JP2004172660A

JP2004172660A - イコライザ回路

Info

Publication number: JP2004172660A
Application number: JP2002332549A
Authority: JP
Inventors: Junichi Tsuchida; 純一土田
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2002-11-15
Filing date: 2002-11-15
Publication date: 2004-06-17

Abstract

【課題】伝送路の長さ等が変わっても、データの誤りが生じないようにする。
【解決手段】イコライザ回路１１において、フィルタ部１２の可変抵抗２２の抵抗値を制御する抵抗値制御部１３を備える。抵抗値制御部１３には、比較器と、カウンタ回路と、抵抗値調整回路とが備えられる。比較器は、入力端子Ｐｉｎから供給される受信信号のピーク値と抵抗値調整回路の出力電圧とを比較し、カウンタ回路は、比較結果に応じてカウント値を設定する。カウンタ回路は、このカウント値に基づいて、抵抗値調整回路から出力される出力電圧を設定する。受信信号のピーク値と抵抗値調整回路の出力電圧とがほぼ等しくなると、抵抗値制御部１３は、カウント回路が設定したカウント値に基づいてフィルタ部１２の可変抵抗２２の抵抗値を調整する。
【選択図】図１

Description

【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。
【０００２】
【従来の技術】
複数の装置を伝送線を介して接続した場合、伝送線による周波数特性の影響が現れる。特に伝送路（伝送線）が長くなると、伝送路の周波数特性の影響で低周波成分の減衰量に比べ、高周波成分の減衰量が大きくなる。
【０００３】
デジタル信号の伝送状態を調べる方法として、疑似ランダム信号を伝送して信号波形の応答をオシロスコープ等で観測して、いわゆる目の形をしたアイパターンの開口率を調べる方法がある。高周波成分の減衰量が大きくなると、アイパターンの開口率は狭くなる。
【０００４】
また、高周波成分の減衰量が大きくなると、送信装置から送信された信号を受信する受信装置では、元の送信信号を再現することができない。
例えば、送信信号が図７（ａ）に示すような波形を有している場合に、高周波成分の減衰量が大きくなると、この送信信号に対応する受信信号は、図７（ｂ）に示すような波形を有することになる。
【０００５】
一般に、受信信号を受信する受信装置では、受信した受信信号が「１」（ハイレベル）か「０」（ローレベル）かを判定するため、予めスレッシュホールドレベルが設けられている。
【０００６】
受信装置は、受信信号の信号レベルを、このスレッシュホールドレベルと比較することにより受信信号の「１」又は「０」を判定する。図７（ｂ）に示すように、受信信号のハイレベルを電圧Ｖ_０として、このスレッシュホールドレベルを１／２Ｖ_０とする。
【０００７】
この場合、時刻ｔ１〜ｔ２において、「１」であるべき受信信号の信号レベルが、高周波成分が減衰して、このスレッシュホールドレベルを越えないと、時刻ｔ１〜ｔ２における受信信号の信号レベルは「０」と判定されてしまう。
【０００８】
また、時刻ｔ３〜ｔ４において、「０」になるべき受信信号の信号レベルがこのスレッシュホールドレベル以下にならなければ、この受信信号の信号レベルは「１」と判定されてしまう。
高周波成分の減衰により、このように判定されてしまうと、受信装置は、図７（ｃ）に示すような信号を出力してしまい、データエラーが生ずる。
【０００９】
このため、従来より、イコライザ回路を受信装置に挿入して伝送信号の振幅等の周波数応答を補正し、周波数特性を平坦にすることによりデータの誤りを防止しているものがある。（例えば、特許文献１参照）。
