CN102195674A - 回波消除电路 - Google Patents

Abstract

本发明提供在双向通信装置间通过同一信号线缆来相互进行双向通信时有效降低回波消除误差的回波消除电路。包括：双向通信输入输出端子，将自身侧发送信号发送到对方侧通信装置或接收对方侧发送信号；减法器，具有正极侧输入端子和负极侧输入端子，将自身侧发送信号作为虚拟回波信号输入负极侧输入端子，并经输出缓冲器输入到双向通信输入输出端子，同时作为回波信号输入到正极侧输入端子，从输入到正极侧输入端子的回波信号减去虚拟回波信号，将减法结果作为回波消除输出发送到自身侧通信装置；以及回波消除误差减小部，在减法器的输入侧或输出侧，使用A/D转换器和D/A转换器的组合电路减小作为来自减法器的减法结果而产生的回波消除误差。

Description

回波消除电路

相关申请的交叉参考

本申请要求2010年3月15日在日本申请的日本专利申请JP2010-57922与2010年3月15日在日本申请的JP2010-57923的优先权，这些申请的所有内容在这里通过参考方式包含。

技术领域

这里描述的实施例总体上涉及一种回波消除电路，涉及在双向通信装置间通过信号线缆相互进行双向通信时、有效减小回波消除误差的回波消除电路。

背景技术

在全部通过模拟方式实现回波消除的情况下，因信号线缆等的负载影响，2个自信号路径的振幅上有差异，该差异表现为回波消除误差。回波消除误差成为振幅误差和抖动恶化的原因。

最好通过简单的结构来抑制回波消除误差。

发明内容

本发明的实施方式提供一种在双向通信装置间通过同一信号线缆来相互进行双向通信时、有效降低回波消除误差的回波消除电路。

根据本发明的实施方式，例如提供了一种回波消除电路，是全双工方式的双向通信装置中的回波消除电路，该双向通信装置在自身侧通信装置和对方侧通信装置之间通过同一信号线缆相互进行双向通信，所述回波消除电路包括：双向通信输入输出端子，用于将自身侧发送信号从自身侧通信装置发送到对方侧通信装置，或接收从对方侧通信装置发送的对方侧发送信号；减法器，具有正极侧输入端子和负极侧输入端子，将所述自身侧发送信号作为虚拟回波信号输入到所述负极侧输入端子，并将所述自身侧发送信号经输出缓冲器输入到所述双向通信输入输出端子的同时，作为回波信号输入到所述正极侧输入端子，通过从输入到所述正极侧输入端子的所述回波信号减去输入到所述负极侧输入端子的所述虚拟回波信号，从而将该减法结果作为回波消除输出发送到所述自身侧通信装置内；以及回波消除误差减小部，在所述减法器的输入侧或输出侧，使用A/D转换器和D/A转换器的组合电路，减小作为来自所述减法器的减法结果而产生的回波消除误差。

根据本发明的实施方式，可以提供一种在双向通信装置间通过同一信号线缆相互进行双向通信时，可以有效减小回波消除误差的回波消除电路。

附图说明

图1是表示基于本发明的第1实施方式的回波消除电路的框图；

图2是表示图1中的输出缓冲器的结构的一例的电路图；

图3是表示图1中的减法器的结构的一例的电路图；

图4是表示图1中的A/D转换器的结构的一例的电路图；

图5是图4中的输出DATA1和DATA0与3值输出之间的关系的真值表；

图6是表示基于本发明的第2实施方式的回波消除电路的框图；

图7是表示基于本发明的第3实施方式的回波消除电路的框图；

图8是表示基于本发明的第4实施方式的回波消除电路的框图；

图9是表示图8中的减法器的结构的一例的电路图；

图10是表示基于本发明的第5实施方式的回波消除电路的框图；

图11是表示基于本发明的第6实施方式的回波消除电路的框图；

图12是说明差动3值的阈值调整的图；

图13是表示全双工方式的双向通信系统的图；

图14是表示现有技术的回波消除电路的电路图。

具体实施方式

下面，参考附图来说明本发明的实施方式。在该说明时，对于所有附图中公共的部分添加公共的附图标记。

<全双工双向通信系统>

在说明图1到图12中基于本发明的实施方式之前，参考图13和图14来简单说明装有回波消除电路的全双工的双向通信系统。

图13所示的全双工方式的双向通信系统可以在2个双向通信装置100，200之间通过与各个双向通信输入输出端子12，22相连的1条信号线缆300来相互同时进行双向通信。

在两个双向通信装置100，200各自的内部分别设置与各个双向通信输入输出端子12，22相连的回波消除电路。例如，双向通信装置100在其内部如图14所示，设有与双向通信输入输出端子12相连的回波消除电路10，将自身侧通信装置100的内部生成的自发送信号经过输出缓冲器11从双向通信输入输出端子12输出到与外部连接的信号线缆300。图14中实线箭头a1，a2，b表示由自身侧通信装置100生成的自发送信号的3个信号路径，虚线箭头c表示从对方侧通信装置200经信号线缆300所接收的信号路径。

自发送信号经过2个自信号路径a1和a2分别供给到减法器13的+输入端子和-输入端子。其中，将经过输出缓冲器11的自发送信号从双向通信输入输出端子12经信号路径b向对方侧通信装置输出，另一方面，经信号路径a2供给到减法器13的+输入端子。

