JP3061238B2 - データ受信装置 - Google Patents

データ受信装置

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JP3061238B2
JP3061238B2 JP6019351A JP1935194A JP3061238B2 JP 3061238 B2 JP3061238 B2 JP 3061238B2 JP 6019351 A JP6019351 A JP 6019351A JP 1935194 A JP1935194 A JP 1935194A JP 3061238 B2 JP3061238 B2 JP 3061238B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、データ受信装置、特
配電線を用いて商用電源電圧等の商用周波電気量にビ
ットシリアルデータを重畳して伝送するデータ伝送にお
いて、ビットシリアル信号にノイズが混入した場合にも
データの正常受信率を高く維持することのできるデータ
受信装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ビットシリアル信号にノイズが混入して
ビット割れが発生した場合にも、比較的正確にデータを
読み取る方式として、1ビット内にサンプリング点を複
数個設け、1ビットを多数回読み取り、多数決判定によ
りビットを決定する方法がよく知られている。
【0003】図5は例えば特開平4−329721号公
報に示された従来の多数決のビット判定回路を示す図で
ある。図において、1は入力端子で、電源に重畳された
配搬信号が入力される。2はこの入力端子1に接続され
たコンデンサ、3はコンデンサ2に接続されたコイル、
4はコイル3に接続されたバンドパスフィルタ、5はバ
ンドパスフィルタ4に接続された配搬復調回路、6は配
搬復調回路5に接続されたサンプリングパルス発生回
路、7は配搬復調回路5及びサンプリングパルス発生回
路6に接続された第1のシフトレジスタ、8はサンプリ
ングパルス発生回路6に接続された分周回路、9は第1
のシフトレジスタ7に接続された多数決回路、10は分
周回路8及び多数決回路9に接続された第2のシフトレ
ジスタ、11はシフトレジスタ10の信号をパラレルに
出力する出力端子である。
【0004】図7は配電線利用の通信方式における一般
的な信号波形を示す図で、(a)は商用電源電圧と高周
波伝送信号との重畳信号、(b)は高周波伝送信号の信
号ビットの一例、(c)はバンドパスフィルタで分離さ
れた高周波FS信号(配搬信号)、(d)は高周波FS
信号を復調して得られたビットシリアルな論理波形、
(e)は商用電源電圧から得られる商用電源クロックで
ある。
【0005】次に図5に示した回路装置の動作を、図7
を簡略化した図6のタイミングチャートを用いて説明す
る。図6において、(a)は商用電源電圧と送信装置か
ら送信されてくる高周波信号との重畳信号、(d)は復
調されたビットシリアルな受信データ、(f)はサンプ
リングパルス、(g)は受信信号である。配搬復調回路
5で復調されて第1のシフトレジスタ7に入力される受
信データ(d)には負極性ノイズ12a、12bと正極
性ノイズ13a、13b、13cが混入している。これ
らのノイズは、商用電源電圧の波形において通信信号レ
ベルの大きいゼロクロス付近14a、14bよりも、信
号レベルの小さいピーク付近15a、15bの方が混入
しやすい。
【0006】図5における回路では、図6(d)のスタ
ートビットSTの前縁の立ち下がりで配搬復調回路5が
サンプリングパルス発生回路6へスタート信号を送出
し、このスタート信号がサンプリングパルス発生回路6
に入力されるとサンプリングパルス(f)を発生する。
図6では1ビットの間にサンプリングパルス9個が等間
隔で発生される例である。
【0007】図5の回路において、第1のシフトレジス
タ7の出力端子Q1〜Q9は多数決回路9に接続されて
いるため、図6(d)のように1ビットの中に負極性ノ
イズ12a、12bや正極性ノイズ13a、13b、1
3cが混入しても、1ビットの中のサンプリング時点に
おけるノイズ検出回数が正規信号検出回数より小さけれ
ば、多数決回路9により多数決判定されてノイズは無視
され、出力には正しい受信信号(g)が得られる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来のビッ
ト判定による受信方式は、1ビットの間に等間隔、連続
してサンプリングパルスを発生するため、伝送信号レベ
ルの大きいところ、小さいところかまわずサンプリング
することになり、多数のノイズが混入した場合、信号読
み取りを誤る可能性が大きいという問題点があった。
【0009】この発明は上記のような問題点を解消す
るためになされたもので、伝送信号にノイズが混入した
場合でも、データの正常受信率が著しく高い受信方式を
提供するようにしたデータ受信装置を得ることを目的と
している。
【0010】
【課題を解決するための手段】この発明に係るデータ受
装置は、配電線に接続され、配電線の商用周波電気量
に重畳された配搬信号をビットシリアル信号に変換する
配搬復調回路、配電線に接続され、商用周波電気量のゼ
ロクロス信号を発生する電源ゼロクロス信号回路及び配
