JP2014014118A - Signal transmitter/receiver - Google Patents

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康史 佐藤
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a signal transmitter/receiver capable of transmitting/receiving a plurality of types of digital signals on an as small number of transmission paths as possible.SOLUTION: A signal transmitter/receiver includes: a clock generation section 100 having a plurality of time-division time slots for generating a clock signal for ticking one cycle for each time slot, and for transmitting the clock signal to the outside; a reset generation section 110 for generating a reset signal for ticking one cycle each time the time-division time slot circulates once, and for transmitting the reset signal to the outside; a master side transmission section 120 configured to generate and transmit a pulse having pulse width corresponding to a sample value of a signal to be transmitted for transmitting the pulse synchronously with a predetermined time slot among the respective time slots; and a master side reception section 130 configured to receive a signal having pulse width corresponding to the sample value of the signal, and to demodulate the signal corresponding to the pulse width for receiving the signal synchronously with the predetermined time slot among the respective time slots, on the master side.

Description

本発明は、デジタル信号の信号送受信装置に関する。   The present invention relates to a signal transmission / reception apparatus for digital signals.

従来のデジタル信号送受信装置では、複数種類のデータの送受信を行う際、複数組の伝送系を必要としている。すなわち、デジタル信号は通常「0」と「1」の1ビットを基本とする信号であるため、転送するためには、本来1経路あれば足りるはずであり、送受信を行う場合であっても2経路あれば足りるはずであるが、その他にも信号の同期をとるためのクロック信号やリセット信号、その他の経路を必要としている。   In the conventional digital signal transmission / reception apparatus, when a plurality of types of data are transmitted / received, a plurality of sets of transmission systems are required. In other words, since a digital signal is usually a signal based on one bit of “0” and “1”, it is necessary to have only one path for transfer, and even if transmission / reception is performed, 2 is required. A route should be sufficient, but it also requires a clock signal, a reset signal, and other routes for synchronizing signals.

そのような状態で、送受信するデジタル信号の数が増えれば増えるほど、それだけの伝送経路の数が必要になり、大きな問題になっていた。   In such a state, as the number of digital signals to be transmitted / received increases, the required number of transmission paths increases, which is a big problem.

本発明は、以上のような問題に鑑み創案されたもので、複数種類のデジタル信号をできるだけ少ない数の伝送経路で送受信できる信号送受信装置の構成を提供せんとするものである。   The present invention has been devised in view of the above problems, and is intended to provide a configuration of a signal transmission / reception apparatus capable of transmitting and receiving a plurality of types of digital signals through as few transmission paths as possible.

本発明の信号送受信装置に係る発明の構成は、
マスタ側に
複数の時分割タイムスロットを設け、各タイムスロット毎に一周期を刻むクロック信号を発生すると共に外部に送出するクロック発生手段と、
前記時分割タイムスロットが一周する毎に一周期を刻むリセット信号を発生すると共に外部に送出するリセット発生手段と、
送信すべき信号の標本値に応じたパルス幅のパルスを生成して送信する信号送信手段であって、前記各タイムスロットのうち、所定のタイムスロットに同期して該パルスを送信する送信手段と、
信号の標本値に応じたパルス幅の信号を受信して該パルス幅に応じた信号を復調する信号受信手段であって、前記各タイムスロットのうち、所定のタイムスロットに同期して該信号を受信する受信手段と
を有すると共に、
スレーブ側に、
前記クロック発生手段が送出したクロック及びリセット発生手段が送出したリセット信号を受け取ってマスタ側に同期した時分割タイムスロットを発生する時分割タイムスロット同期手段と、
送信すべき信号の標本値に応じたパルス幅のパルスを生成して送信する信号送信手段であって、前記各タイムスロットのうち、所定のタイムスロットに同期して該パルスを送信する送信手段と、
信号の標本値に応じたパルス幅の信号を受信して該パルス幅に応じた信号を復調する信号受信手段であって、前記各タイムスロットのうち、所定のタイムスロットに同期して該信号を受信する受信手段と
を有することを基本的特徴としている。
The configuration of the invention relating to the signal transmitting / receiving apparatus of the present invention is as follows:
A plurality of time-division time slots on the master side, a clock generating means for generating a clock signal that ticks one period for each time slot and sending the clock signal to the outside;
A reset generation means for generating a reset signal for engraving one period each time the time-division time slot makes a round, and sending the reset signal to the outside;
Signal transmitting means for generating and transmitting a pulse having a pulse width corresponding to a sample value of a signal to be transmitted, the transmitting means transmitting the pulse in synchronization with a predetermined time slot among the time slots; ,
A signal receiving means for receiving a signal having a pulse width corresponding to a sample value of the signal and demodulating the signal corresponding to the pulse width, wherein the signal is synchronized with a predetermined time slot among the time slots; Receiving means for receiving,
On the slave side,
A time-division time slot synchronization means for generating a time-division time slot synchronized with the master side by receiving a reset signal sent from the clock and reset generation means sent by the clock generation means;
Signal transmitting means for generating and transmitting a pulse having a pulse width corresponding to a sample value of a signal to be transmitted, the transmitting means transmitting the pulse in synchronization with a predetermined time slot among the time slots; ,
A signal receiving means for receiving a signal having a pulse width corresponding to a sample value of the signal and demodulating the signal corresponding to the pulse width, wherein the signal is synchronized with a predetermined time slot among the time slots; It has a basic feature of having receiving means for receiving.

