JP2023135827A - 送信回路および送受信回路 - Google Patents

Abstract

【課題】送信エネルギーの増加を抑えつつ、受信性能を改善することを目的とする。【解決手段】本実施形態の送信回路は、入力信号に応じて、複数のパルス波形を含む波形を出力する送信部を備え、前記パルス波形は、第１送信パルス波形と、前記第１送信パルス波形の後ろの第２送信パルス波形を含み、前記第１送信パルス波形は、前記第２送信パルス波形よりも振幅が大きい。【選択図】図４

Description

本発明の実施形態は、送信回路および送受信回路に関する。

絶縁素子を介して、送信部から受信部に入力信号を伝送する絶縁信号伝送する方法がある。絶縁信号伝送においては、ハイレベル、またはローレベルのパルスによりデジタル信号を送信する方法がある。
絶縁素子は、一般的に帯域通過フィルタ（バンドパスフィルタ）型の周波数特性を持つため、送信部から絶縁素子を介して受信部側に出力される出力波形は、特定周波数以外の成分が除去されたパルス波形を含むアナログ波形となる。
受信部は、受信したアナログ波形から送信信号に含まれるデジタル信号のハイレベル、ローレベルを判定し、情報を再生する。

つまり、入力信号に含まれる信号を受信するためには、出力されたアナログ波形をもとにパルスを再生するため、パルスに含まれるハイレベル、ローレベルの信号を判定する必要がある。

しかしながら、アナログ波形は、雑音等の影響のため、一部のパルスでハイレベル、ローレベルの判定ができない場合がある。
このような場合、当該パルスがボトルネックとなって、受信性能が制限される。

入力信号の受信性能を改善するためには、当該パルスの振幅、パルス幅を増加させる必要がある。すなわち、送信部が出力する信号のエネルギーである送信エネルギーを増加させる課題がある。

米国特許 US7728680B2号公報

本実施形態は、上述したような問題点に鑑みてなされたものであり、送信エネルギーの増加を抑えつつ、受信性能を改善することを目的とする。

本実施形態の送信回路は、入力信号に応じて、複数のパルス波形を含む波形を出力する送信部を備え、前記パルス波形は、第１送信パルス波形と、前記第１送信パルス波形の後ろの第２送信パルス波形を含み、前記第１送信パルス波形は、前記第２送信パルス波形よりも振幅が大きい。

本実施形態に係る送受信回路の全体構成を示す図。 送信パルス生成装置の回路構成を示す図。 トリガー信号およびデータ信号との組み合わせにより出力される送信信号を示す図。 信号送付時のスイッチのON、OFFを示す図。 送信回路がアナログ波形を送信する動作の一例を示すフローチャート。 絶縁素子の構造を示す図。 ハイパスフィルタのカットオフ周波数を変更した場合の特定の端子におけるパルスの変化を示す図。 図６において第１送信パルスの振幅を増幅して送信した場合のパルスの変化を示す図。 ハイパスフィルタのカットオフ周波数を特定の周波数にした場合のパルスの変化を示す図。 全体消費電流を一定にして比較した電流パルスの関係を示す図。 消費電力がパルス振幅に比例する場合において消費電力が一定である条件に基づき、第１送信パルスと他の送信パルスの比に対する第１受信パルスの比率を示す図。 消費電力がパルス振幅の二乗に比例する場合において消費電力が一定である条件に基づき、第１送信パルスと他の送信パルスの比に対する第１受信パルスの比率を示す図。 変形例に係る送信パルス生成回路の構成を示す図。 信号送付時のスイッチのON、OFFを示す図。 変形例に係る送受信回路の全体構成を示す図。 変形例に係る送信パルス生成回路の回路構成を示す図。 トリガー信号およびデータ信号との組み合わせにより出力される送信信号を示す図。 信号送付時のスイッチのON、OFFを示す図。 変形例に係る送信パルス生成回路の構造を示す図。 信号送付時のスイッチのON、OFFを示す図。 送信パルス生成回路の構造を示す図。 変形例に係る送受信回路の全体構成を示す図。 データ信号との組み合わせにより出力される送信信号を示す図。 変形例に係る送受信回路の全体構成を示す図。 データ信号との組み合わせにより出力される送信信号を示す図。 変形例に係る送受信回路の全体構成を示す図。 パルス波形の数が２である場合のハイパスフィルタのカットオフ周波数を変更した場合の特定の端子におけるパルスの変化を示す図。 図２７において第１送信パルスの振幅を増幅して送信した場合のパルスの変化を示す図。 消費電力がパルス振幅に比例する場合において消費電力が一定である条件に基づき、第１送信パルスと第２送信パルスの比に対する第１受信パルスの比率を示す図。 消費電力がパルス振幅の二乗に比例する場合において消費電力が一定である条件に基づき、第１送信パルスと第２送信パルスの比に対する第１受信パルスの比率を示す図。 変形例に係る送受信回路の全体構成を示す図。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に係る送受信回路１０００の全体構成を示す。図２は、送信パルス生成回路（送信パルス生成部）１１０の回路構成を示す。図３は、トリガー信号およびデータ信号との組み合わせにより出力される送信信号を示す。図４は、信号送付時のスイッチのON、OFFを示す。
送受信回路１０００は、送信回路１００と、絶縁素子２００と、受信回路３００とを含む。
送受信回路１０００は、入力側である送信回路１００と、出力側である受信回路３００が、電気的な絶縁体である絶縁素子２００で絶縁し、信号を伝送する送受信回路である。

送信回路１００は、入力信号に応じてアナログ波形（第１波形）を出力する。詳細には、送信回路１００は入力信号の遷移に同期してアナログ波形（第１波形）を出力する。送信回路１００は送信部と称してもよい。
入力信号は、例えば、電流センサもしくは、電圧センサで出力されたアナログ信号をデジタル信号に変換した信号である。
入力信号には、電流センサもしくは、電圧センサが観測した増幅対象の電気信号でない信号、例えば、雑音などが含まれる。
入力信号の遷移は、入力信号の状態の変化を示す。入力信号の遷移は、例えば、入力信号の立ち上がりエッジ、立ち下がりエッジである。
送信回路１００は、送信パルス生成回路１１０と、制御信号生成部１２０を含む。

送信回路１００が出力するアナログ波形は、連続したパルス波形を含む波形である。
連続したパルス波形とは、パルス波形同士の間隔が０である場合に加えて、パルス波形同士が一定の周期間隔ごとである場合も含まれる。例えば、パルス波形とパルス波形同士の間隔が１秒ごとである場合も含まれる。

例えば、パルス波形の数N（Nは２以上の自然数）とした場合、送信回路１００は、入力信号をN個の連続したパルス波形のアナログ波形として送信する。
当該パルス波形は、振幅に基づき、ハイレベル、もしくはローレベルを判別することでブーリアン値とすることができる。
例えば、当該アナログ波形は、N個のビットで表されるデジタル信号とみなすことができる。

以下では、アナログ波形に含まれるパルス波形の数Nを３として説明する。
送信回路１００は、入力信号を３個のパルス波形を有するアナログ波形に変換して送信する。

本説明では、送信回路１００が出力する３個のパルスの中で最初に出力されるパルスを第１送信パルス（第１送信パルス波形）、次に出力されるパルスを第２送信パルス（第２送信パルス波形）、次に出力されるパルスを第３送信パルスとする。

