JP2011130281A - 受信装置および送受信システム - Google Patents

Abstract

【課題】ノイズの影響を抑制して差動信号を正常に受信することができる受信装置および送受信システムを提供する。
【解決手段】送受信システム２Ａは、送信装置１０と受信装置２０Ａとが差動伝送路４０により接続されて構成される。受信装置２０Ａは、第１抵抗器Ｒ_１，第２抵抗器Ｒ_２，第３抵抗器Ｒ_３，第４抵抗器Ｒ_４，受信部２３および電位調整部２４Ａを備える。電位調整部２４Ａは、アンプＡ，第５抵抗器Ｒ_５，第６抵抗器Ｒ_６およびダンピング抵抗器Ｒ_ｄを含み、ノード基準電位と実際のノードＮの電位との差に応じた電流をノードＮに供給して、ノードＮの電位を所定範囲内に含まれるよう調整する。
【選択図】図２

Description

本発明は、受信装置および送受信システムに関するものである。

伝送経路上にカップリングコンデンサが設けられた差動伝送路により差動信号を送信装置から受信装置へ伝送する送受信システムが知られている（非特許文献１参照）。このような送受信システムは、送信装置から受信装置へ差動信号を伝送することができるだけでなく、送信装置および受信装置のうちの一方側から他方側へ直流電圧を供給することもできる。この送受信システムは、例えばパーソナルコンピュータと周辺装置との間や、カメラ等の画像撮像装置と画像処理装置との間、スキャナ等の画像読取装置と画像処理装置との間、あるいは、液晶ディスプレイ等の画像表示装置と画像処理装置との間、の信号伝送および直流電圧供給への適用が可能である。

坂本和道、青木太我、「自動車向け高速差動インターフェース『ＡＰＩＸ』」、Design Wave Magazine、2009年1月、第56頁〜第60頁

このような送受信システムにおいて、差動伝送路を経て直流電圧の供給を受けた側で該直流電圧により負荷装置（例えばモータ）が駆動される場合、その負荷装置で生じるノイズの影響により受信装置が差動信号を正常に受信することができないことがある。

本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、ノイズの影響を抑制して差動信号を正常に受信することができる受信装置および送受信システムを提供することを目的とする。

本発明に係る受信装置は、(1) 伝送経路上にカップリングコンデンサが設けられた差動伝送路により伝送されてきた差動信号を入力する第１入力端子および第２入力端子と、(2)一端が第１入力端子と接続され、他端がノードに接続された第１抵抗器と、(3) 一端が第２入力端子と接続され、他端がノードに接続された第２抵抗器と、(4) 一端に第１基準電位が入力され、他端がノードに接続された第３抵抗器と、(5)一端に第２基準電位が入力され、他端がノードに接続された第４抵抗器と、(6) 第１基準電位をＶ_１とし、第２基準電位をＶ_２とし、第３抵抗器の抵抗値をＲ_３とし、第４抵抗器の抵抗値をＲ_４としたときに、(Ｖ_１Ｒ_４＋Ｖ_２Ｒ_３)／(Ｒ_３＋Ｒ_４)で与えられるノード基準電位と実際のノードの電位との差に応じた電流をノードまたは第１入力端子および第２入力端子に供給して、ノードの電位を所定範囲内に含まれるよう調整する電位調整部と、(7) 第１入力端子および第２入力端子それぞれの電位に基づいて差動信号を受信する受信部と、を備えることを特徴とする。

本発明では、伝送経路上にカップリングコンデンサが設けられた差動伝送路により差動信号が伝送されてくると、その差動信号は受信装置の第１入力端子および第２入力端子に入力される。第１入力端子と第２入力端子との間に第１抵抗器と第２抵抗器とが直列的に接続されて設けられている。また、第１基準電位と第２基準電位との間に第３抵抗器と第４抵抗器とが直列的に接続されて設けられている。第１抵抗器と第２抵抗器との接続点、および、第３抵抗器と第４抵抗器との接続点を、ノードと呼ぶことにする。

第１基準電位をＶ_１とし、第２基準電位をＶ_２とし、第３抵抗器の抵抗値をＲ_３とし、第４抵抗器の抵抗値をＲ_４としたときに、ノード基準電位は(Ｖ_１Ｒ_４＋Ｖ_２Ｒ_３)／(Ｒ_３＋Ｒ_４)で与えられる。電位調整部により、このノード基準電位と実際のノードの電位との差に応じた電流がノードまたは第１入力端子および第２入力端子に供給されて、ノードの電位が所定範囲内に含まれるよう調整される。そして、受信部により、第１入力端子および第２入力端子それぞれの電位に基づいて差動信号が受信される。

