JP2014212391A - 可変遅延装置及びその遅延量調整方法 - Google Patents

Abstract

【課題】冗長化方式であっても、電気信号を劣化させずに大きな遅延量を調整可能とする。
【解決手段】第１の分配器によって電気信号を２経路に分け、一方を第１の可変遅延器、他方を第２の可変遅延器で遅延させ、第１及び第２の可変遅延器から出力される電気信号をそれぞれ第２及び第３の分配器によって２経路に分ける。第２及び第３の分配器で分配される一方の電気信号同士の遅延量差を遅延量差計測器によって計測する。一方、第２及び第３の分配器でそれぞれ分配される他方の電気信号の伝送経路を第１及び第２のスイッチによって断続し、第１のスイッチ及び前記第２のスイッチそれぞれを通過した電気信号を合波器によって合波して出力する。ここで、遅延量差計測器で計測される遅延量差が許容範囲となるように、第１及び第２の可変遅延器の遅延量を交互に増加させ、その増加処理が施される期間、その経路を第１または第２のスイッチで遮断する。
【選択図】図１

Description

本発明は、電気回路における遅延時間を無瞬断で変更可能な可変遅延装置及びその遅延量調整方法に関する。

従来の電気回路における可変遅延装置には、可変遅延モジュールとして半導体遅延デバイスを用い、これらデバイスをカスケード結合する方式、或いは、カスケード結合した経路を冗長化する方式（非特許文献１）などがある。いずれの方式も所望の遅延時間を予め設定して使用されている。

真鍋他、可変電気遅延器を用いた光線路無瞬断切替システムの基本検討、信学技報、vol.112、no.311、OFT2012-46、pp.23-26、2011

しかしながら、上記のような従来の無瞬断対応の可変遅延装置では、２つの経路の電気信号を合波する際、２つの経路の電気信号の相対的な遅延量差が大きいと、その遅延量差に起因して電気信号が劣化し、結果として通信に影響を与えてしまう、という問題があった。

本発明は上記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、冗長化方式であっても、電気信号を劣化させずに大きな遅延量の調整が可能な可変遅延装置及びその遅延量調整方法を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明の第１の観点は、以下のような構成要素を備えている。すなわち、電気信号の遅延時間を無瞬断で変化させる可変遅延装置において、前記電気信号を２経路に分ける第１の分配器と、前記第１の分配器で分配される一方の電気信号の遅延時間を変化させる第１の可変遅延器と、前記第１の分配器で分配される他方の電気信号の遅延時間を変化させる第２の可変遅延器と、前記第１の可変遅延器から出力される電気信号を２経路に分ける第２の分配器と、前記第２の可変遅延器から出力される電気信号を２経路に分ける第３の分配器と、前記第２の分配器で分配される一方の電気信号と前記第３の分配器で分配される一方の電気信号との遅延量差を計測する遅延量差計測器と、前記第２の分配器で分配される他方の電気信号の伝送経路を断続する第１のスイッチと、前記第３の分配器で分配される他方の電気信号の伝送経路を断続する第２のスイッチと、前記第１のスイッチ及び前記第２のスイッチそれぞれを通過した電気信号を合波して出力する合波器と、前記第１及び第２の可変遅延器の遅延量、第１及び第２のスイッチの断続を制御する制御器とを具備し、前記制御器が、前記遅延量差計測器で計測される遅延量差が許容範囲となるように、第１の可変遅延器の遅延量と第２の可変遅延器の遅延量を交互に増加し、その増加処理が施される期間、その経路を前記第１または第２のスイッチで遮断するように制御する。

