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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Kommunikationssystem, ein Signalübertragungsverfahren und eine Klimaanlage.
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Hintergrund zum Stand der Technik
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Optokoppler werden für Kommunikationsschaltungen zum Senden und Empfangen von Signalen zwischen einer Außeneinheit einer Klimaanlage und einer Inneneinheit derselben angewendet. Die Optokoppler werden zur elektrischen Isolierung zwischen der Außeneinheit und der Inneneinheit eingesetzt. Ein solcher Optokoppler enthält eine lichtemittierende Diode und einen Fototransistor, und wird zur Impulssignalübertragung eingesetzt.
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Fototransistoren benötigen aufgrund eines Spiegeleffekts eine längere Umschaltzeit von einem AN-Zustand in einen AUS-Zustand als eine Umschaltzeit vom AUS-Zustand in den AN-Zustand. Zur Vereinfachung des Verständnisses wird von einem Optokoppler ausgegangen, in welchem ein Eingang eines Signals eines hohen Pegels bewirkt, dass die lichtemittierende Diode Licht emittiert, und dann der Fototransistor angeschaltet wird, was eine Ausgabe eines Signals eines hohen Pegels zur Folge hat. Wenn ein Impulspaar mit einem Tastverhältnis von 50% in diesen Fotokoppler eingegeben wird, erhöht sich eine positive Impulsbreite des von diesem Optokoppler auszugebenden Impulspaars, und eine negative Impulsbreite wird dementsprechend reduziert. Somit weist das ausgegebene Impulspaar ein Tastverhältnis auf, das größer ist als 50%. Die Verwendung des Optokopplers verursacht somit eine Verzerrung der Wellenform des übertragenen Signals und verursacht auch eine Veränderung des Tastverhältnisses desselben. Die kleinere Impulsbreite erhöht die Änderungsrate der Impulsbreite.
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Wenn die Kommunikationsgeschwindigkeit zwischen der Außeneinheit und der Inneneinheit gering ist, ist die ausgegebene Wellenform des Optokopplers mit der eingegebenen Wellenform inkonsistent, allerdings beeinträchtigt diese Inkonsistenz nicht die Übertragung von Informationen. Die höhere Kommunikationsgeschwindigkeit erhöht aber die Verzerrung des zu übertragenden Impulses, wodurch letztendlich ein Übertragungsfehler verursacht wird. Daher ist die Übertragungsgeschwindigkeit begrenzt.
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Zudem variiert die Umschaltzeit des Fototransistors in Abhängigkeit von den jeweiligen Unterschieden des Optokopplers zum Zeitpunkt der Herstellung, einer Veränderung der Umgebungsbedingungen, wie einer Umgebungstemperatur, alterungsprozessbedingter Verschlechterung oder dergleichen. Daher unterscheiden sich die Ansprechgeschwindigkeiten der Optokoppler. Außerdem ist das einheitliche Voraussagen und Bewerkstelligen einer Änderung der Impulsbreite, die sich aus einem Optokoppler ergibt, schwierig.
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Außerdem weist eine Kommunikationsleitung zum Übertragen von Signalen eine Streukapazität auf. Diese Streukapazität verursacht eine Verzögerung beim Übertragen von Signalen und verursacht eine Verzerrung ihrer Wellenform.
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Des Weiteren erhöht sich die durch die Streukapazität induzierte Spannung, wenn die Kommunikationsleitung so eingestellt wird, dass sie in einem offenen Zustand (Zustand hoher Impedanz) ist. Der Effekt dieser induzierten Spannung beschränkt die Beschleunigung der Kommunikation.
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Patentliteratur 1 offenbart eine Technik zum Steuern einer Kommunikationsleitung, die in einem konstant niedrigen Impedanzzustand zu halten ist, um eine durch die indizierte Spannung verursachte nachteilige Wirkung zu mindern.
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Patentliteratur 2 beschreibt eine bidirektionale Schnittstelle, die einen Sendezweig zur Aussendung von Signalen über einen Bus sowie einen Empfangszweig zum Empfangen von Signalen von dem Bus aufweist. Der Empfangszweig ist mit dem Sendezweig derart verbunden, dass ein von dem Sendezweig ausgesendetes Signal über den Empfangszweig mitlesbar ist. Darüber hinaus ist eine Steuereinheit vorgesehen, die über den Sendezweig ausgesendete Signale über den Empfangszweig mitliest. Die Steuereinheit ist dazu ausgelegt, abhängig vom Ergebnis der Auswertung Parameter des Sendezweigs einzustellen.
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Liste der zitierten Schriften
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Patentliteratur
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- Patentliteratur 1: Ungeprüfte Japanische Patentanmeldung Kokai Veröffentlichungsnummer 2003-148789
- Patentliteratur 2: WO 2006 / 010 416 A2
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Zusammenfassung der Erfindung
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Technisches Problem
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Die in Patentliteratur 1 offenbarte Struktur kann eine Verzerrung einer Signalwellenform (Veränderung der Impulsbreite), die sich aus dem Ansprechverhalten des Optokopplers ergibt, nicht unterdrücken, wodurch eine Hochgeschwindigkeitskommunikation schwer erzielbar ist.
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Die vorliegende Offenbarung wurde im Hinblick auf die vorgenannten Umstände realisiert, und eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung besteht darin, eine Hochgeschwindigkeitskommunikation zwischen Kommunikationseinrichtungen zu ermöglichen, die zum Beispiel über eine Außeneinheit einer Klimaanlage oder einer Inneneinheit derselben miteinander kommunizieren können.
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Lösung der Aufgabe
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Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch die Gegenstände der Ansprüche 1, 10 und 11 gelöst. Zur Lösung der vorstehenden Aufgabe stellt die vorliegende Offenbarung ein Kommunikationssystem zur wechselseitigen Kommunikation zwischen einer ersten Kommunikationseinrichtung und einer zweiten Kommunikationseinrichtung bereit. Die erste Kommunikationseinrichtung enthält eine Sendeschaltung, die ausgelegt ist, um ein an die zweite Kommunikationseinrichtung zu übertragendes Impulssignal auszugeben. Die zweite Kommunikationseinrichtung enthält eine Empfangsschaltung, die ausgelegt ist, um das von der ersten Kommunikationseinrichtung gesendete Impulssignal zu empfangen. Zudem enthält die Kommunikationseinrichtung zumindest einen Optokoppler, der ausgelegt ist, um das von der Sendeschaltung ausgegebene Impulssignal an die Sendeschaltung zu übertragen. Die Sendeschaltung ist ausgelegt, um das Impulssignal mit einer ersten Polarität und einer Impulsbreite, die korrigiert ist, so dass sie um eine vordefinierte Korrekturzeit kürzer ist als eine vordefinierte Referenzimpulsbreite des Impulssignals, zu senden.
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Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
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Gemäß der vorliegenden Offenbarung ermöglicht das Senden eines Impulssignals mit einer korrigierten Impulsbreite eine Hochgeschwindigkeitskommunikation zwischen Kommunikationseinrichtungen, die miteinander kommunizieren können, wie eine Außeneinheit einer Klimaanlage oder eine Inneneinheit derselben.
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Figurenliste
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- 1 ist ein Schaubild zum Darstellen einer Struktur eines Klimatisierungssystems gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
- 2 ist ein Schaubild zum Darstellen einer schematischen Struktur einer Kommunikationsschaltung für eine Inneneinheit und eine Außeneinheit;
- 3 ist ein Schaubild zum Darstellen einer Schaltstruktur eines Kommunikationskanals;
- 4 ist ein Schaubild zum Erläutern, wie die Impulswellenform sich in Entsprechung mit dem Ansprechverhalten eines Optokopplers verändert;
- 5A ist ein Flussdiagramm zum Darstellen eines Hochgeschwindigkeitskommunikationsmoduseinstellungsprozesses, der durch die Außeneinheit ausgeführt wird;
- 5B ist ein Flussdiagramm zum Darstellen eines Hochgeschwindigkeitskommunikationsmoduseinstellungsprozesses, der durch die Inneneinheit ausgeführt wird;
- 6A ist ein Schaubild zum Darstellen von in einem Speicher der Inneneinheit gespeicherten Informationen;
- 6B ist ein Diagramm zum Darstellen von in einem Speicher der Außeneinheit gespeicherten Informationen;
- 7A ist ein Diagramm zum Erläutern der Berechnung eines Korrekturkoeffizienten, der zur Korrektur einer Signalwellenform eingesetzt wird;
- 7B ist ein Diagramm zum Erläutern der Korrektur der Signalwellenform; und
- 8 ist ein Diagramm zum Darstellen, wie der Hochgeschwindigkeitskommunikationsmoduseinstellungsprozess durchgeführt wird, wenn mehrere Inneneinheiten vorhanden sind.
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Beschreibung von Ausführungsformen
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Ein Klimatisierungssystem gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert.