本発明に係る受信装置では、電位調整部は、ノード基準電位とノードの電位との差に応じた電流を出力するアンプを含み、このアンプから出力される電流をノードに供給するのが好適である。また、このとき、電位調整部は、アンプの出力端子とノードとの間に設けられたスイッチと、第１入力端子の電位および第２入力端子の電位が所定範囲外であるときにスイッチを閉じさせるスイッチ制御部と、を更に含むのが好適である。

本発明に係る受信装置では、電位調整部は、ノード基準電位とノードの電位との差に応じた電流を出力する第１アンプと、ノード基準電位とノードの電位との差に応じた電流を出力する第２アンプと、を含み、第１アンプから出力される電流を第１入力端子に供給し、第２アンプから出力される電流を第２入力端子に供給するのが好適である。また、このとき、電位調整部は、第１アンプの出力端子と第１入力端子との間に設けられた第１スイッチと、第２アンプの出力端子と第２入力端子との間に設けられた第２スイッチと、第１入力端子の電位および第２入力端子の電位が所定範囲外であるときに第１スイッチおよび第２スイッチを閉じさせるスイッチ制御部と、を更に含むのが好適である。

本発明に係る送受信システムは、(1) 差動信号を送出する送信装置と、(2) 伝送経路上にカップリングコンデンサが設けられ、送信装置から送出された差動信号を伝送する差動伝送路と、(3)差動伝送路により伝送されてきた差動信号を受信する上記の本発明に係る受信装置と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、ノイズの影響を抑制して差動信号を正常に受信することができる。

比較例の送受信システム１の構成を示す図である。 第１実施形態に係る送受信システム２Ａの構成を示す図である。 第１実施形態に係る送受信システム２Ａの動作例を示す図である。 第２実施形態に係る送受信システム２Ｂの構成を示す図である。 第２実施形態に係る送受信システム２Ｂに含まれるスイッチ制御部３０の構成を示す図である。 第２実施形態に係る送受信システム２Ｂの動作例を示す図である。 第３実施形態に係る送受信システム２Ｃの構成を示す図である。 第４実施形態に係る送受信システム２Ｄの構成を示す図である。

以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、初めに比較例の構成について説明し、その後に実施形態の構成について説明する。

先ず、比較例について説明する。図１は、比較例の送受信システム１の構成を示す図である。この図に示される送受信システム１は、送信装置１０と受信装置２０とが差動伝送路４０により接続されて構成される。送信装置１０は第１出力端子１１および第２出力端子１２を有する。受信装置２０は第１入力端子２１および第２入力端子２２を有する。差動伝送路４０は第１線路４１および第２線路４２を含む。送信装置１０は、出力端子１１，１２から差動伝送路４０へ差動信号を送出する。受信装置２０は、差動伝送路４０により伝送されてきて入力端子２１，２２に到達した差動信号を受信する。

第１線路４１は、送信装置１０の第１出力端子１１と受信装置２０の第１入力端子２１との間に設けられていて、途中にカップリングコンデンサＣ_１１およびＣ_２１が挿入されている。また、第２線路４２は、送信装置１０の第２出力端子１２と受信装置２０の第２入力端子２２との間に設けられていて、途中にカップリングコンデンサＣ_１２およびＣ_２２が挿入されている。カップリングコンデンサＣ_１１，Ｃ_１２，Ｃ_２１，Ｃ_２２のうち、カップリングコンデンサＣ_１１，Ｃ_１２は送信装置１０側に配置され、カップリングコンデンサＣ_２１，Ｃ_２２は受信装置２０側に配置されていて、両者の間の区間において第１線路４１および第２線路４２はシールド線４３により覆われている。

受信装置２０は、第１抵抗器Ｒ_１，第２抵抗器Ｒ_２，第３抵抗器Ｒ_３，第４抵抗器Ｒ_４および受信部２３を備える。第１抵抗器Ｒ_１は、一端が第１入力端子２１と接続され、他端がノードＮに接続されている。第２抵抗器Ｒ_２は、一端が第２入力端子２２と接続され、他端がノードＮに接続されている。第３抵抗器Ｒ_３は、一端に第１基準電位が入力され、他端がノードＮに接続されている。第４抵抗器Ｒ_４は、一端に第２基準電位が入力され、他端がノードＮに接続されている。なお、第１基準電位は第２基準電位より高い。受信部２３は、第１入力端子２１および第２入力端子２２それぞれの電位に基づいて、送信装置１０から送出され差動伝送路４０により伝送されてきて入力端子２１，２２に到達した差動信号を受信する。

ここで、第１基準電位をＶ_１とし、第２基準電位をＶ_２としたとき、安定動作時におけるノードＮの電位は、(Ｖ_１Ｒ_４＋Ｖ_２Ｒ_３)／(Ｒ_３＋Ｒ_４)で与えられる。以下では、この電位を「ノード基準電位」と呼ぶことにする。そして、受信部２３に入力される電位は、このノード基準電位を中心とした或る一定範囲にある。

