(57)【要約】【課題】終端抵抗の値を小さくすることなく、ドライバＯＦＦ時に発生する逆起電圧を抑制し、磁化電流による波形歪み、および伝送エラーの発生を抑制することが出来るデータ伝送回路を提供する。【解決手段】データ伝送回路において、実データ送信中に出力パルスの“Ｈ”パルス、及び“Ｌ”パルスの幅を測定するアップダウンカウンタ１９からなる波形歪み測定回路１７と、波形歪み測定回路１７で測定したパルス歪みに基づいて、パルストランス１５で発生する逆起電圧を抑制する付加データを実データ伝送終了後に送信するための送信データ制御回路１８を備える。【選択図】    図１
2005295086.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
伝送線路上に接続され、前記伝送線路と電気的に絶縁するためのパルストランス（１５）と、前記伝送線路上に伝送信号を送信するためのドライバ（１３）と、前記伝送線路上に送信される伝送信号を検出するレシーバ（１４）と、送受信データを制御する通信制御ＩＣで構成されるデータ伝送回路において、
前記データ伝送回路（１）は、前記伝送信号の波形歪み量を測定するための波形歪み測定回路（１７）と、送信データの制御を行うための送信データ制御回路（１８）とを備え、
前記波形歪み測定回路（１７）は、パルスの幅を測定するためのアップダウンカウンタ（１９）からなり、前記ドライバ（１３）が他局へ送信するデータである実データ送信中に前記レシーバ（１４）の出力パルスの“Ｈ”パルス、及び“Ｌ”パルスの幅を測定することによりパルス歪み測定値（ｄｉｓ）を取得するものであり、
送信データ制御回路（１８）は、前記パルス歪み測定値（ｄｉｓ）に基づいて、前記パルストランス（１５）で発生する逆起電圧を抑制する付加データを前記実データ伝送終了後に送信するものであることを特徴とするデータ伝送回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パルストランスを使用し伝送路と電気的に絶縁した二線式のデータ伝送システムにおける、耐ノイズ性を向上して伝送誤りを防ぐデータ伝送回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術のデータ伝送回路は、耐ノイズ性を向上し伝送誤りを防ぐ技術として、差動出力型のドライバと差動入力型のレシーバと平衡回路を用いた平衡型伝送方式を採用していた（例えば、特許文献１参照）。
図４は、従来技術のデータ伝送回路を示すブロック図である。
図４において、１はデータ送受信を行うためのデータ伝送回路、１１は通信制御用ＩＣ、１２は差動型バストランシーバ（以下、トランシーバと称す）、１３はドライバ、１４はレシーバ、１５はパルストランス、１６は終端抵抗、２０は通信ケーブル、ｅｎは送信イネーブル信号、ｔｄは前記トランシーバ１２より出力される１対の差動信号（以下、伝送データと称す）である。
送受信インターフェース部であるトランシーバ１２は、ドライバ１３とレシーバ１４より構成される。送信データの出力、受信データの入力、及び、トランシーバ１２を制御する送信イネーブル信号ｅｎの出力は通信制御用ＩＣ１１により行なわれる。
通信ケーブル２０により、データ伝送回路１と少なくとも１つ以上の同様のデータ伝送回路間が接続されており、通信ケーブル２０の両端のデータ伝送回路には、１対の電線の特性インピーダンスを適合させるための終端抵抗１６が設けられている。この通信ケーブル２０とデータ伝送回路１とはパルストランス１５により電気的に絶縁されている。
図５は、従来技術の送信データフレーム構成を示すタイミングチャートである。
図５において、３１は１局目送信データフレーム、３２は２局目送信データフレーム、３３はｎ局目送信データフレーム（ｎは接続されている局の台数）である。
図４に示すデータ伝送回路を用いて伝送を行う場合、データの伝送は図５に示すようなフレーム構成で行われる。
データ伝送回路１は、自局のデータ送信完了後は他局がデータ送信するまで受信待ち状態となるため、各局のデータフレーム間には休止期間が存在する。この休止期間ではどの局も伝送路をドライブしないため、伝送路はフローティングの状態となっている。
