(57)【要約】【課題】  二値信号を判定する自動閾値調節装置および方法に関するものであり，通信を止めることなく，簡単な構成で自動的に閾値を最適に制御することを目的とする。【解決手段】  閾値電圧Ｖthにより信号値を判定する二値判定部２と，閾値電圧（Ｖth＋Δ）により信号値を判定する二値判定部１と，閾値電圧（Ｖth−Δ）により信号値を判定する二値判定部３と，二値判定部１と二値判定部２との判定結果により判定結果の異なる割合Ａを求める誤り検出部１と，二値判定部２と二値判定部３とで判定結果の異なる割合Ｂを求める誤り検出部２と，割合Ａと割合Ｂを比較する割合比較部と，割合比較部の比較結果に基づいて閾値電圧Ｖthを変更する閾値自動調節部とを備える。【選択図】図１
2005223626.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
閾値電圧Ｖthにより二値信号の信号値を判定する二値判定部２と，正の電圧値をΔとして閾値電圧（Ｖth＋Δ）により二値信号の信号値を判定する二値判定部１と，閾値電圧（Ｖth−Δ）により二値信号を判定する二値判定部３と，
前記二値判定部１と二値判定部２との判定結果を比較し，判定結果の異なる割合Ａを求める誤り検出部１と，
前記二値判定部２と二値判定部３との判定結果を比較し，判定結果の異なる割合Ｂを求める誤り検出部２と，
前記割合Ａと割合Ｂを比較する割合比較部と，
前記割合比較部の比較結果に基づいて前記閾値電圧Ｖthを変更する閾値自動調節部とを備え，
該閾値自動調節部は，前記割合比較部が前記割合Ａが割合Ｂより大きいことを判定した場合には前記閾値電圧Ｖthを小さくし，前記割合Ａが割合Ｂより小さいことを判定した場合には前記閾値電圧Ｖthを大きくすることにより二値信号を判定する閾値を自動調節することを特徴とする自動閾値調節装置。
【請求項２】
入力信号値のＨもしくはＬの連続を検出し，あらかじめ定めた所定数以上のＨもしくはＬが連続することを検出する連続値検出部と，
前記閾値自動調節部は該連続値検出部がＨもしくはＬの所定数以上の連続を検出した場合に閾値を変更することを特徴とする請求項１に記載の自動閾値調節装置。
【請求項３】
前記割合比較部は前記割合Ａと前記割合Ｂの異なる程度に応じて閾値変更値を算出することを特徴とする請求項１又は２に記載の自動閾値調節装置。
【請求項４】
前記連続値検出部がＬの連続を検出した場合には，前記閾値自動調節部は信号値のノイズ値を含む二値信号の確率分布の最大値に対応する電圧より低い電圧に閾値を変更し，前記連続値検出部がＨの連続を検出した場合には，前記閾値自動調節部はノイズ値の確率分布の最大値に対応する電圧より高い電圧に閾値を変更することを特徴とする請求項２に記載の自動閾値調節装置。
【請求項５】
二値信号を入力して二値のいずれかであるかを判定する二値判定装置において二値を判定するための閾値を調節する自動閾値調節方法において，
閾値電圧Ｖthにより二値信号の信号値を判定し，正の小さい電圧値をΔとして閾値電圧（Ｖth＋Δ）により二値信号の信号値を判定し，閾値電圧（Ｖth−Δ）により二値信号を判定し，
前記閾値電圧Ｖthによる二値信号の信号値の判定結果と，閾値電圧（Ｖth＋Δ）による二値信号の信号値の判定結果を比較し，その判定結果の異なる割合Ａを求め，
前記閾値電圧Ｖthによる二値信号の信号値の判定結果と，前記閾値電圧（Ｖth−Δ）による二値信号の判定結果を比較し，その判定結果の異なる割合Ｂを求め，
前記割合Ａと前記割合Ｂとを比較し，前記割合Ａが割合Ｂより大きい場合には前記閾値電圧Ｖthを小さくし，前記割合Ａが割合Ｂより小さい場合には前記閾値電圧Ｖthを大きくすることを特徴とする自動閾値調節方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願の発明は，二値信号を判定する自動閾値調節装置および方法に関するものであり，特に，ＡＳＫ復調器の二値信号を自動調整するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来，ＡＳＫ（Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）方式の二値信号を判定するＡＳＫ復調器等では，高周波数の搬送波で変調された二値の変調信号を高周波増幅器で増幅し，平滑回路により整流することにより復調し，閾値と比較することにより信号値がハイレベル（Ｈ）もしくはローレベル（Ｌ）のいずれであるかを判定していた。
【０００３】
