(57)【要約】【課題】電子機器の性能劣化を抑制しつつ当該電子機器の故障を判定することが可能な技術を提供する。【解決手段】トランス４にはＤ／Ａ変換器３の出力信号が入力される。磁界検出部５は、トランス４が発生する磁界を非接触で検出する。制御部２は、磁界検出部５の出力信号に基づいて、電子機器１００の故障を判定する。また、トランス１４には受信部１２の出力信号が入力される。Ａ／Ｄ変換器１３にはトランス１４の出力信号が入力される。磁界検出部１５は、トランス１４が発生する磁界を非接触で検出する。制御部２は、磁界検出部１５の出力信号及びＡ／Ｄ変換器１３の出力信号に基づいて、電子機器１００の故障を判定する。【選択図】図１
2012073074.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子機器であって、
入力される信号をアナログ形式からデジタル形式に変換して出力する変換部と、
前記変換部の出力信号が入力されるトランスと、
前記トランスが発生する磁界を非接触で検出する磁界検出部と、
前記磁界検出部の出力信号に基づいて、前記電子機器の故障を判定する故障判定部と
を備える、電子機器。
【請求項２】
請求項１に記載の電子機器であって、
前記故障判定部において前記電子機器の故障が判定される場合には、前記変換部に対してテスト信号が入力され、
前記故障判定部は、前記電子機器が正常動作する場合において前記変換部に前記テスト信号が入力される際の前記磁界検出部の出力信号に相当する基準信号と、前記磁界検出部の出力信号とを比較し、その比較結果に基づいて前記電子機器の故障を判定する、電子機器。
【請求項３】
請求項１に記載の電子機器であって、
前記電子機器は、通信相手装置と通信する通信装置であって、
前記変換部には、前記通信相手装置に向けた送信信号が入力され、
前記故障判定部は、前記変換部に前記送信信号が入力される際に前記電子機器の故障を判定する、電子機器。
【請求項４】
電子機器であって、
入力される信号に対して処理を行う処理部と、
前記処理部の出力信号が入力されるトランスと、
前記トランスから出力されるアナログ形式の信号をデジタル形式に変換して出力する変換部と、
前記トランスが発生する磁界を非接触で検出する磁界検出部と、
前記磁界検出部の出力信号及び前記変換部の出力信号に基づいて、前記電子機器の故障を判定する故障判定部と
を備える、電子機器。
【請求項５】
請求項４に記載の電子機器であって、
前記故障判定部において前記電子機器の故障が判定される場合には、前記処理部に対してテスト信号が入力され、
前記故障判定部は、前記電子機器が正常動作する場合において前記処理部に前記テスト信号が入力される際の前記磁界検出部の出力信号に相当する第１基準信号と、前記磁界検出部の出力信号とを比較するとともに、前記電子機器が正常動作する場合において前記処理部に前記テスト信号が入力される際の前記変換部の出力信号に相当する第２基準信号と、前記変換部の出力信号とを比較し、それらの比較結果に基づいて、前記電子機器の故障を判定する、電子機器。
【請求項６】
請求項４に記載の電子機器であって、
前記電子機器は、通信相手装置と通信する通信装置であって、
前記処理部には、前記通信相手装置からの送信信号が入力され、
前記故障判定部は、前記処理部に前記送信信号が入力される際に前記電子機器の故障を判定する、電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から電子機器に関して様々な技術が提案されている。例えば特許文献１には、電子機器の一種であるエアコンに関する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−４８２３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の技術では、Ｄ／Ａ変換器の出力信号をＡ／Ｄ変換器に入力し、当該Ａ／Ｄ変換器の出力信号と、当該Ｄ／Ａ変換器の入力信号とを比較し、その比較結果に基づいて当該Ｄ／Ａ変換器の故障を判定している。Ｄ／Ａ変換器の出力とＡ／Ｄ変換器の入力とを信号ラインで接続することによって、Ｄ／Ａ変換器の出力信号をＡ／Ｄ変換器に入力する場合には、Ｄ／Ａ変換器の出力ラインやＡ／Ｄ変換器の入力ラインのインピーダンスが変化する。そのため、Ｄ／Ａ変換器の出力波形やＡ／Ｄ変換器の入力波形が変化し、装置の性能が劣化することがある。
【０００５】
そこで、本発明は上述の点に鑑みて成されたものであり、電子機器の性能劣化を抑制しつつ当該電子機器の故障を判定することが可能な技術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】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明に係る電子機器は、入力される信号をアナログ形式からデジタル形式に変換して出力する変換部と、前記変換部の出力信号が入力されるトランスと、前記トランスが発生する磁界を非接触で検出する磁界検出部と、前記磁界検出部の出力信号に基づいて、前記電子機器の故障を判定する故障判定部とを備える。
【０００７】
また、本発明に係る電子機器の一態様では、前記故障判定部において前記電子機器の故障が判定される場合には、前記変換部に対してテスト信号が入力され、前記故障判定部は、前記電子機器が正常動作する場合において前記変換部に前記テスト信号が入力される際の前記磁界検出部の出力信号に相当する基準信号と、前記磁界検出部の出力信号とを比較し、その比較結果に基づいて前記電子機器の故障を判定する。
【０００８】
また、本発明に係る電子機器の一態様では、前記電子機器は、通信相手装置と通信する通信装置であって、前記変換部には、前記通信相手装置に向けた送信信号が入力され、前記故障判定部は、前記変換部に前記送信信号が入力される際に前記電子機器の故障を判定する。
【０００９】
また、本発明に係る電子機器は、入力される信号に対して処理を行う処理部と、前記処理部の出力信号が入力されるトランスと、前記トランスから出力されるアナログ形式の信号をデジタル形式に変換して出力する変換部と、前記トランスが発生する磁界を非接触で検出する磁界検出部と、前記磁界検出部の出力信号及び前記変換部の出力信号に基づいて、前記電子機器の故障を判定する故障判定部とを備える。