図６は、従来技術の送信データの１ビット分を拡大した波形を示した説明図である。
送信データのビットの中点でレベル反転を行う符号方式（以下、マンチェスタ符号方式と称す）を使用している。マンチェスタ符号方式では、データの前半が“Ｌ”レベルで後半が“Ｈ”レベルの場合のデータを“０”、前半が“Ｈ”レベルで後半が“Ｌ”レベルの場合のデータを“１”として符号化することにより、ビット中点で必ずレベル反転を伴うため、理想的には図６に示す波形のように、“Ｈ”レベルと“Ｌ”レベルのパルス幅は等しくなる。また、伝送線路で“Ｈ”レベルは正極性、“Ｌ”レベルは負極性の交流信号になり伝送信号にＤＣ成分は生じない。
このように、従来のデータ伝送回路では、通信制御ＩＣ１１により自局のデータを送信中に送信イネーブル信号ｅｎを“Ｈ”としトランシーバ１２内部のドライバ１３をイネーブルとしてデータ送信を行い、データ送信が完了したら、送信イネーブル信号ｅｎを“Ｌ”としドライバ１３をディセーブルとし他局からのデータの受信を待つという構成になっていた。
【特許文献１】特開平０６−８５７９６号公報（図１０参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来のデータ伝送回路では、通信制御ＩＣ１１やトランシーバ１２はスキュー特性を持っているため、出力データが“Ｈ”もしくは“Ｌ”に偏り、出力パルス幅に歪みが生じる。
図７は、１ビット分のデータ波形がΔｔだけ“Ｈ”に偏った場合を示す説明図である。
図７（ａ）は１ビット分のデータ波形がΔｔだけ“Ｈ”に偏った場合の波形、（ｂ）は（ａ）に示す波形と等価のパルス波形、（ｃ）は送信データに歪みがある場合のパルストランスに発生する磁化電流波形である。
１ビット分のデータ波形がΔｔだけ“Ｈ”に偏った場合のパルスは図７（ａ）に示す波形となる。これは、図７（ｂ）に示したパルスが発生していることと同じことを示している。耐ノイズ性を向上させるため伝送回路１と通信ケーブル２０の間をパルストランス１５にて絶縁しているが、図７（ａ）で示したパルスが印加された場合、パルストランス１５には図７（ｃ）の実線で示すような磁化電流が流れる。この磁化電流は、パルスが入力されていないときに終端抵抗１６等により消費され減衰する。しかし、データビットが連続で出力された場合、データ１ビット分の磁化電流が消費されて０となる前に次のデータビットが出力されるため、図７（ｃ）の一点差線で示すような磁化電流がパルストランス１５に蓄積されていく。伝送回路１がデータの出力を完了しドライバ１３をＯＦＦすると、伝送路をどの局もドライブしないためパルストランス１５ではこの蓄積された磁化電流を流しつづけようとして逆起電圧を発生する。この逆起電圧は伝送データのフレーム間にある休止期間中に減衰していき最終的には０となるが、この蓄積された磁化電流が大きい場合には磁化電流が減衰して０になる前に次の局のフレームが始まり、この磁化電流により波形が歪んだり、伝送エラーを発生したりするという問題があった。
また、フレーム間の休止期間でこの磁化電流を早く減衰させ０にするために終端抵抗１６の値を小さくすることが考えられるが、抵抗値を小さくして、かつ、伝送路とインピーダンスを適合させるには別途インダクタンス等を追加する必要があり、また抵抗値が小さくなるため消費電流が増加するという問題があった。
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、終端抵抗の値を小さくすることなく、ドライバＯＦＦ時に発生する逆起電圧を抑制し、磁化電流による波形歪み、および伝送エラーの発生を抑制することが出来るデータ伝送回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記問題を解決するため、本発明のデータ伝送回路は、伝送線路上に接続され、前記伝送線路と電気的に絶縁するためのパルストランスと、前記伝送線路上に伝送信号を送信するためのドライバと、前記伝送線路上に送信される伝送