【００１０】
【特許文献１】
特開平８−１４９１６１号公報（第３頁、図１）
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、伝送路の周波数特性は、伝送路の長さ、材質等により変わってくる。伝送路の長さ、材質等により伝送路の周波数特性が変化したにもかかわらず、イコライザ回路の周波数特性が変わらなければ、周波数特性の補正が足りなかったり、過剰な補正になったりする。
【００１２】
例えば、伝送路の影響による高周波成分の減衰量が大きいにもかかわらず、周波数特性の補正が足りなければ、受信信号の信号レベルが誤ってスレッシュホールドレベルを越えたり、誤ってこのレベル以下になったりして、受信装置側で、データエラーが生ずる。
【００１３】
一方、伝送路の影響による高周波成分の減衰量が小さいにもかかわらず、高周波成分の補正が過剰になれば、低周波成分の減衰量が大きくなり、同じように受信信号の信号レベルを誤判定してしまい、受信装置側で、データエラーが生ずる。
【００１４】
このように、周波数特性の補正が足りなかったり、過剰になったりすると、データの誤りを防止することができない。
本来、伝送路の長さ、材質等により伝送路の周波数特性が変化すれば、イコライザ回路の周波数特性も伝送路の周波数特性に応じたものに変更すべきである。
【００１５】
しかし、伝送路の長さ、材質等の種類に応じて、最適のイコライザ回路を用意しておくとすると、数多くのイコライザ回路が必要となる。また、伝送路を切り替えると、その度にイコライザ回路も交換しなければならず、不便である。
【００１６】
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたもので、データの誤りの防止を可能とするイコライザ装置を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため、本発明の第１の観点に係るイコライザ回路は、
伝送路を介して受信した受信信号の周波数特性を補正するイコライザ回路において、
周波数に対する信号レベルがほぼ一定となるように、前記伝送路における減衰特性と相反する周波数特性を有するフィルタ部と、
前記伝送路における減衰量と前記フィルタ部の利得との和が、前記伝送路における周波数特性が変化しても前記受信信号の周波数にかかわらずほぼ一定となるように、前記受信信号の受信レベルに基づいて前記フィルタ部の利得を調整する利得調整手段と、を備えたものである。
【００１８】
前記フィルタ部は、コンデンサと可変抵抗とからなるハイパスフィルタによって構成され、
前記利得調整手段は、前記フィルタ部の可変抵抗の抵抗値を、前記受信信号の信号レベルに基づいて調整することにより、前記フィルタ部の利得を調整するように構成されたものであってもよい。
【００１９】
前記利得調整手段は、
予め設定された電圧を分圧する抵抗値が可変の抵抗を有し、前記抵抗で分圧した分圧電圧を生成する電圧生成手段と、
前記電圧生成手段が生成した分圧電圧と前記受信信号の信号レベルとを比較する電圧比較手段と、
前記電圧比較手段が比較する分圧電圧と前記受信信号の信号レベルとがほぼ等しくなるように前記電圧生成手段の前記可変抵抗の抵抗値を調整し、調整した抵抗値となるように、前記可変抵抗の抵抗値を調整する抵抗値調整手段と、を備えたものであってもよい。
【００２０】
前記フィルタ部は、可変容量コンデンサと抵抗とからなるハイパスフィルタによって構成され、
前記利得調整手段は、前記フィルタ部の可変容量コンデンサの容量値を、前記受信信号の信号レベルに基づいて調整することにより、前記フィルタ部の利得を調整するように構成されたものであってもよい。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に係るイコライザ回路を図面を参照して説明する。