【００１０】
また、本発明に係る電子機器の一態様では、前記故障判定部において前記電子機器の故障が判定される場合には、前記処理部に対してテスト信号が入力され、前記故障判定部は、前記電子機器が正常動作する場合において前記処理部に前記テスト信号が入力される際の前記磁界検出部の出力信号に相当する第１基準信号と、前記磁界検出部の出力信号とを比較するとともに、前記電子機器が正常動作する場合において前記処理部に前記テスト信号が入力される際の前記変換部の出力信号に相当する第２基準信号と、前記変換部の出力信号とを比較し、それらの比較結果に基づいて、前記電子機器の故障を判定する。
【００１１】
また、本発明に係る電子機器の一態様では、前記電子機器は、通信相手装置と通信する通信装置であって、前記処理部には、前記通信相手装置からの送信信号が入力され、前記故障判定部は、前記処理部に前記送信信号が入力される際に前記電子機器の故障を判定する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、電子機器の性能劣化を抑制しつつ当該電子機器の故障を判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施の形態１に係る電子機器の構成を示す図である。
【図２】実施の形態１に係る送信側のトランスの構成を示す図である。
【図３】実施の形態１に係る受信側のトランスの構成を示す図である。
【図４】実施の形態１に係るトランスの出力信号の一例を示す図である。
【図５】実施の形態１に係る磁気センサの出力信号の一例を示す図である。
【図６】実施の形態１に係るコンパレータの出力信号の一例を示す図である。
【図７】実施の形態１に係るトランスの出力信号の一例を示す図である。
【図８】実施の形態１に係る磁気センサの出力信号の一例を示す図である。
【図９】実施の形態１に係るコンパレータの出力信号の一例を示す図である。
【図１０】実施の形態２に係る電子機器の構成を示す図である。
【図１１】実施の形態２に係るトランスの出力信号の一例を示す図である。
【図１２】実施の形態２に係る磁気センサの出力信号の一例を示す図である。
【図１３】実施の形態２に係るコンパレータの出力信号の一例を示す図である。
【図１４】実施の形態２に係る磁気センサの出力信号の一例を示す図である。
【図１５】実施の形態２に係るコンパレータの出力信号の一例を示す図である。
【図１６】実施の形態２に係る磁気センサの出力信号の一例を示す図である。
【図１７】実施の形態２に係るコンパレータの出力信号の一例を示す図である。
【図１８】実施の形態２に係る磁気センサの出力信号の一例を示す図である。
【図１９】実施の形態２に係るコンパレータの出力信号の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
実施の形態１．
図１は実施の形態１に係る電子機器１００の構成を示す図である。本実施の形態に係る電子機器１００は、例えば、通信相手装置と双方向通信を行う通信装置である。本電子機器１００は、例えば、送信期間と受信期間とが交互に現れるＴＤＤ（Time Division Duplex）方式で通信相手装置と双方向通信を行う。
【００１５】
図１に示されるように、電子機器１００は、無線通信部１と、制御部２と、Ｄ／Ａ変換器３と、Ａ／Ｄ変換器１３と、トランス４，１４と、磁界検出部５，１５とを備えている。
【００１６】
制御部２は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）及びメモリなどで構成されており、電子機器１００全体の動作を統括的に管理する。制御部２は、Ａ／Ｄ変換器１３から出力されるベースバンドの受信信号に対して復調処理等を行って、当該受信信号に含まれるビットデータを受信データとして取得する。また、制御部２は、取得した受信データ等に基づいて、通信相手装置向けのビットデータを含む送信信号を生成し、当該送信信号に対して変調処理等を行って、ベースバンドの送信信号を生成する。そして、制御部２は、ベースバンドの送信信号をＤ／Ａ変換器３に入力する。また、制御部２は、後述するように、磁界検出部５，１５の出力信号に基づいて電子機器１００の故障を判定する故障判定部として機能する。
【００１７】
無線通信部１は、送受信アンテナとして機能するアンテナ１０と、送信部１１と、受信部１２とを備えている。送信部１１は、送信期間においてアンテナ１０と接続される。送信部１１は、トランス４から出力される送信信号に対してアップコンバート及び増幅処理等を行って、搬送帯域の送信信号を生成する。そして、送信部１１は、送信期間において、生成した搬送帯域の送信信号をアンテナ１０に入力する。これにより、アンテナ１０から送信信号が無線送信される。受信部１２は、受信期間においてアンテナ１０に接続される。受信部１２は、アンテナ１０で受信された受信信号に対して増幅処理及びダウンコンバート処理等を行って、ベースバンドの受信信号を生成する。そして、受信部１２は、生成したベースバンドの受信信号をトランス１４に入力する。送信部１１及び受信部１２に対するアンテナ１０の接続は制御部２によって制御される。
【００１８】
Ｄ／Ａ変換器３は、制御部２が出力する送信信号をデジタル形式からアナログ形式に変換して出力する変換部として機能する。Ｄ／Ａ変換器３の出力信号の信号レベルは、当該Ｄ／Ａ変換器３の所定の端子に対して抵抗等の部品を接続することによって調整可能となっている。
【００１９】
トランス４は、Ｄ／Ａ変換器３から出力される送信信号に対して所定の処理を行い、処理後の当該送信信号を送信部１１に入力する。図２はトランス４の構成例を示す図である。
【００２０】
図２に示されるように、送信側のトランス４は、１次側コイル４０と２次側コイル４１とを備えている。１次側コイル４０の一端にはＤ／Ａ変換器３が出力する、シングルエンド形式の送信信号が入力され、１次側コイル４０の他端は接地されている。２次側コイル４１は中間タップを有しており、当該中簡タップは接地されている。２次側コイル４１の両端の信号は、トランス４の出力信号として送信部１１に入力される。
