JP2014146964A - Signal transmission system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数ビットのデータを伝送する信号伝送方式に関する。 The present invention relates to a signal transmission method for transmitting a plurality of bits of data.
信号伝送方式として、2本の伝送線路に互いに位相が反転した信号を伝送する平衡伝送方式が知られている(例えば、特許文献1参照)。この平衡伝送方式では、伝送線路を遠方から眺めたときに、あたかも信号が0(零)であるかのように見える。このため、伝送線路からのノイズ輻射を低減することができる。 As a signal transmission method, a balanced transmission method is known in which signals having phases inverted to each other are transmitted to two transmission lines (see, for example, Patent Document 1). In this balanced transmission system, when the transmission line is viewed from a distance, it looks as if the signal is 0 (zero). For this reason, noise radiation from the transmission line can be reduced.
ところで、平衡伝送方式であっても実際にはノイズ輻射が存在する。その原因としては、(a)2つの信号の立上りや立下りのタイミングがずれる、(b)信号の立上り速度と立下り速度が異なる、(c)2本の伝送線路のインピーダンスや電気長がずれてしまい、2つの信号の位相や振幅がずれてしまう等が挙げられる。最も大きな原因と思われるのが、信号の立上りと立下りのタイミングのずれ(スキュー)である。このスキューが僅かでも存在すると、偶数次高調波については、ノイズ輻射が殆ど減らないという問題がある。 Incidentally, noise radiation actually exists even in the balanced transmission system. The causes are (a) the rise and fall timings of the two signals are shifted, (b) the rise and fall rates of the signals are different, and (c) the impedance and electrical length of the two transmission lines are shifted. For example, the phases and amplitudes of the two signals are shifted. The most probable cause is the deviation (skew) between the rising and falling timings of the signal. If even this skew exists, there is a problem that noise radiation is hardly reduced for even-order harmonics.
本発明は前述の問題に鑑みなされたものであり、本発明の目的は、偶数次高調波を低減することができる信号伝送方式を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a signal transmission system that can reduce even-order harmonics.
上記課題を解決するために、請求項1の発明は、複数ビットのデータを伝送する信号伝送方式であって、前記データの元信号と該元信号を1ビット遅延させた遅延信号との差分を取った自己遅延差分信号を伝送する構成としている。
In order to solve the above-mentioned problem, the invention of
請求項2の発明では、前記自己遅延差分信号は、高値と低値とこれらの間の中間値との3値を含み、前記自己遅延差分信号が中間値のときには1ビット前と同じ値として前記データを復調する。
In the invention of
請求項3の発明では、2本の伝送線路のうち一方には前記自己遅延差分信号を伝送し、他方には前記自己遅延差分信号と逆相になった逆相信号を伝送している。
In the invention of
請求項1の発明によれば、元信号と遅延信号の差分を取った自己遅延差分信号を伝送する。ここで、元信号に対して遅延信号は時間が1ビット分遅れているだけなので、元信号および遅延信号のスペクトラムは基本的に同一になる。また、データ伝送速度の1/2の周波数に対応した基本波成分に関しては、元信号および遅延信号は、互いの位相が180°ずれる。このとき、自己遅延差分信号は元信号と遅延信号の差分を取るため、自己遅延差分信号の基本波成分は強め合って出力される。一方、データ伝送速度の周波数である2倍高調波成分(第2高調波成分)に関しては、元信号および遅延信号は、互いの位相が360°ずれる。このため、自己遅延差分信号の2倍高調波成分は弱め合って出力される。従って、自己遅延差分信号では、偶数次高調波が弱められるから、偶数次高調波によるノイズ輻射を低減することができる。 According to the first aspect of the present invention, the self-delayed difference signal obtained by taking the difference between the original signal and the delayed signal is transmitted. Here, since the delayed signal is only delayed by one bit with respect to the original signal, the spectrums of the original signal and the delayed signal are basically the same. In addition, with respect to the fundamental wave component corresponding to a half frequency of the data transmission rate, the original signal and the delayed signal are 180 ° out of phase with each other. At this time, since the self-delayed difference signal takes the difference between the original signal and the delayed signal, the fundamental wave components of the self-delayed difference signal are output in an intensified manner. On the other hand, with respect to the second harmonic component (second harmonic component) that is the frequency of the data transmission rate, the original signal and the delayed signal are mutually shifted in phase by 360 °. For this reason, the second harmonic component of the self-delayed difference signal is output after being weakened. Therefore, in the self-delayed differential signal, even-order harmonics are weakened, so that noise radiation due to even-order harmonics can be reduced.