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Erste Ausführungsform
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1 zeigt eine Struktur eines Klimatisierungssystems 1000 gemäß einer ersten Ausführungsform. Das Klimatisierungssystem 1000 enthält eine Klimaanlage 100, die einen Kühlbetrieb, einen Heizbetrieb und dergleichen durchführt, um die Innenlufttemperatur und Feuchtigkeit zu regulieren. Die Klimaanlage 100 enthält eine Inneneinheit 110, die sich Drinnen befindet, eine Außeneinheit 120, die sich im Freien befindet, und eine Fernsteuerung 130 für einen Benutzer, um der Inneneinheit 110 eine betriebsbezogene Anweisung bereitzustellen.
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Die Inneneinheit 110 und die Außeneinheit 120 sind über ein Paar Verbindungskabel 141 und 142 miteinander verbunden und senden und empfangen Steuersignale von bzw. zu einander. Das Steuersignal enthält Informationssignale, wie eine betriebsbezogene Anweisung (Befehl) und verschiedene Parameter. Das Steuersignal ist ein Digitalsignal, das eine impulsförmige Spannungswellenform aufweist.
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Die Stromversorgung 111 wird über eine Stromleitung 201 mit Strom versorgt. Die Stromversorgung 111 wandelt zugeführten Wechselstrom in Gleichstrom um, und führt jeder Komponente der Inneneinheit 110 den Gleichstrom zu.
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Eine Klimatisierungseinheit 112 der Inneneinheit 110 enthält einen nicht dargestellten Wärmetauscher (Verdampfer), ein Gebläse und dergleichen. Die Klimatisierungseinheit 112 führt verschiedene nachfolgend erläuterte Betriebe in Verbindung mit einer Klimatisierungseinheit 122 der Außeneinheit 120 durch, um die Lufttemperatur und Feuchtigkeit eines Innenraums, in welchem die Inneneinheit 110 installiert ist, zu regulieren.
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Die Klimatisierungseinheit 112 ist über eine Kältemittelrohrleitung 150 mit der Klimatisierungseinheit 122 der nachfolgend beschriebenen Außeneinheit 120 verbunden. Kältemittel strömt über die Kältemittelrohrleitung 150, die eingesetzt wird, um die Lufttemperatur und Feuchtigkeit zu regulieren.
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Eine Steuerung 113 ist ein Mikroprozessor und enthält zum Beispiel einen Prozessor 113a zum Steuern jeder Komponente der Inneneinheit 110, einen Speicher 113b zum Speichern verschiedener Programme und Daten, und eine Kommunikationsschaltung 113c zur Kommunikation mit der Außeneinheit 120. Der Prozessor 113a führt das im Speicher 113b gespeicherte Programm aus und steuert jede Komponente der Inneneinheit 110. Zum Beispiel beim Empfang einer Anweisung, um die Klimatisierungsleistung zu verringern, vom Benutzer über die Fernsteuerung 130, senkt der Prozessor 113a das Volumen der eingeblasenen Luft. Zudem speichert der Speicher 113b Parameter (Definitionsinformationen) für eine Impulsbreite für einen nachfolgend erläuterten Impulskorrekturprozess.
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Die Kommunikationseinheit 113c ist mit einer Kommunikationsschaltung 123c der nachfolgend erläuterten Außeneinheit 120 über das Paar von Verbindungskabeln 141 und 142 verbunden. Die Kommunikationsschaltung 113c verschlüsselt ein vom Prozessor 113a zugeführtes Signal, und sendet ein Basisbandsignal an die Kommunikationsschaltung 123c der Außeneinheit 120. Weiterhin empfängt die Kommunikationsschaltung 113c von der Kommunikationsschaltung 123c ein Basisbandsignal, entschlüsselt das Basisbandsignal und gibt das entschlüsselte Signal an den Prozessor 113a aus.
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Weiterhin enthält die Inneneinheit 110 einen Betriebssignalempfänger 114 zum Empfangen eines von der Fernsteuerung 130 gesendeten Betriebssignals. Das Betriebssignal enthält Informationen, die eine Benutzeranweisung für die Klimaanlage 100 im Hinblick auf deren Betrieb anzeigen. Der Betriebssignalempfänger 114 gibt das von der Fernsteuerung 130 empfange Betriebssignal an die Steuerung 113 aus. Wenn das Betriebssignal als ein Infrarotsignal gesendet wird, enthält der Betriebssignalempfänger 114 einen Infrarotsignalempfänger.
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Anschließend wird eine Struktur der Außeneinheit 120 erläutert. Eine Stromversorgung 121 der Außeneinheit 120 ist mit einer Stromleitung 202 verbunden, und der Strom wird der Stromversorgung 121 über die Stromleitung 202 zugeführt. Die Stromversorgung 121 wandelt den zugeführten Wechselstrom über die Stromleitung 202 in Gleichstrom um, und führt den Gleichstrom jeder Komponente der Außeneinheit 120 zu.
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Die Klimatisierungseinheit 122 der Außeneinheit 120 enthält einen nicht dargestellten Verdichter, Wärmetauscher (Kondensator), Expansionsventil und dergleichen, und führt verschiedene Betriebe in Verbindung mit der Klimatisierungseinheit 112 der Inneneinheit 110 durch, um die Lufttemperatur und Feuchtigkeit eines Innenraums zu regulieren, in welchem die Inneneinheit 110 installiert ist.
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Eine Steuerung 123 ist ein Mikroprozessor und enthält zum Beispiel einen Prozessor 123a zum Steuern jeder Komponente der Außeneinheit 120, einen Speicher 123b zum Speichern verschiedener Programme und Daten, und eine Kommunikationsschaltung 123c zur Kommunikation mit der Inneneinheit 110. Der Prozessor 123a führt das im Speicher 123b gespeicherte Programm aus, und steuert jede Komponente der Außeneinheit 120. Zudem speichert der Speicher 123b Parameter (Definitionsinformationen) für eine Impulsbreite für den nachfolgend erläuterten Impulsbreitenkorrekturprozess.
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Die Kommunikationsschaltung 123c ist mit der nachfolgend erläuterten Kommunikationsschaltung 113c der Inneneinheit 110 über das Paar von Verbindungskabeln 141 und 142 verbunden. Die Kommunikationsschaltung 123c verschlüsselt das vom Prozessor 123a zugeführte Signal und sendet das Basisbandsignal an die Kommunikationsschaltung 113c der Inneneinheit 110. Des Weiteren empfängt die Kommunikationsschaltung 113c das Basisbandsignal von der Kommunikationsschaltung 113c, verschlüsselt das empfangene Basisbandsignal und gibt das entschlüsselte Signal an den Prozessor 123a aus.
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Ein Betriebsteil 131 der Fernsteuerung 130 enthält Knöpfe und gibt Informationen aus, die die Benutzeroperation einem Betriebssignalsender 132 anzeigen. Der Betriebssignalsender 132 gibt auf Grundlage der vom Betriebsteil 131 zugeführten Informationen das Betriebssignal an den Betriebssignalempfänger 114 der Inneneinheit 110 aus. Ein vom Betriebssignalsender 132 ausgegebenes Betriebssignal ist zum Beispiel ein Infrarotsignal.
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Anschließend wird ein Kommunikationskanal zwischen der Inneneinheit 100 und der Außeneinheit 120 erläutert. Wie in 2 dargestellt, sind die Kommunikationsschaltung 113c der Inneneinheit 110 und die Kommunikationsschaltung 123c der Außeneinheit 120 über das Paar von Verbindungskabeln 141 und 142 miteinander verbunden.
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Die Kommunikationsschaltung 113c enthält eine Sendeschaltung 1130 und eine Empfangsschaltung 1131. Die Kommunikationsschaltung 123c enthält eine Sendeschaltung 1230 und eine Empfangsschaltung 1231. Das Verbindungskabel 141 weist ein Ende auf, das mit der Sendeschaltung 1130 der Kommunikationsschaltung 113c verbunden ist, und weist ein anderes Ende auf, das mit der Empfangsschaltung 1231 der Kommunikationsschaltung 123c verbunden ist. Das Verbindungskabel 142 weist ein Ende auf, das mit der Sendeschaltung 1230 der Kommunikationsschaltung 123c verbunden ist, und weist ein anderes Ende auf, das mit der Empfangsschaltung 1131 der Kommunikationsschaltung 113c verbunden ist.
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Das Verbindungskabel 141 ist ein Kabel, um das Steuersignal von der Inneneinheit 110 an die Außeneinheit 120 zu senden, während das Verbindungskabel 142 ein Kabel ist, um das Steuersignal von der Außeneinheit 120 an die Inneneinheit 110 zu senden. Die Verbindungskabel 141 und 142 sind jeweils ein zweiadriges Kabel, das zwei Signalleitungen aufweist.