搬復調回路の出力信号と電源ゼロクロス信号回路の出力
信号とを受け、商用周波電気量のゼロクロス付近でビッ
トシリアル信号のサンプリングパルスを発生するCPU
を備えたものにおいて、CPUは、ビットシリアル信号
のスタートビットSTを検出すると共に、ゼロクロス信
号とスタートビットSTとの時間間隔を測定し、この時
間間隔に応じてサンプリングパルス発生までの待ち時間
を設定し、サンプリングパルスが商用周波電気量のゼロ
クロス付近で発生するようにしたものである。
【0011】また、ビットシリアル信号の毎秒ビット数
を、重畳される商用周波電気量の周波数に等しく設定す
ようにしたものである。
【0012】また、伝送信号の毎秒ビット数(Bit
Per Second 以下BPSと呼ぶ)が商用周波
数と同じ場合には、伝送信号1ビットに2回の商用周波
電気量のゼロクロスがあるので、この2箇所付近をサン
プリングタイミングとするようにしたものである。
【0013】また、サンプリングを、商用周波電気量の
ゼロクロス付近で複数回行うようにしたものである。
【0014】
【作用】一般に商用周波電気量に伝送信号が重畳された
場合、伝送信号レベルは、電源電圧のピーク付近ではレ
ベルが小さくなり、ゼロクロス付近ではレベルが大きく
なるため、ピーク付近でノイズが混入しやすく、ゼロク
ロス付近でノイズが混入しにくいことが実験の結果判明
したことにもとづいて、商用周波電気量のゼロクロス信
号を利用し、サンプリングタイミングを伝送信号レベル
の大きい商用電源電圧のゼロクロス付近としたので、サ
ンプリングにノイズが混入しにくく、データの正常受信
率向上の効果がある。
【0015】また、伝送信号のBPSが商用周波数と同
じ場合、つまり商用周波数が60Hzのとき伝送信号の
BPSが60の場合、商用周波電気量の2箇所のゼロク
ロス付近で複数タイミングでサンプリングを行うことに
より、ノイズ混入の確率がさらに小さくなり、一層のデ
ータの正常受信率向上が図れる。
【0016】
【実施例】
実施例1.図1はこの発明のデータ受信方式を実施する
回路装置を示すもので、1は入力端子であり、電源電圧
に重畳された配搬信号が入力される。入力端子1はコン
デンサ2及びコイル3を介してバンドパスフィルタ4に
接続されており、バンドパスフィルタ4の出力端子は配
搬復調回路5を介してCPU16に接続されている。ま
た、入力端子1は電源ゼロクロス信号回路17を介して
CPU16へ電源ゼロクロス信号を送っている。
【0017】入力端子1には商用電源に配搬信号が重畳
された図2(a)の信号が入力される。この信号はバン
ドパスフィルタ4を通ると高周波の配搬信号のみとな
り、さらに配搬復調回路5で図2(d)のビットシリア
ルな受信データに変換され、CPU16に入力される。
このCPU16には電源ゼロクロス信号回路17からも
図2(h)に示す電源ゼロクロス信号が入力されてお
り、CPU16はプログラムにより図2(i)に示すサ
ンプリングパルスを発生し受信処理を行う。
【0018】CPU16では、配搬復調回路5において
復調された伝送信号中の同期信号検出を行い、同期信号
(本例では10ビット、167ms)が検出されると受
信動作が始まる。先ず、図2(d)に示すビットシリア
ル信号のスタートビットST検出を行い、図2(h)の
電源ゼロクロス信号とスタートビットSTの立ち下がり
の時間間隔tsmの大きさにより図2(i)のサンプ
リングパルス発生のタイミングを決める。商用電源電圧
が60Hzの本例では、tsm>4msのとき、サンプリ
ングパルス発生までの時間待ちを図2(i)のように
16ms、tsm≦4msのとき、時間待ちを図2(i)
のように7msとし、図2に示すように以下同じタイ
ミングで複数回のサンプリング(本例では3回で間隔1
msとしている)を、信号レベルの大きい商用電源電圧
のゼロクロス付近で1ビットについて1箇所行い、デー
タ信号の読み取り及び格納を行う。さらに1ワード毎に
検定(多数決判定)を行い、1ワード検定後、規定の電
文長を受信すると受信処理終了として正しい受信信号を
得る。
【0019】上記CPU16の動作を図3のフローチャ
ートに基づいて説明すると次のようになる。先ずビット
シリアル伝送信号中の同期信号検出を行う(ステップS
t1)。同期信号が検出されると受信動作が始まり、ス
タートビットST検出を行い(ステップSt2)、電源
ゼロクロス信号とスタートビットの立ち下がりの時間間
隔tsmの大きさによりサンプリングパルス発生のタイミ
ングを決める(ステップSt3)。本例では、tsm>4
msのとき(ステップSt4)、サンプリングパルス発
生までの時間待ちを16ms、tsm≦4msのとき(ス
テップSt5)、時間待ちを7msとし、図2に示すよ
うに複数回のサンプリング(本例では1ms間隔で3回
としている)を、信号レベルの大きい商用電源信号のゼ
ロクロス付近で行い、信号の読み取り及び格納のサンプ
リング処理を行う(ステップSt6)。さらに1ワード
毎に検定(多数決判定)を行い(ステップSt7)、そ
の後スタートビット検出よりステップSt2〜7を再び
繰り返す。1ワード検定後、規定の電文長を受信すると
受信処理終了(ステップSt8)となる。
【0020】本例では多数決判定のサンプリング回数を
3回、時間間隔を1msとしたが、商用電源電圧のゼロ