送信パルス生成回路１１０は、パルス波形を生成する。本実施形態では、送信パルス生成回路１１０は、差動電流パルスによりパルス波形を生成する。
送信パルス生成回路１１０は、電流源１１１＿１～１１１＿８と、スイッチ１１２＿１～１１２＿８と、を含む。

電流源１１１＿１、１１１＿３、１１１＿５、１１１＿７（第１電流源）は、I1の電流を流す。同様に、電流源１１１＿２、１１１＿４、１１１＿６、１１１＿８（第２電流源）は、I2の電流を流す。
スイッチ１１２＿１、１１２＿３、１１２＿５、１１２＿７（第１開閉器）は、電流源１１１＿１、１１１＿３、１１１＿５、１１１＿７に接続されている。
同様に、スイッチ１１２＿２、１１２＿４、１１２＿６、１１２＿８（第２開閉器）は、電流源１１１＿１、１１１＿３、１１１＿５、１１１＿７に接続されている。
スイッチ１１２＿１～１１２＿８は、開閉により、電流源の出力を制御する、例えば、ONとなることで電流源の電流が回路に流れる。

スイッチ１１２＿１～１１２＿８は、電流源の出力制御の開閉に機械的な接点による開閉に限らない。
スイッチ１１２＿１～１１２＿８は、論理ゲートにより電流源の出力制御をしてもよい。例えば、スイッチ１１２＿１～１１２＿８は、トランジスタ、集積回路（IC）などのデジタル回路であってもよい。

送信パルス生成回路１１０は、極性の異なる送信パルスを組み合わせることで送信信号としてH、またはLの2種類の信号を伝達する。
信号Hは、例えば、デジタル信号のハイレベルを示す信号であり、信号Hは、例えば、デジタル信号のローレベルを示す信号である。

例えば、信号Hを送信する場合には、第１送信パルスにおいて、スイッチ１１２＿１、１１２＿２、１１２＿７、１１２＿８（第１開閉器）を同時にONにすることで、IoutにI1+I2の電流を出力する。
次に、第２送信パルスにおいて、スイッチ１１２＿３、１１２＿５を同時にONにすることで、Ioutに-I1の電流を出力する。
最後に、第３送信パルスにおいて、スイッチ１１２＿１、１１２＿７を同時にONにすることで、IoutにI1の電流を出力する。

つまり、信号Hを送信する場合には、図４に示すように、スイッチ１１２＿１をON、OFF、ONの状態となる順番で操作する。
以下同様に、スイッチ１１２＿２をON、OFF、OFFの状態となる順番で操作する。スイッチ１１２＿３をOFF、ON、OFFの状態となる順番で操作する。スイッチ１１２＿４をOFF、OFF、OFFの状態となる順番で操作する。スイッチ１１２＿５をOFF、ON、OFFの状態となる順番で操作する。スイッチ１１２＿６をOFF、OFF、OFFの状態となる順番で操作する。スイッチ１１２＿７をON、OFF、ONの状態となる順番で操作する。スイッチ１１２＿８をON、OFF、OFFの状態となる順番で操作する。

Ioutに流れる電流は、I1+I2、-I1、I1の順番で出力される。
第１送信パルス、第２送信パルス、第３送信パルスは、当該電流の出力の大きさに比例して出力される。つまり、第１送信パルスは、I2大きい電流に基づき出力されるため、第３送信パルスよりも大きくなる。

電流源が流す電流を調節することで、送信パルスの電流の振幅を調節することができる。
例えば、I2=2×I1 の関係を満たすように電流源が流す電流を調整することで、第１送信パルスの電流の振幅をほかのパルスに対して３倍に設定することができる。他にも、電流源が流す電力を調整することで、第１送信パルスの振幅を他のパルスの任意の倍率に設定することができる。

例えば、信号Lを送信する場合には、第１送信パルスにおいて、スイッチ１１２＿３、１１２＿４、１１２＿５、１１２＿６を同時にONにすることで、Ioutに-(I1+I2)の電流を出力する。
次に、第２送信パルスにおいて、スイッチ１１２＿１、１１２＿７を同時にONにすることで、IoutにI1の電流を出力する。
最後に、第３送信パルスにおいて、スイッチ１１２＿３、１１２＿５を同時にONにすることで、Ioutに-I1の電流を出力する。

つまり、信号Lを送信する場合には、図４に示すように、スイッチ１１２＿１をOFF、ON、OFFの状態となる順番で操作する。
以下同様に、スイッチ１１２＿２をOFF、OFF、OFFの状態となる順番で操作する。スイッチ１１２＿３をON、OFF、ONの状態となる順番で操作する。スイッチ１１２＿４をON、OFF、OFFの状態となる順番で操作する。スイッチ１１２＿５をON、OFF、ONの状態となる順番で操作する。スイッチ１１２＿６をON、OFF、OFFの状態となる順番で操作する。スイッチ１１２＿７をOFF、ON、OFFの状態となる順番で操作する。スイッチ１１２＿８をOFF、OFF、OFFの状態となる順番で操作する。

Ioutに流れる電流は、-(I1+I2)、I1、-I1の順番で出力される。
第１送信パルス、第２送信パルス、第３送信パルスは、当該電流の出力の大きさに比例して出力される。つまり、第１送信パルスは、I2大きい電流に基づき出力されるため、第３送信パルスよりも大きくなる。

制御信号生成部１２０は、送信パルス生成回路１１０に含まれるスイッチの動きを制御する制御信号を生成する。
制御信号生成部１２０は、データ信号とトリガー信号の２種類の信号から送信パルス生成回路１１０のスイッチの動作を制御する。

トリガー信号は、送信パルス生成回路１１０がパルスを送信するタイミングを示す信号である。トリガー信号は、ハイレベルもしくはローレベルの判別できる信号である。
制御信号生成部１２０は、トリガー信号の立ち上がりエッジに応じて、パルス信号を送信する。

データ信号は、送信パルスが出力する信号の種類を示す信号である。トリガー信号と同様に、データ信号は、ハイレベルもしくはローレベルの判別できる信号である。
制御信号生成部１２０は、データ信号のハイレベル、ローレベルに応じた送信パルスを出力するように、送信パルス生成回路１１０に含まれるスイッチを制御する。
本実施形態では、データ信号がハイレベルならば、制御信号生成部１２０は、信号Hを送信する。データ信号がローレベルならば、制御信号生成部１２０は、信号Lを送信する。

例えば、図３に示すように、トリガー信号の立ち上がりエッジを検知し、かつデータ信号がハイレベルを示すタイミングでは、送信パルス生成回路１１０は、信号Hを送信する。
例えば、トリガー信号の立ち上がりエッジを検知し、かつデータ信号がローレベルを示すタイミングでは、送信パルス生成回路１１０は、信号Lを送信する。
トリガー信号とデータ信号は、組み合わせることで、アナログ波形（第１波形）を出力する入力信号としてもよい。

本実施形態では、送信回路１００に送信パルス生成回路１１０と、制御信号生成部１２０が含まれ一体となっているが、別体で設けてもよい。
例えば、送信回路１００は、アナログ波形を出力し、送信回路１００の外部に送信パルス生成回路１１０と、制御信号生成部１２０をそれぞれもしくは一方を設けてもよい。