信号を検出するレシーバと、送受信データを制御する通信制御ＩＣで構成されるデータ伝送回路において、前記データ伝送回路は、前記伝送信号の波形歪み量を測定するための波形歪み測定回路と、送信データの制御を行うための送信データ制御回路とを備え、前記波形歪み測定回路は、パルスの幅を測定するためのアップダウンカウンタからなり、前記ドライバが他局へ送信するデータである実データ送信中に前記レシーバの出力パルスの“Ｈ”パルス、及び“Ｌ”パルスの幅を測定することによりパルス歪み測定値を取得するものであり、送信データ制御回路は、前記パルス歪み測定値に基づいて、前記パルストランスで発生する逆起電圧を抑制する付加データを前記実データ伝送終了後に送信するものであることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００５】
本発明のデータ伝送回路によれば、実データ送信中の出力パルスの歪みを測定して、実データ伝送後に測定した歪みに基づいて蓄積された磁化電流を打ち消すための付加データを出力する構成としたので、終端抵抗の値を小さくすることなく、フレーム間の休止期間に発生する逆起電圧を抑制でき、磁化電流による波形歪みや伝送エラーの発生を抑制することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、本発明の具体的実施例について、図に基づいて説明する。
【実施例１】
【０００７】
図１は、本発明のデータ伝送回路を示すブロック図である。
図1において、１７は送信データの波形歪み量を測定するための波形歪み測定回路、１８は送信データの制御を行う送信データ制御回路、ｃｎｔは波形歪み測定回路１７を制御するための波形歪み測定回路制御信号、ｄｉｓは波形歪みの測定結果を示す波形歪み測定値である。尚、図４と同じ説明符号のものは同じ構成要素であり同じ機能を示しているので説明は省略する。
図２は本発明の波形歪み測定回路１７の詳細を示したブロック図である。
図２において、１９はアップ／ダウンカウンタである。尚、図１と同じ説明符号のものは同じ構成要素および同じ機能を示しているので説明は省略する。
本発明の特徴は以下のとおりである。
すなわち、前記データ伝送回路１は、前記伝送信号の波形歪み量を測定するための波形歪み測定回路１７と、送信データの制御を行うための送信データ制御回路１８とを備え、前記波形歪み測定回路１７は、パルスの幅を測定するためのアップダウンカウンタ１９からなり、前記ドライバ１３が他局へ送信するデータである実データ送信中に前記レシーバ１４の出力パルスの“Ｈ”パルス、及び“Ｌ”パルスの幅を測定することによりパルス歪み測定値ｄｉｓを取得するものであり、送信データ制御回路１８は、前記パルス歪み測定値ｄｉｓに基づいて、前記パルストランス１５で発生する逆起電圧を抑制する付加データを前記実データ伝送終了後に送信するものとした点である。
具体的には本発明は、従来技術である図４に、受信データと波形歪み測定回路制御信号ｃｎｔを取り込み、波形歪み測定値ｄｉｓを送信データ制御回路１８へ送出する波形歪み測定回路１７を備えた構成となっている。
図３は、本発明のデータ伝送回路の動作を示したタイミングチャートである。
送信イネーブル信号ｅｎ、送信データ、伝送データｔｄ(差動信号)、受信データ、波形歪み測定回路制御信号ｃｎｔ、波形歪み測定値ｄｉｓ、およびクロック信号のタイミングチャートを示している。
【０００８】
以下、図１、２、３を用いて本実施例のデータ伝送回路の機能を説明する。
通信制御ＩＣ１１内部の送信データ制御回路１８は、自局の送信フレームになると送信イネーブル信号ｅｎを“Ｈ”として送信データの出力を開始すると同時に、波形歪み測定回路制御信号ｃｎｔを“Ｈ”とし、波形歪み測定回路１７のアップ／ダウンカウンタ１９の動作を開始する。送信データ制御回路１８から出力される送信データはドライバ１３、レシーバ１４を経て受信データとしてアップ／ダウンカウンタ１９に入力される。アップ／ダウンカウンタ１９では、クロック信号入力時に受信データが“Ｈ”の場合にはアップカウント（図３中、（Ｂ）の部分）、受信データが“Ｌ”の場合にはダウンカウント（図３中、（Ａ）の部分）を行う。送信データに歪みがない場合には、１ビット分のデータ送信完了時にはアップダウンカウンタ１９の値は０となるが、送信データに歪みがある場合には１ビット分のデータ送信完了時にはカウント値は０ではなく正／負のどちらかに偏る。図３に示したタイミングチャートでは送信データが“Ｈ”に歪んだ場合を示している。