【００２１】
以上のような構成を有するトランス４は、１次側コイル４０に入力される、Ｄ／Ａ変換器３からの送信信号を差動形式に変換して、２次側コイル４１の両端から出力する。また、トランス４は、Ｄ／Ａ変換器３から出力される送信信号の信号レベルを、送信部１１の入力に適したレベルに変換する。さらに、トランス４は、Ｄ／Ａ変換器３の出力インピーダンスと、送信部１１の入力インピーダンスとの間のインピーダンス整合を行う。
【００２２】
なお、送信部１１がシングルエンド信号に対して処理するように構成されている場合には、１次側コイル４０と同様に２次側コイル４１の他端を接地して、２次側コイル４１の一端の信号をトランス４の出力信号としても良い。
【００２３】
受信側のトランス１４は、受信部１２から出力される受信信号に対して所定の処理を行い、処理後の当該受信信号をＡ／Ｄ変換器１３に入力する。図３はトランス１４の構成例を示す図である。
【００２４】
図３に示されるように、トランス１４は、１次側コイル１４０と２次側コイル１４１とを備えている。１次側コイル１４０は中間タップを有しており、当該中簡タップは接地されている。１次側コイル１４０の両端には、受信部１２から出力される差動形式の受信信号を構成する２つの信号がそれぞ入力される。２次側コイル１４１の一端の信号はトランス１４の出力信号としてＡ／Ｄ変換器１３に入力される。２次側コイル１４１の他端は接地されている。
【００２５】
以上のような構成を有するトランス１４は、１次側コイル１４０に入力される、受信部１２からの受信信号をシングルエンド形式に変換して、２次側コイル１４１の一端から出力する。また、トランス１４は、受信部１２から出力される受信信号の信号レベルを、Ａ／Ｄ変換器１３の入力に適したレベルに変換する。さらに、トランス１４は、受信部１２の出力インピーダンスと、Ａ／Ｄ変換器１３の入力インピーダンスとの間のインピーダンス整合を行う。
【００２６】
なお、受信部１２がシングルエンド信号を出力する場合には、２次側コイル１４１と同様に１次側コイル１４０の他端を接地して、１次側コイル１４０の一端に受信部１２からのシングルエンド信号を入力しても良い。
【００２７】
Ａ／Ｄ変換器１３は、入力される受信信号をアナログ形式からデジタル形式に変換して出力する変換部として機能する。Ａ／Ｄ変換器１３の出力信号は制御部２に入力される。
【００２８】
磁界検出部５は、磁気センサ５０及びコンパレータ５１を備えており、トランス４が発生する磁界を非接触で検出する。磁気センサ５０は、トランス４の近傍に配置されており、当該トランス４が発生する磁界を非接触で検出する。そして、磁気センサ５０は、検出した磁界を示す出力信号を出力する。磁気センサ５０は、例えばホール素子で構成されている。トランス４からは、その出力信号の変化に応じて変化する磁界が発生することから、磁気センサ５０の出力信号は、トランス４の出力信号の変化に応じて変化することになる。
【００２９】
コンパレータ５１は、磁気センサ５０のアナログ出力信号の信号レベルを、デジタル回路である制御部２の入力に適した値に変換する。具体的には、コンパレータ５１は、磁気センサ５０の出力信号としいき値とを比較し、磁気センサ５０の出力信号がしきい値よりも大きい場合にはハイレベルの信号を出力する。一方で、コンパレータ５１は、磁気センサ５０からの出力信号がしきい値よりも小さい場合にはローレベルの信号を出力する。
【００３０】
磁界検出部１５は、磁界検出部５と同様に、磁気センサ１５０及びコンパレータ１５１を備えており、トランス１４から発生する磁界を非接触で検出する。磁気センサ１５０は、トランス１４の近傍に配置されており、当該トランス１４が発生する磁界を非接触で検出する。そして、磁気センサ１５０は、検出した磁界を示す出力信号を出力する。磁気センサ１５０は、例えばホール素子で構成されている。トランス１４からは、その出力信号の変化に応じて変化する磁界が発生することから、磁気センサ１５０の出力信号は、トランス１４の出力信号の変化に応じて変化することになる。
【００３１】
コンパレータ１５１は、磁気センサ１５０のアナログ出力信号の信号レベルを、制御部２の入力に適した値に変換する。具体的には、コンパレータ５１は、磁気センサ１５０の出力信号としいき値と比較し、磁気センサ１５０の出力信号がしきい値よりも大きい場合にはハイレベルの信号を出力する。一方で、コンパレータ１５１は、磁気センサ１５０の出力信号がしきい値よりも小さい場合にはローレベルの信号を出力する。
【００３２】
図４〜６は、トランス４の出力信号、磁気センサ５０の出力信号及びコンパレータ５１の出力信号をそれぞれ示している。図４には、トランス４から出力される差動信号のプラス側の信号が示されている。
【００３３】
電子機器１００が通信相手装置に対して送信信号を送信する際には、図４に示されるように、トランス４の出力信号（送信信号）の信号レベルは一定ではなく頻繁に変化するようになる。そして、磁気センサ５０の出力信号の信号レベルは、図５に示されるように、トランス４の出力信号の信号レベルの変化に応じて変化する。その結果、トランス４の出力波形と、磁気センサ５０の出力波形とは、よく似た形を示すことになる。そして、コンパレータ５１の出力信号は、図６に示されるように、トランス４の出力信号及び磁気センサ５０の出力信号の変化に応じて変化する。図５では、コンパレータ５１で使用されるしきい値ＴＨが示されている。このしきい値ＴＨは、例えば、電子機器１００が送信動作する際に磁気センサ５０の出力信号の信号レベルがとり得る範囲の最大値と最小値の中間値に設定される。
【００３４】
一方で、電子機器１００が受信動作を行う際には、トランス１４の出力信号（受信信号）の信号レベルは、図４と同様に頻繁に変化するようになる。そして、磁気センサ１５０の出力信号の信号レベルは、トランス１４の出力信号の信号レベルの変化に応じて変化する。その結果、トランス１４の出力波形と、磁気センサ１５０の出力波形とは、よく似た形を示すことになる。そして、コンパレータ１５１の出力信号は、トランス１４の出力信号及び磁気センサ１５０の出力信号の変化に応じて変化する。コンパレータ１５１で使用されるしきい値は、例えば、電子機器１００が受信動作する際に磁気センサ１５０の出力信号の信号レベルがとり得る範囲の最大値と最小値の中間値に設定される。