図５は、送信回路１００がアナログ波形を送信する動作の一例を示す。
制御信号生成部１２０は、トリガー信号の立ち上がりエッジを受信したか判定する（Ｓ１００１）。トリガー信号を受信した場合、Ｓ１００２に進み、受信していない場合、処理を終了する。

制御信号生成部１２０は、データ信号を受信したか判定する（Ｓ１００２）。データ信号を受信した場合、Ｓ１００３に進み、受信していない場合、処理を終了する。

制御信号生成部１２０は、受信したデータ信号の種類を判定する（Ｓ１００３）。ハイレベルのデータ信号を受信した場合、Ｓ１００４に進み、ローレベルのデータ信号を受信した場合、Ｓ１００５に進む。

受信したデータ信号がハイレベルであった場合、制御信号生成部１２０は、信号Hを出力するように、送信パルス生成回路１１０を制御する（Ｓ１００４）。
同様に、受信したデータ信号がローレベルであった場合、制御信号生成部１２０は、信号Lを出力するように、送信パルス生成回路１１０を制御する（Ｓ１００５）。

図６は、絶縁素子２００の構造を示す。
絶縁素子２００は、送信回路１００から送信されたアナログ波形を電磁界結合により伝送する。絶縁素子２００は伝送部と称してもよい。その際、絶縁素子２００は、送信回路１００から送信された信号から特定周波数帯を抽出する（帯域通過特性を有する）。すなわち、絶縁素子２００は特定周波数帯を抽出する（帯域通過特性を有する）フィルタとして機能する。フィルタはフィルタ部と称してもよい。結果として、送信回路１００から送信されたアナログ波形は、絶縁素子２００の伝送によって変形する。
絶縁素子２００は、入力信号に含まれる伝送対象の電気信号でない信号、例えば、雑音などを取り除く。
絶縁素子２００は、ハイパスフィルタ２１０と、ローパスフィルタ２２０を含む。

ハイパスフィルタ２１０は、遮断周波数よりも高い周波数の成分を減衰させず、遮断周波数よりも低い周波数の成分を逓減させるフィルタである。
ローパスフィルタ２２０は、遮断周波数よりも低い周波数の成分を減衰させず、遮断周波数よりも高い周波数の成分を逓減させるフィルタである。

ハイパスフィルタ２１０とローパスフィルタ２２０は、組み合わせることで特定の周波数帯の成分を抽出するバンドパスフィルタとして機能する。

絶縁素子２００は、ハイパスフィルタ２１０およびローパスフィルタ２２０によって送信回路１００が出力したアナログ波形から特定の周波数帯の成分を抽出する。
例えば、低周波側のカットオフ周波数が送信パルスのパルス幅の逆数の１０分の１よりも大きいなどである。
絶縁素子２００は、当該抽出によって送信信号のアナログ波形からパルスのエッジが強調されたアナログ波形である受信信号（第２波形）を出力する。
受信信号は、送信信号に含まれる送信パルスに対応する受信パルスを含む。例えば、第１送信パルスに対応する第１受信パルス（第１受信パルス波形）を含む。

なお、本実施形態では、絶縁素子２００は、バンドパスフィルタとして絶縁トランスで構成されているが、その他の素子で構成してもよい。例えば、コンデンサ、キャパシタのような素子で構成されていてもよい。
絶縁素子２００は、アンテナを用いて受信回路３００と接続してもよい。

受信回路３００は、アナログ波形を受信する。受信回路３００は、受信部と称してもよい。
受信回路３００で受信するアナログ波形は、絶縁素子２００により、送信信号から、例えば、雑音などを取り除かれた信号である。
受信回路３００は、受信したアナログ波形に含まれる受信パルスから、デジタル信号のハイレベル、ローレベルを判定し、入力信号を再生する。

図７は、ハイパスフィルタ２１０のカットオフ周波数を変更した場合の特定の端子におけるパルスの変化を示す。図８は、図６において第１送信パルスの振幅を増幅して送信した場合のパルスの変化を示す。図９は、ハイパスフィルタ２１０のカットオフ周波数を特定の周波数にした場合のパルスの変化を示す。
送受信回路１０００では、送信回路１００で送信したアナログ波形が、ハイパスフィルタ２１０を通過し、ローパスフィルタ２２０を通過した後、受信回路３００で受信する。

パルス幅をtpulse、基本周波数f0=1/tpulseとした場合、図６のA、B、Cの各端子においてハイパスフィルタ２１０のカットオフ周波数（fc_hpf）を0.02f0～f0の範囲で変更した波形は、図７、図８のように示される。
図７では、アナログ波形に含まれるパルス波形の大きさが全て同じである場合を示し、図８では、アナログ波形に含まれるパルス波形のうち、第１送信パルスが他の送信パルスよりも大きい場合について示している。

図６の端子Aで測定した波形は、送信回路１００からの送信直後のアナログ波形、つまり送信パルスを測定した波形である。図６の端子Bで測定した波形は、ハイパスフィルタ２１０を通過直後のアナログ波形である。図６の端子Cで測定した波形は、ローパスフィルタ２２０を通過直後のアナログ波形、つまり受信パルスを測定した波形である。

絶縁素子２００に含まれるハイパスフィルタ２１０およびローパスフィルタ２２０において、適切なカットオフ周波数を選択することで、端子Cで測定した受信パルスの概形が再現される。

端子Bで測定したアナログ波形は、第１送信パルスの立ち上がりエッジに対応する信号が、第２送信パルス、第３送信パルスのエッジに対応する信号よりも小さくなる。
同様に、端子Cで測定したアナログ波形は、端子Bで測定したアナログ波形の第１送信パルスの立ち上がりエッジに対応する信号が、第２送信パルス、第３送信パルスのエッジに対応する信号よりも小さくなる。

アナログ波形に含まれるパルス波形の大きさが全て同じである場合は、図７に示すように、端子Cで測定したアナログ波形は、第１送信パルスの立ち上がりエッジに対応する信号が、第２送信パルス、第３送信パルスのエッジに対応する信号よりも小さくなる。
それに対して、アナログ波形に含まれるパルス波形のうち、第１送信パルスが他の送信パルスよりも大きい場合は、図８に示すように、端子Cで測定したアナログ波形は、アナログ波形の第１送信パルスの立ち上がりエッジに対応する信号が第２送信パルス、第３送信パルスのエッジに対応する信号と同程度の大きさとなる。

第１送信パルスの立ち上がりエッジに対応する信号の傾向は、fc_hpfが高いほど顕著となる。例えば、fc_hpf>0.1f0程度の場合において第２送信パルス、第３送信パルスのエッジに対応する信号よりも特に小さくなる。

さらに、端子Cで測定したアナログ波形に含まれる受信パルスは、第１受信パルスに対応する出力波形の振幅が小さくなる。

送受信回路１０００は、端子Cで測定したアナログ波形に含まれる受信パルスを受信回路３００で受信する。
受信パルスは、コンパレータ等で受信パルスを再生することで送信パルスを復元し、入力信号の受信ができる。