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Die Sendeschaltung 1130 stellt eine Signalleitung (Masseleitung 141b) des verbundenen Verbindungskabels 141 so ein, dass sie auf Massepotential liegt, und ändert die an die andere Signalleitung (Signalleitung 141a) derselben angelegte Spannung, um die Impulsspannungswellenform zu senden. In der gleichen Weise stellt die Sendeschaltung 1230 eine Signalleitung (Masseleitung 142b) des verbundenen Verbindungskabels 142 so ein, das sie auf Massepotential liegt, und ändert die an die andere Signalleitung angelegte Spannung (Signalleitung 142a) derselben, so dass die Impulssignalspannungswellenform gesendet wird. Zudem detektiert die Empfangsschaltung 1131 eine Potentialdifferenz zwischen den zwei Signalleitungen (Signalleitung 142a und Masseleitung 142b), die das verbundene Verbindungskabel 142 bilden, um die Impulsspannungswellenform zu empfangen. In ähnlicher Weise detektiert die Empfangsschaltung 1231 eine Potentialdifferenz zwischen den zwei Signalleitungen (Signalleitung 141a und Masseleitung 141b), die die verbundene Verbindungsleitung 141 bilden, um die Impulsspannungswellenform zu empfangen.
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Wenn die Inneneinheit 110 das Steuersignal an die Außeneinheit 120 sendet, assoziiert der Prozessor 113a der Inneneinheit 110 einen Binärwert, der die zu sendenden Informationen anzeigt (Befehl, Parameter und dergleichen) mit dem hohen Pegel oder niedrigen Pegel der Impulsspannungswellenform und bewirkt, dass die Sendeschaltung 1130 die Impulsspannungswellenform ausgibt. Wenn die Außeneinheit 120 das Steuersignal von der Inneneinheit 110 empfängt, empfängt die Empfangseinheit 1231 die Impulsspannungswellenform auf Grundlage der Potentialdifferenz zwischen den zwei Signalleitungen des Verbindungskabels 141, und gibt die empfangene Impulsspannungswellenform an den Prozessor 123a aus. Somit führt der Prozessor 123a eine Bestimmung für das Steuersignal (Befehl, Parameter und dergleichen) durch, das durch die von der Empfangsschaltung 1231 ausgegebene Impulsspannungswellenform repräsentiert ist.
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3 zeigt eine Schaltungsstruktur eines Kommunikationskanals zwischen der Inneneinheit 110 und der Außeneinheit 120. Um die Außeneinheit und die Inneneinheit elektrisch voneinander zu isolieren, sind Optokoppler Ph1, Ph2 an beiden Enden von jedem der Verbindungskabel 141 und 142 bereitgestellt. Die folgende Beschreibung erfolgt unter der Annahme, dass wenn ein in den Optokoppler eingegebenes Signal einen hohen Pegel aufweist, der Optokoppler ein Signal mit hohem Pegel ausgibt.
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Der Ausgabeanschluss der Sendeschaltung 1130 ist mit einem Eingangsanschluss A0 des Optokopplers Ph1 an der sendenden Seite über einen Puffer BUFFO und einen Strombegrenzungswiderstand R0 verbunden. Das von der Sendeschaltung 1130 ausgegebene Impulssignal wird in eine lichtemittierende Diode D0, welche ein lichtemittierendes Element des Optokopplers Ph1 ist, über den Puffer BUFFO und den Strombegrenzungswiderstand R0 eingegeben. Wenn eine an die Anode der lichtemittierenden Diode D0 angelegte Spannung Vin einen Schwellenwert überschreitet, strömt ein Vorwärtsstrom durch die lichtemittierende Diode D0, und Licht wird somit emittiert.
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Eine Referenzspannung Vc0 wird an den Kollektor eines Fototransistors Tr0 über einen Pullup-Widerstand Rp0 angelegt, und der Emitter desselben wird geerdet. Zudem ist ein Ausgangsanschluss B0 mit dem Kollektor des Fototransistors Tr0 verbunden. Der Ausgangsanschluss B0 ist mit einem Ende der Signalleitung 141a des Verbindungskabels 141 verbunden. Der Fototransistor Tr0 wird angeschaltet, wenn von der lichtemittierenden Diode D0 emittiertes Licht empfangen wird. Der Spannungswert des Ausgangsanschlusses B0 verändert sich beim Umschalten des AN/AUS-Zustands des Fototransistors Tr0. Auf diese Weise überträgt der Optokoppler Ph1 das ausgegebene Impulssignal der Sendeschaltung 1130 an die Signalleitung 141a.
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Das andere Ende der Signalleitung 141a ist mit einem Eingangsanschluss A1 des Optokopplers Ph2 verbunden. Das über die Signalleitung 141a übertragene Signal wird über einen Strombegrenzungswiderstand R1 in eine lichtemittierende Diode D1 eingegeben, welche ein lichtemittierendes Element des Optokopplers Ph2 ist. Wenn die an die Anode der lichtemittierenden Diode D1 angelegt Spannung Vin einen Schwellenwert überschreitet, strömt ein Vorwärtsstrom durch die lichtemittierende Diode D1 und Licht wird somit emittiert.
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Eine Referenzspannung Vc1 wird an den Kollektor eines Fototransistors Tr1 über einen Pullup-Widerstand Rp1 angelegt, und der Emitter desselben wird geerdet. Zudem ist der Kollektor des Fototransistors Tr1 mit einem Ausgangsanschluss B1 verbunden. Der Ausgangsanschluss B1 ist mit dem Eingangsanschluss der Empfangsschaltung 1231 über einen Puffer BUFF11 verbunden. Der Fototransistor Tr1 wird angeschaltet, wenn von der lichtemittierenden Diode D1 emittiertes Licht empfangen wird, und sich der Spannungswert des Ausgangsanschlusses B1 verändert. Auf diese Weise überträgt der Optokoppler Ph1 das Ausgangsimpulssignal durch den Fotokoppler Ph0 an die Empfangsschaltung 1231.
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Wenn das Signal von der Inneneinheit 110 gesendet wird und die Außeneinheit 120 das Signal empfängt, wird das Signal in der in 3 gezeigten Schaltung wie folgt übertragen. In der folgenden Erläuterung ist der Wert „1“ im Binärwert dem hohen Pegel für die Impulsspannungswellenform zugeordnet, und der Wert „0“ dem niedrigen Pegel für dieselbe zugeordnet. Hierbei wird ein beispielhafter Fall erläutert, in welchem die Inneneinheit 110 (Prozessor 113a) Binärwerte „10“ ausgibt.
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Der Prozessor 113a bewirkt, dass die Sendeschaltung 1130 ein Spannungssignal hohen Pegels ausgibt (positive Impulse). Das Spannungssignal hohen Pegels wird in die lichtemittierende Diode D0 über den Puffer BUFFO und den Strombegrenzungswiderstand R0 eingegeben. Die Vorwärtsspannung wird dadurch an die Anode der lichtemittierenden Diode DF0 angelegt.
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Wenn die an die Anode der lichtemittierenden Diode D0 angelegte Vorwärtsspannung den Schwellenwert überschreitet, ist die lichtemittierende Diode D0 leitend und emittiert Licht. Der Fototransistor Tr0 schaltet an, wenn von der lichtemittierenden Diode D0 emittiertes Licht empfangen wird. Somit strömt der Strom vom Kollektor des Fototransistors Tr0 zum Emitter desselben, und die Kollektorspannung des Fototransistors verringert sind. Dann wird das Spannungssignal niedrigen Pegels vom Ausgangsanschluss B0 ausgegeben. Das Spannungssignal wird an der empfangenden Seite über die Signalleitung 141a in den Optokoppler Ph2 eingegeben.
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Somit wird das Spannungssignal niedrigen Pegels in den Eingangsanschluss A1 des Optokopplers Ph2 an der empfangenden Seite eingegeben, und die Vorwärtssperrspannung an die Anode der lichtemittierenden Diode D1 angelegt. Dementsprechend ist die lichtemittierende Diode D1 nicht leitend, und der Transistor Tr1 schaltet aus, da dieser kein Licht empfängt. Zu dieser Zeit ist die Kollektorspannung des Fototransistors Tr1 gleich der Referenzspannung Vc1, und das Spannungssignal hohen Pegels wird vom Ausganganschluss B1 ausgegeben. Dieses Spannungssignal wird in die Empfangsschaltung 1231 über den Puffer BUFF1 eingegeben. Die Empfangsschaltung 1231 wendet für dieses Spannungssignal eine geeignete Verarbeitung an, und gibt das Signal an den Prozessor 123a aus. Da das von der Empfangsschaltung 1231 ausgegebene Spannungssignal das Spannungssignal hohen Pegels ist (positiver Impuls), bestimmt der Prozessor 123a, dass die empfangenen Daten „1“ sind.
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Anschließend veranlasst der Prozessor 113a die Sendeschaltung 1130, das Spannungssignal niedrigen Pegels auszugeben (negativer Impulse). Dieses Spannungssignal niedrigen Pegels wird in die lichtemittierende Diode über den Puffer BUFFO und den Strombegrenzungswiderstand R0 eingegeben. Somit wird die Sperrspannung an die Anode der lichtemittierenden Diode D0 angelegt. Dementsprechend ist die lichtemittierende Diode D0 nicht leitend und der Fototransistor Tr0 schaltet aus, da er kein Licht empfängt. Zu dieser Zeit ist die Kollektorspannung des Fototransistors Tr0 gleich der Referenzspannung Vc0, und das Spannungssignal hohen Pegels wird vom Ausgangsanschluss B0 ausgegeben. Dieses Spannungssignal wird an den Optokoppler Ph2 an der empfangenden Seite über die Signalleitung 141a ausgegeben.