在全部通过模拟方式来实现回波消除的情况下，如图14所示，因在信号路径a2上连接有与双向通信输入输出端子12相连的信号线缆300和输出缓冲器11等负载，而使2个自信号路径a1，a2的振幅上有差异，该差异通过减法器13变为回波消除误差输出。回波消除误差成为给从对方侧通信装置接收的信号带来振幅误差和抖动劣化的原因。

<第1实施方式>

图1是表示基于本发明的第1实施方式的回波消除电路10A的框图。

第1实施方式的回波消除电路10A是在自身侧通信装置和对方侧通信装置之间通过同一信号线缆来相互进行双向通信的全双工方式的双向通信系统中使用的回波消除电路，包括输出缓冲器11、双向通信输入输出端子12、减法器13和回波消除误差减小部21。

双向通信输入输出端子12是用于将自身侧发送信号(下面称作自发送信号)从自身侧通信装置发送到对方侧通信装置、或从对方侧通信装置接收对方侧发送信号(下面，称作对方发送信号)的输入输出端子。

减法器13具有正极侧输入端子和负极侧输入端子，将自发送信号作为虚拟回波信号输入到负极侧输入端子，并将自发送信号经输出缓冲器11输入到双向通信输入输出端子12，同时作为回波信号输入到正极侧输入端子，从输入到正极侧输入端子的回波信号减去输入到负极侧输入端子的虚拟回波信号，并将该减法结果作为回波消除输出，而输出到自身侧通信装置内。

回波消除误差减小部21具有在减法器13的输出侧使用A/D转换器和D/A转换器的组合电路来减小来自减法器13的作为减法结果而产生的回波消除误差输出(下面仅称作回波消除输出)的功能。

具体而言，回波消除误差减小部21是将配置在减法器13的输出侧向自身侧通信装置输出来自减法器13的回波消除输出的路径上的A/D转换器14与D/A转换器15组合后形成的电路，所述A/D转换器14输入来自减法器13的回波消除输出，且用于去除其振幅误差，所述D/A转换器15用于将A/D转换器14的数字输出恢复为模拟信号。

在这种结构中，通过由A/D转换器14一次性接收从将回波信号和虚拟回波信号作为输入的减法器13输出的回波消除输出，从而可以去除A/D转换器14的阈值以下的回波消除误差。这里，所谓A/D转换器14的阈值是指，规定在检测输入到A/D转换器14的模拟信号中的‘0’时回波消除输出(消除误差)可允许作为‘0’的(即，看作是‘0’)的允许范围的阈值。

在通过A/D转换器14去除了该阈值以下的振幅误差后，经D/A转换器15输出，因此，在进行了噪声去除的状态下，使振幅在‘0’附近变动的信号完全作为‘0’被数字输出之后，再从D/A转换器15作为模拟输出的‘0’加以输出。由此，在全双工方式的双向通信装置中的回波消除电路中，在对回波信号进行回波消除之后，能够在没有残留的误差的情况下进行完全去除。且可以由简单的结构来加以实现。

图2表示图1中的输出缓冲器11的结构的一例。另外，该输出缓冲器11输入3值信号，并输出3值信号。

图2所示的输出缓冲器11包括栅极输入3值输入电压Nin的NMOS晶体管Q1、栅极输入3值输入电压Pin的NMOS晶体管Q2、分别与NMOS晶体管Q1，Q2相连的电阻R1，R2、直流电源E和恒定电流源I。

NMOS晶体管Q1，Q2各自的源极公共相连，其公共连接点连接于恒定电流源I，进一步，NMOS晶体管Q1，Q2各自的漏极经电阻R1，R2与直流电源E相连。NMOS晶体管Q1，Q2的特性相同，电阻R1，R2的电阻值也相同。并且向NMOS晶体管Q1，Q2的各自栅极输入差动信号Nin，Pin作为3值信号(例如以太信号)，并从NMOS晶体管Q1，Q2的各个漏极得到3值输出Pout，Nout。

这里，所谓3值是指+1，0，-1，但是以太信号是在二线中向一个线输入P信号，向另一个线输入N信号，并将P信号和N信号作为一对信号而通过P，N信号的大小关系来表现3值。根据P，N信号的高电平(H)和低电平(L)的二值关系来表示3值表现。

即，在P信号比N信号大时，3值表现的信号是指+1，P信号和N信号相等时3值表现的信号是指0，P信号比N信号小时表示-1。因此，3值的+1是P信号为H电平，N信号为L电平时，3值的-1是P信号为L电平，N信号为H电平时。3值的‘0’是P，N信号都是相同强度的信号，例如P，N信号都是相同强度的H/2电平时。

输入信号Pin为H电平且Nin信号为L电平时，晶体管Q2接通，晶体管Q1截断，所以输出信号Pout为H电平，输出信号Nout为L电平，即P＞N，从而在从双向通信输入输出端子12到对方侧通信装置的2线通信线缆上输出表示3值的+1的一对H，L电平的P，N信号。

在输入信号Pin为L电平且Nin信号为H电平时，晶体管Q2截断，晶体管Q1接通，所以输出信号Pout为L电平，输出信号Nout为H电平，即P＜N，从而在从双向通信输入输出端子12到对方侧通信装置的2线通信线缆上输出表示3值的-1的一对L，H电平的P，N信号。

图2的电路在代替差动3值(+1，0，-1)方式而是差动2值(+1，-1)方式下也能够适用。在差动2值方式的情况下，相当于对于P，N信号没有P＝N的关系，即仅存在一个是H电平、另一个是L电平的信号电平关系的情形。