請求項2の発明によれば、元信号は2値のディジタル信号であるから、元信号と遅延信号の差分を取った自己遅延差分信号は、高値、低値、中間値の3値を含む。このとき、自己遅延差分信号が高値または低値となったときには、元信号の高値と低値が1ビット毎に切り換わっており、例えば元信号の値が反映されている。このため、データの復調信号の値を自己遅延差分信号の高値と低値に対応させることによって、データを復調することができる。一方、自己遅延差分信号が中間値となったときには、元信号の高値または低値が2ビット以上連続しており、元信号の1ビット前の値が反映されている。このため、データの復調信号の値を1ビット前と同じ値にすることによって、データを復調することができる。 According to the second aspect of the present invention, since the original signal is a binary digital signal, the self-delayed difference signal obtained by taking the difference between the original signal and the delayed signal includes a high value, a low value, and an intermediate value. At this time, when the self-delay differential signal becomes a high value or a low value, the high value and the low value of the original signal are switched for each bit, for example, the value of the original signal is reflected. For this reason, data can be demodulated by making the value of the demodulated signal of data correspond to the high value and low value of the self-delayed difference signal. On the other hand, when the self-delay differential signal has an intermediate value, the high value or low value of the original signal is continuous for 2 bits or more, and the value one bit before the original signal is reflected. For this reason, the data can be demodulated by setting the value of the demodulated signal of the data to the same value as one bit before.
請求項3の発明によれば、2本の伝送線路のうち一方には自己遅延差分信号を伝送し、他方には自己遅延差分信号と逆相になった逆相信号を伝送したから、自己遅延差分信号を用いた平衡伝送を行うことができる。このため、伝送線路からのノイズ輻射をより一層低減することができる。
According to the invention of
以下、本発明の実施の形態による信号伝送方式について、図面を参照しつつ詳細に説明する。 Hereinafter, a signal transmission system according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1に、第1の実施の形態による信号伝送方式に用いる送信機1および受信機7を示す。なお、以下では、現在のビットを現ビットといい、1ビット前のビットを前ビットという。
FIG. 1 shows a
送信機1は、信号生成機2および差動増幅器5を備えている。信号生成機2は、例えばマイクロコンピュータによって構成されると共に、データの元信号S1を生成する元信号生成部3と、元信号S1を1ビット遅延させた遅延信号S2を生成する遅延信号生成部4とを備える。このとき、元信号S1は、ディジタル信号からなり、複数ビットからなるデータを構成している。元信号S1および遅延信号S2は、例えばビットの値「1」,「0」に応じて電圧が決まる電圧信号であり、信号生成機2の出力ポート2A,2Bからそれぞれ出力される。
The
差動増幅器5は、元信号S1と遅延信号S2との差分を演算し、自己遅延差分信号S3を出力する。具体的には、差動増幅器5は、元信号S1から遅延信号S2を減算して自己遅延差分信号S3を算出する。
The
なお、差動増幅器5は、例えば増幅率が1倍の演算増幅器によって構成される。また、差動増幅器5は、例えば帯域幅(FT)が元信号S1のデータレートの10倍程度以上で、入力3次インターセプトポイント(IIP3)が信号電圧よりも十分に高いものを使用するのが好ましい。また、自己遅延差分信号S3は、元信号S1と遅延信号S2との差分に対応していればよく、例えば遅延信号S2から元信号S1を減算したものでもよい。
The
ここで、元信号S1および遅延信号S2は、いずれも2値のディジタル信号である。即ち、元信号S1および遅延信号S2は、例えば「1」に対応した高値H(High)と、「0」に対応した低値L(Low)とを有している。一方、自己遅延差分信号S3は、元信号S1と遅延信号S2との差分に対応しているから、高値Hと低値Lに加えて、これらの間の中間値M(Middle)の3値を含む。なお、自己遅延差分信号S3の3値を明確化するためには、例えば元信号S1の高値Hと遅延信号S2の高値Hはほぼ同じ電圧であり、元信号S1の低値Lと遅延信号S2の低値Lはほぼ同じ電圧であるのが好ましい。 Here, the original signal S1 and the delayed signal S2 are both binary digital signals. That is, the original signal S1 and the delayed signal S2 have, for example, a high value H (High) corresponding to “1” and a low value L (Low) corresponding to “0”. On the other hand, since the self-delayed differential signal S3 corresponds to the difference between the original signal S1 and the delayed signal S2, in addition to the high value H and the low value L, three values of an intermediate value M (Middle) between them are obtained. Including. In order to clarify the three values of the self-delayed differential signal S3, for example, the high value H of the original signal S1 and the high value H of the delayed signal S2 are substantially the same voltage, and the low value L of the original signal S1 and the delayed signal S2 Preferably, the low value L is substantially the same voltage.
そして、差動増幅器5は、入力端子が信号生成機2の出力ポート2A,2Bに接続され、出力端子が1本の伝送線路6に接続されている。このため、差動増幅器5から出力された自己遅延差分信号S3は、伝送線路6を通じて受信機7に向けて伝送される。
The
なお、自己遅延差分信号S3の前には、先頭部分を識別するためのヘッダHDと、例えばデータのビット数に対応したパケット長データPLDとが付加される。これにより、例えば中間値Mの値がパケット内の復調すべきデータであるか、捨てるべきデータであるかを仕分けることができる。 Note that a header HD for identifying the head portion and packet length data PLD corresponding to the number of bits of data, for example, are added before the self-delay differential signal S3. Thereby, for example, it is possible to classify whether the value of the intermediate value M is data to be demodulated in the packet or data to be discarded.