このような送受信システム１は、伝送経路上にカップリングコンデンサＣ_１１，Ｃ_１２，Ｃ_２１，Ｃ_２２が設けられた差動伝送路４０により差動信号を伝送するものであるから、この差動伝送路４０により直流電圧を一方側から他方側へ供給することができる。例えば、図示のように、送信装置１０側に電源装置５０が設けられ、受信装置２０側に負荷装置６０が設けられる。電源装置５０から出力される直流電圧は、チョークコイル５１，第１線路４１および第２線路４２，チョークコイル６１を経て、負荷装置６０へ供給される。なお、チョークコイル５１及び６１は、ローパスフィルタの役割を果たす部品であれば、どのような部品であってもよい。この直流電圧の供給の経路上にカップリングコンデンサＣ_１１，Ｃ_１２，Ｃ_２１，Ｃ_２２は存在しない。

この送受信システム１において、差動伝送路４０を経て直流電圧の供給を受けた負荷装置６０が駆動される場合、その負荷装置６０で生じるノイズの影響により受信装置２０が差動信号を正常に受信することができないことがある。より具体的には、このノイズの影響により、ノードＮの電位がノード基準電位と大きく異なることとなって、受信部２３に入力される電位が許容範囲から外れる場合があり、その結果、受信部２３が差動信号を正常に受信することができないことがある。

このような問題の対策のために、ノイズ源である負荷装置６０の側にチョークコイル６１等の素子の他にノイズ対策のための受動部品が挿入される。しかし、これらの対策部品は、有効周波数範囲が限られている。また、有効周波数範囲内の周波数のノイズであっても、ノードＮの電位を規定する抵抗器Ｒ_３，Ｒ_４の抵抗値が対策部品と比較して充分に小さいとはいえない場合が多く、その場合には、対策部品が有効に所期の機能を果たし得ないことがある。以下に説明する実施形態の受信装置２０Ａ〜２０Ｄは、このような問題を解消し得るものである。

次に、第１実施形態について説明する。図２は、第１実施形態に係る送受信システム２Ａの構成を示す図である。この図に示される第１実施形態に係る送受信システム２Ａは、送信装置１０と受信装置２０Ａとが差動伝送路４０により接続されて構成される。図１に示された比較例の送受信システム１の構成と比較すると、この図２に示される第１実施形態に係る送受信システム２Ａは、受信装置２０に替えて受信装置２０Ａを備える点で相違する。

受信装置２０Ａは、第１抵抗器Ｒ_１，第２抵抗器Ｒ_２，第３抵抗器Ｒ_３，第４抵抗器Ｒ_４，受信部２３および電位調整部２４Ａを備える。図１中に示された受信装置２０の構成と比較すると、図２中に示される受信装置２０Ａは、電位調整部２４Ａを更に含む点で相違する。

電位調整部２４Ａは、ノード基準電位と実際のノードＮの電位との差に応じた電流をノードＮに供給して、ノードＮの電位を所定範囲内に含まれるよう調整する。ノード基準電位は (Ｖ_１Ｒ_４＋Ｖ_２Ｒ_３)／(Ｒ_３＋Ｒ_４)である。電位調整部２４Ａは、アンプＡ，第５抵抗器Ｒ_５，第６抵抗器Ｒ_６およびダンピング抵抗器Ｒ_ｄを含む。

第５抵抗器Ｒ_５は、一端に第１基準電位Ｖ_１が入力され、他端がアンプＡの非反転入力端子に接続されている。第６抵抗器Ｒ_６は、一端に第２基準電位Ｖ_２が入力され、他端がアンプＡの非反転入力端子に接続されている。抵抗器Ｒ_３〜Ｒ_６それぞれの抵抗値は、「Ｒ_３／Ｒ_４＝Ｒ_５／Ｒ_６」なる関係を有する。

したがって、アンプＡの非反転入力端子はノード基準電位が入力される。また、アンプＡの反転入力端子はノードＮの電位が入力される。アンプＡは、ノード基準電位と実際のノードＮの電位との差に応じた電流を出力することができる。ダンピング抵抗器Ｒ_ｄは、アンプＡの出力端子とノードＮとの間に設けられている。

アンプＡは、ボルテージフォロワの構成となっており、ノードＮの電位が一定となるように負帰還動作を行う。したがって、電位調整部２４Ａは、ノードＮの電位の変動に対して有効な負帰還動作を行うことができる。また、第５抵抗器Ｒ_５および第６抵抗器Ｒ_６それぞれの抵抗値が大きくても、アンプＡの出力インピーダンスは変わらないので、これらの抵抗値を大きくすることにより送受信システム１において第３抵抗器Ｒ_３と第４抵抗器Ｒ_４とを小さくする場合に比べて消費電力を小さくすることができる。