图3表示图1中的减法器13的结构的一例。

图3所示的减法器13包括跨导为gm的回波信号侧的第1放大器131、跨导为gm的虚拟回波信号侧的第2放大器132、用于得到P，N信号各自的输出电压的电阻R3，R4和直流电源E。将跨导gm定义为用输入电压对输出电流进行微分后得到的值。

向第1放大器131供给回波信号的差动输入电压Pin1，Nin1作为输入，向第2放大器132供给虚拟回波信号的差动输入电压Pin2，Nin2作为输入，记作+的输入电压Pin1与原样记作+的输出电压Pout的线相连，记作-的输入电压Nin1与原样记作-的输出电压Nout的线相连，记作-的输入电压Nin2与记作+的输出电压Pout的线相连，记作+的输入电压Pin2与记作-的输出电压Nout的线相连。

通过该结构，对于具有跨导gm的第1放大器131，将输入电压Pin1，Nin1变换为电流，对于具有跨导gm的第2放大器132，将输入电压Pin2，Nin2变换为电流。即，在输入电压Pin1，Nin1和输入电压Pin2，Nin2之间有1V的电压差时，可以通过输出几安培的电流差，来说明减法器13的动作。这样，与第1放大器131的输出电流和第2放大器132的输出电流之差相当的电流从电源E流过电阻R3，R4，与该电流值和电阻R3，R4的电阻值之积相当的电压作为输出电压Pout，Nout被输出。

图4表示图1中的A/D转换器14的结构的一例。这里表示了上述的差动3值的例子。在差动3值的情况下使用2个差动比较器CMP1，CMP2，但是在差动2值的情况下，差动比较器可以是1个。

差动信号Pin输入到差动比较器CMP1的同相输入端子，差动信号Nin输入到差动比较器CMP1的反相输入端子。同时，差动信号Pin输入到差动比较器CMP2的同相输入端子，差动信号Nin输入到差动比较器CMP2的反相输入端子。

2个差动比较器CMP1，CMP2各自的阈值分别为+V，-V。

差动比较器CMP1中，若输入Pin和输入Nin的差分Pin-Nin比阈值+V大，则输出DATA1为H电平，若差分Pin-Nin比阈值+V小，则输出DATA1为L电平。

差动比较器CMP2中，若输入Pin和输入Nin的差分Pin-Nin比阈值-V大，则输出DATA0为H电平，若差分Pin-Nin比阈值-V小，则输出DATA0变为L电平。通过2个差动比较器CMP1，CMP2具有这种阈值，可以将差分Pin-Nin的值分为比阈值-V小，在-V和+V之间和大于+V这样3种情形。

图5是表示图4中的输出DATA1和DATA0与3值输出之间的关系的真值表。

如图5所示，若输出DATA1，DATA0分别是H电平、H电平，则3值输出判断为H电平，若输出DATA1，DATA0分别是L电平、H电平，则3值输出判断为0，若输出DATA1，DATA0分别是L电平、L电平，则将3值输出判断为L电平。

根据该第1实施方式，通过由A/D转换器接收从减法器作为消除误差输出的回波消除输出，来吸收A/D转换器的阈值以下的消除误差，所以可以减小双向通信系统中的自身侧通信装置的回波消除误差，从而可通过简单的结构可靠地接收来自对方侧通信装置的发送信号。由此，在双向通信装置间通过同一信号线缆相互进行双向通信时，可以有效减小回波消除误差。

<第2实施方式>

图6是表示基于本发明的第2实施方式的回波消除电路10B的框图。

图6所示的第2实施方式的回波消除电路10B是在自身侧通信装置和对方侧通信装置之间通过同一信号线缆相互进行双向通信的全双工方式的双向通信装置中的回波消除电路，包括回波消除误差减小部22、双向通信输入输出端子12和减法器13。

回波消除误差减小部22由设置在减法器13的输入侧的A/D转换器和D/A转换器的组合电路构成，该A/D转换器和D/A转换器的组合电路具有对自发送信号进行A/D变换的A/D转换器16、以及将来自A/D转换器16的数字输出分为2个自发送信号路径来进行D/A变换、使得具有同一模拟信号振幅并输出的2个D/A转换器17，18。D/A转换器18还具有作为如图1所示的输出缓冲器的功能。

双向通信输入输出端子12是用于将自发送信号从自身侧通信装置发送到对方侧通信装置，或从对方侧通信装置接收对方发送信号的输入输出端子。

减法器13具有正极侧输入端子和负极侧输入端子，将自发送信号通过A/D转换器16和D/A转换器17而生成的虚拟回波信号输入到负极侧输入端子，将自发送信号通过A/D转换器16和D/A转换器18而生成的信号输入到双向通信输入输出端子12，同时将自发送信号通过A/D转换器16和D/A转换器18而生成的信号作为回波信号输入到正极侧输入端子，从输入到正极侧输入端子的回波信号中减去输入到负极侧输入端子的虚拟回波信号，并将该减法结果作为回波消除输出发送到自身侧通信装置内。另外，减法器13的结构与图3所示的结构相同。

在这种结构中，回波消除误差减小部22在通过1个A/D转换器16接收自发送信号并使其通过之后，分为2个第1和第2自发送信号路径进行送出，在第1和第2自发送信号路径分别使信号通过D/A转换器17，18，由此使得在前述减法器13的回波消除中使用的2个输入信号的振幅差减小，将送到第1自发送信号路径的自发送信号经第1D/A转换器17作为虚拟回波信号输入到减法器13的负极侧输入端子，将送到第2自发送信号路径的自发送信号经第2D/A转换器18作为回波信号输入到减法器13的正极侧输入端子。若D/A转换器17，18其特性相同，则2个输入信号没有误差地输入到减法器13的2个输入端子，所以从减法器13输出的回波消除误差为极小的值，几乎变为‘0’后输出。