上記第1の信号送受信装置において、より具体的には、前記マスタ側またはスレーブ側の前記タイムスロットは、前記クロックを計数するカウンタによって形成され、前記マスタ側またはスレーブ側の前記タイムスロットは、前記クロックを計数するカウンタによって形成される構成が望ましい。   In the first signal transmitting / receiving apparatus, more specifically, the time slot on the master side or the slave side is formed by a counter that counts the clock, and the time slot on the master side or the slave side is A configuration formed by a counter that counts the clock is desirable.

さらに、上記第1の信号送受信装置の構成は、上記クロック、リセット信号及び転送送受信信号は、一組の互いに逆論理の信号からなり、ツイストペアの経路で送受を行うようにすると、良い。   Further, in the configuration of the first signal transmitting / receiving apparatus, the clock, the reset signal, and the transfer transmitting / receiving signal are preferably composed of a pair of signals having opposite logics and are transmitted / received through a twisted pair path.

上記構成によれば、マスタ側にクロック発生手段とリセット手段とを備え、該マスタ及びスレーブとの間の伝送経路にビットクロックと、リセット信号を載せることで、一組の伝送経路で複数種類の信号を送受できるようになる。   According to the above configuration, the master side is provided with the clock generation means and the reset means, and the bit clock and the reset signal are placed on the transmission path between the master and the slave, so that a plurality of types of transmission paths can be set in one set. Signals can be sent and received.

上記本発明の構成によれば、マスタ側にクロック発生手段とリセット手段とを備え、該マスタ及びスレーブとの間の伝送経路にビットクロックと、リセット信号を載せることで、一組の伝送経路で複数種類の信号を送受できるようになると言う優れた効果を奏する。   According to the configuration of the present invention, the master side is provided with the clock generation means and the reset means, and the bit clock and the reset signal are placed on the transmission path between the master and the slave, so that one set of transmission paths. There is an excellent effect that a plurality of types of signals can be transmitted and received.

以下、本発明の実施の形態を、図面を使用して説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1及び図2は、第1発明の実施例に係る4線で送受信される4信号×2(T1〜T4及びS1〜S4)のパルス幅変調方式のアナログ信号を送受できる構成のブロック図である。そのうち、図1の構成は、信号送受信装置のマスタ側の構成であり、また図2の構成は、信号送受信装置のスレーブ側の構成である。   FIG. 1 and FIG. 2 are block diagrams of a configuration capable of transmitting and receiving 4 signals × 2 (T1 to T4 and S1 to S4) pulse width modulation analog signals transmitted and received according to an embodiment of the first invention. is there. Among them, the configuration in FIG. 1 is a configuration on the master side of the signal transmission / reception device, and the configuration in FIG. 2 is a configuration on the slave side of the signal transmission / reception device.

上記信号送受信装置のマスタ(Master)側には、複数の時分割タイムスロットを設け、各タイムスロット毎に一周期を刻むクロック信号を発生すると共に外部に送出するクロック発生部100と、前記時分割タイムスロットが一周する毎に一周期を刻むリセット信号を発生すると共に外部に送出するリセット発生部110と、送信すべき信号の標本値に応じたパルス幅のパルスを生成して送信する構成であって、前記各タイムスロットのうち、所定のタイムスロットに同期して該パルスを送信するマスタ側送信部120と、信号の標本値に応じたパルス幅の信号を受信して該パルス幅に応じた信号を復調する構成であって、前記各タイムスロットのうち、所定のタイムスロットに同期して該信号を受信するマスタ側受信部130とを有している。   On the master side of the signal transmission / reception apparatus, a plurality of time-division time slots are provided, a clock signal generating one cycle for each time slot is generated and sent to the outside, and the time division The configuration is such that a reset signal that divides a cycle every time slot is generated and is transmitted to the outside, and a pulse having a pulse width corresponding to the sample value of the signal to be transmitted is generated and transmitted. The master-side transmitting unit 120 that transmits the pulse in synchronization with a predetermined time slot among the time slots, and receives a signal having a pulse width corresponding to the sample value of the signal, according to the pulse width And a master side receiving unit 130 that receives the signal in synchronization with a predetermined time slot among the time slots. To have.

