(57)【要約】【課題】通信線路で差動信号がなまる場合でも受信した信号を正確に復元し、通信エラーを低減することができるオフセット電圧補償付き差動通信回路を提供する。【解決手段】オフセット電圧補償手段１により、所定電圧に調整されたオフセット電圧を１対の信号線Ｃ間に印加した状態に予め設定して、差動信号に対するオフセット電圧補償を行うので、最適な差動しきい値電圧に設定して、通信線路５で差動信号がなまる場合でもその影響を低減することができ、受信した信号を正確に復元して、通信エラーを低減することができる。【選択図】図１
2009060312.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一対の信号線を有する通信線路で差動信号を用いた通信を行う差動通信回路であって、
前記１対の信号線間に複数電圧のオフセット電圧を印加可能とし、
前記通信線路の受信端における差動信号のなまりの影響を低減するように、前記複数電圧のうちの所定電圧に調整されたオフセット電圧を前記１対の信号線間に印加した状態に予め設定して、差動信号に対するオフセット電圧補償を行う、オフセット電圧補償手段を備えた、
オフセット電圧補償付き差動通信回路。
【請求項２】
請求項１において、
前記オフセット電圧補償手段は、
前記１対の信号線間に設けられたインピーダンス調整抵抗、およびこのインピーダンス調整抵抗に接続されて、前記１対の信号線間に印加するオフセット電圧を複数電圧発生させるオフセット電圧発生回路を有して、前記複数電圧のオフセット電圧に調整して印加可能とするオフセット電圧調整部と、
前記オフセット電圧調整部の調整によるオフセット電圧の各電圧を前記１対の信号線間に印加して各電圧ごとにそれぞれ通信を行い、各電圧のうち良好な通信となる所定電圧のオフセット電圧を取得する補償電圧取得部と、
前記オフセット電圧調整部の調整により、前記１対の信号線間に印加する前記取得された所定電圧のオフセット電圧を予め設定して、前記差動信号のなまりの影響を低減する補償電圧設定部と、
を備えたオフセット電圧補償付き差動通信回路。
【請求項３】
請求項２において、
前記１対の信号線を有する通信線路に加えて補償電圧取得用の他の１対の信号線を有する通信線路が設けられて、そのいずれか１対の信号線間に前記オフセット電圧調整部が設けられ、
前記補償電圧取得部は、
前記オフセット電圧調整部の調整によるオフセット電圧の各電圧ごとに所定の通信コマンドを前記他の一対の信号線を用いて送信させて前記１対の信号線を用いて受信させる通信を行い、各電圧ごとに通信の成功率を測定し、成功率の高い各電圧のうち中間値となる所定電圧のオフセット電圧を演算して取得し、
前記オフセット電圧設定部は、
前記オフセット電圧調整部の調整により、前記いずれか１対の信号線間に印加する前記取得された通信の成功率の高い各電圧のうち中間値となる所定電圧のオフセット電圧を予め設定し、前記差動信号のなまりの影響を低減する、
オフセット電圧補償付き差動通信回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも一対の信号線からなる通信線路で差動信号を用いた通信を行う差動通信回路に関し、その差動信号のなまりの影響の低減に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、差動信号を用いた差動通信方式として、ＲＳ−４２２、ＲＳ−４８５およびＬＶＤＳ（Low-Voltage Differential Signaling）の規格が知られている。図４に示すように、差動通信回路は、送信信号がドライバＤから送信され、１対の信号線Ｃからなる通信線路５で差動信号を用いて通信されて、レシーバＲで受信されて受信信号を出力する。この差動通信回路では、差動信号を用いるために雑音が相殺され、高速の遠距離通信が可能となる。通常は、通信線路５の受信端における差動信号が差動しきい値電圧０Ｖ以上のとき、受信信号がオンし、０Ｖ未満のとき、受信信号がオフする。
【０００３】
この差動通信回路として、従来から低電圧の差動信号を用いて通信する低電圧差動信号ドライバを含む差動通信回路が知られている（例えば、特許文献１）。
【０００４】
図５に示すように、差動通信回路では、通信距離が遠距離になるにつれて、１対の信号線（ケーブル）Ｃの容量成分などにより、通信線路５の送信元から受信端に至るまでの通信により受信端で差動信号（波形）が大きく変わってくる（本発明では、これを差動信号がなまる、という）。図６に示すように、受信端で差動信号がなまる場合でも、図６（Ａ）のように、後述する差動しきい値電圧の誤差がないときには、図６（Ｂ）のように、遠距離でも受信信号はオンとオフの幅が変化せず、正しく復元可能となる。
