JP2001053615A - バイフェーズ符号化されたデジタル信号を受信手段によってサンプリングする方法および該方法の使用方法 - Google Patents

バイフェーズ符号化されたデジタル信号を受信手段によってサンプリングする方法および該方法の使用方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 バイフェーズ符号化されたデジタル信号を、
信号エッジ検出感度の切り替え可能な信号入力側を有す
る受信手段によりサンプリングする方法を改善して、サ
ンプリング数が最小限度になり、しかも伝送への同期な
らびに伝送エラーの識別が保証されるようにすること。 【解決手段】 信号エッジ検出感度を、信号の定常状態
の論理レベルに応じて立ち下がりまたは立ち上がりエッ
ジに設定して信号の開始を検出する。瞬時に受信中のビ
ットの第１ハーフビットの論理レベルをサンプリング
し、この論理レベルに応じて信号エッジ検出感度を設定
する。第１ハーフビットと第２ハーフビットとの間の信
号エッジの発生が予想される時間窓を設定する。信号エ
ッジが時間窓内で発生したか否かをチェックし、検出さ
れた場合には上記のステップを信号の次のビットに対し
て繰り返し、検出されない場合には信号受信を中断す
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、バイフェーズ符号
化されたデジタル信号を、受信手段によってサンプリン
グする方法に関し、ここでこの手段は信号エッジ検出感
度が切り替え可能な少なくとも１つの信号入力側、また
は信号エッジ検出感度の異なる少なくとも２つの信号入
力側のいずれかを有する。本発明は殊に、照明装置の電
気的負荷、例えばランプの駆動装置を、バイフェーズ符
号化されたデジタル制御信号によって中央制御する方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】デジタル信号のバイフェーズ符号化で
は、デジタル信号の各ビットは、論理状態の異なる２つ
のハーフビットに区分される。信号の各ビットでは、第
１および第２ハーフビットは相異なる論理レベルを有し
ており、これらの２つのハーフビットの間で、この第１
または第２ハーフビットが論理レベル「１」であるか否
かに応じて立ち下がりまたは立ち上がりの信号エッジが
発生する。したがって通常のデータ伝送では、論理レベ
ル「０」と「１」が周期的に交番する。
【０００３】通例、バイフェーズ符号化されたデジタル
信号を受信するために、まず受信信号のスタートビット
のエッジへの同期が行われ、この信号のサンプリング
が、１ハーフビットの伝送時間よりも短い周期で開始さ
れる。したがってハーフビット毎に少なくとも１回、サ
ンプリングが行われる。この方法の質、例えば伝送エラ
ーの識別は、ハーフビット毎の個別サンプリングの数が
多くなればなるほど改善される。評価装置を用いること
によって、ハーフビットの論理レベルの個別サンプリン
グから平均値が形成され、このハーフビットの論理レベ
ルを２つの閾値と比較することによって「０」であるか
または「１」であるかが決定される。個別サンプリング
の数を増やすことによって、確かにエラーの識別は改善
されるが、同時にシステム負荷も増大し、いわゆるマル
チタスクシステムではシステムの速度が低下する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、バイ
フェーズ符号化されたデジタル信号を、信号エッジ検出
感度が切り替え可能な少なくとも１つの信号入力側を有
する受信手段によってサンプリングする方法を改善し、
これにより受信信号のサンプリング数を最小限度にしか
必要とせず、しかも伝送への同期ならびに伝送エラーの
識別が保証されるようにすることである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題は本発明の請求
項１の特徴部分に記載された構成によって解決される。
本発明の殊に有利な実施形態は従属請求項に記載されて
いる。
【０００６】
【発明の実施の形態】バイフェーズ符号化されたデジタ
ル信号を、受信手段すなわち信号エッジ検出感度が切り
替え可能な少なくとも１つの信号入力側か、または信号
エッジ検出感度の異なる、少なくとも２つの信号入力側
