、第１の伝送経路を通過したデータ信号ＶＳ１よりも振幅が小さくなり且つ振幅のばらつきも大きくなる。この場合に第３の周波数特性調整部１５により増幅部１１の周波数特性を図２０においてＢのラインで示した第２の周波数特性とする。これにより、周波数が高く且つばらつきが大きいデータ信号ＶＳ２についても、図２２（ｃ）に示すように振幅が一定となるように増幅することができる。
【００７７】
また、例えば第２の伝送経路よりもケーブル２３の長さが長い第３の伝送経路を、データ信号ＶＳ２よりも高い第３の周波数帯域のデータ信号ＶＳ３が通過する場合においても、増幅部１１の周波数特性を第３の設定とすることにより、図２３（ａ）〜（ｃ）に示すように振幅が一定となるように増幅することができる。
【００７８】
なお、データ信号の減衰の度合いが変化する例としてケーブルの長さが異なる場合を示したが、ケーブルの形状及び材質等により浮遊容量が変化する場合や、その他の理由により浮遊容量が変化することによりデータ信号の減衰の度合いが変化する場合にも同様に対応できる。また、周波数帯域が高いデータ信号が浮遊容量が大きい伝送経路を伝送される例を説明したが、データ信号の周波数帯域と伝送経路の浮遊容量との組み合わせがどのような場合であっても、受信部に入力されるデータ信号の振幅を一定にできるという効果が得られる。
【００７９】
送信機側において出力信号の高域信号成分を強調する構成をとった場合、受信機までの負荷による減衰を判別できないため、受信機側において最適な信号振幅となるように調整する事ができない。しかし、本実施形態の構成であれば、実際の受信信号を観測した結果に基づいて利得を調整することが可能である。このため、受信機側において最適な振幅とすることができる。
【００８０】
また、図２４に示すように第１の実施形態の第２変形例と同様に、ジッタ検出部３２とジッタ判定部３３とを設け、ジッタ判定部３３の判定結果が最適値となるように第３の周波数特性調整部１５により増幅部１１の周波数特性を変化させてもよい。
【００８１】
また、図２５に示すように第１の実施形態の第３変形例と同様に、ＢＥＲ検出部３４とＢＥＲ判定部３５とを設け、ＢＥＲ判定部３５の判定結果が最小値となるように第３の周波数特性調整部１５により増幅部１１の周波数特性を変化させてもよい。
【００８２】
また、図２６に示すように第１の実施形態の第４変形例と同様に、信号振幅検出部３６と信号振幅判定部３７とを設け、信号振幅判定部３７の判定結果が所定の範囲となるように第３の周波数特性調整部１５により増幅部１１の周波数特性を変化させてもよい。
【００８３】
各実施形態において、周波数が高くなるに従い利得が大きくなる周波数特性は、少なくとも各データ信号の周波数帯域において達成されていればよい。つまり、データ信号に含まれる最も周波数が高い信号成分よりも高い周波数及び最も周波数が低い信号成分よりも低い周波数においては、利得が周波数に対して一定であっても、利得と周波数とが負の相関を有していても問題ない。また、利得が周波数に対して直線的に変化する例を示したが、伝送経路における振幅の減衰と周波数との相関に応じた変化をさせればよい。
【００８４】
また各実施形態において、周波数特性調整部により増幅部の周波数特性を３段階に変化させる例を示した。しかし、増幅部の周波数特性は何段階に変化させてもよく、細かく変化させた方が、データ信号の周波数帯域の変化により適切に対応できる。また、連続的に変化させてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８５】
本発明に係るインターフェース装置は、受信するデータ信号の品質が浮遊容量等の外部要因により悪化したとしても、誤りのないデータを受信することが可能なデータ信号インターフェース装置を実現でき、特に高速な通信を行うインターフェース装置等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るインターフェース装置を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係るインターフェース装置の増幅部の周波数特性を示すグラフである。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は本発明の第１の実施形態に係るインターフェース装置により伝送されるデータ信号の波形を示すグラフであり、（ａ）は送信側におけるデータ信号の波形であり、（ｂ）は増幅部に入力されるデータ信号の波形であり、（ｃ）は増幅部から出力されるデータ信号の波形である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は本発明の第１の実施形態に係るインターフェース装置により伝送されるデータ信号の波形を示すグラフであり、（ａ）は送信側におけるデータ信号の波形であり、（ｂ）は増幅部に入力されるデータ信号の波形であり、（ｃ）は増幅部から出力されるデータ信号の波形である。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は本発明の第１の実施形態に係るインターフェース装置により伝送されるデータ信号の波形を示すグラフであり、（ａ）は送信側におけるデータ信号の波形であり、（ｂ）は増幅部に入力されるデータ信号の波形であり、（ｃ）は増幅部から出力されるデータ信号の波形である。
【図６】本発明の第１の実施形態の第１変形例に係るインターフェース装置を示すブロック図である。
【図７】本発明の第１の実施形態の第１変形例に係るインターフェース装置の通信手順を示すフローチャートである。