本実施の形態に係るイコライザ回路の構成を図１に示す。
本実施の形態に係るイコライザ回路１１は、フィルタ部１２と、抵抗値制御部１３と、からなる。
【００２２】
フィルタ部１２は、伝送路における減衰特性と相反する周波数特性を有するように、コンデンサ２１と可変抵抗２２とからなるハイパスフィルタによって構成されている。フィルタ部１２がこのように構成されるのは、伝送線では、一般に、ローパスフィルタと同じように、低周波成分の減衰率が小さく、周波数が高くなるに従って減衰率は大きくなり、このような周波数特性を補正するためである。
【００２３】
コンデンサ２１は、受信信号の高周波成分を通過させるための回路素子であり、このコンデンサ２１の一端はイコライザ回路１１の入力端Ｐｉｎに接続され、コンデンサ２１の他端は、イコライザ回路１１の出力端Ｐｏｕｔに接続される。
【００２４】
可変抵抗２２は、受信信号の低周波成分を通過させるための回路素子であり、可変抵抗２２の一端は、コンデンサ２１の一端に接続され、他端は接地されている。
【００２５】
尚、フィルタ部１２の遮断周波数は、コンデンサ２１の容量値と可変抵抗２２の抵抗値とに基づいて設定され、この遮断周波数よりも低い周波数成分が低周波成分であり、遮断周波数よりも高い周波数成分が高周波成分である。
【００２６】
抵抗値制御部１３は、伝送路における減衰量とフィルタ部１２の利得との和が、伝送路における周波数特性が変化しても受信信号の周波数にかかわらずほぼ一定となるように、受信信号の受信レベル（振幅）に基づいてフィルタ部１２の利得を調整するものである。抵抗値制御部１３は、図２に示すように、抵抗値調整回路３１と、比較器３２と、カウンタ回路３３と、からなる。
【００２７】
抵抗値調整回路３１は、受信信号と同じ信号レベルの電圧を出力するように抵抗値を調整するための回路であり、抵抗３４−１〜３４−４と、抵抗３５と、スイッチ３６−１〜３６−４と、からなる。尚、フィルタ部１２内の可変抵抗２２も、抵抗値調整回路３１と同様に構成される。
【００２８】
抵抗３４−１〜３４−４は、抵抗値を可変するために備えられた抵抗であり、その各一端は、電圧Ｖｃｃの電源に接続されている。抵抗３４−１〜３４−４の各他端は、それぞれ、スイッチ３６−１〜３６−４の各一端に接続されている。抵抗３５の一端は、スイッチ３６−１〜３６−４の各他端に接続され、他端は接地されている。
【００２９】
抵抗３４−１〜３４−４の抵抗値は、数１０〜１００Ω程度とされる。尚、抵抗３４−１〜３４−４の抵抗値は、等しくてもよいし、抵抗３４−１〜３４−４の抵抗値をそれぞれ重み付けして、抵抗３４−２，３４−３，３４−４の抵抗値を抵抗３４−１の２、３，４倍とすることもできる。
【００３０】
比較器３２は、抵抗値調整回路３１の出力電圧と受信信号の信号レベルとを比較するものであり、比較器３２の非反転入力端（図中、「＋」と記す。）には、受信信号のピーク値が供給される。また、比較器３２の反転入力端（図中、「＋」と記す。）は、抵抗値調整回路３１のスイッチ３６−１〜３６−４の各一端と抵抗３５との接続点に接続される。
【００３１】
比較器３２は、抵抗値調整回路３１の出力電圧と受信信号の信号レベルとを比較した比較結果を出力する。受信信号の信号レベルが抵抗値調整回路３１の出力電圧よりも高ければ、「Ｈ」（高）レベルの信号を出力し、受信信号の信号レベルが抵抗値調整回路３１の出力電圧以下になれば、「Ｌ」（低）レベルの信号を出力する。
【００３２】
カウンタ回路３３は、抵抗値調整回路３１の出力電圧と受信信号の受信レベルとがほぼ等しくなるようなカウント値を求めてスイッチ３６−１〜３６−４の開閉を制御するものである。そして、カウンタ回路３３は、求めたカウント値に基づいて可変抵抗２２の抵抗値を調整するように、可変抵抗２２内の各スイッチの開閉を制御する。