受信機7は、ADコンバータ8および復調機9を備えている。ADコンバータ8は、伝送線路6から入力されるアナログ信号からなる自己遅延差分信号S3をディジタル信号に変換する。
The
復調機9は、入力ポート9Aを通じてADコンバータ8に接続されると共に、図2に示す変換ロジック10を備える。変換ロジック10は、自己遅延差分信号S3から元信号S1に対応した復調信号S4を検出し、データを復調する。
The demodulator 9 is connected to the
具体的には、変換ロジック10は、自己遅延差分信号S3の現ビットが高値Hのときには、復調信号S4の現ビットを高値Hに判定する。また、変換ロジック10は、自己遅延差分信号S3の現ビットが低値Lのときは、復調信号S4の現ビットを低値Lに判定する。一方、変換ロジック10は、自己遅延差分信号S3が中間値Mのときは、復調信号S4の現ビットを1ビット前である前ビットと同じ値に判定する。即ち、変換ロジック10は、自己遅延差分信号S3が中間値Mの場合は、復調信号S4の前ビットが高値Hと判定されたときに、復調信号S4の現ビットを高値Hと判定し、復調信号S4の前ビットが低値Lと判定されたときに、復調信号S4の現ビットを低値Lと判定する。
Specifically, the
本実施の形態による信号伝送方式は上述の構成により実現されるものであり、次にその動作について、図1ないし図4を参照しつつ説明する。 The signal transmission system according to the present embodiment is realized by the above-described configuration, and the operation thereof will be described with reference to FIGS.
送信機1は、例えば画像、音声等の各種のデータを伝送するときに、信号生成機2によってデータの元信号S1と遅延信号S2とを生成する。ここで、遅延信号S2は、元信号S1を1ビット遅延させたものである。図3に示すように、例えば元信号S1が先頭から末尾に向けて[1,0,1,0,1,0,1,1,0,0,1,0,1,0,1,1,1,0,0,1]であるときには、遅延信号S2は、元信号S1の先頭に低値Lまたは無信号を1ビット分だけ付加したものと同等である。なお、図3では、元信号S1および遅延信号S2は、低値Lでグランド電位となり、高値Hで予め決められた所定電圧V0となる場合を示している。
The
これらの元信号S1と遅延信号S2は、信号生成機2の出力ポート2A,2Bからそれぞれ出力されると共に、差動増幅器5によってこれらの差分が演算される。即ち、差動増幅器5は、元信号S1と遅延信号S2をビット毎に対比し、これらの差分に応じた自己遅延差分信号S3を出力する。このため、元信号S1の現ビットが「1」になり、元信号S1の前ビットに対応した遅延信号S2の現ビットが「0」になるときには、自己遅延差分信号S3の現ビットは、正の所定電圧(+V0)に対応した高値Hが出力される。元信号S1の現ビットが「0」になり、遅延信号S2の現ビットが「1」になるときには、自己遅延差分信号S3の現ビットは、負の所定電圧(−V0)に対応した低値Lが出力される。さらに、元信号S1の現ビットと遅延信号S2の現ビットが同じ値になる場合には、自己遅延差分信号S3の現ビットは、グランド電位に対応した中間値Mが出力される。
The original signal S1 and the delayed signal S2 are output from the
これにより、差動増幅器5から出力される自己遅延差分信号S3は、元信号S1および遅延信号S2が2値の信号であるのに対し、3値の信号になる。図3に示すように、例えば元信号S1が[1,0,1,0,1,0,1,1,0,0,1,0,1,0,1,1,1,0,0,1]であるときには、自己遅延差分信号S3は[1,-1,1,-1,1,-1,1,0,-1,0,1,-1,1,0,0,-1,0,1,-1]になる。このとき、自己遅延差分信号S3の「1」は高値Hに対応し、「−1」は低値Lに対応し、「0」は中間値Mに対応している。そして、自己遅延差分信号S3は、1本の伝送線路6を通じて受信機7に伝送される。
As a result, the self-delayed difference signal S3 output from the
受信機7は、自己遅延差分信号S3を受信すると、ADコンバータ8によって自己遅延差分信号S3をディジタル信号に変換し、復調機9に入力する。図3に示すように、復調機9は、変換ロジック10を用いて自己遅延差分信号S3から復調信号S4を検出する。例えば自己遅延差分信号S3は[1,-1,1,-1,1,-1,1,0,-1,0,1,-1,1,0,0,-1,0,1,-1]であるときには、復調信号S4は[1,0,1,0,1,0,1,1,0,0,1,0,1,1,1,0,0,1,0]になる。
When the
図3に示すように、元信号S1と遅延信号S2の差分を取った自己遅延差分信号S3は、高値H、低値L、中間値Mの3値を含む。このとき、自己遅延差分信号S3が高値Hまたは低値Lとなったときには、元信号S1の高値Hと低値Lが1ビット毎に切り換わっており、元信号S1の現ビットの値が反映されている。このため、復調信号S4の現ビットの値を自己遅延差分信号S3の現ビットの値に対応させることによって、データを復調することができる。一方、自己遅延差分信号S3が中間値Mとなったときには、元信号S1の高値Hまたは低値Lが2ビット以上連続しており、元信号S1の1ビット前の値、即ち元信号S1の前ビットの値が反映されている。このため、復調信号S4の現ビットの値を前ビットと同じ値にすることによって、データを復調することができる。 As shown in FIG. 3, the self-delayed differential signal S3 obtained by taking the difference between the original signal S1 and the delayed signal S2 includes three values: a high value H, a low value L, and an intermediate value M. At this time, when the self-delay differential signal S3 becomes a high value H or a low value L, the high value H and the low value L of the original signal S1 are switched every bit, and the value of the current bit of the original signal S1 is reflected. Has been. Therefore, the data can be demodulated by making the value of the current bit of the demodulated signal S4 correspond to the value of the current bit of the self-delayed differential signal S3. On the other hand, when the self-delay differential signal S3 becomes the intermediate value M, the high value H or low value L of the original signal S1 is continuous for 2 bits or more, and the value one bit before the original signal S1, that is, the original signal S1 The value of the previous bit is reflected. Therefore, the data can be demodulated by setting the value of the current bit of the demodulated signal S4 to the same value as the previous bit.
