JP2003168944A

JP2003168944A - イコライザ回路

Info

Publication number: JP2003168944A
Application number: JP2001363777A
Authority: JP
Inventors: Junichi Tsuchida; 純一土田
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2001-11-29
Filing date: 2001-11-29
Publication date: 2003-06-13

Abstract

(57)【要約】【課題】伝送路のケーブル長、減衰量に応じてイコラ
イザ定数を自動的に調整することができ、伝送路の長さ
や特性に関わらず、最適なイコライジングを行うことが
できるイコライザ回路を提供する。【解決手段】伝送信号の高周波成分を通過させる手段
と、低周波成分を減衰させる手段とを具え、前記低周波
成分を減衰させる手段が、温度が上昇したときに前記低
周波成分の減衰を抑制し、温度が降下したときに低周波
成分の減衰を助長する低周波成分調整手段を具えること
を特徴とするイコライザ回路。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、イコライザ回路に
関するものであり、特に２つの装置間で信号を高速伝送
する場合に、ケーブル長、信号伝送路の減衰量に応じて
イコライザ定数を自動的に調整することのできるイコラ
イザ回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】異なる装置間、あるいは匡体間をケーブ
ルで接続して信号伝送を行う際に、伝送路の距離が長い
と、伝送路の周波数特性の影響で低周波成分の減衰に対
して高周波成分の減衰が大きくなり、これによって、受
信部でのアイパタンの開口が狭くなってしまい、受信時
のデータ誤り率が大きくなるという問題がある。図１は
この状態を示す波形図であり、上段は送信信号、中段は
受信回路の入力信号、下段は受信回路の出力信号の信号
波形である。図１に示すとおり、受信回路の入力信号は
伝送路の減衰によって高周波成分の振幅が小さくなって
いる。

【０００３】一般に、受信回路では、回路内で決められ
たスレッシュホールド電圧を基準にして入力信号の
“１”と“０”を判定する。図１に、このスレッシュホ
ールド電圧（１／２Ｖ_０）を一点鎖線で示す。図１に示
す例では、入力信号の孤立波の振幅がこの素スレッシュ
ホールド電圧に達していないため、“１”と“０”が正
確に判定されず、下段に示す出力信号にデータエラーが
生じている。

【０００４】この問題を解決するために、図２に示すよ
うに、送信装置１１と受信装置１２間を接続する伝送路
１３にイコライザ回路１４を追加することが一般に行わ
れている。イコライザ回路１４は、伝送路１３の周波数
特性と相反する周波数特性を持たせた回路であり、これ
を追加することによって伝送路全体の周波数特性を平坦
にすることができる。

【０００５】図３は、従来のイコライザ回路１４の一例
を示す図である。信号伝送路に並列に接続したコンデン
サ２１と、信号伝送路とアース間に接続したインダクタ
２２と、信号伝送路中にインダクタを挟んで抵抗成分２
３、２４を具える。コンデンサ２１によって高周波成分
を通過させ、インダクタ２２と抵抗成分２３、２４によ
って低周波成分を減衰させるようにしている。すなわ
ち、伝送路では、一般に高周波成分の減衰が大きいた
め、高周波成分を通過させて低周波成分を減衰させる、
いわゆるハイパスフィルタとしての特性を持つイコライ
ザ回路１４を伝送路１２に追加して、データ誤り率を低
下させるようにしている。

【０００６】図４は、伝送路１３の周波数特性と、従来
のイコライザ回路１４の周波数特性、およびこれら二つ
の特性を合わせた全体の周波数特性を示すグラフであ
り、実線は伝送路１３の周波数特性、一点鎖線はイコラ
イザ回路１４の周波数特性、二点鎖線は伝送路とイコラ
イザ回路をあわせた全体の周波数特性である。なお、横
軸は周波数、縦軸は信号減衰量を示す。信号減衰量は、
数値が小さいほど減衰量が大きいことを表している。す
なわち、伝送路１３では、信号周波数が高いほど減衰量
が大きく、逆にイコライザ回路１４では、周波数が低い
ほど減衰量が大きい。イコライザ回路１４を挿入するこ
とによって、伝送路１３の周波数特性とイコライザ回路
１４の周波数特性が相互に作用して、伝送路１３全体の
減衰量はすべての周波数帯において平坦になる。

