JP2013058878A - Signal transmission device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、信号伝達装置に関し、特にノイズキャンセル機能を備えたものに関する。 The present invention relates to a signal transmission device, and particularly to a device having a noise canceling function.
従来、ハイブリッド自動車、電気自動車、家電機器、産業機器、及び医療機器の分野では、入出力間を直流的に絶縁し、かつ信号の伝達を行うために、アイソレータを用いた信号伝達装置が用いられている。 Conventionally, in the fields of hybrid vehicles, electric vehicles, household electrical appliances, industrial equipment, and medical equipment, signal transmission devices using isolators are used to galvanically isolate the input and output and transmit signals. ing.
アイソレータ、すなわち絶縁トランスを用いてパルス状の信号を伝達する装置としては、たとえば、特許文献1(特願2010−104192号)、特許文献2(特願2010−283929号)、特許文献3(特願2011−129825号)及び特許文献4(特開2010−10762号公報)などが提案されている。 As an apparatus for transmitting a pulse-like signal using an isolator, that is, an insulating transformer, for example, Patent Document 1 (Japanese Patent Application No. 2010-104192), Patent Document 2 (Japanese Patent Application No. 2010-283929), and Patent Document 3 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-283929) Application No. 2011-129825) and Patent Document 4 (Japanese Patent Laid-Open No. 2010-10762) have been proposed.
特許文献1(特願2010−104192号)、特許文献2(特願2010−283929号)、特許文献3(特願2011−129825号)は本出願人に関するものであり、ノイズが連続して印加された場合においても、入力信号に重畳されるノイズの影響を低減しつつ、低圧側と高圧側とを電気的に絶縁しながら信号の授受を行えるノイズ除去回路、絶縁トランスを用いた信号伝送回路及び電力変換装置を提供するとしている。 Patent Document 1 (Japanese Patent Application No. 2010-104192), Patent Document 2 (Japanese Patent Application No. 2010-283929), and Patent Document 3 (Japanese Patent Application No. 2011-129825) relate to the present applicant, and noise is applied continuously. In this case, a noise removal circuit that can transmit and receive signals while electrically insulating the low-voltage side and the high-voltage side while reducing the effect of noise superimposed on the input signal, and a signal transmission circuit using an insulation transformer And a power converter.
特許文献4(特開2010−10762号公報)は、本出願人に関するものであり自己診断機能を備えたパワー半導体の駆動回路装置及びそれに用いる信号伝達装置を開示する。 Patent Document 4 (Japanese Patent Laid-Open No. 2010-10762) relates to the present applicant and discloses a power semiconductor drive circuit device having a self-diagnosis function and a signal transmission device used therefor.
図9は、従来の信号伝達装置900を示す。信号伝達装置は、電子制御装置110、入力側回路120、トランス回路130、コンパレータCM1,CM2、ノイズキャンセル回路140、フリップフロップFF、及び出力端子150を備える。
FIG. 9 shows a conventional
信号伝達装置900において、電子制御装置110は、たとえばハイブリッド自動車の制御機構との間で信号のやりとりを行い、車全体の制御を行うための電子制御ユニット(ECU:Electronic Control Unit)である。
In the
入力側回路120は、第1パルス変換回路121、第2パルス変換回路123、及びインバータ125を備える。
The
トランス回路130は第1トランスT1、第2トランスT2を備える。トランス回路130は、特許文献1及び特許文献2に開示されるように、ICチップ上またはICチップ内に形成することができ、これらのトランスはマイクロトランス、或いはアイソレータとして称されることがある。
The
第1トランスT1は、1次巻線T11及び2次巻線T12を備える。1次巻線T11及び2次巻線T12の各一端は共に接地電位に接続されるが、1次巻線T11の一端は第1接地電位GND1に、2次巻線T12の一端は第2接地電位GND2という具合にそれぞれ別々の接地電位に接続される。すなわち、1次巻線T11と2次巻線T12は直流的に分離されている。 The first transformer T1 includes a primary winding T11 and a secondary winding T12. One end of each of the primary winding T11 and the secondary winding T12 is connected to the ground potential. One end of the primary winding T11 is connected to the first ground potential GND1, and one end of the secondary winding T12 is connected to the second ground. The potentials GND2 are connected to different ground potentials. That is, the primary winding T11 and the secondary winding T12 are separated in a direct current manner.
第1トランスT1の2次巻線T12側にはコンパレータCM1が接続されている。 A comparator CM1 is connected to the secondary winding T12 side of the first transformer T1.
2次巻線T12側から出力された信号はコンパレータCM1を介してノイズキャンセル回路140に入力される。
The signal output from the secondary winding T12 side is input to the
第2トランスT2は、1次巻線T21及び2次巻線T22を備える。1次巻線T21及び2次巻線T22の各一端は共に接地電位に接続されるが、1次巻線T21の一端は第1接地電位GND1に、2次巻線T22の一端は第2接地電位GND2という具合にそれぞれ別々の接地電位に接続される。すなわち、トランスT2においても、1次巻線T21と2次巻線T22は直流的に分離されている。 The second transformer T2 includes a primary winding T21 and a secondary winding T22. One end of each of the primary winding T21 and the secondary winding T22 is connected to the ground potential. One end of the primary winding T21 is connected to the first ground potential GND1, and one end of the secondary winding T22 is connected to the second ground. The potentials GND2 are connected to different ground potentials. That is, also in the transformer T2, the primary winding T21 and the secondary winding T22 are separated in a direct current manner.
第2トランスT2の2次巻線T22側にはコンパレータCM2が接続されている。 A comparator CM2 is connected to the secondary winding T22 side of the second transformer T2.
2次巻線T22側から出力された信号はコンパレータCM2を介してノイズキャンセル回路140に入力される。
The signal output from the secondary winding T22 side is input to the
ノイズキャンセル回路140からは2つの信号が取り出される。1つは第1トランスT1側に同期したセット信号Psであり、もう1つは第2トランスT2側に同期したリセット信号Prである。
Two signals are extracted from the
ノイズキャンセル回路140は、第1遅延信号生成回路141a、第2遅延信号生成回路141b、第1マスキング信号生成回路143a、第2マスキング信号生成回路143b、第1論理演算回路部145a、第2論理演算回路部145bを備える。
The
上記構成を持つ信号伝達装置900は、出力をローからハイに切り替える信号と、出力をハイからローに切り替える信号をそれぞれ別のトランスすなわちトランスT1及びT2で伝達するように動作する。また、トランスT1とトランスT2に同時に、正規の信号ではない信号すなわちノイズが入力された場合、コンパレータCM1,CM2、及びノイズキャンセル回路140の働きにより、コンパレータCM1,CM2の参照電位以上のノイズはフリップフロップFFには出力されないという機能を有する。
The
しかしながら、上記従来例の信号伝達装置では、トランスT1、T2に入力されるノイズレベルが互いに異なる場合、ノイズキャンセルが正常に作動せず、誤動作の原因となっていた。 However, in the conventional signal transmission device, when the noise levels input to the transformers T1 and T2 are different from each other, the noise cancellation does not operate normally, causing a malfunction.
本発明の信号伝達装置は、1次巻線と2次巻線とは直流的に分離されており、1次巻線と2次巻線とは互いに別々の接地電位に接続されるトランスと、 前記トランスの2次巻線からの出力が入力される第1コンパレータ及び第2コンパレータと、前記第1コンパレータの出力が入力される遅延信号生成回路と、前記第2コンパレータの出力が入力されるマスキング信号生成回路と、を有する。 In the signal transmission device of the present invention, the primary winding and the secondary winding are separated in a DC manner, and the primary winding and the secondary winding are connected to different ground potentials; The first comparator and the second comparator to which the output from the secondary winding of the transformer is input, the delay signal generation circuit to which the output of the first comparator is input, and the masking to which the output of the second comparator is input And a signal generation circuit.
前記第1コンパレータと前記第2コンパレータは、ヒステリシスコンパレータ又はウインドコンパレータからなってもよい。 The first comparator and the second comparator may comprise a hysteresis comparator or a window comparator.
前記第1コンパレータ及び前記第2コンパレータの第1入力端には前記トランスの2次巻線からの出力が入力され、前記第1コンパレータの第2入力端には第1参照電位が与えられており、前記第2コンパレータの第2入力端には、第2参照電位が与えられており、前記第1参照電位は、前記第2参照電位の絶対値より大きい。 An output from the secondary winding of the transformer is input to first input terminals of the first comparator and the second comparator, and a first reference potential is applied to a second input terminal of the first comparator. A second reference potential is applied to the second input terminal of the second comparator, and the first reference potential is greater than the absolute value of the second reference potential.
さらに好ましくは、前記トランスは第1トランスと第2トランスを含み、前記第2トランスの2次巻線からの出力が入力される第3コンパレータ及び第4コンパレータと、前記第3コンパレータの出力が入力される遅延信号生成回路と、前記第4コンパレータの出力が入力されるマスキング信号生成回路と、を有する。 More preferably, the transformer includes a first transformer and a second transformer, and a third comparator and a fourth comparator to which an output from a secondary winding of the second transformer is input, and an output of the third comparator is an input. And a masking signal generation circuit to which the output of the fourth comparator is input.
第1コンパレータから出た出力を遅延させ第1パルス幅に設定された第1遅延信号と、第2コンパレータから出た出力を遅延させかつ前記第1パルス幅よりも大きいパルス幅に設定された第1マスキング信号と、第3コンパレータから出た出力を遅延させ第2パルス幅に設定された第2遅延信号と、第4コンパレータから出た出力を遅延させかつ前記第2パルス幅よりも大きいパルス幅に設定された第2マスキング信号と、前記第1遅延信号と前記第2マスキング信号とを論理演算処理する第1論理演算回路部と、前記第2遅延信号と前記第1マスキング信号とを論理演算処理する第2論理演算回路とを備え、前記第1遅延信号及び前記第2遅延信号に重畳されたノイズがそれぞれ前記第2ノイズマスキング信号及び前記第1ノイズマスキング信号によってマスキングされる。 A first delayed signal set to a first pulse width by delaying an output from the first comparator, and a first delayed signal set to a pulse width larger than the first pulse width by delaying an output from the second comparator. 1 masking signal, the second delayed signal set to the second pulse width by delaying the output from the third comparator, and the pulse width for delaying the output from the fourth comparator and larger than the second pulse width A logical operation of the second masking signal set to 1, a first logical operation circuit unit for logically processing the first delayed signal and the second masking signal, and a logical operation of the second delayed signal and the first masking signal A second logic operation circuit for processing, and the noise superimposed on the first delay signal and the second delay signal is the second noise masking signal and the first noise masking respectively. It is masked by the signal.
第1マスキング信号のパルス幅は第2遅延信号のそれよりも大きく、第2マスキング信号のパルス幅は第1遅延信号のそれよりも大きい。 The pulse width of the first masking signal is larger than that of the second delayed signal, and the pulse width of the second masking signal is larger than that of the first delayed signal.
第1論理演算回路部及び第2論理演算回路部は各別に論理和回路、否定論理和回路、論理積回路、及び、否定論理積回路の少なくとも1つを有する請求項7又は請求項8のいずれか1項に記載の信号伝達装置。
The first logical operation circuit unit and the second logical operation circuit unit each include at least one of a logical sum circuit, a negative logical sum circuit, a logical product circuit, and a negative logical product circuit. The signal transmission device according to
第1論理演算回路部及び前記第2論理演算回路部から出力された信号はそれぞれ、フリップフロップのセット信号及びリセット信号としてそれぞれ用いられる。 The signals output from the first logic operation circuit unit and the second logic operation circuit unit are used as a flip-flop set signal and reset signal, respectively.