なお、復調信号S4のビット数は、自己遅延差分信号S3のビット数に応じて元信号S1よりも1ビット多くなる。これに対し、自己遅延差分信号S3の前には、予めヘッダHDとパケット長データPLDが付加されている。このため、復調機9は、ヘッダHDを用いて自己遅延差分信号S3の先頭部分を識別すると共に、パケット長データPLDに基づいて元信号S1のビット数を把握することができる。このため、復調信号S4の末尾の1ビットを削除することによって、伝送されたデータを復調することができる。これにより、受信機7は、送信機1から伝送されたデータを復元する。
Note that the number of bits of the demodulated signal S4 is one bit greater than that of the original signal S1, depending on the number of bits of the self-delayed differential signal S3. On the other hand, the header HD and the packet length data PLD are added in advance before the self-delay differential signal S3. For this reason, the demodulator 9 can identify the head portion of the self-delayed differential signal S3 using the header HD and can grasp the number of bits of the original signal S1 based on the packet length data PLD. For this reason, the transmitted data can be demodulated by deleting the last bit of the demodulated signal S4. As a result, the
次に、本実施の形態による偶数次高調波の低減効果について、以下に具体的に説明する。 Next, the effect of reducing even-order harmonics according to the present embodiment will be specifically described below.
例えば信号の立上り時間と立下り時間が同一で、ランダムなデータ列が無限に続くような理想的な信号の場合には、信号のスペクトラムに本来偶数次高調波は存在しない。しかし、実際のデータ伝送では信号の立上り時間と立下り時間が異なるのに加え、データ列は有限な時間区間だけ存在するパケット構造をしている。このような場合には、偶数次高調波が発生する。 For example, in the case of an ideal signal in which the rise time and fall time of the signal are the same and a random data string continues indefinitely, the even-order harmonic does not originally exist in the spectrum of the signal. However, in actual data transmission, the signal rise time and the fall time are different, and the data string has a packet structure that exists only in a finite time interval. In such a case, even harmonics are generated.
これに対し、本実施の形態による信号伝送方式では、元信号S1と遅延信号S2の差分を取った自己遅延差分信号S3を伝送する。ここで、遅延信号S2は、元信号S1に対して時間が1ビット分遅れているだけである。このため、図4に示すように、元信号S1および遅延信号S2のスペクトラムは基本的に同一になる。なお、図4は、一例として、基本周波数f1が50MHzで、データレートが100Mbpsの場合を示している。 On the other hand, in the signal transmission system according to the present embodiment, the self-delayed differential signal S3 obtained by taking the difference between the original signal S1 and the delayed signal S2 is transmitted. Here, the delay signal S2 is merely delayed by one bit with respect to the original signal S1. Therefore, as shown in FIG. 4, the spectrums of the original signal S1 and the delayed signal S2 are basically the same. FIG. 4 shows, as an example, a case where the basic frequency f1 is 50 MHz and the data rate is 100 Mbps.
また、データ伝送速度の1/2の周波数f1に対応した基本波成分に関しては、元信号S1および遅延信号S2は、互いの位相が180°ずれる。自己遅延差分信号S3は元信号S1と遅延信号S2の差分を取るため、自己遅延差分信号S3の基本波成分は強め合って出力される。 Further, with respect to the fundamental wave component corresponding to the frequency f1 that is ½ of the data transmission rate, the original signal S1 and the delayed signal S2 are 180 ° out of phase with each other. Since the self-delayed difference signal S3 takes the difference between the original signal S1 and the delayed signal S2, the fundamental wave components of the self-delayed difference signal S3 are output in an intensified manner.