つまり、端子Cで測定したアナログ波形の第１受信パルスがハイレベル、ローレベルの判定ができれば、第２受信パルス（第２受信パルス波形）、第３受信パルスのハイレベル、ローレベルの判定ができ、受信回路３００で受信パルスから送信パルスを復元することが可能である。
すなわち、送受信回路１０００の受信性能は、送信パルスに対応する受信パルスのうち、最小振幅となるパルスである第１受信パルスに基づき決定する。

端子Cにおけるアナログ波形は、振幅の大きさに信号エネルギーが比例する。
受信回路３００は、信号に対する雑音等を考えた場合、信号エネルギーが最も小さいパルス、すなわち第１受信パルスによって受信性能が制限されることになる。

端子Cで測定したアナログ波形全体にかかる信号エネルギーを増加する、つまり送信回路１００で送信する信号のエネルギーを増加させることで、第１受信パルスの振幅も増加し、受信回路３００の受信性能も改善することができる。

送信回路１００が消費する電力は、一般にパルスの高さ、または、その高さの二乗に比例する。
本説明では、消費電力がパルス振幅に比例するとして説明する。
送信回路１００で送信する信号のエネルギーが増加すれば、比例して消費電力も増加する。

本実施形態の送受信回路１０００は、送信回路１００で、第１送信パルスの振幅を増加する。これにより、第１受信パルスに対応する端子Cで測定したアナログ波形の振幅を増加することができる。

例えば、図９の実線で示すようにfc_hpf=0.4f0の場合には端子Cにおける第１送信パルスの振幅は他のパルスに比べて0.4倍程度である。
ここで、図９の破線で示すように、第１送信パルスの振幅を３倍にすると、fc_hpf=0.4f0における第１受信パルスの振幅は第３受信パルスの0.8倍程度となり、送信パルスに対応する受信パルスの振幅が増加する。

つまり、第１送信パルスを３倍にすることで、受信性能を決める第１受信パルスに対応する振幅が約３倍に改善する。

第１送信パルスを単純に３倍にする場合、受信回路３００が受信する第１受信パルスの振幅も３倍となるため、受信性能のボトルネックが解消する。

図１０は、全体消費電流を一定にして比較した電流パルスの関係を示す。
図１０では、横軸で、第１送信パルスの増加倍率を示し、縦軸で受信パルスのパルスピーク電圧を示す。図１０は、一点鎖線で第１受信パルス、鎖線で第２受信パルス、実線で第３受信パルスを示している。
例えば、第１送信パルスを単純に３倍にする場合、送信回路１００の消費電力は、5/3倍に増加する。
このとき、送受信回路１０００は、第１送信パルス～第３送信パルスを全て３倍にする場合と比較すると消費電力は小さくなる。

送受信回路１０００の受信性能は、上述のように、最小となる受信パルスの大きさで決定する。
つまり、本実施形態では、最小である第１受信パルスの大きさで決定する。
例えば、送信回路１００の消費電力を一定にした場合、第１送信パルスの増加に従い、その他の送信パルスは小さくなる。
例えば、図１０に示すように、第１送信パルスを３倍に増幅した場合であっても、最小となる受信パルスは、パルスピーク電圧の大きさから第１受信パルスである。
つまり、消費する電力を増加せずに、送受信回路１０００は、最小となる受信パルスである第１受信パルスが増幅することで受信性能は改善することができる。

図１１は、消費電力がパルス振幅に比例する場合において消費電力が一定である条件に基づき、第１送信パルスと他の送信パルスの比に対する第１受信パルスの比率を示す。
図１２は、消費電力がパルス振幅の二乗に比例する場合において消費電力が一定である条件に基づき、第１送信パルスと他の送信パルスの比に対する第１受信パルスの比率を示す。

端子Cに現れる最小のパルス振幅は、絶縁素子２００のfc_hpfによって変化する。
図１１に示すように、絶縁素子２００の第１送信パルスが他の送信パルスよりも増加するに従い、第１受信パルスの比が増加する。図１１では、第１送信パルスと他の送信パルスの比が１である場合における第１受信パルスを基準として第１受信パルスの比率を表す。
例えば、fc_hpfが0.3f0において、第１送信パルスと他の送信パルスの比が１である場合、第１受信パルスの大きさの比率も１である。しかし、第１送信パルスと他の送信パルスの比が増加する、つまり、第１送信パルスが他の送信パルスよりも大きくなるに従い、第１受信パルスの比も増加する。
最小である第１受信パルスが増加することで、受信性能が改善される。

図１１では、消費電力がパルス振幅に比例する場合について説明したが、図１２のように、消費電力がパルス振幅の二乗に比例する場合も同様の傾向を示す。図１２でも、第１送信パルスと他の送信パルスの比率が１である場合における第１受信パルスを基準として第１受信パルスの比を表す。
例えば、fc_hpfが0.3f0において、第１送信パルスと他の送信パルスの比率が１である場合、第１受信パルスの大きさの比率も１である。しかし、第１送信パルスと他の送信パルスの比率が増加する、つまり、第１送信パルスが他の送信パルスよりも大きくなるに従い、第１受信パルスの比も増加する。
最小である第１受信パルスが増加することで、受信性能が改善される。

これにより、第１送信パルスの振幅を増加することで、全ての送信パルスの振幅を増加させる必要がなく、送信回路１００の消費電力を増加することなく、送受信回路１０００の受信性能を改善できる。

（変形例１）
図１３は、本変形例に係る送信パルス生成回路２１１０の構成を示す。図１４は、信号送付時のスイッチのON、OFFを示す。
変形例１では、送受信回路２０００は、送信回路２１００を含む。送受信回路２０００は、送信回路２１００以外の構成は、送受信回路１０００から変更がないため、当該部分については、割愛する。
送信回路２１００は、送信パルス生成回路２１１０と、制御信号生成部１２０と、を含む。
送信パルス生成回路２１１０は、電圧パルスを用いて送信パルスを生成する。

送信パルス生成回路２１１０は、電圧V1、V1より大きいV2が印加された端子２１１１＿１、２１１１＿２と、スイッチ２１１２＿１～２１１１＿８と、を含む。
本説明においては、スイッチは、８個ある場合について説明しているが、それ以外の数であってもよい。
スイッチ２１１２は、スイッチ１１２と同様に、例えば、トランジスタ、集積回路（IC）などのデジタル回路であってもよい。

例えば、信号Hを送信する場合には、第１送信パルスにおいて、スイッチ２１１２＿２、２１１２＿８を同時にONにすることで、Voutに電圧V2が出力する。
次に、第２送信パルスにおいて、スイッチ２１１２＿３、２１１２＿５を同時にONにすることで、Voutに電圧-V1が出力する。
最後に、第３送信パルスにおいて、スイッチ２１１２＿１、２１１２＿７を同時にONにすることで、Voutに電圧V1が出力する。

つまり、信号Hを送信する場合には、図１４に示すように、スイッチ２１１２＿１をOFF、OFF、ONの状態となる順番で操作する。
以下同様に、スイッチ２１１２＿２をON、OFF、OFFの状態となる順番で操作する。スイッチ２１１２＿３をOFF、ON、OFFの状態となる順番で操作する。スイッチ２１１２＿４をOFF、OFF、OFFの状態となる順番で操作する。スイッチ２１１２＿５をOFF、ON、OFFの状態となる順番で操作する。スイッチ２１１２＿６をOFF、OFF、OFFの状態となる順番で操作する。スイッチ２１１２＿７をOFF、OFF、ONの状態となる順番で操作する。スイッチ２１１２＿８をON、OFF、OFFの状態となる順番で操作する。