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Somit wird das Spannungssignal hohen Pegels an den Eingangsanschluss A1 des Optokopplers Ph2 an der empfangenden Seite eingegeben, und die Sperrspannung an die Anode der lichtemittierenden Diode D1 angelegt. Wenn die an die Anode der lichtemittierenden Diode D1 angelegte Sperrspannung den Schwellenwert überschreitet, emittiert die lichtemittierende Diode D1 Licht, und der Fototransistor Tr1 schaltet an. Somit strömt Strom vom Kollektor an den Emitter und die Kollektorspannung verringert sich, und das Spannungssignal niedrigen Pegels wird vom Ausgangsanschluss B1 ausgegeben. Dieses Spannungssignal wird in die Empfangsschaltung 1231 über den Puffer BUFF1 eingegeben. Die Empfangsschaltung 1231 verwendet für dieses Spannungssignal eine geeignete Verarbeitung und gibt das Signal an den Prozessor 123a aus. Da das Ausgangsspannungssignal der Empfangsschaltung 1231 das Spannungssignal niedrigen Pegels ist (negativer Impuls), bestimmt der Prozessor 123a, dass die empfangenen Daten „0“ sind. Es wird angemerkt, dass die an beiden Enden des Verbindungskabels 142, der Sendeschaltung 1230 und der Empfangsschaltung 1131 bereitgestellten Optokoppler in ähnlicher Weise betrieben werden, wie vorstehend erläutert ist.
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Die Optokoppler sind an beiden Enden der Verbindungskabel 141 und 142 bereitgestellt und es ist ein Tatsache bekannt, dass die Verwendung der Optokoppler eine Verzerrung der zu übertragenden Wellenform verursacht. Die höhere Kommunikationsgeschwindigkeit erhöht die Verzerrung der Wellenform, welche einen Übertragungsfehler verursachen kann. Die durch den Optokoppler verursachte Verzerrung der Wellenform, welche eine Ursache der Begrenzung der Beschleunigung der Kommunikation ist, wird nachfolgend erläutert.
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4 zeigt, wie die vom Optokoppler übertragene Wellenform eine Verzerrung verursacht. In 4 zeigt eine Tabelle (1) eine Wellenform (Sendeschaltungausgangswellenform), die von der Sendeschaltung 1130 (oder der Sendeschaltung 1230) wie in 3 dargestellt ausgegeben wird. In 4 zeigt eine Tabelle (2) eine Wellenform (Optokopplerausgangswellenform), die vom Ausgangsanschluss B1 des Optokopplers Ph2 an der empfangenden Seite wie in 3 gezeigt ausgegeben wird.
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Wie in der Tabelle in 4 dargestellt, sind eine positive Impulsdauer (AN-Periode) t_on1 und eine negative Impulsdauer (AUS-Periode) t_off1 der Sendeschaltungswellenform gleich, und das Verhältnis zwischen der AN-Periode und der AUS-Periode ist 1:1. Diese Wellenform wird von den Optokopplern Ph1 und Ph2 übertragen, und wird vom Optokoppler Ph2 ausgegeben. Wie in der Tabelle (2) gemäß 4 dargestellt, weist die Optokopplerausgangswellenform Impulse mit graduell geneigt abfallenden Flanken auf. Somit wird in der wie in Tabelle (3) gemäß 5 dargestellt geformten Wellenform die AN-Periode t_on2 des Impulses länger als die AUS-Periode t_off2. In dem in der Tabelle (3) gemäß 4 gezeigten Beispiel ist eine AN-Periode t_on2 der geformten Wellenform die Summe der AN-Periode t_on1 der Sendeschaltungsausgangswellenform und eine Zeit D. Wie dargestellt, weisen die Übertragungsschaltungsausgangswellenform und die geformte Wellenform die gleiche Zeitperiode eines Zyklus auf.
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Wie vorstehend erläutert, wird die AN-Periode der Signalwellenform, die den Optokoppler passiert hat, länger als die der ursprünglichen Impulswellenform. Im Hinblick auf diese Tatsache kann dem Optokoppler eine Impulswellenform mit einer geänderten Impulsbreite (in diesem Beispiel eine Impulswellenform, die die kürzere AN-Periode aufweist) zugeführt werden, auf Grundlage einer Vorhersage, dass die Impulsbreite der Impulswellenform zunimmt, nachdem diese den Optokoppler passiert hat. Durch Korrigieren der dem Optokoppler zuzuführenden Impulswellenform kann die Impulswellenform, die den Optokoppler passiert hat, im Wesentlichen gleich wie die ursprünglich zu sendende Wellenform sein.
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Die Inneneinheit 110 und die Außeneinheit 120 sind in der Lage, die Steuersignale mit zwei voreingestellten Kommunikationsgeschwindigkeiten zu senden und zu empfangen. Der Status, in welchem die Kommunikation mit einer langsamen Kommunikationsgeschwindigkeit erfolgt, wird als ein normaler Kommunikationsmodus definiert, während der Status, in welchem die Kommunikation mit einer hohen Geschwindigkeit erfolgt, als ein Hochgeschwindigkeitskommunikationsmodus definiert ist. Im normalen Kommunikationsmodus, da die Kommunikationsgeschwindigkeit langsam ist, kann die nachteilige Wirkung für die Informationsübertragung durch die Wellenformverzerrung, die sich aus dem Ansprechverhalten des Optokopplers ergibt, als klein betrachtet werden. Umgekehrt werden im Hochgeschwindigkeitsmodus, da die Kommunikationsgeschwindigkeit hoch ist, durch das Steuersignal angezeigte Informationen an die Empfangseinrichtung (Inneneinheit 110 oder Außeneinheit 120) aufgrund der sich aus dem Ansprechverhalten des Optokopplers ergebenden Wellenform nicht richtig übertragen. Somit führen die Inneneinheit 110 und die Außeneinheit 120 vor dem Übergang in den Hochgeschwindigkeitskommunikationsmodus entsprechende nachfolgend erläuterte Hochgeschwindigkeitskommunikationsmodusprozesse als einen Vorbereitungsprozess zur Korrektur des Steuersignals aus. Sowohl die Inneneinheit 110 als auch die Außeneinheit 120 führen die Kommunikation im normalen Kommunikationsmodus unmittelbar nach der Aktivierung, aber den Übergang in den Hochgeschwindigkeitskommunikationsmodus zu einem vorbestimmten Zeitpunkt durch.
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Die Inneneinheit 110 und die Außeneinheit 120 führen die folgenden Prozesse unmittelbar nach der Aktivierung aus. Zu dieser Zeit sind die Inneneinheit 110 und die Außeneinheit 120 in der Lage, Steuersignale im normalen Kommunikationsmodus zu senden und zu empfangen. 5A ist ein Flussdiagramm zum Darstellen des durch die Steuerung 113 der Inneneinheit 110 ausgeführten Hochgeschwindigkeitskommunikationsmoduseinstellungsprozesses. 5B ist ein Flussdiagramm zum Darstellen des durch die Steuerung 123 der Außeneinheit 120 ausgeführten Hochgeschwindigkeitskommunikationsmoduseinstellungsprozesses.
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Zudem speichern der Speicher 113b der Inneneinheit 110 und der Speicher 123b der Außeneinheit 120 Definitionsinformationen für die Hochgeschwindigkeitskommunikationsmoduseinstellungsprozesse im Voraus. Wie in 6A dargestellt, speichert ein Impulsbreitendefinitionsbereich 1150 im Speicher 113b der Inneneinheit 110 eine AN-Periode tn_on110 und eine AUS-Periode tn_off110, die jeweils die Referenzimpulsbreite (Standardimpulsbreite) des durch die Sendeschaltung 1130 im normalen Kommunikationsmodus auszugebenden Impulssignals anzeigen. Weiterhin speichert der Impulsbreitendefinitionsbereich 1150 auch eine AN-Periode tf_on110 und eine AUS-Periode tf_off110, die jeweils die Referenzimpulsbreite (Standardimpulsbreite) des von der Sendeschaltung 1130 im Hochgeschwindigkeitskommunikationsmodus auszugebenden Impulssignals anzeigen. Wie in 6B dargestellt, speichert ein Impulsbreitendefinitionsbereich 1250 im Speicher 123b der Außeneinheit 120 eine AN-Periode tn_on120 und eine AUS-Periode tn_off120, die jeweils die Referenzimpulsbreite (Standardimpulsbreite) des von der Sendeschaltung 1230 im normalen Kommunikationsmodus auszugebenden Impulssignals anzeigen. Ferner speichert der Impulsbreitendefinitionsbereich 1250 auch eine AN-Periode tf _on120 und eine AUS-Periode tf_off120, die jeweils die Referenzimpulsbreite (Standardimpulsbreite) des von der Sendeschaltung 1230 im Hochgeschwindigkeitskommunikationsmodus auszugebenden Impulssignals anzeigen. In irgendeinem der Impulssignale beträgt das Verhältnis zwischen der AN-Periode und der AUS-Periode vorzugsweise 1:1. In diesem Fall wird die Impulsbreite (Sekunden) so definiert, dass sie die AN-Periode und die AUS-Periode ausdrückt.