また、本発明の第２の観点は、以下のような構成要素を備えている。すなわち、第１の分配器によって電気信号を２経路に分け、一方の電気信号を第１の可変遅延器、他方の電気信号を第２の可変遅延器で遅延させ、前記第１の可変遅延器から出力される電気信号を第２の分配器によって２経路に分け、前記第２の可変遅延器から出力される電気信号を第３の分配器によって２経路に分け、前記第２の分配器で分配される一方の電気信号と前記第３の分配器で分配される一方の電気信号との遅延量差を遅延量差計測器によって計測するようにし、前記第２の分配器で分配される他方の電気信号の伝送経路を第１のスイッチによって断続し、前記第３の分配器で分配される他方の電気信号の伝送経路を第２のスイッチによって断続し、前記第１のスイッチ及び前記第２のスイッチそれぞれを通過した電気信号を合波器によって合波して出力する可変遅延装置に用いられ、前記遅延量差計測器で計測される遅延量差が許容範囲となるように、第１の可変遅延器の遅延量と第２の可変遅延器の遅延量を交互に増加させ、その増加処理が施される期間、その経路を前記第１または第２のスイッチで遮断する。

すなわち、本発明に係る可変遅延装置は、電気信号の劣化要因である遅延量差の許容値に着目し、２つの経路の遅延量差を常に許容値以下に抑えるしくみを実現したものである。具体的には、２つの経路の遅延量差を遅延量差計測器によって計測し、その計測された値を得て、第１、第２の可変遅延器の遅延量および第１、第２のスイッチのオン・オフの制御により、片経路ずつ交互に遅延量を増加させるとともに２経路のスイッチのオン／オフを組み合わせることで、２経路の相対的な遅延量差を常に許容値の範囲内に保ちながら総遅延量を増加させていく。この場合、冗長化方式の可変遅延装置においても、通信に影響を与えることなく、大きな遅延調整が可能となる。

したがって、本発明によれば、冗長化方式であっても、電気信号を劣化させずに大きな遅延量が調整可能な可変遅延装置及びその遅延量調整方法を提供することができる。

本発明に係る可変遅延装置の一実施形態の構成を示すブロック図である。 上記実施形態の可変遅延装置における遅延量調整方法の処理の流れを示すフローチャートである。 上記実施形態の初期状態を示すブロック図である。 上記実施形態の工程１の状態を示すブロック図である。 上記実施形態の工程２の状態を示すブロック図である。 上記実施形態の工程３の状態を示すブロック図である。 上記実施形態の工程４の状態を示すブロック図である。 上記実施形態の工程５の状態を示すブロック図である。 上記実施形態の工程６の状態を示すブロック図である。 上記実施形態の工程７の状態を示すブロック図である。

以下、図面を参照してこの発明に係わる実施形態を説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る可変遅延装置の構成を示すブロック図である。図１において、入力端子１から入力される電気信号は第１の分配器２に供給される。この第１の分配器２は供給された電気信号を２つの経路に同じ電気信号を分配出力する。この第１の分配器２から出力される電気信号は第１の可変遅延器３および第２の可変遅延器３’にそれぞれ供給される。第１の可変遅延器３および第２の可変遅延器３’は、それぞれ供給される電気信号を制御装置７から制御線８を通して命令される遅延量分だけ遅延して出力する。

第１の可変遅延器３および第２の可変遅延器３’から出力される電気信号はそれぞれ第２の分配器１０および第３の分配器１０’に供給される。第２の分配器１０および第３の分配器１０’に供給される電気信号は、第１の分配器１と同様に、２つの経路に供給される電気信号と同じ電気信号を分配出力する。第２の分配器１０および第３の分配器１０’から出力される一方の電気信号は遅延量差計測器６に供給される。また、第２の分配器１０から出力される他方の電気信号は第１のスイッチ４を介して合波器５に供給され、第３の分配器１０’から出力される他方の電気信号は第２のスイッチ４’を介して合波器５に供給される。

