JP2006050084A - Ａｓｋ通信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】部品点数を削減しコストダウンを図ることのできるＡＳＫ通信装置を提供する。
【解決手段】マスター局１は水晶発振子或いはセラミック発振子等の高精度な発振子を用いたメインクロック発生部３を備え、該メインクロック発生部３より出力されるクロック信号に基づいて、送信信号をＡＳＫ変調する際のキャリア信号を生成する。また、スレーブ局２では、マスタ局１より送信されるキャリア信号をサンプリング部１５によりサンプリングし、このサンプリングデータを用いて送信信号をＡＳＫ変調する際のキャリア信号を生成する。これにより、スレーブ局２は高精度且つ高価な水晶発振子、セラミック発振子を備える必要がなくなる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、マスター局と少なくとも１つのスレーブ局との間をＡＳＫ（Amplitude Shift Keying）方式を用いてデータ通信を行うＡＳＫ通信装置に関する。

マスター局とスレーブ局との間をバスラインを介して接続し、各局間でデータ通信を行う方式として、ＡＳＫ方式を用いた通信方式が知られている（例えば、特開２００２−１５２２９１号公報参照）。

図８は、従来におけるＡＳＫ通信装置の概略的な構成を示すブロック図である。同図に示すように、このＡＳＫ通信装置は、マスター局１０１とスレーブ局１０２との間をバスライン１０３で連結し、ＡＳＫ方式を用いて各局でのデータ通信を行うものであり、マスター局１０１は、クロック信号を生成する発振子１１２と、総括的な制御を行い、且つ発振子１１２より与えられるクロック信号に基づいて所望周波数のキャリア信号（搬送波）を生成するＣＰＵ１１１と、送信データでキャリア信号をＡＳＫ変調して変調データを生成し、この変調データをバスライン１０３に出力する送信部１１３と、バスライン１０３を介してスレーブ局１０２より送信された変調データを受信してＡＳＫ復調する受信部１１４と、フィルタ１１５とを備えている。

また、スレーブ局１０２についても同様に、発振子１２２と、ＣＰＵ１２１と、送信部１２３と、受信部１２４、及びフィルタ１２５を備えている。

そして、マスター局１０１からスレーブ局１０２へデータを送信する際には、発振子１１２より出力されるクロック信号に基づいてキャリア信号を生成し、送信データでこのキャリア信号をＡＳＫ変調し、ＡＳＫ変調された変調データをバスライン１０３に出力する。

すると、この変調データは、スレーブ局１０２の受信部１２４で受信され、ＡＳＫ復調されて、マスター局１０１からの送信データを取得することができる。

他方、スレーブ局１０２からマスター局１０１へデータを送信する際には、上記した処理と同様に、発振子１２２より出力されるクロック信号に基づいてキャリア信号を生成し、送信データでこのキャリア信号をＡＳＫ変調し、ＡＳＫ変調された変調データをバスライン１０３に出力する。この変調データは、マスター局１０１の受信部１１４で受信され、ＡＳＫ復調されて、スレーブ局１０２からの送信データを取得することができる。こうして、マスター局１０１とスレーブ局１０２との間のデータ通信を行うことができる。

しかしながら、上述した従来におけるＡＳＫ通信装置では、マスター局１０１及びスレーブ局１０２の双方が発振子１１２，１２２を有しており、発振子１１２，１２２として、セラミック発振子、水晶発振子等の高価なものを使用するので、部品点数が増大し、且つコストアップを招くという欠点がある。

また、図８では、マスター局１０１に対して１つのスレーブ局１０２が接続された例を示しているが、実際には図９に示すように、複数（図では３個）のスレーブ局を備えることが多く、このような場合には、各スレーブ局１０２全てが高価な発振子１２２を備える必要があり、部品点数の増大、コストアップがより顕著になるという問題が発生する。
特開２００２−１５２２９１号公報

上述したように、従来におけるＡＳＫ通信装置では、マスター局１０１及び各スレーブ局１０２がそれぞれ、クロック信号を発生し且つキャリア信号を生成するための高価な発振子を備える必要があるので、部品点数が増大し、且つコストアップを招くという問題が発生していた。