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Unter Bezugnahme auf 5A sendet die Steuerung 123 der Außeneinheit 120 zunächst einen Trainingsbefehl an die Inneneinheit 110 (Schritt S11). Die Impulsbreite der von der Sendeschaltung 1230 in diesem Fall ausgegebenen Impulse ist die Impulsbreite (Sekunden), die durch die AN-Periode tn_on120 und tn_off120, die im Impulsbreitendefinitionsbereich 1250 gespeichert sind, im Normalmodus definiert ist. Der Trainingsbefehl ist einer der Steuersignale, die von der Außeneinheit 120 zur Inneneinheit 110 oder umgekehrt gesendet werden. Der Trainingsbefehl ist ein Testimpulssignal (Messsignal) zum Messen der Impulsbreite zur Zeit des Empfangens des Steuersignals, das von der Inneneinheit 110 oder der Außeneinheit 120 empfangen wird.
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Der Trainingsbefehl und ein nachfolgend erläuterter Antwortbefehl sind Steuersignale, die spezifisch für den Hochgeschwindigkeitskommunikationsmoduseinstellungsprozess sind, und die von der Inneneinheit 110 oder der Außeneinheit 120 gesendet werden, und sind Impulsspannungswellenformen, die als Basisbandsignale verschlüsselt sind. In der folgenden Beschreibung wird das normale Steuersignal außer dem Trainingsbefehl und dem Antwortbefehl als ein normaler Befehl bezeichnet. Der Speicher 113b der Inneneinheit 110 speichert Informationen (z.B. Formate) des Trainingsbefehls und des Antwortbefehls, die von der Außeneinheit 120 zu empfangen sind, im Voraus. Der Speicher 123b der Außeneinheit 120 speichert Informationen (z.B. Formate) des Trainingsbefehls und des Antwortbefehls, die von der Inneneinheit 110 zu empfangen sind, im Voraus.
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Wie in 5B dargestellt, ruft die Steuerung 113 der Inneneinheit 110 die Informationen des im Speicher 113b gespeicherten Trainingsbefehl ab, auf Empfangen des Steuersignals von der Außeneinheit 120, und bestimmt, ob oder ob nicht das empfangene Steuersignal von der Außeneinheit 120 der Trainingsbefehl ist (Schritt S21). Wenn bestimmt wird, dass das empfangene Steuersignal der Trainingsbefehl ist (JA in Schritt S21), misst die Steuerung 113 sowohl die AN-Periode t_on11 als auch die AUS-Periode t_off11 innerhalb eines Zyklusses des empfangenen Trainingsbefehls und sendet den Antwortbefehl, der Informationen über die gemessenen Werte enthält (AN-Periode t_on11 und AUS-Periode t_off11), an die Außeneinheit 120 (Schritt S22). Wenn bestimmt wird, dass das empfangene Steuersignal der Trainingsbefehl ist (JA in Schritt S21), misst die Steuerung 113 sowohl die AN-Periode t_on11 als auch die AUS-Periode t_off11 innerhalb eines Zyklusses des empfangenen Trainingsbefehls und sendet den Antwortbefehl, der Informationen über die gemessenen Werte enthält (AN-Periode t_on11 und AUS-Periode t_off11), an die Außeneinheit 120 (Schritt S22).
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Umgekehrt, wenn in Schritt S21 bestimmt wird, dass das empfangene Steuersignal von der Außeneinheit 120 nicht der Trainingsbefehl ist (NEIN in Schritt S21), beendet die Steuerung 113 den Hochgeschwindigkeitskommunikationsmoduseinstellungsprozess. Nachfolgend führt die Steuerung 113 einen geeigneten Prozess auf Grundlage des empfangenen Steuersignals (normaler Befehl) aus.
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Nach Senden des Trainingsbefehls in Schritt S11, wartet die Steuerung 123 der Außeneinheit 120 auf den Antwortbefehl von der Inneneinheit 110 bis eine vorbestimmte Zeit abläuft. Wenn bestimmt wird, dass der Antwortbefehl von der Inneneinheit 110 empfangen wird (JA in Schritt S12), speichert die Steuerung 123 in einem Messwertspeicherbereich 1251 des Speichers 123b, gezeigt in 6B, die AN-Periode t_on11 und die AUS-Periode t_off11, die im Antwortbefehl enthalten sind, und stellt die Sendebedingung für das Steuersignal auf Grundlage der Informationen über die AN-Periode t_on11 und die AUS-Periode t_off11 ein (Schritt S13).
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Insbesondere berechnet die Steuerung 123 das Tastverhältnis (AN-Periode T_on11/Periode eines Zyklusses T11) innerhalb eines Zyklusses T11, der ein Gesamtbetrag der AN-Periode t_on11 und der AUS-Periode t_off11 ist. Unter Bezugnahme auf den Impulsbreitendefinitionsbereich 1250 im Speicher 123b, berechnet die Steuerung 123 auch das Tastverhältnis (AN-Periode tn_on120/Periode T01 eines Zyklusses) innerhalb eines Zyklusses T01, der ein Gesamtbetrag sowohl der AN-Periode tn_on120 als auch der AUS-Periode tn_offl20 für das von der Sendeschaltung 1230 an die Inneneinheit 110 im Normalmodus zu sendende Signal ist.
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Wie in derTabelle (1) gemäß 7A dargestellt, wenn die AN-Periode tn_on120 des von der Sendeschaltung 1230 ausgegebenen Basisbandsignals 10 ms beträgt, und die AUS-Periode tn_off120 10 ms beträgt, ist das Tastverhältnis D01 0,5 (10ms/(10 ms + 10 ms)). Wie in einer Tabelle (a) gemäß 7A dargestellt, wenn die AN-Periode t_on11 des von der Inneneinheit 110 empfangenen Trainingsbefehls 14 ms beträgt, und die AUS-Periode t_off11 6 ms beträgt, beträgt das Tastverhältnis 0,7 (14 ms/(14 ms + 6 ms)).
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Die Steuerung 123 nimmt ein Berechnungsergebnis des Tastverhältnisses D01/das Tastverhältnis D11 als einen Korrekturkoeffizienten C1 und speichert den Korrekturkoeffizienten C1 in einem Korrekturkoeffizientenspeicherbereich 1252 im Speicher 123b, wie in 6B dargestellt. In diesem Fall beträgt der Korrekturkoeffizient 0,7.
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Nach dem Modusübergang in den Hochgeschwindigkeitskommunikationsmodus korrigiert die Steuerung 123 die Wellenform des zu sendenden Steuersignals unter Verwendung des Korrekturkoeffizienten C1. Die korrigierte AN-Periode kann durch Multiplizieren der vorkorrigierten AN-Periode mit dem Korrekturkoeffizienten C1 erhalten werden. Die korrigierte AUS-Periode kann durch Multiplizieren der vorkorrigierten AUS-Periode mit (1 - Korrekturkoeffizient C1) und Addieren des Ergebnisses zur vorkorrigierten AUS-Periode erhalten werden. Eine Tabelle (2) gemäß 7 zeigt die von der Steuerung 123 korrigierte Wellenform in einem Fall, in welchem, wenn zum Beispiel eine AN-Periode tf_on120 und eine AUS-Periode tf_off120 im Hochgeschwindigkeitskommunikationsmodus, welche im Impulsbreitendefinitionsbereich 1250 definiert sind, 1 ms betragen, wie in einer Tabelle (1) in 7B gezeigt ist. In diesem Fall wird die AN-Periode durch die Korrektur 0,7 ms (1ms x 0,7) und die korrigierte AUS-Periode wird 1,3 ms (1ms x (1 - 0,7) + 1 ms).
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Eine Tabelle (3) gemäß 7B zeigt eine Wellenform, die erhalten wird, wenn die Inneneinheit 110 das in der Tabelle (2) gemäß 7B gezeigte korrigierte Steuersignal empfängt. Durch Passieren des Optokopplers, wie in der Tabelle (3) gemäß 7B gezeigt, wird die AN-Periode der Wellenform des Signals, das von der Inneneinheit 110 empfangen wird, länger als die AN-Periode der Wellenform zur Zeit des Sendens, wie in der Tabelle (2) gemäß 7B dargestellt. Allerdings ist die Wellenform, gezeigt in der Tabelle (3) gemäß 7B, im Wesentlichen gleich wie die in Tabelle (1) gemäß 7B gezeigte Signalwellenform. Mit anderen Worten kann festgestellt werden, dass die Inneneinheit 110 die ursprünglich von der Außeneinheit 120 zu sendende Signalwellenform empfängt.