受信装置２０Ａにおける電位調整部２４Ａの動作は以下のとおりである。負荷装置６０で発生したノイズの影響により入力端子２１，２２からノードＮへ向かってノイズ電流が流れることとなる場合、電位調整部２４Ａが設けられていないとすれば、そのノイズ電流はノードＮから第４抵抗器Ｒ_４を経て第２基準電位へ流れて、その結果、ノードＮの電位はノード基準電位より高くなる。しかし、電位調整部２４Ａが設けられていることにより、ノードＮからアンプＡの出力端子へ向かって、ノード基準電位と実際のノードＮの電位との差に応じたキャンセル電流が流れる。したがって、第４抵抗器Ｒ_４を電流が流れることが抑制されて、これにより、ノードＮの電位が所定範囲内に含まれるよう調整され、受信部２３に入力される電位が許容範囲内とされる。

逆に、負荷装置６０で発生したノイズの影響によりノードＮから入力端子２１，２２へ向かってノイズ電流が流れることとなる場合、電位調整部２４Ａが設けられていないとすれば、そのノイズ電流は第１基準電位から第３抵抗器Ｒ_３を経てノードＮへ流れて、その結果、ノードＮの電位はノード基準電位より低くなる。しかし、電位調整部２４Ａが設けられていることにより、アンプＡの出力端子からノードＮへ向かって、ノード基準電位と実際のノードＮの電位との差に応じたキャンセル電流が流れる。したがって、第３抵抗器Ｒ_３を電流が流れることが抑制されて、これにより、ノードＮの電位が所定範囲内に含まれるよう調整され、受信部２３に入力される電位が許容範囲内とされる。

図３は、第１実施形態に係る送受信システム２Ａの動作例を示す図である。同図（ａ）は、ノード基準電位Ｖ_Ｎを一点鎖線で示し、電位調整部２４Ａが設けられている場合の第１入力端子２１の電位Ｖ_２１の包絡線および第２入力端子２２の電位Ｖ_２２の包絡線それぞれを実線で示し、電位調整部２４Ａが設けられていない場合の第１入力端子２１の電位Ｖ_２１および第２入力端子２２の電位Ｖ_２２それぞれを破線で示す。同図（ｂ）は、負荷装置６０で発生したノイズの影響により生じるノイズ電流Ｉ_noiseを示す。また、同図（ｃ）は、アンプＡからノードＮへ供給されるキャンセル電流Ｉ_cancelを示す。

電位調整部２４Ａが設けられていない場合、負荷装置６０で発生したノイズの影響により生じるノイズ電流Ｉ_noiseにより、ノードＮの電位がノード基準電位Ｖ_Ｎと大きく異なることとなって、同図（ａ）の破線で示されるように、受信部２３に入力される第１入力端子２１の電位Ｖ_２１および第２入力端子２２の電位Ｖ_２２が許容範囲から外れる場合があり、その結果、受信部２３が差動信号を正常に受信することができないことがある。

これに対して、電位調整部２４Ａが設けられている場合、ノード基準電位Ｖ_Ｎと実際のノードＮの電位との差に応じてキャンセル電流Ｉ_cancelがノードＮに供給されることで、第３抵抗器Ｒ_３および第４抵抗器Ｒ_４を電流が流れることが抑制されて、これにより、ノードＮの電位が所定範囲内に含まれるよう調整され、受信部２３に入力される第１入力端子２１の電位Ｖ_２１および第２入力端子２２の電位Ｖ_２２が許容範囲内となり、受信部２３が差動信号を正常に受信することができるようになる。

次に、第２実施形態について説明する。図４は、第２実施形態に係る送受信システム２Ｂの構成を示す図である。この図に示される第２実施形態に係る送受信システム２Ｂは、送信装置１０と受信装置２０Ｂとが差動伝送路４０により接続されて構成される。図２に示された第１実施形態に係る送受信システム２Ａの構成と比較すると、この図４に示される第２実施形態に係る送受信システム２Ｂは、受信装置２０Ａに替えて受信装置２０Ｂを備える点で相違する。

受信装置２０Ｂは、第１抵抗器Ｒ_１，第２抵抗器Ｒ_２，第３抵抗器Ｒ_３，第４抵抗器Ｒ_４，受信部２３および電位調整部２４Ｂを備える。図２中に示された受信装置２０Ａの構成と比較すると、図４中に示される受信装置２０Ｂは、電位調整部２４Ａに替えて電位調整部２４Ｂを含む点で相違する。

