JP2001211212A - インタフェース回路 - Google Patents

インタフェース回路

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JP2001211212A
JP2001211212A JP2000018118A JP2000018118A JP2001211212A JP 2001211212 A JP2001211212 A JP 2001211212A JP 2000018118 A JP2000018118 A JP 2000018118A JP 2000018118 A JP2000018118 A JP 2000018118A JP 2001211212 A JP2001211212 A JP 2001211212A
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waveform
signal
analog
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interface circuit
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Hiroko Kosaka
浩子 向阪
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NEC Engineering Ltd
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NEC Engineering Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 反射等による波形の歪みがなく、外来ノイズ
を除去でき、信号間の遅延のないインタフェース回路を
得る。 【解決手段】 伝送路のアナログ特性を認識する手段2
を持ち、検出した波形の特徴から通常の立上り/立下り
か否かを判断する。通常の立上り/立下りの場合は、特
性データ記憶部に記憶されている過去の立上り/立下り
波形の歪み成分の位相反転したものを、アナログ特性デ
ータ処理部3にて読出し、波形整形部4にてこれを加し
て相殺する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はインタフェー回路ス
に関し、特にコンピュータ装置、その他電子装置間のイ
ンタフェース回路に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、ディジタル出力バッファ回路は、
出力信号波形の整形を目的として用いられている。この
回路は、例えば、特開平9−168036号公報に示さ
れているものである。
【0003】図8は同公報に記載されている出力バッフ
ァ回路の構成を示すブロック図である。同図において、
信号印加部2には出力バッファ部1からの信号が印加さ
れ、伝送路3上のノイズ成分を相殺するように制御す
る。方向性結合器4は、出力バッファ部1の負荷による
伝送路上に発生する高周波反射ノイズ成分を検出しその
位相を反転する。この反転させた信号はアナログバッフ
ァ5に出力される。信号印加部2は制御信号Cに従い、
送信時だけ出力バッファ部1から伝送路3への出力にア
ナログバッファ5からの信号を印加し、伝送路3上のノ
イズ成分を相殺するというものである。
【0004】また別の例として、上記公開公報に記載さ
れている別の回路を図9に示す。図9に示した回路は、
システム立ち上げ時、出力バッファ部1の出力をHレベ
ル→Lレベル、Lレベル→Hレベルと変化させ、伝送路
3上に発生する高周波反射ノイズを方向性結合器4で検
出し、その位相を反転させる。この位相反転させたノイ
ズ成分をメモリ6に記憶する。つまり、このメモリ6は
方向性結合器4の出力を記憶するのである。
【0005】そして、通常動作時、出力バッファ部1の
出力がHレベル→Lレベル、Lレベル→Hレベルの場合
に応じてメモリ6に記憶されている信号をアナログバッ
ファ5に出力する。信号印加部2は制御信号Cに従い、
送信時だけ出力バッファ部1から伝送路3への出力にア
ナログバッファ5からの信号を印加し、伝送路3上のノ