この発明は、このような従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、部品点数を削減しコストダウンを図ることのできるＡＳＫ通信装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本願請求項１に記載の発明は、マスター局と、該マスター局とバスラインを介して接続される少なくとも１つのスレーブ局を備え、ＡＳＫ方式を用いて各局間のデータ通信を行うＡＳＫ通信装置において、前記マスター局は、クロック信号を発生する発振回路と、前記発振回路より出力されるクロック信号に基づいて所望周波数のキャリア信号を生成するキャリア信号生成手段と、前記キャリア信号をＡＳＫ変調して、他局へ送信する送信信号の変調データを生成し、前記バスラインに出力するマスター側送信手段と、前記バスラインを介して送信された他局からの変調データを受信してＡＳＫ復調するマスター側受信手段と、を備え、前記スレーブ局のうちの少なくとも一つは、前記バスラインを介して送信された他局からの変調データを受信してＡＳＫ復調するスレーブ側受信手段と、前記マスター局より送信された変調データの前記キャリア信号を、該キャリア信号の２倍の周波数よりも高い周波数でサンプリングするサンプリング手段と、前記サンプリング手段にて得られたサンプリングデータを記憶保存するメモリ手段と、前記メモリ手段に記憶されているサンプリングデータから、キャリア信号を生成し、このキャリア信号をＡＳＫ変調して他局へ送信する送信信号の変調データを生成し、前記バスラインに出力するスレーブ側送信手段と、を備えたことを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、前記サンプリング手段は、前記マスター局よりバスラインを介して送信されるキャリア信号の、１ビット分をサンプリングすることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、前記マスター局に設けられる発振回路は、水晶発振子、或いはセラミック発振子を具備したことを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、前記スレーブ局は、該スレーブ局の各構成要素を駆動させるためのクロック信号を生成する発振回路として、ＲＣ発振回路を用いることを特徴とする。

請求項１の発明では、スレーブ局に設けられるサンプリング手段によりキャリア信号をサンプリングし、且つサンプリングデータをメモリ手段に記憶し、スレーブ局からマスター局或いは他のスレーブ局にデータを送信する際には、メモリ手段に記憶されているサンプリングデータを用いてキャリア信号を生成し、このキャリア信号をＡＳＫ変調して、送信信号の変調データを生成する。従って、スレーブ局は、キャリア信号を生成するためのクロック信号を発生する高精度な発振子を搭載する必要がないので、回路規模を小型化することができ、且つコストダウンを図ることができる。

請求項２の発明では、サンプリング手段がマスター局より送信されるキャリア信号の１ビット分をサンプリングしてサンプリングデータを取得するので、効率の良いサンプリングが可能となる。

請求項３の発明では、マスター局が有する発振回路の発振子として、水晶発振子、或いはセラミック発振子を用いるので、誤差の少ない高精度なキャリア信号を生成することができ、通信品質を向上させることができる。

請求項４の発明では、スレーブ局の構成要素を駆動させるためのクロック信号を生成する発振回路として、簡単な素子で構成され且つ安価なＲＣ発振回路を用いるので、装置規模の小型化及びコストダウンを図ることができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るＡＳＫ通信装置の構成を示すブロック図である。同図に示すように、このＡＳＫ通信装置は、マスター局１と、スレーブ局２と、マスター局１とスレーブ局２との間を連結するバスライン２１を有しており、ＡＳＫ方式を用いて、各局間でのデータ通信を行う。なお、実際には、スレーブ局２は複数存在することが多いが、本実施形態では説明を容易にするため、１つのスレーブ局２のみを示している。

マスター局１は、ＣＰＵ４と、該ＣＰＵ４を駆動させるためのクロック信号を生成する水晶発振子、セラミック発振子等の高精度な発振子を備えたメインクロック生成部３（発振回路）と、送信部（マスター側送信手段）５と、受信部（マスター側受信手段）６、及びフィルタ７を有している。

ＣＰＵ４は、メインクロック生成部３より出力されるクロック信号に基づいて、ＡＳＫ通信を行う際の所望周波数（例えば、２．５［ＭＨｚ］）を有するキャリア信号（搬送波）を生成するキャリア信号生成部（キャリア信号生成手段）１２と、マスタ局１からスレーブ局２へ送信する送信データを生成する送信データ生成部１１と、受信部６で受信されたベースバンド信号を処理する受信信号処理部１３とを備えている。

送信部５は、送信データ生成部１１より出力される送信データでキャリア信号をＡＳＫ変調し、得られた変調データをフィルタ７を介してバスライン２１に出力する。

受信部６は、バスライン２１を介してスレーブ局２より送信された変調データをＡＳＫ復調してベースバンド信号とし、このベースバンド信号を受信信号処理部１３に出力する。

スレーブ局２は、ＣＰＵ８と、受信部（スレーブ側受信手段）９及びフィルタ１０を有している。受信部９は、バスライン２１を介してマスター局１より送信された変調データを受信し、ＡＳＫ復調してベースバンド信号を生成する。