【特許文献１】特開２００６−１７４４８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、ドライバＤやレシーバＲに用いられるＩＣのばらつきなどを含む差動通信回路の特性上の問題で、正確には、差動しきい値電圧が０Ｖとはならず、５０ｍＶや−１００ｍＶなどというような誤差を生じる場合がある。そうすると、図７のように、受信端で差動信号がなまる場合に、図７（Ａ）のように、差動しきい値電圧の誤差があって、例えば−１００ｍＶのときには、図７（Ｂ）のように、遠距離で受信信号はオンとオフの幅が変化するために正しく復元できなくなり、通信エラーとなる。
【０００６】
特に、ＬＶＤＳ規格では、ＲＳ−４２２、ＲＳ−４８５規格と比べて、振幅が１００〜２００ｍＶと小さく、より高速となるため、遠距離の通信が要求される場合に差動信号のなまりの影響をより大きく受けて、通信エラーも出やすくなる。
【０００７】
本発明は、前記の問題点を解決して、通信線路で差動信号がなまる場合でも受信した信号を正確に復元し、通信エラーを低減することができるオフセット電圧補償付き差動通信回路を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するために、本発明に係るオフセット電圧補償付き差動通信回路は、少なくとも一対の信号線を有する通信線路で差動信号を用いた通信を行う差動通信回路であって、前記１対の信号線間に複数電圧のオフセット電圧を印加可能とし、前記通信線路の受信端における差動信号のなまりの影響を低減するように、前記複数電圧のうちの所定電圧に調整されたオフセット電圧を前記１対の信号線間に印加した状態に予め設定して、差動信号に対するオフセット電圧補償を行う、オフセット電圧補償手段を備えている。
【０００９】
この構成によれば、所定電圧に調整されたオフセット電圧を１対の信号線間に印加した状態に予め設定して、差動信号に対するオフセット電圧補償を行うので、最適な差動しきい値電圧に設定して、通信線路で差動信号がなまる場合でもその影響を低減することができ、受信した信号を正確に復元して、通信エラーを低減することができる。
【００１０】
好ましくは、前記オフセット電圧補償手段は、前記１対の信号線間に設けられたインピーダンス調整抵抗、およびこのインピーダンス調整抵抗に接続されて、前記１対の信号線間に印加するオフセット電圧を複数電圧発生させるオフセット電圧発生回路を有して、前記複数電圧のオフセット電圧に調整して印加可能とするオフセット電圧調整部と、前記オフセット電圧調整部の調整によるオフセット電圧の各電圧を前記１対の信号線間に印加して各電圧ごとにそれぞれ通信を行い、各電圧のうち良好な通信となる所定電圧のオフセット電圧を取得する補償電圧取得部と、前記オフセット電圧調整部の調整により、前記１対の信号線間に印加する前記取得された所定電圧のオフセット電圧を予め設定して、前記差動信号のなまりの影響を低減する補償電圧設定部とを備えている。したがって、簡単な構成で、最適な差動しきい値電圧に設定して、通信線路で差動信号がなまる場合でもその影響を低減することができ、受信した信号を正確に復元して、通信エラーを低減することができる。
【００１１】
好ましくは、前記１対の信号線を有する通信線路に加えて補償電圧取得用の他の１対の信号線を有する通信線路が設けられて、そのいずれか１対の信号線間に前記オフセット電圧調整部が設けられ、前記補償電圧取得部は、前記オフセット電圧調整部の調整によるオフセット電圧の各電圧ごとに所定の通信コマンドを前記他の一対の信号線を用いて送信させて前記１対の信号線を用いて受信させる通信を行い、各電圧ごとに通信の成功率を測定し、成功率の高い各電圧のうち中間値となる所定電圧のオフセット電圧を演算して取得し、前記オフセット電圧設定部は、前記オフセット電圧調整部の調整により、前記いずれか１対の信号線間に印加する前記取得された通信の成功率の高い各電圧のうち中間値となる所定電圧のオフセット電圧を予め設定し、前記差動信号のなまりの影響を低減する。したがって、補償電圧取得部および補償電圧設定部によるオフセット電圧補償を自動的に行うので、通信線路で差動信号がなまる場合でもその影響を低減することが容易にでき、受信した信号を正確に復元して、通信エラーを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態を図面にしたがって説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係るオフセット電圧補償付き差動通信回路を示すブロック図である。