【０００７】図５は、イコライザ回路１４を使用した場
合の送信信号、受信回路の入力信号、受信回路の出力信
号の各波形を示す図である。イコライザ回路１４を挿入
したことにより、中段に示す入力信号の低周波成分が減
衰していることがわかる。これによって、孤立波がスレ
ッシュホールド電圧である１／２Ｖ_０を中心に振れるこ
とになり、出力が正常になる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】このように、イコライ
ザ回路は、全体の出力を安定させるために極めて有効な
装置である。上述したとおり、イコライザ回路は伝送路
の周波数特性と相反する特性を有する必要があるので、
正常な出力を得るためには、伝送路の特性に合ったイコ
ライザ回路を挿入する必要がある。しかしながら、伝送
路の周波数特性はその長さや材質等によってそれぞれ異
なるため、最適なイコライザ回路を実現するためには、
伝送路の長さ、材質等に適したイコライザ定数を有する
回路を取り付ける必要がある。

【０００９】このため、従来は、イコライザ定数の異な
る回路を数種類用意しておき、その中から最適なものを
選択して取り付けるようにしているが、この方法では、
取り付けの手間、効率の面で問題がある。また、伝送路
の周波数特性にイコライザの周波数特性が合っていない
場合は、イコライザを入れても誤り率が増加してしまう
ことになる。さらに、伝送距離が短く本来はイコライザ
を取り付けなくても伝送できるような場合には、イコラ
イザ回路を取り付けることによって、逆にエラーが生じ
てしまうという問題もあった。

【００１０】本発明は、このような問題を解決するため
になされたものであり、伝送路のケーブル長、減衰量に
応じてイコライザ定数を自動的に調整することができ、
伝送路の長さや特性に関わらず、最適なイコライジング
を行うことができるイコライザ回路を提供することを目
的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明のイコライザ回路は、伝送信号の高周波成分
を通過させる手段と、低周波成分を減衰させる手段とを
具え、前記低周波成分を減衰させる手段が、温度が上昇
したときに低周波成分の減衰を抑制し、温度が降下した
ときに低周波成分の減衰を助長する低周波成分調整手段
を具えることを特徴とする。

【００１２】一般に、ケーブル等の伝送路の周波数特性
は、低周波成分の減衰が小さく、高周波成分の減衰が大
きい。従って、イコライザ回路は、反対に低周波成分の
減衰が大きく、高周波成分の減衰が小さいハイパスフィ
ルタの特性を持たせる必要がある。

【００１３】ここで、伝送路が短い場合、あるいは伝送
路の損失が低い場合、受信信号の振幅が大きくなり、イ
コライザ回路を構成する部品に流れる電流も大きくな
る。すなわち、イコライザ回路を構成する部品の消費電
力は、伝送路の減衰が小さいほど（伝送路が短いほど、
あるいは、伝送路の損失が低いほど）大きくなり、この
部品の消費電力が大きくなると、自己発熱によって部品
の温度が上昇する。逆に伝送路の減衰が大きいと（伝送
路が長い、あるいは伝送路の損失が大きい）、部品に流
れる電流が小さくなって消費電力が少なくなるので、発
熱が小さくなり、部品の温度が下がる。

【００１４】本発明のイコライザ回路は、この性質を利
用したものであり、低周波成分減衰手段が、温度が上昇
したときに低周波成分の減衰を抑制し、温度が降下した
ときに低周波成分の減衰を助長するする低周波成分調整
手段を具えているため、伝送路が短いあるいは伝送路の
損失が低いような場合に、回路を構成する部品の自己発
熱によって、低周波成分の減衰が抑制され、逆に伝送路
が長い場合あるいは伝送路の損失が大きいような場合に
は、低周波成分の減衰が助長されて、いずれの場合にも
全体の周波数特性は平坦になる。