イズ成分を相殺するというものである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上述した特許公報に記
載されている技術では、遅延が生じ、ノイズ成分の程度
が変わるだけであり、ノイズ成分を相殺しきれないとい
う問題がある。その他、従来、一般的にフィルタ等でノ
イズ除去し、波形の整形を行っているが、信号波形とノ
イズ波形とを識別する方法がなく、全てのノイズを取り
除くことができないという問題がある。
【0007】パターン長やPWB(printed wiring boa
rd)により遅延が異なり、自動的に遅延を検出し、調整
する仕組みがないので、信号間の遅延は一般に設計後に
波形を測定して調整しなければならないという問題があ
る。
【0008】本発明は上述した従来技術の欠点を解決す
るためになされたものであり、その目的は反射等の波形
の歪みを低減させ、単発的な外来ノイズを除去し、遅延
を低減させることのできる帰還インタフェースを提供す
ることである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明による帰還インタ
フェース回路は、伝送路のアナログ特性を検出する検出
手段と、この検出結果に応じて伝送信号を波形整形する
信号整形手段とを含むことを特徴とする。
【0010】また、前記検出手段によって検出されたア
ナログ特性に関するデータを記憶保持する記憶手段を更
に有し、前記信号整形手段はこの記憶手段の記憶データ
に応じて前記伝送路信号の波形整形をなすことを特徴と
し、更に、前記検出手段は前記伝送路における反射等の
歪み成分を検出する手段を有し、前記信号整形手段は前
記記憶手段に記憶されている過去の記憶データを使用し
て前記歪み成分の除去をなすようにしたことを特徴とす
る。
【0011】更にはまた、前記検出手段は前記伝送信号
がノイズ波形かどうかを検出する手段を有し、前記ノイ
ズ波形である場合、前記信号整形手段は“0”レベルの
信号を出力するようにしたことを特徴とし、また、前記
検出手段は前記伝送路の遅延時間を検出する手段を更に
有し、前記信号整形手段はこの遅延時間に応じた波形整
形をなすようにしたことを特徴とする。
【0012】要するに本発明では、伝送路のアナログ特
性を認識し、受信側が信号を受信したときに最適な波形
になるよう、信号を整形するのである。より具体的に
は、アナログ波形を検出し、このアナログ波形によるア
ナログ特性を処理し、波形を整形するのである。こうす
ることにより、本インタフェース回路では、検出したア
ナログ波形の形状により、ノイズか信号かを識別して反
射の波形の歪みを低減することができる。また、検出し
たアナログ波形の形状により、ノイズか信号かを識別す
ることにより、ノイズを除去することができる。更に、
検出したアナログ特性より、伝送路の遅延を割り出し、
信号間の遅延がないよう調整して信号間の遅延のないイ
ンタフェースを構築することができる。
【0013】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の一形態につ
いて図面を参照して説明する。なお、以下の説明におい
て参照する各図においては、他の図と同等部分には同一
符号が付されている。
【0014】図1は本発明によるインタフェース回路の
第1の実施の形態を示すブロック図である。同図におい
て、本インタフェース回路は、アナログ波形検出部2を
有する。このアナログ波形検出部2からの波形データは
アナログ特性処理部3に出力され、アナログ特性処理部
3は検出波形のアナログ特性を処理する。検出波形が反
射等の歪みである場合、波形整形部4は特性データ記憶
部5に保存されている過去の検出波形の高周波反射ノイ
ズ成分を位相反転したものを印加し相殺させることによ
り波形を補正する。
【0015】以下、本実施形態による帰還インタフェー
スの動作について説明する。アナログ波形検出部2は伝
送路を監視し、電圧があるしきい値Vs[V]を越えた
とき、信号の立上り部分の傾き(波形立上り時間に対す
る電圧値の比)等で判断して、立上り波形を検出する。
例えば、立上りはじめの時刻T0から時刻T1までの傾
き、時刻T1から時刻T2までの傾きと、立上り波形の
特性を特性データ記憶部5に保存されている波形データ
とを比較し、通常の信号の立上りか又はノイズ等による