遅延量差計測器６は２つの経路から供給される電気信号の遅延量差を計測する。
第１のスイッチ４および第２のスイッチ４’はそれぞれ制御装置７から制御線８を通して命令されるオン・オフ制御信号に従って電気信号のオンとオフを切り替え、これによって第１、第２の分配器１０，１０’から合波器５に供給される電気信号を断続する。合波器５は各スイッチ４，４’を通じて第２及び第３の分配器１０，１０’から供給される２つの電気信号を合波して出力する。合波器５から出力される電気信号は出力端子９から出力される。

次に遅延量調整方法について図２乃至図１０を用いて説明する。図２は調整の流れを示すフローチャート、図３乃至図１０は図２に示す各工程の状態を示すブロック図である。ここでは、合波器５が論理和回路（ＯＲ）である場合について説明する。
第１の可変遅延器３および第２の可変遅延器３’の遅延量を０、第１のスイッチ４がＯＮ、第２のスイッチ４’がＯＦＦの状態を初期状態とする（図３）。
まず、調整開始の指示があった場合、工程１（図４）として、遅延量差計測器６で遅延量差を計測しながら、遅延量差がａになるように第２の可変遅延器３’の遅延量を増加させる。すなわち、遅延量は遅延量差ａ相当増加させることになる。このとき、第２の可変遅延器３’が設置されている経路は、第２のスイッチ４’がＯＦＦになっているため、電気信号は合波器５に供給されず、通信に影響を与えない。

次に、工程２（図５）として、第２のスイッチ４’をＯＮに切り替える。このとき、遅延量差ａが１パルスに対して十分に小さければ通信には影響が無い。
次に、工程３（図６）として、第１のスイッチ４をＯＦＦに切り替える。このとき、第２のスイッチ４’はＯＮになっているため、第２のスイッチ４’が配置されている経路で電気信号が合波器５を介して出力端子９から出力され、通信には影響が無い。

次に、工程４（図７）として、遅延量差計測器６で遅延量差を計測しながら、遅延量差がａになるように第１の可変遅延器３の遅延量を増加させる。すなわち、遅延量は遅延量差２ａ相当増加させることになる。このとき、第１の可変遅延器３が設置されている経路は、第１のスイッチ４がＯＦＦになっているため、電気信号は合波器５に供給されず、通信に影響を与えない。

次に、工程５（図８）として、第１のスイッチ４をＯＮに切り替える。このとき、工程２と同様の理由により通信には影響が無い。
次に、工程６（図９）として、第２のスイッチ４’をＯＦＦに切り替える。このとき、第１のスイッチ４はＯＮになっているため、第１のスイッチ４が配置されている経路で電気信号が伝送され、通信には影響が無い。

次に、工程７（図１０）として、遅延量差計測器６で遅延量差を計測しながら、遅延量差がａになるように第２の可変遅延器３’の遅延量を増加させる。すなわち、遅延量は遅延量差２ａ相当増加させることになる。このとき、第２の可変遅延器３’が設置されている経路は第２のスイッチ４’がＯＦＦになっているため、電気信号は合波器５に供給されず、通信に影響を与えない。

その後、工程２から工程７を繰り返すことにより、常に２つの経路の遅延量差をａに保ちながら、通信には影響を与えずに遅延量を調整可能である。第１の可変遅延器３および第２の可変遅延器３’の遅延量の調整精度が良い場合には、遅延量差計測器６での遅延量差の計測を何回か置きに行えばよい。遅延量差計測器６には、例えば位相比較器や排他的論理和回路（XOR）および自己相関関数などを用いるとよい。

また、合波器５が論理積回路（ＡＮＤ）の場合においても、論理和回路（ＯＲ）の場合と同様に、遅延量差計測器６で遅延量差を計測しながら、遅延量差がａになるように可変遅延器３の遅延量を増加させるため、通信には影響が無い。
ところで、可変遅延装置を用いる際には、各電気信号を同じ遅延量だけそれぞれ調整したい場合がある。この際にも、可変遅延装置において、初期状態の各電気信号の各経路の遅延量を一致させておけば、各電気信号を初期状態から相対的に同じ遅延量だけそれぞれ調整可能である。