また同装置のスレーブ(Slave)側には、前記クロック発生部100が送出したクロック及びリセット発生部110が送出したリセット信号を受け取ってマスタ側に同期した時分割タイムスロットを発生する時分割タイムスロット同期部140と、送信すべき信号の標本値に応じたパルス幅のパルスを生成して送信する構成であって、前記各タイムスロットのうち、所定のタイムスロットに同期して該パルスを送信するスレーブ側送信部150と、信号の標本値に応じたパルス幅の信号を受信して該パルス幅に応じた信号を復調する構成であって、前記各タイムスロットのうち、所定のタイムスロットに同期して該信号を受信するスレーブ側受信部160とを有している。   The slave side of the apparatus receives a clock sent from the clock generator 100 and a reset signal sent from the reset generator 110, and generates a time-division time slot synchronized with the master side. The synchronization unit 140 generates and transmits a pulse having a pulse width corresponding to a sample value of a signal to be transmitted, and transmits the pulse in synchronization with a predetermined time slot among the time slots. The slave-side transmitter 150 is configured to receive a signal having a pulse width corresponding to the sample value of the signal and demodulate the signal corresponding to the pulse width, and is synchronized with a predetermined time slot among the time slots. And a slave side receiving unit 160 for receiving the signal.

上記信号送受信装置のマスタ側の構成の構成について、さらに詳述すると、まず、上記クロック発生部100及びリセット発生部110は、マスタ側にのみある構成である。   The configuration of the master side of the signal transmitting / receiving apparatus will be described in further detail. First, the clock generation unit 100 and the reset generation unit 110 are configured only on the master side.

そのうちクロック発生部100は、通常のクロックジェネレータであり、ここで発生されたクロック信号CLKはマスタ側で使用されると共に、スレーブ側にも送られて、マスタとスレーブの同期に使用される。該構成によって、図3に示されるように、複数の時分割タイムスロット(本例では8つ)が設定されるが、上記クロック信号CLKは各タイムスロット毎に一周期を刻む。   Among them, the clock generation unit 100 is a normal clock generator, and the generated clock signal CLK is used on the master side and also sent to the slave side to be used for synchronization between the master and the slave. With this configuration, as shown in FIG. 3, a plurality of time-division time slots (eight in this example) are set, but the clock signal CLK has one cycle for each time slot.

上記リセット発生部110は、図3及び上述のように、前記時分割タイムスロットが一周する毎に、一周期を刻むリセット信号RSTが発生せしめられると共に、その信号がスレーブ側に送出される構成であって、NAND回路で構成されている。後述するオクタルカウンタ121が発生するタイミング信号b0、b1或いはb2(図8参照)のいずれかがOFFの時(どれかはLowの時)にリセット信号RSTがHighに設定されて出力され、これらの信号のいずれもがONの時(どれもがHighの時)にリセット信号RSTがLowにセットされて出力される。このリセット信号RSTはスレーブ側に出力される。   As shown in FIG. 3 and above, the reset generator 110 is configured to generate a reset signal RST that ticks one cycle every time the time-division time slot goes around, and to send the signal to the slave side. Therefore, it is composed of a NAND circuit. When any of timing signals b0, b1 or b2 (see FIG. 8) generated by the octal counter 121 described later is OFF (when one is Low), the reset signal RST is set to High and output. When all of the signals are ON (when all are High), the reset signal RST is set to Low and output. This reset signal RST is output to the slave side.

上記クロック信号CLKは、マスタ側送信部120のオクタルカウンタ121のCKに入力され、クロック信号CLKをそれぞれ2分周、4分周、8分周した時分割タイミング信号b0、b1、b2を生成する。b0〜b2はその信号のLow/Highの組み合わせから8つの時分割タイムスロットを形成する。8つの時分割タイムスロットでは、送受信する信号SIGとして順にS1、T1、S2、T2、S3、T3、S4、T4が、マスタとスレーブの送受信装置の間で送受される。時分割タイムスロット数は必要に応じて増減できる。その際にはカウンタを時分割タイムスロット数に応じて変更するとともに、上記リセット信号が、前記時分割タイムスロットが一周する毎に一周期を刻むように変更すると良い。   The clock signal CLK is input to the CK of the octal counter 121 of the master side transmission unit 120 to generate time-division timing signals b0, b1, and b2 obtained by dividing the clock signal CLK by 2, 4, and 8, respectively. . b0 to b2 form eight time-division time slots from the Low / High combination of the signals. In the eight time-division time slots, S1, T1, S2, T2, S3, T3, S4, and T4 are sequentially transmitted and received between the master and slave transmission / reception devices as the signal SIG to be transmitted / received. The number of time division time slots can be increased or decreased as necessary. In that case, the counter may be changed according to the number of time-division time slots, and the reset signal may be changed so as to make one cycle every time the time-division time slot makes a round.