一方、データ伝送速度の周波数f2である2倍高調波成分(第2高調波成分)に関しては、元信号S1および遅延信号S2は、互いの位相が360°ずれる。このため、自己遅延差分信号S3の2倍高調波成分は弱め合って出力される。従って、自己遅延差分信号S3では、例えば周波数f2,f4等のように周波数f1の偶数倍に対応した偶数次高調波が弱められる。 On the other hand, regarding the second harmonic component (second harmonic component) that is the frequency f2 of the data transmission rate, the original signal S1 and the delayed signal S2 are out of phase with each other by 360 °. For this reason, the second harmonic component of the self-delayed differential signal S3 is output after being weakened. Therefore, in the self-delayed differential signal S3, even-order harmonics corresponding to even multiples of the frequency f1, such as the frequencies f2, f4, are weakened.
かくして、本実施の形態による信号伝送方式では、元信号S1と遅延信号S2の差分を取った自己遅延差分信号S3を伝送するから、偶数次高調波を低減することができ、偶数次高調波によるノイズ輻射を低減することができる。この結果、信号の立上りと立下りのタイミングのずれによるスキューが存在した場合でも、平衡伝送方式に比べて、偶数次高調波によるノイズ輻射の少ない信号伝送が可能になる。 Thus, in the signal transmission system according to the present embodiment, since the self-delayed differential signal S3 obtained by taking the difference between the original signal S1 and the delayed signal S2 is transmitted, even-order harmonics can be reduced, and even-order harmonics are used. Noise radiation can be reduced. As a result, signal transmission with less noise radiation due to even-order harmonics can be achieved compared to the balanced transmission method even when there is a skew due to the difference between the rising and falling timings of the signal.
また、平衡伝送方式では、2本の伝送線路を用いて互いに逆相の信号を伝送するのに対し、本実施の形態による信号伝送方式では、1本の伝送線路6を用いて自己遅延差分信号S3を伝送する。このため、1本の伝送線路6しかない場合にも適用することができる。
In the balanced transmission method, signals having opposite phases are transmitted using two transmission lines, whereas in the signal transmission method according to the present embodiment, a self-delayed differential signal is transmitted using one
さらに、平衡伝送方式の場合には、2本の伝送線路の物理的な線路長やインピーダンス、位相、電圧の立上り時間と立下り時間等を完全に揃えることは難しく、2本の伝送線路間でこれらの値にばらつきが生じ易い。特に、データ伝送速度の周波数である2倍高調波成分(第2高調波成分)では、ノイズ輻射が増加する傾向があり、ノイズ対策の必要に迫られることが多い。 Furthermore, in the case of the balanced transmission method, it is difficult to completely align the physical line length, impedance, phase, voltage rise time and fall time of the two transmission lines between the two transmission lines. These values are likely to vary. In particular, in the second harmonic component (second harmonic component) that is the frequency of the data transmission speed, noise radiation tends to increase, and it is often necessary to take measures against noise.
これに対し、本実施の形態では、元信号S1と遅延信号S2を含む自己遅延差分信号S3は1本の同じ伝送線路6を伝送するから、平衡伝送方式のようは2本の伝送線路間のばらつきの問題が発生せず、理論通りの特性が得られ易い。
On the other hand, in the present embodiment, the self-delayed differential signal S3 including the original signal S1 and the delayed signal S2 is transmitted through the
また、平衡伝送方式では、正(+)と負(−)のペアで電圧を反転させることで、全周波数で逆相となるような信号を作成することを狙っているが、実際には立上り時間と立下り時間の差によって発生する偶数次高調波は位相が逆相になっていない。このため、偶数次高調波は非常に輻射し易い傾向がある。 The balanced transmission method aims to create a signal that is in reverse phase at all frequencies by inverting the voltage between a positive (+) and negative (-) pair. The even harmonics generated by the difference between time and fall time are not out of phase. For this reason, even-order harmonics tend to radiate very easily.
本実施の形態では、元信号S1と遅延信号S2との差分を取る行為によって、偶数次高調波を低減している。このため、立上り時間と立下り時間が異なるときでも、偶数次高調波の除去が可能になっている。 In the present embodiment, even-order harmonics are reduced by taking the difference between the original signal S1 and the delayed signal S2. For this reason, even when the rise time and the fall time are different, even-order harmonics can be removed.
また、例えば検出信号が高値Hか低値Lかを判断するような2値検出の場合に、検出信号が高値Hと低値Lの中間の値となったときには、そのビットの値を判定することができず、不定になる。これに対し、本実施の形態では、自己遅延差分信号S3は、高値Hと低値Lに加えて、これらの中間に位置する中間値Mを有するから、復調時に自己遅延差分信号S3が不定になる確率が低下し、ビットエラーレートを低減することができる。 Further, for example, in the case of binary detection in which it is determined whether the detection signal is a high value H or a low value L, when the detection signal becomes an intermediate value between the high value H and the low value L, the value of the bit is determined. I can't do it and it's undefined. On the other hand, in the present embodiment, the self-delayed differential signal S3 has an intermediate value M located between these high value H and low value L, so that the self-delayed differential signal S3 becomes indefinite during demodulation. And the bit error rate can be reduced.