また、本発明にかかる信号伝達装置は、伝達信号の立上がりエッジを検出して前記伝達信号のパルス幅よりも小さな第1変換パルスを生成する第1パルス生成回路と、前記パルス状の伝達信号の立下がりエッジを検出して前記伝達信号のパルス幅よりも小さな第2変換パルスを生成する第2パルス生成回路を有するパルス変換回路であって、前記パルス変換回路は、前記第1変換パルスが前記第1トランスの1次巻線側に入力され、その2次巻線側へと前記変換パルスを伝達し、前記第2変換パルスが前記第2トランスの1次巻線側に入力され、その2次巻線側へと前記変換パルスを伝達する。 The signal transmission device according to the present invention includes a first pulse generation circuit that detects a rising edge of a transmission signal and generates a first conversion pulse smaller than a pulse width of the transmission signal; and the pulse-shaped transmission signal A pulse conversion circuit having a second pulse generation circuit that detects a falling edge and generates a second conversion pulse smaller than a pulse width of the transmission signal, wherein the pulse conversion circuit has the first conversion pulse Input to the primary winding side of the first transformer, transmit the conversion pulse to the secondary winding side, the second conversion pulse is input to the primary winding side of the second transformer, 2 The converted pulse is transmitted to the next winding side.
本発明の信号伝達装置は、ノイズレベルの異なるノイズが重畳しても誤作動しないため、信頼性の高い信号伝達回路を提供する。 Since the signal transmission device of the present invention does not malfunction even if noises with different noise levels are superimposed, a highly reliable signal transmission circuit is provided.
(実施形態1)
図1は本発明の実施形態1にかかる信号伝達装置を模式的に示す回路図である。信号伝達装置100は、電子制御装置110、入力側回路120、トランス回路130、コンパレータCM1,CM2,CM_M1,CM_M2、ノイズキャンセル回路140、フリップフロップFF、及び出力端子150を備える。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a circuit diagram schematically showing a signal transmission device according to
信号伝達装置100において、電子制御装置110は、たとえばハイブリッド自動車の制御機構との間で信号のやりとりを行い、車全体の制御を行う。電子制御装置110ではたとえばパルス状の伝達信号Sinが生成される。
In the
入力側回路120は、第1パルス変換回路121、第2パルス変換回路123、及びインバータ125を備える。電子制御装置110で生成された伝達信号Sinは、入力側回路120を構成する第1パルス変換回路121及び第2パルス変換回路123において、伝達信号Sinのパルス幅よりも小さな所定のパルス幅にそれぞれ変換される。
The
第1パルス変換回路121は、伝達信号Sinの立上りエッジを検出して図示しない第1変換パルスを生成する。第2パルス変換回路123は伝達信号Sinの立下りエッジを検出して図示しない第2変換パルスを生成する。前述のように、第1変換パルス及び第2変換パルスのパルス幅は伝達信号Sinのパルス幅より小さくなるように設定されるが、その大きさは、たとえば伝達信号Sinのパルス幅が25μSであるとき、第1及び第2変換パルスSa1,Sa2はたとえば5nS程度に設定される。これによって、入力側回路120及びトランス回路130における消費電力の低減化を図っている。
The first
インバータ125は伝達信号Sinの立下りエッジを検知するために用意される。インバータ125を用意するならば、第1パルス変換回路121と第2パルス変換回路123は同じ回路で構成することができる。もちろん、インバータ125は単独で設けずに第2パルス変換回路123側に内蔵させてもよい。なお、第1パルス変換回路121が伝達信号Sinの立下りエッジを検出し、第2パルス変換回路123で立上りエッジを検出するようにしてもよい。
The
トランス回路130は第1トランスT1、第2トランスT2を備える。トランス回路130は、ICチップ上またはICチップ内に形成することができ、これらのトランスはマイクロトランス、或いはアイソレータとして称されることがある。
The
第1トランスT1は、1次巻線T11及び2次巻線T12を備える。1次巻線T11及び2次巻線T12の各一端は共に接地電位に接続されるが、1次巻線T11の一端は第1接地電位GND1に、2次巻線T12の一端は第2接地電位GND2という具合にそれぞれ別々の接地電位に接続される。接地電位GND1と接地電位GND2とは互いに直流的に絶縁されている。これによって、第1トランスT1の1次巻線T11側に接続される入力側回路120と、第1トランスT1の2次巻線T12側に接続される後述のノイズキャンセル回路140、フリップフロップFF等とは直流的に絶縁される。なお、直流的に絶縁されているとは、両者の接地電位が導体で接続されていないということである。第1トランスT1、第2トランスT2の1次巻線側と2次巻線側とが直流的に絶縁されていることがアイソレータと称される所以である。
The first transformer T1 includes a primary winding T11 and a secondary winding T12. One end of each of the primary winding T11 and the secondary winding T12 is connected to the ground potential. One end of the primary winding T11 is connected to the first ground potential GND1, and one end of the secondary winding T12 is connected to the second ground. The potentials GND2 are connected to different ground potentials. The ground potential GND1 and the ground potential GND2 are galvanically isolated from each other. As a result, the
第1トランスT1の1次巻線側T11から2次巻線T12側への信号伝達率を1とし、両者での信号遅延を無視すれば、2次巻線T12側には、1次巻線T11側に入力された信号と等価な信号を取り出すことができる。ここで「等価」とは振幅及び位相がほぼ等しいことを指す。なお、第2トランスT2についても第1トランスT1と同様のことが言える。すなわち、2次巻線T12、T22に生じる信号である信号Sa1,Sa2は各々、上述した第1変換パルス及び第2変換パルスと等価である。 If the signal transmission rate from the primary winding side T11 to the secondary winding T12 side of the first transformer T1 is 1, and the signal delay between the two is neglected, the primary winding is on the secondary winding T12 side. A signal equivalent to the signal input to the T11 side can be extracted. Here, “equivalent” means that the amplitude and phase are substantially equal. The same applies to the second transformer T2 as the first transformer T1. That is, the signals Sa1 and Sa2, which are signals generated in the secondary windings T12 and T22, are equivalent to the first conversion pulse and the second conversion pulse described above, respectively.
第1トランスT1の2次巻線T12側にはコンパレータCM1及びCM_M1が接続されている。コンパレータCM1及びCM_M1は、その前段部と後段部を結合する役割を有する。すなわち、トランス回路130とノイズキャンセル回路140とを直接電気的に接続したときに生じる不具合を緩衝させるために、たとえばインピーダンス整合を行う。また、コンパレータCM1及びCM_M1の第2入力端に所定の参照電位を与えておけば、参照電位を基準として波形整形を行うことができる。なお、コンパレータCM1及びCM_M1には増幅手段又は減衰手段を持たせるようにしてもよい。また、2次巻線T12側に取り出された信号Sa1はほぼそのままの大きさでノイズキャンセル回路140に伝達してもよいが、信号の振幅を大きくしてもよく、また小さくしてもよい。
Comparators CM1 and CM_M1 are connected to the secondary winding T12 side of the first transformer T1. The comparators CM1 and CM_M1 have a role of coupling the front and rear stages thereof. That is, impedance matching is performed, for example, in order to buffer a problem that occurs when the
第2パルス変換回路123から出力された図示しない第2変換パルスは、上述のように第2トランスT2の1次巻線T21に入力され、2次巻線T22側からは信号Sa2が出力される。2次巻線T22側から出力された信号Sa2はコンパレータCM2及びコンパレータCM_M2の第1入力端に入力される。コンパレータCM2及びCM_M2からの出力は、各々にノイズキャンセル回路140に入力される。コンパレータCM2及びCM_M2は、その前段部と後段部を結合する役割を有する。すなわち、トランス回路130とノイズキャンセル回路140とを直接電気的に接続したときに生じる不具合を緩衝させるために、たとえばインピーダンス整合を行う。また、コンパレータCM2及びCM_M2の第2入力端に所定の参照電位を与えておけば、これを参照として波形整形を行うことができる。なお、コンパレータCM2及びCM_M2には増幅手段又は減衰手段を持たせるようにしてもよい。また、2次巻線T22側に取り出された信号Sa2はほぼそのままの大きさでノイズキャンセル回路140に伝達してもよいが、信号の振幅を大きくしてもよく、また小さくしてもよい。
The second conversion pulse (not shown) output from the second
コンパレータCM1及びCM2の第2入力端には、正規信号を伝達するための所定の参照電位Vth_Aが与えられている。また、コンパレータCM_M1及びCM_M2の第2入力端には、ノイズ除去のための所定の参照電位Vth_Bが与えられている。本発明の大きな特徴は、異なる参照電位Vth_A,Vth_Bを持ったコンパレータを設けることにある。コンパレータの構成及び詳細な回路構成は後述で明らかにされる。 A predetermined reference potential Vth_A for transmitting a normal signal is applied to the second input terminals of the comparators CM1 and CM2. Further, a predetermined reference potential Vth_B for noise removal is applied to the second input terminals of the comparators CM_M1 and CM_M2. A major feature of the present invention resides in providing comparators having different reference potentials Vth_A and Vth_B. The configuration of the comparator and the detailed circuit configuration will be clarified later.
なお、コンパレータCM1,CM_M1,CM2,CM_M2の前段または後段には所定の振幅の大きさ及び所定の大きさに移相させるために少なくともその一方側に増幅手段、移相手段を設けてもよい。 Note that an amplifier and a phase shift unit may be provided on at least one side of the comparators CM1, CM_M1, CM2, and CM_M2 in order to shift the phase to a predetermined amplitude and a predetermined level.
ノイズキャンセル回路140からは2つの信号が取り出される。1つは第1トランスT1側に同期したセット信号Psであり、もう1つは第2トランスT2側に同期したリセット信号Prである。
Two signals are extracted from the
ノイズキャンセル回路140は、コンパレータCM1,CM2,CM_M1及びCM_M2へ入力された信号に重畳されたノイズを取り除くために用意されている。本発明のもう1つの特徴はノイズキャンセル回路140を設けることにある。ノイズキャンセル回路140の詳細な回路構成は後述で明らかにされる。
The
ノイズキャンセル回路140は、第1遅延信号生成回路141a、第2遅延信号生成回路141b、第1マスキング信号生成回路143a、第2マスキング信号生成回路143b、第1論理演算回路部145a、第2論理演算回路部145bを備える。本発明の一実施形態では第1論理演算回路部145a、第2論理演算回路部145bを用いたが、これに限定されない。否定論理和回路(NOR)の他に、論理積回路(AND)、否定論理積回路(NAND)及び論理和回路(OR)の少なくとも1つを用いることができる。また、これらのいわゆる論理回路を組み合わせてもかまわない。こうして各種の論理回路の少なくとも1つは本書で論理演算回路部を構成することができる。
The
本書では「ノイズマスキング」なる語句と「ノイズキャンセル」なる語句を用いる。「ノイズマスキング」及び「ノイズキャンセル」は、たとえば擬似ノイズを発生させ、その擬似ノイズを本来のノイズに加算または減算して本来のノイズを除去または減衰させる方法が知られている。しかし、本書で用いる「ノイズマスキング」とは擬似ノイズを発生させるのではなく論理演算回路部を用いて、本来のノイズが出力されないように論理演算を行うことを指すものである。また、「ノイズキャンセル」とは幾つかのノイズマスキング回路で構成された回路全体を指すものとして用いる。 In this document, the term “noise masking” and the term “noise cancellation” are used. As the “noise masking” and “noise cancellation”, for example, a method of generating pseudo noise and adding or subtracting the pseudo noise to the original noise to remove or attenuate the original noise is known. However, “noise masking” used in this document refers to performing a logical operation using a logical operation circuit unit so that the original noise is not output, rather than generating pseudo noise. “Noise cancellation” is used to indicate the entire circuit composed of several noise masking circuits.