図９は従来のＡＳＫ復調器の概略を示す。図９（a)において，５０は入力回路であって，高周波の搬送波で振幅変調された二値のＡＳＫ信号を入力するものである。１５１は自動利得制御回路（ＡＧＣ回路）であって，入力回路５０に入力された二値のＡＳＫ信号の自動利得制御（ＡＧＣ）機能を有する増幅器である。１５２は平滑回路であって，ＡＳＫ信号を整流するとともに搬送波成分を除去するものである。５４は二値判定回路であって，整流された二値信号についてＨレベル，もしくはＬレベルの信号を判定するものである。５５は比較回路であって閾値を保持し，平滑回路１５２の出力する二値信号の大きさを閾値と比較して二値信号のＨもしくはＬを判定するものである。５６は閾値設定回路であって比較回路５５に閾値を設定する回路である。５７は出力回路であって，比較回路５５の判定した判定結果を出力する回路である。
【０００４】
図９（ｂ）は，入力回路５０に入力される二値変調信号であって，搬送波をＨもしくはＬの信号で振幅変調した変調信号（ＡＳＫ信号）を示す。
【０００５】
図９（ｃ）は平滑回路１５２から出力される整流された二値信号を示し，図９（ｂ）に示す二値変調信号を整流して平滑することにより搬送波成分を除去された二値信号を示す。
【０００６】
図９（ａ）の構成の動作を説明する。入力回路５０に，図９（ｂ）で示される二値変調信号が入力される。ＡＧＣ回路１５１により信号値の大きさが一定になるように自動利得制御をすることにより二値変調信号を増幅する。平滑回路１５２は増幅された二値変調信号を整流して，平滑することにより搬送波成分を除去する。平滑回路１５２で整流および平滑された図９（ｃ）で示される二値信号は二値判定回路５４に入力される。比較回路５５において変調信号の二値信号の大きさが閾値と比較され，ＨもしくはＬの二値が判定され，出力回路５７により出力される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
入力回路に入力される二値変調信号は，ＨもしくはＬレベルの付近において絶えず変動するノイズを含んでいる。そのため，平滑回路１５２から出力される整流された二値信号もＨもしくはＬのレベルを上下に変動するノイズを含む。そのノイズを含む信号レベルが閾値を超えると，ＨもしくはＬの判定結果に誤りを生じる。そのため，二値判定回路５４に入力される二値信号の信号レベルが安定している必要がある。そのため，従来は，ＡＧＣ（自動利得制御）機能付きの増幅器で二値変調信号の出力が一定になるようにしていた。
【０００８】
しかし，信号レベルが大きく変った場合には，閾値を調整する必要があるが，従来のＡＳＫ信号の二値判定装置では，そのような場合に通信を止めることなく閾値の変更を行なうことはできなかった。また，従来の二値判定装置は回路設計が複雑なＡＧＣ回路を使用しているため，信号パワーが一定でもＳＮＲ（ＳＮ比）の変動が大きい場合は閾値を最適化することが困難であった。
【０００９】
本発明は，通信を止めることなく，簡単な構成で自動的に閾値を最適に制御できる自動閾値調節装置および方法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】
【００１０】
本発明の自動閾値調節装置は，閾値電圧Ｖthにより二値信号の信号値を判定する二値判定部２と，正の電圧値をΔとして閾値電圧（Ｖth＋Δ）により二値信号の信号値を判定する二値判定部１と，閾値電圧（Ｖth−Δ）により二値信号を判定する二値判定部３と，前記二値判定部１と二値判定部２との判定結果を比較し，判定結果の異なる割合Ａを求める誤り検出部１と，前記二値判定部２と二値判定部３との判定結果を比較し，判定結果の異なる割合Ｂを求める誤り検出部２と，前記割合Ａと割合Ｂを比較する割合比較部と，割合比較部の比較結果に基づいて前記閾値電圧Ｖthを変更する閾値自動調節部とを備え，該閾値自動調節部は，前記割合比較部が前記割合Ａが割合Ｂより大きいことを判定した場合には前記閾値電圧Ｖthを小さくし，前記割合Ａが割合Ｂより小さいことを判定した場合には前記閾値電圧Ｖthを大きくすることにより二値信号を判定する閾値を自動調節する構成をもつ。
【００１１】
本発明の自動閾値調節方法は，二値信号を入力して二値のいずれかであるかを判定する二値判定装置において二値を判定するための閾値を自動調節する方法であって，閾値電圧Ｖthにより二値信号の信号値を判定し，正の小さい電圧値をΔとして閾値電圧（Ｖth＋Δ）により二値信号の信号値を判定し，閾値電圧（Ｖth−Δ）により二値信号を判定し，前記閾値電圧Ｖthによる二値信号の信号値の判定結果と，閾値電圧（Ｖth＋Δ）による二値信号の信号値の判定結果を比較し，その判定結果の異なる割合Ａを求め，前記閾値電圧Ｖthによる二値信号の信号値の判定結果と，前記閾値電圧Ｖth−Δによる二値信号の判定結果を比較し，その判定結果の異なる割合Ｂを求め，前記割合Ａと前記割合Ｂとを比較し，前記割合Ａが割合Ｂより大きい場合には前記閾値電圧Ｖthを小さくし，前記割合Ａが割合Ｂより小さい場合には前記閾値電圧Ｖthを大きくする構成をもつ。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば，二値の入力信号値を閾値と比較することにより二値信号を判定する場合に，信号レベルが大きく変った場合にも通信を止めることなく閾値が自動的に調整される。そのため，簡単な構成で高品質の通信を行なうことができる。