【図８】本発明の第１の実施形態の第２変形例に係るインターフェース装置を示すブロック図である。
【図９】本発明の第１の実施形態の第３変形例に係るインターフェース装置を示すブロック図である。
【図１０】本発明の第１の実施形態の第４変形例に係るインターフェース装置を示すブロック図である。
【図１１】本発明の第２の実施形態に係るインターフェース装置を示すブロック図である。
【図１２】本発明の第２の実施形態に係るインターフェース装置の増幅部の周波数特性を示すグラフである。
【図１３】（ａ）〜（ｃ）は本発明の第２の実施形態に係るインターフェース装置により伝送されるデータ信号の波形を示すグラフであり、（ａ）は送信側におけるデータ信号の波形であり、（ｂ）は増幅部に入力されるデータ信号の波形であり、（ｃ）は増幅部から出力されるデータ信号の波形である。
【図１４】（ａ）〜（ｃ）は本発明の第２の実施形態に係るインターフェース装置により伝送されるデータ信号の波形を示すグラフであり、（ａ）は送信側におけるデータ信号の波形であり、（ｂ）は増幅部に入力されるデータ信号の波形であり、（ｃ）は増幅部から出力されるデータ信号の波形である。
【図１５】（ａ）〜（ｃ）は本発明の第２の実施形態に係るインターフェース装置により伝送されるデータ信号の波形を示すグラフであり、（ａ）は送信側におけるデータ信号の波形であり、（ｂ）は増幅部に入力されるデータ信号の波形であり、（ｃ）は増幅部から出力されるデータ信号の波形である。
【図１６】本発明の第２の実施形態に係るインターフェース装置の変形例を示すブロック図である。
【図１７】本発明の第２の実施形態に係るインターフェース装置の変形例を示すブロック図である。
【図１８】本発明の第２の実施形態に係るインターフェース装置の変形例を示すブロック図である。
【図１９】本発明の第３の実施形態に係るインターフェース装置の変形例を示すブロック図である。
【図２０】本発明の第３の実施形態に係るインターフェース装置の増幅部の周波数特性を示すグラフである。
【図２１】（ａ）〜（ｃ）は本発明の第３の実施形態に係るインターフェース装置により伝送されるデータ信号の波形を示すグラフであり、（ａ）は送信側におけるデータ信号の波形であり、（ｂ）は増幅部に入力されるデータ信号の波形であり、（ｃ）は増幅部から出力されるデータ信号の波形である。
【図２２】（ａ）〜（ｃ）は本発明の第３の実施形態に係るインターフェース装置により伝送されるデータ信号の波形を示すグラフであり、（ａ）は送信側におけるデータ信号の波形であり、（ｂ）は増幅部に入力されるデータ信号の波形であり、（ｃ）は増幅部から出力されるデータ信号の波形である。
【図２３】（ａ）〜（ｃ）は本発明の第３の実施形態に係るインターフェース装置により伝送されるデータ信号の波形を示すグラフであり、（ａ）は送信側におけるデータ信号の波形であり、（ｂ）は増幅部に入力されるデータ信号の波形であり、（ｃ）は増幅部から出力されるデータ信号の波形である。
【図２４】本発明の第３の実施形態に係るインターフェース装置の変形例を示すブロック図である。
【図２５】本発明の第３の実施形態に係るインターフェース装置の変形例を示すブロック図である。
【図２６】本発明の第３の実施形態に係るインターフェース装置の変形例を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００８７】
１１      増幅部
１２      第１の周波数特性調整部
１３      受信部
１４      第２の周波数特性調整部
１５      第３の周波数特性調整部
２０      伝送経路
２１      配線
２２      コネクタ
２３      ケーブル
３１      転送レート検出部
３２      ジッタ検出部
３３      ジッタ判定部
３４      ＢＥＲ検出部
３５      ＢＥＲ判定部
３６      信号振幅検出部
３７      信号振幅判定部
【図１】
2008225650.tif 000003
【図２】
2008225650.tif 000004
【図３】
2008225650.tif 000005
【図４】
2008225650.tif 000006
【図５】
2008225650.tif 000007
【図６】
2008225650.tif 000008
【図７】
2008225650.tif 000009
【図８】
2008225650.tif 000010
【図９】
2008225650.tif 000011
【図１０】
2008225650.tif 000012
【図１１】
2008225650.tif 000013
【図１２】
2008225650.tif 000014
【図１３】
2008225650.tif 000015
【図１４】
2008225650.tif 000016
【図１５】
2008225650.tif 000017
【図１６】
2008225650.tif 000018
【図１７】
2008225650.tif 000019
【図１８】
2008225650.tif 000020
【図１９】
2008225650.tif 000021
【図２０】
2008225650.tif 000022
【図２１】
2008225650.tif 000023
【図２２】
2008225650.tif 000024
【図２３】
2008225650.tif 000025
【図２４】
2008225650.tif 000026
【図２５】
2008225650.tif 000027
【図２６】
2008225650.tif 000028