第1遅延信号生成回路141aは、コンパレータCM1から出力された第1入力信号IN11を遅延させ第1遅延信号IN1Sを生成するために用意される。なお、本書で用いる「遅延」とは、信号の立上りエッジ及び立下りエッジの少なくとも一方側が、時間的に遅く生じるように信号処理することを指す。したがって、「遅延」される前の信号と「遅延」された後の信号の両者間には、パルス幅は同じであったり、或いは小さく(狭く)なったり。或いは大きく(広く)なったりすることが起こり得る。また、第1入力信号IN11を遅延させる目的は、端的にいえば、後述の第2マスキング信号IN2Mとの論理演算を第1論理演算回路部145aで正常に行うためである。詳細は後述で明らかにされる。
The first delay
第1マスキング信号生成回路143aは、第2遅延信号生成回路141bから取り出された遅延信号IN2Sに重畳されているノイズをマスキングするために用意される。すなわち、第1マスキング信号生成回路143aで生成される第1マスキング出力信号IN1Mは、コンパレータCM1_M1から取り出された第一マスキング入力信号IN12を元にして生成されるが、生成した信号はコンパレータCM2から取り出された信号に重畳されたノイズをマスキングするために用意される。
The first masking
第2遅延信号生成回路141bは、第2入力信号IN21を遅延させ、遅延信号IN2Sを生成するために用意される。第2入力信号IN21を遅延させる目的は先に述べた遅延信号IN1Sを生成するのと同じである。すなわち、第1マスキング出力信号IN1Mとの間で所定の論理演算を第2論理演算回路145bで行うためである。
The second delay
第2マスク信号生成回路143bは、信号生成回路141aから取り出された遅延信号IN1Sに重畳されているノイズをマスキングするために用意される。すなわち、第2マスキング信号生成回路143bで生成される第2マスキング信号IN2Mは、コンパレータCM_M2から取り出された第1マスキング入力信号IN12を元にして生成されるが、生成した信号はコンパレータCM1から取り出された信号に重畳されたノイズをマスキングするために用意される。
The second mask
フリップフロップFFは、電子制御装置110から出力された伝達信号Sinと同じ状態に復元するために用意されている。ここで「復元」とは、ほぼ元の信号の形態、位置に戻すことを指す。すなわち、伝達信号Sinは入力側回路120及びトランス回路130での消費電力を低減させるためにパルス幅を小さくして信号処理が施されるが、最終的には元の状態の信号に戻すための復元回路としてフリップフロップFFが用意されている。
The flip-flop FF is prepared to restore the same state as the transmission signal Sin output from the
セット信号PsはフリップフロップFFのセット端子Sに入力される。これにより、フリップフロップFFはセット状態に置かれる。リセット信号Prは、フリップフロップFFのリセット端子Rに入力される。これにより、フリップフロップFFはリセット状態に置かれる。 The set signal Ps is input to the set terminal S of the flip-flop FF. Thereby, the flip-flop FF is placed in the set state. The reset signal Pr is input to the reset terminal R of the flip-flop FF. As a result, the flip-flop FF is placed in the reset state.
フリップフロップFFから出力された出力信号Soutは出力端子150に取り出される。出力端子150に取り出された出力信号Soutはたとえば図示しないIGBTのオン・オフを制御するために利用される。
The output signal Sout output from the flip-flop FF is taken out to the
図2Aは図1に示す第1遅延信号生成回路141aの内部回路を示すとともに、その周辺の回路部を抜き出したものである。すなわち、第1マスキング回路部140Aは、第1遅延信号生成回路141a、第2マスキング信号生成回路143b、及び第1論理演算回路部145aで構成される。
FIG. 2A shows the internal circuit of the first delay
コンパレータCM1から取り出された第1入力信号IN11は、第1遅延信号生成回路141aの一部を構成する否定論理積回路149aの第1入力端x1に入力されると共に、信号遅延回路147aに入力される。信号遅延回路147aからは遅延信号IN1Dとして取り出され、取り出された遅延信号IN1Dは、否定論理積回路149aの第2入力端x2に入力される。
The first input signal IN11 extracted from the comparator CM1 is input to the first input terminal x1 of the
否定論理積回路149aの出力端x3には、第1入力信号IN11と遅延信号IN1Dとが否定論理積演算された遅延信号IN1Sが出力される。
A delay signal IN1S obtained by performing a NAND operation on the first input signal IN11 and the delay signal IN1D is output to the output terminal x3 of the
第1論理演算回路部145aには2つの入力端が用意され、第1入力端y1には遅延信号IN1Sが、第2入力端y2には第2マスキング信号IN2Mがそれぞれ入力されている。第2マスキング信号IN2Mは第2マスキング信号生成回路143bで生成される。第1入力信号IN11と第1マスキング入力信号IN21が同じタイミングで入力された場合、第2マスキング信号IN2Mは、遅延信号IN1Sと第2マスキング信号IN2Mとは所定の位相差を有することになる。
The first logic
第1論理演算回路部145aは、遅延信号IN1Sと第2マスキング信号IN2Mとの否定論理和演算を行い、両者の信号が共にローレベルのときにのみ、その出力端y3にはハイレベルが表れる。したがって、第1パルス変換回路121から取り出された第1変換パルスSa1は第1トランスT1、コンパレータCM1及びCM_M1、第1遅延信号生成回路141a、及び第1論理演算回路部145aを介して取り出されるが、遅延信号IN1Sは、第2パルス変換回路123、第2トランスT2、コンパレータCM_M2、及び第2マスキング信号生成回路143bを介して生成された第2マスキング信号IN2Mの制約を受けることになる。すなわち、第2マスキング信号IN2Mがハイレベルの期間においては、遅延信号IN1Sに重畳されるノイズ成分は第1論理演算回路部145aによってマスキングされる。
The first logic
第1論理演算回路部145aから出力されるセット信号Psは、フリップフロップFFのセット端子Sに入力され、後段のフリップフロップFFをセットさせる。
The set signal Ps output from the first logic
図2Bに示す第2ノイズマスキング回路部140Bは、図2Aに示す第1マスキング回路部140Aと協働してノイズキャンセル回路140を構成する。
The second noise masking
図2Bは、第2遅延信号生成回路141bの内部と、その周辺の回路部を示す。すなわち、第2マスキング回路部140Bは、第2遅延信号生成回路141b、第1マスキング信号生成回路143a、及び第2論理演算回路部145bで構成される。
FIG. 2B shows the inside of the second delay
コンパレータCM2から取り出された第2入力信号IN22は、否定論理積回路149bの第1入力端x1に入力されると共に、信号遅延回路147bに入力される、信号遅延回路147bから取り出された遅延信号IN2Dは、論理積回路149bの第2入力端x2に入力される。
The second input signal IN22 extracted from the comparator CM2 is input to the first input terminal x1 of the
論理積回路149bの出力端x3には、第2入力信号IN22と遅延信号IN2Dとが否定論理積演算された遅延信号IN2Sが出力される
The output terminal x3 of the AND
第2論理演算回路部145bには2つの入力端が用意され、第1入力端y1には遅延信号IN2Sが、第2入力端y2には第1マスキング信号IN1Mがそれぞれ入力されている。第1マスキング信号IN1Mはマスク第1マスキング信号生成回路143aで生成される。第1入力信号IN12と第2マスキング入力信号IN22が同じタイミングで入力された場合、第1マスキング信号IN1Mは、遅延信号IN2Sと第1マスキング信号IN1Mとは所定の位相差を有している。
The second logic
第2論理演算回路部145bは、遅延信号IN2Sと第1マスキング信号IN1Mとの否定論理和演算を行い両者信号が共にローレベルのときにのみ、その出力にはハイレベルが表れる。したがって、第2パルス変換回路123から取り出された第2変換パルスSa2は第2トランスT2、コンパレータCM2及びCM_M2、第2遅延信号生成回路141b、及び第2論理演算回路部145bを介して取り出されるが、遅延信号IN2Sは、第1パルス変換回路121、第1トランスT1、コンパレータCM_M2、及び第1マスキング信号生成回路143aを介して生成された第1マスキング信号IN1Mの制約を受けることになる。すなわち、第1マスキング信号IN1Mがハイレベルの期間においては、遅延信号IN2Sに重畳されるノイズは第2論理演算回路部145bには出力されない。これがノイズキャンセル回路と称される所以である。
The second logic
第2論理演算回路部145bの出力端y3から出力されたリセット信号Prは、フリップフロップFFのリセット端子Rに入力され、フリップフロップFFをリセットさせる。
The reset signal Pr output from the output terminal y3 of the second logic
以上に述べたようにノイズキャンセル回路140は、第1マスキング回路部140Aと第2マスキング回路部140Bによって構成されている。
As described above, the
図3は、図2A、図2Bに示す第1及び第2マスキング回路部140A,140Bに生じる各種信号を模式的に示す。第1入力信号IN11、第2入力信号IN22、は、それぞれ論理積回路149a,149bの第1入力端x1に入力される。第1マスキング入力信号IN12、第1マスキング入力信号IN21は、それぞれ第1マスキング信号生成回路143a、第2マスキング信号生成回路143bに入力される信号である。遅延信号IN1S,IN2Sは、それぞれ論理積回路149a,149bから出力され、第1マスキング信号IN1M及び第2マスキング信号IN2Mは、それぞれ第1マスキング信号生成回路143a及び第2マスキング信号生成回路143bから出力される。
FIG. 3 schematically shows various signals generated in the first and second
図3、最上段に示す。第1入力信号IN11、第2入力信号IN22、第1マスキング入力信号IN12、第1マスキング入力信号IN21は、前に述べたように、それぞれコンパレータCM1、コンパレータCM2、コンパレータCM_M1、コンパレータCM_M2から出力される信号であり、そのパルス幅W1はたとえば5ns程度に選ばれている。パルス幅W1の大きさは設計事項であり、伝達信号Sinの周波数、パルス幅、第1パルス変換回路121、第2パルス変換回路123、第1トランスT1、第2トランスT2の電気的特性に応じて適宜設定される。第1入力信号IN1、第2入力信号IN2はそれぞれ立上りエッジTr1、立下りエッジTf1を有する。
FIG. 3 shows the top row. As described above, the first input signal IN11, the second input signal IN22, the first masking input signal IN12, and the first masking input signal IN21 are output from the comparator CM1, the comparator CM2, the comparator CM_M1, and the comparator CM_M2, respectively. It is a signal, and its pulse width W1 is selected to be about 5 ns, for example. The size of the pulse width W1 is a design matter and depends on the frequency and pulse width of the transmission signal Sin, and the electrical characteristics of the first
遅延信号IN1D,IN2Dは、図2A、図2Bに示す信号遅延回路147a,147bからそれぞれ取り出したものであり、それらは第1入力信号IN11、第2入力信号IN22、から所定の遅延時間△t1だけ遅延され、そのパルス幅W2はパルス幅W1と同じかまたはそれ以上となるように設定される。遅延信号IN1D,IN2Dは立上りエッジTr2、立下りエッジTf2をそれぞれ有し、立上りエッジTr2は第1入力信号IN1、第2入力信号IN2の立上りエッジTr1よりも時間△t1だけ遅れており、立下りエッジTf2は、立下りエッジTf1よりも時間△t2だけ遅れる状態を示している。なお、図3は作図の都合上、時間△t2が時間△t1よりも大きいものを図示しているが、両者の大小関係の設定は設計事項に過ぎない。したがって、時間△t1と△t2とがほぼ等しくなったり、時間△t1が△t2よりも大きくなったり、或いは時間△t1が△t2よりも小さくなるように設定してもよい。
The delay signals IN1D and IN2D are taken out from the
すなわり、時間△t1,△t2の大きさは、第1入力信号IN11、第2入力信号IN22に重畳されたノイズが適切にマスキングされるように設定すればよい。 In other words, the magnitudes of the times Δt1 and Δt2 may be set so that noise superimposed on the first input signal IN11 and the second input signal IN22 is appropriately masked.