Voutに出力される電圧は、V2、-V1、V1の順番で出力される。
第１送信パルス、第２送信パルス、第３送信パルスは、当該電圧の出力の大きさに比例して出力される。つまり、第１送信パルスは、V1より大きい電圧V2に基づき出力されるため、第３送信パルスよりも大きくなる。

例えば、信号Lを送信する場合には、第１送信パルスにおいて、スイッチ２１１２＿４、２１１２＿６を同時にONにすることで、Voutに電圧-V2が出力する。
次に、第２送信パルスにおいて、スイッチ２１１２＿１、２１１２＿７を同時にONにすることで、Voutに電圧V1が出力する。
最後に、第３送信パルスにおいて、スイッチ２１１２＿３、２１１２＿５を同時にONにすることで、Voutに電圧V1が出力する。

つまり、信号Lを送信する場合には、図１４に示すように、スイッチ２１１２＿１をOFF、OFF、ONの状態となる順番で操作する。
以下同様に、スイッチ２１１２＿２をOFF、OFF、OFFの状態となる順番で操作する。スイッチ２１１２＿３をOFF、OFF、ONの状態となる順番で操作する。スイッチ２１１２＿４をON、OFF、OFFの状態となる順番で操作する。スイッチ２１１２＿５をOFF、OFF、ONの状態となる順番で操作する。スイッチ２１１２＿６をON、OFF、OFFの状態となる順番で操作する。スイッチ２１１２＿７をOFF、ON、OFFの状態となる順番で操作する。スイッチ２１１２＿８をOF、OFF、OFFの状態となる順番で操作する。

Voutに出力される電圧は、-V2、V1、-V1の順番で出力される。
第１送信パルス、第２送信パルス、第３送信パルスは、当該電圧の出力の大きさに比例して出力される。つまり、第１送信パルスは、V1より大きい電圧V2に基づき出力されるため、第３送信パルスよりも大きくなる。

変形例１によれば、送信回路２１００が送信する送信パルスは、電流パルス以外のパルス、例えば、差動電圧を用いることもできる。

（変形例２）
図１５は、本変形例に係る送受信回路３０００の全体構成を示す。図１６は、本変形例に係る送信パルス生成回路３１１０の回路構成を示す。図１７は、トリガー信号およびデータ信号との組み合わせにより出力される送信信号を示す。図１８は、信号送付時のスイッチのON、OFFを示す。
変形例２では、送受信回路３０００は、送信回路３１００と、絶縁素子３２００とを含む。送受信回路３０００は、当該部分以外の構成は、送受信回路１０００から変更がないため、当該部分については、割愛する。
送信回路３１００が送信する送信パルスは、差動電流パルス以外のパルス、例えば、疑似差動電流パルスを用いることもできる。
送信回路３１００は、疑似差動電流パルスに基づき送信パルスを生成する送信パルス生成回路３１１０と、制御信号生成部１２０と、を含む。

送信パルス生成回路３１１０は、例えば、中点に接地点を接続した絶縁素子３２００と接続することで、疑似差動構成のために出力されるIoutpとIoutnが等しくならない場合についても対応できる。
絶縁素子３２００は、接地点に接続するのならば、絶縁トランス以外の素子、例えば、キャパシタ、コンデンサであってもよい。

例えば、図１７に示すように、トリガー信号の立ち上がりエッジを検知し、かつデータ信号がハイレベルを示すタイミングでは、送信パルス生成回路３１１０は、信号Hを送信する。
例えば、トリガー信号の立ち上がりエッジを検知し、かつデータ信号がローレベルを示すタイミングでは、送信パルス生成回路３１１０は、信号Lを送信する。

送信パルス生成回路３１１０は、電流源３１１１＿１～３１１１＿４と、スイッチ３１１２＿１～３１１２＿４と、を含む。
本説明においては、電流源とスイッチは、それぞれ４個ずつある場合について説明しているが、それ以外の数であってもよい。
スイッチ３１１２は、スイッチ１１２と同様に、例えば、トランジスタ、集積回路（IC）などのデジタル回路であってもよい。

例えば、信号Hを送信する場合には、第１送信パルスにおいて、スイッチ３１１２＿３、３１１２＿４を同時にONにすることで、Ioutpに電流I1+I2を出力する。
次に、第２送信パルスにおいて、スイッチ３１１２＿１をONにすることで、電流I1をIoutnに出力する。
最後に、第３送信パルスにおいて、スイッチ３１１２＿３をONにすることで、電流I1をIoutpに出力する。

つまり、信号Hを送信する場合には、図１８に示すように、スイッチ３１１２＿１をOFF、ON、OFFの状態となる順番で操作する。
以下同様に、スイッチ３１１２＿２をOFF、OFF、OFFの状態となる順番で操作する。スイッチ３１１２＿３をON、OFF、ONの状態となる順番で操作する。スイッチ３１１２＿４をON、OFF、OFFの状態となる順番で操作する。

Ioutpに流れる電流は、I1+I2、出力なし、I1の順番で出力される。Ioutnに流れる電流は、出力なし、I1、出力なしの順番で出力される。
第１送信パルス、第３送信パルスは、Ioutpに流れる電流の出力の大きさに比例して出力される。第２送信パルスは、Ioutnに流れる電流の出力の大きさに比例して出力される。
つまり、第１送信パルスは、I2大きい電流に基づき出力されるため、第３送信パルスよりも大きくなる。

例えば、信号Lを送信する場合には、第１送信パルスにおいて、スイッチ３１１２＿１、３１１２＿２を同時にONにすることで、Ioutnに電流I1+I2を出力する。
次に、第２送信パルスにおいて、スイッチ３１１２＿３をONにすることで、電流I1をIoutpに出力する。
最後に、第３送信パルスにおいて、スイッチ３１１２＿１をONにすることで、電流I1をIoutnに出力する。

つまり、信号Lを送信する場合には、図１８に示すように、スイッチ３１１２＿１をON、OFF、ONの状態となる順番で操作する。
以下同様に、スイッチ３１１２＿２をON、OFF、OFFの状態となる順番で操作する。スイッチ３１１２＿３をOFF、ON、OFFの状態となる順番で操作する。スイッチ３１１２＿４をOFF、OFF、OFFの状態となる順番で操作する。

Ioutpに流れる電流は、出力なし、I1、出力なしの順番で出力される。Ioutnに流れる電流は、I1+I2、出力なし、I1の順番で出力される。
第１送信パルス、第３送信パルスは、Ioutnに流れる電流の出力の大きさに比例して出力される。第２送信パルスは、Ioutpに流れる電流の出力の大きさに比例して出力される。
つまり、第１送信パルスは、I2大きい電流に基づき出力されるため、第３送信パルスよりも大きくなる。

変形例２によれば、送信回路が送信する送信パルスは、疑似差動電流に基づく電流パルスを用いることもできる。

（変形例３）
図１９は、本変形例に係る送信パルス生成回路４１１０の構造を示す。図２０は、信号送付時のスイッチのON、OFFを示す。
変形例３では、送受信回路４０００は、送信回路４１００と、を含む。送受信回路４０００は、当該部分以外の構成は、送受信回路３０００から変更がないため、当該部分については、割愛する。当該部分は、例えば、図１７に示されるトリガー信号およびデータ信号との組み合わせにより出力される送信信号である。