【００３５】
なお、磁気センサ５０の出力信号の信号レベルが制御部２の入力に適している場合には、つまり、磁気センサ５０の出力信号の図５のような変化を制御部２が認識できる場合には、コンパレータ５１は不要であり、磁気センサ５０の出力信号を、制御部２に直接入力することができる。同様に、磁気センサ１５０の出力信号の信号レベルが制御部２の入力に適している場合には、磁気センサ１５０の出力信号を制御部２に直接入力することができる。制御部２において、入力信号のハイレベル及びローレベルを識別するためのしきい値が、磁気センサ５０，１５０の出力信号に対して、コンパレータ５１，１５１でのしきい値と同じように設定されているのであれば、制御部２は、磁気センサ５０，１５０の出力信号の変化を認識することができる。
【００３６】
また、磁界検出部５においては、コンパレータ５１の代わりに、磁気センサ５０の出力信号を増幅する、オペアンプ等で構成された増幅部を使用しても良い。同様に、磁界検出部１５においては、コンパレータ１５１の代わりに、磁気センサ１５０の出力信号を増幅する、オペアンプ等で構成された増幅部を使用しても良い。
【００３７】
また、磁気センサ５０が、コンパレータ５１の機能を内蔵している場合には、コンパレータ５１は不要となり、磁気センサ５０の出力信号を制御部２に直接入力することができる。同様に、磁気センサ１５０が、コンパレータ１５１の機能を内蔵している場合には、磁気センサ１５０の出力信号が制御部２に直接入力することができる。
【００３８】
＜故障判定動作＞
次に本実施の形態に係る電子機器１００での故障判定動作について説明する。本電子機器１００では、送信動作が行われる際に、つまり送信期間において、制御部２が、Ｄ／Ａ変換器３からトランス４の入力端子（１次側コイル４０の一端）までの送信系回路（以後、「対象送信系回路」と呼ぶ）の故障を、磁界検出部５の出力信号に基づいて判定する。
【００３９】
また、本電子機器１００では、受信動作が行われる際に、つまり受信期間において、制御部２が、受信部１２からＡ／Ｄ変換器１３までの受信系回路（以後、「対象受信系回路」と呼ぶ）の故障を、磁界検出部１５の出力信号とＡ／Ｄ変換器１３の出力信号に基づいて判定する。以下に電子機器１００での故障判定動作について詳細に説明する。
【００４０】
＜対象送信系回路の故障判定＞
上述のように、電子機器１００が送信動作を行う際には、トランス４の出力信号（送信信号）は変化し、それに応じてコンパレータ５１の出力信号、つまり磁界検出部５の出力信号は変化する。
【００４１】
一方で、対象送信系回路において断線が発生した場合や、Ｄ／Ａ変換器３が故障してその出力が停止し、その結果、Ｄ／Ａ変換器３の出力信号の信号レベルが一定となった場合には、トランス４の出力信号は変化せず、磁界検出部５の出力信号も変化しなくなり、磁界検出部５の出力信号が異常となる。
【００４２】
図７〜９は、対象送信系回路が故障した場合のトランス４のプラス側の出力信号、磁気センサ５０の出力信号及びコンパレータ５１の出力信号の一例をそれぞれ示している。図７に示されるように、対象送信系回路が故障して、トランス４の出力信号の信号レベルが零となった場合には、図８に示されるように磁気センサ５０の出力信号の信号レベルも零となる。その結果、図９に示されるように、コンパレータ５１の出力信号、つまり磁界検出部５の出力信号は常にローレベルを示すようになり変化しなくなる。
【００４３】
図７〜９には、トランス４への入力信号の信号レベルが零の場合についての各出力信号の波形を示したが、対象送信系回路に発生した故障の原因によっては、トランス４への入力信号の信号レベルが零よりも大きい値で固定されることがある。したがって、コンパレータ５１の出力信号はハイレベルで固定されることもある。
【００４４】
本実施の形態では、以上の点に鑑み、電子機器１００が送信動作を行っている際に、つまりＤ／Ａ変換器３に送信信号が入力される際に、制御部２は、磁界検出部５の出力信号が異常であるか否かを判断する。そして、制御部２は、磁界検出部５の出力信号が異常である場合には、対象送信系回路に故障が発生したと判定する。具体的には、制御部２は、磁界検出部５の出力信号（コンパレータ５１の出力信号）の信号レベルが一定時間以上変化しない場合には、当該出力信号は異常であると判断し、対象送信系回路に故障が発生したと判定する。
【００４５】
一方で、制御部２は、磁界検出部５の出力信号が正常である場合には、対象送信系回路は正常動作していると判定する。具体的には、制御部２は、一定時間の計測が完了するまでに、磁界検出部５の出力信号の信号レベルが変化した場合には、当該出力信号は正常であると判断し、対象送信系回路は正常動作していると判定する。
【００４６】
なお一般的に、Ｄ／Ａ変換器３は、トランス４、磁気センサ５０、コンパレータ５１などの他の部品と比べて構造が複雑であることから故障し易いという傾向がある。したがって、磁界検出部５の出力信号が異常であると判断された場合には、Ｄ／Ａ変換器３を含む対象送信系回路に故障が発生している可能性が高いと言える。よって、制御部２は磁界検出部５の出力信号に基づいて対象送信系回路の故障を判定することができる。
【００４７】
＜対象受信系回路の故障判定＞
対象受信系回路において、受信部１２からトランス１４における受信信号の入力端子（１次側コイル１４０の両端）までの部分（以後、「前段回路」と呼ぶ）に故障が発生した場合には、トランス１４の出力信号が異常となる。その結果、磁界検出部１５の出力信号とＡ／Ｄ変換器１３の出力信号が異常となる。
【００４８】
また、対象受信系回路において、トランス１４の出力端子（２次側コイル１４１の一端）からＡ／Ｄ変換器１３までの部分（以後、「後段回路」と呼ぶ）に故障が発生すると、Ａ／Ｄ変換器１３の出力信号は異常となる。
【００４９】