遅延信号IN1Sは、論理積回路149aで第1入力信号IN1と遅延信号IN1Dが論理積演算されて生成される信号である。遅延信号IN2Sは、論理積回路149bで第2入力信号IN2と遅延信号IN2Dが論理積演算されて生成される信号である。このため、遅延信号IN1S,IN2Sは、第1入力信号IN11、第2入力信号IN22及び遅延信号IN1D,IN2Dがハイレベルのときにそれぞれハイレベルとなるために図3に示すように、遅延信号IN1D,IN2Dの立上りタイミングTr2でローレベルとなり、第1入力信号IN1、第2入力信号IN2の立下りタイミングTf1でハイレベルとなる信号となる。そのパルス幅W3はパルス幅W1,W2よりもたとえば3ns程度小さく(狭く)なる。
The delay signal IN1S is a signal generated by performing an AND operation on the first input signal IN1 and the delay signal IN1D in the AND
第1マスキング信号IN1M及び第2マスキング信号IN2Mは、それぞれ第1マスキング入力信号IN21及び第2マスキング入力信号IN22を元に、第1マスキング信号生成回路143a及び第2マスキング信号生成回路143bで生成される。それらの信号のパルス幅W4はパルス幅W1〜W3よりは大きく、たとえば、7〜10nsに選ばれる。言い換えれば、パルス幅W4がこのような大きさに設定されるように時間△t1と△t2が調整される。第1マスキング信号IN1M、第2マスキング信号IN2Mのパルス幅W4は、遅延信号IN1S,IN2Sの立上りタイミングTr3及び立下りタイミングTf3がばらついても論理積演算に支障が生じないように、十分な大きさ(幅)に設定される。なお、第1論理演算回路部145a及び第2論理演算回路部145bで論理積演算を行うにあたり、第2マスキング信号IN2M及び第1マスキング信号IN1Mの対象信号として、第1入力信号IN11、第2入力信号IN22、遅延信号IN1D,IN2Dではなく、遅延信号IN1S,IN2Sを用いるようにしたのは、第1論理演算回路部145a及び第2論理演算回路部145bでの論理積演算を支障なく行うためである。
The first masking signal IN1M and the second masking signal IN2M are generated by the first masking
なお、図3に示す各種信号のパルス幅W1,W2,W3及びW4で示される期間がこれら各種信号の有効部であり、これらの有効部がハイレベルであるかローレベルであるかによって、論理積演算が行われる。なお、各種信号の有効部とは、信号そのものが存在する信号部分を指しており、必ずしもハイレベルを特定するものでもなく、また、ローレベルを特定するものでもない。したがって、回路構成によって信号有効部がハイレベルになったり、ローレベルになったりする。 Note that the periods indicated by the pulse widths W1, W2, W3, and W4 of the various signals shown in FIG. 3 are effective portions of these various signals, and the logic depends on whether these effective portions are high level or low level. A product operation is performed. The effective portion of various signals refers to a signal portion where the signal itself exists, and does not necessarily specify a high level and does not specify a low level. Therefore, the signal effective part becomes a high level or a low level depending on the circuit configuration.
図2A、図2B、図3、及び図4に示すノイズキャンセル回路140の概念を要約すると次のとおりである。すなわち、本発明にかかるノイズキャンセル回路140は、2つの第1入力信号IN11、第2入力信号IN22の信号を基にして遅延信号IN1D,IN2Dを各別に生成する。さらに第2入力信号IN22、第1マスキング入力信号IN12、第1マスキング入力信号IN21を元にしてそれぞれ第1マスキング信号IN1M、第2マスキング信号IN2Mを生成する。第1入力信号IN11、第2入力信号IN22が同じタイミングで入力された場合、第1マスキング信号IN1Mの有効信号部に遅延信号IN2Sの有効信号部が収まるようにそれぞれの遅延時間△t1,△t2を調整する。また、第2マスキング信号IN2Mの有効信号部に遅延信号IN1Sの有効信号部が収まるようにそれぞれの遅延時間△t1,△t2を調整する。
The concept of the
図4は、図1において、電子制御装置110で生成された伝達信号Sinと、第1トランスT1、第2トランスT2側から取り出した第1入力信号IN11、第2入力信号IN22との位相関係を模式的に示すタイミングチャートである。
FIG. 4 shows the phase relationship between the transmission signal Sin generated by the
図4(a)に示す伝達信号Sinは、説明及び作図の便宜上、たとえばパルス状の信号を示し、立上りエッジTr、立下りエッジTf、デューティ比が50%の信号を示している。 For convenience of explanation and drawing, the transmission signal Sin shown in FIG. 4A represents a pulse-like signal, for example, a signal having a rising edge Tr, a falling edge Tf, and a duty ratio of 50%.
図4(b)に示す第1入力信号IN11は、これまでの説明からも明らかなように、第1トランスT1側から取り出されたものであり、伝達信号Sinの立上りエッジTrを検出して所定のパルス幅W1に調整された信号である。 As is clear from the above description, the first input signal IN11 shown in FIG. 4B is taken out from the first transformer T1 side, and detects the rising edge Tr of the transmission signal Sin to obtain a predetermined value. The signal is adjusted to the pulse width W1.
図4(c)に示す第2入力信号IN22は、これまでの説明からも明らかなように、第2トランスT2側から取り出した入力信号であり、伝達信号Sinの立下りエッジTfを検出して、所定のパルス幅に調整された信号である。第2入力信号IN2のパルス幅W1は第1入力信号IN1のパルス幅W1と同じである。 The second input signal IN22 shown in FIG. 4C is an input signal extracted from the second transformer T2 side as apparent from the above description, and detects the falling edge Tf of the transmission signal Sin. , A signal adjusted to a predetermined pulse width. The pulse width W1 of the second input signal IN2 is the same as the pulse width W1 of the first input signal IN1.
第1入力信号IN11、第2入力信号IN22は伝達信号Sinの立上りエッジTr及び立下りエッジTfを検出したものであるが、本発明の信号伝達装置の最終段ではこれらの各入力信号を元にして、元の伝達信号Sinに復元する。 The first input signal IN11 and the second input signal IN22 are obtained by detecting the rising edge Tr and the falling edge Tf of the transmission signal Sin. In the final stage of the signal transmission device of the present invention, these input signals are used as the basis. Thus, the original transmission signal Sin is restored.
図4(b)において、第1入力信号IN11及び第1マスキング入力信号IN12が表れる信号区間を区域P1で、第2マスキング入力信号IN21及び第2入力信号IN22が表れる信号区間を区域P2でそれぞれ示す。すなわち、区域P1は、第1入力信号IN11及び第1マスキング入力信号IN12は表れるが第2マスキング入力信号IN21及び第2入力信号IN22は表れない信号部分であり、区域P2は、第2マスキング入力信号IN21及び第2入力信号IN22は表れるが、第1入力信号IN11及び第1マスキング入力信号IN12は表れない信号部分を示す。 In FIG. 4B, a signal section in which the first input signal IN11 and the first masking input signal IN12 appear is indicated by a section P1, and a signal section in which the second masking input signal IN21 and the second input signal IN22 appear is indicated by a section P2. . That is, the area P1 is a signal portion where the first input signal IN11 and the first masking input signal IN12 appear but the second masking input signal IN21 and the second input signal IN22 do not appear, and the area P2 is the second masking input signal. A signal portion in which IN21 and the second input signal IN22 appear but the first input signal IN11 and the first masking input signal IN12 do not appear is shown.
図5は、図1に示す信号伝達装置の要部における各種信号のタイミングチャートを示す。 FIG. 5 is a timing chart of various signals in the main part of the signal transmission device shown in FIG.
図5(a)は、電子制御装置110で生成された伝達信号Sinを示す。伝達信号Sinは時刻t1から時刻t5までの期間、ハイレベルを維持するものとして示している。すなわち、立上りエッジTr0から立下りエッジTf0までの期間がハイレベルであるとして示す。
FIG. 5A shows the transmission signal Sin generated by the
図5(b)は、トランスT1前後の信号である信号Sa1を示す。信号Sa1は、伝達信号Sinの立上りエッジTr0を検出して第1パルス変換回路121で生成され、第1トランスT1を介して出る信号である。信号Sa1はさらに、コンパレータCM1又はコンパレータCM_M1を介して、第一入力信号IN11又は第一マスキング入力信号IN22として取り出される。信号Sa1はたとえば、時刻t1〜t3の期間においては、立上りエッジTr1、立下りエッジTf1、パルス幅W1として示されている。なお、信号Sa1はトランスT1の前後でほぼ等価であると考えられる。
FIG. 5B shows a signal Sa1 that is a signal before and after the transformer T1. The signal Sa1 is a signal that is generated by the first
信号Sa1は、コンパレータCM1又はコンパレータCM_M1を介して、IN11又はIN12として取り出される。その際、コンパレータCM1には参照電位Vth_Aが設定されており、また、コンパレータCM_M1には参照電位Vth_Bが設定されている。 The signal Sa1 is extracted as IN11 or IN12 through the comparator CM1 or the comparator CM_M1. At this time, the reference potential Vth_A is set in the comparator CM1, and the reference potential Vth_B is set in the comparator CM_M1.
参照電位Vth_Aは、正規信号を判別するために用意されており、また、参照電位Vth_Bはノイズマスキングを行うために用意されている。このとき、参照電位Vth_Aと参照電位Vth_Bの絶対値は|Vth_A|>|Vth_B|である。さらに参照電位Vth_Bは、好ましくはたとえば参照電位Vth_Aの大きさの99.9%以下の大きさになるように選べばよく、より好ましくは95%以下の大きさになるように選べばよく、さらに好ましくは90%以下になるように選べばよい。コンパレータCM1は、信号Sa1の電圧が参照電位Vth_A以上の場合、信号IN11としてハイレベルを出力する。コンパレータCM_M1は、信号Sa1の電圧が参照電位Vth_B以上の場合、信号IN12としてハイレベルを出力する。いずれのコンパレータも、各々の持つ参照電位未満の信号が入力した場合には、ローレベルを出力する。 The reference potential Vth_A is prepared for discriminating a regular signal, and the reference potential Vth_B is prepared for noise masking. At this time, the absolute values of the reference potential Vth_A and the reference potential Vth_B are | Vth_A |> | Vth_B |. Furthermore, the reference potential Vth_B is preferably selected to be, for example, 99.9% or less of the size of the reference potential Vth_A, more preferably 95% or less. It may be selected so that it is preferably 90% or less. The comparator CM1 outputs a high level as the signal IN11 when the voltage of the signal Sa1 is equal to or higher than the reference potential Vth_A. The comparator CM_M1 outputs a high level as the signal IN12 when the voltage of the signal Sa1 is equal to or higher than the reference potential Vth_B. Each comparator outputs a low level when a signal less than the reference potential of each comparator is input.
図5(c)は、トランスT2前後の信号である信号Sa2を示す。信号Sa2は、伝達信号Sinの立下りエッジTf0を検出して第2パルス変換回路123で生成され、第2トランスT2を介して出る信号である。信号Sa2はさらに、コンパレータCM2又はコンパレータCM_M2を介して取り出される。信号Sa2はたとえば、時刻t5〜t7の期間においては、立上りエッジTr2、立下りエッジTf2、パルス幅W1で示された正規信号が表れる。
FIG. 5C shows a signal Sa2 that is a signal before and after the transformer T2. The signal Sa2 is a signal that is generated by the second
信号Sa2は、さらにコンパレータCM2又はコンパレータCM_M2を介して、IN22又はIN12として取り出される。その際、コンパレータCM1には参照電位Vth_Aが設定されており、また、コンパレータCM_M1には参照電位Vth_Bが設定されている。 The signal Sa2 is further extracted as IN22 or IN12 via the comparator CM2 or the comparator CM_M2. At this time, the reference potential Vth_A is set in the comparator CM1, and the reference potential Vth_B is set in the comparator CM_M1.