電位調整部２４Ｂは、ノード基準電位と実際のノードＮの電位との差に応じた電流をノードＮに供給して、ノードＮの電位を所定範囲内に含まれるよう調整する。電位調整部２４Ｂは、アンプＡ，第５抵抗器Ｒ_５，第６抵抗器Ｒ_６，ダンピング抵抗器Ｒ_ｄ，スイッチＳＷおよびスイッチ制御部３０を含む。図２中に示された電位調整部２４Ａの構成と比較すると、図４中に示される電位調整部２４Ｂは、スイッチＳＷおよびスイッチ制御部３０を更に含む点で相違する。

スイッチＳＷは、アンプＡの出力端子とノードＮとの間に設けられている。スイッチ制御部３０は、第１入力端子２１の電位および第２入力端子２２の電位が所定範囲外であるときにスイッチＳＷを閉じさせる。

図５は、第２実施形態に係る送受信システム２Ｂに含まれるスイッチ制御部３０の構成を示す図である。スイッチ制御部３０は、比較回路３１〜３４、ＡＮＤ回路３５，３６およびＯＲ回路３７を含む。

比較回路３１は、第１入力端子２１の電位および第１閾値電位Ｖ_th(H)を入力して両者を大小比較し、第１入力端子２１の電位が第１閾値電位Ｖ_th(H)より高いときにハイレベル値を出力する。比較回路３２は、第２入力端子２２の電位および第１閾値電位Ｖ_th(H)を入力して両者を大小比較し、第２入力端子２２の電位が第１閾値電位Ｖ_th(H)より高いときにハイレベル値を出力する。ＡＮＤ回路３５は、比較回路３１および比較回路３２それぞれの出力値を入力して、両者の論理積を表す値を出力する。すなわち、第１入力端子２１の電位および第２入力端子２２の電位の双方が第１閾値電位Ｖ_th(H)より高いときに、ＡＮＤ回路３５の出力値はハイレベルとなる。

比較回路３３は、第１入力端子２１の電位および第２閾値電位Ｖ_th(L)を入力して両者を大小比較し、第１入力端子２１の電位が第２閾値電位Ｖ_th(L)より低いときにハイレベル値を出力する。比較回路３４は、第２入力端子２２の電位および第２閾値電位Ｖ_th(L)を入力して両者を大小比較し、第２入力端子２２の電位が第２閾値電位Ｖ_th(L)より低いときにハイレベル値を出力する。ＡＮＤ回路３６は、比較回路３３および比較回路３４それぞれの出力値を入力して、両者の論理積を表す値を出力する。すなわち、第１入力端子２１の電位および第２入力端子２２の電位の双方が第２閾値電位Ｖ_th(L)より低いときに、ＡＮＤ回路３６の出力値はハイレベルとなる。

ＯＲ回路３７は、ＡＮＤ回路３５およびＡＮＤ回路３６それぞれの出力値を入力して、両者の論理和を表す値を出力する。すなわち、第１入力端子２１の電位および第２入力端子２２の電位の双方が第１閾値電位Ｖ_th(H)より高く又は第２閾値電位Ｖ_th(L)より低いときに、ＯＲ回路３６の出力値はハイレベルとなる。

スイッチ制御部３０により制御されるスイッチは、ＯＲ回路３７の出力値がハイレベルであるときに閉じ、ＯＲ回路３７の出力値がローレベルであるときに開く。すなわち、第１入力端子２１の電位および第２入力端子２２の電位の双方が所定範囲（Ｖ_th(L)〜Ｖ_th(H)）外であるときに、スイッチＳＷは閉じる。したがって、電位調整部２４Ｂは、第１入力端子２１の電位および第２入力端子２２の電位の双方が所定範囲（Ｖ_th(L)〜Ｖ_th(H)）外であるときに、ノード基準電位と実際のノードＮの電位との差に応じた電流をノードＮに供給して、ノードＮの電位を所定範囲内に含まれるよう調整する。

図６は、第２実施形態に係る送受信システム２Ｂの動作例を示す図である。同図（ａ）は、ノード基準電位Ｖ_Ｎを一点鎖線で示し、第１閾値電位Ｖ_th(H)および第２閾値電位Ｖ_th(L)それぞれを点線で示し、電位調整部２４Ｂが設けられている場合の第１入力端子２１の電位Ｖ_２１の包絡線および第２入力端子２２の電位Ｖ_２２の包絡線それぞれを実線で示す。同図（ｂ）は、負荷装置６０で発生したノイズの影響により生じるノイズ電流Ｉ_noiseを示す。