のいずれかを、上記のような信号を受信するために有す
る受信手段によってサンプリングする本発明の方法で
は、 Ａ） 信号入力側の定常状態の論理レベルが「１」の場
合には少なくとも１つの信号入力側の信号エッジ検出感
度を立ち下がり信号エッジに設定し、信号入力側の定常
状態の論理レベルが「０」の場合には立ち上がり信号エ
ッジに設定し、または信号の開始を検出するために信号
入力側を相応の信号エッジ検出感度でアクティブ化し、 Ｂ） 当該信号の瞬時に受信したビットの第１ハーフビ
ットの論理レベルをサンプリングし、 Ｃ） 少なくとも１つの信号入力側の信号エッジ検出感
度を、瞬時に受信したビットの、サンプリングされた第
１ハーフビットの論理レベルに依存して設定するか、ま
たは瞬時に受信したビットの、サンプリングされた第１
ハーフビットの論理レベルに依存して信号入力側を相応
の信号エッジ検出感度でアクティブ化し、 Ｄ） 時間窓をつぎのように設定し、すなわち信号の上
記ビットの第１ハーフビットと第２ハーフビットとの間
の信号エッジが発生することが予想され、かつ当該エッ
ジの発生は許容されると評価されるようにし、 Ｅ） 上記の信号エッジが、設定した前記の時間窓内で
発生したかどうかをチェックし、第１ハーフビットと第
２ハーフビットと間の信号エッジを、設定した時間窓内
で検出した場合は、ステップＢ）〜Ｅ）を信号のつぎの
ビットに対して繰り返すか、そうでなければ信号受信を
中断する。
【０００７】本発明の方法では、１ビット毎に信号を１
回だけサンプリングする。信号を評価し、かつ符号化に
おける信号のエラーを高い信頼性で識別するためには、
信号の各データビットの第１ハーフビットをそれぞれ一
度だけ、サンプリングすればそれだけで十分である。信
号の各ビットに発生する信号エッジは、本発明では少な
くとも１つの信号入力側を受信信号に同期させるため
に、また信号を符号化する時のエラーを識別するために
使用される。第１ハーフビットと第２ハーフビットとの
間の信号エッジを検出可能な時間窓をあらかじめ設定す
ることにより、ビットの時間的な長さの許容される変動
と、ひいては信号伝送レートの許容される変動とが制限
される。
【０００８】本発明の方法は有利には、複数のランプ
と、これらのランプのための少なくとも１つの駆動装置
と、この少なくとも１つの駆動装置を制御する少なくと
も１つの制御ユニットとを有する照明装置に適用するこ
とができる。
【０００９】
【実施例】本発明を以下、有利な実施例に基づいて詳し
く説明する。
【００１０】図１〜３を用い、本発明を実施例によって
詳しく説明する。上記のように本発明の方法は有利には
照明装置に適用することができ、この照明装置は、複数
の照明ユニットと、場合によっては別の電気的負荷、例
えばブラインド等を操作するためのサーボモータと、上
記の照明ユニットおよび別の電気的負荷を制御するため
の少なくとも１つの中央制御ユニットとを有する。各照
明ユニットは、１つまたは複数のランプと、これらの照
明ユニットのランプを駆動するための電気的な駆動装置
とを備えている。中央制御ユニットと、駆動装置と、場
合によっては設けられている別の電気的負荷との間に
は、双方向の接続線路があり、これらの接続線路によっ
て、バイフェーズ符号化されたデジタル電圧信号の伝送
が、制御ユニットと駆動装置との間、ならびに場合によ
っては設けられている別の電気的負荷との間で双方向に
可能である。ここで駆動装置とは電子的バラストのこと
であり、これらはそれぞれマイクロコントローラをこの
マイクロコントローラによって、中央制御ユニットから
送信された制御信号が受信されて評価され、またこの中
央制御ユニットに返信される。各マイクロコントローラ
は、信号エッジ検出感度が切り替え可能な制御信号入力
側を有しており、この制御信号入力側によってバイフェ
ーズ符号化されたデジタル制御信号を受信する。これら
の制御信号を用いて、個別またはグループにまとめられ
た駆動装置が、制御ユニットによって集中制御され、こ
れらの駆動装置に接続されたランプが、オンないしはオ
フまたは暗くされたり、ないしはその動作状態が問い合
わされる。
【００１１】定常状態では、中央制御ユニットの制御信
号出力側と、マイクロコントローラの制御信号入力側と
の間の伝送線路の論理レベルは「１」である。制御信号
の開始を検出できるためには、マイクロコントローラの