上述のように、参照電位Vth_Aは、正規信号を判別するために用意されておりまた、参照電位Vth_Bはノイズマスキングを行うために用意されている。コンパレータCM2は、信号Sa2の電圧が参照電位Vth_A以上の場合、信号IN2としてハイレベルを出力する。コンパレータCM_M2は、信号Sa2の電圧が参照電位Vth_B以上の場合、信号IN21としてハイレベルを出力する。いずれのコンパレータも、各々の持つ参照電位未満の信号が入力した場合、ローレベルを出力する。 As described above, the reference potential Vth_A is prepared for discriminating a normal signal, and the reference potential Vth_B is prepared for noise masking. The comparator CM2 outputs a high level as the signal IN2 when the voltage of the signal Sa2 is equal to or higher than the reference potential Vth_A. The comparator CM_M2 outputs a high level as the signal IN21 when the voltage of the signal Sa2 is equal to or higher than the reference potential Vth_B. Each comparator outputs a low level when a signal less than the reference potential of each comparator is input.
図5(d)は、第1遅延信号回路141aから取り出される遅延信号IN1Sを示す。第1遅延信号IN1Sは、信号Sa1から生成されるが、第1遅延信号回路141aで遅延されるために、図3で述べたように図5では図示しない遅延信号IN1Dの立上りタイミングでローレベルとなり、信号Sa1の立下りタイミングでハイレベルとなる。そのパルス幅は信号Sa1のパルス幅及び図5では図示しない遅延信号IN1Dより小さく(狭く)なる。
FIG. 5D shows the delay signal IN1S extracted from the first
図5(e)は、第2マスキング信号生成回路143bから取り出される第2マスキング信号IN2Mを示す。第2マスキング信号IN2Mは、信号Sa2の立上りエッジTr1同じタイミングすなわち時刻t1で生じる。信号Sa2の立下りエッジTf1側が遅延された信号を示す。第2マスキング信号IN2Mは、時刻t1でローレベルからハイレベルに遷移し、ハイレベルは時刻t4まで継続し、そのパルス幅W3は信号Sa1、信号Sa2のパルス幅W1よりも大きくなるように設定されている。
FIG. 5E shows the second masking signal IN2M extracted from the second masking
図5(f)は、第1マスキング信号生成回路143aから取り出される第2マスキング信号IN1Mを示す。第1マスキング信号IN1Mは、信号Sa1の立上りエッジTr1とほぼ同じタイミングすなわちt1で生じる。第1マスキング信号IN1Mは、時刻t1でローレベルからハイレベルに遷移し、ハイレベルは時刻t4まで継続し、そのパルス幅W3は信号Sa1、信号Sa2のパルス幅W1よりも大きくなるように設定されている。
FIG. 5F shows the second masking signal IN1M extracted from the first masking
図5(g)は、第2遅延信号回路141bから取り出される遅延信号IN2Sを示す。遅延信号IN2Sは、信号Sa2から生成されるが、遅延信号回路141bで遅延されるために、図3で述べたように図5では図示しない遅延信号IN1Dの立上りタイミングでローレベルとなり、信号Sa2の立下りタイミングでハイレベルとなる。そのパルス幅は信号Sa2のパルス幅及び図5では図示しない遅延信号IN2Dより小さく(狭く)なる。
FIG. 5G shows the delay signal IN2S extracted from the second
図5(h)は、セット信号Psを示す。セット信号Psは、信号Sa1がハイレベル、遅延信号IN1Sがローレベル、第2マスキング信号IN2Mがローレベルあるときに出力される。したがって、時刻t2〜t3の間にセット信号Psが出力されるので、フリップフロップFFは時刻t2で、ローレベルからハイレベルにセットされる。 FIG. 5H shows the set signal Ps. The set signal Ps is output when the signal Sa1 is at a high level, the delay signal IN1S is at a low level, and the second masking signal IN2M is at a low level. Therefore, since the set signal Ps is output between the times t2 and t3, the flip-flop FF is set from the low level to the high level at the time t2.
図5(i)は、リセット信号Prを示す。リセット信号Psは、信号Sa2がハイレベル、遅延信号IN2Sがローレベル、第1マスキング信号IN1Mがローレベルあるときに出力される。したがって、時刻t6〜t7の間にリセット信号Prが出力され、フリップフロップFFは時刻t6で、ハイレベルからローレベルにリセットされる。 FIG. 5 (i) shows the reset signal Pr. The reset signal Ps is output when the signal Sa2 is at a high level, the delay signal IN2S is at a low level, and the first masking signal IN1M is at a low level. Therefore, the reset signal Pr is output between the times t6 and t7, and the flip-flop FF is reset from the high level to the low level at the time t6.
図5(j)は、フリップフロップFFの出力Q即ち出力端子150から出力される出力信号Soutを示す。フリップフロップFFの出力Qは、第1論理演算回路部145aから出力されたセット信号Psでセットされ、第2論理演算回路部145bから出力されたリセット信号Prでリセットされる。
FIG. 5 (j) shows the output signal Sout output from the output Q of the flip-flop FF, that is, the
図6Aは、信号Sa1、信号Sa2にそれぞれ重畳するノイズN1、N2が同位相で印加された状態を模式的に示す。 FIG. 6A schematically shows a state in which noises N1 and N2 superimposed on the signals Sa1 and Sa2 are applied in the same phase.
図6A(a)は、電子制御装置110で生成された伝達信号Sinを示す。いま、正規信号は生成されていないため、伝達信号Sinは常にローレベルである。
FIG. 6A (a) shows a transmission signal Sin generated by the
図6A(b)は信号Sa1に重畳するノイズN1を示す。ノイズN1は、時刻t1で立上り、時刻t4で立下るものとして示している。すなわち、ノイズN1は信号Sa1の中で時刻t1〜t3の間に重畳されている状態を示している。 FIG. 6A (b) shows the noise N1 superimposed on the signal Sa1. The noise N1 is shown as rising at time t1 and falling at time t4. That is, the noise N1 indicates a state of being superimposed in the signal Sa1 between times t1 and t3.
信号Sa1に重畳されたノイズは、コンパレータCM1又はコンパレータCM_M1を介して、第1入力信号IN11又は第1マスキング入力信号IN12として取り出される。その際、コンパレータCM1には参照電位Vth_Aが設定されており、また、コンパレータCM_M1には参照電位Vth_Bが設定されている。 The noise superimposed on the signal Sa1 is extracted as the first input signal IN11 or the first masking input signal IN12 via the comparator CM1 or the comparator CM_M1. At this time, the reference potential Vth_A is set in the comparator CM1, and the reference potential Vth_B is set in the comparator CM_M1.
上述のように、参照電位Vth_Aは、正規信号を判別するために用意されておりまた、参照電位Vth_Bはノイズマスキングを行うために用意されている。コンパレータCM1は、信号Sa1の電圧が参照電位Vth_A以上の場合、第1入力信号IN11をハイレベルとする。コンパレータCM_M1は、信号Sa1の電圧が参照電位Vth_B以上の場合、第1マスキング入力信号IN12をハイレベルとする。いずれのコンパレータも、各々の持つ参照電位未満の信号が入力した場合は、ローレベル出力する。なお、各コンパレータから出力される信号のタイミングは信号Sa1と同様であるとする。 As described above, the reference potential Vth_A is prepared for discriminating a normal signal, and the reference potential Vth_B is prepared for noise masking. The comparator CM1 sets the first input signal IN11 to the high level when the voltage of the signal Sa1 is equal to or higher than the reference potential Vth_A. The comparator CM_M1 sets the first masking input signal IN12 to a high level when the voltage of the signal Sa1 is equal to or higher than the reference potential Vth_B. Each comparator outputs a low level signal when a signal less than the reference potential of each comparator is input. Note that the timing of the signal output from each comparator is the same as that of the signal Sa1.
図6A(c)は信号Sa2に重畳するノイズN2を示す。ノイズN2は、ノイズN1と同じタイミングで生じるものとして示している。すなわち、ノイズN2とノイズN1との間に位相差が生じていないことを示す。 FIG. 6A (c) shows the noise N2 superimposed on the signal Sa2. The noise N2 is shown as occurring at the same timing as the noise N1. That is, no phase difference is generated between the noise N2 and the noise N1.
信号Sa2に重畳されたノイズは、コンパレータCM2又はコンパレータCM_M2を介して、第2入力信号IN21又は第2マスキング入力信号IN22として取り出される。その際、コンパレータCM2には参照電位Vth_Aが設定されており、また、コンパレータCM_M2には参照電位Vth_Bが設定されている。 The noise superimposed on the signal Sa2 is extracted as the second input signal IN21 or the second masking input signal IN22 via the comparator CM2 or the comparator CM_M2. At this time, the reference potential Vth_A is set in the comparator CM2, and the reference potential Vth_B is set in the comparator CM_M2.
上述のように、参照電位Vth_Aは、正規信号を判別するために用意されておりまた、参照電位Vth_Bはノイズマスキングを行うために用意されている。コンパレータCM2は、信号Sa2の電圧が参照電位Vth_A以上の場合、第2入力信号IN21をハイレベルとする。コンパレータCM_M2は、信号Sa2の電圧が参照電位Vth_B以上の場合、第2マスキング入力信号IN22をハイレベルとする。いずれのコンパレータも、各々の持つ参照電位未満の信号が入力した場合は、ローレベルを出力する。なお、各コンパレータから出力される信号のタイミングは信号Sa2と同様であるとする。 As described above, the reference potential Vth_A is prepared for discriminating a normal signal, and the reference potential Vth_B is prepared for noise masking. The comparator CM2 sets the second input signal IN21 to the high level when the voltage of the signal Sa2 is equal to or higher than the reference potential Vth_A. The comparator CM_M2 sets the second masking input signal IN22 to the high level when the voltage of the signal Sa2 is equal to or higher than the reference potential Vth_B. Each comparator outputs a low level when a signal less than the reference potential of each comparator is input. Note that the timing of the signal output from each comparator is the same as that of the signal Sa2.