【００３３】
カウンタ回路３３は、４ビットカウンタとして抵抗３４−１〜３４−４と対応させる。尚、前述のように重み付けした抵抗３４−１〜３４−４とカウンタ回路３３のビット値とを対応させることもできる。即ち、カウンタ回路３３の１ビット目を抵抗３４−１に、２ビット目を抵抗３４−２に、３ビット目を抵抗３４−３に、４ビット目を抵抗３４−４に対応させることもできる。
【００３４】
カウンタ回路３３は、比較器３２から出力された信号の信号レベルが「Ｈ」であれば、カウント値をインクリメントし、「Ｌ」レベルであれば、カウント値をデクリメントする。
【００３５】
但し、カウンタ回路３３がカウント値をインクリメント又はデクリメントする方法は、このような方法に限られるものではない。例えば、受信信号の信号レベルが「１」から「０」、又は「０」から「１」への変化を識別しながら、抵抗値が大きく変化させて、次第にある抵抗値に収束させていく方法であってもよい。
【００３６】
このようなイコライザ回路１１は、図３に示すような送受信システムの受信装置２に備えられる。この送受信システムは、送信装置１と、受信装置２と、伝送線３と、からなる。
送信装置１は、信号を送信するものである。受信装置２は、伝送線３を介して信号を受信する。
【００３７】
次に、本実施の形態に係るイコライザ回路１１の動作を説明する。
まず、必要な信号を伝送する前に、送信装置１からテスト用の周波数信号を送信し、受信装置２では、受信した信号に基づいてイコライザ回路１１の定数が調整される。尚、テスト用の周波数信号の周波数は、伝送線３の減衰が顕著に現れる帯域内、例えば、０．１〜１０００ＭＨｚの範囲に設定される。
このような調整は、最初に送信装置１と受信装置２とを伝送線３を介して接続したとき、あるいは、保守、点検時に行われる。
【００３８】
抵抗値制御部１３内の比較器３２は、受信信号の信号レベルと、抵抗値調整回路３１の出力電圧とを比較する。比較器３２は、受信信号の信号レベルが抵抗値調整回路３１の出力電圧よりも高ければ、「Ｈ」（高）レベルの信号を出力し、受信信号の信号レベルが抵抗値調整回路３１の出力電圧よりも低ければ、「Ｌ」（高）レベルの信号を出力する。
【００３９】
比較器３２は、「Ｈ」（高）レベルの信号を出力すると、カウンタ回路３３は、カウント値をインクリメントする。また、受信信号の信号レベルが抵抗値調整回路３１の出力電圧以下になれば、比較器３２は、「Ｌ」（低）レベルの信号を出力する。カウンタ回路３３は、このカウント値に応じて、スイッチ３６−１〜３６−４の開閉を制御する。
【００４０】
抵抗値調整回路３１は、このような動作を受信信号の信号レベルと抵抗値調整回路３１の出力電圧とがほぼ等しくなるまで繰り返す。抵抗値調整回路３１の出力電圧とがほぼ等しくなると、カウンタ回路３３は、このときのカウント値を可変抵抗２２に出力し、可変抵抗２２内の各スイッチの開閉を制御する。これにより、フィルタ部１２の可変抵抗２２の抵抗値は、抵抗値調整回路３１の抵抗値とほぼ同じ値に設定される。
【００４１】
伝送路における伝送信号の信号レベルの減衰が小さい場合、受信装置２の受信信号の振幅は大きくなり、ピーク値は高くなる。この場合、抵抗値制御部１３は、可変抵抗２２の抵抗値が小さくなるように調整する。一方、伝送路における伝送信号の減衰が大きい場合は、受信装置２の受信信号の振幅は小さくなり、ピーク値は高くなる。この場合、抵抗値制御部１３は、可変抵抗２２の抵抗値が大きくなるように調整する。
【００４２】
抵抗値制御部１３で調整した抵抗値をそのままフィルタ部１２内の可変抵抗２２の抵抗値とすることによって、イコライザ回路１１の周波数特性は伝送線３の減衰特性に応じた特性になる。
【００４３】