ＣＰＵ８は、受信部９より出力されるベースバンド信号を処理する受信信号処理部１８と、マスタ局１より送信されたキャリア信号を、このキャリア信号の周波数（例えば、２．５［ＭＨｚ］）の２倍よりも高い周波数（例えば、１００［ＭＨｚ］）でサンプリングするサンプリング部（サンプリング手段）１５と、このサンプリング部１５でサンプリングされたサンプリングデータを記憶保存するメモリ部（メモリ手段）１７とを備えている。

更に、ＣＰＵ８は、メインクロックを発生させるための、ＲＣ回路等により構成されるメインクロック生成部２０と、該メインクロック生成部２０より出力されるクロック信号に基づいて、サンプリング部１５におけるサンプリング用クロックを生成するサンプリング用クロック生成部１９と、スレーブ局２からマスター局１へ送信する送信データを生成する送信データ生成部１６と、メモリ部１７に記憶されているサンプリングデータに基づいてキャリア信号を生成し、且つ送信データ生成部１６より出力される送信データで、このキャリア信号をＡＳＫ変調し、変調データをバスライン２１に出力する送信部（スレーブ側受信手段）１４とを備えている。

ＲＣ発振器等で構成されるメインクロック生成部２０は、マスター局１のメインクロック生成部３が有する水晶発振子、或いはセラミック発振子等のように高精度なクロック信号を出力するものではなく、クロック精度が低い。

次に、上述のように構成された本実施形態に係るＡＳＫ通信装置の動作を、図２〜図４に示すフローチャート、及び図５に示すタイミングチャートを参照しながら説明する。

まず、マスター局１からスレーブ局２へデータを送信する際には、マスター局１のメインクロック生成部３にてメインクロック信号を生成する（図２のステップＳＴ１）。次いで、キャリア信号生成部１２では、このメインクロックに基づいて、所望周波数、例えば、２．５［ＭＨｚ］となるキャリア信号を生成する（ステップＳＴ２）。

そして、送信するデータが存在する場合には（ステップＳＴ３でＹＥＳ）、送信データ生成部１１は、メインクロック生成部３より与えられるメインクロックにより、例えば、９．６［ＫＨｚ］の周波数で変化する送信データを生成し、この送信データを送信部５に出力する。

送信部５では、送信データ生成部１１より与えられた送信データで、キャリア信号生成部１２より与えられるキャリア信号をＡＳＫ変調し（ステップＳＴ４）、変調データをフィルタ７を介してバスライン２１に出力する（ステップＳＴ５）。

次いで、スレーブ局２側では、バスライン２１を介してマスター局１より送信された変調データが受信部９にて受信された場合には（図３のステップＳＴ１１でＹＥＳ）、受信部９はこの変調データをＡＳＫ復調して、マスター局１より送信された送信データを取り出す（ステップＳＴ１２）。

また、サンプリング部１５では、受信されたキャリア信号の電圧を、例えば１００［ＭＨｚ］の高い周波数で高速サンプリングし（ステップＳＴ１３）、サンプリングしたデータをメモリ部１７に記憶保存する（ステップＳＴ１４）。

その後、スレーブ局２よりマスター局１へ送信するデータが発生した場合には（ステップＳＴ１５でＹＥＳ）、送信データ生成部１６は、メインクロック生成部２０より出力されるクロック信号を用いて送信データを生成する。

更に、送信部１４では、メモリ部１７に記憶されているサンプリングデータを読み出し、このサンプリングデータに基づいて、キャリア信号を生成する（ステップＳＴ１６）。加えて、送信データ生成部１６で生成された送信データでこのキャリア信号をＡＳＫ変調し、変調データを生成する（ステップＳＴ１７）。そして、この変調データを、フィルタ１０を介してバスライン２１に出力する（ステップＳＴ１８）。

次いで、マスタ局１では、バスライン２１を介してスレーブ局２より送信された変調データを受信部６で受信し（図４のステップＳＴ２１でＹＥＳ）、受信された変調データをＡＳＫ復調してスレーブ局２からの送信データを取得する（ステップＳＴ２２）。こうして、マスター局１とスレーブ局２との間のデータ通信が行われるのである。

