JP2001016143A - 差動信号通信異常監視回路 - Google Patents

差動信号通信異常監視回路

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JP2001016143A
JP2001016143A JP18112399A JP18112399A JP2001016143A JP 2001016143 A JP2001016143 A JP 2001016143A JP 18112399 A JP18112399 A JP 18112399A JP 18112399 A JP18112399 A JP 18112399A JP 2001016143 A JP2001016143 A JP 2001016143A
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differential
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voltage
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Osamu Hirata
修 平田
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 差動信号を利用する通信ライン上での差動信
号異常の、安定した簡易且つ迅速なチェック機能の確
保。 【解決手段】 伝送路40もしくは50上の互いに反転
信号として形成される差動信号の線間の差電圧|V
|=Vを、例えばフォトカプラ(A)11
(A),LPF12(A)及びインバータ13(A)で
やVのハイレベルに対応する差電圧検出信号とし
て検出する。この差電圧検出信号Vは差動信号が正常
な限り、ORゲート16から監視信号VとしてLED
17に印加されこれを非点灯状態に保持する。差動信号
に不具合を含む場合は、差電圧検出信号V はロウレベ
ルとなりこれによってゲート信号発生回路15からロウ
レベルの監視信号Vを出力してLED17を点灯状態
とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は差動信号通信異常監
視回路に関し、特にデータ通信機能を有するハードウェ
アのテストに供すべく差動信号の授受を行う場合に、差
動信号に含まれる異常状態の有無の自動的、且つ簡易な
監視を可能とした差動信号通信異常監視回路に属する。
【0002】
【従来の技術】互いに反転したハイレベル(High Leve
l:以下Hレベルと略称する)とロウレベル(Low Leve
l:以下Lレベルと略称する)ビット列を含む1対のビ
ットストリームのディジタル信号として形成される差動
信号は、データ通信分野でのハードウェア通信機能のテ
スト等に利用されている。この差動信号の通信では、差
動信号を伝送する2線1対の伝送路の一方には1つのビ
ットストリームを送出し、また他方の伝送路には、一方
に伝送したビットストリームの極性を全反転した反転信
号を送出してチェックを行わしめている。
【0003】従来、このような差動信号の送受信におい
て、伝送路を通信中の差動信号の異常の有無を監視した
い場合には、オッシロスコープのような波形観測用の測
定器を持ち込んで伝送信号の波形観測をモニタすること
で行われている。上述した差動信号の伝送路上での異常
は、2線1対のそれぞれの伝送路が受ける非対称性のノ
イズの影響や、差動信号それ自体の不具合等に起因して
生起する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】差動信号を利用してデ
ータ通信機能を有するハードウェアをテストしようとす
る場合、データビットレートの大小によっても対応が異
なってくるが、例えば、平衡形通信線によるインタフェ
ース規格RS422(EIA規格−422)等を備えて
データ伝送を行うデータ通信機材のハードウェアのテス
ト等では、前述したオッシロスコープの如き波形観測用
の測定器利用の波形モニタでは所要時間がかかり過ぎ、
特に量産製品等に組み込まれていることが多いハードウ
ェアのテストには適さない。
【0005】また、実際に差動信号の通信を行わせた状
態で信号伝送ラインのラインチェックを行う場合でも、
差動信号それ自体のレベル不具合によるエラーを発生し
た場合とか、ハードウェアとしてのラインはあるもの
の、これらライン中には通信に使用しない信号ラインも
含まれていることも多く、いずれのラインに属するハー
ドウェア・エラーであるかを特定し難い場合も多く、い
ずれにせよ迅速且つ的確に通信される差動信号をチェッ
クし、含まれるエラーを特定することは極めて困難であ
る。
【0006】本発明の目的は、上述した問題点を解決
し、データ通信機能を有するハードウェアのチェックの
ための差動信号の通信を確保する2線1対の伝送路間の