マスタ側送信部120では、アナログの(マスタ側からスレーブ側への)送信信号T1〜T4がサンプルアンドホールド回路122a〜122dにそれぞれ入力される。入力されたアナログの送信信号T1〜T4はクロック信号CLKのダウンエッヂのタイミングで標本化される。標本化された送信信号T1〜T4はデマルチプレクサ123に送出され、タイミング信号b1及びb2の状態に応じて順に取り出される。即ちb1及びb2がともにLowの場合はT1が、b1がHighでb2がLowの場合はT2が、b1がLowでb2がHighの場合はT3が、b1及びb2がいずれもHighの場合はT4が取り出される。取り出されたT1〜T4の標本値はアナログPWM変換回路125によって標本値に応じたパルス幅のパルスに変換される。パルス幅の最小値は0であり、最大値は各タイムスロットのパルス幅であるから、この最大値はクロック信号CLKの周期に等しい。   In the master side transmission unit 120, analog transmission signals T1 to T4 (from the master side to the slave side) are input to the sample and hold circuits 122a to 122d, respectively. The input analog transmission signals T1 to T4 are sampled at the down edge timing of the clock signal CLK. The sampled transmission signals T1 to T4 are sent to the demultiplexer 123, and are sequentially extracted according to the states of the timing signals b1 and b2. That is, when both b1 and b2 are low, T1 is obtained. When b1 is high and b2 is low, T2 is obtained. When b1 is low and b2 is high, T3 is obtained. When both b1 and b2 are high, T4 is produced. Is taken out. The extracted sample values of T1 to T4 are converted by the analog PWM conversion circuit 125 into pulses having a pulse width corresponding to the sample value. Since the minimum value of the pulse width is 0 and the maximum value is the pulse width of each time slot, this maximum value is equal to the period of the clock signal CLK.

変換されたパルスは、図3に示されるように、タイミング信号b0がHighの場合に、ゲート回路124を経て、信号送受回線に信号SIGとして出力され、スレーブ送受信装置に送出される。一方、タイミング信号b0がLowの場合は、ゲート回路124が閉じており、パルスは信号送受回線に送出されない。   As shown in FIG. 3, when the timing signal b0 is High, the converted pulse is output as a signal SIG to the signal transmission / reception line through the gate circuit 124 and is transmitted to the slave transmission / reception device. On the other hand, when the timing signal b0 is Low, the gate circuit 124 is closed and no pulse is transmitted to the signal transmission / reception line.

一方、マスタ側受信部130では、スレーブ送受信装置より信号送受回線を経てSIGを受信する。図3に示されるように、タイミング信号b0がLowの場合、SIGは(マスタ側がスレーブ側から受信する)受信信号S1〜S4のいずれかであり、この受信信号S1〜S4はb0をインバータ131で反転した信号で制御されるゲート回路132を介して受信する。タイミング信号b0がHighの場合、即ちインバータ131の出力がLowの場合はゲート回路132が閉じており、入力のいかんにかかわらずゲート回路132はLowを出力するので、マルチプレクサ133にはLowが送出される。一方、タイミング信号b0がLowの場合、即ちインバータ131の出力がHighの場合はゲート回路132を介して受信信号S1〜S4のいずれかの標本値に応じたパルス幅のパルスがマルチプレクサ133に送出される。   On the other hand, the master side receiving unit 130 receives the SIG from the slave transmission / reception device via the signal transmission / reception line. As shown in FIG. 3, when the timing signal b0 is low, SIG is one of the reception signals S1 to S4 (received by the master side from the slave side), and this reception signal S1 to S4 is converted to b0 by the inverter 131. The signal is received through the gate circuit 132 controlled by the inverted signal. When the timing signal b0 is High, that is, when the output of the inverter 131 is Low, the gate circuit 132 is closed, and the gate circuit 132 outputs Low regardless of the input. Therefore, Low is sent to the multiplexer 133. The On the other hand, when the timing signal b0 is Low, that is, when the output of the inverter 131 is High, a pulse having a pulse width corresponding to any sample value of the reception signals S1 to S4 is sent to the multiplexer 133 via the gate circuit 132. The

マルチプレクサ133は、上記ゲート回路132を介して受信した受信信号S1〜S4を、タイミング信号b1及びb2の状態に応じてローパスフィルタ134a〜134dに分配する。即ちb1及びb2がともにLowの場合はS1が134aに、b1がHighでb2がLowの場合はS2が134bに、b1がLowでb2がhighの場合はS3が134cに、b1及びb2がいずれもHighの場合はS4が134dに振り分けられる。振り分けられた受信信号S1〜S4はローパスフィルタ134a〜134dによって元のアナログ信号に復調される。受信信号S1〜S4のパルス幅は送信するT1〜T4と同様であるから、ローパスフィルタ134a〜134dのカットオフ周波数は、このパルス幅の最大値をt[sec]として、1/t[Hz]以下とするのが望ましい。   The multiplexer 133 distributes the received signals S1 to S4 received through the gate circuit 132 to the low-pass filters 134a to 134d according to the states of the timing signals b1 and b2. That is, when both b1 and b2 are low, S1 is 134a, when b1 is high and b2 is low, S2 is 134b, when b1 is low and b2 is high, S3 is 134c, and b1 and b2 are either In the case of High, S4 is assigned to 134d. The sorted reception signals S1 to S4 are demodulated into original analog signals by the low-pass filters 134a to 134d. Since the pulse widths of the received signals S1 to S4 are the same as those of T1 to T4 to be transmitted, the cutoff frequency of the low-pass filters 134a to 134d is 1 / t [Hz], where the maximum value of this pulse width is t [sec]. The following is desirable.

一方、スレーブ(Slave)側の構成について説明する。   On the other hand, the configuration on the slave side will be described.