次に、図５に示すタイミングチャートを参照しながら、各信号の時系列的な変化について説明する。同図（ａ）はマスター局１で生成される変調前の送信データ、（ｂ）は送信データでＡＳＫ変調されたキャリア信号、即ちバスライン２１に出力される変調データ、（ｃ）はスレーブ局２で受信される変調データを復調して得られるデータを示している。また、同図（ｄ）はサンプリング部１５の動作状態、（ｅ）はスレーブ局２からマスター局１へ送信する送信データ、（ｆ）はメモリ部１７の動作、（ｇ）はマスター局１で受信される変調データを復調して得られるデータを示している。

そして、図１に示す送信データ生成部１１にて、図５（ａ）に示す如くの送信データが生成されると、送信部５ではこの送信データでキャリア信号が変調されるので、同図（ｂ）に示す如くのＡＳＫ変調されたキャリア信号が生成され、バスライン２１に出力される。

そして、スレーブ局２の受信部９では、図５（ｂ）に示す変調データが受信されると、この変調データをＡＳＫ復調することにより、同図（ｃ）に示す受信データを得ることができる。

また、サンプリング部１５は、図５（ｄ）に示すように、同図（ｂ）に示す変調データが受信されてから１ビット分のデータが与えられるまでの間、この変調データを搬送するキャリア信号をサンプリングする。メモリ部１７は、図５（ｆ）に示すように、サンプリング部１５によるサンプリングが開始された時点で、一旦メモリ内容をリセットし、その後、サンプリング部１５でサンプリングされたデータを書き込む。

キャリア信号の周波数が２．５［ＭＨｚ］、サンプリング周波数が１００［ＭＨｚ］である場合を例に挙げると、図６に示すように、キャリア信号の１周期に対して、４０個のサンプリング点を得ることができ、各サンプリング点における電圧値が求められて、メモリ部１７内に記憶保存される。

その後、スレーブ局２よりマスター局１へデータを送信する際には、送信部１４は、図５（ｅ）に示すタイミングで、送信データ生成部１６より送信データが与えられると、図５（ｆ）に示すように、送信データの出力タイミングと同期してメモリ部１７に記憶されているサンプリングデータを読み出し、キャリア信号を生成する。そして、送信部１４は、送信データでこのキャリア信号をＡＳＫ変調し、変調データをバスライン２１に出力するので、マスター局１では、同図（ｇ）に示すタイミングでスレーブ局２より送信されたデータを受信することができる。

このようにして、本実施形態に係るＡＳＫ通信装置では、マスター局１では、水晶発振子或いはセラミック発振子等の高精度な発信回路を用いてクロック信号を生成し、該クロック信号を用いてキャリア信号を生成するので、安定した周波数となるキャリア信号を生成することができる。

また、スレーブ局２では、メインクロック生成部２０より出力されるクロックを用いてキャリア信号を生成せずに、マスター局１より送信されたキャリア信号をサンプリングし、このサンプリングデータに基づいて、キャリア信号を生成している。従って、スレーブ局２側のメインクロック生成部２０では、水晶発振子やセラミック発振子等の高精度且つ高価な発振子を必要としない。

即ち、メインクロック生成部２０は、キャリア信号の生成以外の用途として用いる各構成要素を駆動させるためのクロック信号を発生すればよいので、ＲＣ発振器等の安価で簡単な構成の発振器を用いることができ、コストダウンを図ることができる。

この際、スレーブ側のメインクロックにＲＣ発振器等を用いるため、クロックの精度が低く、スレーブ側のサンプリング周波数（１００［ＭＨｚ］）の精度も低くなってしまうが、サンプリング点数を増やすことで、スレーブ側で生成するキャリア信号を精度良くマスター側のキャリア周波数に合わせることができる。

また、ＲＣ発振器は、ＩＣチップ内に各構成要素と一緒に組み込むことができるため、結果として部品点数を削減することができる。

図７は、上記したＡＳＫ通信装置を電源重畳多重通信システムに適用した場合の構成を示すブロック図である。同図に示すように、マスター局１は、バスライン２１及びＪ／Ｃ（ジャンクションコネクタ）３２を介して３つのスレーブ局２ａ〜２ｃに接続されている。このうち、スレーブ局２ａはドアロックの制御部であり、スレーブ局２ｂはパワーウインドの制御部であり、スレーブ局２ｃはドアミラーの制御部である。また、バスライン２１は、各局に電源電圧を供給するための電源線とされており、電源線に通信データを重畳して各局間の通信を行う。