この図に示されるように、第１入力端子２１の電位Ｖ_２１および第２入力端子２２の電位Ｖ_２２の双方が所定範囲（Ｖ_th(L)〜Ｖ_th(H)）外であるときに、スイッチＳＷが閉じ、ノード基準電位Ｖ_Ｎと実際のノードＮの電位との差に応じたキャンセル電流Ｉ_cancelがノードＮに供給されて、ノードＮの電位が所定範囲内に含まれるよう調整され、受信部２３に入力される第１入力端子２１の電位Ｖ_２１および第２入力端子２２の電位Ｖ_２２が許容範囲内となり、受信部２３が差動信号を正常に受信することができるようになる。

なお、第１実施形態と比較して、第２実施形態では、スイッチＳＷが開閉を繰り返すことになるので、第１入力端子２１の電位Ｖ_２１および第２入力端子２２の電位Ｖ_２２それぞれが滑らかな波形とはならない。しかし、第１実施形態と比較して、第２実施形態では、アンプＡのゲインを大きくすることで、高速な応答が可能である。

次に、第３実施形態について説明する。図７は、第３実施形態に係る送受信システム２Ｃの構成を示す図である。この図に示される第３実施形態に係る送受信システム２Ｃは、送信装置１０と受信装置２０Ｃとが差動伝送路４０により接続されて構成される。図１に示された比較例の送受信システム１の構成と比較すると、この図７に示される第３実施形態に係る送受信システム２Ｃは、受信装置２０に替えて受信装置２０Ｃを備える点で相違する。

受信装置２０Ｃは、第１抵抗器Ｒ_１，第２抵抗器Ｒ_２，第３抵抗器Ｒ_３，第４抵抗器Ｒ_４，受信部２３および電位調整部２４Ｃを備える。図１中に示された受信装置２０の構成と比較すると、図７中に示される受信装置２０Ｃは、電位調整部２４Ｃを更に含む点で相違する。

電位調整部２４Ｃは、ノード基準電位と実際のノードＮの電位との差に応じた電流を第１入力端子２１および第２入力端子２２に供給して、ノードＮの電位を所定範囲内に含まれるよう調整する。ノード基準電位は (Ｖ_１Ｒ_４＋Ｖ_２Ｒ_３)／(Ｒ_３＋Ｒ_４)である。電位調整部２４Ｃは、第１アンプＡ_１，第２アンプＡ_２，第５抵抗器Ｒ_５，第６抵抗器Ｒ_６，ダンピング抵抗器Ｒ_ｄ１およびダンピング抵抗器Ｒ_ｄ２を含む。２つのアンプＡ_１，Ａ_２は同じ特性を有する。また、２つのダンピング抵抗器Ｒ_ｄ１，Ｒ_ｄ２は同じ抵抗値を有する。

第５抵抗器Ｒ_５は、一端に第１基準電位Ｖ_１が入力され、他端が第１アンプＡ_１および第２アンプＡ_２それぞれの非反転入力端子に接続されている。第６抵抗器Ｒ_６は、一端に第２基準電位Ｖ_２が入力され、他端が第１アンプＡ_１および第３アンプＡ_２それぞれの非反転入力端子に接続されている。抵抗器Ｒ_３〜Ｒ_６それぞれの抵抗値は、「Ｒ_３／Ｒ_４＝Ｒ_５／Ｒ_６」なる関係を有する。

したがって、アンプＡ_１，Ａ_２それぞれの非反転入力端子はノード基準電位が入力される。また、アンプＡ_１，Ａ_２それぞれの反転入力端子はノードＮの電位が入力される。アンプＡ_１，Ａ_２それぞれは、ノード基準電位と実際のノードＮの電位との差に応じた電流を出力することができる。ダンピング抵抗器Ｒ_ｄ１は、アンプＡ_１の出力端子とノードＮとの間に設けられている。ダンピング抵抗器Ｒ_ｄ２は、アンプＡ_２の出力端子とノードＮとの間に設けられている。

受信装置２０Ｃにおける電位調整部２４Ｃの動作は以下のとおりである。負荷装置６０で発生したノイズの影響により入力端子２１，２２からノードＮへ向かってノイズ電流が流れることとなる場合、電位調整部２４Ｃが設けられていないとすれば、そのノイズ電流はノードＮから第４抵抗器Ｒ_４を経て第２基準電位へ流れて、その結果、ノードＮの電位はノード基準電位より高くなる。しかし、電位調整部２４Ｃが設けられていることにより、第１入力端子２１から第１アンプＡ_１の出力端子へ向かって、ノード基準電位と実際のノードＮの電位との差に応じたキャンセル電流が流れ、同様に、第２入力端子２２から第２アンプＡ_２の出力端子へ向かって、ノード基準電位と実際のノードＮの電位との差に応じたキャンセル電流が流れる。したがって、第４抵抗器Ｒ_４を電流が流れることが抑制されて、これにより、ノードＮの電位が所定範囲内に含まれるよう調整され、受信部２３に入力される電位が許容範囲内とされる。