制御信号入力側のエッジ検出感度を、立ち下がり信号エ
ッジに設定する。それは各制御信号のスタートビットの
第１ハーフビットは、論理レベル「０」で始まらなけれ
ばならないからである。バイフェーズ符号化されたデジ
タル制御信号は、例えば１６ビットの所定の長さを有
し、スタートビットで始まり、ストップビットで終わ
る。制御信号は、制御されるべき駆動装置の動作アドレ
スと、これらの駆動装置に対する１つまたは複数の制御
命令とを含む。
【００１２】図１にはエラーのない、バイフェーズ符号
化されたデジタル制御信号の例が、部分的かつ概略的に
示されている。マイクロコントローラの制御信号入力側
では、制御信号のスタートビットの立ち下がりエッジＦ
０が検出される。Ｔで制御信号の１ビットの伝送時間を
表すと時点ｔ＝１／４Ｔで、制御信号の第１のサンプリ
ングＳ１が行われる。ここではビット１（スタートビッ
ト）の第１ハーフビットの論理レベル「０」がサンプリ
ングされる。さらに制御信号入力側のエッジ検出感度
が、スタートビットの第１ハーフビットの、サンプリン
グされた論理レベル「０」に依存して、立ち上がりエッ
ジに切り替えられる。制御信号入力側の信号エッジ検出
感度の切り替えは、例えば、マイクロプロセッサに組み
込まれたレジスタを用いて、１つのビットをセットない
しはリセットすることによって行われる。スタートビッ
トの第１ハーフビットをＳ１でサンプリングした後の時
点１／８Ｔで、時間窓Δｔが開かれる。この時間窓の長
さはこの実施例では１／４Ｔであり、この間にスタート
ビットの第１ハーフビットと第２ハーフビットとの間の
立ち上がりエッジＦ１が受信されることが予想される。
図１に示した制御信号では、スタートビットの信号エッ
ジＦ１は、予想される時点ｔ＝１／２Ｔに、したがって
サンプリングＳ１の後の所定の時間幅Δｔ内に発生す
る。このためこの信号エッジＦ１は許容されると評価さ
れる。
【００１３】時点ｔ＝５／４Ｔに制御信号のつぎのサン
プリングＳ２が行われる。サンプリングＳ２によって、
ビット２の第１ハーフビットの論理レベル「１」が求め
られる。サンプリングＳ２では論理レベル「１」が検出
されたため、１つまたは複数の制御信号入力側のエッジ
検出感度が、立ち下がり信号エッジに設定される。サン
プリングＳ２の１／８Ｔ後に所定の時間窓Δｔが再びア
クティブ化され、この時間窓の間にビット２の立ち下が
りエッジＦ２が予想される。ビット２の第１ハーフビッ
トと第２ハーフビットとの間の信号エッジＦ２は、時点
ｔ＝３／２Ｔに生じる。この時点は、サンプリングＳ２
後の時間窓Δｔ内にあるため、この信号エッジＦ２は許
容されると評価される。時点ｔ＝９／４Ｔに制御信号の
第３のサンプリングＳ３が行われる。ここではビット３
の第１ハーフビットの論理レベル「１」が検出される。
１つまたは複数の制御入力側のエッジ検出感度は、検出
された論理レベル「１」に応じて、立ち下がり信号エッ
ジに設定される。サンプリングＳ３後の１／８Ｔ後、再
び時間窓Δｔがアクティブ化され、この時間窓の間にビ
ット３の立ち下がり信号エッジの受信が予想される。ビ
ット３の信号エッジＦ３は予想された時点ｔ＝５／２Ｔ
に受信される。この信号エッジは許容されると評価され
る。それはこの信号エッジがサンプリングＳ３の後の時
間窓Δｔ内で発生したからである。
【００１４】時点ｔ＝１３／４Ｔに、制御信号の第４サ
ンプリングＳ４が行われる。ここではビット４の第１ハ
ーフビットの論理レベル「０」が求められる。求められ
たこの論理レベル「０」に応じて１つまたは複数の制御
入力側のエッジ検出感度が、立ち上がり信号エッジに設
定される。さらにサンプリングＳ４の１／８Ｔ後、長さ
Δｔの時間窓がアクティブ化され、この時間窓内でビッ
ト４の立ち上がり信号エッジの受信が予想される。信号
エッジＦ４は時点ｔ＝７／２Ｔに検出されるため、サン
プリングＳ４の後の許容される時間窓Δｔ内にある。
【００１５】時点ｔ＝１７／４ＴにサンプリングＳ５が
行われ、ここではビット５の第１ハーフビットの論理レ
ベルは「０」である。これに応じて１つまたは複数の制
御信号入力側の信号エッジ検出感度が立ち上がり信号エ
ッジに設定される。サンプリングＳ５が行われた後、１
／８Ｔ後に開始される時間窓Δｔ内に、ビット５の、信
号エッジＦ５が予想されたように検出され、したがって