送信回路４１００が送信する送信パルスは、疑似差動電圧パルスを用いることもできる。
送信回路４１００は、疑似差動電圧パルスに基づき送信パルスを生成する送信パルス生成回路４１１０と、制御信号生成部１２０と、を含む。

送信パルス生成回路４１１０は、例えば、中点に接地点を接続した絶縁素子３２００と接続することで、疑似差動構成のために出力されるVoutpとVoutnが等しくならない場合についても対応できる。

例えば、図１７に示すようにトリガー信号の立ち上がりエッジを検知し、かつデータ信号がハイレベルを示すタイミングでは、送信パルス生成回路４１１０は、信号Hを送信する。
例えば、トリガー信号の立ち上がりエッジを検知し、かつデータ信号がローレベルを示すタイミングでは、送信パルス生成回路４１１０は、信号Lを送信する。

送信パルス生成回路４１１０は、電圧V1、V1より大きいV2が印加された端子４１１１＿１、４１１１＿２と、スイッチ４１１２＿１～４１１１＿６と、を含む。
本説明においては、スイッチは、６個ある場合について説明しているが、それ以外の数であってもよい。
スイッチ４１１２は、スイッチ１１２と同様に、例えば、トランジスタ、集積回路（IC）などのデジタル回路であってもよい。

例えば、信号Hを送信する場合には、第１送信パルスにおいて、スイッチ４１１２＿２、４１１２＿６を同時にONにすることで、Voutpに電圧V2が出力する。
次に、第２送信パルスにおいて、スイッチ４１１２＿３、４１１２＿５を同時にONにすることで、Voutnに電圧V1が出力する。
最後に、第３送信パルスにおいて、スイッチ４１１２＿１、４１１２＿６を同時にONにすることで、Voutpに電圧V1が出力する。

つまり、信号Hを送信する場合には、図２０に示すように、スイッチ４１１２＿１をOFF、OFF、ONの状態となる順番で操作する。
以下同様に、スイッチ４１１２＿２をON、OFF、OFFの状態となる順番で操作する。スイッチ４１１２＿３をOFF、ON、OFFの状態となる順番で操作する。スイッチ４１１２＿４をOFF、OFF、OFFの状態となる順番で操作する。スイッチ４１１２＿５をOFF、ON、OFFの状態となる順番で操作する。スイッチ４１１２＿６をON、OFF、ONの状態となる順番で操作する。

Voutpに出力される電圧は、V2、出力なし、V1の順番で出力される。Voutnに流れる電流は、出力なし、V1、出力なしの順番で出力される。
第１送信パルス、第３送信パルスは、Voutpに当該電圧の出力の大きさに比例して出力される。第２送信パルスは、Voutnに当該電圧の出力の大きさに比例して出力される。
つまり、第１送信パルスは、V1より大きい電圧V2に基づき出力されるため、第３送信パルスよりも大きくなる。

変形例３によれば、送信回路４１００が送信する送信パルスは、疑似差動電圧を用いることもできる。

（変形例４）
図２１は、本変形例に係る送信パルス生成回路５１１０の構造を示す。
変形例４では、送受信回路５０００は、送信回路５１００と、を含む。送受信回路５０００は、送信パルス生成回路５１１０以外の構成は、送受信回路１０００から変更がないため、当該部分については、割愛する。
送信パルス生成回路５１１０は、第１送信パルスの振幅を増加させる倍率ｎを変化させることができる。
第１送信パルスの最適な振幅は、信号が伝送される経路のフィルタ特性によって大きく影響を受ける。
送信パルス生成回路５１１０が接続する絶縁素子２００は、バンドパスフィルタとして機能し、その特性は、事前に予測することができる。

しかし、製造時のばらつきや、絶縁素子２００を使用する周囲の温度、環境によって、フィルタ特性の大幅な変動がある場合がある。
このような場合、絶縁素子２００がバンドパスフィルタとして機能するフィルタ特性を事前に予測することは困難である。

送信パルス生成回路５１１０は、変動するフィルタ特性に伴う第１送信パルスの振幅増加の倍率ｎを変更することで、フィルタ特性にかかわらず最適な第１送信パルスの振幅に増加することができる。

送信パルス生成回路５１１０は、１個ずつのI1の電流を流す電流源５１１１＿１、５１１１＿３、５１１１＿５、５１１１＿７と、少なくとも１個以上の複数（M）個ずつのI2の電流を流す電流源５１１１＿２、５１１１＿４、５１１１＿６、５１１１＿８と、それぞれの電流源に接続したスイッチ５１１２＿１～５１１２＿８と、を含む。
スイッチ５１１２は、スイッチ１１２と同様に、例えば、トランジスタ、集積回路（IC）などのデジタル回路であってもよい。

スイッチ５１１２＿１～５１１２＿８は、電流源５１１１＿１～５１１１＿８にそれぞれ接続されており、ONとなることで電流を出力する。

M個ずつのI2の電流を流す電流源５１１１＿２、５１１１＿４、５１１１＿６、４１１１＿８は、スイッチをONにする個数を調節することにより、流れる電流の値を変更することができる。

これにより、第１送信パルスの振幅を他のパルスに対して何倍にするかを伝送経路の特性に合わせて選択することで、伝送経路の特性にかかわらず、適した倍率ｎで第１送信パルスの振幅を増加させることができる。

（変形例５）
図２２は、本変形例に係る送受信回路６０００の全体構成を示す。
図２３は、データ信号との組み合わせにより出力される送信信号を示す。
変形例５では、送受信回路６０００は、送信回路６１００を含む。送受信回路６０００は、送信回路６１００以外の構成は、送受信回路１０００から変更がないため、当該部分については、割愛する。
送信回路６１００は、送信パルス生成回路１１０と、制御信号生成部６１２０と、を含む。
制御信号生成部６１２０は、送信パルス生成回路１１０に含まれるスイッチの動きを制御する制御信号を生成する。詳細には、制御信号生成部６１２０は、データ信号から送信パルス生成回路１１０のスイッチの動作を制御する。

データ信号は、送信パルスが出力する信号の種類を示す信号である。データ信号は、ハイレベルもしくはローレベルの判別できる信号である。
制御信号生成部５１２０は、データ信号のハイレベル、ローレベルの変化に応じた送信パルスを出力するように、送信パルス生成回路１１０に含まれるスイッチを制御する。
本変形例では、データ信号の立ち上がりエッジを検知すれば、制御信号生成部１２０は、信号Hを送信する。データ信号の立ち下がりエッジを検知すれば、制御信号生成部１２０は、信号Lを送信する。
データ信号は、データ信号の遷移によりアナログ波形（第１波形）を出力する入力信号としてもよい。

変形例５によれば、制御信号生成部６１２０は、データ信号で信号の送受信を制御することができる。

（変形例６）
図２４は、本変形例に係る送受信回路７０００の全体構成を示す。
図２５は、データ信号との組み合わせにより出力される送信信号を示す。
送受信回路７０００の送信回路７１００は、送信パルス生成回路３１１０と、制御信号生成部５１２０と、を含む。
データ信号から送信パルス生成回路１１０のスイッチの動作を制御する制御信号生成部５１２０は、疑似電流パルスを用いる送信パルス生成回路３１１０と組み合わせることができる。