【００１５】この低周波成分調整手段は、温度によりそ
の抵抗値が変化する可変抵抗部品で構成することが好ま
しい。

【００１６】また、本発明のイコライザ回路は、前記高
周波成分を通過させる手段がコンデンサを、前記低周波
成分を減衰させる手段がインダクタを具えており、前記
コンデンサが周囲温度の変化によってその容量が変化す
る可変コンデンサで構成されていることを特徴とする。

【００１７】上述したとおり、可変抵抗部品の自己発熱
によって抵抗値を変化させてイコライザの周波数特性を
調整するようにした場合、回路の周囲温度自体が変化し
た場合に、初期設定した抵抗値が変化するため、周波数
特性も変わってしまう。そこで、高周波成分を通過させ
るコンデンサを温度に依存してその容量が変化する可変
コンデンサとした。この構成によれば、周囲温度が上昇
して、可変抵抗部品の抵抗値が低下した場合に、コンデ
ンサの容量が低下して、インピーダンスが増加するの
で、周囲温度が上昇した場合の抵抗値の低下による影響
が相殺されることになる。

【００１８】また、本発明のイコライザ回路は、前記可
変抵抗部品が、温度が高くなるとその抵抗値が小さくな
る可変抵抗部品と、温度が高くなるとその抵抗値が大き
くなる可変抵抗部品とを具えることを特徴とする。

【００１９】このように、温度が高くなるとその抵抗値
が小さくなる可変抵抗部品と、温度が高くなるとその抵
抗値が大きくなる可変抵抗部品を設けることによって、
これらの部品の抵抗値を適宜選択して任意の伝送路の減
衰量と相反する特性をイコライザ回路に持たせることが
できる。

【００２０】これらの可変抵抗部品には温度に依存して
抵抗値が変化するサーミスタを好適に使用することがで
きる。温度が上昇するとその抵抗値が小さくなる可変抵
抗部品にはＮＴＣサーミスタを、また、温度が上昇する
とその抵抗値が大きくなる可変抵抗部品にはＰＴＣサー
ミスタを好適に使用することができる。

【００２１】具体的には、前記コンデンサを前記信号伝
送路と並列に配設し、前記インダクタを信号伝送路と接
地間に接続すると共に、前記ＮＴＣサーミスタを信号伝
送路中に前記インダクタを挟んで二カ所に配設し、前記
ＰＴＣサーミスタを前記インダクタと前記信号伝送路の
間に直列に接続するようにすればよい。

【００２２】なお、前記温度が高くなると、容量が小さ
くなる可変コンデンサには、Ｆ特性コンデンサを好適に
使用することができる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して、本発明
のイコライザ回路の実施形態を説明する。イコライザ回
路は、図２に示す従来の装置と同様に、信号伝送路に挿
入して使用する。この配置自体は、従来のものと変わら
ないので、全体の構成についての説明はここでは省略す
る。

【００２４】上述したとおり、一般に、ケーブル等の伝
送路の周波数特性は低周波成分の減衰が小さく、高周波
成分の減衰が大きい。また、通常のイコライザは、ハイ
パスフィルタ特性を有しており、その周波数特性は、低
周波成分の減衰が大きく、高周波成分の減衰が小さい。
従って、伝送路１２にイコライザ回路１４を挿入した場
合、伝送路全体の周波数特性は、図４に二点鎖線で示す
ように、周波数に依存することなく平坦なものとなる。