この信号エッジＦ５は許容されると評価される。これと
まったく同様にこの方法を、制御信号の他のすべてのビ
ットに対して続行する。制御信号のサンプリングはビッ
ト毎に、１ビットを伝送するために必要な時間Ｔの間隔
で、かつそれぞれ第１ハーフビットの受信中に行われ
る。各サンプリングには１／８Ｔの時間間隔の後に長さ
Δｔの時間窓が続いており、この間に現在伝送され受信
された、制御信号のビットの信号エッジが発生すること
が予想され、この信号エッジは許容されると評価され
る。制御信号の終了は１つまたは複数のストップビット
によってマーキングされ、および／またはビットカウン
タによって検出される。各サンプリングの後の時間窓Δ
ｔの開始および終了は、マイクロコントローラに組み込
まれたタイマによって形成される。
【００１６】図２および３は、本発明の信号サンプリン
グ方法による、エラーのある制御信号の識別を示してい
る。図２にはエラーのあるスタートビットを有する制御
信号の例が示されている。マイクロコントローラの制御
信号入力側では、制御信号のスタートビットの立ち下が
りエッジＦ０が検出される。制御信号の１ビットの伝送
時間をＴで表すと時点ｔ＝１／４Ｔに、制御信号の第１
のサンプリングＳ１が行われる。ここでスタートビット
の第１ハーフビットの論理レベル「０」がサンプリング
される。さらに制御信号入力側のエッジ検出感度が、ス
タートビットの第１ハーフビットの、サンプリングされ
たこの論理レベル「０」に依存して、立ち上がり信号エ
ッジに切り替えられる。スタートビットの第１ハーフビ
ットのサンプリングＳ１と同時に時間窓Δｔが決定さ
れ、その持続時間ないしは長さはこの実施例では１／４
Ｔであり、この間にスタートビットの第１ハーフビット
と第２ハーフビットとの間の立ち上がりエッジＦ１の受
信が予想される。予想されたスタートビットの信号エッ
ジＦ１は、予想された時点Ｔ／２に発生せず、明らかに
その後に発生する。この信号エッジは、時間窓Δｔが経
過した後はじめて、１つまたは複数の制御信号入力側で
検出される。したがって信号エッジＦ１は許容されない
と評価され、制御信号の受信は中断される。このように
して本発明のサンプリング方法によりタイミングエラー
と伝送レート（ボーレート）の許容されない変動とが識
別される。
【００１７】図３には、障害信号と重畳された制御信号
が示されている。この障害信号は、ビット２の第１ハー
フビットの伝送ないしは受信中に発生する。スタートビ
ットの受信およびサンプリングならびにエッジ検出感度
の設定は、すでに図１制御信号の場合に示したのと同様
に行われる。障害信号の立ち上がりエッジＦ２′は検出
され、許容されないと評価される。それはこの立ち上が
りエッジがサンプリングＳ１の後の時間窓Δｔの外側で
発生し、かつつぎの時間窓Δｔの定義の前に発生するか
らである。したがって制御信号の受信は中断される。
【００１８】本発明は、上に詳しく説明した実施例に
も、この方法を照明装置へ上記のように適用した事例に
も限定されない。バイフェーズ符号化されたデジタル信
号に対する本発明のサンプリング方法は一般的に、相応
に符号化されたデジタルデータ伝送につぎのような場合
には使用することができる。すなわち受信側に信号エッ
ジ検出感度の切り替えが可能な信号入力側が設けられて
いるか、または受信側が相異なる信号エッジ検出感度を
有する、適切な論理回路に接続された信号入力側を備え
ているか、または受信側が立ち下がり信号エッジを検出
するための少なくとも１つの信号入力側と、立ち上がり
信号エッジを検出するための少なくとも１つの信号入力
側とを備えており、これらの入力側の間で、最後のサン
プリングの結果に応じて切り替えられる場合に、本発明
のサンプリング方法を、符号化されたデジタルデータ伝
送に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】エラーのない制御信号を、本発明の方法を用い
てサンプリングする図である。
【図２】スタートビットにおける、許容されないビット
伝送時間を、本発明の方法を用いて識別する図である。
【図３】制御信号内の障害信号を、本発明の方法を用い
て識別する図である。
【符号の説明】
Ｆ０−Ｆ５ 信号エッジ Ｓ１−Ｓ５ サンプリング時点 Δｔ 時間窓 Ｔ １ビットの伝送時間