逆に、負荷装置６０で発生したノイズの影響によりノードＮから入力端子２１，２２へ向かってノイズ電流が流れることとなる場合、電位調整部２４Ｃが設けられていないとすれば、そのノイズ電流は第１基準電位から第３抵抗器Ｒ_３を経てノードＮへ流れて、その結果、ノードＮの電位はノード基準電位より低くなる。しかし、電位調整部２４Ｃが設けられていることにより、第１アンプＡ_１の出力端子から第１入力端子２１へ向かって、ノード基準電位と実際のノードＮの電位との差に応じたキャンセル電流が流れ、同様に、第２アンプＡ_２の出力端子から第２入力端子２２へ向かって、ノード基準電位と実際のノードＮの電位との差に応じたキャンセル電流が流れる。したがって、第３抵抗器Ｒ_３を電流が流れることが抑制されて、これにより、ノードＮの電位が所定範囲内に含まれるよう調整され、受信部２３に入力される電位が許容範囲内とされる。

第３実施形態に係る送受信システム２Ｃの動作例は、図３に示されたものと同様である。第３実施形態に係る送受信システム２Ｃは、第１実施形態に係る送受信システム２Ａと同様の効果を奏することができる。

次に、第４実施形態について説明する。図８は、第４実施形態に係る送受信システム２Ｄの構成を示す図である。この図に示される第４実施形態に係る送受信システム２Ｄは、送信装置１０と受信装置２０Ｄとが差動伝送路４０により接続されて構成される。図７に示された第３実施形態に係る送受信システム２Ｃの構成と比較すると、この図８に示される第４実施形態に係る送受信システム２Ｄは、受信装置２０Ｃに替えて受信装置２０Ｄを備える点で相違する。

受信装置２０Ｄは、第１抵抗器Ｒ_１，第２抵抗器Ｒ_２，第３抵抗器Ｒ_３，第４抵抗器Ｒ_４，受信部２３および電位調整部２４Ｄを備える。図７中に示された受信装置２０Ｃの構成と比較すると、図８中に示される受信装置２０Ｄは、電位調整部２４Ｃに替えて電位調整部２４Ｄを含む点で相違する。

電位調整部２４Ｄは、ノード基準電位と実際のノードＮの電位との差に応じた電流を第１入力端子２１および第２入力端子２２に供給して、ノードＮの電位を所定範囲内に含まれるよう調整する。電位調整部２４Ｄは、第１アンプＡ_１，第２アンプＡ_２，第５抵抗器Ｒ_５，第６抵抗器Ｒ_６，ダンピング抵抗器Ｒ_ｄ１，ダンピング抵抗器Ｒ_ｄ２，第１スイッチＳＷ_１，第２スイッチＳＷ_２およびスイッチ制御部３０を含む。図７中に示された電位調整部２４Ｃの構成と比較すると、図８中に示される電位調整部２４Ｄは、スイッチＳＷ_１，ＳＷ_２およびスイッチ制御部３０を更に含む点で相違する。

第１スイッチＳＷ_１は、第１アンプＡ_１の出力端子と第１入力端子２１との間に設けられている。第２スイッチＳＷ_２は、第２アンプＡ_２の出力端子と第２入力端子２２との間に設けられている。スイッチ制御部３０は、第１入力端子２１の電位および第２入力端子２２の電位が所定範囲外であるときにスイッチＳＷ_１，ＳＷ_２を閉じさせる。

第４実施形態に係る送受信システム２Ｄの動作例は、図６に示されたものと同様である。第４実施形態に係る送受信システム２Ｄは、第２実施形態に係る送受信システム２Ｂと同様の効果を奏することができる。

以上までに説明した第１〜第４の各実施形態の受信装置２０Ａ〜２０Ｄは、以下のような効果を奏することができる。

ノードＮの電位は如何なる周波数においても受信部２３が飽和しないレベルにとどめる必要がある。しかし、フェライトビーズやインダクタ等のローパスフィルタの役割を果たす受動対策部品を用いたのでは或る一定の周波数帯域しか雑音除去効果を持たない。これに対して、本実施形態では、ＤＣレベルからノイズ除去回路の動作周波数まで雑音除去効果がある。

本実施形態では、コモンモード雑音に対してキャンセル電流を出力する構成であるので、本来伝送したい差動信号の伝送に影響を与えることなく、信号周波数を含むＤＣ成分から電位調整部２４Ａ〜２４Ｄの限界周波数までの広帯域で雑音除去が可能である。

コモンモード雑音対策として、コモンモード電圧生成のための抵抗分割回路のインピーダンスを低くすることが考えられるが、その場合と比べて本実施形態は消費電力の面で有利である。