上記信号送受信装置のスレーブ(Slave)側には、図2に示すように、前記クロック発生部100が送出したクロック及びリセット発生部110が送出したリセット信号を受け取ってマスタ側に同期した時分割タイムスロットを発生する時分割タイムスロット同期部140と、送信すべき信号の標本値に応じたパルス幅のパルスを生成して送信する構成であって、前記各タイムスロットのうち、所定のタイムスロットに同期して該パルスを送信するスレーブ側送信部150と、信号の標本値に応じたパルス幅の信号を受信して該パルス幅に応じた信号を復調する構成であって、前記各タイムスロットのうち、所定のタイムスロットに同期して該信号を受信するスレーブ側受信部160とを有している。   As shown in FIG. 2, the slave side of the signal transmission / reception apparatus receives a clock sent from the clock generator 100 and a reset signal sent from the reset generator 110 and is synchronized with the master side. A time-division time slot synchronization unit 140 for generating a slot and a pulse having a pulse width corresponding to a sample value of a signal to be transmitted, and transmitting the pulse to a predetermined time slot among the time slots. A slave-side transmitter 150 for transmitting the pulses in synchronism with each other, and a configuration for receiving a signal having a pulse width corresponding to the sample value of the signal and demodulating the signal corresponding to the pulse width, Of these, a slave-side receiving unit 160 that receives the signal in synchronization with a predetermined time slot is included.

上記時分割タイムスロット同期部140は、上記マスタ側送信部120のオクタルカウンタ121と同様のオクタルカウンタで構成されており、上述のように、マスタ側から発せられたクロック信号CLKを受信し、図3に示すように、これを2分周、4分周、及び8分周したタイミング信号b0、b1及びb2のタイミング信号を生成する。   The time division time slot synchronization unit 140 is composed of an octal counter similar to the octal counter 121 of the master side transmission unit 120, and receives the clock signal CLK generated from the master side as described above. As shown in FIG. 3, timing signals b0, b1, and b2 are generated by dividing the signal by 2, 4, and 8.

ここで、時分割タイムスロット同期部(オクタルカウンタ)140は、上記オクタルカウンタ121と異なり、カウンタ値のリセット入力RSを備えている。リセット入力RSにはマスタ側リセット発生部110から発せられたリセット信号RSTが入力され、該リセット信号RSTのアップエッヂでカウント値をすべて0にリセットする。即ち、オクタルカウンタ140は、マスタ側クロック発生部110のCLKをそれぞれ2、4、8分周したタイミング信号b0、b1及びb2を発生するが、マスタ側リセット発生部110から発せられたリセット信号RSTによってタイミング信号b0〜b2が0となるタイミングを制御されるため、マスタ側タイミング信号b0〜b2とスレーブ側タイミング信号b0〜b2はそれぞれ0/1を示すタイミングが同期する。従って、タイミング信号b0、b1、b2の3種類の信号をマスタ側からスレーブ側へ送信することなく、クロック信号CLKとリセット信号RSTを送信するのみでマスタ側とスレーブ側の時分割タイムスロットを同期することができる。時分割タイムスロット数が多ければ多いほど、即ち送受する信号の種類が多ければ多いほど、この効果は大きくなる。   Here, unlike the octal counter 121, the time division time slot synchronization unit (octal counter) 140 includes a counter value reset input RS. A reset signal RST generated from the master-side reset generation unit 110 is input to the reset input RS, and the count values are all reset to 0 at the up edge of the reset signal RST. That is, the octal counter 140 generates timing signals b0, b1, and b2 obtained by dividing the CLK of the master side clock generation unit 110 by 2, 4, and 8, respectively, but the reset signal RST generated from the master side reset generation unit 110. Since the timing at which the timing signals b0 to b2 become 0 is controlled by this, the timings indicating 0/1 of the master side timing signals b0 to b2 and the slave side timing signals b0 to b2 are synchronized. Therefore, the master side and slave side time-division time slots are synchronized only by transmitting the clock signal CLK and the reset signal RST without transmitting the three types of timing signals b0, b1, and b2 from the master side to the slave side. can do. The greater the number of time division time slots, that is, the greater the number of types of signals to be transmitted and received, the greater the effect.

スレーブ側送信部120では、アナログの(スレーブ側からマスタ側への)送信信号S1〜S4がサンプルアンドホールド回路151a〜151dにそれぞれ入力される。入力されたアナログの送信信号S1〜S4は、クロック信号CLKのダウンエッヂのタイミングで標本化される。標本化された送信信号S1〜S4はデマルチプレクサ152に送出され、タイミング信号b1及びb2の状態に応じて順に取り出される。即ちb1及びb2がともにLowの場合はS1が、b1がHighでb2がLowの場合はS2が、b1がLowでb2がHighの場合はS3が、b1及びb2がいずれもHighの場合はS4が取り出される。取り出されたS1〜S4の標本値はアナログPWM変換回路155によって標本値に応じたパルス幅のパルスに変換される。パルス幅の最小値は0であり、最大値は各タイムスロットのパルス幅であるから、この最大値はクロック信号CLKの周期に等しい。   In the slave side transmission unit 120, analog transmission signals S1 to S4 (from the slave side to the master side) are input to the sample and hold circuits 151a to 151d, respectively. The input analog transmission signals S1 to S4 are sampled at the down edge timing of the clock signal CLK. The sampled transmission signals S1 to S4 are sent to the demultiplexer 152, and sequentially extracted according to the states of the timing signals b1 and b2. That is, when both b1 and b2 are low, S1 is obtained, when b1 is high and b2 is low, S2 is obtained, when b1 is low and b2 is high, S3 is obtained, and when both b1 and b2 are high, S4 is produced. Is taken out. The extracted sample values of S1 to S4 are converted into pulses having a pulse width corresponding to the sample value by the analog PWM conversion circuit 155. Since the minimum value of the pulse width is 0 and the maximum value is the pulse width of each time slot, this maximum value is equal to the period of the clock signal CLK.