図6A(d)は第1遅延信号生成回路141aから取り出される遅延信号IN1Sに重畳するノイズN3を示す。第1遅延信号IN1Sは、信号Sa1から生成されるが、第1遅延信号回路141aで遅延されるために、図3で述べたように図6Aでは図示しない遅延信号IN1Dの立上りタイミングでローレベルとなり、信号Sa1の立下りタイミングでハイレベルとなる。そのパルス幅は信号Sa1のパルス幅及び図6Aでは図示しない遅延信号IN1Dより小さく(狭く)なる。したがって遅延信号IN1Sに重畳したノイズN3は、時刻t3でハイレベルからローレベルに遷移し、時刻t4でローレベルからハイレベルに遷移する。
FIG. 6A (d) shows noise N3 superimposed on the delay signal IN1S extracted from the first delay
図6A(e)は第2マスキング信号生成回路143bから取り出される第2マスキング信号IN2Mに重畳するノイズN4を示す。第2マスキング信号IN2Mは、信号Sa2の立上りエッジと同タイミングでレベルが遷移するために、時刻t1でローレベルからハイレベルに遷移する。また、時刻t6でハイレベルからローレベルに遷移する。第2マスキング信号IN2Mは、信号Sa2の立下りエッジ側が遅延された信号である。したがって、ノイズN4はノイズN2の立下りエッジ側が遅延されたものとなる。
FIG. 6A (e) shows the noise N4 superimposed on the second masking signal IN2M extracted from the second masking
図6A(f)は第1マスキング信号生成回路143aに取り出される第1マスキング信号IN1Mに重畳するノイズN5を示す。第1マスキング信号IN1Mは、時刻t1でハイレベルからローレベルに遷移し、時刻t6でローレベルからハイレベルに遷移するとしている。第1マスキング信号IN1Mは、第1入力信号IN1の立下りエッジ側が遅延された信号である。したがって、ノイズN5はノイズN1の立下りエッジ側が遅延されたものとなる。
FIG. 6A (f) shows noise N5 superimposed on the first masking signal IN1M extracted by the first masking
図6A(g)は第2遅延信号生成回路141bから取り出される遅延信号IN2Sに重畳するノイズN6を示す。第2遅延信号IN2Sは、信号Sa2から生成されるが、信号遅延回路147bで遅延されるために、図3で述べたように図6Aでは図示しない遅延信号IN2Dの立上りタイミングでローレベルとなり、信号Sa2の立下りタイミングでハイレベルとなる。そのパルス幅は信号Sa2のパルス幅及び図6Aでは図示しない遅延信号IN2Dより小さく(狭く)なる。したがって遅延信号IN1Sに重畳したノイズN6は、時刻t3でハイレベルからローレベルに遷移し、時刻t4でローレベルからハイレベルに遷移する。
FIG. 6A (g) shows the noise N6 superimposed on the delay signal IN2S extracted from the second delay
図6A(h)はフリップフロップFFの出力Q即ち出力端子150から出力される出力信号Soutを示す。フリップフロップFFの出力Qは、第1論理演算回路部145aから出力されたセット信号Psでセットされ、第2論理演算回路部145bから出力されたリセット信号Prでリセットされた信号が出力される。
6A (h) shows the output signal Sout output from the output Q of the flip-flop FF, that is, the
図6Aでは図示しないセット信号Psは、信号Sa1がハイレベル、遅延信号IN1Sがローレベル、第2マスキング信号IN2Mがローレベルあるときに出力される。すなわち、重畳されたノイズが、ノイズN1がハイレベル、N3がローレベル、N4がローレベルの時に現われる。ノイズN3がローレベルである期間は時刻t3〜t4であるが、この期間においてノイズN4はハイレベルであるため、セット信号Psにはノイズは表れない。すなわち、ノイズN1、N3はノイズN4によってマスキングされるためにセット信号Psはローレベルを維持したままとなる。したがって、フリップフロップFFはセットされないので動作しない。 The set signal Ps (not shown in FIG. 6A) is output when the signal Sa1 is at a high level, the delay signal IN1S is at a low level, and the second masking signal IN2M is at a low level. That is, the superimposed noise appears when the noise N1 is at a high level, N3 is at a low level, and N4 is at a low level. The period during which the noise N3 is at the low level is from time t3 to t4. However, since the noise N4 is at the high level during this period, no noise appears in the set signal Ps. That is, since the noises N1 and N3 are masked by the noise N4, the set signal Ps remains at a low level. Therefore, the flip-flop FF is not set and does not operate.
図6Aでは図示しないリセット信号Prは、信号Sa2がハイレベル、遅延信号IN2Sがローレベル、第1マスキング信号IN2Mがローレベルにある時に出力される。すなわち、重畳されたノイズが、ノイズN2がハイレベル、N5がローレベル、N6がローレベルの時に現われる。ノイズN5がローレベルである期間は時刻t3〜t4であるが、この期間においてノイズN4はハイレベルであるため、セット信号Psにはノイズは表れない。すなわち、ノイズN2,N6はノイズN5によってマスキングされるためにセット信号Psはローレベルを維持したままとなる。したがって、フリップフロップFFはセットされないので動作しない。 The reset signal Pr (not shown in FIG. 6A) is output when the signal Sa2 is at a high level, the delay signal IN2S is at a low level, and the first masking signal IN2M is at a low level. That is, the superimposed noise appears when the noise N2 is at a high level, N5 is at a low level, and N6 is at a low level. The period during which the noise N5 is at the low level is from time t3 to t4. However, since the noise N4 is at the high level during this period, no noise appears in the set signal Ps. That is, since the noises N2 and N6 are masked by the noise N5, the set signal Ps remains at a low level. Therefore, the flip-flop FF is not set and does not operate.
セット信号Ps及びリセット信号Prが共に出力されない場合、すなわち、共にハイレベルまたはローレベルであるとき、フリップフロップFFの出力すなわち出力端子150から出力される出力信号Soutはローレベルとなるため全期間に亘ってローレベルが出力され、ノイズは出力されないことになり、ノイズキャンセル効果が奏される。
When both the set signal Ps and the reset signal Pr are not output, that is, when both are at the high level or the low level, the output of the flip-flop FF, that is, the output signal Sout output from the
図6Bは、信号Sa1、信号Sa2にそれぞれ重畳するノイズN1,N2に位相差が生じる状態を模式的に示す。なお、先に述べた図6Aに示すものは、信号Sa1に重畳するノイズN1と、信号Sa2に重畳するノイズN2は同じタイミングで生じるとしたものであった。したがって、図6Bに示すものは図6Aに示すものよりノイズN1とノイズN2との位相差が存在するのでより高いノイズキャンセル性能が要求される。 FIG. 6B schematically shows a state in which a phase difference occurs in the noises N1 and N2 superimposed on the signals Sa1 and Sa2, respectively. Note that the noise N1 superimposed on the signal Sa1 and the noise N2 superimposed on the signal Sa2 are generated at the same timing in FIG. 6A described above. Accordingly, the noise cancellation performance shown in FIG. 6B is required to be higher than that shown in FIG. 6A because there is a phase difference between the noise N1 and the noise N2.
図6B(a)は、電子制御装置110で生成された伝達信号Sinを示す。いま、正規信号は生成されていないため、伝達信号Sinは常にローレベルである。
FIG. 6B (a) shows the transmission signal Sin generated by the
図6B(b)は信号Sa1に重畳するノイズN1を示す。ノイズN1は、時刻t1で立上り、時刻t4で立下るものとして示している。すなわち、ノイズN1は信号Sa1の中で時刻t1〜t4の間で重畳されている。 FIG. 6B (b) shows the noise N1 superimposed on the signal Sa1. The noise N1 is shown as rising at time t1 and falling at time t4. That is, the noise N1 is superimposed between the times t1 and t4 in the signal Sa1.
信号Sa1に重畳されたノイズは、コンパレータCM1又はコンパレータCM_M1を介して、第1入力信号IN11又は第1マスキング入力信号IN12として取り出される。その際、コンパレータCM1には参照電位Vth_Aが設定されており、また、コンパレータCM_M1には参照電位Vth_Bが設定されている。 The noise superimposed on the signal Sa1 is extracted as the first input signal IN11 or the first masking input signal IN12 via the comparator CM1 or the comparator CM_M1. At this time, the reference potential Vth_A is set in the comparator CM1, and the reference potential Vth_B is set in the comparator CM_M1.
上述のように、参照電位Vth_Aは、正規信号を判別するために用意されておりまた、参照電位Vth_Bはノイズマスキングを行うために用意されている。コンパレータCM1は、信号Sa1の電圧が参照電位Vth_A以上の場合、第1入力信号IN11をハイレベルとする。コンパレータCM_M1は、信号Sa1の電圧が参照電位Vth_B以上の場合、第1マスキング入力信号IN12をハイレベルとする。いずれのコンパレータも、各々の持つ参照電位未満の信号が入力した場合は、ローレベル出力する。なお、各コンパレータから出力される信号のタイミングは信号Sa1と同様であるとする。 As described above, the reference potential Vth_A is prepared for discriminating a normal signal, and the reference potential Vth_B is prepared for noise masking. The comparator CM1 sets the first input signal IN11 to the high level when the voltage of the signal Sa1 is equal to or higher than the reference potential Vth_A. The comparator CM_M1 sets the first masking input signal IN12 to a high level when the voltage of the signal Sa1 is equal to or higher than the reference potential Vth_B. Each comparator outputs a low level signal when a signal less than the reference potential of each comparator is input. Note that the timing of the signal output from each comparator is the same as that of the signal Sa1.
図6B(c)は信号Sa2に重畳するノイズN2を示す。ノイズN2は、時刻t3で立上り、時刻t6で立下がる状態を示す。したがって、ノイズN2はノイズN1よりも時刻(t3−t1)だけ遅れて生じる。 FIG. 6B (c) shows the noise N2 superimposed on the signal Sa2. Noise N2 rises at time t3 and falls at time t6. Accordingly, the noise N2 is delayed from the noise N1 by the time (t3-t1).
信号Sa2に重畳されたノイズは、コンパレータCM2又はコンパレータCM_M2を介して、第2入力信号IN21又は第2マスキング入力信号IN22として取り出される。その際、コンパレータCM2には参照電位Vth_Aが設定されており、また、コンパレータCM_M2には参照電位Vth_Bが設定されている。 The noise superimposed on the signal Sa2 is extracted as the second input signal IN21 or the second masking input signal IN22 via the comparator CM2 or the comparator CM_M2. At this time, the reference potential Vth_A is set in the comparator CM2, and the reference potential Vth_B is set in the comparator CM_M2.
上述のように、参照電位Vth_Aは、正規信号を判別するために用意されておりまた、参照電位Vth_Bはノイズマスキングを行うために用意されている。コンパレータCM_M2は、信号Sa2の電圧が参照電位Vth_B以上の場合、第2マスキング入力信号IN22をハイレベルとする。いずれのコンパレータも、各々の持つ参照電位未満の信号が入力した場合は、ローレベル出力する。なお、各コンパレータから出力される信号のタイミングは信号Sa2と同様であるとする。 As described above, the reference potential Vth_A is prepared for discriminating a normal signal, and the reference potential Vth_B is prepared for noise masking. The comparator CM_M2 sets the second masking input signal IN22 to the high level when the voltage of the signal Sa2 is equal to or higher than the reference potential Vth_B. Each comparator outputs a low level signal when a signal less than the reference potential of each comparator is input. Note that the timing of the signal output from each comparator is the same as that of the signal Sa2.