差動信号と直流電圧とを重畳して差動伝送路により伝送することにより、伝送線を削減しつつ、モータなどのノイズが大きい負荷装置に対しても安定して通信をすることができる。よって、監視カメラ等モータを駆動しながら画像伝送を行う場合に有用である。また、監視カメラ用途等、部品実装面積の制限が厳しい場合、雑音対策のための受動部品を削減できるので産業上利用価値が高い。

監視カメラ等モータを備えた装置への応用を考える場合、実際には複数個の受動対策部品のみでは雑音除去能力が十分でないことがあり、モータの雑音の影響は画像の乱れとなって確認される。これは、受動対策部品のインピーダンスが受信装置のコモンモード電圧生成回路と比べて十分に大きいといえない場合が多いからである。これに対して、本実施形態においては対策が可能である。

１，２Ａ〜２Ｄ…送受信システム、１０…送信装置、１１…第１出力端子、１２…第２出力端子、２０，２０Ａ〜２０Ｄ…受信装置、２１…第１入力端子、２２…第２入力端子、２３…受信部、２４Ａ〜２４Ｄ…電位調整部、３０…スイッチ制御部、３１〜３４…比較回路、３５，３６…ＡＮＤ回路、３７…ＯＲ回路、４０…差動伝送路、４１…第１線路、４２…第２線路、５０…電源装置、５１…チョークコイル、６０…負荷装置、６１…チョークコイル、Ａ，Ａ_１，Ａ_２…アンプ、Ｃ_１１，Ｃ_１２，Ｃ_２１，Ｃ_２２…カップリングコンデンサ、Ｒ_１〜Ｒ_６，Ｒ_ｄ，Ｒ_ｄ１，Ｒ_ｄ２…抵抗器、ＳＷ，ＳＷ_１，ＳＷ_２…スイッチ。

Claims (6)

1. 伝送経路上にカップリングコンデンサが設けられた差動伝送路により伝送されてきた差動信号を入力する第１入力端子および第２入力端子と、
   一端が前記第１入力端子と接続され、他端がノードに接続された第１抵抗器と、
   一端が前記第２入力端子と接続され、他端が前記ノードに接続された第２抵抗器と、
   一端に第１基準電位が入力され、他端が前記ノードに接続された第３抵抗器と、
   一端に第２基準電位が入力され、他端が前記ノードに接続された第４抵抗器と、
   前記第１基準電位をＶ_１とし、前記第２基準電位をＶ_２とし、前記第３抵抗器の抵抗値をＲ_３とし、前記第４抵抗器の抵抗値をＲ_４としたときに、(Ｖ_１Ｒ_４＋Ｖ_２Ｒ_３)／(Ｒ_３＋Ｒ_４)で与えられるノード基準電位と実際の前記ノードの電位との差に応じた電流を前記ノードまたは前記第１入力端子および前記第２入力端子に供給して、前記ノードの電位を所定範囲内に含まれるよう調整する電位調整部と、
   前記第１入力端子および前記第２入力端子それぞれの電位に基づいて前記差動信号を受信する受信部と、
   を備えることを特徴とする受信装置。
2. 前記電位調整部が、
   前記ノード基準電位と前記ノードの電位との差に応じた電流を出力するアンプを含み、
   このアンプから出力される電流を前記ノードに供給する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の受信装置。
3. 前記電位調整部が、
   前記アンプの出力端子と前記ノードとの間に設けられたスイッチと、
   前記第１入力端子の電位および前記第２入力端子の電位が所定範囲外であるときに前記スイッチを閉じさせるスイッチ制御部と、
   を更に含むことを特徴とする請求項２に記載の受信装置。
4. 前記電位調整部が、
   前記ノード基準電位と前記ノードの電位との差に応じた電流を出力する第１アンプと、
   前記ノード基準電位と前記ノードの電位との差に応じた電流を出力する第２アンプと、
   を含み、
   前記第１アンプから出力される電流を前記第１入力端子に供給し、
   前記第２アンプから出力される電流を前記第２入力端子に供給する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の受信装置。
5. 前記電位調整部が、
   前記第１アンプの出力端子と前記第１入力端子との間に設けられた第１スイッチと、
   前記第２アンプの出力端子と前記第２入力端子との間に設けられた第２スイッチと、
   前記第１入力端子の電位および前記第２入力端子の電位が所定範囲外であるときに前記第１スイッチおよび前記第２スイッチを閉じさせるスイッチ制御部と、
   を更に含むことを特徴とする請求項４に記載の受信装置。
6. 差動信号を送出する送信装置と、
   伝送経路上にカップリングコンデンサが設けられ、前記送信装置から送出された差動信号を伝送する差動伝送路と、
   前記差動伝送路により伝送されてきた差動信号を受信する請求項１〜５の何れか１項に記載の受信装置と、
   を備えることを特徴とする送受信システム。

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