変換されたパルスは、図3に示されるように、タイミング信号b0がLowの場合、即ちインバータ153の出力がHighの場合にゲート回路154を経て信号送受回線に信号SIGとしてマスタ送受信装置に送出される。一方、タイミング信号b0がHighの場合、即ちインバータ153の出力がLowの場合はゲート回路154が閉じており、パルスは信号送受回線に送出されない。   As shown in FIG. 3, when the timing signal b0 is low, that is, when the output of the inverter 153 is high, the converted pulse is sent to the master transmission / reception device as a signal SIG through the gate circuit 154 to the signal transmission / reception line. The On the other hand, when the timing signal b0 is High, that is, when the output of the inverter 153 is Low, the gate circuit 154 is closed, and no pulse is transmitted to the signal transmission / reception line.

一方、スレーブ側受信部130では、スレーブ送受信装置より信号送受回線を経て信号SIGを受信する。図3に示されるように、タイミング信号b0がHighの場合、信号SIGは(マスタ側がスレーブ側から受信する)受信信号T1〜T4のいずれかであり、この受信信号T1〜T4はタイミング信号b0で制御されるゲート回路161を介して受信する。タイミング信号b0がLowの場合はゲート回路161が閉じており、入力のいかんにかかわらずゲート回路161はLowを出力するので、マルチプレクサ162にはLowが送出される。一方、タイミング信号b0がHighの場合はゲート回路161を介して受信信号T1〜T4のいずれかの標本値に応じたパルス幅のパルスがマルチプレクサ162に送出される。   On the other hand, the slave side receiving unit 130 receives the signal SIG from the slave transmission / reception device via the signal transmission / reception line. As shown in FIG. 3, when the timing signal b0 is high, the signal SIG is one of the reception signals T1 to T4 (received from the slave side from the master side), and the reception signals T1 to T4 are the timing signal b0. Receive via controlled gate circuit 161. When the timing signal b0 is Low, the gate circuit 161 is closed, and the gate circuit 161 outputs Low regardless of the input, so Low is sent to the multiplexer 162. On the other hand, when the timing signal b 0 is High, a pulse having a pulse width corresponding to any sample value of the reception signals T 1 to T 4 is sent to the multiplexer 162 via the gate circuit 161.

マルチプレクサ162は、上記ゲート回路161を介して受信した受信信号T1〜T4を、タイミング信号b1及びb2の状態に応じてローパスフィルタ163a〜163dに分配する。即ちb1及びb2がともにLowの場合はT1が163aに、b1がHighでb2がLowの場合はT2が163bに、b1がLowでb2がHighの場合はT3が163cに、b1及びb2がいずれもHighの場合はT4が163dに振り分けられる。振り分けられた受信信号T1〜T4はローパスフィルタ163a〜163dによって元のアナログ信号に復調される。受信信号T1〜T4のパルス幅は送信するS1〜S4と同様であるから、これらのローパスフィルタのカットオフ周波数は、このパルス幅の最大値をt[sec]として、1/t[Hz]以下とするのが望ましい。   The multiplexer 162 distributes the received signals T1 to T4 received through the gate circuit 161 to the low-pass filters 163a to 163d according to the states of the timing signals b1 and b2. That is, when both b1 and b2 are low, T1 is 163a, when b1 is high and b2 is low, T2 is 163b, when b1 is low and b2 is high, T3 is 163c, and b1 and b2 are either In the case of High, T4 is assigned to 163d. The distributed reception signals T1 to T4 are demodulated into original analog signals by the low-pass filters 163a to 163d. Since the pulse widths of the received signals T1 to T4 are the same as those of the transmitted S1 to S4, the cut-off frequency of these low-pass filters is 1 / t [Hz] or less with the maximum value of the pulse width being t [sec]. Is desirable.

以上の構成によれば、マスタ側にクロック発生部100及びリセット発生部110の構成が備えられており、該マスタ及びスレーブとの間の伝送経路にビットクロックと、リセット信号を載せることで、一組の伝送経路で複数種類の信号を送受できるようになる。   According to the above configuration, the clock generation unit 100 and the reset generation unit 110 are provided on the master side, and the bit clock and the reset signal are placed on the transmission path between the master and the slave. A plurality of types of signals can be transmitted and received through a set of transmission paths.