【００１３】
また，本発明によれば，設計が難しく，高価な自動利得制御回路を備える増幅器を使用することなく二値信号の判定を行なうことができ，また，ノイズレベルの変動が大きい二値変調信号に対しても自動利得制御つきの増幅器を使用することなく安定に二値判定を行なうことができる。そのため，価格が廉価で，安定した自動閾値調節二値判定装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１は本発明の原理的構成を示す。図１において，Ｅは増幅回路である。Ｆは平滑回路である。５は自動閾値調節二値判定装置である。８は入力部であって，平滑回路Ｆの出力を入力するものである。１１は二値判定部１であって閾値電圧Ｖth＋Δにより二値判定するものである。Δは正のオフセット電圧であって，後述する。１２は二値判定部２であって閾値電圧Ｖthにより二値判定するものである。１３は二値判定部３であって閾値電圧Ｖth−Δにより二値判定するものである。２１は誤り検出部１であって，二値判定部１（１１）と二値判定部２（１２）とで判定結果の異なる割合Ａを求めるものである。２２は誤り検出部２であって，二値判定部２（１２）と二値判定部３（１３）とで判定結果の異なる割合Ｂを求めるものである。２４は割合比較部であって，２４は誤り検出部１（２１）の判定した割合Ａと誤り検出部２（２２）の判定した割合Ｂとを比較するものである。２５は閾値自動調節部であって，割合比較部２４の判定した割合Ａと割合Ｂの大小関係に応じて二値判定部１（１１），二値判定部２（１２），二値判定部３（１３）のそれぞれの閾値を変更するものである。３１は出力部であって，二値判定部２（１２）の判定結果を出力するものである。
【００１５】
図２は本発明の動作説明図である。図２（ａ）はノイズを含む信号の電圧に対する確率分布およびノイズ電圧の確率分布を示す。横軸は電圧，縦軸は確率分布を示す。
【００１６】
図２（ａ）を参照して，図１の構成の動作を説明する。本発明では，二値判定の閾値を自動調整するために，３つの閾値電圧を定める。図２（ａ）に示すように二値判定部１（１１）の閾値電圧Ｖth＋Δを電圧Ｐ1 ，二値判定部２（１２）の閾値電圧Ｖthを電圧Ｐ2 ，二値判定部３（１３）の閾値電圧Ｖth−Δを電圧Ｐ3 とする。ノイズを含む信号の確率分布曲線とノイズの確率分布曲線の交点Ｃに対応する電圧をＶopとする。信号値とノイズを含む確率分布の最大値の電圧をＶMAX とする。
【００１７】
図１の構成において，増幅回路Ｅに振幅変調した二値変調信号（図９（ｂ）参照）を入力する。増幅回路Ｅで増幅され二値変調信号は平滑回路Ｆで整流および平滑されて，二値信号（図９（ｃ）参照）となる。平滑回路Ｆから出力される二値信号は，自動閾値調節二値判定装置５において入力部８に入力される。二値判定部２（１２）において閾値電圧Ｖthを電圧Ｐ2 として，入力される二値電圧を比較し，二値信号のハイレベル（Ｈ）とローレベル（Ｌ）を判定する。また，二値判定部１（１１）において閾値電圧Ｖth＋Δを電圧Ｐ1 として，二値信号のハイレベル（Ｈ）とローレベル（Ｌ）を判定する。そして，二値判定部１（１１）と二値判定部２（１２）の判定結果は誤り検出部１（２１）に入力される。誤り検出部１（２１）において，二値判定部１（１１）と二値判定部２（１２）の判定結果が異なる割合Ａを求める。例えば，１０００ビットのＨもしくはＬの信号についてその二値判定部１（１１）と二値判定部２（１２）の判定結果が異なる割合Ａを求める。割合Ａは図２（ａ）において，信号の確率分布の曲線と電圧軸が作る面積のうち電圧Ｐ1 およびＰ2 に対応する点を通る電圧軸に垂直な直線の作る面積ＳA に応じた大きさをもつ。
【００１８】
同様に，二値判定部３（１３）において閾値電圧Ｖth−Δを電圧Ｐ3 として，入力される二値信号のハイレベル（Ｈ）とローレベル（Ｌ）を判定をする。二値判定部２（１２）と二値判定部３（１３）の判定結果は誤り検出部２（２２）に入力される。誤り検出部２（２２）において，二値判定部２（１２）と二値判定部３（１３）の判定結果が異なる割合Ｂを求める。その割合Ｂは図２（ａ）において，信号の確率分布の曲線と電圧軸が作る面積のうち電圧Ｐ2 および  Ｐ3 に対応する点を通る電圧軸に垂直な直線の作る面積ＳB に応じた大きさをもつ。さらに，割合比較部２４は，誤り検出部１（２１）の求めた割合Ａと誤り検出部２（２２）の求めた割合Ｂを入力し，その割合Ａと割合Ｂの大きさを比較する。その割合Ａと割合Ｂの比較結果は閾値自動調節部２５に入力される。電圧Ｐ1 がＶOP＜Ｐ2 ＜ＶMAX で，もし割合Ａが割合Ｂより大きければ（図２（ａ）において，面積ＳA が面積ＳB より大きい場合）には，閾値自動調節部２５は，閾値電圧Ｖth（電圧Ｐ2 ）を小さくする。そのような電圧Ｐ2 が電圧ＶOP（ノイズの確率分布とノイズを含む信号の確率分布の大きさが等しくなる電圧）より右側にあれば（ＶOPより閾値電圧が高い），電圧Ｐ2 は左に移動する。
