JPH0396144A - データ伝送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は少なくとも電圧供給源と、送信器と、受信器と
差動モードにて動作され、その特性インピーダンスによ
り終端される二線データ伝送路とからなるデータ伝送装
置に係る。

データ伝送装置は公知である。それらは通常例えば電子
式データ処理装置内にディジタルデータを伝送するのに
使われる。本送信器は、受信器に接続されるデータ伝送
路に伝送されるべき信号を供給する。

非常に簡単な例では、伝送路は単に一つの伝送ワイヤか
らなり、受信器は例えばその正の入力に固定レベルを有
する比較器からなる。伝送ワイヤは受信器で比較器の負
の入力に接続される。しかし、かかるデータ伝送装置は
、導電性結合により妨害され、複雑な遮蔽によってのみ
それから保護されうる。送信器及び受信器における供給
電圧に差がある場合には、問題も発生する。

従って、より複雑な伝送装置は、２つの伝送ワイヤを有
し、受信器における比較器を介してその電圧差を評価す
る。しかし、これらの装置は、両伝送ワイヤが結合され
た時のみ受信信号を供給する欠点を有する。これは、例
えば伝送ワイヤの破損により障害がある場合には、もは
や受信信号が得られないことを意味する。この欠点を避
ける為、２つの追加阻止コンデンサを設けることが知ら
れている。その結果、基準電位は分離され、もはや任意
信号でないただの交流電圧信号が周波数結合の故に伝送
されつる。この為、かかる装置では、同じビット状態の
許容期間がコンデンサの充電又は放電の期間により決定
され、その結果、単に所定のデータ伝送プロトコルだけ
が許される。この装置は既に伝送ワイヤに障害がある場
合に自動レベル調整を保証するが、その欠点は目立つ。

コンデンサなしだが、類似阻止スイッチが用いられる別
な装置が公知である。この装置では、伝送ワイヤに障害
がある場合、自動レベル調整は不可能である。従って、
スイッチがデータ処理装置及び対応チェックプログラム
によって切換えられ、これは次にデータ伝送を遅延し、
更にデータ伝送装置の設計を複雑にする。

従って、公知の装置は単線動作を可能にしないが、所定
のデータ伝送プロトコルを有する適用に制限されるか、
又は伝送ワイヤの障害により、データ伝送が大きく遅延
される。

本発明は、その目的の為、単純な構造を有する前記の種
類のデータ伝送装置を提供し、自動的に伝送ワイヤに障
害がある場合にも伝送されるべき信号の正確な復号を保
証し，ＩＭビット／秒までのデータ速度に適している。

本発明によれば、この目的は、送信器、伝送路及び受信
器の抵抗の純抵抗ネットワークは、受信器で反対のレベ
ルを発生する伝送路の伝送ワイヤに各接続された少なく
とも一つの整合抵抗を受信側に有し、抵抗ネットワーク
は伝送ワイヤに障害がある場合に絶対値レベルを発生す
ることで達成される。

差動データ伝送により、伝送されたメッセージは、２つ
の伝送ワイヤ間の電圧差として符号化される。例えば、
ディジタルデータ伝送で、Ｕ０の電圧差は「零ｊとして
解釈され、反対の電圧差一Ｕ０は「１」として解釈され
る。本発明によるデータ伝送装置は、差動直列データ伝
送用の組合された単線及び二線伝送装置を表わし、受信
器に続く比較器により、送信器から得られる信号が再び
復元されつるような方法で２つの伝送ワイヤ間に存在す
る電圧差を変換する。

本発明によるデータ伝送装置では、伝送された信号の検
出は、受信器が例えば遮断プラグ接触により２つの伝送
ワイヤの１つだけに接続される場合にも可能である。本
発明によれば、これは純抵抗ネットワークの形の所定の
構造及び特に抵抗の素子の特別な寸法により可能とされ
る。本発明によるデータ伝送装置は優性及び劣性レベル
に等しく適している。単に１つの伝送ワイヤ又は単に１
つのバスリードの結合によっても、メッセージが受信さ
れつるので、それに設けられた装置の利用性は、それが
結果的に乗物、例えばアンチロック系等の自動車の電子
式装置又は産業用電子機器の分野で用いられうるので、
大きく増大する。

本発明の望ましい実施例では、データをデータ伝送路に
結合する為、送信器はトランジスタ、ダイオード及び抵
抗を有し、抵抗は、例えば伝送ワイヤに接続されること
を確実にする。