図4及び図5は、第3発明の実施例に係る8線(ツイストペア4組)で送受信される4信号×2(T1〜T4及びS1〜S4)の電源供給型パルス幅変調方式の送受信構成のブロック図である。そのうち、図4の構成は、信号送受信装置のマスタ側の構成であり、また図5の構成は、信号送受信装置のスレーブ側の構成である。   FIGS. 4 and 5 are transmission / reception configurations of a power supply type pulse width modulation system of 4 signals × 2 (T1 to T4 and S1 to S4) transmitted and received by 8 lines (4 pairs of twisted pairs) according to an embodiment of the third invention. FIG. 4 is the configuration on the master side of the signal transmission / reception device, and the configuration in FIG. 5 is the configuration on the slave side of the signal transmission / reception device.

上記実施例は、実施例1と異なり、伝送経路がツイストペアケーブルで構成されているため、ノイズの影響をキャンセルできることが特徴である。すなわち、上記クロック、リセット信号及び転送送受信信号は、一組の互いに逆論理の信号からなり、ツイストペアの経路で送受を行う構成としている。それ以外の基本的構成は、実施例3の場合とほぼ同じであるので、詳細な説明は省略する。   Unlike the first embodiment, the above-described embodiment is characterized in that the influence of noise can be canceled because the transmission path is composed of a twisted pair cable. That is, the clock, the reset signal, and the transfer transmission / reception signal are composed of a pair of signals having opposite logics, and are transmitted and received through a twisted pair path. The rest of the basic configuration is almost the same as that of the third embodiment, and a detailed description thereof will be omitted.

ただし、図4のゲート回路170a〜170c及び図5の同じくゲート回路170dは、不平衡型信号(グランドとの電位差で信号を形成する)を平衡型(二本の信号線間の電位差で信号を形成する)に変換するトランシーバ回路である。平衡型にすると、遠距離の通信等の際にノイズを通信線が拾う(ノイズ信号が同相で+/−の両方の信号線に重畳される)ことがあっても、受信時に差動受信を行うため重畳されたノイズは互いに打ち消しあって影響を与えなくなる。   However, the gate circuits 170a to 170c in FIG. 4 and the gate circuit 170d in FIG. 5 are different from the unbalanced signal (a signal is formed by a potential difference from the ground) and a balanced type (a signal is generated by a potential difference between two signal lines). A transceiver circuit that converts to When the balanced type is used, even when communication is performed over a long distance, even if the communication line picks up noise (the noise signal is superimposed on both +/- signal lines in the same phase), differential reception is possible during reception. In doing so, the superimposed noises cancel each other and have no effect.

同じく図4のゲート回路171a及び図5のゲート回路171b〜171dは、上記の平衡型の信号を差動回路で受信し、不平衡型に変換するトランシーバ回路である。機器の内部などでは外からのノイズの混入は少ないので、扱いやすい不平衡型を用いるが、本実施例もこのトランシーバより後ろの回路は不平衡型で動作するため、通信線(平衡型)との間でインタフェースを取るために設置されている。   Similarly, the gate circuit 171a of FIG. 4 and the gate circuits 171b to 171d of FIG. 5 are transceiver circuits that receive the above balanced signal by a differential circuit and convert them to an unbalanced type. Since there is little noise from the outside inside the equipment, etc., an unbalanced type that is easy to handle is used. However, since the circuit behind this transceiver operates in an unbalanced type in this embodiment, the communication line (balanced type) and Is installed to take the interface between.

また、本実施例の電源及びグランドとクロック(CLK+/−)、電源及びグランドとリセット(RST+/−)または電源及びグランドと信号(SIG+/−)のいずれか一組は、上記実施例2の方法を方法を用いて共有することができ、その場合、本回路はツイストペア3組で構成することもできる。   In addition, any one of the power source, the ground and the clock (CLK +/−), the power source, the ground, and the reset (RST +/−) or the power source, the ground, and the signal (SIG +/−) in this embodiment is the same as that in the second embodiment. The method can be shared using the method, in which case the circuit can be composed of three twisted pairs.

尚、本発明の信号送受信装置は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。   The signal transmitting / receiving apparatus according to the present invention is not limited to the illustrated examples described above, and it is needless to say that various changes can be made without departing from the gist of the present invention.

本発明の信号送受信装置は、信号の転送に用いるものなら何でも適用可能であり、例えば、音楽演奏学習用や語学練習用の1対多数ないし多数対多数間の送受信を行う集団学習装置の構成として用いることもできる。   The signal transmission / reception apparatus of the present invention can be applied to anything used for signal transfer. For example, as a configuration of a group learning apparatus that performs transmission / reception between one-to-many or many-to-many for music performance learning and language practice. It can also be used.