さらに、一般的な3値ロジックでは、例えば高値H、低値L、中間値Mのいずれに近いかに応じて、判定結果を3つの値に振り分ける必要がある。これに対して、本実施の形態では、自己遅延差分信号S3の現ビットが中間値Mになるときには、復調信号S4の現ビットを復調信号S4の前ビットと同じ値に判定する。即ち、自己遅延差分信号S3の現ビットが中間値Mになると、復調信号S4の前ビットが高値Hか低値Lかに応じて、復調信号S4の現ビットが高値Hか低値Lかの判定が変わる。このようにヒステリシス性をもって3値の自己遅延差分信号S3から2値の復調信号S4を復調するから、例えば復調信号S4の前ビットが高値Hのときには、自己遅延差分信号S3が中間値Mよりも高値Hに近いときには、復調信号S4の現ビットを高値Hに判定すればよく、データの電圧に関して冗長性が生じ、誤判定の可能性が低下する。 Furthermore, in a general ternary logic, for example, it is necessary to distribute the determination result into three values depending on whether the value is close to a high value H, a low value L, or an intermediate value M. On the other hand, in the present embodiment, when the current bit of the self-delayed difference signal S3 becomes the intermediate value M, the current bit of the demodulated signal S4 is determined to be the same value as the previous bit of the demodulated signal S4. That is, when the current bit of the self-delayed differential signal S3 becomes the intermediate value M, whether the current bit of the demodulated signal S4 is a high value H or a low value L depends on whether the previous bit of the demodulated signal S4 is a high value H or a low value L. Judgment changes. Since the binary demodulated signal S4 is demodulated from the ternary self-delay differential signal S3 with hysteresis as described above, the self-delay differential signal S3 is higher than the intermediate value M when the preceding bit of the demodulated signal S4 has a high value H, for example. When the value is close to the high value H, the current bit of the demodulated signal S4 may be determined to be the high value H, redundancy occurs with respect to the data voltage, and the possibility of erroneous determination is reduced.
また、自己遅延差分信号S3の前にはヘッダHDとパケット長データPLDを付加した。このため、受信機7は、例えば自己遅延差分信号S3が中間値Mまたは低値Lとして無信号と同じ値を含む場合でも、自己遅延差分信号S3と無信号を区別することができ、ヘッダHDによって自己遅延差分信号S3の先頭部分を検出することができる。これに加え、受信機7は、パケット長データPLDによって元信号S1のビット数を把握することができる。このため、自己遅延差分信号S3が元信号S1よりも1ビット多くなっても、自己遅延差分信号S3に基づく復調信号S4から元信号S1のビット数に応じた信号を取り出すことによって、データを確実に復調することができる。
A header HD and packet length data PLD are added before the self-delay differential signal S3. For this reason, the
なお、第1の実施の形態では、自己遅延差分信号S3は高値H、低値L、中間値Mの3値の論理値を有するものとした。しかし、本発明はこれに限らず、例えば図5に示す変形例による自己遅延差分信号S3のように、5値の論理値を有してもよい。 In the first embodiment, the self-delayed difference signal S3 has a ternary logical value of a high value H, a low value L, and an intermediate value M. However, the present invention is not limited to this, and may have five logic values, such as a self-delayed difference signal S3 according to the modification shown in FIG.
図5では、元信号S1の「1」を高値Hとして正の所定電圧(+V0)に対応させ、元信号S1の「0」を低値Lとして負の所定電圧(−V0)に対応させ、無信号状態をグランド電位に対応させた場合を例示している。この場合、自己遅延差分信号S3の先頭ビットは、元信号S1の先頭ビットと同じ電圧になり、自己遅延差分信号S3の最終ビットは、元信号S1の最終ビットと符号が逆の電圧になる。図5では、元信号S1の先頭ビットと最終ビットがいずれも「1」になっているため、自己遅延差分信号S3の先頭ビットは「1」に対応して正の所定電圧(+V0)になり、自己遅延差分信号S3の最終ビットは「−1」に対応して負の所定電圧(+V0)になる。一方、自己遅延差分信号S3の残余のビットは、「±2」に対応して正または負の所定電圧V0の2倍の値(±2V0)、または「0」に対応してグランド電位になる。 In FIG. 5, “1” of the original signal S1 is set to a high value H to correspond to a positive predetermined voltage (+ V0), “0” of the original signal S1 is set to a low value L to correspond to a negative predetermined voltage (−V0), The case where the no-signal state is made to correspond to the ground potential is illustrated. In this case, the leading bit of the self-delayed differential signal S3 has the same voltage as the leading bit of the original signal S1, and the last bit of the self-delayed differential signal S3 has a voltage that is opposite in sign to the last bit of the original signal S1. In FIG. 5, since both the first bit and the last bit of the original signal S1 are “1”, the first bit of the self-delay difference signal S3 becomes a positive predetermined voltage (+ V0) corresponding to “1”. The last bit of the self-delay differential signal S3 becomes a negative predetermined voltage (+ V0) corresponding to “−1”. On the other hand, the remaining bits of the self-delayed difference signal S3 become a value twice the positive or negative predetermined voltage V0 (± 2V0) corresponding to “± 2” or a ground potential corresponding to “0”. .