根据第2实施方式，在减法器的输入侧，在由A/D转换器一次性接受自发送信号后，通过大致相同条件的2个输入路径(2个D/A转换器)作为减法器的2个输入，从而从减法器得到去除了回波消除误差后的输出，所以可以使双向通信系统中的自身侧通信装置的回波消除误差极小，从而能够通过简单的结构来可靠地接收来自对方侧通信装置的发送信号。由此，在双向通信装置间通过相同的信号线缆相互进行双向通信时，可以有效减小回波消除误差。

<第3实施方式>

图7是表示基于本发明的第3实施方式的回波消除电路的框图。

图7所示的第3实施方式的回波消除电路10C是在自身侧通信装置和对方侧通信装置之间通过同一信号线缆相互进行双向通信的全双工方式的双向通信装置中的回波消除电路，包括双向通信输入输出端子12、减法器13、图6的第2实施方式所示的回波消除误差减小部22和图1的第1实施方式所示的回波消除误差减小部21。

第1回波消除误差减小部21包括设置在减法器13的输出侧的第1A/D转换器和D/A转换器组合电路，该第1A/D转换器和D/A转换器组合电路具有输入来自减法器13的回波消除输出并用于去除其振幅误差的A/D转换器14、以及用于将A/D转换器14的数字输出恢复为模拟信号的D/A转换器17。

第2回波消除误差减小部22包括设置在减法器13的输入侧的A/D转换器和D/A转换器组合电路，该A/D转换器和D/A转换器组合电路具有对自发送信号进行A/D变换的A/D转换器16、以及将来自A/D转换器16的数字输出分成2个自发送信号路径进行D/A变换、使得具有同一模拟信号振幅并输出的2个D/A转换器17，18。

双向通信输入输出端子12将自发送信号从自身侧通信装置发送到对方侧通信装置，或从对方侧通信装置接收对方发送信号。

减法器13具有正极侧输入端子和负极侧输入端子，将自发送信号通过A/D转换器16和D/A转换器17而生成的虚拟回波信号输入到负极侧输入端子，将自发送信号通过A/D转换器16和D/A转换器18而生成的信号输入到双向通信输入输出端子12，同时将自发送信号通过A/D转换器16和D/A转换器18而生成的信号作为回波信号输入到正极侧输入端子，从输入到正极侧输入端子的回波信号中减去输入到负极侧输入端子的虚拟回波信号，并将该减法结果作为回波消除输出发送到自身侧通信装置内。

在这种结构中，第2回波消除误差减小部22使自发送信号通过1个A/D转换器16后，送到2个第1和第2自发送信号路径，并在第1和第2自发送信号路径使其分别通过D/A转换器17，18，由此使得在前述的减法器13的回波消除中使用的2个输入信号的振幅差减小，送到第1自发送信号路径的自发送信号经第1D/A转换器17作为虚拟回波信号输入到减法器13的负极侧输入端子，送到第2自发送信号路径的自发送信号经第2D/A转换器18作为回波信号输入到减法器13的正极侧输入端子。

并且，第1回波消除误差减小部21是将配置在向自身侧通信装置发送来自减法器13的回波消除输出的路径上的、振幅误差去除用的A/D转换器14与在其后级配置的模拟变换用的D/A转换器15加以组合而成的电路，将来自减法器13的回波消除输出输入到A/D转换器14，去除该A/D转换器14中设置的阈值以下的振幅误差后，经D/A转换器15输出。

根据第3实施方式，能够实现除了第2实施方式的优点之外还具有第1实施方式的优点的、回波消除误差极小的回波消除电路。

根据本发明的第1、第2、第3实施方式，能够实现在双向通信装置间通过同一信号线缆相互进行双向通信时使回波消除误差有效减小且能够大致为零的回波消除电路。

<第4实施方式>

图8是表示基于本发明的第4实施方式的回波消除电路的框图。

图8中，回波消除电路10D是在自身侧通信装置和对方侧通信装置之间通过同一信号线缆相互进行双向通信的全双工方式的双向通信系统中的回波消除电路，包括输出缓冲器11、双向通信输入输出端子12、减法器13A、包含‘0’检测(下面仅称作0检测)电路31，0检测电路32和振幅检测电路33的检测电路部31～33、DC偏移加减运算电路41和控制电路51。

双向通信输入输出端子12是用于将自发送信号从自身侧通信装置发送到对方侧通信装置，或从对方侧通信装置接收对方发送信号的输入输出端子。

减法器13A具有正极侧输入端子和负极侧输入端子，将自发送信号作为虚拟回波信号输入到负极侧输入端子(-)，将自发送信号经输出缓冲器11输入到双向通信输入输出端子12，同时作为回波信号输入到正极侧输入端子(+)，从输入到正极侧输入端子的回波信号减去输入到负极侧输入端子的虚拟回波信号，并将该减法结果作为回波消除信号发送到自身侧通信装置内。

检测电路部31～33包括对自发送信号进行0值的检测的0检测电路31、对来自减法器13A的回波消除输出进行0值的检测的0检测电路32和对来自减法器13A的回波消除输出进行振幅检测的振幅检测电路33，对自发送信号进行0值的检测，对回波消除输出进行0值的检测和振幅检测。