差動信号の差電圧の検出に基づいて、伝送される差動信
号の含む異常の有無を迅速、且つ的確に検出し得る簡易
な構成の差動信号通信異常監視回路を提供することにあ
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
ため、本発明の回路は次の手段構成を有する。即ち、本
発明の回路の第1の構成は、互いに反転信号として形成
されるハードウェアチェック用の差動信号の通信におい
て、伝送路における前記差動信号の異常の有無を監視す
ることを特徴とする差動信号通信異常監視回路であっ
て、下記に示す(イ)ないし(ハ)の各構成を有する。 (イ)前記差動信号を伝送する2線1対の伝送路の線間
における差動信号同士の差電圧を絶対値として検出する
差電圧検出手段 (ロ)前記差電圧を入力とし、この差電圧が前記差動信
号のハイレベルに対応する電圧を継続的に保持するか否
かに基づいて伝送路における前記差動信号の異常の有無
を判定する差動信号異常判定手段 (ハ)前記差動信号異常判定手段による判定の結果を常
時可視的に表示する表示手段
【0008】また、本発明の回路の第2の構成は、前記
第1の構成において、前記差電圧検出手段を、前記差動
信号を形成する1対の反転信号を2入力とする両方向性
のフォトカプラ回路を含んで形成した構成を備える。
【0009】また、本発明の回路の第3の構成は、前記
第1または第2の構成において、前記表示手段を、前記
差動信号の異常の有無に対応して常時点滅せしめる発光
ダイオード回路を含んで形成した構成を備える。
【0010】
【発明の実施の形態】ある1つのディジタルデータ列
と、このディジタルデータ列の極性を反転して成る反転
信号とを対として形成する、互いに逆極性のデータ列と
しての差動信号は、各種のディジタル通信機能を有する
ハードウェアのチェックに多用されている。従来、機能
チェックのために通信中の差動信号が、伝送路に送出さ
れている場合に、確実に互いに正常な位相反転状態にあ
るか否かを確認し、チェックの信頼性を確保するには、
オッシロスコープの如き波形観測用の測定器を利用して
波形を観測する方法が採られていた。しかしながら、こ
のような波形観測用の測定器に依存する差動信号の波形
モニタでは時間がかかり過ぎ、特に量産製品に組み込ま
れているハードウェアのチェックには適さない。また、
実際に差動信号を利用して行う通信状態でのラインチェ
ックにおける差動信号レベルでの誤り状態の特定や、通
信に使用しない信号ラインも含む場合での差動信号の誤
り状態の所在の特定等は極めて困難であるという問題点
があり、このような背景から迅速且つ確実に通信中の差
動信号の異常の有無を確認できる簡易な手段構成の実現
が望まれていた。
【0011】本発明にあっては、例えば図1に示す如
く、差動信号の通信を行う2線1対の伝送路30,40
の各線の差動信号間の差電圧を、差動信号電圧VとV
との差の絶対値|V−V|として検出し、この差
電圧を差電圧検出信号Vとして差電圧の異常の有無を
判定する評価尺度として利用する。この差電圧検出信号
は、両方向性のフォトカプラ(A)11(A),
(B)11(B)の他、LPF(Low Pass Filter)12
(A),12(B)やインバータ13(A),13
(B)等で生成され、差動信号が正常であれば差動信号
の含むビットのHレベルに対応するレベルを継続的に保
持するが、差動信号にビット欠落や反転状態の不具合等
の異常があるときは、ハイレベルの継続保持状態が崩れ
てLレベルを示す。
【0012】このような違いに着目して、電圧検出信号
が正常な状態を示すHレベルを継続保持する場合
と、異常な状態を示すLレベルを採る場合とに対応し、
互いに異なるオン/オフの可視的表示をLED(Light E
mitting Diode)17に行わせることを発明の実施の形態
の基本的特徴としている。
【0013】
【実施例】次に、図面を参照して本発明を詳細に説明す
る。図1は、本発明の一実施例の構成を一部ブロックを
含んで示す回路図である。図1に示す実施例の構成は、
本発明に直接係る差動信号通信異常監視回路1を備え、
図1には尚、差動信号の授受を行う対向送受信端末とし
ての端末(A)20及び端末(B)30と、これら送受
信端末間で機能チェック用の差動信号を送信し合う2線
1対の伝送路40及び50とを併記して示す。差動信号
通信異常監視回路1は、抵抗R1,R2と共に両方向性
のフォトカプラ回路を形成するフォトカプラ(A)11
(A)及びフォトカプラ(B)11(B)と、LPF1
2(A)及び12(B)と、インバータ13(A)及び
13(B)と、差電圧検出信号Vを出力するORゲー
ト14と、ORゲート14の出力により差動信号通信異
常時の異常表示期間を設定するゲート信号を発生するゲ
ート信号発生回路15と、監視信号Vを出力するOR
ゲート16と、監視信号Vにより差動信号通信異常の