本回路は、送信信号がドライバＤから送信され、１対の信号線（ケーブル）Ｃからなる通信線路５で差動信号を用いて通信されて、レシーバＲで受信されて受信信号を出力するものであり、オフセット電圧補償手段１を備えている。このオフセット電圧補償手段１は、例えばこの差動通信回路を有する製品の工場出荷時、または当該製品の設置後に送信側に接続される機器がその都度変わる場合には当該製品の電源投入時に使用されるものであり、使用時にのみ差動通信回路に取り付けるようにしてもよい。
【００１３】
前記オフセット電圧補償手段１は、１対の信号線Ｃ間に複数電圧のオフセット電圧を印加可能とし、通信線路５の受信端における差動信号のなまりの影響を低減するように、前記複数電圧のうちの所定電圧に調整されたオフセット電圧を１対の信号線Ｃ間に印加した状態に予め設定して、差動信号に対するオフセット電圧補償を行う。この例では、オフセット電圧を通信線路５の受信端に印加しているが、送信端に印加するようにしてもよい。
【００１４】
オフセット電圧補償手段１は、オフセット電圧調整部２、および補償電圧取得部６、補償電圧設定部７をもつＣＰＵ（制御部）１０を有する。
【００１５】
オフセット電圧調整部２は、１対の信号線Ｃ間に設けられたインピーダンス調整抵抗３、およびこのインピーダンス調整抵抗３に接続されて、１対の信号線Ｃ間に印加するオフセット電圧を複数電圧発生させるオフセット電圧発生回路４を有して、１対の信号線Ｃ間に複数電圧のオフセット電圧を調整して印加可能とする。このオフセット電圧は1対の信号線Ｃにそれぞれ印加される両電圧の差で表される電圧である。
【００１６】
前記補償電圧取得部６は、オフセット電圧調整部２の調整によるオフセット電圧の各電圧を前記１対の信号線Ｃ間に印加して各電圧ごとにそれぞれ通信を行い、各電圧のうち良好な通信となる所定電圧のオフセット電圧を取得する。この例では、各電圧ごとに送信側のドライバＤから所定の通信コマンドを複数回１対の信号線Ｃで差動信号を用いて送信させ、受信側のレシ−バＲで受信させて補償電圧取得部６へ入力させる。
【００１７】
そして、補償電圧取得部６は、各電圧ごとに複数回送信したうちで正しく受信した回数から通信の成功率を測定し、成功率の高い各電圧のうち中間値となる所定電圧のオフセット電圧を演算して取得する。通信が成功したか否かは例えば周知のチェックコード方式を用いて検出される。なお、一定時間内に通信コマンドを複数回送信して、正しく受信できた通信コマンドの数を数えることにより、検出してもよい。
【００１８】
前記補償電圧設定部７は、オフセット電圧調整部２の調整により、１対の信号線Ｃ間に印加する前記取得された通信の成功率の高い各電圧のうち中間値となる所定電圧のオフセット電圧を予め設定し、差動信号のなまりの影響を低減する。
【００１９】
上記構成の本回路におけるオフセット電圧補償動作の一例を、図２のフローチャートに基づいて説明する。
【００２０】
まず、オフセット電圧調整部２の電圧発生回路４の出力電圧を最小値〜最大値まで変化させる（ステップＳ１）。そして、各電圧ごとに通信コマンドを送信することにより、それぞれ電圧と通信成功率％が得られる（ステップＳ２）。
【００２１】
次に、補償電圧取得部６により通信成功率の高い電圧が抽出される（ステップＳ３）。この例では、通信成功率８０％以上を選択すると、−１２０ｍＶ〜−６０ｍＶが抽出される。そして、補償電圧取得部６によりその電圧のうち中間値の電圧が演算される。つまり、（（−１２０）＋（−６０））／２＝−９０（ｍＶ）。そして、この−９０ｍＶが最適な補償電圧（所定電圧のオフセット電圧）とされる（ステップＳ４）。
【００２２】
次に、補償電圧設定部７により、オフセット電圧調整部２の電圧発生回路４の出力電圧を変化させて、受信端の信号波形全体を−９０ｍＶ下げて、差動しきい値電圧が０Ｖに近づくように（誤差なし）設定されて、この状態で差動通信回路の通常動作が行われる（ステップＳ５）。
【００２３】
上記オフセット電圧補償により、図７の例では、受信端の信号波形全体が−１００ｍＶ下げられて、図６のように差動しきい値電圧が０Ｖに近づくように（誤差なし）設定されることにより、遠距離でも受信信号のオンとオフの幅が変化しないようにでき、正確に復元することができる。
【００２４】