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Auf das Flussdiagramm gemäß 1A wird erneut Bezug genommen. Die Steuerung 123 beendet den Hochgeschwindigkeitskommunikationsmoduseinstellungsprozess, wenn der Antwortbefehl von der Inneneinheit 110 nicht empfangen wird (NEIN in Schritt S12) bis die vorbestimmte Zeit nach Senden des Trainingsbefehls in Schritt S11 abläuft.
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Andererseits, wie in 5B dargestellt, sendet die Steuerung 113 der Inneneinheit 110 den Trainingsbefehl an die Außeneinheit 120 (Schritt S23), nach Senden des Antwortbefehls an die Außeneinheit 120 in Schritt S22. In diesem Fall ist die Impulsbreite der von der Sendeschaltung 1130 ausgegebenen Impulse die Impulsbreite (Sekunden), die durch die AN-Periode tn_on110 und tn_off110 im Normalmodus, die im Impulsbreitendefinitionsbereich 1150 gespeichert sind, definiert ist. Die Steuerung 113 kann den Trainingsbefehl an die Außeneinheit 120 senden, nach Warten auf eine bestimmte Zeit nach Senden des Antwortbefehls an die Außeneinheit 120 in Schritt S22.
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Wie in 5A dargestellt, wenn das Steuersignal von der Inneneinheit 110 empfangen wird, ruft die Steuerung 123 der Außeneinheit 120 die Informationen für den im Speicher 123b gespeicherten Trainingsbefehl ab, und bestimmt, ob oder ob nicht das empfangene Steuersignal der Trainingsbefehl ist. Wenn bestimmt wird, dass der Trainingsbefehl empfangen wird (JA in Schritt S14, misst die Steuerung 123, ähnlich wie die vorstehend erläuterte Inneneinheit 110, eine AN-Periode t_on12 und eine AUS-Periode t-offl2 in einem Zyklus des Trainingsbefehls und sendet an die Inneneinheit 110 den Antwortbefehl, der die Informationen über die Messwerte enthält (Schritt S15).
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Umgekehrt, wenn bestimmt wird, dass das empfangene Steuersignal von der Außeneinheit 120 nicht der Trainingsbefehl ist (NEIN in Schritt S14), beendet die Steuerung 123 den Hochgeschwindigkeitskommunikationsmoduseinstellungsprozess. Anschließend führt die Steuerung 123 den Prozess in geeigneter Weise auf Grundlage des empfangenen Steuersignals aus (Normalbefehl).
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Unter Bezugnahme auf 5B wartet die Steuerung 113 der Inneneinheit 110 auf den Antwortbefehl von der Außeneinheit 120 bis die vorbestimmte Zeit abläuft, nach Senden des Trainingsbefehls an die Inneneinheit in Schritt S23. Wenn bestimmt wird, dass der Antwortbefehl von der Außeneinheit 120 empfangen ist (JA in Schritt S24), speichert die Steuerung 113 die AN-Periode t_on12 und die AUS-Periode t_off12, welche im empfangenen Antwortbefehl enthalten sind, im Messwertspeicherbereich 1151 des Speichers 113b, und stellt die Sendebedingung für das Steuersignal auf Grundlage der AN-Periode t_on12 und der AUS-Periode t_off12 ein (Schritt S25). Insbesondere, ähnlich der vorstehend erläuterten Außeneinheit 120, berechnet die Steuerung 113 einen Korrekturkoeffizienten C2 auf Grundlage der AN-Periode t_on12 und der AUS-Periode t_off12, die im empfangenen Antwortbefehl von der Außeneinheit 120 enthalten sind, und speichert den berechneten Korrekturkoeffizienten C2 im Korrekturkoeffizientenspeicherbereich 1152 im Speicher 113b, gezeigt in 6A.
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Umgekehrt, wenn die Steuerung 113 den Antwortbefehl von der Außeneinheit 120 nicht empfängt (NEIN in Schritt S24), bis die vorbestimmte Zeit nach Senden des Trainingsbefehls in Schritt S23 abläuft, beendet die Steuerung 113 den Hochgeschwindigkeitskommunikationsmoduseinstellungsprozess.
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Unter Bezugnahme auf 5A stellt die Steuerung 123 den Modus in den Hochgeschwindigkeitskommunikationsmodus für das Steuersignalsenden ein, nachdem die bestimmte Zeit nach Senden des Antwortbefehls an die Inneneinheit 110 in Schritt S15 abgelaufen ist (Schritt S16). In diesem Fall besteht der Grund dafür, dass die Steuerung 123 auf die bestimmte Zeit nach Senden des Antwortbefehls wartet darin, dass die Zeit für die Steuerung 113 der Inneneinheit 110 zum Ausführen des Prozesses hinsichtlich der Sendebedingungseinstellung in Schritt S25 berücksichtigt wird. Vorstehend wird der Hochgeschwindigkeitskommunikationsmoduseinstellungsprozess erläutert, der durch die Inneneinheit 110 und die Außeneinheit 120 in Zusammenwirkung ausgeführt wird.
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Wenn diese Prozesse abgeschlossen sind, senden und empfangen die Inneneinheit 110 und die Außeneinheit 120 jeweils das Steuersignal im Hochgeschwindigkeitskommunikationsmodus. In diesem Fall korrigieren die Inneneinheit 110 und die Außeneinheit 120 die Wellenformen der Steuersignale durch Anwenden der Korrekturkoeffizienten C1 und C2, die in den Speichern 113b beziehungsweise 123b gespeichert sind, und senden die korrigierten Steuersignale.
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Wie vorstehend erläutert, messen die Inneneinheit 110 und die Außeneinheit 120 die Impulsbreite (AN-Periode und AUS-Periode) des als Trainingsbefehl gesendeten Impulssignals vor dem Übergang in den Hochgeschwindigkeitskommunikationsmodus, und berechnen eine Abweichung in der Impulsbreite auf Grundlage der gemessenen Impulsbreite und der Referenzimpulsbreite (die Informationen über die Impulsbreite des zu sendenden Impulssignals, wenn in der Impulsbreite keine Abweichung vorhanden ist), die in den Impulsbreitendefinitionsbereichen 1150 und 1250 definiert sind. Anschließend wird die Impulsbreite des Steuersignals auf Grundlage der berechneten Abweichung korrigiert, und das korrigierte Steuersignal gesendet. Somit ist die Empfangseinrichtung in der Lage, das Signal zu empfangen, das im Wesentlichen die gleiche Wellenform aufweist, wie die des ursprünglich zu sendenden Steuersignals. Dies ermöglicht eine Hochgeschwindigkeitskommunikation zwischen der Inneneinheit 110 und der Außeneinheit 120. Zudem wird eine hoch zuverlässige Kommunikation ermöglicht.
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Zudem, wenn die Inneneinheit 110 und die Außeneinheit 120 jeweils ähnliche Prozesse ausführen, kann das Impulssignal in Entsprechung mit dem Verzerrungspegel, der im Impulssignal in den Kommunikationskanälen in den entsprechenden Richtungen von der Inneneinheit 110 und der Außeneinheit 120, und umgekehrt, verursacht wird, korrigiert werden. Weiterhin, da der Verzerrungsgrad im Impulssignal auf Grundlage der Impulsbreite des Impulssignals beim Empfangen gemessen wird, können nicht nur der Optokoppler, der im Kommunikationskanal vorhanden ist, sondern auch andere Faktoren, wie eine statische Kapazitätsschwankung zwischen Verdrahtungen, die sich aus Längen, Materialien und dergleichen der Verbindungskabel 141 und 142 ergeben, umfassend bewerkstelligt werden.
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Die Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wurde vorstehend erläutert, allerdings ist die vorliegende Offenbarung nicht auf diese Ausführungsform beschränkt
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Vorstehend wird ein Beispielsfall erläutert, in welchen der Hochgeschwindigkeitskommunikationsmoduseinstellungsprozess ausgeführt wird, nachdem die Inneneinheit 110 und die Außeneinheit 120 aktiviert sind, allerdings ist die Ausführungszeit des Hochgeschwindigkeitskommunikationsmoduseinstellungsprozesses nicht auf diesen Beispielfall beschränkt. Während zum Beispiel die Inneneinheit 110 und die Außeneinheit 120 angeschaltet sind, kann ein solcher Prozess in einem mehrstündigen Zyklus ausgeführt werden. In diesem Fall wird zu jeder Zeit, wenn der Hochgeschwindigkeitskommunikationsmoduseinstellungsprozess ausgeführt wird, der im Speicher 113b (Korrekturkoeffizientenspeicherbereich 1152) gespeicherte Korrekturkoeffizient C2, gezeigt in 6A, und der im Speicher 123b (Korrekturkoeffizientenspeicherbereich 1252) gespeicherte Korrekturkoeffizient C1, gezeigt in 6B, aktualisiert.