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 バイフェーズ符号化されたデジタル信号
    を受信手段によってサンプリングする方法であって、 前記受信手段は、信号エッジ検出感度が切り替え可能な
    少なくとも１つの信号入力側か、または信号エッジ検出
    感度の異なる少なくとも２つの信号入力側のいずれか
    を、前記のデジタル信号を受信するために備えている形
    式の、バイフェーズ符号化されたデジタル信号をサンプ
    リングする方法において、 Ａ） 信号入力側の定常状態の論理レベルが「１」であ
    る場合には信号エッジ検出感度が切り替え可能な少なく
    とも１つの信号入力側の信号エッジ検出感度を立ち下が
    りエッジ（Ｆ０）に設定し、信号入力側の定常状態の論
    理レベルが「０」である場合には前記の少なくとも１つ
    の信号入力側の信号エッジ検出感度を立ち上がりエッジ
    （Ｆ１）に設定し、 または信号の開始を検出するために相応の信号エッジ検
    出感度を有する信号入力側をアクティブ化し、 Ｂ） 信号の瞬時に受信したビットの第１ハーフビット
    の論理レベルをサンプリングし、 Ｃ） 少なくとも１つの信号入力側の信号エッジ検出感
    度を、瞬時に受信したビットのサンプリングした第１ハ
    ーフビットの論理レベルに依存して設定するか、または
    瞬時に受信したビットのサンプリングした第１ハーフビ
    ットの論理レベルに依存して、相応の信号エッジ検出感
    度を有する信号入力側をアクティブ化し、 Ｄ） 時間窓（Δｔ）をつぎのように設定し、すなわち
    前記信号の前記ビットの第１ハーフビットと第２ハーフ
    ビットとの間の信号エッジ（Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４，
    Ｆ５）が発生することが予想され、かつ当該信号エッジ
    の発生は許容されると評価されるようにし、 Ｅ） 前記信号エッジ（Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４，Ｆ
    ５）が、前記時間窓（Δｔ）内で発生したか否かをチェ
    ックし、第１ハーフビットと第２ハーフビットとの間の
    前記信号エッジ（Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４，Ｆ５）が前
    記の時間窓（Δｔ）内で検出された場合にはステップ
    Ｂ）〜Ｅ）を信号の次のビットに対して繰り返し、検出
    されない場合には信号の受信を中断することを特徴とす
    るバイフェーズ符号化されたデジタル信号をサンプリン
    グする方法。
  2. 【請求項２】 受信すべき信号のビット毎に、高々１回
    論理レベルサンプリングを行う請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】 各サンプリング（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ
    ４，Ｓ５）の後に、時間窓（Δｔ）を前記ステップＤ）
    にしたがって形成する請求項１に記載の方法。
  4. 【請求項４】 前記時間窓（Δｔ）の最大長は１ビット
    の伝送時間（Ｔ）である請求項１に記載の方法。
  5. 【請求項５】 第１ハーフビットのサンプリングは、一
    定の時間間隔（Ｔ）で行われる請求項１に記載の方法。
  6. 【請求項６】 請求項１から５までのいずれか１項に記
    載の方法を、複数のランプと、該ランプのための少なく
    とも１つの駆動装置と、少なくとも１つの該駆動装置を
    バイフェーズ符号化されたデジタル制御信号によって制
    御する少なくとも１つの制御ユニットとを有する照明装
    置に適用することを特徴とする使用方法。
JP2000214424A 1999-07-15 2000-07-14 バイフェーズ符号化されたデジタル信号を受信手段によってサンプリングする方法および該方法の使用方法 Expired - Fee Related JP4436544B2 (ja)

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