【００１９】
次に，その動作を説明する。図２（ａ）においてノイズの確率分布が最大である電圧をＶMIN とする。ＶMIN より大きくＶOPより小さい閾値電圧Ｖthに対応する電圧をＱ2 とする。閾値電圧Ｖth＋Δに対応する電圧をＱ1 とする。閾値電圧Ｖth−Δに対応する電圧をＱ3 とする。
【００２０】
次に，閾値電圧がＶOPより低い場合の動作を説明する。閾値判定部２（１２）において，閾値電圧がＶth（電圧Ｑ2 ）でのハイレベル（Ｈ）とローレベル（Ｌ）の判定をする。また，二値判定部１（１１）において，閾値電圧Ｖth＋Δ（電圧Ｑ1 ）でのハイレベル（Ｈ）とローレベル（Ｌ）の判定をする。そして，二値判定部１（１１）と二値判定部２（１２）の判定結果は誤り検出部１（２１）に入力され，それぞれの判定結果が異なる割合Ａを求める。その割合Ａは図２（ａ）において，信号の確率分布の曲線と電圧軸が作る面積のうち電圧Ｑ1 および電圧Ｑ2 に対応する点を通る電圧軸に垂直な直線の作る面積ＳA ’に応じた大きさをもつ。
【００２１】
同様に，二値判定部２（１２）の判定結果と二値判定部３（１３）における閾値電圧Ｖth−Δ（Ｑ3 ）でのハイレベル（Ｈ）とローレベル（Ｌ）の判定結果を求め，それぞれの判定結果を誤り検出部２（２２）に入力する，誤り検出部２（２２）において，その判定結果が異なる割合Ｂが求められる。
【００２２】
その割合Ａは図２（ａ）において，信号の確率分布の曲線と電圧軸が作る面積のうち点Ｑ2 およびＱ3 を通る電圧軸に垂直な直線が作る面積ＳB に応じた大きさをもつ。Ｑ2 がＶOPより小さく，ＶMIN より大きければ，ＳA ’＜ＳB ’になる。上記の割合Ａと割合Ｂの大きさを比較する。もし，ＶMIN ＜Ｑ2 ＜ＶOPで，割合Ａが割合Ｂより小さければ（図２（ａ）において，面積ＳA ’が面積ＳB ’より小さい），閾値電圧Ｖth（Ｑ2 の電圧）を大きくする（右に移動する）。
【００２３】
上記のような動作を繰り返すことにより，閾値は最適閾値としてＣ点に対応する電圧Ｖopになるように自動的に調節される。
【００２４】
図２（ｂ）は上記の動作をフローチャートで表したものである。閾値電圧ＶthがＶMIN ＜Ｖth＜ＶMAX であることを判定する（Ｓ０）。閾値をＶthとした場合と閾値をＶth＋Δとした場合での判定結果の異なる割合Ａを求める（Ｓ１）。閾値をＶthとした場合と閾値をＶth−Δとした場合での判定結果の異なる割合Ｂを求める（Ｓ２）。判定結果の異なる割合ＡとＢの大小関係を判定する（Ｓ３）。ＡとＢの大小がＡ＞ＢであるならＶthを下げる（Ｓ４，Ｓ５）。ＡとＢの大小がＡ＜Ｂで，Ａ＝Ｂでないなら，Ｖthを上げる（Ｓ６，Ｓ７）。Ａ＝Ｂなら変更しない（Ｓ８）。なお，Ｓ０でＶMIN ＜Ｖth＜ＶMAX でないことの判定，およびその場合の閾値の変更方法については後述する。
【００２５】
図３は本発明の実施の形態を示す。図３において，Ｆは平滑回路である。５は自動閾値調節二値判定装置である。８は入力部である。１０は二値判定部であって，閾値電圧Ｖth＋Δにより二値判定する二値判定部１（１１）と閾値電圧Ｖthにより値判定する二値判定部２（１２）と閾値電圧Ｖth−Δにより二値判定する二値判定部３（１３）とにより構成されるものである。１１は二値判定部１である。１２は二値判定部２である。１３は二値判定部３である。１５は閾値算出部であって，二値判定部１０の判定結果に基づいて誤り検出部１（２１）の求めた割合Ａと誤り検出部２（２２）の求めた割合Ｂとを比較し，閾値を調節する値を求めるものである。２１は誤り検出部１であって，二値判定部１（１１）と二値判定部２（１２）との判定結果のうち判定の異なる割合Ａを求めるものである。２２は誤り検出部２であって，二値判定部２（１２）と二値判定部３（１３）との判定結果のうち判定の異なる割合Ｂを求めるものである。２４は割合比較部であって，誤り検出部１（２１）の求めた割合Ａと誤り検出部２（２２）の求めた割合Ｂの大きさを比較するものである。２５は閾値自動調節部である。２６は閾値変更部であって，割合比較部２４の比較結果に応じて閾値電圧Ｖthを変更し，変更されたＶthを二値判定部２（１２）に閾値として設定するものである。２７はプラスオフセット値設定部であってＶthにオフセット値Δを加算し，二値判定部１（１１）の閾値として設定するものである。２８はマイナスオフセット値設定部であってＶthからオフセット値Δを減算し，二値判定部３（１３）の閾値として設定するものである。閾値算出部１５において，３０は連続値検出部であって，ＨもしくはＬの信号が連続していることを検出するものである。３１は出力部であって，二値判定部２（１２）の判定した二値判定結果を出力するものである。