すなわち、上記実施形態の可変遅延装置は、電気信号の劣化要因である遅延量差の許容値に着目し、２つの経路の遅延量差を常に許容値以下に抑えるしくみを実現するために、２つの経路の遅延量差を遅延量差計測器６によって計測し、その計測された値を得て、第１、第２の可変遅延器の遅延量および第１、第２のスイッチのオン・オフの制御により、片経路ずつ交互に遅延量を増加させるとともに２経路のスイッチのオン／オフを組み合わせることで、２経路の相対的な遅延量差を常に許容値の範囲内に保ちながら総遅延量を増加させていく。この場合、冗長化方式の可変遅延装置においても、通信に影響を与えることなく、大きな遅延調整が可能となる。

したがって、本実施形態の構成によれば、冗長化方式であっても、電気信号を劣化させずに大きな遅延量が調整可能な可変遅延装置及びその遅延量調整方法を提供することができる。
なお、本発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。

１…入力端子
２…第１の分配器
３…第１の可変遅延器
３’…第２の可変遅延器
４…第１のスイッチ
４’…第２のスイッチ
５…合波器
６…遅延量差計測器
７…制御装置
８…制御線
９…出力端子
１０…第２の分配器
１０’…第３の分配器

Claims (2)

1. 電気信号の遅延時間を無瞬断で変化させる可変遅延装置において、
   前記電気信号を２経路に分ける第１の分配器と、
   前記第１の分配器で分配される一方の電気信号の遅延時間を変化させる第１の可変遅延器と、
   前記第１の分配器で分配される他方の電気信号の遅延時間を変化させる第２の可変遅延器と、
   前記第１の可変遅延器から出力される電気信号を２経路に分ける第２の分配器と、
   前記第２の可変遅延器から出力される電気信号を２経路に分ける第３の分配器と、
   前記第２の分配器で分配される一方の電気信号と前記第３の分配器で分配される一方の電気信号との遅延量差を計測する遅延量差計測器と、
   前記第２の分配器で分配される他方の電気信号の伝送経路を断続する第１のスイッチと、
   前記第３の分配器で分配される他方の電気信号の伝送経路を断続する第２のスイッチと、
   前記第１のスイッチ及び前記第２のスイッチそれぞれを通過した電気信号を合波して出力する合波器と、
   前記第１及び第２の可変遅延器の遅延量、第１及び第２のスイッチの断続を制御する制御器と
   を具備し、
   前記制御器が、前記遅延量差計測器で計測される遅延量差が許容範囲となるように、第１の可変遅延器の遅延量と第２の可変遅延器の遅延量を交互に増加し、その増加処理が施される期間、その経路を前記第１または第２のスイッチで遮断するように制御することを特徴とする可変遅延装置。
2. 第１の分配器によって電気信号を２経路に分け、一方の電気信号を第１の可変遅延器、他方の電気信号を第２の可変遅延器で遅延させ、前記第１の可変遅延器から出力される電気信号を第２の分配器によって２経路に分け、前記第２の可変遅延器から出力される電気信号を第３の分配器によって２経路に分け、前記第２の分配器で分配される一方の電気信号と前記第３の分配器で分配される一方の電気信号との遅延量差を遅延量差計測器によって計測するようにし、
   前記第２の分配器で分配される他方の電気信号の伝送経路を第１のスイッチによって断続し、前記第３の分配器で分配される他方の電気信号の伝送経路を第２のスイッチによって断続し、前記第１のスイッチ及び前記第２のスイッチそれぞれを通過した電気信号を合波器によって合波して出力する可変遅延装置に用いられ、
   前記遅延量差計測器で計測される遅延量差が許容範囲となるように、第１の可変遅延器の遅延量と第２の可変遅延器の遅延量を交互に増加させ、
   その増加処理が施される期間、その経路を前記第１または第２のスイッチで遮断することを特徴とする可変遅延装置の遅延量調整方法。

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