0检测电路31和0检测电路32由如图4所示这种A/D转换器实现，以数字方式检测‘0’。此外，振幅检测电路33以模拟方式进行振幅值的检测，但是也可由图4所示这种A/D转换器来实现。

DC偏移加减运算电路41具有对从减法器13A输出的回波消除信号中含有的DC偏移进行加减运算的功能。

控制电路51根据检测电路部31～33的检测结果，控制从减法器13A输出的回波消除输出，并进行调整，使得回波消除输出振幅成为最小，且根据检测电路部31～33的检测结果，来控制DC偏移加减运算电路41，并针对回波消除输出，将DC偏移加减运算，使其输出振幅成为最小。

这种结构中，在通过0检测电路31检测到自发送信号‘0’，通过0检测电路32检测到回波消除输出‘0’时，回波消除输出应当是无输出，但是实际上，因晶体管等的特性差异，作为回波消除输出输出了DC偏移。但是，在上述结构的回波消除电路10D中，控制电路51根据检测电路部31～33的检测结果，在检测到自发送信号为‘0’且回波消除输出为‘0’时，控制回波消除输出，对DC偏移进行加减运算，使得回波消除输出振幅成为最小，从而使DC偏移最小化。

图9表示图8中的减法器13A的结构的一例。

图9所示的减法器13A包括跨导为gm的回波信号侧的第1放大器131、跨导为gm的虚拟回波信号侧的第2放大器132、用于得到P，N信号各自的输出电压的电阻R3，R4、直流电源E和与输出电压Pout，Nout的各线相连的电流源I1，I2。通过在减法器13A的输出线部分连接电流源I1，I2，而构成利用了减法器13A的一部分的DC偏移加减运算电路。即，电流源I1，I2相当于图8的DC偏移加减运算电路41。

向第1放大器131供给回波信号的差动输入电压Pin1，Nin1作为输入，向第2放大器132供给虚拟回波信号的差动输入电压Pin2，Nin2作为输入，记作+的输入电压Pin1与原样记作+的输出电压Pout的线相连，记作-的输入电压Nin1与原样记作-的输出电压Nout的线相连，记作-的输入电压Nin2与记作+的输出电压Pout的线相连，记作+的输入电压Pin2与记作-的输出电压Nout的线相连。进一步，在输出电压Pout的线和地之间连接电流源I1，在输出电压Nout的线和地线之间连接电流源I2。

在这种结构中，对于具有跨导gm的第1放大器131，将输入电压Pin1，Nin1变换为电流，对于具有跨导gm的第2放大器132，将输入电压Pin2，Nin2变换为电流。换而言之，由于输入电压Pin1，Nin1和输入电压Pin2，Nin2之间有1V的电压差，所以可以通过输出几安培的电流差，来说明减法器13A的动作。这样，与第1放大器131的输出电流和第2放大器132的输出电流之差相当的电流从电源E流到电阻R3，R4，与该电流值和电阻R3，R4的电阻值之积相当的电压作为输出电压Pout，Nout输出。

这里，研究了在减法器13A的输出线部分存在偏移电压的情形，在不存在偏移电压的情况下，输出电压Pout，Nout之间没有差异而变为Pout＝Nout，与减法器13A的输出线连接的电流源I1，I2只要引出相同电流即可，在存在偏移电压的情况下，由于在输出电压Pout，Nout之间产生的差相当于偏移电压的大小，所以通过调节电流源I1，I2中的某一方的电流引出方式，来改变输出电压Pout，Nout之差，从而调节为，使Pout和Nout为同一电位。例如，若输出电压Pout变高，则至少控制电流源I1的电流，从Pout侧引出比Nout侧多余的电流，而使输出电压Pout降低，从而可以变为Pout＝Nout。

在进行偏移调整时，对由自身侧通信装置生成的自发送信号通过0检测电路31以数字方式检测‘0’，对从减法器13A输出的回波消除输出通过0检测电路32以数字方式检测‘0’，且在没有从对方侧通信装置向双向输入输出端子12输入的接收信号，即为‘0’的状态下，若由振幅检测电路33以模拟方式检测到电压(≠0)，则根据这些信息控制电路51判断为产生了偏移电压，从而控制DC偏移加减运算电路41对DC偏移进行加减运算，使得回波消除输出振幅成为最小，从而偏移电压成为最小。

0检测由图4所示的A/D转换器实现，以数字方式检测‘0’。这时的‘0’是指A/D转换器的数字输出为0。另外，由于振幅检测中以模拟方式进行振幅值的检测，所以意味着还可以模拟方式检测接近0的值。在振幅检测由图4所示的A/D转换器实现的情况下，理想上希望减小A/D变换的阈值而提高精度。

根据第4实施方式，在双向通信装置间通过同一信号线缆相互进行双向通信之前，可以在减小回波消除输出误差时首先消除DC偏移，结果，可以更有效减小回波消除误差。

<第5实施方式>

图10是表示基于本发明的第5实施方式的回波消除电路的框图。

图10所示的回波消除电路10E是在自身侧通信装置和对方侧通信装置之间通过同一信号线缆相互进行双向通信的全双工方式的双向通信装置中的回波消除电路，包括输出缓冲器11、双向通信输入输出端子12、减法器13B、包含0以外检测电路34、0检测电路32和振幅检测电路33的检测电路部(34，32，33)、以及控制电路51A。

