JP2969947B2 - データバス・インターフェイス装置 - Google Patents

データバス・インターフェイス装置

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Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 本発明は、一般に、データバスドライバに関し、さら
に詳しくは、無線電話機に内蔵された高速低振幅デジタ
ルデータバス用の自己バイアス型データバスドライバ回
路に関する。
発明の背景 現在、無線電話の分野においては、無線電話の発信機
とハンドセットとの間で音声およびデータを送信する方
法が一つある。この方法は二つの独立のバスを用いる。
第１バスはデータ信号を含有し、第２バスはオーディオ
または音声信号を含有する。これが電磁干渉（EMI）お
よび無線干渉（RFI）のない比較的低速のデータ信号バ
スを可能にしている。
今日および将来、マイクロプロセッサベースシステム
内におけるマイクロプロセッサ間通信がより高速になり
つつあるので、無線電話においてデジタルオーディオ信
号およびデータ信号を一つのバス上に統合することがで
きる。この単一バスを採用することで、音声信号とデー
タ信号とをトランシーバへ送信する前に分離することな
しに留守番電話、ファックス、モデムなどの周辺装置を
一つのバスへ追加するための新しい無線電話技術開発を
可能にする。これが周辺装置とトランシーバとを接続す
るのに必要な電線の数を減らし、共通のインターフェイ
ス方法を可能にする。しかしながら、このデータ・バス
は、最小限のRFIおよびEMI放射で高速データ転送を遂行
し、無線電話周辺の他のサブシステムからの干渉に対し
ても高耐性でなければならない。エンジン制御モジュー
ル、電子制御サスペンションシステムなど他のサブシス
テムに近接しているという理由で、自動車という環境は
自動車という環境はサブシステム間の干渉が重要な問題
となる典型である。
RFIおよびEMI放射量を低減する一つの方法として、デ
ータ・バス上の信号レベルの振幅を5Vpp（ピークピーク
値から）0.5Vpp（ピークピーク値）に減らすことがあ
る。この振幅減少は、放射量を著しく低減するが、同時
にいくつかの問題を引き起こす。第一に、システムはEM
IおよびRFI干渉に非常に敏感になり、第二に、システム
は周辺装置の基準接地電位の差に敏感になる。高速デー
タバス設計上の他の問題点は、トランシーバとハンドセ
ット等の周辺装置との分離設置、トランシーバと周辺装
置との環境の違い、また、トランシーバと周辺装置とが
別個の電源を使用することである。まずトランシーバと
周辺装置との分離については、分離して設置した両者を
接続するためにバスが必要となる。この両者の距離が生
ずることによって、バスが他のシステムからノイズを拾
いかつ接地電位の変化を引き起こす可能性を増大させ
る。次に、周辺装置は多様な環境条件のもとに置かれる
可能性がある。つまり、トランシーバはトランクの中
に、ハンドセットは車室内にそれぞれ設置されることが
ある。二つの環境間の温度差はいくつかの部品の動作や
それらの電圧レベルに多大な影響を与える可能性があ
る。最後に、それぞれの機器が異なる電源を使用するこ
とで接地電位にずれが生じる可能性が高まる。
従って、0.5ボルト未満の振幅を有する信号を発信
し、環境特性，電源，接地電位および信号レベルの差に
影響されない高速デジタルデータバスドライバが必要と
なる。
発明の概要 本発明は、複数の周辺装置ユニットの一つとデータバ
スとの間を接続するデータバスインターフェイスドライ
バからなる。このデータバスインターフェイスドライバ
は異なる振幅を有するデータ信号を受信することがで
き、誘導されたノイズや環境条件の多様性から生じる接
地電位の差に影響されない。データバスインターフェイ
スドライバは1MHzを越えるデータ転送が可能で、EMI放
射やRFI放射が少ない。
図面の簡単な説明 第１図は、無線データ通信システムのブロック図であ
る。
第２図は、本発明に従ったバスドライバ回路図である。
第３図は、本発明に従った代替バスドライバ回路図であ
る。
好適な実施例の説明 第１図は固定局トランシーバ101および車載型または
携帯型トランシーバ103からなる無線（RF）データ通信
システムを示す。車載型または携帯型トランシーバ103
は固定局トランシーバ101との間でRF信号を送受する。R
F信号は、アンテナ105によって結合され、トランシーバ
107によって復調されデータ信号に変換される。トラン
シーバ107はシリアルデジタルデータバス109を介して周
辺装置との間でデータ信号の送受を行うことができる。
本実施例における周辺装置はハンドセット111およびフ
ァックス113であるが、その他の周辺装置であってもよ
い。
第２図はトランシーバ107と周辺装置であるハンドセ
ット111との間にあるデジタルデータバスの回路図であ
る。ここでトランシーバ107およびハンドセット111のみ
が第２図に示されているが、データバスは複数の周辺装
置に対応する構成においても使用できる。デジタルデー
タバス109はアップリンク211およびダウンリンク203と
して示されている。これらのリンクがハンドセット111
とトランシーバ107との間のデータ送信を可能にする。
このデータバスドライバ回路243は周辺装置のすべてに
共通で、二つの主要な目的を達成する。第一に、データ