この伝送線３の減衰特性とイコライザ回路１１の周波数特性（利得）との関係を図４に示す。この例では、伝送線３の減衰量は、周波数が０．１ＭＨｚにおいて、実線で示すように０ｄＢであり、周波数０．１ＭＨｚから次第に大きくなり、周波数１０００ＭＨｚでは、−１０ｄＢになる。伝送線３がこのような特性を有している場合、イコライザ回路１１の周波数特性（図中、「ＥＱ特性」と記す。）は、抵抗値制御部１３の調整により、一点鎖線で示すように、周波数０．１ＭＨｚでは、−１０ｄＢとなり、周波数１０００ＭＨｚでは、０ｄＢとなる。このようになれば、図中、二点鎖線で示すように、伝送路全体の周波数特性は、周波数０．１〜１０００ＭＨｚにおいて−１０ｄＢとなり、平坦となる。
【００４４】
この場合の送信信号の信号波形を図５に示す。送信信号が図５（ａ）に示すような波形を有する場合、受信信号の波形は、図５（ｂ）に示すようになる。このような波形であれば、受信信号は、孤立波も含めて１／２Ｖ_０を中心に上下する。このため、送信信号は、受信装置２においてデータの誤りもなく再現され、受信装置２は、図５（ｃ）に示すような信号を出力する。
【００４５】
また、伝送路（伝送線３）の減衰量が小さい場合、抵抗値制御部１３がフィルタ部１２の可変抵抗２２の値が小さくなるように調整するため、低周波成分の減衰量は大きくなる。また伝送線３の減衰量が大きい場合、抵抗値制御部１３が可変抵抗２２の抵抗値が大きくなるように調整するため、低周波成分の減衰量は小さくなる。
【００４６】
このように、抵抗値制御部１３が可変抵抗２２の抵抗値を、伝送路の減衰量に応じて制御するので、伝送路の長さ、材質等により伝送路の減衰量が変化しても受信信号の周波数特性は平坦になる。
【００４７】
以上説明したように、本実施の形態によれば、抵抗値制御部１３が、受信装置２の受信信号の信号レベル（振幅）に基づいてフィルタ部１２の可変抵抗２２の抵抗値を、伝送路の減衰特性に応じた周波数特性になるように調整するようにした。これにより、前記伝送路における減衰量と前記フィルタ部１２の利得との和は、前記伝送路における周波数特性が変化しても受信信号の周波数にかかわらずほぼ一定となる。
【００４８】
従って、伝送路の長さ、特性が変化しても、イコライザ回路１１は、周波数特性を平坦にした信号を出力することができ、受信装置２でのアイパターンの開口率も大きくなり、受信時のデータ誤りを防止することができる。
【００４９】
また、伝送路の状態によって最適なイコライザ回路１１を用意する必要もなく、最初に伝送線３を介して送信装置１と受信装置２とを接続したとき、あるいは、保守、点検時の作業性も良好となる。
【００５０】
尚、本発明を実施するにあたっては、種々の形態が考えられ、上記実施の形態に限られるものではない。
例えば、上記実施の形態では、抵抗値調整回路３１の抵抗値調整用の抵抗を４つとした。しかし、抵抗は４つには限られず、さらに増やすこともできる。抵抗の数を増やせば、フィルタ部１２の利得を詳細に設定することができる。
【００５１】
また、抵抗値調整回路３１の構成も、図２に示すような構成に限られず、抵抗値調整回路３１は、例えば、抵抗３５を電圧Ｖｃｃ側にして、抵抗３４−１〜３４−４を接地するように構成されたものであってもよい。
【００５２】
また、フィルタ部１２の可変抵抗２２の抵抗値を、受信信号の信号レベルに応じて調整するようにした。しかし、このような構成に限られるものではなく、例えば、図６に示すように、フィルタ部１２が、可変容量コンデンサ４１と抵抗４２とからなるハイパスフィルタによって構成され、さらに、可変容量コンデンサ４１の容量値を調整する容量値制御部１４を備えるように構成されてもよい。そして、容量値制御部１４が可変容量コンデンサ４１の容量値を、前記受信信号の信号レベル（振幅）に基づいて調整することにより、前記フィルタ部１２の利得を調整するように構成されることもできる。この場合、容量値制御部１４の構成も図２に示す抵抗値制御部１３の構成とは異なり、可変容量コンデンサ４１と同じような可変容量コンデンサを備える。