双向通信输入输出端子12是用于将自发送信号从自身侧通信装置发送到对方侧通信装置，或从对方侧通信装置接收对方发送信号的输入输出端子。

减法器13B具有正极侧输入端子和负极侧输入端子以及与该正极侧输入端子和负极侧输入端子分别相连的增益可变的输入放大器，将自发送信号作为虚拟回波信号输入到负极侧输入端子(-)，将自发送信号经输出缓冲器11输入到双向通信输入输出端子12，同时作为回波信号输入到正极侧输入端子(+)，并从输入到正极侧输入端子的回波信号中减去输入到负极侧输入端子的虚拟回波信号，将该减法结果作为回波消除信号发送到自身侧通信装置内。减法器13B内的放大器具有跨导gm，该gm可改变，即通过来自控制电路51A的控制信号可改变该放大器的增益。

检测电路部(34，32，33)包括对自发送信号进行0值之外的检测的0以外检测电路34、对来自减法器13B的回波消除输出进行0值的检测的0检测电路32、以及对来自减法器13B的回波消除输出进行振幅检测的振幅检测电路33，对自发送信号进行0值之外的检测，并对回波消除输出进行0值的检测和振幅检测。

0检测电路32和0以外检测电路34由如图4所示这种A/D转换器实现，以数字方式检测‘0’。此外，振幅检测电路33以模拟方式进行振幅值的检测，但是也可由图4所示这种A/D转换器来实现。

控制电路51A根据检测电路部34，32，33的检测结果，控制输入放大器中的至少一方的增益，从而控制输入到减法器13A的回波信号和虚拟回波信号中的至少一方的信号，并进行调整，使得回波消除输出振幅成为最小，并且控制电路51A根据检测电路部31～33的检测结果，控制减法器13B的放大器，针对回波消除输出，优化放大器的输入增益，使得其输出振幅成为最小。

减法器13B可以为与图3所示的减法器13相同的结构。该情况下，在进行增益调整时，由0以外检测电路34以数字方式检测对自身侧通信装置生成的自发送信号是否是‘0’以外，即是否有自发送信号，由0检测电路32以数字方式对从减法器13B输出的回波消除输出检测‘0’，且在没有从对方侧通信装置向双向输入输出端子12输入的接收信号即为‘0’的状态下，若由振幅检测电路33以模拟方式检测到电压(≠0)，则控制电路51A根据这些信息，判断为有回波消除输出误差，并自动调整减法器13B内的放大器的增益，使得回波消除输出振幅成为最小，从而使回波消除输出振幅成为最小。

根据第5实施方式，在双向通信装置间通过同一信号线缆相互进行双向通信之前，能够在减小回波消除输出误差时，通过减法器的增益调整使回波消除输出误差成为最小，其结果可以更有效减小回波消除误差。

<第6实施方式>

图11是表示本发明的第6实施方式的回波消除电路的框图，图12是说明差动3值的阈值调整的图。

图11所示的第6实施方式的回波消除电路10F是在自身侧通信装置和对方侧通信装置之间通过同一信号线缆相互进行双向通信的全双工方式的双向通信装置中的回波消除电路，包括输出缓冲器11、双向通信输入输出端子12、减法器13、包含振幅检测电路33和0以外检测电路35的检测电路部33，35、控制电路51B和作为回波消除误差减小功能的A/D转换器14。由于A/D转换器14的输出为数字信号，所以为了作为模拟信号输出，最好在A/D转换器14的后级进一步配置D/A转换器。

双向通信输入输出端子12将自发送信号从自身侧通信装置发送到对方侧通信装置，或从对方侧通信装置接收对方发送信号。

减法器13具有正极侧输入端子和负极侧输入端子，将自发送信号通过A/D转换器16和D/A转换器17而生成的虚拟回波信号输入到负极侧输入端子，将自发送信号通过A/D转换器16和D/A转换器18而生成的信号输入到双向通信输入输出端子12，同时将自发送信号通过A/D转换器16和D/A转换器18而生成的信号作为回波信号输入到正极侧输入端子，从输入到正极侧输入端子的回波信号中减去输入到负极侧输入端子的虚拟回波信号，并将该减法结果作为回波消除信号发送到自身侧通信装置内。

检测电路部33，35包括对于来自减法器13的回波消除输出进行0值以外的检测的0以外检测电路35以及对于来自减法器13的回波消除输出进行振幅检测的振幅检测电路33，对于回波消除输出进行0值以外的检测，对于回波消除输出进行数字方式的0值以外的检测和模拟方式的振幅检测。

控制电路51B根据由0以外检测电路35检测到的回波消除输出的‘0’值以外的结果和由振幅检测电路33检测到的回波消除输出振幅的信息，在回波消除输出是‘0’值以外时，与回波消除输出振幅相匹配，来优化A/D转换器14的阈值。

需要根据回波消除输出振幅优化地设置这种A/D转换器14的阈值的原因是，例如图10的第5实施方式所示那样，通过由减法器13的放大器上设置的增益调整功能来切换增益，从而在例如图11所示的接收信号路径K中回波消除输出振幅变化时，根据该变化，来改变A/D转换器14的阈值而抑制回波消除输出振幅的变化，这样的应对是有效的调整方法。