バスドライバ回路243はデータバスアップリンク211用の
単一電圧バイアス・レベルを生成するために使用され、
アップリンク211上のデータバス信号の直流電圧レベル
をデータバスドライバ243へ供給することにより、デー
タバス上の個々の周辺装置における基準点の変動を防止
する。第二に、データバスドライバは、バスインターフ
ェイスチップ（BIC）207から出力されるデータ信号の電
圧レベルを、データバス109上で使用されるデータ信号
の振幅まで分割する。本発明に関しては、チップの出力
電圧の振幅は5Vppであって、それは0.5Vppの振幅にまで
分割される。しかしながら、類似のものであれば他のい
かなる分圧器設定も使用可能である。
データバス109は小振幅信号を使用するので、データ
・バス109は、データバス109を適切に優先制御するため
に、同一の基準点のまわりで駆動されなければならな
い。データ・バス109の優先権は最低のQ2ベース電位を
有し、他の全ての周辺装置上のQ2のベース・エミッタ接
合に逆バイアスをかけることにより、他の周辺装置がバ
スを駆動するのを防ぐ周辺装置によって制御される。全
ての周辺装置に共通のバイアスポイントは、Q1トランジ
スタ227とQ2トランジスタ213との間でフィードバックす
ることで達成される。抵抗231,コンデンサ229およびQ1
トランジスタ227を含む回路は、バス211上のデータ信号
の交流成分を除去する。Q1のエミッタには、バスのアッ
プリンク211の共通バイアス電圧が存在する。この共通
バイアス電圧のレベルはQ2にバイアスをかけるために使
用される。このフィードバック動作の結果、部品，接地
レベルまたは電源電位の差異がバスのアップリンク211
に関して除去され、さらにバス・インターフェイスチッ
プ207から出力されるデータの電圧信号レベルの差異も
除去される。
信号ライン233上のバス・インターフェイスチップ207
からのデータ信号出力は、周辺装置によって変化する振
幅を有する。本実施例においては、周辺装置からのデー
タ信号出力は０ボルトと５ボルトとの間のある振幅を有
する。抵抗217および抵抗223は分圧器回路網を構成し、
この振幅をQ1トランジスタ227のエミッタに存在するバ
イアス電圧とほぼ同じ0.5Vppまで減少させる。抵抗221
およびコンデンサ219はラインからノイズを除去するた
めのフィルタ回路を構成する。インダクタ215もフィル
タリング動作を行なう。
周辺装置が233をロー・レベルに低下させその状態を
所定時間維持することによってひとたびバスの制御を獲
得すると、Q2トランジスタ213がオンになり、データは
アップリンク211を介してトランシーバ107へ送出され
る。周辺装置の電圧供給源225はトランシーバ237の電源
とは異なることがある。その異同に拘らずデータバスは
依然として共通バイアス電圧を有する。最初のバイアス
レベルはトランシーバ電源237および抵抗239が生成す
る。オン・オフ・スイッチ201およびダウンリンク203は
周辺装置が最初にオンされるときにオンになる。これに
よってダウンリンクが接地され、新しい周辺装置111が
シリアル・バス109に接続されたことがトランシーバ107
に通知される。ダウンリンクは、共通クロック源をトラ
ンシーバ107から全ての周辺装置に送出するために使用
される。周辺装置111によって送出される全てのデータ
信号は約50％の有効デューティ・サイクルを有する必要
がある。有効デューティ・サイクル50％はピーク・ピー
ク電圧の半分に等しいデータ信号の平均値として定義さ
れている。これにより、転送レベルの中間点にバイアス
ポイントが安定化され、トランシーバによる適切なデー
タ復元が実現する。出力信号ライン233がハイまたはロ
ー状態をかなりの時間維持すれば、Q1トランジスタ227
のエミッタにおける直流バイアスレベルは、データが保
持される電圧レベルに最終的に調整され、データ送信エ
ラーを起こすことになる。この潜在的問題はデータ信号
の転送を保証するマンチェスタ符号化されたデータを送
出することで解決される。
第３図は、第２図の実施例に対する代替実施例を示
す。この実施例における大きな相違点は、マスタまたは
トランシーバ107が、マスタ・トランシーバ107から来る
ダウンリンク303のバイアスレベルを参照してバイアス
レベルを決定するために、Q1エミッタ315の出力でのバ
イアスレベルを決定することである。他の回路部分は第
２図のものと同じである。
本実施例には二つの重要な部分がある。第一に、周辺
装置から出力されたデータ信号にバイアスをかけるため
にデータバスの直流電圧レベルを使用することである。
このようにバイアスをかけることで、環境特性，電源，
接地電位および信号レベルにおける個々の周辺装置の差
異がデータ信号から除去される。第二に、個々の周辺装
置から出力された信号の振幅を共通の低振幅信号に調整
することである。このように振幅を調整することで、バ
ス・アクセスに優先順位をつけるための既知の電圧が生
じ、EMIおよびRFI放射が減少する。
フロントページの続き (72)発明者 ニッチ，バーナード・エル アメリカ合衆国イリノイ州マウント・プ ロスペクト，イースト・シャボニー・ト レイル１ (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H04B 15/00 H04B 7/24 - 7/26 102 H04Q 7/00 - 7/38 H04M 11/00 H04J 3/00 H04B 1/10 - 1/54