【００２６】
図４は本発明の閾値算出部の詳細構成を示す図である。閾値算出部はマイクロプロセッサとメモリにより構成されるものである。１５は閾値算出部である。２１は誤り検出部１である。５１は判定値１保持部であって，二値判定部１（１１）の判定結果の二値判定値１を保持するものである。５２は判定値２保持部であって，二値判定部２（１２）の判定結果の二値判定値２を保持するものである。５３は比較値算出部１であって，二値判定値１と二値判定値２を比較し，判定結果の異なる割合Ａを算出するものである。
【００２７】
２２は誤り検出部２である。６２は判定値２保持部であって，二値判定部２（１２）の判定結果の二値判定値２を保持するものである。６３は判定値３保持部であって，二値判定部３（１３）の判定結果の二値判定値３を保持するものである。６４は比較値算出部２であって，二値判定値２と二値判定値３を比較し，判定結果の異なる割合Ｂを算出するものである。
【００２８】
２４は割合比較部であって，比較値算出部１（５３）の算出した割合Ａと比較値算出部２（６４）の算出した割合Ｂとに基づいて閾値を調節する値（比較値Ａ）を求めるものである。６５は比較値Ａ保持部であって，比較値算出部１（５３）の算出値（比較値Ａ）を保持するものである。６６は比較値Ｂ保持部であって，比較値算出部２（６４）の算出値（比較値Ｂ）を保持するものである。６７は閾値調節値算出部１であって，比較値Ａと比較値Ｂとに基づいて閾値調節値１を算出するものである。
【００２９】
３０は連続値検出部であって，二値判定結果でＨもしくはＬが長時間連続する場合を検出するものである。６８は判定値保持部であって，二値判定値２を保持するものである。連続数カウント部であって，ＨもしくはＬの連続数をカウントするものである。７０は閾値調節値算出部２であって，ＨもしくはＬが長時間連続する場合に閾値を調節する閾値調節値２求めるものである。閾値調節値算出部１（６７）および閾値調節値算出部２（７０）の算出した閾値算出値は閾値自動調節部へ送られる。
【００３０】
上記の割合比較部の構成において，比較値算出部１（５３），比較値算出部２（６４），閾値調節値算出部１（６７），連続数カウント部６９および閾値調節値算出部２（７０）はプロセッサにより構成されるものである。誤り検出部１（２１）における判定値１保持部（５１），判定値２保持部（５２），誤り検出部２（２２）における判定値２保持部６２，判定値３保持部６３，割合比較部２４における比較値Ａ保持部６５，比較値Ｂ保持部６６，連続値検出部３０における判定値保持部６８はメモリにより構成されるものである。
【００３１】
図４の構成におて，誤り検出部１（２１）および誤り検出部２（２２）は，例えば１０００個のＨもしくはＬの二値信号を入力し，保持する。比較値算出部１（５３）は二値判定値１と二値判定値２のうち，判定結果が異なる数を求め，全体の信号数（例えば１０００個）に対する割合Ａをデジタル値で求める。同様に比較値算出部２（６４）は二値判定値２と二値判定値３のうち，判定結果が異なる数を求め，全体の信号数（例えば１０００個）に対する割合Ｂをデジタル値で求める。それぞれの割合Ａと割合Ｂはそれぞれ比較値Ａ保持部６５および比較値Ｂ保持部６６に保持される。閾値調節値算出部１（６７）は割合Ａと割合Ｂの大きさを比較し，閾値を調節する閾値調節値１を求める。割合Ａが割合Ｂより大きければ，閾値を小さくする（図２（ａ）において閾値が左に移動するようにする）。その際，割合Ａと割合Ｂの値の割合もしくは差が大きいほど閾値を変更する値を大きくとるようにする。あるいは，割合Ａが割合Ｂより小さければ，閾値を大きくする（図２（ａ）において閾値が右に移動するようにする）。その際，割合Ａと割合Ｂの値の割合もしくは差が大きいほど閾値を変更する値を大きくとるようにする。
【００３２】
例えば，ある時点の更新前の閾値をＶth1 とする。誤り検出部１（２１）の出力をｘ１，誤り検出部２（２２）の出力をｘ２とする。この時，閾値調節値算出部１（６７）はＶth1 ，ｘ１およびｘ２により，新しい閾値電圧Ｖth2 （閾値調節値１）を，Ｖth2 ＝Ｖth1 ＋ａ×（ｘ２−ｘ１）で求める（ａは定数である）。あるいは，Ｖth2 ＝Ｖth1 ＋ａ×（ｘ２−ｘ１）＋ｂ×（ｘ２−ｘ１）×Ｖth1 により求める（ａ，ｂは定数である）。この式は一例であって，上記のような動作をさせるものであれば，これらに限られるものではない。
【００３３】