本実施の形態では、以上の点に鑑み、電子機器１００が受信動作を行っている場合に、つまり受信部１２に対して通信相手装置からの送信信号が入力される場合に、制御部２は、磁界検出部１５及びＡ／Ｄ変換器１３の出力信号のそれぞれについて、異常であるか否かを判断する。制御部２は、磁界検出部１５及びＡ／Ｄ変換器１３の出力信号がともに異常である場合には、対象受信系回路のうち少なくとも前段回路には故障が発生していると判定する。また制御部２は、磁界検出部１５の出力信号が正常であり、Ａ／Ｄ変換器１３の出力信号が異常である場合には、対象受信系回路のうち後段回路だけが故障していると判定する。そして制御部２は、磁界検出部１５及びＡ／Ｄ変換器１３の出力信号がともに正常である場合には、対象受信系回路には故障が発生していないと判定する。
【００５０】
磁界検出部１５の出力信号が異常であるか否かは、磁界検出部５の場合と同様にして判断することができる。つまり、制御部２は、磁界検出部１５の出力信号（コンパレータ１５１の出力信号）の信号レベルが一定時間以上変化しない場合には、当該出力信号は異常であると判断する。そして、制御部２は、一定時間の計測が完了するまでに、磁界検出部１５の出力信号の信号レベルが変化した場合には、当該出力信号は正常であると判断する。
【００５１】
Ａ／Ｄ変換器１３の出力信号が異常であるか否かは、当該出力信号を構成する複数ビットのデータの変化を確認することによって判断することができる。以下にこの点について詳細に説明する。
【００５２】
一般的に、Ａ／Ｄ変換器においては、内部で発生するノイズによって、出力信号を構成する複数ビット（例えば８ビットや１６ビット）のデータのうち、最下位ビット（ＬＳＢ）の値あるいは下位数ビットの値が変動する。このようにノイズによって値が変動するビットを「ノイズ影響ビット」と呼ぶ。したがって、対象受信系回路が故障して、信号レベルが一定のアナログ信号がＡ／Ｄ変換器１３に入力された場合であっても、Ａ／Ｄ変換器１３の出力信号ではノイズ影響ビットの値が変動するようになる。
【００５３】
本実施の形態では、この点に鑑み、制御部２は、Ａ／Ｄ変換器１３の出力信号を構成する複数ビットのデータにおいて、ノイズ変動ビットよりも上位の各ビットの値が一定時間以上変化しない場合には、Ａ／Ｄ変換器１３の出力信号が異常であると判断する。例えば、Ａ／Ｄ変換器１３の出力信号が８ビットのデータで構成され、ノイズ変動ビットが最下位ビットだけであるとすると、制御部２は、上位７ビットのそれぞれの値が一定時間以上変化しない場合には、Ａ／Ｄ変換器１３の出力信号が異常であると判断する。
【００５４】
一方で、制御部２は、Ａ／Ｄ変換器１３の出力信号を構成する複数ビットのデータにおいて、ノイズ変動ビットよりも上位のビットの少なくとも一つの値が、一定時間の計測が完了するまでに変化した場合には、Ａ／Ｄ変換器１３の出力信号は正常であると判断する。例えば、Ａ／Ｄ変換器１３の出力信号が８ビットのデータで構成され、ノイズ変動ビットが最下位ビットだけであるとすると、制御部２は、上位７ビットの少なくとも一つの値が、一定時間の計測が完了するまでに変化した場合には、Ａ／Ｄ変換器１３の出力信号は正常であると判断する。
【００５５】
受信部１２及びＡ／Ｄ変換器１３は、トランス１４、磁気センサ１５０、コンパレータ１５１などの他の部品と比べて構造が複雑であることから故障し易いという傾向がある。したがって、磁界検出部１５の出力信号が異常であると判断された場合や、Ａ／Ｄ変換器１３の出力信号が異常であると判断された場合には、受信部１２及びＡ／Ｄ変換器１３を含む対象受信系回路に故障が発生している可能性が高いと言える。よって、制御部２は、磁界検出部１５及びＡ／Ｄ変換器１３の出力信号に基づいて対象受信系回路の故障を判定することができる。
【００５６】
なお、Ａ／Ｄ変換器１３のノイズ影響ビットについては、実験やシミュレーション等によって特定することができる。制御部２には、ノイズ影響ビットを示す情報が予め記憶されている。
【００５７】
上記の対象受信系回路の故障判定では、磁界検出部１５の出力信号とＡ／Ｄ変換器１３の出力信号の両方について必ず異常があるか否かを判断するようにしているが、まず、磁界検出部１５の出力信号に異常があるか否かを判断し、当該出力信号が正常である場合にだけ、Ａ／Ｄ変換器１３の出力信号に異常があるか否かを判断しても良い。この場合には、制御部２は、磁界検出部１５の出力信号が異常である場合には、対象受信系回路のうち少なくとも前段回路には故障が発生していると判定する。
【００５８】
以上のように、本実施の形態では、電子機器１００の対象送信系回路の故障を判定する際には、トランス４から発生する磁界を非接触で検出する磁界検出部５を用いている。
【００５９】
これに対して、トランス４の出力端子と、故障判定部として機能する制御部２とを信号ラインで接続し、制御部２において、トランス４の出力信号の異常の有無を判断し、その結果に基づいて対象送信系回路の故障を判定することも可能である。この場合には、トランス４と制御部２とを接続する信号ラインによって、トランス４の出力ラインのインピーダンスが変化することから、信号反射等によってトランス４の出力波形が歪むことがある。その結果、送信部１１からの送信信号の波形が歪み、電子機器１００の送信性能が劣化することがある。
【００６０】
本実施の形態では、トランス４から発生する磁界を非接触で検出する磁界検出部５の出力信号に基づいて電子機器１００の故障を判定していることから、トランス４の出力信号に影響を与えることなく電子機器１００の故障を判定することが可能となる。よって、電子機器１００の性能劣化を抑制しつつ、その故障を判定することができる。
【００６１】
同様に、トランス１４の出力端子と制御部２とを信号ラインで接続し、制御部２において、トランス１４の出力信号の異常の有無を判断し、その結果に基づいて対象受信系回路の故障を判定することも可能である。この場合には、トランス１４と制御部２とを接続する信号ラインによって、トランス１４の出力ラインのインピーダンスが変化することから、信号反射等によってトランス１４の出力波形が歪むことがある。トランス１４の出力波形が歪むと、制御部２に入力される受信信号の波形が歪み、当該受信信号に含まれるビットデータを正確に再生できないことがある。その結果、電子機器１００の受信性能が劣化することがある。
【００６２】
これに対して、本実施の形態では、トランス１４から発生する磁界を非接触で検出する磁界検出部１５の出力信号に基づいて電子機器１００の故障を判定していることから、トランス１４の出力信号に影響を与えることなく電子機器１００の故障を判定することが可能となる。よって、電子機器１００の性能劣化を抑制しつつ、その故障を判定することができる。