アップダウンカウンタ１９では、送信データ１ビットごとに波形の歪みを蓄積していき、実データ全体での波形歪み量を計測する。送信データ制御回路１８では、実データの送信を完了すると波形歪み測定回路制御信号ｃｎｔを“Ｌ”とし波形歪みの測定を停止させ、そのときのアップダウンカウンタ１９から出力される波形歪み測定値ｄｉｓによりパルストランス１５で発生する逆起電圧を打ち消すための付加データの送信を行う。すなわち、図３のタイミングチャートでは送信データが“Ｈ”に歪んでおり、データ送信完了後に“Ｌ”の逆起電圧が発生するため、送信データ制御回路１８は付加データとして“Ｌ”のデータを波形歪み測定値ｄｉｓの分だけ出力することにより、逆起電圧を抑制することができる。
付加データの送信が完了すると、送信イネーブル信号ｅｎを“Ｌ”としドライバ１３をディセーブルとし他局からのデータの受信を待つ。
【０００９】
以上述べたように、本発明の実施例に係るデータ伝送回路１は、他局へ送信するデータである実データ送信中に出力パルスの“Ｈ”パルス、及び“Ｌ”パルスの幅を測定するアップダウンカウンタ１９からなる波形歪み測定回路１７と、波形歪み測定回路１７で測定したパルス歪みに基づいて、パルストランス１５で発生する逆起電圧を抑制する付加データを実データ伝送終了後に送信するための送信データ制御回路１８を備えたので、ドライバＯＦＦ時に発生する逆起電圧を抑制でき、磁化電流による波形歪みや伝送エラーの発生を抑制することが出来るのである。
【産業上の利用可能性】
【００１０】
データ送信中の出力パルス幅の歪みを測定し、送信データ全体の歪みを補正するような付加データを追加することによって、データ送信後にパルストランスにより発生する逆起電圧を抑制することができるため、パルストランスと差動出力型のドライバと差動入力型のレシーバと平衡回路を用いた平衡型伝送回路を使用したデータ伝送の用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明のデータ伝送回路を示すブロック図
【図２】本発明の波形歪み測定回路１７の詳細を示したブロック図
【図３】本発明のデータ伝送回路の動作を示したタイミングチャート
【図４】従来技術のデータ伝送回路を示すブロック図
【図５】従来技術の送信データフレーム構成を示すタイミングチャート
【図６】従来技術の送信データの１ビット分を拡大した波形を示した説明図
【図７】１ビット分のデータ波形がΔｔだけ“Ｈ”に偏った場合を示す説明図          （ａ）１ビット分のデータ波形がΔｔだけ“Ｈ”に偏った場合の波形          （ｂ）（ａ）に示す波形と等価のパルス波形          （ｃ）送信データに歪みがある場合のパルストランスに発生する磁化電流波形
【符号の説明】
【００１２】
１  データ伝送回路
１１  通信制御用ＩＣ
１２  トランシーバ
１３  ドライバ
１４  レシーバ
１５  パルストランス
１６  終端抵抗
１７  波形歪み測定回路
１８  送信データ制御回路
１９  アップ／ダウンカウンタ
２０  通信ケーブル
３１、３２、３３  送信データフレーム
ｅｎ  送信イネーブル信号
ｔｄ  伝送データ
ｄｉｓ  波形歪み測定値
ｃｎｔ  波形歪み測定回路制御信号
【図１】
2005295086.tif 000003
【図２】
2005295086.tif 000004
【図３】
2005295086.tif 000005
【図４】
2005295086.tif 000006
【図５】
2005295086.tif 000007
【図６】
2005295086.tif 000008
【図７】
2005295086.tif 000009