CN102138310A - 信号传输装置 - Google Patents

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仲田刚
贞博文
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Abstract

本发明涉及一种信号传输装置(10)，收发设备(11、12)通过至少包括热线和冷线的信号线在内的传输线路进行连接，利用电流输出电路(112)、和将由电流输出电路(112)生成的电流I0转换成电压的负载阻抗Z(113)来构成发送侧设备(11)的信号输出级，该信号发送装置(10)采用如下结构：将该负载阻抗Z(113)的一端与传输线路(13)的热线(H)相连接，将另一端与冷线(C)相连接，且将冷线(C)与接收侧设备12的接地端子(GNDB)相连接。

Description

信号传输装置
技术领域
本发明涉及一种通过至少包括热线和冷线的信号线在内的传输线路将发送侧设备和接收侧设备加以连接的信号传输装置。
背景技术
关于采用非平衡传输(Unbalanced Transmission)方式对信号进行传输的在专利文献1中所披露的现有的信号传输装置30，例如，如图3所示的其电路结构那样，利用信号线33和电源线34将发送侧设备31和接收侧设备32加以连接而构成。
这里，例如，在将信号传输装置30应用于音响产品的情况下，发送侧设备31为CD(Compact Disc：致密光盘)播放器和前置放大器，接收侧设备32为DAC(Digital Analog Converter：数模转换器)、和主放大器。
图3所示的信号传输装置30中，未图示的电源的一次侧和二次侧之间分别利用电源变压器311、321进行隔断，但在电源变压器311、321的一次绕组和二次绕组之间，由于分别存在杂散电容(杂散电容CA、CB)，因此形成阻抗。
为此，对于高频，由信号线33和电源线34形成环路。因而，接收侧设备32的输入端电压VB成为对输入电压VA叠加了发送侧设备31和接收侧设备32的接地间(GNDA和GNDB)产生的噪声电压VN后的电压(VB＝VA+VN)。因此，导致SN比(Signal To Noise Rate：信噪比)劣化和音响失真增加。
另外，在由信号线33和电源线34形成的环路内，在各设备和连接电缆的端子间等存在多个连接点。若在这些连接点间使用异种金属，则存在微小的二极管分量，对于在环路中流过的电流带来非线性特性，对一部分高频噪声信号进行检波，在听阈内被转换作为噪声。
此外，图3中，标号312表示驱动器IC、标号322表示接收器IC，都由运算放大器构成。另外，标号323是具有高输入阻抗的非平衡电压输入电路。
为了解决上述问题，以往如图4所示，提出了如下的采用电流传输方式的信号传输电路40，该信号传输电路40将发送侧设备41作为由电流输出电路412所产生的电流输出(I0)，对接收侧设备42设置电流·电压转换电路422，通过利用电阻R0将由接收侧设备42接收到的输出电流转换成电压，从而除去因杂散电容而产生的噪声(例如，参照专利文献2)。
专利文献1：日本专利特开平8-186850号公报
专利文献2：日本专利特开昭59-202740号公报
根据上述的专利文献2所披露的技术，例如，如图4所示，即使在发送侧设备41和接收侧设备42的接地间产生噪声电压VN，但由于在接收侧设备42的输入级产生的电压VB成为VB＝I0×R0，因此即使产生噪声电压VN，该噪声电压VN也不会传输到接收侧设备42，因而，可避免因噪声而产生的影响。然而，根据专利文献2所披露的技术，由于需要在接收侧设备42的输入级装入专用的电流·电压转换电路421，无法利用通用的具有高输入阻抗的非平衡电压输入电路来应对，因此大大地损害了通用性。
发明内容
本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于提供一种如下的信号传输装置，该信号传输装置可避免因在发送侧设备和接收侧设备的接地间产生的噪声电压而产生的影响，而不会损害通用性。
为了解决上述问题，本发明的信号传输装置中，收发设备通过至少包括热线和冷线的信号线在内的传输线路进行连接，利用电流输出电路、和将由所述电流输出电路生成的电流转换成电压的负载电阻或负载阻抗来构成发送侧设备的信号输出级，所述信号传输装置采用如下结构：将所述负载电阻或负载阻抗的一端与所述传输线路的热线相连接，将所述负载电阻或负载阻抗的另一端与所述传输线路的冷线相连接，且将所述传输线路的冷线与接收侧设备的接地端子相连接。
根据本发明，具有如下效果：可避免因在发送侧设备和接收侧设备的接地间产生的噪声电压而产生的影响，而不会损害通用性，可仅将传输信号正确地传输到接收侧。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式1所涉及的信号传输装置的电路结构的图。