クロス付近でのサンプリング回数を増やし、時間間隔を
小さくすることにより、さらにデータ正常受信率が向上
する。なお本実施例は伝送されるビットシリアルデータ
が60BPSとして60Hzの商用電源と同じ場合を示
したが、他の商用周波数50Hzでも同様に実施でき
る。
【0021】実施例2.実施例1ではビットシリアルデ
ータのサンプリングを商用電源電圧のゼロクロス付近1
箇所で行う例を示したが、ビットシリアル信号のBPS
を商用電源電圧の周波数と同じにすれば、1ビット中に
商用電源電圧のゼロクロスが2箇所含まれるため、図4
(i)に示すように伝送信号レベルの大きいこの2箇所
で複数回サンプリングを行う(図4の場合2箇所で3回
ずつのサンプリングを行っている)ことにより、データ
正常受信率を一層向上させることができる。図4の場
合、1ビットについて、電源ゼロクロス信号から7ms
及び16msの2箇所で、以下同じタイミングでサンプ
リングを行っている。
【0022】
【発明の効果】以上のように、この発明におけるデータ
受信装置は、配電線に接続され、配電線の商用周波電気
量に重畳された配搬信号をビットシリアル信号に変換す
る配搬復調回路、配電線に接続され、商用周波電気量の
ゼロクロス信号を発生する電源ゼロクロス信号回路及び
配搬復調回路の出力信号と電源ゼロクロス信号回路の出
力信号とを受け、商用周波電気量のゼロクロス付近でビ
ットシリアル信号のサンプリングパルスを発生するCP
Uを備えたものにおいて、CPUは、ビットシリアル信
号のスタートビットSTを検出すると共に、ゼロクロス
信号とスタートビットSTとの時間間隔を測定し、この
時間間隔に応じてサンプリングパルス発生までの待ち時
間を設定し、サンプリングパルスが商用周波電気量のゼ
ロクロス付近で発生するようにしたため、サンプリング
にノイズが混入しにくく、データの正常受信率を著しく
向上させ得る効果がある。
【0023】また、伝送信号のBPSが、重畳する商用
電源電圧の周波数と同じ場合、各ビットに対する商用電
源電圧の2箇所のゼロクロス付近で、複数タイミングで
サンプリングすることにより一層のデータ正常受信率向
上が図れる。また、サンプリングを複数回行うようにし
たので、データ正常受信率が一層向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例1に係るデータ受信方式を実
施する回路を示す図である。
【図2】実施例1の動作を説明するための信号を示す図
である。
【図3】実施例1の動作を説明するフローチャートであ
る。
【図4】この発明の実施例2に係るデータ受信方式の動
作を説明するための信号を示す図である。
【図5】従来のデータ受信装置を示す図である。
【図6】従来のデータ受信装置の動作を説明するための
信号を示す図である。
【図7】配電線利用の通信方式における一般的な信号波
形を示す図である。
【符号の説明】
1 入力端子 4 バンドパスフィルタ 5 配搬復調回路 16 CPU 17 電源ゼロクロス信号回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−45742(JP,A) 特開 平2−92125(JP,A) 特開 平3−268622(JP,A) 特開 昭63−316938(JP,A) 特開 昭63−222523(JP,A) 特開 昭59−40728(JP,A) 特開 昭58−198131(JP,A) 特開 昭58−179041(JP,A) 特開 昭62−48130(JP,A) 特開 昭57−45741(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04L 25/00 H04B 3/00

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 配電線に接続され、配電線の商用周波電
    気量に重畳された配搬信号をビットシリアル信号に変換
    する配搬復調回路、上記配電線に接続され、上記商用周
    波電気量のゼロクロス信号を発生する電源ゼロクロス信
    号回路及び上記配搬復調回路の出力信号と上記電源ゼロ
    クロス信号回路の出力信号とを受け、上記商用周波電気
    量のゼロクロス付近で上記ビットシリアル信号のサンプ
    リングパルスを発生するCPUを備えたものにおいて、
    上記CPUは、上記ビットシリアル信号のスタートビッ
    トSTを検出すると共に、上記ゼロクロス信号と上記ス
    タートビットSTとの時間間隔を測定し、この時間間隔
    に応じてサンプリングパルス発生までの待ち時間を設定
    し、サンプリングパルスが上記商用周波電気量のゼロク
    ロス付近で発生するようにしたことを特徴とするデータ
    受信装置。
  2. 【請求項2】 ビットシリアル信号の毎秒ビット数を、
    重畳される商用周波電気量の周波数に等しく設定するよ
    うにしたことを特徴とする請求項1記載のデータ受信装
    置。
  3. 【請求項3】 サンプリングは商用周波電気量のゼロク
    ロス付近で複数回行なうことを特徴とする請求項1また
    は請求項2記載のデータ受信装置。
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