Claims (10)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】データ信号を生成する生成手段を有するデ
    ータ通信システムであって： 少なくとも一つの導電性トレースを含み、共通バイアス
    電圧を有するシリアルバス； 少なくとも第１および第２周辺装置を含み、該第１周辺
    装置はさらに： 前記シリアルバスと結合する手段； 前記シリアルバスの使用を要請する手段；および 前記生成手段で生成されたデータ信号を、約50％の有効
    デューティサイクル,0.5以下の振幅および5MHz以下の転
    送速度を有するデータ信号に変換し、該変換されたデー
    タ信号を転送手段に送信する変換送信手段； によって構成され、前記転送手段は、前記変換送信手段
    が送信するデータ信号を前記シリアルバスに転送するこ
    とを特徴とするデータ通信システム。
  2. 【請求項２】前記第１周辺装置は最低二つの電源の内の
    一つから電力を獲得する手段をさらに含んで構成され
    る、ことを特徴とする請求項１記載のデータ通信システ
    ム。
  3. 【請求項３】前記シリアルバスは第２導電性トレースを
    さらに含んで構成される、ことを特徴とする請求項１記
    載のデータ通信システム。
  4. 【請求項４】前記第１周辺装置は前記シリアルバスから
    データ信号を受信する手段をさらに含んで構成される、
    ことを特徴とする請求項３記載のデータ通信システム。
  5. 【請求項５】データ信号の有効デューティサイクルが約
    50％であり、トランシーバ，データ信号を伝送するデー
    タバスおよび少なくとも一つの周辺装置を含む無線電話
    機であって、前記データバスは： 第１接地電位を有するトランシーバと第２接地電位を有
    する少なくとも一つの周辺装置との間でデータ伝送を行
    う手段； 0.5ボルト以下の振幅および1MHzを超える転送速度を有
    するデータ信号を前記データバスに送信する手段；およ
    び 二以上の周辺装置のうちの第１周辺装置から第１入力信
    号電圧レベルを受信し、前記二以上の周辺装置のうちの
    第２周辺装置から第２入力信号電圧レベルを受信し、前
    記第1,第２入力信号電圧レベルの差異を除去する手段； によって構成されることを特徴とする無線電話機。
  6. 【請求項６】前記データバスは少なくとも１つの周辺装
    置の存在をトランシーバに通報する手段をさらに含んで
    構成される、ことを特徴とする請求項５記載の無線電
    話。
  7. 【請求項７】第１および第２端子を有するバスインター
    フェイス装置であって、前記第１端子はデータバスに結
    合され、前記第２端子は第１周辺装置の少なくとも一つ
    の入力と少なくとも一つの出力に結合され、データバス
    は0.5ボルト以下の振幅を有する第１データ信号を受信
    し、前記少なくとも一つの出力は第２信号を発生し、前
    記少なくとも一つの入力はデータバスに結合され、当該
    バスインターフェイス装置は： 前記データバスに結合される第２信号にバイアスをかけ
    るバイアス印加手段； フィルタリング手段に結合され、前記第２信号の振幅を
    所定のレベルに調整する調整手段；および 前記調整手段およびデータバスに結合され、前記第２信
    号に応答してデータバスにアクセスするアクセス手段； によって構成されることを特徴とするバスインターフェ
    イス装置。
  8. 【請求項８】前記バイアス印加手段が： ベース，エミッタおよびコレクタを有し、前記コレクタ
    は第１電圧レベルに結合され、前記エミッタは第２電圧
    レベルに結合された第１トランジスタ； 第１および第２端子を有し、前記第２端子は前記第２電
    圧レベルに結合されたコンデンサ；および 第１および第２端子を有し、前記第１端子はデータバス
    に結合され、前記第２端子は前記コンデンサの前記第１
    端子および前記第１トランジスタの前記ベースに結合さ
    れた第１抵抗； によって構成されることを特徴とする請求項７記載のバ
    スインターフェイス装置。
  9. 【請求項９】前記調整手段が： 第１および第２端子を有し、前記第１端子は前記フィル
    タリング手段に結合された第３抵抗；および 第１および第２端子を有し、前記第１端子は前記第３抵
    抗の第２端子に結合され、前記第２端子は第１周辺装置
    の少なくとも一つの前記出力に結合された第４抵抗； によって構成されることを特徴とする請求項７記載のバ
    スインターフェイス装置。
  10. 【請求項１０】前記アクセス手段が、ベース，コレクタ
    およびエミッタを有する第２トランジスタをさらに含
    み、前記ベースは前記調整手段に結合され、前記コレク
    タは第２電圧レベルに結合され、前記エミッタはデータ
    バスに結合されることを特徴とする請求項７記載のバス
    インターフェイス装置。
JP4507817A 1991-03-04 1992-02-20 データバス・インターフェイス装置 Expired - Lifetime JP2969947B2 (ja)

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