また，本発明において，入力信号の二値信号でＨもしくはＬが長時間連続すると正しい閾値を設定できなくなる。これは，閾値電圧ＶthがＶMIN より小さいか，もしくはＶMAX より大きい場合に生じる。そこで，連続値検出部３０がそのようなＨもしくはＬの連続する信号を検出すると閾値調節値算出部２（７０）において閾値を変更する処理を行なう。例えば，連続値検出部３０が，Ｌが１０００個（１０００ビット）連続したことを検出したとする。これは，閾値がＶMAX より大きい場合なので，閾値調節値算出部２（７０）はＬの連続を検出した時点での閾値を，例えば１／２にして変更後の閾値の調節値（閾値調節値２）とする。この大きさの変更は閾値を１／２にすることに限られるのではなく，閾値電圧ＶthがＶMAX より小さくなるようにするのであれば良い。また，連続値検出部３０が，Ｈの連続（例えば，１０００個のＨの連続）を検出した場合は，その時点での閾値がＶMIN より小さい値に設定されている状態であるので，閾値調節値算出部２（７０）は閾値が，ＶOPに近づくように閾値を十分に大きく変更する（この大きさはシステムに応じて決められる）。
【００３４】
図５は本発明の閾値自動調節部の詳細構成を示す。図５において，１１は二値判定部１である。１２は二値判定部２である。１３は二値判定部３である。各二値判定部（１１，１２，１３）は入力値を閾値と比較して，比較結果を出力する比較回路により構成される。２５は閾値自動調節部である。
【００３５】
閾値自動調節部２５において，７２はプラスオフセット値設定部である。７３は閾値設定回路であって，二値判定部２（１２）に与えられる閾値電圧よりオフセット電圧だけ大きくする電圧を二値判定部１（１１）に与える回路である。７４はプラスオフセット電圧保持回路であって，＋Δのオフセット電圧を保持するものである。
【００３６】
８２はマイナスオフセット値設定部である。８３は閾値設定回路であって，二値判定部２（１２）に与えられる閾値電圧よりオフセット電圧だけ小さい電圧を二値判定部３（１３）に与える回路である。８４はマイナスオフセット電圧保持回路であって，−Δのオフセット電圧を保持するものである。
【００３７】
８５は閾値変更部であって，割合比較部２４の算出した閾値調節値１（デジタル値）および連続値検出部３０の算出した閾値調節値２（デジタル値）を入力し，アナログ値の閾値に変換するものである。閾値変更部８５はＤ−Ａ変換回路により構成される。８６は閾値入力部であって，閾値調節値１および閾値調節値２を入力するものである。８７はＤ−Ａ変換部であって，デジタルの閾値調節値１および閾値調節値２をアナログ値に変換するものである。８８はアナログ信号出力部であって，Ｄ−Ａ変換部８７の出力したアナログの閾値を出力するものである。
【００３８】
図５の構成の動作を説明する。閾値変更部８５において，閾値入力部８６はデジタル  の閾値調節値１もしくは閾値調節値２を入力する。Ｄ−Ａ変換部８７は，入力された閾値調節値１もしくは閾値調節値２をアナログ値に変換する。アナログ信号出力部８８はＤ−Ａ変換部８７の変換したアナログ値を閾値設定回路７３，８３および二値判定部２（１２）に出力する。二値判定部２（１２）はアナログ信号出力部８８から出力されるアナログ電圧を閾値とする。また，閾値設定回路７３はアナログ信号出力部８８から出力される電圧をプラスオフセット電圧保持回路７４の保持するオフセット電圧を加えた電圧を発生し，二値判定部１（１１）の閾値電圧の閾値電圧にする。また，閾値設定回路８３はアナログ信号出力部８８から出力される電圧をマイナスオフセット電圧保持回路８４の保持するオフセット電圧から差し引いた電圧を発生し，二値判定部３（１３）の閾値電圧にする。
【００３９】
図２（ａ）を参照して図３，図４および図５の構成の動作の詳細を説明する。平滑回路Ｆから出力される二値信号（図９（ｃ）参照）が入力部８に入力される。まず，閾値電圧ＶthがＶOPより大きく，ＶMAX より小さい場合について説明する。図２（ａ）のように二値判定部２（１２）の閾値電圧Ｖthは電圧Ｐ2 であるとする。二値判定部１（１１）の閾値電圧はＶth＋Δは電圧Ｐ1 であるとする。二値判定部３（１３）の閾値電圧はＶth−Δは電圧Ｐ3 であるとする。二値判定部１（１１）は閾値電圧Ｖth＋Δにより入力電圧がＨであるかＬであるかを判定する。二値判定部２（１２）は閾値電圧Ｖthにより入力電圧がＨであるかＬであるかを判定する。二値判定部３（１３）は閾値電圧Ｖth−Δにより入力電圧がＨであるかＬであるかを判定する。誤り検出部１（２１）は  二値判定部１（１１）は閾値電圧Ｖth＋Δにより判定された結果，二値判定部２（１２）は閾値電圧Ｖthにより判定された結果とで異なる判定結果の割合Ａを求める。閾値電圧Ｖth＋Δにより判定された結果と閾値電圧Ｖthにより判定された結果とで異なる判定結果を生じるのは，図２（ａ）において入力電圧が，Ｐ1 より小さくＰ2 より大きい範囲にある場合である。同様に，誤り検出部２（２２）は閾値電圧Ｖthにより判定された結果，閾値電圧Ｖth−Δにより判定された結果とで異なる判定結果の割合Ｂを求める。閾値電圧Ｖthにより判定された結果と閾値電圧Ｖth−Δにより判定された結果とで異なる判定結果を生じるのは，図２（ａ）において入力電圧が，Ｐ2 より小さくＰ3 より大きい範囲にある場合である。なお，設定するΔの値はシステムにより異なるが，通常，ノイズレベル（ノイズの変動値）のパワーの１／１０程度にとれば良い。