図6B(d)は第1遅延信号生成回路141aから取り出される遅延信号IN1Sに重畳するノイズN3を示す。第1遅延信号IN1Sは、信号Sa1から生成されるが、信号遅延回路147aで遅延されるために、図3で述べたように図6Bでは図示しない遅延信号IN1Dの立上りタイミングでローレベルとなり、信号Sa1の立下りタイミングでハイレベルとなる。そのパルス幅は信号Sa1のパルス幅及び図6Bでは図示しない遅延信号IN1Dより小さく(狭く)なる。したがって遅延信号IN1Sに重畳したノイズN3は、時刻t3でハイレベルからローレベルに遷移し、時刻t4でローレベルからハイレベルに遷移する。
FIG. 6B (d) shows the noise N3 superimposed on the delay signal IN1S extracted from the first delay
図6B(e)は第2マスキング信号生成回路143bから取り出される第2マスキング信号IN2Mに重畳されるノイズN4を示す。ノイズN4は図6B(b)に示すノイズN2の立上りタイミングで生じるので時刻t3でローレベルからハイレベルに遷移し、時刻t8でハイレベルからローレベルに遷移する。第2マスキング信号IN2Mは、信号Sa2の立下りエッジ側が遅延された信号である。すなわち、信号Sa2の立下りは時刻t6であるのに対し第1マスキング信号IN1Mの立下りはそれよりも遅い時刻t7となる。
FIG. 6B (e) shows the noise N4 superimposed on the second masking signal IN2M extracted from the second masking
図6B(f)は第1マスキング信号生成回路143aに取り出される第1マスキング信号IN1Mに重畳するノイズN5を示す。ノイズN5は、図6A(f)に示すものと同等であり、時刻t1でローレベルからハイレベルに遷移し、時刻t6でハイレベルからローレベルに遷移する。
FIG. 6B (f) shows noise N5 superimposed on the first masking signal IN1M extracted by the first masking
図6B(g)は第2遅延信号生成回路141bから取り出される遅延信号IN2Sに重畳するノイズN6を示す。第2遅延信号IN2Sは、信号Sa2から生成されるが、信号遅延回路147bで遅延されるために、図3で述べたように図6Bでは図示しない遅延信号IN2Dの立上りタイミングでローレベルとなり、信号Sa2の立下りタイミングでハイレベルとなる。そのパルス幅は信号Sa2のパルス幅及び図6Bでは図示しない遅延信号IN2Dより小さく(狭く)なる。したがって遅延信号IN1Sに重畳したノイズN6は、時刻t5でハイレベルからローレベルに遷移し、時刻t6でローレベルからハイレベルに遷移する。
FIG. 6B (g) shows the noise N6 superimposed on the delay signal IN2S extracted from the second delay
図6B(h)はフリップフロップFFの出力Q即ち出力端子150から出力される出力信号Soutを示す。フリップフロップFFの出力Qは、第1論理演算回路部145aから出力されたセット信号Psでセットされ、第2論理演算回路部145bから出力されたリセット信号Prでリセットされた信号が出力される。
FIG. 6B (h) shows the output signal Sout output from the output Q of the flip-flop FF, that is, the
図6Bでは図示しないセット信号Psは、信号Sa1がハイレベル、遅延信号IN1Sがローレベル、第2マスキング信号IN2Mがローレベルあるときに出力される。すなわち、重畳されたノイズが、ノイズN1がハイレベル、N3がローレベル、N4がローレベルの時に現われる。ノイズN3がローレベルである期間は時刻t3〜t4であるが、この期間においてノイズN4はハイレベルであるため、セット信号Psにはノイズは表れない。すなわち、ノイズN1、N3はノイズN4によってマスキングされるためにセット信号Psはローレベルを維持したままとなる。したがって、フリップフロップFFはセットされないので動作しない。 The set signal Ps not shown in FIG. 6B is output when the signal Sa1 is at a high level, the delay signal IN1S is at a low level, and the second masking signal IN2M is at a low level. That is, the superimposed noise appears when the noise N1 is at a high level, N3 is at a low level, and N4 is at a low level. The period during which the noise N3 is at the low level is from time t3 to t4. However, since the noise N4 is at the high level during this period, no noise appears in the set signal Ps. That is, since the noises N1 and N3 are masked by the noise N4, the set signal Ps remains at a low level. Therefore, the flip-flop FF is not set and does not operate.
図6Bでは図示しないリセット信号Prは、信号Sa2がハイレベル、遅延信号IN2Sがローレベル、第2マスキング信号IN2Mがローレベルにある時に出力される。すなわち、重畳されたノイズが、ノイズN2がハイレベル、N5がローレベル、N6がローレベルの時に現われる。ノイズN6がローレベルである期間は時刻t5〜t6であるが、この期間においてノイズN5はハイレベルであるため、セット信号Psにはノイズは表れない。すなわち、ノイズN2、N6はノイズN5によってマスキングされるためにセット信号Psはローレベルを維持したままとなる。したがって、フリップフロップFFはセットされないので動作しない。 The reset signal Pr (not shown in FIG. 6B) is output when the signal Sa2 is at a high level, the delay signal IN2S is at a low level, and the second masking signal IN2M is at a low level. That is, the superimposed noise appears when the noise N2 is at a high level, N5 is at a low level, and N6 is at a low level. The period during which the noise N6 is at the low level is from time t5 to t6. Since the noise N5 is at the high level during this period, no noise appears in the set signal Ps. That is, since the noises N2 and N6 are masked by the noise N5, the set signal Ps remains at a low level. Therefore, the flip-flop FF is not set and does not operate.
セット信号Ps及びリセット信号Prが共に出力されない場合、すなわち、共にハイレベルまたはローレベルであるとき、フリップフロップFFの出力すなわち出力端子150から出力される出力信号Soutはローレベルとなるため全期間に亘ってローレベルが出力され、ノイズは出力されないことになり、ノイズキャンセル効果が奏される。
When both the set signal Ps and the reset signal Pr are not output, that is, when both are at the high level or the low level, the output of the flip-flop FF, that is, the output signal Sout output from the
図7では、信号Sa1、信号Sa2にそれぞれ重畳するノイズN1、N2が同位相で印加され、かつ各々のノイズレベルが異なる場合を示す。 FIG. 7 shows a case where noises N1 and N2 superimposed on the signals Sa1 and Sa2 are applied in the same phase, and the respective noise levels are different.
図7(a)は、電子制御装置110で生成された伝達信号Sinを示す。いま、正規信号は生成されていないため、伝達信号Sinは常にローレベルである。
FIG. 7A shows the transmission signal Sin generated by the
図7(b)は信号Sa1に重畳するノイズN1を示す。ノイズN1は、時刻t1で立上り、時刻t4で立下るものとして示している。すなわち、ノイズN1は信号Sa1の中で時刻t1〜t3の間に重畳されている状態を示している。 FIG. 7B shows the noise N1 superimposed on the signal Sa1. The noise N1 is shown as rising at time t1 and falling at time t4. That is, the noise N1 indicates a state of being superimposed in the signal Sa1 between times t1 and t3.
図7(c)は信号Sa2に重畳するノイズN2を示す。ノイズN2は、ノイズN1と同じタイミングで生じるものであるが、その信号強度すなわちノイズレベルが異なる。図では、ノイズN2は参照電圧Vth_Aよりは小さく、参照電圧Vth_Bよりは大きい値として印加されている。このノイズレベルが各コンパレータに入力した場合、コンパレータCM1、CM2はローレベルを出力するが、コンパレータCM_1、コンパレータCM_M2はハイレベルを出力する。 FIG. 7C shows the noise N2 superimposed on the signal Sa2. The noise N2 is generated at the same timing as the noise N1, but the signal intensity, that is, the noise level is different. In the figure, the noise N2 is applied as a value smaller than the reference voltage Vth_A and larger than the reference voltage Vth_B. When this noise level is input to each comparator, the comparators CM1 and CM2 output a low level, but the comparators CM_1 and CM_M2 output a high level.
図7(d)は第1遅延信号生成回路141aから取り出される遅延信号IN1Sに重畳するノイズN3を示す。第1遅延信号IN1Sは、信号Sa1から生成されるが、第1遅延信号回路141aで遅延されるために、図3で述べたように図7では図示しない遅延信号IN1Dの立上りタイミングでローレベルとなり、信号Sa1の立下りタイミングでハイレベルとなる。そのパルス幅は信号Sa1のパルス幅及び図7では図示しない遅延信号IN1Dより小さく(狭く)なる。したがって遅延信号IN1Sに重畳したノイズN3は、時刻t3でハイレベルからローレベルに遷移し、時刻t4でローレベルからハイレベルに遷移する。
FIG. 7D shows noise N3 superimposed on the delay signal IN1S extracted from the first delay
図7(e)は第2マスキング信号生成回路143bから取り出される第2マスキング信号IN2Mに重畳するノイズN4を示す。ノイズN2は参照電圧Vth_Bよりも大きいため、コンパレータCM_M2は第2マスキング入力信号IN21をハイレベルとして出力し、第2マスキング信号生成回路143bには第2マスキング入力信号IN21がハイレベルとして入力される。第2マスキング信号IN2Mは、信号Sa2の立上りエッジと同タイミングでレベルが遷移するために、時刻t1でローレベルからハイレベルに遷移する。また、時刻t6でハイレベルからローレベルに遷移する。第2マスキング信号IN2Mは、信号Sa2の立下りエッジ側が遅延された信号である。したがって、ノイズN4はノイズN2の立下りエッジ側が遅延されたものとなる。
FIG. 7E shows noise N4 superimposed on the second masking signal IN2M extracted from the second masking
図7(f)は第1マスキング信号生成回路143aに取り出される第1マスキング信号IN1Mに重畳するノイズN5を示す。第1マスキング信号IN1Mは、時刻t1でハイレベルからローレベルに遷移し、時刻t6でローレベルからハイレベルに遷移するとしている。第1マスキング信号IN1Mは、第1入力信号IN1の立下りエッジ側が遅延された信号である。したがって、ノイズN5はノイズN1の立下りエッジ側が遅延されたものとなる。
FIG. 7F shows the noise N5 superimposed on the first masking signal IN1M extracted by the first masking
図7(g)は第2遅延信号生成回路141bから取り出される遅延信号IN2Sに重畳するノイズN6を示す。第2遅延信号IN2Sは、信号Sa2から生成されるが、ノイズN2のノイズレベルがコンパレータCM1の参照電圧Vth_Aよりも小さいため、第2入力信号IN22にはローレベルが出力される、従って遅延信号IN2Sにはハイレベルが維持される。
FIG. 7G shows noise N6 superimposed on the delay signal IN2S extracted from the second delay
図7(h)はフリップフロップFFの出力Q即ち出力端子150から出力される出力信号Soutを示す。フリップフロップFFの出力Qは、第1論理演算回路部145aから出力されたセット信号Psでセットされ、第2論理演算回路部145bから出力されたリセット信号Prでリセットされた信号が出力される。
FIG. 7H shows the output Q of the flip-flop FF, that is, the output signal Sout output from the
図7では図示しないセット信号Psは、信号Sa1がハイレベル、遅延信号IN1Sがローレベル、第2マスキング信号IN2Mがローレベルあるときに出力される。すなわち、重畳されたノイズが、ノイズN1がハイレベル、ノイズN3がローレベル、ノイズN4がローレベルの時に現われる。ノイズN3がローレベルである期間は時刻t3〜t4であるが、この期間においてノイズN4はハイレベルであるため、セット信号Psにはノイズは表れない。すなわち、ノイズN1、N3はノイズN4によってマスキングされるためにセット信号Psはローレベルを維持したままとなる。したがって、フリップフロップFFはセットされないので動作しない。 The set signal Ps not shown in FIG. 7 is output when the signal Sa1 is at a high level, the delay signal IN1S is at a low level, and the second masking signal IN2M is at a low level. That is, the superimposed noise appears when the noise N1 is at a high level, the noise N3 is at a low level, and the noise N4 is at a low level. The period during which the noise N3 is at the low level is from time t3 to t4. However, since the noise N4 is at the high level during this period, no noise appears in the set signal Ps. That is, since the noises N1 and N3 are masked by the noise N4, the set signal Ps remains at a low level. Therefore, the flip-flop FF is not set and does not operate.
図7では図示しないリセット信号Prは、信号Sa2がハイレベル、遅延信号IN2Sがローレベル、第1マスキング信号IN2Mがローレベルにある時に出力される。すなわち、重畳されたノイズが、ノイズN2がハイレベル、ノイズN5がローレベル、ノイズN6がローレベルの時に現われる。ノイズN6がローレベルである期間はなく、セット信号Psにはノイズは表れない。 The reset signal Pr (not shown in FIG. 7) is output when the signal Sa2 is at a high level, the delay signal IN2S is at a low level, and the first masking signal IN2M is at a low level. That is, the superimposed noise appears when the noise N2 is high level, the noise N5 is low level, and the noise N6 is low level. There is no period when the noise N6 is at a low level, and no noise appears in the set signal Ps.