【００６３】
さらに、本実施の形態に係る対象受信系回路の故障判定では、磁界検出部１５の出力信号だけではなく、Ａ／Ｄ変換器１３の出力信号にも基づいて電子機器１００の故障を判定しているため、電子機器１００での故障箇所を詳しく特定することができる。上述のように、磁界検出部１５の出力信号が異常である場合には、対象受信系回路のうち少なくとも前段回路に故障が発生していると判定することができ、磁界検出部１５の出力信号が正常であり、かつＡ／Ｄ変換器１３の出力信号が異常である場合には、対象受信系回路のうち後段回路だけに故障が発生していると判定することができる。
【００６４】
実施の形態２．
上述の実施の形態１では、磁界検出部５の出力信号が一定時間内で変化するか否かによって電子機器１００の故障を判定していることから、Ｄ／Ａ変換器３には送信信号が入力されているにもかかわらずトランス４の出力信号が変化しないような故障しか検出することができない。
【００６５】
しかしながら、電子機器１００で発生する故障の態様としては、これだけではなく、トランス４の出力信号は変化するものの、本来とは異なった態様で変化するような故障も存在する。例えば、半田付け不良が原因で、Ｄ／Ａ変換器３の出力端子とトランス４の入力端子との電気的接続が良好である状態と不良である状態とが繰り返して発生することがあり、この場合には、トランス４の出力信号は変化するものの、本来とは異なった態様で変化するようになる。また、Ｄ／Ａ変換器３が、複数ビットの入力データが並列入力される複数の入力端子を備える場合において、当該複数の入力端子のうちの隣り合う２つの入力端子が半田付け不良によって電気的に接続されている際には、Ｄ／Ａ変換器３の出力信号は本来とは異なった態様で変化する。その結果、トランス４の出力信号も本来とは異なった態様で変化するようになる。上述の実施の形態１での故障判定方法では、このような、トランス４の出力信号が本来とは異なった態様で変化するような故障については検出することができない。
【００６６】
同様にして、実施の形態１での故障判定方法では、トランス１４の出力信号が本来とは異なった態様で変化するような故障については検出することができない。また、実施の形態１の故障判定方法では、Ａ／Ｄ変換器１３の出力信号が本来とは異なった態様で変化するような故障については検出することができない。
【００６７】
そこで、本実施の形態では、トランス４，１４及びＡ／Ｄ変換器１３の出力信号が本来とは異なった態様で変化するような故障が電子機器１００に発生した場合であっても、当該故障を検出することが可能な電子機器１００を提供する。
【００６８】
図１０は本実施の形態に係る電子機器１００の構成を示す図である。図１０に示されるように、本電子機器１００は、無線通信部１の受信部１２に対して、信号発生器６０が発生する受信系テスト信号ＲＴＳを入力できるように構成されている。本電子機器１００は、動作モードとして、通信相手装置と通信を行う通信モードと、電子機器１００の故障を判定する故障判定モードとを備えている。電子機器１００が故障判定モードで動作する際には、アンテナ１０は、送信部１１及び受信部１２のどちらにも接続されず、受信部１２には信号発生器６０が発生する受信系テスト信号ＲＴＳが入力される。電子機器１００の動作モードは制御部２によって切り替えられる。
【００６９】
また、本電子機器１００では、制御部２が、送信系基準信号２００、受信系第１基準信号２０１及び受信系第２基準信号２０２を記憶している。これらの基準信号は、制御部２において電子機器１００の故障を判定する際に使用される。
【００７０】
次に本実施の形態に係る電子機器１００での故障判定動作について説明する。上述の実施の形態１では、電子機器１００が通信相手装置と通信している際に電子機器１００の故障を判定していたが、本実施の形態では、電子機器１００が通信相手装置との通信を行わない故障判定モードにおいて、電子機器１００の故障を検出する。
【００７１】
故障判定モードでは、制御部２は、送信信号の代わりにテスト信号を生成し、このテスト信号をＤ／Ａ変換器３に出力する。このテスト信号を「送信系テスト信号ＳＴＳ」と呼ぶ。そして、制御部２は、磁界検出部５の出力信号と、送信系テスト信号ＳＴＳに対応する送信系基準信号２００とを比較し、その比較結果に基づいて対象送信系回路の故障を判定する。
【００７２】
また、故障判定モードでは、受信部１２に対して、信号発生器６０が発生する受信系テスト信号ＲＴＳが入力される。そして、制御部２は、磁界検出部１５の出力信号と受信系テスト信号ＲＴＳに対応する受信系第１基準信号２０１とを比較するとともに、Ａ／Ｄ変換器１３の出力信号と受信系テスト信号ＲＴＳに対応する受信系第２基準信号２０２とを比較し、それらの比較結果に基づいて対象受信系回路の故障を判定する。
【００７３】
以下に本実施の形態に係る電子機器１００の故障判定動作について詳細に説明する。
【００７４】
＜対象送信系回路の故障判定＞
対象送信系回路の故障判定に使用される送信系テスト信号ＳＴＳは、所定の波形を示す信号である。本実施の形態では、送信系テスト信号ＳＴＳとして、例えば、それをアナログ信号に変換した際の信号波形が三角波となるデジタル信号を採用する。具体的には、Ｄ／Ａ変換器３での量子化ビット数を８ビットとすると、Ｄ／Ａ変換器３に入力される送信系テスト信号ＳＴＳを構成する８ビットのデータの値が、十進数表記で“０”〜“２５５”まで１つずつ単調増加することを繰り返すようにする。このような送信系テスト信号ＳＴＳが、正常動作している電子機器１００において、Ｄ／Ａ変換器３に入力されると、トランス４、磁気センサ５０及びコンパレータ５１の出力信号は図１１〜１３のようになる。なお、図１１にはトランス４のプラス側の出力信号が示されている。
【００７５】
図１１に示されるように、電子機器１００が正常動作している場合には、トランス４の出力波形は三角波となる。それに応じて、磁気センサ５０の出力波形も、図１２に示されるように三角波となる。コンパレータ５１で使用されるしきい値ＴＨ（図１２参照）を、送信系テスト信号ＳＴＳがＤ／Ａ変換器３に入力された際の磁気センサ５０の出力信号の信号レベルにおける最大値と最小値の間に設定すると、図１３に示されるように、コンパレータ５１の出力信号、つまり磁界検出部５の出力信号は、トランス４及び磁気センサ５０の出力信号の変化に応じて変化する所定周期のパルス信号となる。