【００４０】
図２（ａ）の説明で前述したように，上記の割合Ａは図２の面積ＳA の大きさに応じたものとなり，上記の割合Ｂは図２の面積ＳB の大きさに応じたものとなる。そこで，誤り検出部１（２１）において，比較値算出部１（５３）は面積ＳA （割合Ａ）の大きさに応じたデジタル値を算出する。また，誤り検出部２（２２）において，比較値算出部２（６４）は面積ＳB （割合Ｂ）の大きさに応じたデジタル値を算出する。割合比較部２４において，閾値調節値算出部１（６７）は，ＳA （割合Ａ）とＳB （割合Ｂ）の大きさの差もしくは比等によりＳA （割合Ａ）とＳB （割合Ｂ）を比較し，どちらの方が大きいか，およびその違いの大きさに応じたデジタルの閾値調節値１を求める。その閾値調節値は電圧Ｐ2 を小さくする（電圧Ｐ2 を左に移動する電圧）するような値であり，閾値調節値１として閾値変更部８５に送られる。
【００４１】
閾値変更部８５において，閾値入力部８６はデジタルの閾値調節値１を入力する。Ｄ−Ａ変換部８７は入力されたデジタル値の閾値調節値１をアナログ値に変換する。アナログ信号出力部８８は，アナログ値に変換されたその電圧を二値判定部２（１２）に出力する。二値判定部２（１２）はアナログ信号出力部８８の出力する電圧を閾値電圧として保持する。従って，図２（ａ）に示すように，二値判定部２（１２）の閾値電圧Ｐ2 がＶopより大きくＶMAX より小さければ，ＳA ＞ＳB であり，Ｐ2 は左に移動する。ＳA とＳB の大きさの違いが大であるほどその閾値電圧Ｐ2 の移動する大きさは大きくなる。
【００４２】
さらに，プラスオフセット値設定部７２において，閾値設定回路７３はアナログ信号出力部８８の出力するアナログ値に変換され閾値調節値１を入力し，プラスオフセット電圧保持回路７４の保持するオフセット電圧により閾値電圧Ｖth＋Δを生成し，それは二値判定部１（１１）の閾値になる。また，マイナスオフセット値設定部８２において，閾値設定回路８３はアナログ信号出力部８８の出力するアナログ値に変換され閾値調節値１を入力し，マイナスオフセット電圧保持回路８４の保持するオフセット電圧により閾値電圧Ｖth−Δを生成し，それは二値判定部３（１３）の閾値になる。
【００４３】
二値判定部１（１１），二値判定部２（１２）および二値判定部３（１３）は変更された閾値により，上記のような二値判定を継続する。この動作を繰り返し，閾値電圧Ｖthは最適閾値電圧ＶOPに移動する。
【００４４】
次に，Ｖthが最適閾値電圧ＶOPより小さい場合の動作を説明する。図２（ａ）において，ＶMIN ＜Ｑ2 ＜Ｖopであるとする。上記と同様に，二値判定部１（１１）は閾値電圧Ｖth＋Δ（電圧Ｑ1 ）により入力電圧がＨであるかＬであるかを判定する。二値判定部２（１２）は閾値電圧Ｖth（電圧Ｑ2 ）により入力電圧がＨであるかＬであるかを判定する。二値判定部３（１３）は閾値電圧Ｖth−Δ（電圧Ｑ3 ）により入力電圧がＨであるかＬであるかを判定する。誤り検出部１（２１）は  二値判定部１（１１）は閾値電圧Ｖth＋Δにより判定された結果，二値判定部２（１２）は閾値電圧Ｖthにより判定された結果とで異なる判定結果の割合Ａを求める。閾値電圧Ｖth＋Δにより判定された結果と閾値電圧Ｖthにより判定された結果とで異なる判定結果を生じるのは，図２（ａ）において入力電圧が，Ｑ1 より小さくＱ2 より大きい範囲にある場合である。同様に，誤り検出部２（２２）は  閾値電圧Ｖthにより判定された結果と，閾値電圧Ｖth−Δにより判定された結果とで異なる判定結果の割合Ｂを求める。閾値電圧Ｖthにより判定された結果と閾値電圧Ｖth−Δにより判定された結果とで異なる判定結果を生じるのは，図２（ａ）において入力電圧が，Ｑ2 より小さくＱ3 より大きい範囲にある場合である。この場合にはＡ＜Ｂとなり，割合比較部２４はＡ＜Ｂを判定する。また，Ｑ2 がＶMIN に近い程（ＶMIN ＜Ｑ2 であるとする）その割合Ａと割合Ｂの違いは大きくなる。そのため，閾値電圧Ｑ2 は右に移動する。また，移動する大きさは割合Ａと割合Ｂの大きさの違いが大きい程大きくなる。上記の動作を繰り返すことにより閾値は最適閾値電圧ＶOPに自動設定される。
【００４５】
図６（ａ）は本発明の誤り検出部１の動作のフローチャートである。二値判定値１を入力し，判定値１保持部に保持する（Ｓ１）。二値判定値２を入力し，判定値２保持部に保持する（Ｓ２）。比較値算出部１は判定値１と判定値２を入力し，判定結果の異なる判定値の数を求める（Ｓ３）。比較値算出部１は判定結果の異なる判定値の数と全信号数に対する割合Ａを求める（Ｓ４）。割合Ａを割合比較部に転送する（Ｓ５）。
【００４６】
誤り検出部２（２２）の動作も，図６の誤り検出部１の動作のフローチャートとほぼ同様である。二値判定値２および二値判定値３を入力し，割合Ｂを求める点が異なるだけである。