立上りかを判断する。以後、アナログ波形検出部2は波
形データをアナログ特性データ処理部3に出力する。
【0016】アナログ特性データ処理部3は、アナログ
波形検出部2によって検出された波形に対して後述する
処理を行う。特性データ記憶部5は過去の検出波形を保
存する。特性データ記憶部5はアナログ特性データ処理
部3によりA/D変換された波形のディジタルデータ、
その他波形の特性を表す数値データを保存し、必要な時
にアナログ特性データ処理部3にデータを出力する。波
形成形部4は波形を整形する。
【0017】次に、図5及び図6をも参照して動作を説
明する。ここでは、伝送路1に立上り信号が出力された
場合を例とする。波形検出部2は伝送路を監視し、電圧
があるしきい値Vs[V]を越えたとき信号の立上りで
あると判断する等して、立上り波形検出する。そして、
以後波形データをアナログ特性データ処理部3に出力す
る。
【0018】アナログ特性データ処理部3は特性データ
記憶部5より得た過去の波形データより高周波ノイズ成
分の位相を反転したものを生成する。波形整形部4はこ
の生成された信号を伝送路上の信号に印加することによ
り、高周波ノイズ成分を相殺する。このとき、図5に示
されているように、整形処理に要する時間分の遅延が生
じる。すなわち、同図(a)に示されている検出された
波形に対し、同図(b)に示されている出力波形は所定
時間だけ遅延することになる。さらに、波形検出部2で
検出された波形データはアナログ特性データ処理部3に
より過去の波形データと合成される。この合成されたデ
ータは特性データ記憶部5に出力されて記憶保存され
る。
【0019】アナログ特性データ処理部3が立上り波形
が通常の立上りであると判断すると、波形整形部4は特
性データ記憶部5に保存されている波形データの高周波
ノイズ成分を位相反転したものを、伝送路上の信号に印
加することにより高周波ノイズ成分を相殺する。もし、
検出した波形が通常の信号の立上りでない場合は、保存
されている波形の印加は行わない。例えば、図6(a)
に示されているようなノイズが検出された場合は、同図
(b)に示されているように出力波形は0レベルにな
る。さらに、波形検出部2で検出された波形データは特
性データ記憶部5に保存されている波形データと合成さ
れ、保存される。また、同様に波形データの高周波ノイ
ズ成分の位相反転したものも保存する。
【0020】本発明の第2の実施の形態について、図1
を参照して説明する。その基本的構成は上記の通りであ
るが、外来ノイズ除去についてさらに工夫している。伝
送路1に立上り信号が出力された場合を例とする。波形
検出部2は立上り波形を検出すると、以後波形データを
アナログ特性処理部3に出力する。アナログ特性処理部
3は、検出された波形が通常の信号の立上りか又はノイ
ズ等による立上りかを判断する。この判断は、例えば、
過去の波形と検出された波形とを比較して行う。そし
て、検出波形が過去の波形にどのくらい似ているか等に
より、検出された波形が通常の信号であるかノイズであ
るかを判断する。このとき、比較する区間は、信号波形
が立上ってからHレベルで安定するまでの時間とする。
【0021】図3において、同図(a)に示されている
整形前の波形と同図(b)に示されている出力波形とを
比べると、本インタフェースによる整形処理によって遅
延が生じることになる。なお、図3(b)中の破線は、
同図(a)に示されている整形前の波形を示している。
【0022】このような波形整形処理を行う結果、出力
される波形は、図4に示されているように、この比較に
要する時間分遅延することになる。同図(a)中の実線
で示されている信号波形である場合、破線で示されてい
る整形前の波形と似ている波形となる。これに対し、同
図(b)中の実線で示されているノイズ波形である場
合、破線で示されている整形前の波形とは似ていない波
形となる。整形前の波形と似ているかどうかについて
は、波形の立上りから所定時間後のレベルが整形前の波
形と大きく異なっていないかどうかによって判断する。
アナログ特性データ処理部3は検出された波形が通常の
立上りと異なる、外来ノイズであると判断すると、波形
成形部4は“0”を出力してノイズを除去する。
【0023】この場合、伝送路を監視し、電圧があるし
きい値Vs[V]を越えたとき信号の立上りであると判