有無に応じてオン・オフされて可視的表示を提供するL
ED17とを備える。
【0014】これら構成のうち、フォトカプラ(A)1
1(A)及び(B)11(B)と、LPF12(A)及
び12(B)と、インバータ13(A)及び13(B)
と、ORゲート14とを含む回路が差電圧検出手段を構
成する。また、ORゲート14と、ゲート信号発生回路
15と、ORゲート16を含む回路が差動信号異常判定
手段を構成する。また、ORゲート16とLED17と
を含む回路が表示手段を構成する。
【0015】尚、図1の実施例は、対向する送受信端末
間で、差動信号の双方向通信を行う場合を例とし、端末
(A)20及び(B)30にはそれぞれ伝送路40及び
50を介して差動信号を送出するラインドライバ201
及び301と、差動信号を受信するラインレシーバ20
2及び302のみを示し、これら端末の有する他の構成
機器の記載は省略してある。
【0016】次に、本実施例の動作について説明する。
いま、端末(A)20のラインドライバ201から伝送
路40を介して端末(B)30のラインレシーバ302
に差動信号が送出されたとする。伝送路40を介して送
出される差動信号電圧V及びVはそれぞれ、図2の
(a)及び(b)に示す如く互いに逆極性のビット列と
して形成される1対の反転信号であり、互いにH(ハ
イ)レベルとL(ロウ)レベルとが時間的に交互に送出
される。図2は、差動信号の正常検出の動作を説明する
ための波形図であり、差動信号電圧Vは、フォトカプ
ラ(A)11(A)の有する2つの発光ダイオードのう
ちの一方の発光ダイオード111と、一方の発光ダイオ
ード111とは接続極性を反転した他方の発光ダイオー
ド112とに供給され、差動信号電圧Vは、過電流抑
止用の抵抗R3を介して一方と他方の発光ダイオード1
11と112とに、差動信号電圧Vとは発光ダイオー
ドの反対側に供給される。
【0017】フォトカプラ(A)11(A)には、これ
ら一方と他方の発光ダイオードの何れかから発光エネル
ギーを受けて導通状態とされるフォトトランジスタ11
3が内蔵され、負荷抵抗R1を介して電源Vに接続さ
れている。例えば、差動信号電圧VがHレベルで、従
って差動信号電圧VがLレベルの場合、フォトダイオ
ード111が導通(ON)状態となって発光し、これに
よりフォトトランジスタ113もON状態に駆動されて
Lレベル、この場合は0Vの出力V(A)がフォトカ
プラ(A)11(A)から出力される。また、差動信号
電圧VがHレベルで、差動信号電圧VがLレベルの
時には、発光ダイオード112がオンとされてフォトト
ランジスタ113がオン状態とされ、かくしてフォトカ
プラ(A)11(A)の出力は、常時LレベルのV
(A)に継続設定される。これを図2の(c)に示
す。
【0018】しかしながら、図2の(c)のV(A)
には、不要なパルス状ノイズ、いわゆる“ヒゲ”状ノイ
ズが、|V−V|が0Vとなる点、即ち、V,V
の立上り、立下りの交差タイミングで、フォトカプラ
(A)11(A)が一時的にオフの状態となってしまう
ことに起因して生起する。この不要なパルス状ノイズ
は、LPF12(A)で除去される。尚、図2では、差
動信号電圧V及びVそれぞれの立上りと立下り期間
を、説明の便宜を図って誇張して表現している。
【0019】LPF12(A)の出力するLレベルは、
インバータ13(A)で極性反転されて図2の(d)に
示すHレベルの差動電圧検出信号VとしてORゲート
14に入力される。差電圧検出信号Vは、ORゲート
14からゲート信号発生回路15とORゲート16とに
供給されるが、ゲート信号発生回路15は、後述する如
く、Lレベルの入力で駆動され、Hレベルの差電圧検出
信号Vには応動しない。従って、この場合は、Hレベ
ルの差電圧検出信号VがORゲート16から監視信号
としてLED17に印加され、この電圧印加により
LED17は非点灯(オフ)状態に保持される。このL
ED17のオフ状態が、差動信号の正常状態を可視的に
表現する。
【0020】次に、差動信号の異常状態の検出動作につ
いて説明する。図3は図1の実施例における差動信号の
異常検出の第一例の動作を説明するための波形図であ
る。図3は、差動信号電圧Vに、波線で示す欠パルス
状態のエラーを生じ、これによりV(A)が図3の
(c)に示す如く、フォトカプラ(A)11(A)のオ
フ状態によるHレベル状態を保つ。V(A)のHレベ
ルに対応して差電圧検出信号VはLレベル信号V
なり、このLレベルに変化する立下りタイミングで、ゲ
ート信号発生回路15がトリガされ、所定の期間のLレ
ベルのゲート信号Vを発生し、送出する。
【0021】ゲート信号発生回路15は、差電圧検出信
号VがLレベルに変化するLレベル信号Vの立下り
エッジのタイミングでトリガされてLレベルのゲート信
号を発生するワンショットマルチバイブレータ回路とし
て構成され、かくして発生されたLレベルのゲート信号