セット信号Ps及びリセット信号Prが共に出力されない場合、すなわち、共にハイレベルまたはローレベルであるとき、フリップフロップFFの出力すなわち出力端子150から出力される出力信号Soutはローレベルとなるため全期間に亘ってローレベルが出力され、ノイズは出力されないことになり、ノイズキャンセル効果が奏される。
When both the set signal Ps and the reset signal Pr are not output, that is, when both are at the high level or the low level, the output of the flip-flop FF, that is, the output signal Sout output from the
以上説明したように図6Aは信号Sa1、信号Sa2に重畳するノイズが完全に同相である場合すなわちコモンノイズである場合のノイズキャンセル回路140の回路動作を説明した。コモンノイズである場合、ノイズキャンセル回路140は正常に動作することが分かった。
As described above, FIG. 6A illustrates the circuit operation of the
また、図6Bは信号Sa1、信号Sa2に重畳するノイズに位相差が生じている場合のノイズキャンセル回路140の回路動作を説明した。両者に位相差が生じている場合でもそれが設計範囲内であるならば、図6Aに示すものと同様にノイズキャンセル回路140は正常に動作することが分かった。
FIG. 6B illustrates the circuit operation of the
このように、ノイズN1とノイズN2の印加状態に位相のずれが生じた場合でも、そのずれが設計の所定範囲(たとえば位相差1w)内であれば、正常にノイズをマスキングすることができる。また、位相差1wを動作遅延と耐ノイズ特性の観点から最適化する場合には、回路構成そのものを変更せずに、バッファやインバータの組み合わせの変更のみによって比較的容易に実施することができる。
As described above, even when a phase shift occurs between the application states of the noise N1 and the noise N2, the noise can be masked normally if the shift is within a predetermined range of the design (for example, the
要約すると、本発明にかかるノイズキャンセル回路140は、2つの入力信号を基にしてそれぞれ第1及び第2遅延信号を生成する。さらに該入力信号を元にして第1及び第2マスキング信号を生成する。第1マスキング信号の有効信号部分に第2遅延信号の有効分が収まるようにそれぞれの遅延時間を調整する。また、第2マスキング信号の有効信号部分に第1遅延信号の有効部分が収まるようにそれぞれの遅延時間を論理和回路否定論理回路によって論理演算処理を行うものである。
In summary, the
さらに本発明の大きな特徴として、図7は信号Sa1、信号Sa2に重畳するノイズのノイズレベルが異なる場合のノイズキャンセル回路140の回路動作を説明した。各信号を整形伝達するためのコンパレータには、正規信号伝達用の参照電位Vth_Aを持つものとノイズキャンセル用の参照電圧Vth_Bを持つものを各々設けた。これら参照電位の値を適当に選ぶことで、信号Sa1、Sa2の両者のノイズレベルに差が生じている場合でもマスキング信号を生成することができるため、ノイズレベルが同一な場合と同様にノイズをマスキングすることができる。
Further, as a major feature of the present invention, FIG. 7 illustrates the circuit operation of the
なお、図7で示した例ではノイズN2のノイズレベルが、ノイズN1のノイズレベルよりも低い場合を示しているが、逆にノイズN1のノイズレベルがノイズN2のノイズレベルよりも低い場合や、ノイズレベルN1とノイズレベルN2のノイズレベルが異なりかつ位相が異なるような場合すなわち図6Bに対応するような場合でも、本発明の構成が同様に有効であることは明らかである。 The example shown in FIG. 7 shows a case where the noise level of the noise N2 is lower than the noise level of the noise N1, but conversely, when the noise level of the noise N1 is lower than the noise level of the noise N2, It is clear that the configuration of the present invention is also effective even when the noise levels of the noise level N1 and the noise level N2 are different and the phases are different, that is, in the case corresponding to FIG. 6B.
(実施形態2)
図8は、本発明の実施形態2にかかる信号伝達装置を示す回路図である。実施形態2では、コンパレータをヒステリシスコンパレータにて構成している。
(Embodiment 2)
FIG. 8 is a circuit diagram showing a signal transmission device according to the second embodiment of the present invention. In the second embodiment, the comparator is configured by a hysteresis comparator.
第1トランスT1の2次巻線T12側にはヒステリシスコンパレータCM1_Hが接続されている。ヒステリシスコンパレータCM1_Hは、その前段部と後段部を結合する役割を有する。すなわち、トランス回路130とノイズキャンセル回路140とを直接電気的に接続したときに生じる不具合を緩衝させるために、たとえばインピーダンス整合を行う。また、ヒステリシスコンパレータCM1_Hは、所定のヒステリシス幅を持ち、前記ヒステリシス幅に対応した2つのしきい値電圧を持つ。なお、ヒステリシスコンパレータCM1_Hには増幅手段又は減衰手段を持たせるようにしてもよい。また、2次巻線T12側に取り出された信号Sa1はほぼそのままの大きさでノイズキャンセル回路140に伝達してもよいが、信号の振幅を大きくしてもよく、また小さくしてもよい。
A hysteresis comparator CM1_H is connected to the secondary winding T12 side of the first transformer T1. The hysteresis comparator CM1_H has a role of coupling the front stage part and the rear stage part thereof. That is, impedance matching is performed, for example, in order to buffer a problem that occurs when the
第2トランスT2の2次巻線T22側にはヒステリシスコンパレータCM2_Hが接続されている。ヒステリシスコンパレータCM2_Hの役割については上述したヒステリシスコンパレータCM_M1と同様であり重複となるため詳細な説明は省略する。 A hysteresis comparator CM2_H is connected to the secondary winding T22 side of the second transformer T2. Since the role of the hysteresis comparator CM2_H is the same as that of the hysteresis comparator CM_M1 described above and is redundant, detailed description thereof is omitted.
ヒステリシスコンパレータCM_H1、CM_H2は入力信号に対して2つのしきい値電圧を持つため、このそれぞれのしきい値電圧を上述した参照電圧Vth_A及びVth_Bと同様に見なすことができる。よって、本実施形態のようにコンパレータをヒステリシスコンパレータに置き換えることによっても、これまで説明した本発明の効果を発揮することができる。 Since the hysteresis comparators CM_H1 and CM_H2 have two threshold voltages for the input signal, the respective threshold voltages can be regarded in the same manner as the reference voltages Vth_A and Vth_B described above. Therefore, the effects of the present invention described so far can also be exhibited by replacing the comparator with a hysteresis comparator as in the present embodiment.
また、ヒステリシスコンパレータは1つのコンパレータ内に2つのしきい値電圧を持つことから、2つのコンパレータを用いて2つのしきい値電圧すなわち参照電位を用意した実施形態1に比べ、コンパレータの数を減らすことができるといった利点がある。 Further, since the hysteresis comparator has two threshold voltages in one comparator, the number of comparators is reduced as compared with the first embodiment in which two threshold voltages, that is, reference potentials are prepared using two comparators. There is an advantage that can be.
なお、上記コンパレータCM1,CM_M1,CM2,CM_M2はウインドコンパレータによっても構成してもよい。 The comparators CM1, CM_M1, CM2, and CM_M2 may be configured by window comparators.
本発明の信号伝達装置は、正規の信号を処理するためのコンパレータと、ノイズキャンセル機能を追加するためのコンパレータを各別に備えているので、耐ノイズ特性に優れた信号伝達装置を提供することができるため、その産業上の利用可能性は極めて高い。 Since the signal transmission device of the present invention includes a comparator for processing a regular signal and a comparator for adding a noise cancellation function, it is possible to provide a signal transmission device having excellent noise resistance characteristics. Therefore, its industrial applicability is extremely high.
100 信号伝達装置
110 電子制御装置
120 入力側回路
121 第1パルス変換回路
123 第2パルス変換回路
130 トランス回路
140 ノイズキャンセル回路
140A 第1マスキング回路部
140B 第2マスキング回路部
141a 第1遅延信号生成回路
141b 第2遅延信号生成回路
143a 第1マスキング信号生成回路
143b 第2マスキング信号生成回路
145a 第1論理演算回路部
145b 第2論理演算回路部
149a,149b 論理積回路
147a,147b 信号遅延回路
150 出力端子
FF フリップフロップ
CM1,CM2,CM_M1,CM_M2 コンパレータ
CM1_H,CM2_H ヒステリシスコンパレータ
IN11 第1入力信号
IN21 第2入力信号
IN12 第1マスキング入力信号
IN22 第2マスキング入力信号
IN1D,IN1S,IN2D,IN2S 遅延信号
INIM 第1マスキング信号
IN2M 第2マスキング信号
Pr リセット信号
Ps セット信号
Sin 伝達信号
Sa1,Sa2 信号
T1 第1トランス
T2 第2トランス
DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記トランスの2次巻線からの出力が入力される第1コンパレータ及び第2コンパレータと、
前記第1コンパレータの出力が入力される遅延信号生成部と、
前記第2コンパレータの出力が入力されるマスキング信号生成部と、
を有することを特徴とする信号伝達装置。 A primary winding and a secondary winding are separated from each other in direct current, and the primary winding and the secondary winding are connected to different ground potentials;
A first comparator and a second comparator to which an output from the secondary winding of the transformer is input;
A delay signal generator to which the output of the first comparator is input;
A masking signal generator to which the output of the second comparator is input;
A signal transmission device comprising:
前記第2参照電位の絶対値より大きいことを特徴とする請求項3に記載の信号伝達装置。 The first reference potential is
The signal transmission device according to claim 3, wherein the signal transmission device is larger than an absolute value of the second reference potential.
前記第3コンパレータの出力が入力される遅延信号生成部と、
前記第4コンパレータの出力が入力されるマスキング信号生成部と、
を有することを特徴とする請求項5に記載の信号伝達装置。 A third comparator and a fourth comparator to which an output from the secondary winding of the second transformer is input;
A delay signal generator to which the output of the third comparator is input;
A masking signal generator to which the output of the fourth comparator is input;
The signal transmission device according to claim 5, further comprising:
第2コンパレータから出た出力を遅延させかつ前記第1パルス幅よりも大きいパルス幅に設定された第1マスキング信号と、
第3コンパレータから出た出力を遅延させ第2パルス幅に設定された第2遅延信号と、
第4コンパレータから出た出力を遅延させかつ前記第2パルス幅よりも大きいパルス幅に設定された第2マスキング信号と、
前記第1遅延信号と前記第2マスキング信号とを論理演算処理する第1論理演算回路部と、
前記第2遅延信号と前記第1マスキング信号とを論理演算処理する第2論理演算回路とを備え、
前記第1遅延信号及び前記第2遅延信号に重畳されたノイズがそれぞれ前記第2ノイズマスキング信号及び前記第1ノイズマスキング信号によってマスキングされることを特徴とする請求項5又は請求項6のいずれか1項に記載の信号伝達装置。 A first delayed signal set to a first pulse width by delaying the output from the first comparator;
A first masking signal that delays the output from the second comparator and is set to a pulse width greater than the first pulse width;
A second delayed signal set to a second pulse width by delaying the output from the third comparator;
A second masking signal that delays the output from the fourth comparator and is set to a pulse width greater than the second pulse width;
A first logical operation circuit unit for performing logical operation on the first delay signal and the second masking signal;
A second logic operation circuit for performing a logic operation on the second delay signal and the first masking signal;
The noise superimposed on the first delay signal and the second delay signal is masked by the second noise masking signal and the first noise masking signal, respectively. 2. The signal transmission device according to item 1.
前記パルス状の伝達信号の立下がりエッジを検出して前記伝達信号のパルス幅よりも小さな第2変換パルスを生成する第2パルス生成部を有するパルス変換回路であって、
前記パルス変換回路は、
前記第1変換パルスが前記第1トランスの1次巻線側に入力され、その2次巻線側へと前記変換パルスを伝達し、
前記第2変換パルスが前記第2トランスの1次巻線側に入力され、その2次巻線側へと前記変換パルスを伝達することを特徴とする請求項5〜請求項10のいずれか1項に記載の信号伝達装置。
A first pulse generator that detects a rising edge of a transmission signal and generates a first conversion pulse smaller than a pulse width of the transmission signal;
A pulse conversion circuit having a second pulse generation unit that detects a falling edge of the pulse-shaped transmission signal and generates a second conversion pulse smaller than a pulse width of the transmission signal;
The pulse conversion circuit includes:
The first conversion pulse is input to the primary winding side of the first transformer, and the conversion pulse is transmitted to the secondary winding side;
The said 2nd conversion pulse is input into the primary winding side of the said 2nd transformer, The said conversion pulse is transmitted to the secondary winding side, The any one of Claims 5-10 characterized by the above-mentioned. The signal transmission device according to item.
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