图2是表示本发明的实施方式2所涉及的信号传输装置的电路结构的图。
图3是表示现有的信号传输装置的电路结构的一个示例的图。
图4是表示现有的信号传输装置的电路结构的其它示例的图。
具体实施方式
下面，为了更详细地说明本发明，根据附图对用于实施本发明的方式进行说明。
实施方式1.
如图1所示，本发明的实施方式1所涉及的信号传输装置10采用如下结构：发送侧设备11和接收侧设备12通过至少包括热线(H)和冷线(C)的两线式电缆在内的传输线路13进行连接。
传输线路13除了上述的热线(H)和冷线(C)的两线的信号线，还包含将发送侧设备11的接地端子(GNDA)、与接收侧设备12的接地端子(GNDB)加以连接的接地(GND)信号线130。
图1中，发送侧设备11的信号输出级包括电路输出电路112、和将由电流输出电路112生成的电流I0转换成电压的负载电阻或负载阻抗Z(以下称为负载阻抗Z(113))。
另外，采用如下结构：负载阻抗Z(113)的一端与传输线路13的热线(H)相连接，负载阻抗Z(113)的另一端与传输线路13的冷线(C)相连接，且传输线路13的冷线(C)与接收侧设备12的接地端子(GNDB)相连接。
此外，图1中，标号111、121为电源变压器，标号122为接收侧设备12的接收器IC。
上述结构中，根据本发明的实施方式1所涉及的信号传输装置10，即使在发送侧设备11和接收侧设备12之间的接地电位间(GNDA和GNDB)产生差异，产生噪声电压VN，也以接收侧设备12的接地(GNDB)为基准来生成输出电压信号VB，该输出电压信号VB是利用负载阻抗Z(113)将发送侧设备11的电流输出电路112的输出电流I0进行电流电压转换而得到的。
因而，即使在发送侧设备11和接收侧设备12的接地间(GNDA和GNDB)产生噪声电压VN，但由于在接收侧设备12产生的电压VB成为VB＝I0×Z，因此即使产生噪声电压VN也不会传输到接收侧设备12，因而可避免其产生的影响。另外，此时，由于负载阻抗Z(113)装入到发送侧设备11的信号输出级，因此接收侧设备12的信号输入级可利用通用的具有高输入阻抗的非平衡电压输入电路来应对。
根据上述的本发明的实施方式1所涉及的信号传输装置10，利用电流输出电路112、和将由电流输出电路112生成的电流I0转换成电压的负载阻抗Z(113)来构成发送侧设备11的信号输出级，并采用如下结构：将该负载阻抗Z(113)的一端与传输线路13的热线(H)相连接，将另一端与冷线(C)相连接，且将冷线(C)与接收侧设备12的接地端子(GNDB)相连接，从而可避免因在发送侧设备11和接收侧设备12的接地间(GNDA-GNDB)产生的噪声电压VN而产生的影响，而不会损害通用性。
即，根据本发明的实施方式1所涉及的信号传输装置10，由于利用负载阻抗Z(113)将发送侧设备11的电流输出电路112的输出电流I0进行电流电压转换，以接收侧设备12的接地(GNDB)为基准来生成传输到接收侧设备12的电流信号VB，因此可将电压信号(VB＝I0×Z)传输到接收侧设备12，而不会受到在发送侧设备11和接收侧设备12的接地间(GNDA-GNDB)产生的噪声电压VN的影响。
因而，例如，在将本发明的实施方式1所涉及的信号传输装置10应用于音响产品的情况下，可提供高音质的音响产品，特别是当用于因其安装空间的限制而需要应对噪声的措施的车载用音响产品时，可获得显著的效果。
另外，根据本发明的实施方式1所涉及的信号传输装置10，虽然为了将发送侧设备11和接收侧设备12的接地间(GNDA-GNDB)加以连接，对传输线路13附加了1根GND信号线130，但由于负载阻抗Z(113)装入到发送侧设备11的信号输出级，因此对于接收侧设备12的电路结构无需特别的考虑，接收侧设备12的信号输入级可利用通用的具有高输入阻抗的非平衡电压输入电路来应对。
因此，具有如下效果：无需对接收侧设备12的信号输入级装入专用的电流·电压转换电路，可确保通用性。
实施方式2.
上述的本发明的实施方式1所涉及的信号传输装置中，举例示出了采用非平衡传输方式的信号传输装置，但如图2所示，即使应用于采用了不易受到因发送侧设备21和接收侧设备22之间的噪声而产生的影响的平衡传输方式(Balanced Transmission)的信号传输装置20，由于共模抑制比也提高，因此与实施方式1相同，可减小在发送侧设备21和接收侧设备22的接地间(GNDA-GNDB)产生的噪声电压VN的影响。
如图2所示，本发明的实施方式2所涉及的信号传输装置20中，发送侧设备21和接收侧设备22通过由热线(H)、地线(G)、冷线(C)的三线式电缆构成的传输线路23进行连接。这里，设想双绞线电缆以作为传输线路23。