【００７６】
本実施の形態では、図１３に示される磁界検出部５の出力波形を、対象送信系回路の故障判定を行う際の基準波形とし、当該基準波形を示すデジタル信号を、制御部２が記憶する送信系基準信号２００としている。より具体的には、送信系基準信号２００は、それをアナログ信号に変換した際の信号波形が基準波形となるようなデジタル信号である。つまり、送信系基準信号２００は、電子機器１００が正常動作する場合においてＤ／Ａ変換器３に送信系テスト信号ＳＴＳが入力される際の磁界検出部５の出力信号に相当する信号である。
【００７７】
制御部２は、対象送信系回路の故障を判定する際には、電子機器１００の動作モードを故障判定モードに設定する。そして、制御部２は、送信系基準信号２００と、磁気センサ５０の出力信号とを比較し、その比較結果に基づいて、対象送信系回路の故障を判定する。具体的には、制御部２は、送信系基準信号２００が示す波形（図１３の波形）と、磁界検出部５の出力波形とが一致するか否かを判断する。そして、制御部２は、両者が一致する場合には、磁界検出部５の出力信号が正常であると判断して、対象送信系回路が正常であると判定する。一方で、制御部２は、両者が異なる場合には、磁界検出部５の出力信号が異常であると判断して、対象送信系回路には故障が発生していると判定する。
【００７８】
図１４，１６，１８は、対象送信系回路のＤ／Ａ変換器３に故障が発生した際の磁気センサ５０の出力信号の一例を示す図である。また図１５，１７，１９は、対象送信系回路のＤ／Ａ変換器３に故障が発生した際のコンパレータ５１の出力信号の一例を示す図である。
【００７９】
図１４，１５は、Ｄ／Ａ変換器３の複数の入力端子において、Ｄ／Ａ変換器３への入力信号を構成する８ビットのデータのうち下位から７ビット目及び８ビット目の値が入力される２つの入力端子がショートした際の磁気センサ５０及びコンパレータ５１の出力信号をそれぞれ示している。
【００８０】
図１６，１７は、Ｄ／Ａ変換器３の複数の入力端子において、Ｄ／Ａ変換器３への入力信号を構成する８ビットのデータのうち下位から５ビット目と６ビット目の値が入力される２つの入力端子がショートした際の磁気センサ５０及びコンパレータ５１の出力信号をそれぞれ示している。
【００８１】
図１８，１９は、Ｄ／Ａ変換器３の複数の入力端子において、Ｄ／Ａ変換器３への入力信号を構成する８ビットのデータのうち下位から５ビット目の値が入力される入力端子が制御部２とは接続されておらず、当該入力端子の値がローレベルに固定されている際の磁気センサ５０及びコンパレータ５１の出力信号をそれぞれ示している。
【００８２】
なお、本実施の形態に係るＤ／Ａ変換器３においては、２つの入力端子がショートしている場合には、当該２つの入力端子に入力される２ビットのデータの一方のビットの値がハイレベルであれば、他方のビットの値にかかわらず、当該２つの入力端子のそれぞれにはハイレベルが入力されたと判定される。
【００８３】
図１５，１７，１９に示されるように、対象送信系回路に故障が発生すると、コンパレータ５１の出力波形、つまり磁界検出部５の出力波形は、図１３に示される、送信系基準信号２００が示す基準波形とは異なるようになる。したがって、制御部２は、送信系基準信号２００が示す基準信号波形と、磁界検出部５の出力波形とが異なる場合には、対象送信系回路には故障が発生していると判定する。
【００８４】
＜対象受信系回路の故障判定＞
対象受信系回路の故障判定に使用される受信系テスト信号ＲＴＳは、所定の波形を示す信号である。本実施の形態では、受信系テスト信号ＲＴＳとして、例えば、その信号波形が三角波を示すアナログ信号を採用する。この受信系テスト信号ＲＴＳが、正常動作している電子機器１００において、受信部１２に入力されると、トランス１４、磁気センサ１５０及びコンパレータ１５１の出力信号は上述の図１１〜１３のようになる。また、この場合のＡ／Ｄ変換器１３の出力信号については、それをアナログ信号に変換すると、図１１のようになる。
【００８５】
本実施の形態では、図１３に示されるような、磁界検出部１５の出力波形を、対象受信系回路の故障判定を行う際の第１基準波形とし、当該第１基準波形を示すデジタル信号を受信系第１基準信号２０１としている。より具体的には、受信系第１基準信号２０１は、それをアナログ信号に変換した際の信号波形が第１基準波形となるようなデジタル信号となっている。つまり、受信系第１基準信号２０１は、電子機器１００が正常動作する場合において受信部１２に受信系テスト信号ＲＴＳが入力される際の磁界検出部１５の出力信号に相当する信号である。
【００８６】
また、本実施の形態では、図１１に示されるような、トランス１４の出力波形（Ａ／Ｄ変換器１３の入力波形）を、対象受信系回路の故障判定を行う際の第２基準波形とし、当該第２基準波形を示すデジタル信号を受信系第２基準信号２０２としている。より具体的には、受信系第２基準信号２０２は、それをアナログ信号に変換した際の信号波形が第２基準波形となるようなデジタル信号となっている。つまり、受信系第２基準信号２０２は、電子機器１００が正常動作する場合において受信部１２に受信系テスト信号ＲＴＳが入力される際のＡ／Ｄ変換器１３の出力信号に相当する信号である。
【００８７】
制御部２は、対象受信系回路の故障を判定する際には、電子機器１００の動作モードを故障判定モードに設定する。そして、制御部２は、受信系第１基準信号２０１と、磁界検出部１５の出力信号とを比較するとともに、受信系第２基準信号２０２と、Ａ／Ｄ変換器１３の出力信号とを比較し、それらの比較結果に基づいて、対象受信系回路の故障を判定する。
【００８８】
具体的には、制御部２は、受信系第１基準信号２０１が示す第１基準波形と、磁界検出部１５の出力波形とが一致するか否かを判断する。そして、制御部２は、両者が一致すると磁界検出部１５の出力信号が正常であると判断し、両者が異なると磁界検出部１５の出力信号が異常であると判断する。
【００８９】