このように、5値の自己遅延差分信号S3を用いた場合には、自己遅延差分信号S3の先頭ビットと最終ビットだけを残余のビットと異なる値に設定することができる。このため、この点を利用して自己遅延差分信号S3の先頭と末尾(最後)を検出することができる。 Thus, when the quinary self-delay differential signal S3 is used, only the first bit and the last bit of the self-delay differential signal S3 can be set to values different from the remaining bits. For this reason, it is possible to detect the beginning and the end (end) of the self-delayed differential signal S3 using this point.
次に、本発明の第2の実施の形態を、図6に示す。第2の実施の形態の特徴は、遅延器を用いて元信号を遅延させることにある。なお、第2の実施の形態では、前記第1の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。 Next, a second embodiment of the present invention is shown in FIG. The feature of the second embodiment is that the original signal is delayed using a delay device. In the second embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
第2の実施の形態による送信機11は、信号生成機12、遅延器13および差動増幅器5を備えている。信号生成機12は、例えばマイクロコンピュータによって構成されると共に、元信号生成部3を備え、出力ポート12Aから元信号S1を出力する。出力ポート12Aには、差動増幅器5の非反転入力端子が接続されている。このため、差動増幅器5の非反転入力端子には、元信号S1がそのまま入力される。また、出力ポート12Aには、遅延器13を介して差動増幅器5の反転入力端子が接続されている。このとき、遅延器13は、元信号S1を1ビット遅延させて、遅延信号S2を生成する。このため、差動増幅器5の反転入力端子には、遅延信号S2が入力される。この結果、差動増幅器5は、元信号S1と遅延信号S2との差分を演算し、自己遅延差分信号S3を出力する。
The
かくして、第2の実施の形態でも第1の実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。第2の実施の形態では、信号生成機12の個体差によって、元信号S1と遅延信号S2との間で立上り、立下り等に差異が生じることがなくなり、自己遅延差分信号S3の精度が向上する。なお、遅延器13によって遅延信号S2に損失が生じることがあり、この損失分による特性劣化については留意する必要がある。
Thus, the second embodiment can provide the same effects as those of the first embodiment. In the second embodiment, there is no difference in rising and falling between the original signal S1 and the delayed signal S2 due to individual differences of the
次に、本発明の第3の実施の形態を、図7に示す。第3の実施の形態の特徴は、信号生成機が元信号と遅延信号の差分を演算することにある。なお、第3の実施の形態では、前記第1の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。 Next, a third embodiment of the present invention is shown in FIG. The feature of the third embodiment is that the signal generator calculates the difference between the original signal and the delayed signal. In the third embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
第3の実施の形態による送信機21は、信号生成機22を備えている。信号生成機22は、例えばマイクロコンピュータによって構成されると共に、元信号生成部3と遅延信号生成部4に加えて、元信号S1と遅延信号S2との差分を演算する差分演算部23を備えている。差分演算部23は、例えば図8に示す演算ロジック24に基づいて、ディジタル信号からなる元信号S1と遅延信号S2との差分を演算し、自己遅延差分信号S3を出力する。
The
具体的には、差分演算部23は、元信号S1と遅延信号S2とを用いて、例えば元信号S1の現ビットの値と、元信号S1の前ビットの値との差分を演算する。例えば、元信号S1の現ビットが「1」(高値H)になり、前ビットが「0」(低値L)になるときには、自己遅延差分信号S3の現ビットは高値Hが出力される。元信号S1の現ビットが「0」(低値L)になり、前ビットが「1」(高値H)になるときには、自己遅延差分信号S3の現ビットは低値Lが出力される。さらに、元信号S1の現ビットと前ビットが同じ値になる場合には、自己遅延差分信号S3の現ビットは中間値Mが出力される。
Specifically, the
そして、差分演算部23は、信号生成機22の出力ポート22Aを通じて伝送線路6に接続される。これにより、差分演算部23から出力された自己遅延差分信号S3は、伝送線路6を通じて外部に伝送される。
The
かくして、第3の実施の形態でも第1の実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。 Thus, the third embodiment can provide the same operational effects as those of the first embodiment.