断する等して、立上り波形を検出し、以後波形データを
アナログ特性処理部3に出力する。アナログ特性処理部
3は、例えば、立上りはじめの時刻T0から時刻T1ま
での傾き、時刻T1から時刻T2までの傾き等から、立
上り波形の特性を特性データ記憶部5に保存されている
波形データと比較し、通常の信号の立上りかノイズ等に
よる立上りかを判断する。アナログ特性処理部3は立上
り波形が通常の立上りと異なる、外来ノイズであると判
断すると、波形形成部4は“0”を出力する。
【0024】本発明の第3の実施の形態について、図2
を参照して説明する。その基本的構成は上述した第1及
び第2の実施形態と同じであるが、本例では伝送路の遅
延時間についてさらに工夫している。
【0025】例えば、図7(a)に示すように、伝送路
に方形波を出力した場合、受信端で反射した(b)に示
す反射波が合成されて、(c)に示す波形となる。この
とき、反射波は伝送路の長さに応じた時間だけ遅延す
る。このため、合成された波形の階段状の部分により、
伝送路による遅延時間を知ることができる。送信端側で
観測した場合は、この遅延時間の半分の時間が伝送路の
遅延時間となる。受信端側で観測した場合は、この遅延
時間が伝送路の遅延時間となる。
【0026】これらの特性を利用して、アナログ特性処
理部3は、アナログ波形検出部2aが検出した波形の反
射等の特徴より、伝送路1aにおける受信端までの距離
を算出する。同様に、アナログ特性処理部3は、アナロ
グ波形検出部2bが検出した波形の特徴より、伝送路1
bにおける受信端までの距離を算出する。このように
し、受信端までの距離を算出することによって、それぞ
れの伝送路の遅延時間を知ることができる。さらにアナ
ログ特性処理部3はそれぞれの伝送路の相対的な遅延時
間を計算し、遅れている方の信号に位相を合わせ、波形
整形部4a又は4bにより波形の遅延を調整する。
【0027】アナログ特性処理部3は、波形検出部2a
が検出した波形の反射等の特徴より伝送路1aにおける
受信端までの距離を算出し、同様に、波形検出部2bが
検出した波形の特徴より伝送路1bにおける受信端まで
の距離を算出し、それぞれの伝送路の遅延時間を知るこ
とができる。アナログ特性処理部3はそれぞれの伝送路
の相対的な遅延時間を計算し、遅れている方の信号にあ
わせ波形整形部4a又は4bにより波形の遅延を調整す
る。
【0028】例えば、伝送路1aにクロック、伝送路1
bにデータ信号がそれぞれ伝送され、伝送路1aの遅延
時間がt1、伝送路1bの遅延時間がt2、t1<t2
であった場合、相対的にはデータ信号がクロックに対し
て(t2−t1)時間遅れていることになる。そこで、
データ信号については補正なしとし、クロックに対して
は波形整形部4aで(t2−t1)時間遅らせる。受信
端では2つの信号間には遅延が生じないことになる。な
お、伝送路の特性やパターン長によりクロックとデータ
との遅延量が異なった場合もこの方法で補正することが
できる。
【0029】本実施形態の場合、特性データ記憶部5に
保存される波形データは、波形が検出されるたびに、検
出したデータを保存されているデータに重み付けして足
し込む等して更新することとする。このため、保存され
る波形データは時間が経過するにつれ平均的な波形にな
る。この場合、一番最初に検出された波形が外来ノイズ
等の反射による歪み以外であった場合も、時間が経過す
れば特性データ記憶部5に保存される波形データは平均
的な波形に近づく。
【0030】また、伝送路の遅延時間にあわせて自動的
に波形整形しているので、ノイズ除去のためのフィルタ
等の調整をする必要がない。さらに、伝送路の遅延につ
いても、自動的に調整されるので、設計後に実際に遅延
を測定して調整する必要がない。
【0031】なお、本インタフェースが伝送路の受信端
にある場合、波形整形部はアナログ波形の整形ではな
く、ディジタル出力をすることも可能である。ディジタ
ル信号はHレベル又はLレベルを伝達するものであり、
送信端に設けた場合は、伝送路において波形が乱れてし
まう。このため、送信端ではなく、受信端に本インタフ
ェースを設けた場合には、ディジタル信号を整形するこ
とができるのである。この場合、アナログ特性処理部3
により通常の信号かノイズかを識別し、波形整形部4は
通常の信号の場合、例えばHレベルの場合は5V、Lレ