本変形例では、図２５に示すように。データ信号の立ち上がりエッジを検知すれば、制御信号生成部５１２０は、IoutpとIoutnから所定のパルスを送信することで信号Hを送信する。データ信号の立ち下がりエッジを検知すれば、IoutpとIoutnから所定のパルスを送信することで、制御信号生成部５１２０は、信号Lを送信する。

（変形例７）
図２６は、本変形例に係る送受信回路８０００の全体構成を示す。
送受信回路８０００は、送信回路８１００と、絶縁素子２００と、受信回路３００と、AD変換回路４００と、を含む。
送信回路８１００は、送信パルス生成回路１１０と、制御信号生成部８１２０と、を含む。
送受信回路８０００は、入力信号がアナログ入力信号である送受信回路である。送受信回路７０００はアナログ信号を絶縁伝送するアイソレーションアンプとして動作する。

AD変換回路４００は、アナログ入力信号をデジタル入力信号に変換する変換回路である。AD変換回路４００は、AD変換部と称してもよい。
AD変換回路４００は、アナログ－デジタル変換回路とも呼ばれ、フラッシュADC、パイプラインADC、ΔΣ変調器などを利用できる。

AD変換回路４００と、制御信号生成部７１２０には、CLK信号（クロック信号）が入力される。
AD変換回路４００は、アナログ入力信号を、CLK信号のタイミングに基づき、デジタル信号を変換し、データ信号として出力する。

制御信号生成部８１２０は、CLK信号に基づき、AD変換回路４００の出力が変化しないタイミングでデータ信号を取り込み、送信パルス生成回路１１０への制御信号を生成する。
例えば、CLK信号の立ち上がりエッジでAD変換回路４００の出力信号が変化して、立下りエッジで制御信号生成部７１２０がデータ信号を取り込み、制御信号を生成する。

変形例７によれば、アナログ信号を入力信号としてデジタル信号に変換し、受信回路３００に伝送することができる。

（変形例８）
図２７は、パルス波形の数が２である場合のハイパスフィルタ２１０のカットオフ周波数を変更した場合の特定の端子におけるパルスの変化を示す。図２８は、図２７において第１送信パルスの振幅を増幅して送信した場合のパルスの変化を示す。

送受信回路１０００は、送信回路１００が送信するパルス波形の数Nを３以外にすることができる。
例えば、送受信回路１０００は、パルス波形の数Nを２とした場合、送信回路１００は、入力信号を２個の連続したパルス波形のアナログ波形として送信する。
例えば、当該アナログ波形は、２個のビットで表されるデジタル信号とみなすことができる。

本説明では、送信回路１００が出力する２個のパルスの中で最初に出力されるパルスを第１送信パルス、次に出力されるパルスを第２送信パルスとする。

図６のA、B、Cの各端子においてハイパスフィルタ２１０のカットオフ周波数（fc_hpf）を0.02f0～f0の範囲で変更した波形は、図２７のように示される。

図６の端子Aで測定した波形、端子Bで測定した波形、端子Cで測定した波形は、パルス波形の数Nを３とした場合と同様に、絶縁素子２００において、適切なカットオフ周波数を選択することで、端子Cで測定した受信パルスの概形が再現される。

端子Bで測定したアナログ波形は、第１送信パルスの立ち上がりエッジに対応する信号が、第２送信パルスのエッジに対応する信号よりも小さくなる。
同様に、端子Cで測定したアナログ波形は、端子Bで測定したアナログ波形の第１送信パルスの立ち上がりエッジに対応する信号が、第２送信パルスのエッジに対応する信号よりも小さくなる。

第１送信パルスの立ち上がりエッジに対応する信号の傾向は、パルス波形の数Nを３とした場合と同様に、fc_hpfが高いほど顕著となる。例えば、fc_hpf>0.1f0程度の場合において第２送信パルスのエッジに対応する信号よりも特に小さくなる。
さらに、端子Cで測定したアナログ波形に含まれる受信パルスは、第１受信パルスに対応する出力波形の振幅が小さくなる。

つまり、パルス波形の数Nが２であっても、端子Cで測定したアナログ波形の第１受信パルスがハイレベル、ローレベルの判定ができれば、第２受信パルス（第２受信パルス波形）のハイレベル、ローレベルの判定ができ、受信回路３００で受信パルスから送信パルスを復元することが可能である。
すなわち、送受信回路１０００の受信性能は、送信パルスに対応する受信パルスのうち、最小振幅となるパルスである第１受信パルスに基づき決定する。

図２９は、消費電力がパルス振幅に比例する場合において消費電力が一定である条件に基づき、第１送信パルスと第２送信パルスの比に対する第１受信パルスの比率を示す。
図３０は、消費電力がパルス振幅の二乗に比例する場合において消費電力が一定である条件に基づき、第１送信パルスと第２送信パルスの比に対する第１受信パルスの比率を示す。

端子Cに現れる最小のパルス振幅、つまり第２受信パルスは、絶縁素子２００のfc_hpfによって大きくは変化しない。
図２９に示すように、絶縁素子２００の第１送信パルスが第２送信パルスよりも増加するに従い、第１受信パルスの比が増加する。図２９では、第１送信パルスと第２送信パルスの比が１である場合における第１受信パルスを基準として第１受信パルスの比率を表す。
例えば、図２９に示すように、第１送信パルスが第２送信パルスよりも１．５倍以上の大きさで送信した場合、第１受信パルスの比率は約１．２倍以上大きくなる。つまり、第１送信パルスが第２送信パルスよりも大きくなるに従い、第１受信パルスの比も増加する。
最小である第１受信パルスが増加することで、受信性能が改善される。

絶縁素子２００のfc_hpfがいずれの場合であっても同様の結果を示し、図２９ではグラフは重なって表されている。

送信エネルギーがパルス振幅の二乗に比例する場合も同様の傾向を示す。図３０でも、第１送信パルスと第２送信パルスの比が１である場合における第１受信パルスを基準として第１受信パルスの比率を表す。
例えば、図３０に示すように、第１送信パルスが第２送信パルスよりも１．５倍以上の大きさで送信した場合、第１受信パルスの比率は約１．２倍以上大きくなる。つまり、第１送信パルスが第２送信パルスよりも大きくなるに従い、第１受信パルスの比も増加する。
最小である第１受信パルスが増加することで、受信性能が改善される。

絶縁素子２００のfc_hpfがいずれの場合であっても同様の結果を示し、図３０では図２９と同様に、グラフは重なって表されている。

（変形例９）
図３１は、本変形例に係る送受信回路９０００の全体構成を示す。
変形例９では、送受信回路９０００は、絶縁素子９２００と、受信回路９３００を含む。送受信回路９０００は、当該部分以外の構成は、送受信回路１０００から変更がないため、当該部分については、割愛する。

絶縁素子９２００は、送信回路１００から送信されたアナログ波形を電磁界結合により伝送する。
その際、絶縁素子９２００は、送信回路１００から送信された信号から特定周波数帯を抽出する（帯域通過特性）バイパスフィルタとして機能する。結果として、送信回路１００から送信されたアナログ波形は変形する。