第1発明の実施例に係る信号送受信装置のマスタ側の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure by the side of the master of the signal transmission / reception apparatus which concerns on the Example of 1st invention. 第1発明の実施例に係る信号送受信装置のスレーブ側の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure by the side of the slave of the signal transmission / reception apparatus which concerns on the Example of 1st invention. 上記実施例1の際の送受信タイミングを示す波形説明図である。It is waveform explanatory drawing which shows the transmission / reception timing in the case of the said Example 1. FIG. 第2発明の実施例に係る信号送受信装置のマスタ側の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure by the side of the master of the signal transmission / reception apparatus which concerns on the Example of 2nd invention. 第2発明の実施例に係る信号送受信装置のスレーブ側の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure by the side of the slave of the signal transmission / reception apparatus which concerns on the Example of 2nd invention.

100 クロック発生部
110 リセット発生部
120 マスタ側送信部
121 オクタルカウンタ
122a〜122d、124、132、154、161 ゲート回路
123、152 デマルチプレクサ
125、155 アナログPWM変換回路
130 マスタ側受信部
131、153 インバータ
133、162 マルチプレクサ
140 時分割タイムスロット同期部
150 スレーブ側送信部
151a〜151d サンプルアンドホールド回路
160 スレーブ側受信部
100 clock generation unit 110 reset generation unit 120 master side transmission unit 121 octal counters 122a to 122d, 124, 132, 154, 161 gate circuit 123, 152 demultiplexer 125, 155 analog PWM conversion circuit 130 master side reception units 131, 153 inverter 133, 162 Multiplexer 140 Time-division time slot synchronization unit 150 Slave side transmission units 151a to 151d Sample and hold circuit 160 Slave side reception unit

Claims (3)

マスタ側に
複数の時分割タイムスロットを設け、各タイムスロット毎に一周期を刻むクロック信号を発生すると共に外部に送出するクロック発生手段と、
前記時分割タイムスロットが一周する毎に一周期を刻むリセット信号を発生すると共に外部に送出するリセット発生手段と、
送信すべき信号の標本値に応じたパルス幅のパルスを生成して送信する信号送信手段であって、前記各タイムスロットのうち、所定のタイムスロットに同期して該パルスを送信する送信手段と、
信号の標本値に応じたパルス幅の信号を受信して該パルス幅に応じた信号を復調する信号受信手段であって、前記各タイムスロットのうち、所定のタイムスロットに同期して該信号を受信する受信手段と
を有すると共に、
スレーブ側に、
前記クロック発生手段が送出したクロック及びリセット発生手段が送出したリセット信号を受け取ってマスタ側に同期した時分割タイムスロットを発生する時分割タイムスロット同期手段と、
送信すべき信号の標本値に応じたパルス幅のパルスを生成して送信する信号送信手段であって、前記各タイムスロットのうち、所定のタイムスロットに同期して該パルスを送信する送信手段と、
信号の標本値に応じたパルス幅の信号を受信して該パルス幅に応じた信号を復調する信号受信手段であって、前記各タイムスロットのうち、所定のタイムスロットに同期して該信号を受信する受信手段と
を有することを特徴とする信号送受信装置。
A plurality of time-division time slots on the master side, a clock generating means for generating a clock signal that ticks one period for each time slot and sending the clock signal to the outside;
A reset generation means for generating a reset signal for engraving one period each time the time-division time slot makes a round, and sending the reset signal to the outside;
Signal transmitting means for generating and transmitting a pulse having a pulse width corresponding to a sample value of a signal to be transmitted, the transmitting means transmitting the pulse in synchronization with a predetermined time slot among the time slots; ,
A signal receiving means for receiving a signal having a pulse width corresponding to a sample value of the signal and demodulating the signal corresponding to the pulse width, wherein the signal is synchronized with a predetermined time slot among the time slots; Receiving means for receiving,
On the slave side,
A time-division time slot synchronization means for generating a time-division time slot synchronized with the master side by receiving a reset signal sent from the clock and reset generation means sent by the clock generation means;
Signal transmitting means for generating and transmitting a pulse having a pulse width corresponding to a sample value of a signal to be transmitted, the transmitting means transmitting the pulse in synchronization with a predetermined time slot among the time slots; ,
A signal receiving means for receiving a signal having a pulse width corresponding to a sample value of the signal and demodulating the signal corresponding to the pulse width, wherein the signal is synchronized with a predetermined time slot among the time slots; A signal transmitting / receiving apparatus comprising: a receiving means for receiving.
前記マスタ側またはスレーブ側の前記タイムスロットは、前記クロックを計数するカウンタによって形成され、
前記リセット信号は、前記カウンタが所定値をカウントした際に形成される
ことを特徴とする請求項1記載の信号送受信装置。
The time slot on the master side or the slave side is formed by a counter that counts the clock,
The signal transmitting / receiving apparatus according to claim 1, wherein the reset signal is formed when the counter counts a predetermined value.
上記クロック、リセット信号及び転送送受信信号は、一組の互いに逆論理の信号からなり、ツイストペアの経路で送受を行うことを特徴とする請求項1又は2のいずれか1つに記載の信号送受信装置。   3. The signal transmission / reception apparatus according to claim 1, wherein the clock, the reset signal, and the transfer transmission / reception signal are composed of a pair of signals having opposite logics, and are transmitted / received through a twisted pair path. .
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