また、制御部２は、受信系第２基準信号２０２とＡ／Ｄ変換器１３の出力信号とが一致するか否かを判断する。そして、制御部２は、両者が一致するとＡ／Ｄ変換器１３の出力信号が正常であると破断し、両者が異なるとＡ／Ｄ変換器１３の出力信号が異常であると判断する。
【００９０】
その後の処理は実施の形態１と同様であって、制御部２は、磁界検出部１５及びＡ／Ｄ変換器１３の出力信号がともに異常である場合には、対象受信系回路のうち少なくとも前段回路には故障が発生していると判定する。また制御部２は、磁界検出部１５の出力信号が正常であり、Ａ／Ｄ変換器１３の出力信号が異常である場合には、対象受信系回路のうち後段回路だけが故障していると判定する。そして制御部２は、磁界検出部１５及びＡ／Ｄ変換器１３の出力信号がともに正常である場合には、対象受信系回路には故障が発生していないと判定する。
【００９１】
なお、図１１，１３に示されるように、磁界検出部１５の出力波形と、Ａ／Ｄ変換器１３の入力波形とは互いに異なることから、制御部２においては、磁界検出部１５から入力される信号が示す波形と、Ａ／Ｄ変換器１３から入力される信号が示す波形（Ａ／Ｄ変換器１３の出力信号をアナログ形式に変換した際の当該出力信号の波形）とは、互いに異なった波形として認識される。したがって、本実施の形態では、磁界検出部１５の出力信号が正常か否かを判断する際に使用する基準信号（受信系第１基準信号２０１）と、Ａ／Ｄ変換器１３の出力信号が正常か否かを判断する際に使用する基準信号（受信系第２基準信号２０２）とを別々に設けている。
【００９２】
また、電子機器１００は、当該電子機器１００の保守を行うための保守端末と接続可能となっており、作業員は、この保守端末を利用して、電子機器１００の動作モードを切り替えることが可能となっている。保守端末は、作業員によって所定の操作が行われると、電子機器１００に対して、動作モードを故障判定モードに切り替える指示を与える。この指示を受け取った電子機器１００では、制御部２が、送信部１１及び受信部１２に対してアンテナ１０を未接続とする。その後、作業員によって信号発生器６０が受信部１２に接続され、作業員が保守端末に対して所定の操作を行うと、保守端末は電子機器１００に対して故障判定の開始指示を与える。この指示を受け取った電子機器１００では、制御部２が、上述のようにして対象送信系回路及び対象受信系回路の故障を判定する。制御部２は、故障判定が終了すると、その故障判定結果を保守端末に表示する。その後、電子機器１００では、作業員によって所定の操作が行われた保守端末から動作モードを通信モードに切り替える指示が与えられると、制御部２は、送信部１１及び受信部１２に対してアンテナ１０を接続し、電子機器１００の動作モードを通信モードにする。これにより、電子機器１００では通信相手装置との通信が再開する。
【００９３】
上記の例では、電子機器１００は、作業員からの指示によって自装置の故障判定を開始したが、対象送信系回路に対する故障判定については外部からのテスト信号は不要であることから、電子機器１００は自ら定期的に対象送信系回路の故障を判定しても良い。
【００９４】
また、上記の例では、送信系テスト信号ＳＴＳ及び受信系テスト信号ＲＴＳとして、三角波を示す信号を採用したが、正弦波や方形波など、他の波形を示す信号を採用しても良い。また、送信系テスト信号ＳＴＳ及び受信系テスト信号ＲＴＳが示す波形は互いに異なっても良い。
【００９５】
以上のように、本実施の形態では、磁界検出部５の出力信号と、電子機器１００が正常動作する際の磁界検出部５の出力信号に相当する送信系基準信号２００とを比較し、その比較結果に基づいて対象送信系回路の故障を判定しているため、トランス４の出力信号が全く変化しないような故障だけではなく、トランス４の出力信号が本来とは異なった態様で変化するような故障も検出することができる。よって、電子機器１００の故障の判定精度を向上することができる。
【００９６】
また、本実施の形態は、磁界検出部１５の出力信号と、電子機器１００が正常動作する際の磁界検出部１５の出力信号に相当する受信系第１基準信号２０１とを比較し、その比較結果に基づいて対象受信系回路の故障を判定しているため、トランス１４の出力信号が全く変化しないような故障だけではなく、トランス１４の出力信号が本来とは異なった態様で変化するような故障も検出することができる。さらに、Ａ／Ｄ変換器１３の出力信号と、電子機器１００が正常動作する際のＡ／Ｄ変換器１３の出力信号に相当する受信系第２基準信号２０２とを比較し、その比較結果に基づいて対象受信系回路の故障を判定しているため、Ａ／Ｄ変換器１３の出力信号が全く変化しないような故障だけではなく、Ａ／Ｄ変換器１３の出力信号が本来とは異なった態様で変化するような故障も検出することができる。よって、電子機器１００の故障の判定精度を向上することができる。
【００９７】
なお、本実施の形態に係る電子機器１００では、送信信号あるいは受信信号の代わりにテスト信号を使用して故障判定を行っていることから、故障判定を行う際には通信相手装置との通信ができなくなる。これに対して、上述の実施の形態１に係る電子機器１００では、通信相手装置に向けた送信信号あるいは通信相手装置からの送信信号を使用して故障判定を行っていることから、故障判定を行う場合であっても通信相手装置との通信を維持することができる。
【００９８】
上記の説明では、本願発明を通信装置に適用する場合について説明したが、本願発明は他の電子機器に対しても当然に適用することができる。
【符号の説明】
【００９９】
２  制御部
３  Ｄ／Ａ変換器
４，１４  トランス
５，１５  磁界検出部
１２  受信部
１３  Ａ／Ｄ変換器
１００  電子機器
２００  送信系基準信号
２０１  受信系第１基準信号
２０２  受信系第２基準信号
ＲＴＳ  受信系テスト信号
ＳＴＳ  送信系テスト信号
【図１】
2012073074.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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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