【００４７】
図６（ｂ）は割合比較部の動作のフローチャートである。誤り検出部１（２１）の求めた割合Ａを比較値Ａ保持部に保持する（Ｓ１）。誤り検出部２（２２）の求めた割合Ｂを比較値Ｂ保持部に保持する（Ｓ２）。閾値調節値算出部１は現在の閾値，割合Ａおよび，割合Ｂをもとに閾値調節値１を求める（Ｓ３）。閾値調節値１を閾値変更部に転送する（Ｓ４）。
【００４８】
図７は連続値検出部の動作のフローチャートである。連続値検出部は二値判定値２を入力する（Ｓ１）。二値判定値２の連続数をカウントする（Ｓ２）。連続値（同じ信号値）の連続数は予め定めた数以上か判定する（Ｓ３，Ｓ４）。連続数が一定数以下であればＳ１以降の処理を繰り返す。連続数が一定数以上であれば，Ｌの連続であるか判定する（Ｓ５，Ｓ６）。Ｌの連続であれば閾値をＶMAX より小さくするように変更する。例えば現在の閾値を１／２にし，Ｓ１以降の処理を繰り返す（Ｓ７）。この場合閾値がＶMAX より十分に小さくなるように閾値を十分に小さくすれば良く，図７のＳ７は例を示すものである。Ｈの連続か判定する（Ｓ８）。Ｈの連続であれば，閾値がＶMIN より大きくなるように十分に大きくし，Ｓ１以降の処理を繰り返す（Ｓ９）。Ｓ８でＨの連続でないなら，処理を終了するか判定する（Ｓ１０）。処理を終了するのであれば処理を終了し，終了しないのであればＳ１以降の処理を繰り返す。
【００４９】
図８は本発明のＳＮＲと（ＢＥＲ）の関係をシミュレーションにより求めた結果を表す。図８（ａ）はシミュレーションシステムを表す。図８（ａ）において，５１１は信号源である。５２２は可変アッテネータである。５３１はノイズ源である。５４１は加算部であって，可変アッテネータ５２２を通過した信号とノイズ源５３１のノイズを加算する装置である。５は本発明の自動閾値調節二値判定装置である。
【００５０】
信号源５１１の出力を可変アッテネータ５２２により信号出力レベルを変化させ，加算部５４１でノイズ源５３１で出力されるノイズを加算する。自動閾値調節二値判定装置５において，ノイズを含む信号の二値判定をする。
【００５１】
図８（ｂ）はシミュレーションの結果を表す。本発明による場合と固定閾値および理想閾値が設定された場合との結果を示す。横軸はＳＮＲ（信号対ノイズの比），縦軸は誤り判定率（ＢＥＲ）を表す。図８（ｂ）において（１）は本発明により自動的に設定された閾値とＳＮＲの関係を表す。（２）は理想閾値とＳＮＲの関係を表す，ほぼ理想閾値に近く自動的に閾値が調節されている。（３）は固定閾値（閾値電圧は約０．６Ｖ）の場合であり，（５），（６）および（７）はそれぞれのＢＥＲ（Ｂｉｔ  Ｅｒｒｏｒ  Ｒａｔｅ）を示す。ＳＮＲが２２ｄＢ以下において，ＢＥＲが高いことが示されている。また，これに対して，本発明はＳＮＲが１８ｄＢ以下において理想閾値のＢＥＲはほぼ同じ程度であり，本発明においては１８ｄＢ以上でＢＥＲが非常に小さいことが示され，理想閾値と同じ結果であることが示されている。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明によれば，二値振幅変調信号（ＡＳＫ）による通信において，信号レベルが大きく変った場合にも通信を止めることなく閾値が自動的に調整される。そのため，簡単な構成で高品質のＡＳＫ信号による通信を行なうことができるようになる。
【００５３】
また，設計が難しく，高価な自動利得制御回路を備える増幅器を使用することなく二値信号の判定を行なうことができるので，価格が廉価で安定した二値判定装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の原理的構成を示す図である。
【図２】本発明の動作説明図である。
【図３】本発明の実施の形態を示す図である。
【図４】本発明の閾値算出部の詳細構成を示す図である。
【図５】本発明の閾値自動調節部の詳細構成を示す図である。
【図６】本発明の誤り検出部１の動作のフローチャートおよび割合比較部の動作のフローチャートを示す図である。
【図７】本発明の連続値検出部の動作のフローチャートを示す図である。
【図８】本発明の動作をシミュレーションした場合の誤り検出率を示す図である。
【図９】従来の技術の説明図である。
【符号の説明】
【００５５】
Ｅ：増幅回路
Ｆ：平滑回路
５：自動閾値調節二値判定装置
８  ：入力部
１１：二値判定部１
１２：二値判定部２
１３：二値判定部３
２１：誤り検出部１
２２：誤り検出部２
２４：割合比較部
２５：閾値自動調節部
３１：出力部
【図１】
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【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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