【００２５】図６は、伝送路１２の長さが短い装置、あ
るいは伝送路１２が低損失である装置に、図３に示すよ
うな従来のイコライザ回路を挿入した場合の周波数特性
を示す図である。図６に実線で示すとおり、伝送路１２
が短い、あるいは伝送路１２が低損失であるような場合
は、伝送路１２の周波数特性は、高周波成分の減衰が小
さくなる。ここで、従来のイコライザ回路１４の周波数
特性は、図４に示す特性と同じであるので、伝送路１２
における高周波成分の減衰が小さくなると、補正過剰と
なり、全体の特性も高周波成分の減衰が小さくなり平坦
でなくなってしまう。

【００２６】図７は、この状態を示す波形図である。中
段の入力信号は、低周波成分の減衰が大きいため、同一
符号が連続すると、波形が右下がりまたは右上がりとな
る。従って、送信信号では同一符号が連続しているにも
かかわらず、出力装置の入力信号はスレッシュホールド
電圧１／２Ｖ_０を越えてしまい、データエラーがでる。

【００２７】図８は、逆に、伝送路１２の長さが長い装
置、あるいは伝送路１２の損失が大きい装置に、図３に
示すような従来のイコライザ回路１４を挿入した場合の
周波数特性を示す図である。図８に実線で示すとおり、
伝送路１２が長い、あるいは伝送路１２が高損失である
ような場合は、伝送路１２の周波数特性は、高周波成分
の減衰が大きくなる。ここで、従来のイコライザ回路１
４の周波数特性は、図４に示す特性と同じであるので、
伝送路１２における高周波成分の減衰が大きくなった
分、補正不足となり、全体の特性も高周波成分の減衰が
小さくなって平坦でなくなる。なお、この場合は、高周
波成分の減衰が大きくなり、イコライザがない場合と同
じ状態となるので、図１に示すようなデータエラーが生
じる。

【００２８】図９は、本発明のイコライザ回路１４’の
一構成例を示す図である。信号路１２に並列に接続され
た高周波成分を通過させるコンデンサ２１と、信号路１
２とアース間に接続された低周波成分を減衰させるイン
ダクタ２２と、信号路１２にインダクタ２２を挟んで設
けられた可変抵抗３１、３２と、インダクタ２２と信号
路の間に直列に接続された可変抵抗３３を具える。可変
抵抗３１および３２は、温度が高くなると抵抗値が低下
する特性を持ち、可変抵抗３３は、逆に温度が高くなる
と抵抗値が増加する特性を持つ。より具体的には、可変
抵抗部品３１、３２にはＮＴＣサーミスタが、可変抵抗
部品３３にはＰＴＣサーミスタが用いられている。

【００２９】伝送路１２の長さが短い、あるいは伝送路
１２が低損失である場合は、伝送路１２における信号の
減衰が小さく、受信信号の振幅が大きくなるため、イコ
ライザ回路１４’を構成する部品に流れる電流が大きく
なる。従って、可変抵抗部品３１、３２、３３に流れる
電流も大きくなり、これらの部品の消費電力は、伝送路
１２の減衰が小さいほど大きくなる。ここで、電子部品
が電力を消費するときには、部品の自己発熱によって部
品の温度が上昇するため、伝送路１２の減衰が小さいほ
ど、可変抵抗部品３１、３２、３３の温度が上昇するこ
とになる。

【００３０】この温度上昇によって、可変抵抗部品３
１、３２の抵抗値は下がり、一方、可変抵抗部品３３の
抵抗値は上がることになる。可変抵抗３１、３２の抵抗
値が下がると、インダクタ２２に電流が多く流れ、イコ
ライザ回路１４’における低周波成分の減衰が小さくな
って、信号路１２における高周波成分の減衰とバランス
される。

【００３１】図１０は、伝送路１２が短く、従って伝送
路１２における高周波成分の減衰が少なくなっている回
路に、図９に示す本発明のイコライザ回路１４’を挿入
した場合の、伝送路１２、イコライザ回路１４’、及び
全体の周波数特性を示す図である。図９に実線で示すよ
うに、伝送路１２の高周波成分の減衰が少なくなってい
るが、破線で示すように可変抵抗３１、３２の温度が上
昇するため、イコライザ回路１４’における低周波成分
の減衰が小さくなり、伝送路１２全体の周波数特性（二
点差線で示す）は平坦になる。