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In der vorstehenden Beschreibung berechnet die Einrichtung (Außeneinheit 120 oder Inneneinheit 110), die den Trainingsbefehl sendet, das Tastverhältnis des Trainingsbefehls auf Grundlage des Antwortbefehls. Alternativ kann die Einrichtung (Inneneinheit 110 oder Außeneinheit 120), die den Trainingsbefehl empfängt, ausgelegt sein, um die AN-Periode des empfangenen Trainingssignals und die AUS-Periode desselben zu messen, das Tastverhältnis auf Grundlage der gemessenen AN-Periode und AUS-Periode zu messen, und das berechnete Tastverhältnis des Antwortbefehls zu erhalten.
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In der vorstehenden Beschreibung sendet die Einrichtung (Außeneinheit 120 oder Inneneinheit 110), die das Steuersignal sendet, nach dem Modusübergang in den Hochgeschwindigkeitskommunikationsmodus das korrigierte Impulssignal. Alternativ kann die Einrichtung, die das Steuersignal sendet, im Hochgeschwindigkeitsmodus das nicht korrigierte Impulssignal senden, und die Einrichtung, die dieses Impulssignal empfängt, kann das empfangene Impulssignal korrigieren. Die Einrichtung, die den Trainingsbefehl vor dem Übergang in den Hochgeschwindigkeitskommunikationsmodus empfängt, berechnet die Korrekturkoeffizienten C1 und C2 auf Grundlage des Tastverhältnisses der Trainingsbefehls und speichert die Korrekturkoeffizienten C1 und C2. Zudem, wenn das Impulssignal im Hochgeschwindigkeitskommunikationsmodus empfangen wird, kann eine solche Einrichtung das empfangene Impulssignal unter Verwendung der Korrekturkoeffizienten C1 und C2 korrigieren.
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Vorstehend wird ein Beispielfall erläutert, in welchem die Impulsbreite (AN-Periode) des positiven Impulses korrigiert wird, allerdings kann die Polarität des zu korrigierenden Impulses irgendeine Polarität sein, und ein ähnlicher Effekt kann erzielt werden, wenn die Impulsbreite (AUS-Periode) des negativen Impulses korrigiert wird.
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In der vorstehenden Beschreibung berechnen die Inneneinheit 110 und die Außeneinheit 120 den Korrekturkoeffizienten auf Grundlage des Tastverhältnisses des Trainingsbefehls, allerdings kann eine Differenz zwischen der gemessenen Impulsbreite (AN-Periode) des Trainingsbefehls und der Referenzimpulsbreite (AN-Periode) des in den Impulsbreitendefinitionsbereichen 115 und 1250, gezeigt in den 6A, 6B, gespeicherten Hochgeschwindigkeitsmodus als ein Korrekturbetrag herangezogen werden, und die Inneneinheit 110 und die Außeneinheit 120 können im Hochgeschwindigkeitskommunikationsmodus das Impulssignal mit einer Impulsbreite senden, die um den Betrag reduziert ist, der dem Korrekturbetrag von der Impulsbreite (AN-Periode) des zu sendenden Impulssignals entspricht. In diesem Fall kann die Einrichtung, die den Trainingsbefehl empfangen hat, die AN-Periode des empfangenen Trainingsbefehls und die AUS-Periode desselben empfangen, und die Messwerte für die Einrichtung, die den Trainingsbefehl gesendet hat, senden. Alternativ kann die Einrichtung, die den Trainingsbefehl empfangen hat, die Referenzimpulsbreite im Voraus speichern, die AN-Periode des empfangenen Trainingsbefehls und die AUS-Periode desselben messen, und eine Differenz zwischen dem Messwert und der Referenzimpulsbreite an die Einrichtung, die den Trainingsbefehl gesendet hat, senden.
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Wenn ein einzelner positiver Impuls auszugeben ist, kann der positive Impuls, der eine Impulsbreite aufweist, die um eine Korrekturzeit kürzer ist als die Referenzimpulsweite, ausgegeben werden, wenn aber eine Folge von N positiven Impulsen (N ist eine ganze Zahl gleich oder größer als zwei) ausgegeben wird, können positive Impulse, die eine Impulsbreite aufweisen, die um die Korrekturzeit kürzer ist als die Referenzimpulsbreite x N, ausgegeben werden. Das gleiche gilt für den Fall, in welchem die Impulsbreite des negativen Impulses anstelle des positiven Impulses korrigiert wird.
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Zudem kann anstelle des einfachen Subtrahierens der Differenz (Korrekturbetrag) zwischen der gemessenen Impulsbreite und dem Trainingsbefehl und der Referenzimpulsbreite von der Impulsbreite des im Hochgeschwindigkeitskommunikationsmodus zu sendenden Impulssignals ein Wert, der erhalten wird, indem der Korrekturbetrag um einen vorbestimmten Koeffizienten (0,7, 0,8 etc.) multipliziert wird, subtrahiert werden. Dieser vorbestimmte Koeffizient kann ein Wert sein, der zum Beispiel durch ein statistisches Schema auf Grundlage der Differenzen (Korrekturbetrag) zwischen der Referenzimpulsbreite und den gemessenen Impulsbreiten der Trainingsbefehle, die durch die Inneneinheiten und die Außeneinheiten gemessen werden, erhalten wird.
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Zudem wird vorstehend ein Beispiel erläutert, in welchem die Impulsbreite (Sekunden), als jeder Parameter definiert ist, der im Impulsbreitendefinitionsbereich 1150 und im Impulsbreitendefinitionsbereich 1250 gespeichert ist, allerdings können zum Beispiel Parameter, die der Zyklus und das Tastverhältnis sind, im Impulsbreitendefinitionsbereich 1150 und im Impulsbreitendefinitionsbereich 1250 gespeichert sein.
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Der Zeitpunkt, zu welchem der Hochgeschwindigkeitskommunikationsmoduseinstellungsprozess ausgeführt wird, kann periodisch, zyklisch oder zufällig ausgeführt werden. Weiterhin wird in der vorstehenden Beschreibung der Hochgeschwindigkeitskommunikationsmoduseinstellungsprozess vor dem Übergang in den Hochgeschwindigkeitskommunikationsmodus ausgeführt, allerdings kann dieser Prozess nach dem Übergang in den Hochgeschwindigkeitskommunikationsmodus ausgeführt werden. Zum Beispiel kann der Hochgeschwindigkeitskommunikationsmoduseinstellungsprozess vor dem Übergang in den Hochgeschwindigkeitskommunikationsmodus ausgeführt werden, und der Hochgeschwindigkeitskommunikationsmoduseinstellungsprozess über einen mehrstündigen Zyklus nach dem Übergang in den Hochgeschwindigkeitskommunikationsmodus ausgeführt werden. Dies ermöglicht ein geeignetes Korrigieren der Steuersignalwellenform, wenn sich das Ansprechverhalten des Optokopplers aufgrund einer Veränderung, zum Beispiel der Umgebungstemperatur, verringert.
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Zudem ist der Prozess zum Korrigieren des Steuersignals auch in einem Fall ausführbar, in welchem mehrere Inneneinheiten 110A bis 110D mit der einzelnen Außeneinheit 120, wie in 8 gezeigt, verbunden sind. Zunächst sendet die Außeneinheit 120 den Trainingsbefehl an die Inneneinheit 110A und stellt die Sendebedingung auf Grundlage des empfangenen Antwortbefehls von der Inneneinheit 110A ein. Die Inneneinheit 110A sendet den Trainingsbefehl an die Außeneinheit 120, nach dem Senden des Antwortbefehls an die Außeneinheit 120, und stellt die Sendebedingung auf Grundlage des von der Außeneinheit 120 empfangenen Antwortbefehls ein. Anschließend werden die ähnlichen Prozesse zwischen der Außeneinheit 120 und der Inneneinheit 110B, zwischen der Außeneinheit 120 und der Inneneinheit 110C, und zwischen der Außeneinheit 120 und der Inneneinheit 110D ausgeführt.
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Wenn bestimmt wird, dass der Hochgeschwindigkeitskommunikationseinstellungsprozess zwischen der Außeneinheit 120 und irgendeiner der Inneneinheiten 110A bis 110D nicht abgeschlossen werden kann, und bestimmt wird, dass ein Übergang in den Hochgeschwindigkeitskommunikationsmodus für eine Kommunikation mit einer solchen Inneneinheit nicht möglich ist, sendet und empfängt die Außeneinheit 120 das Steuersignal an bzw. von einer solchen Inneneinheit im normalen Kommunikationsmodus. Wenn zum Beispiel von der Inneneinheit 110B innerhalb der vorbestimmten Zeit nach Senden des Trainingsbefehls an die Inneneinheit 110B kein Antwortbefehl empfangen wird, stellt die Außeneinheit 120 den Hochgeschwindigkeitskommunikationsmodus für die Inneneinheit 110B nicht ein. Somit werden das Senden und Empfangen der Steuersignale zwischen der Außeneinheit 120 und der Inneneinheit 110B im normalen Kommunikationsmodus nicht durchgeführt. Das Senden und Empfangen der Steuersignale zwischen der Außeneinheit 120 und den Inneneinheiten 110A, 110C und 110D, welche erfolgreich in den Hochgeschwindigkeitskommunikationsmodus übergegangen sind, werden im Hochgeschwindigkeitskommunikationsmodus durchgeführt.