ベルの場合は0Vを出力する。また、ノイズであった場
合は0Vを出力する。
【0032】なお、図1,2におけるアナログ特性デー
タ処理部3としては、上述したように、アナログ波形を
ディジタル処理する機能を有するものであるので、入力
信号をディジタル変換するA/D変換部と、これをディ
ジタル処理する処理部と、この処理結果をアナログ変換
するD/A変換部とを有する構成であり、処理部は上述
した各処理を行うものとする。
【0033】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、検
出したアナログ波形を過去の波形データと比較し、通常
の波形か又はノイズかを識別し、通常の波形である場合
は過去の波形データを基に反射の歪みを補正することに
より、検出したアナログ波形の歪みを補正できるという
効果がある。
【0034】また、検出したアナログ波形を過去の波形
データと比較し、通常の波形か又はノイズかを識別し、
ノイズであると判断した場合は“0”を出力してノイズ
をカットすることにより、伝送路にあわせてフィルタ等
の調整をすることなく、ノイズを除去することができる
という効果がある。
【0035】さらにまた、検出したアナログ波形を解析
して伝送路の遅延を算出し、送信時に、遅延の大きい信
号にあわせ、遅延の少ない信号を送らせて送信する等し
て、遅延の調整を行うことにより、伝送路の遅延をなく
すことができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の一形態による帰還インタフェー
スの構成を示すブロック図である。
【図2】本発明の実施の他の形態による帰還インタフェ
ースの構成を示すブロック図である。
【図3】(a)は整形前の波形を示す図、(b)は出力
波形立上り波形例を示す図である。
【図4】(a)は信号波形を示す図、(b)はノイズ波
形を示す図である。
【図5】(a)は検出された波形を示す図、(b)は出
力波形を示す図である。
【図6】(a)はノイズ波形を示す図、(b)は出力波
形を示す図である。
【図7】(a)は伝送路に方形波を出力した場合の波形
図、(b)は反射波の波形図、(c)は受信端で反射し
た反射波が合成された波形を示す図である。
【図8】従来のインタフェースを示すブロック図であ
る。
【図9】従来の他のインタフェースを示すブロック図で
ある。
【符号の説明】
1 伝送路 2 波形検出部 3 アナログ特性処理部 4 波形整形部 5 特性データ記憶部

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 伝送路のアナログ特性を検出する検出手
    段と、この検出結果に応じて伝送信号を波形整形する信
    号整形手段とを含むことを特徴とするインタフェース回
    路。
  2. 【請求項2】 前記検出手段によって検出されたアナロ
    グ特性に関するデータを記憶保持する記憶手段を更に有
    し、前記信号整形手段はこの記憶手段の記憶データに応
    じて前記伝送路信号の波形整形をなすことを特徴とする
    請求項1記載のインタフェース回路。
  3. 【請求項3】 前記検出手段は前記伝送路における反射
    等の歪み成分を検出する手段を有し、前記信号整形手段
    は前記記憶手段に記憶されている過去の記憶データを使
    用して前記歪み成分の除去をなすようにしたことを特徴
    とする請求項2記載のインタフェース回路。
  4. 【請求項4】 前記検出手段は前記伝送信号がノイズ波
    形かどうかを検出する手段を有し、前記ノイズ波形であ
    る場合、前記信号整形手段は“0”レベルの信号を出力
    するようにしたことを特徴とする請求項2記載のインタ
    フェース回路。
  5. 【請求項5】 前記検出手段は前記伝送路の遅延時間を
    検出する手段を更に有し、前記信号整形手段はこの遅延
    時間に応じた波形整形をなすようにしたことを特徴とす
    る請求項2記載のインタフェース回路。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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