【００３２】逆に、図１１は、伝送路１２が長く、従っ
て伝送路１２における高周波成分の減衰が多くなった回
路に、図９に示す本発明のイコライザ回路１４’を挿入
した場合の、伝送路１２、イコライザ回路１４’、及び
全体の周波数特性を示す図である。図１１に実線で示す
ように、伝送路１２の高周波成分の減衰が大きくなる
が、可変抵抗３１、３２の温度が下がるためその抵抗値
が上がり、破線で示すように、イコライザ回路１４’に
おける低周波成分の減衰が大きくなる。従って、伝送路
１２全体の周波数特性（二点差線で示す）は平坦にな
る。

【００３３】このように、本発明では温度に依存して抵
抗値が変化する、可変抵抗部品３１、３２、３３をイコ
ライザ回路に用いて、伝送路１２における信号の減衰に
応じてイコライザ回路１４’の周波数特性を変化させる
ことによって、そのバランスを取るようにしている。部
品３１、３２、３３の抵抗値を、ある任意の伝送路の周
波数特性と、減衰量が相反するように、適宜選択してお
けば、伝送路の長さ、あるいは、損失の違いなどによっ
て伝送路の減衰量が変化しても、伝送路全体での周波数
特性を常に平坦にすることができる。

【００３４】図１２は、本発明に係るイコライザ回路の
第２実施形態の構成を示す図である。第２実施形態は、
コンデンサ２１の構成を除いては、上述の第１実施形態
のイコライザ回路と同様であるので、共通する部分につ
いては、同じ符号を付してここではその説明を省略す
る。

【００３５】第２実施形態では、可変抵抗部品３１、３
１、３３に加えて、高周波成分を通過させるコンデンサ
に周囲温度が上昇すると容量が低下する可変容量コンデ
ンサ２１’を用いるようにした。上述の、第１実施形態
では、可変抵抗３１、３２、３３の自己発熱によって抵
抗値が変化する特性を利用してイコライザ回路１４’の
周波数特性を調整するようにしているが、この方法で
は、イコライザ回路１４’の周囲温度自体が変化した場
合に、最初に設定した値から抵抗値が変化してしまい、
全体の周波数特性が平坦でなくなることがある。

【００３６】第２実施形態では、高周波成分を通過させ
るコンデンサを可変コンデンサ２１’としているので、
周囲温度が上昇して可変抵抗３１、３２の抵抗値が低下
した場合でも、コンデンサ２１’の容量が低下してイン
ピーダンスが増加する。ｋのため、周囲温度が変化して
もイコライザ特性そのものは変化せず、受信信号の振幅
の変化によってのみ、イコライザ特性が変化するイコラ
イザ回路１４’’を提供することができる。すなわち、
第２実施形態によれば、イコライザ回路１４’’の可変
抵抗部品３１、３２、３３に対する周囲温度の影響を、
コンデンサ２１’の変化により相殺することができる。

【００３７】具体的には、コンデンサ２１’には、Ｆ特
性のコンデンサを好適に用いることができる。Ｆ特性の
コンデンサは通常の使用温度範囲（１０〜８５℃）で
は、温度の上昇によって容量が低下する特性を持ってい
る。なお、入力信号に対するコンデンサ２１’の自己発
熱は無視できる程度に小さい。

【００３８】

【発明の効果】上述したとおり、本発明によれば、伝送
路の長さ、あるいは伝送路の損失の大小等に関わらず、
伝送路の特性に合ったイコライジングを行いうるイコラ
イザ回路を提供することができる。本発明のイコライザ
回路によれば、伝送路の周波数特性とイコライザ回路の
周波数特性をあわせた全体の周波数特性を平坦に保つこ
とができるので、データエラーの発生を低く押さえるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、イコライザ回路を具えていない装置に
おける、送信信号、受信装置の受信信号、および受信装
置の出力信号の波形を示す図である。