なお、第3の実施の形態では、信号生成機22は、3値の自己遅延差分信号S3を出力するものとした。しかし、本発明はこれに限らず、信号生成機22は、例えば図5に示す変形例のように、5値の自己遅延差分信号S3を出力する構成としてもよい。信号生成機22は、ディジタル信号の演算によって自己遅延差分信号S3を生成するため、所望の性能に応じて3値と5値のいずれの論理値も容易に選択することができる。
In the third embodiment, the
また、第3の実施の形態では、ディジタル信号の演算処理によって自己遅延差分信号S3を生成するものとした。しかし、本発明はこれに限らず、信号生成機22を例えばアナログ信号の演算が可能な専用IC等で構成することによって、アナログ信号の演算処理によって自己遅延差分信号S3を生成してもよい。
In the third embodiment, the self-delay differential signal S3 is generated by the digital signal arithmetic processing. However, the present invention is not limited to this, and the self-delayed difference signal S3 may be generated by an analog signal calculation process by configuring the
次に、本発明の第4の実施の形態を、図9に示す。第4の実施の形態の特徴は、2本の伝送線路のうち一方には自己遅延差分信号を伝送し、他方には自己遅延差分信号と逆相になった逆相信号を伝送させることにある。なお、第4の実施の形態では、前記第1の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。 Next, FIG. 9 shows a fourth embodiment of the present invention. The feature of the fourth embodiment is that one of the two transmission lines transmits a self-delay differential signal, and the other transmits a reverse-phase signal that is out of phase with the self-delay differential signal. . In the fourth embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
第4の実施の形態による送信機31は、信号生成機2および差動増幅器5を備えるのに加えて、逆相信号(−S3)を出力する差動増幅器32を備えている。このとき、差動増幅器5は、非反転入力端子に元信号S1が入力され、反転入力端子に遅延信号S2が入力される。これにより、差動増幅器5は、自己遅延差分信号S3(+S3)を出力する。
The
これに対し、差動増幅器32は、反転入力端子に元信号S1が入力され、非反転入力端子に遅延信号S2が入力される。これにより、差動増幅器32は、差動増幅器5から出力される自己遅延差分信号S3と位相が180°異なる逆相信号(−S3)を出力する。
On the other hand, in the
そして、差動増幅器5の出力端子は伝送線路6に接続され、差動増幅器32の出力端子は伝送線路6と対になった別個の伝送線路33に接続される。これにより、受信側では、伝送線路6,33間の電位差によって、自己遅延差分信号S3を受信することができる。
The output terminal of the
かくして、第4の実施の形態でも第1の実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。第4の実施の形態では、2本の伝送線路6,33を用いた平衡伝送によって自己遅延差分信号S3を伝送するから、偶数次高調波のノイズ抑制効果に加えて、平衡伝送における全周波数のノイズ抑制効果を得ることができる。このため、伝送線路6,33からのノイズ輻射をより一層低減することができる。
Thus, the fourth embodiment can provide the same operational effects as the first embodiment. In the fourth embodiment, since the self-delayed differential signal S3 is transmitted by balanced transmission using the two
なお、第4の実施の形態では、第1の実施の形態に適用したが、第2および第3の実施の形態にも適用することができる。第4の実施の形態を第3の実施の形態に適用した場合には、信号生成機中で逆相信号を演算してもよく、信号生成機から出力された自己遅延差分信号を反転させて逆相信号を生成してもよい。また、前記第2および第4の実施の形態でも、5値の自己遅延差分信号S3を用いることができる。 Although the fourth embodiment is applied to the first embodiment, it can also be applied to the second and third embodiments. When the fourth embodiment is applied to the third embodiment, a reverse phase signal may be calculated in the signal generator, and the self-delayed difference signal output from the signal generator is inverted. A negative phase signal may be generated. Also in the second and fourth embodiments, a quinary self-delay differential signal S3 can be used.
また、前記各実施の形態では、自己遅延差分信号S3は、高値Hで正の電圧になり、低値Lで負の電圧になり、中間値Mでグランド電位になるものとした。しかし、本発明はこれに限らず、例えば自己遅延差分信号S3は、高値Hで正の電圧になり、低値Lでグランド電位になると共に、中間値Mでこれらの中間の正の電圧になってもよい。 In each of the above embodiments, the self-delayed difference signal S3 is a positive voltage at the high value H, a negative voltage at the low value L, and a ground potential at the intermediate value M. However, the present invention is not limited to this. For example, the self-delayed difference signal S3 becomes a positive voltage at a high value H, becomes a ground potential at a low value L, and becomes an intermediate positive voltage at an intermediate value M. May be.
1,11,21,31 送信機
2,12,22 信号生成機
3 元信号生成部
4 遅延信号生成部
5,32 差動増幅器
6,33 伝送線路
7 受信機
8 ADコンバータ
9 復調機
10 変換ロジック
13 遅延器
23 差分演算部
1,11,21,31
Claims (3)
前記データの元信号と該元信号を1ビット遅延させた遅延信号との差分を取った自己遅延差分信号を伝送する信号伝送方式。 A signal transmission method for transmitting multiple bits of data,
A signal transmission system for transmitting a self-delayed differential signal obtained by taking a difference between an original signal of the data and a delayed signal obtained by delaying the original signal by 1 bit.
前記自己遅延差分信号が中間値のときには1ビット前と同じ値として前記データを復調してなる請求項1に記載の信号伝送方式。 The self-delayed differential signal includes three values: a high value, a low value, and an intermediate value therebetween,
2. The signal transmission system according to claim 1, wherein when the self-delay differential signal is an intermediate value, the data is demodulated as the same value as the previous bit.
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