絶縁素子９２００は、ハイパスフィルタとしての特性により、パルス幅に対応した周波数の成分を強調してアナログ波形（第２波形）を出力する。絶縁素子９２００が周波数の成分を強調するアナログ波形には、雑音のような増幅対象の電気信号でない信号も含まれている。

例えば、送信回路１００が２個のパルスを含むアナログ波形を出力した場合、絶縁素子９２００が出力するアナログ波形は、第１送信パルスに基づく第１受信パルス、第２送信パルスに基づく第２受信パルスが含まれる。絶縁素子９２００が出力するアナログ波形は、他に、第１送信パルス、第２送信パルスが絶縁素子２００によって周波数の成分を強調されたことに基づく強調パルス波形である第３受信パルスを含む。

絶縁素子９２００は、受信回路３００に３個のパルス波形を含むアナログ波形を出力する。つまり、絶縁素子９２００は、送信回路１００が出力するアナログ波形に含まれる２個のパルス波形よりも多い個数のパルス波形を含むアナログ波形を出力する。

受信回路９３００は、絶縁素子９２００が出力したアナログ波形を受信し、当該アナログ波形に含まれるパルス波形に基づき信号を判定する。

つまり、アナログ波形に含まれるパルス波形の数がN個の場合、受信回路９３００で少なくともN＋１個のパルス波形に基づき信号の判定をする。

変形例９によれば、送信回路１００が出力するパルス波形を含むアナログ波形よりも多い数のパルス波形を含むアナログ波形によって信号を受信できる。
すなわち、送受信回路９０００は、少ない消費電力で信号の送信ができる。また、送受信回路９０００は、雑音や外乱に対する耐性のある信号の送信ができる。

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わせにより、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、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

１０００、２０００、３０００、４０００、５０００、６０００、７０００、８０００、９０００ 送受信回路
１００、２１００、３１００、５１００、６１００、７１００ 送信回路
１１０、、２１１０、３１１０、４１１０、７１１０ 送信パルス生成回路
１２０、６１２０、８１２０ 制御信号生成部
１１１、３１１１、５１１１ 電流源
１１２、２１１２、３１１２、４１１２ スイッチ
２００、３２００、９２００ 絶縁素子
２１０ ハイパスフィルタ
２２０ ローパスフィルタ
２１１１ 端子
３００、９３００ 受信回路
４００ AD変換回路

Claims (19)

1. 入力信号に応じて、複数のパルス波形を含む波形を出力する送信部を備え、
   前記パルス波形は、第１送信パルス波形と、前記第１送信パルス波形の後ろの第２送信パルス波形を含み、前記第１送信パルス波形は、前記第２送信パルス波形よりも振幅が大きい
   送信回路。
2. 前記パルス波形を生成する送信パルス生成部をさらに備え、
   前記送信パルス生成部は、第１開閉器を有する第１電流源と、第２開閉器を有する第２電流源を有し、
   前記第１開閉器および前記第２開閉器の開閉に基づく前記第１電流源および前記第２電流源の出力の組み合わせによって前記パルス波形を生成する
   請求項１に記載の送信回路。
3. 少なくとも１個以上の第２電流源を有し、前記第２開閉器が開閉する個数によって、前記第１送信パルス波形の振幅の大きさが定まる
   請求項２に記載の送信回路。
4. 前記第１電流源の出力は、前記第２電流源の出力の２倍である
   請求項２又は３に記載の送信回路。
5. 前記パルス波形の出力のタイミングを示すトリガー信号と、前記パルス波形を出力するパルスの極性を示すデータ信号に基づき前記送信パルス生成部の出力を制御する制御信号生成部をさらに備える、
   請求項２～４のいずれか一項に記載の送信回路。
6. 前記パルス波形は、電流パルスであり、差動電流もしくは疑似差動電流に基づき出力される
   請求項２～５のいずれか一項に記載の送信回路。
7. 前記パルス波形は、電圧パルスであり、差動電圧もしくは疑似差動電圧に基づき出力される
   請求項２～５のいずれか一項に記載の送信回路。
8. 前記送信部は、前記パルス波形をアナログ波形である第１波形として出力し、
   前記第１波形は、少なくとも２個の前記パルス波形を含む
   請求項１～７のいずれか一項に記載の送信回路。
9. アナログ入力信号をデジタル入力信号に変換するAD変換部をさらに備え、
   前記AD変換部は、クロック信号のタイミングに基づき、前記デジタル入力信号を出力し、
   前記送信部は、前記クロック信号のタイミングに基づき、前記AD変換部の出力が変化しないタイミングで前記デジタル入力信号を取り込み、前記パルス波形を送信する
   請求項１～８のいずれか一項に記載の送信回路。
10. 第１送信パルス波形の振幅は、前記第２送信パルス波形の振幅の３倍である
    請求項１～９のいずれか一項に記載の送信回路。
11. 入力信号に応じて、複数のパルス波形を含む第１波形を出力する送信部と、
    前記第１波形を電磁界の結合により伝送し、第２波形として出力する伝送部を備え、
    前記パルス波形は、第１送信パルス波形の後ろの第２送信パルス波形を含み、前記第１送信パルス波形は、前記第２送信パルス波形よりも振幅が大きく、 前記第２波形は、第１送信パルス波形に基づく第１受信パルス波形および第２送信パルス波形に基づく第２受信パルス波形を含む
    送信回路。
12. 前記伝送部は、ハイパスフィルタの特性を有する
    請求項１１に記載の送信回路。
13. 前記伝送部は、ローパスフィルタの特性を有する
    請求項１１に記載の送信回路。
14. 前記伝送部は、低周波側のカットオフ周波数が、前記第１波形のパルス幅の逆数の１０分の１よりも大きい、
    請求項１１に記載の送信回路。
15. 前記伝送部は、絶縁素子である
    請求項１１～１４のいずれか一項に記載の送信回路。
16. 前記絶縁素子は、絶縁体、またはコンデンサである
    請求項１５に記載の送信回路。
17. 入力信号に応じて、複数のパルス波形を含む第１波形を出力する送信部と、
    前記第１波形を電磁界の結合により伝送し、第２波形として出力する伝送部と、
    前記第２波形を受信する受信部を備え、
    前記パルス波形は、第１送信パルス波形の後ろの第２送信パルス波形を含み、前記第１送信パルス波形は、前記第２送信パルス波形よりも振幅が大きく、
    前記第２波形は、第１送信パルス波形に基づく第１受信パルス波形および第２送信パルス波形に基づく第２受信パルス波形を含む
    送受信回路。
18. アナログ入力信号をデジタル入力信号に変換するAD変換部をさらに備え、
    前記AD変換部は、クロック信号の送信タイミングに基づき、前記デジタル入力信号を出力し、
    前記送信部は、前記クロック信号に基づき、前記AD変換部の出力が変化しないタイミングで前記デジタル入力信号を取り込み、前記パルス波形を送信する
    請求項１７に記載の送受信回路。
19. 前記伝送部は、前記第１波形の周波数成分を強調して前記第２波形を出力し、
    前記第２波形は、前記周波数成分が強調されることで、前記第１波形に含まれる前記パルス波形よりも少なくとも１個以上多くの前記パルス波形を含む
    請求項１７又は１８に記載の送受信回路。

Images