图12是说明差动3值的情况下的A/D转换器的阈值调整的图。

图12中，实线表示差动3值的情况下的差动信号P-N的模拟信号波形。在作为自发送信号使用了差动3值的模拟信号的情况下，来自减法器13的回波消除输出也同样输出差动3值的信号，但是若差动信号P-N为例如+1V到-1V的范围，则认为3值(+1，0，-1)中的‘0’的范围最好是尽可能将+1和-1的范围三等分后得到的范围。即，如图12所示，在+1V和-1V之间取2个阈值+Vthr，-Vthr(例如±0.333V)。这是因为无论噪声携带在三等分的哪个范围中都可最好地加以对应。例如，若在+1和-1的附近取2个阈值，则在信号波形变为钝圆时，有时产生不能检测+1和-1的状況。例如在信号波形为钝的情况下，若阈值过高，在为+1的状态时，在携带了噪声时直接识别为‘0’。从这些方面来看，存在相对信号的最大值更为合适的阈值的值，最好在回波消除输出的校准的最后决定该阈值。

根据第6实施方式，在双向通信装置间通过同一信号线缆相互进行双向通信之前，在减小回波消除输出误差时，为了排除增益切换等造成的回波消除输出振幅的变化的恶劣影响和因信号劣化造成的对信号判断的恶劣影响，可以与回波消除输出振幅相匹配来优化A/D转换器的阈值，其结果，可以更有效地减小回波消除误差。

在以上描述的第4～第6实施方式中，通过分别对图14所示的现有的回波消除电路添加进行偏移加减运算所需的电路、用于进行电路的增益调整的电路、用于进行回波消除去除用A/D转换器的阈值调整的电路，从而可以有效抑制回波消除输出误差。

第1～第3实施方式中说明的回波消除电路10A～10C和第4～6的实施方式中说明的回波消除电路10D～10F相组合也很有效。由此，通过组合回波消除电路10A～10C中的某一个和回波消除电路10D～10F中的某一个，可以更加抑制回波消除误差。

已经描述了某些特定实施例，但这些实施例仅仅是通过示例来表示，这些实施例不用于限制本发明的范围。实际上，这里描述的新颖的实施例可以通过其他形式的变形来具体化，进一步，可以在不脱离本发明的精神的范围内，对这里描述的实施例的方式作出各种省略、替代和改变。附加的权利要求书及其等价物包括这种方式和变形，也落入到本发明的精神和范围之内。

Claims (16)

1.一种回波消除电路，是在自身侧通信装置和对方侧通信装置之间通过同一信号线缆相互进行双向通信的全双工方式的双向通信装置中的回波消除电路，其特征在于，包括：

双向通信输入输出端子，用于将自身侧发送信号从自身侧通信装置发送到对方侧通信装置，或接收从对方侧通信装置发送的对方侧发送信号；

减法器，具有正极侧输入端子和负极侧输入端子，将所述自身侧发送信号作为虚拟回波信号输入到所述负极侧输入端子，并将所述自身侧发送信号经输出缓冲器输入到所述双向通信输入输出端子，同时作为回波信号输入到所述正极侧输入端子，通过从输入到所述正极侧输入端子的所述回波信号减去输入到所述负极侧输入端子的所述虚拟回波信号，将该减法结果作为回波消除输出发送到所述自身侧通信装置内；以及

回波消除误差减小部，在所述减法器的输入侧或输出侧，使用A/D转换器和D/A转换器的组合电路来减小作为来自所述减法器的减法结果而产生的回波消除误差。

2.根据权利要求1所述的回波消除电路，其特征在于，

所述双向通信装置的自身侧通信装置与对方侧通信装置中使用的发送信号是3值信号、以太信号或差动信号。

3.根据权利要求1所述的回波消除电路，其特征在于，

所述回波消除误差减小部包括：A/D转换器，设置在所述减法器的输出侧，输入来自所述减法器的回波消除误差输出，用于去除其振幅误差；以及D/A转换器，用于将该A/D转换器的数字输出恢复为模拟信号。

4.根据权利要求3所述的回波消除电路，其特征在于，

所述双向通信装置的自身侧通信装置与对方侧通信装置中使用的发送信号是3值信号、以太信号或差动信号。

5.根据权利要求1所述的回波消除电路，其特征在于，

所述回波消除误差减小部包括：A/D转换器，设置在所述减法器的输入侧，对所述自身侧发送信号进行A/D变换；以及2个D/A转换器，在2个自身侧发送信号路径中分别对来自该A/D转换器的数字输出进行D/A变换，使得输出具有同一模拟振幅。

6.根据权利要求5所述的回波消除电路，其特征在于，

所述双向通信装置的自身侧通信装置与对方侧通信装置中使用的发送信号是3值信号、以太信号或差动信号。

7.根据权利要求1所述的回波消除电路，其特征在于，

所述回波消除误差减小部包括：

设置在所述减法器的输出侧的第1A/D转换器和D/A转换器组合电路，该第1A/D转换器和D/A转换器组合电路具有输入来自所述减法器的回波消除误差输出并用于去除其振幅误差的A/D转换器和用于将该A/D转换器的数字输出恢复为模拟信号的D/A转换器；

设置在所述减法器的输入侧的第2A/D转换器和D/A转换器组合电路，该第2A/D转换器和D/A转换器组合电路具有对所述自身侧发送信号进行A/D变换的A/D转换器和在2个自身侧发送信号路径中分别对来自该A/D转换器的数字输出进行D/A变换而使输出具有同一模拟振幅的2个D/A转换器。