そして、マスター局１は、操作スイッチ３１と連結され、該操作スイッチ３１にて入力される操作信号を、バスライン２１を介して各スレーブ局２ａ〜２ｃに送信し、ドアロック、パワーウインド、或いはドアミラーを操作することができる。この際、各スレーブ局２ａ〜２ｃは、水晶発振子或いはセラミック発振子等の高価な発振回路を備えていないので、回路構成が小規模化され、且つコストダウンを図ることができる。

以上、本発明のＡＳＫ通信装置を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置き換えることができる。

例えば、本実施形態では、キャリア信号の周波数が２．５［ＭＨｚ］、サンプリング部１５におけるサンプリング周波数が１００［ＭＨｚ］である場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、サンプリング周波数がキャリア信号の周波数の２倍よりも高い値であれば良い。

ＡＳＫ通信装置で、回路規模を縮小しコストダウンを図る上で極めて有用である。

本発明の一実施形態に係るＡＳＫ通信装置の構成を示すブロック図である。 マスター局からスレーブ局へデータを送信する際の処理手順を示すフローチャートである。 スレーブ局にてマスター局から送信されたデータを受信し、且つ、スレーブ局からマスター局にデータを送信する際の処理手順を示すフローチャートである。 マスター局にてスレーブ局から送信されたデータを受信する際の処理手順を示すフローチャートである。 各信号の時系列的な変化を示すタイミングチャートである。 キャリア信号をサンプリングする際のサンプリング点を示す説明図である。 車両に搭載される電源重畳多重通信を用いたＡＳＫ通信装置に適用した場合の構成を示すブロック図である。 従来におけるＡＳＫ通信装置の構成を示すブロック図である。 １つのマスタ局に対して３つのスレーブ局が接続されている構成を示す説明図である。

符号の説明

１ マスター局
２ スレーブ局
３，２０ メインクロック生成部
４，８ ＣＰＵ
５，１４ 送信部
６，９ 受信部
７，１０ フィルタ
１１，１６ 送信データ生成部
１２ キャリア信号生成部
１３，１８ 受信信号処理部
１５ サンプリング部
１７ メモリ部
１９ サンプリング用クロック生成部
２１ バスライン
３１ 操作スイッチ
３２ Ｊ／Ｃ（ジャンクションコネクタ）
１０１ マスター局
１０２ スレーブ局
１０３ バスライン
１１１，１２１ ＣＰＵ
１１２，１２２ 発振子
１１３，１２３ 送信部
１１４，１２４ 受信部
１１５，１２５ フィルタ

Claims (4)

1. マスター局と、該マスター局とバスラインを介して接続される少なくとも１つのスレーブ局を備え、ＡＳＫ方式を用いて各局間のデータ通信を行うＡＳＫ通信装置において、
   前記マスター局は、
   クロック信号を発生する発振回路と、
   前記発振回路より出力されるクロック信号に基づいて所望周波数のキャリア信号を生成するキャリア信号生成手段と、
   前記キャリア信号をＡＳＫ変調して、他局へ送信する送信信号の変調データを生成し、前記バスラインに出力するマスター側送信手段と、
   前記バスラインを介して送信された他局からの変調データを受信してＡＳＫ復調するマスター側受信手段と、を備え、
   前記スレーブ局のうちの少なくとも一つは、
   前記バスラインを介して送信された他局からの変調データを受信してＡＳＫ復調するスレーブ側受信手段と、
   前記マスター局より送信された変調データの前記キャリア信号を、該キャリア信号の２倍の周波数よりも高い周波数でサンプリングするサンプリング手段と、
   前記サンプリング手段にて得られたサンプリングデータを記憶保存するメモリ手段と、
   前記メモリ手段に記憶されているサンプリングデータから、キャリア信号を生成し、このキャリア信号をＡＳＫ変調して他局へ送信する送信信号の変調データを生成し、前記バスラインに出力するスレーブ側送信手段と、
   を備えたことを特徴とするＡＳＫ通信装置。
2. 前記サンプリング手段は、前記マスター局よりバスラインを介して送信されるキャリア信号の、１ビット分をサンプリングすることを特徴とする請求項１に記載のＡＳＫ通信装置。
3. 前記マスター局に設けられる発振回路は、水晶発振子、或いはセラミック発振子を具備したことを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載のＡＳＫ通信装置。
4. 前記スレーブ局は、該スレーブ局の各構成要素を駆動させるためのクロック信号を生成する発振回路として、ＲＣ発振回路を用いることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のＡＳＫ通信装置。
   

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