【図２】図２は、イコライザ装置を挿入した装置の全体
の構成を示す図である。

【図３】図３は、従来のイコライザ回路の構成例を示す
図である。

【図４】図４は、伝送路にイコライザ回路を挿入した場
合の周波数特性を示すグラフである。

【図５】図５は、図４に示す装置における、送信信号、
受信装置の受信信号、および受信装置の出力信号の波形
を示す図である。

【図６】図６は、伝送路が短い装置において、従来のイ
コライザ回路を挿入した場合の周波数特性を示すグラフ
である。

【図７】図７は、伝送路が短い装置において、従来のイ
コライザ回路を挿入した場合の送信信号、受信装置の受
信信号、および受信装置の出力信号の波形を示す図であ
る。

【図８】図８は、伝送路が長い装置において、従来のイ
コライザ回路を挿入した場合の周波数特性を示すグラフ
である。

【図９】図９は、本発明にかかるイコライザ回路の第１
実施形態の構成を示す図である。

【図１０】図１０は、伝送路が短い装置において、本発
明にかかるイコライザ回路を挿入した場合の周波数特性
を示すグラフである。

【図１１】図１１は、伝送路が長い装置において、本発
明にかかるイコライザ回路を挿入した場合の周波数特性
を示すグラフである。

【図１２】図１２は、本発明にかかるイコライザ回路の
第２実施形態の構成を示す図である。

【符号の説明】

１１送信装置１２受信装置１３信号伝送路１４、１４’、１４’’ イコライザ回路２１コンデンサ２１’ 容量可変コンデンサ２２インダクタ２３、２４抵抗３１、３２、３３可変抵抗

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】伝送信号の高周波成分を通過させる手段
と、低周波成分を減衰させる手段とを具え、前記低周波
成分を減衰させる手段が、温度が上昇したときに前記低
周波成分の減衰を抑制し、温度が降下したときに低周波
成分の減衰を助長する低周波成分調整手段を具えること
を特徴とするイコライザ回路。
【請求項２】請求項１に記載のイコライザ回路におい
て、前記低周波成分調整手段が、温度によりその抵抗値
が変化する可変抵抗部品で構成されていることを特徴と
するイコライザ回路。
【請求項３】請求項２に記載のイコライザ回路におい
て、前記高周波成分を通過させる手段がコンデンサを具
え、前記低周波成分を減衰させる手段がインダクタを具
え、前記コンデンサが周囲温度の変化によってその容量
が変化する可変コンデンサで構成されていることを特徴
とするイコライザ回路。
【請求項４】請求項３に記載のイコライザ回路におい
て、前記可変コンデンサが周囲温度の上昇によってその
容量が低下するＦ特性コンデンサであることを特徴とす
るイコライザ回路。
【請求項５】請求項２ないし４のいずれかに記載のイ
コライザ回路において、前記低周波成分調整手段が、温
度が高くなるとその抵抗値が小さくなる可変抵抗部品
と、温度が高くなるとその抵抗値が大きくなる可変抵抗
部品とを具えることを特徴とするイコライザ回路。
【請求項６】請求項５に記載のイコライザ回路におい
て、前記温度が高くなるとその抵抗値が小さくなる可変
抵抗部品がＮＴＣサーミスタであり、温度が高くなると
その抵抗値が大きく可変抵抗部品がＰＴＣサーミスタで
あることを特徴とするイコライザ回路。
【請求項７】請求項２ないし６のいずれかに記載のイ
コライザ回路において、前記コンデンサが前記信号伝送
路と並列に配設されており、前記インダクタが信号伝送
路と接地間に接続されており、前記ＮＴＣサーミスタが
信号伝送路中に前記インダクタを挟んで二カ所に配設さ
れ、前記ＰＴＣサーミスタが前記インダクタと前記信号
伝送路の間に直列に接続されていることを特徴とするイ
コライザ回路。