8.根据权利要求7所述的回波消除电路，其特征在于，

所述双向通信装置的自身侧通信装置和对方侧通信装置中使用的发送信号是3值信号、以太信号或差动信号。

9.一种回波消除电路，是在自身侧通信装置和对方侧通信装置之间通过同一信号线缆相互进行双向通信的全双工方式的双向通信装置中的回波消除电路，其特征在于，包括：

双向通信输入输出端子，用于将自身侧发送信号从自身侧通信装置发送到对方侧通信装置，或接收从对方侧通信装置发送的对方侧发送信号；

减法器，具有正极侧输入端子和负极侧输入端子，并将所述自身侧发送信号作为虚拟回波信号输入到所述负极侧输入端子，将所述自身侧发送信号经输出缓冲器输入到所述双向通信输入输出端子，同时作为回波信号输入到所述正极侧输入端子，通过从输入到所述正极侧输入端子的所述回波信号中减去输入到所述负极侧输入端子的所述虚拟回波信号，将该减法结果作为回波消除输出发送到所述自身侧通信装置内；

检测电路部，对于所述自身侧发送信号进行0值的检测、0值以外的检测或不进行0值的检测中的某个，对所述回波消除输出进行0值的检测或0值以外的检测中的某个以及振幅检测；以及

控制电路，根据所述检测电路部的检测结果，控制输入到所述减法器的回波信号和虚拟回波信号中的至少一方的信号、或从所述减法器输出的所述回波消除输出，进行调整来优化回波消除输出振幅或制约该输出振幅的值。

10.根据权利要求9所述的回波消除电路，其特征在于，

还具有DC偏移加减运算电路，所述DC偏移加减运算电路对所述回波消除输出中表现的DC偏移进行加减运算；

所述检测电路部对所述自身侧发送信号进行0值的检测，对所述回波消除输出进行0值的检测和振幅检测；

所述控制电路在根据所述检测电路部的检测结果判断为有DC偏移时，控制所述DC偏移加减运算电路，针对所述回波消除输出，对DC偏移进行加减运算，使得其输出振幅成为最小。

11.根据权利要求10所述的回波消除电路，其特征在于，

还具有增益可变的放大器，所述增益可变的放大器分别放大输入到所述减法器的回波信号和虚拟回波信号；

所述检测电路部对所述自身侧发送信号进行0值以外的检测，对所述回波消除输出进行0值的检测和振幅检测；

所述控制电路根据所述检测电路部的检测结果，对输入到所述减法器的回波信号和虚拟回波信号中的至少一方的信号，调整所述放大器的输入增益，使得回波消除输出振幅成为最小。

12.根据权利要求11所述的回波消除电路，其特征在于，

还具有去除振幅误差用A/D转换器，该去除振幅误差用A/D转换器设置在所述回波消除输出的路径上配置的所述检测电路部的后级；

所述检测电路部对所述自身侧发送信号不特别进行值的检测，对所述回波消除输出进行0值以外的检测和振幅检测；

所述控制电路在根据所述检测电路部的检测结果，判断为所述回波消除输出是0值以外时，与回波消除输出振幅相匹配地优化所述A/D转换器的阈值。

13.根据权利要求9所述的回波消除电路，其特征在于，

还具有增益可变的放大器，所述增益可变的放大器分别放大输入到所述减法器的回波信号和虚拟回波信号；

所述检测电路部对所述自身侧发送信号进行0值以外的检测，对所述回波消除输出进行0值的检测和振幅检测；

所述控制电路根据所述检测电路部的检测结果，对输入到所述减法器的回波信号和虚拟回波信号中的至少一方的信号，调整所述放大器的输入增益，使得回波消除输出振幅成为最小。

14.根据权利要求13所述的回波消除电路，其特征在于，

还具有振幅误差去除用A/D转换器，该振幅误差去除用A/D转换器设置在所述回波消除输出的路径上配置的所述检测电路部的后级；

所述检测电路部对所述自身侧发送信号不特别进行值的检测，对所述回波消除输出进行0值以外的检测和振幅检测；

所述控制电路根据所述检测电路部的检测结果，在所述回波消除输出是0值以外时，与回波消除输出振幅相匹配地优化所述A/D转换器的阈值。

15.根据权利要求9所述的回波消除电路，其特征在于，

还具有去除振幅误差用A/D转换器，所述去除振幅误差用A/D转换器设置在所述回波消除输出的路径上配置的所述检测电路部的后级；

所述检测电路部对所述自身侧发送信号不特别进行值的检测，对所述回波消除输出进行0值以外的检测和振幅检测；

所述控制电路根据所述检测电路部的检测结果，在所述回波消除输出是0值以外时，与回波消除输出振幅相匹配地优化所述A/D转换器的阈值。

16.根据权利要求9所述的回波消除电路，其特征在于，

还具有：

DC偏移加减运算电路，对在所述回波消除输出中表现的DC偏移进行加减运算；

增益可变的放大器，分别放大输入到所述减法器的回波信号和虚拟回波信号；以及

去除振幅误差用A/D转换器，设置在所述回波消除输出的路径上配置的所述检测电路部的后级；

所述控制电路根据所述检测电路部的检测结果，

控制所述DC偏移加减运算电路，针对所述回波消除输出，对DC偏移进行加减运算，使得其输出振幅成为最小；

对输入到所述减法器的回波信号和虚拟回波信号中的至少一方的信号，调整所述放大器的输入增益，使得回波消除输出振幅成为最小；

与从所述减法器输出的回波消除输出的振幅相匹配地优化所述A/D转换器的阈值。

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