こうして、第１実施形態では、所定電圧に調整されたオフセット電圧を１対の信号線Ｃ間に印加した状態に予め設定して、差動信号に対するオフセット電圧補償を行うので、最適な差動しきい値電圧に設定して、通信線路５で差動信号がなまる場合でもその影響を低減することができ、通信信号を正確に復元して、通信エラーを低減することができる。
【００２５】
つぎに、第２実施形態について説明する。図３に示すように、第２実施形態は、オフセット電圧補償手段１が差動通信回路に固定式に組み込まれており、第１実施形態と異なり、前記１対の信号線Ｃを有する通信線路５に加えて補償電圧取得用の他の１対の信号線Ｃを有する通信線路５-0が設けられている。通信線路５、５-0は同一仕様の通信線路である。送信側にレシーバＲ、受信側にドライバＤがそれぞれ加えられて、通信線路５-0で受信側のドライバＤから通信コマンドが送信側のレシーバＲに通信される。
【００２６】
前記オフセット電圧調整部１は、この例では通信線路５-0の１対の信号線Ｃ間に設けられているが、通信線路５の１対の信号線Ｃ間に設けてもよい。通常、前記した電源投入時のオフセット電圧補償では、コマンド送信する通信線路５-0の１対の信号線Ｃ間に、また前記した工場出荷時のオフセット電圧補償では、コマンド受信する通信線路５の１対の信号線Ｃ間に設けられるが、１対の信号線Ｃの抵抗は小さいので、それぞれ逆の１対の信号線Ｃ間に設けることも可能である。
【００２７】
受信側は、レシーバＲに加えて前記したドライバＤが設けられ、ＣＰＵ１０とドライバＤ間には、オフセット電圧調整部２およびコマンド送信回路８が設けられている。ＣＰＵ１０とレシーバＲ間には、コマンド受信回路９が設けられている。ＣＰＵ１０は、補償電圧取得部６および補償電圧設定部７を備えている。
【００２８】
前記補償電圧取得部６は、受信側のコマンド送信回路８から所定の通信コマンドを複数回ドライバＤから通信線路５-0の１対の信号線Ｃで差動信号を用いて送信させて、送信側のレシ−バＲで受信させ、これを取り込んで送信側のドライバＤから通信線路５の１対の信号線Ｃで差動信号を用いて受信（応答）させる通信を行うようにして、受信側のレシーバＤで受信させてコマンド受信回路９を介して補償電圧取得部６へ入力させる。
【００２９】
そして、補償電圧取得部６は、第１実施形態と同様に、各電圧ごとに複数回送信したうちで正しく受信した回数から通信の成功率を測定し、成功率の高い各電圧のうち中間値となる所定電圧のオフセット電圧を演算して取得し、補償電圧設定部７は、オフセット電圧調整部２の調整により、通信線路５-0の１対の信号線Ｃ間に印加する前記取得された通信の成功率の高い各電圧のうち中間値となる所定電圧のオフセット電圧を予め設定し、差動信号のなまりの影響を低減する。
【００３０】
こうして、第２実施形態では、補償電圧取得部６および補償電圧設定部７によるオフセット電圧補償を自動的に行うので、通信線路６で差動信号がなまる場合でもその影響を低減することが容易にでき、受信した信号を正確に復元して、通信エラーを低減することができる。
【００３１】
なお、上記各実施形態では、１対の信号線を有する通信線路にオフセット電圧補償を行っているが、２対以上の信号線を有する通信線路に行ってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の第１実施形態に係るオフセット電圧補償付き差動通信回路を示すブロック図である。
【図２】図１のオフセット電圧補償付き差動通信回路の動作を示すフローチャートである。
【図３】第２実施形態に係るオフセット電圧補償付き差動通信回路を示すブロック図である。
【図４】従来の差動通信回路を示すブロック図である。
【図５】差動信号が通信線路の受信端でなまる状態を示す図である。
【図６】受信信号を復元した状態を示す図である。
【図７】受信信号を復元した状態を示す図である。
【符号の説明】
【００３３】
１：オフセット電圧補償手段
２：オフセット電圧調整部
３：インピーダンス調整抵抗
４：オフセット電圧発生回路
５：通信線路
５-0：補償電圧取得用の通信線路
６：補償電圧取得部
７：補償電圧設定部
Ｃ：信号線（ケーブル）
【図１】
2009060312.tif 000003
【図２】
2009060312.tif 000004
【図３】
2009060312.tif 000005
【図４】
2009060312.tif 000006
【図５】
2009060312.tif 000007
【図６】
2009060312.tif 000008
【図７】
2009060312.tif 000009