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Wenn für irgendeine der Inneneinheiten 110A bis 110D das Senden und Empfangen des Steuersignals im Hochgeschwindigkeitskommunikationsmodus nicht möglich ist, empfängt die Außeneinheit 120 keinen Antwortbefehl von einer solchen Inneneinheit, auch wenn der Trainingsbefehl an eine solche Inneneinheit gesendet wurde, und der Hochgeschwindigkeitskommunikationseinstellungsprozess wird somit nicht abgeschlossen. Somit kommuniziert die Außeneinheit 120 mit einer solchen Inneneinheit im normalen Kommunikationsmodus, kommuniziert allerdings mit den anderen Inneneinheiten im Hochgeschwindigkeitskommunikationsmodus.
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In der vorstehenden Ausführungsform misst die Empfangseinrichtung (Inneneinheit 110 oder Außeneinheit 120), die den Trainingsbefehl empfängt, die AN-Periode und die AUS-Periode innerhalb eines Zyklusses des Trainingsbefehls. Alternativ kann die Empfangseinrichtung, die den Trainingsbefehl empfängt, die AN-Perioden und AUS-Perioden innerhalb mehrerer Zyklen (zum Beispiel drei Zyklen) messen, und im Antwortbefehl die AN-Perioden und die AUS-Perioden der mehreren Zyklen enthalten. Alternativ kann die Empfangseinrichtung, die den Trainingsbefehl empfängt, im Antwortbefehl die AN-Perioden und die AUS-Perioden der mehreren Zyklen enthalten. Alternativ kann die Empfangseinrichtung, die den Trainingsbefehl empfängt, im Antwortbefehl den Mittelwert der AN-Perioden der mehreren Zyklen und den der AUS-Perioden derselben enthalten. Alternativ kann die Empfangseinrichtung, die den Trainingsbefehl empfängt, auch die AN-Perioden und die AUS-Perioden von mehreren Zyklen (zum Beispiel drei Zyklen) messen, und im Antwortbefehl die AN-Periode und die AUS-Periode des Zyklusses enthalten, der die größte Differenz zwischen der AN-Periode und der AUS-Periode aufweist (ein Änderungsbetrag des Tastverhältnisses gegenüber dem Tastverhältnis zur Zeit des Sendens).
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Die vorstehende Ausführungsform erläutert einen Beispielfall, in welchem der Sender-Optokoppler Ph1 und der Empfänger-Optokoppler an beiden Enden des Verbindungskabels 141 angeordnet sind. Das Platzieren des Optokopplers innerhalb des Kommunikationskanals, wie in den vorstehenden Beispielen erläutert, ist allerdings nicht immer notwendig. Der Optokoppler kann nur an der sendenden Seite des Kommunikationskanals angeordnet sein, oder kann nur an der empfangenden Seite des Kommunikationskanals angeordnet sein. Alternativ kann der Optokoppler im Kommunikationskanal zwischenliegend bereitgestellt sein.
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Die vorstehende Ausführungsform erläutert einen Beispielfall, in welchem der Binärwert „1“ dem höhen Pegel der Impulsspannungswellenform zugeordnet ist, während der Binärwert „0“ dem niedrigen Pegel zugeordnet ist. Das vorstehende Signalübertragungsverfahren ist aber auch für die Kommunikation in einem Signalsystem anwendbar, in welchem der Binärwert „0“ dem hohen Pegel der Impulsspannungswellenform zugeordnet ist, und der Binärwert „1“ dem niedrigen Pegel zugeordnet ist.
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Das vorstehende Beispiel erläutert einen Beispielfall, in welchem die Optokoppler Ph1 und Ph2 im Kommunikationskanal angeordnet sind, allerdings können auch fotoelektrische Umwandlungselemente (zum Beispiel Fotodioden) außer dem Optokoppler angewendet werden. Obwohl die Fototransistoren Tr0 und Tr1 vom NPN-Typ als die lichtemittierenden Dioden, die in den Optokopplern Ph1 und Ph2 enthalten sind, in dem in 3 gezeigten Beispiel eingesetzt werden, können auch lichtemittierende Dioden vom PNP-Typ eingesetzt werden.
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Weiterhin werden in der in 3 gezeigten Schaltung die Kollektorspannungen, die entsprechende Ausgänge der Fototransistoren Tr0 und Tr1 sind, von den Ausgangsanschlüssen B0 und B1 ausgegeben. Alternativ können die Emitterspannungen, die entsprechende Ausgänge der Fototransistoren Tr0, Tr1 sind, ausgegeben werden. In diesem Fall wird zwischen dem Emitter und der Masse ein Widerstand bereitgestellt, und die Ausgangsanschlüsse B0 und B1 sind jeweils zwischen dem Emitter und dem Widerstand bereitgestellt.
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Das vorstehende Beispiel erläutert einen Beispielfall, in welchem die positive Impulsperiode der zwischen der Inneneinheit 110 und der Außeneinheit 120 gesendeten und empfangenen Wellenform gleich ist wie die negative Impulsperiode derselben (das Tastverhältnis beträgt 50%), allerdings kann zum Beispiel der positive Impuls länger sein als der negative Impuls, oder der negative Impuls kann länger sein als der positive Impuls. Auf jeden Fall können die Signalsendeeinrichtung (Inneinheit 110, Außeneinheit 120) und die Signalempfangseinrichtung (Inneneinheit 110, Außeneinheit 120) die definierte Impulsbreite im Voraus speichern, und können die zu sendende Signalimpulsbreite korrigieren, auf Grundlage der definierten Impulsbreite und des Messwerts in Entsprechung mit dem Trainingsbefehl.
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Zudem können die Inneneinheit 110 und die Außeneinheit 120 an andere über ein Netzwerk (zum Beispiel einen Computer) verbundene Einrichtungen Informationen über den Abweichungsbetrag des berechneten Tastverhältnisses, den Korrekturkoeffizienten usw. senden. Es kann ein Datensatz über die Abweichung des Tastverhältnisses gesammelt werden, und statistische Daten über die mehreren Klimaanlagen auf Grundlage der gesammelten Datensatzinformationen erzeugt werden.
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Die vorstehende Ausführungsform erläutert ein Verfahren zum Korrigieren der Signalwellenform und Übertragen des korrigierten Signals unter Bezugnahme auf ein Beispiel des Klimatisierungssystems für die Klimaanlage, die die Inneneinheit und die Außeneinheit, die miteinander kommunizieren, umfasst. Dieses Verfahren ist auch für andere Systems anwendbar, in welchen zwei oder mehrere Kommunikationseinrichtungen miteinander kommunizieren. Wenn ein Optokoppler (oder die anderen Elemente mit ähnlichem Ansprechverhalten wie der Optokoppler) zwischen den zwei oder mehreren Einrichtungen im Kommunikationskanal platziert werden, ermöglicht der Einsatz dieses Signalübertragungsverfahrens, dass die Konsistenz zwischen der gesendeten Signalwellenform und der empfangenen Signalwellenform erhalten bleiben kann.
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Vorstehend sind einige beispielhafte Ausführungsformen für Erläuterungszwecke beschrieben. Obwohl die vorstehende Beschreibung bestimmte Ausführungsformen präsentiert, soll vom Fachmann erkannt werden, dass Änderungen an der Form und den Einzelheiten vorgenommen werden können, ohne vom weiteren Sinne und Umfang der Erfindung abzuweichen. Dementsprechend sind die Beschreibung und die Zeichnungen in einem veranschaulichenden Sinne und nicht in einem beschränkenden Sinne zu betrachten. Die detaillierte Beschreibung ist somit nicht in einem beschränkenden Sinne zu verstehen, und der Umfang der Erfindung ist ausschließlich durch die beigefügten Ansprüche in Verbindung mit dem vollständigen Umfang der Äquivalente, die von den Ansprüchen beansprucht werden, definiert.
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Gewerbliche Anwendbarkeit
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Die vorliegende Offenbarung ist anwendbar für die Bereiche, zum Beispiel der Durchführung einer Hochgeschwindigkeitskommunikation zwischen der Außeneinheit einer Klimaanlage und der Inneneinheit derselben.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Klimaanlage
- 110
- Inneneinheit
- 111, 121
- Stromversorgung
- 112, 122
- Klimatisierungseinheit
- 113, 123
- Steuerung
- 113a, 123a
- Prozessor
- 113b, 123b
- Speicher
- 113c, 123c
- Kommunikationsschaltung
- 1130, 1230
- Sendeschaltung
- 1131, 1231
- Empfangsschaltung
- 114
- Betriebssignalempfänger
- 120
- Außeneinheit
- 130
- Fernsteuerung
- 131
- Betriebsteil
- 132
- Betriebssignalsender
- 141, 142
- Verbindungskabel
- 141a, 142a
- Signalleitung
- 141b, 142b
- Masseleitung
- 150
- Kältemittelrohrleitung
- 201,202
- Stromleitung
- 1000
- Klimatisierungssystem