は、ORゲート16からLED17に印加され、こ
れをオン状態として差動信号の異常状態を可視的に表示
する。
【0022】図4は、図1の実施例の差動信号異常検出
の第二例の動作を説明するための波形図である。この第
二例での差動信号異常検出は、差動信号電圧VとV
との差動状態が完全に失われ、両者の位相が同一となっ
てしまった状態を示し、この場合、差電圧検出信号とな
るVとVとの差は0VのLレベルとなり、これに対
応して監視信号VもLレベルで、従ってLED17は
オン状態を継続する。かくして、差動信号の異常を可視
的に表示し続ける。このようにして、簡易な構成で差動
信号の異常を迅速且つ確実に把握することができる。
【0023】以上、異常検出時の2例によって、差動信
号に異常を含む場合には、LED17をオン状態とする
監視信号Vの発生を確保することを述べたが、上述し
た2例以外の場合の異常状態であっても、差電圧検出信
号Vには必ずLレベル信号Vの発生をもたらすの
で、同様にしてLED17の点灯表示が行われる。
【0024】本発明では、このようにして、差動電圧の
異常の有無の評価尺度としての差電圧検出信号Vを、
両方向性のフォトカプラのオン・オフ動作に基づいて生
成しているので、差動信号の通信速度がフォトカプラの
動作速度を超えない状態に設定される限り、安定したオ
ン・オフ的異常検出動作を常時確保することができる。
【0025】尚、上述した説明は、端末(A)20のラ
インドライバ201から、伝送路40を介して端末
(B)30のラインレシーバ302に差動信号を送出す
る場合について述べたが、端末(B)30のラインドラ
イバ301から、伝送路50を介して差動信号を送出す
る場合も全く同様にして実施し得ることは明らかであ
る。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、差
動信号を用いる通信において、差動信号を送信する伝送
路の線間における差動信号の差電圧を両方向性のフォト
カプラのオン・オフ動作に基づいて検出し、この差電圧
のレベルが正常か否かに対応して伝送路上の差動信号の
異常の有無を可視的に表示するという簡易な構成を備え
ることにより、通信時の差動信号の信号レベルでの安定
したチェックを、著しく迅速且つ容易に行うことができ
る効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の構成を一部ブロックを含ん
で示す回路図である。
【図2】本発明の一実施例の差動信号の正常検出の動作
を説明するための波形図である。
【図3】本発明の一実施例の差動信号異常検出の第一例
の動作を説明するための波形図である。
【図4】本発明の一実施例の差動信号異常検出の第二例
の動作を説明するための波形図である。
【符号の説明】
1 差動信号通信異常監視回路 11(A) フォトカプラ(A) 11(B) フォトカプラ(B) 12(A) LPF(A) 12(B) LPF(B) 13(A),13(B) インバータ 14 ORゲート 15 ゲート信号発生回路 16 ORゲート 17 LED 20 端末(A) 30 端末(B) 40,50 伝送路 111,112 フォトダイオード 113 フォトトランジスタ 201,301 ラインドライバ 202,302 ラインレシーバ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下記に示す(イ)ないし(ハ)の各構成
    を備え、互いに反転信号として形成されるハードウェア
    チェック用の差動信号の通信において、伝送路における
    前記差動信号の異常の有無を監視することを特徴とする
    差動信号通信異常監視回路。 (イ)前記差動信号を伝送する2線1対の伝送路の線間
    における差動信号同士の差電圧を絶対値として検出する
    差電圧検出手段 (ロ)前記差電圧を入力とし、この差電圧が前記差動信
    号のハイレベルに対応する電圧を継続的に保持するか否
    かに基づいて伝送路における前記差動信号の異常の有無
    を判定する差動信号異常判定手段 (ハ)前記差動信号異常判定手段による判定の結果を常
    時可視的に表示する表示手段
  2. 【請求項2】 前記差電圧検出手段を、前記差動信号を
    形成する1対の反転信号を2入力とする両方向性のフォ
    トカプラ回路を含んで形成した構成を有することを特徴
    とする請求項1記載の差動信号通信異常監視回路。
  3. 【請求項3】 前記表示手段を、前記差動信号の異常の
    有無に対応して常時点滅せしめる発光ダイオード回路を
    含んで形成した構成を有することを特徴とする請求項1
    または2記載の差動信号通信異常監視回路。
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