【００５３】
また、フィルタ部１２は、伝送路の特性に応じて構成されるものであって、必ずしもハイパスフィルタであるとは限らない。例えば、伝送路が、ある周波数帯域で減衰するような特性を有していれば、フィルタ部１２は、ローパスフィルタとハイパスフィルタを組み合わせて構成される。また、伝送路が、ある周波数帯域で信号強度が増大するような特性を有していれば、フィルタ部１２は、バンドパスフィルタによって構成される。
【００５４】
上記実施の形態では、イコライザ回路を信号を送受信する送受信システムに適用した場合について説明した。しかし、これに限らず、本実施の形態に係るイコライザ回路を、例えば、光磁気ディスクのような記録媒体に記録再生する記録再生装置に適用することもできる。
【００５５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、データの誤りを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るイコライザ回路の構成を示すブロック図である。
【図２】図１の抵抗値制御部の構成を示す回路図である。
【図３】図１のイコライザ回路を用いた送受信システムの構成を示すブロック図である。
【図４】本実施の形態における周波数特性の説明図である。
【図５】図１のイコライザ回路により等化した場合の信号波形を示す信号波形図である。
【図６】イコライザ回路の応用例を示すブロック図である。
【図７】従来のイコライザ回路においてデータ誤りが生ずる場合の信号波形を示す信号波形図である。
【符号の説明】
１送信装置
２受信装置
１１イコライザ回路
１２フィルタ部
１３抵抗値制御部
３１抵抗値調整回路
３２比較器
３３カウンタ回路

Claims

伝送路を介して受信した受信信号の周波数特性を補正するイコライザ回路において、
周波数に対する信号レベルがほぼ一定となるように、前記伝送路における減衰特性と相反する周波数特性を有するフィルタ部と、
前記伝送路における減衰量と前記フィルタ部の利得との和が、前記伝送路における周波数特性が変化しても前記受信信号の周波数にかかわらずほぼ一定となるように、前記受信信号の受信レベルに基づいて前記フィルタ部の利得を調整する利得調整手段と、を備えた、
ことを特徴とするイコライザ回路。
前記フィルタ部は、コンデンサと可変抵抗とからなるハイパスフィルタによって構成され、
前記利得調整手段は、前記フィルタ部の可変抵抗の抵抗値を、前記受信信号の信号レベルに基づいて調整することにより、前記フィルタ部の利得を調整するように構成されたものである、
ことを特徴とする請求項１に記載のイコライザ回路。
前記利得調整手段は、
予め設定された電圧を分圧する抵抗値が可変の抵抗を有し、前記抵抗で分圧した分圧電圧を生成する電圧生成手段と、
前記電圧生成手段が生成した分圧電圧と前記受信信号の信号レベルとを比較する電圧比較手段と、
前記電圧比較手段が比較する分圧電圧と前記受信信号の信号レベルとがほぼ等しくなるように前記電圧生成手段の前記可変抵抗の抵抗値を調整し、調整した抵抗値となるように、前記可変抵抗の抵抗値を調整する抵抗値調整手段と、を備えたものである、
ことを特徴とする請求項２に記載のイコライザ回路。
前記フィルタ部は、可変容量コンデンサと抵抗とからなるハイパスフィルタによって構成され、
前記利得調整手段は、前記フィルタ部の可変容量コンデンサの容量値を、前記受信信号の信号レベルに基づいて調整することにより、前記フィルタ部の利得を調整するように構成されたものである、
ことを特徴とする請求項１に記載のイコライザ回路。