图2中，利用电流输出电路212、214、和将由电流输出电路212、214生成的电流I1、I2转换成电压的负载阻抗Z1(213)、Z2(215)来构成发送侧设备21的信号输出级。
采用了平衡传输方式的信号传输装置20如公知的那样，在发送侧设备21中，是相对于热线-地线间的信号(+)在冷线-地线间传输相反相位的信号(-)的方式，在接收侧设备22中，由于在热线-冷线间使用差动型接收器222来除去外来噪声，因此不易受到因发送侧设备21和接收侧设备22之间的噪声而产生的影响。
此外，传输线路23除了至少包含热线(+)、冷线(-)、和地线(G)的通用的三线的信号线以外，还包含将发送侧设备21的接地端子(GNDA)、和接收侧设备22的接地端子(GNDB)加以连接的GND信号线230。
另外，图2中，标号211、221为电源变压器，标号223、224为与差动型接收器222的输入级连接的高输入阻抗的平衡电压输入电路。
上述结构中，即使在发送侧设备21和接收侧设备22的接地电位间(GNDA和GNDB)产生差异，产生噪声电压VN，也以接收侧设备22的接地(GNDB)为基准来生成输出电压信号VB，该输出电压信号VB是利用负载阻抗Z1(213)、Z2(215)分别将发送侧设备21的电流输出电路212、214的输出电流I1、I2进行电流电压转换而得到的。
因而，即使在发送侧设备21和接收侧设备22的接地间(GNDA和GNDB)产生噪声电压VN，但由于在接收侧设备22产生的电压VB成为VB＝I1Z1-I2Z2，因此即使产生噪声电压VN，该噪声电压VN也不会传输到接收侧设备22，因而，可避免因噪声而产生的影响。
另外，此时，由于负载阻抗Z1(213)、Z2(215)装入到发送侧设备21的信号输出级，因此接收侧设备22的信号输入级可利用通用的具有高输入阻抗的平衡电压输入电路223、224来应对。
根据上述的本发明的实施方式2所涉及的信号传输装置，也可应用于平衡传输方式的信号传输装置20，该平衡传输方式中，相对于发送侧设备21的热线-地线间的信号在地线-冷线间传输相反相位的信号，在接收侧设备22中，在热线-冷线间利用差动型接收器222使噪声相互抵消，在这种情况下，也与实施方式1相同，可在对接收侧设备22使用通用的高输入阻抗的平衡电压输入电路223、224以确保通用性的基础上，减小发送侧设备21和接收侧设备22的接地间的噪声的影响。
此外，根据上述的本发明的实施方式1、实施方式2所涉及的信号传输装置，虽然仅说明了应用于音响产品的情况，但其适用范围并不局限于音响产品，也可适用于采用非平衡传输的所有电子设备，该非平衡传输中，对于EIA232串行接口规格和IEEE1284并行端口标准规格等接口、TTL和C-MOS等逻辑信号等、多种模拟信号，使用1根信号线，将信号作为该信号相对于接地的电压进行发送。
另外，对于如100Base-T、ETA485、LVDS(Low Voltage Differential signal：低压差分信号)等通信设备和平板显示器连接用的数字接口那样的、采用平衡传输方式的电子设备也全都能够适用，该平衡传输方式中，对于1根信号线使用2根同等的一对信号线，将信号作为该一对信号线之间的电位差进行发送。
工业上的实用性
本发明所涉及的信号传输装置，由于可避免因在发送侧设备和接收侧设备的接地间产生的噪声电压而产生的影响，而不会损害通用性，可仅将传输信号正确地传输到接收侧，因此适合用于发送侧设备和接收侧设备通过至少包括热线和冷线的信号线在内的传输线路进行连接的信号传输装置等。

Claims (4)

1.一种信号传输装置，收发设备通过至少包括热线和冷线的信号线在内的传输线路进行连接，其特征在于，
利用电流输出电路、和将由所述电流输出电路生成的电流转换成电压的负载电阻或负载阻抗来构成发送侧设备的信号输出级，
所述信号传输装置采用如下结构：将所述负载电阻或负载阻抗的一端与所述传输线路的热线相连接，将所述负载电阻或负载阻抗的另一端与所述传输线路的冷线相连接，且将所述传输线路的冷线与接收侧设备的接地端子相连接。
2.如权利要求1所述的信号传输装置，其特征在于，
所述传输线路包含
将所述发送侧设备的接地端子、和所述接收侧设备的接地端子加以连接的接地信号线。
3.如权利要求1所述的信号传输装置，其特征在于，
所述收发设备
对于一个信号使用1根信号线，将所述信号作为该信号相对于接地的电压进行收发。
4.如权利要求1所述的信号传输装置，其特征在于，
所述收发设备
对于一个信号使用2根同等的一对信号线，将所述信号作为所述一对信号线之间的电位差进行收发。
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