更に、伝送ワイヤ間の電圧差はデータ伝送の場合に逆の
レベルになり、データ伝送路は特性インピーダンスに等
しい値を有する終端抵抗によりその各端部で終端され、
その結果、（ＩＭビット／秒より速い）高速データ速度
が長い伝送ワイヤでも可能であることか確実にされつる
。望ましい実施例によると、受信器の整合抵抗は、人力
側において、一つの伝送ワイヤに接続され、出力側にお
いて、２つの抵抗からなる分圧器及び比較器の負の入力
に接続され、受信器の別な整合抵抗は、入力側において
他の伝送ワイヤに接続され、出力側において、受信器の
出力信号を供給する２つの抵抗の分圧器及び比較器の正
の入力に接続され、分圧器は供給電圧源から供給される
ことを確実にする。

有利な実施例によると、分圧器の整合は逆のレベルが得
られるように整合抵抗を介して保証され、伝送ワイヤに
障害がある場合には、絶対値レベル、即ち受信器での固
定比較レベルは比較器入力の一つで自動的に調整される
。分圧器は、一方で送信器及び伝送路の抵抗により、そ
して他方で受信器の分圧器により構成される。

更に、送信器及びデータ伝送路は、供給電圧源の電位間
に、抵抗ネットワークを有し、この抵抗ネットワークは
送信器の第ｌの抵抗と、終端抵抗の並列接続と送信器の
別な抵抗との直列、接続からなり、受信器の整合抵抗は
終端抵抗の並列接続の前か後に接続されることが確実と
なる。送信器のトランジスタが非導通の場合の劣性レベ
ルの伝送で、略半分の供給電圧は各伝送ワイヤに印加さ
れ、トランジスタが導通の場合の優性レベルで、供給電
圧の半分に関して対称的な電圧が伝送ワイヤに亘って分
布されることを確実にしつる。更に、受信器の分圧器を
介して比較器の入力電圧Ｕ，及びＵ４が固定され、受信
器が対称な場合には、即ち、受信器での２つの分圧器の
抵抗の積と和の各回の商は互いに対応し、等価抵抗Ｒ．
を構成し、自動レベル調整は、両方の整合抵抗がＲ．（
（Ｕ＋，−Ｕ＊　）／　（Ｕ４　−Ｕｓ　十Ｕｋ）−Ｄ
より少ないか又は等しい場合、伝送ワイヤに障害がある
場合に保証され、整合抵抗用の最も小さい許容値？Ｒｉ
＋　（Ｕｋ／（Ｕｋ−Ｕ２−Ｕｋ））　一Ｒｔ■／２よ
り大きいか又は等しい。ここで、Ｕｋは優性レベルの場
合の伝送ワイヤの電圧Ｕ，，Ｕｋは受信器の比較器の負
の入力での電圧、Ｕ４は（接続された又は接続解除され
たバスを有する）受信器の比較器の正の入力での電圧、
Ｕｋは比較器入力間の電圧、Ｒ０はデータ伝送路の終端
抵抗の積及び和の商である。

本発明によるデータ伝送装置の別な望ましい実施例は従
属請求項から明らかである。

以下図面と共に本発明による実施例をより詳細に説明す
る。

第１図は送信器１１、伝送路１２及び受信器１３からな
るデータ伝送装置１０を示す。送信器１１は２つのトラ
ンジスタ１４．１５を有し、それらのゲートに送信され
るべき信号Ｓ，及びＳ２が印加される。トランジスタｌ
４は電圧供給源Ｕｓの正の端子に接続され、更にダイオ
ードｌ６のアノードに接続される。ダイオードＪ６のカ
ソードは抵抗１７に接続され、該抵抗はデータ伝送路１
２の伝送ワイヤ（又はバスリード）１８に接続される。

トランジスタ１５はソース側を接地され、ドレーン側で
ダイオードのカソードに接続され、該ダイオードはアノ
ード側を抵抗２０を介してデータ伝送路１２の別な伝送
ワイヤ２１に接続される。トランジスタ１４．１５は望
ましくはＭＯＳＦＥＴ　｝ランジスタであり、トランジ
スタｌ４はｐ−チャネルトランジスタであり、トランジ
スタｌ５はｎ−チャネルトランジスタである。しかし、
バイボーラトランジスタも用いつる。

データ伝送路１２の伝送ワイヤ１８及び２１はそれらの
端部に終端抵抗２２及び２３を有する。

抵抗２２及び２３の抵抗値の値は望ましくは伝送ワイヤ
１８及び２１の特性インピーダンスに対応する。伝送ワ
イヤ１８は、整合抵抗２４を介して受信器１３の比較器
２５の負の端子に接続される。

伝送ワイヤ２１は整合抵抗２６を介して比較器２５の正
の入力に接続され、その出力に検出された信号Ｓ，が取
り出される。接地に対する伝送ワイヤ１８の電圧はＵ１
で示され、伝送ワイヤ２１の電圧Ｕ２で示される。

受信器１３は更に電圧供給源Ｕ，から供給される２つの
分圧器２７及び３５を有する。分圧器２７は２つの抵抗
２８及び２９を有し、その分圧された電圧Ｕ２は比較器
２５の負の端子に印加される。分圧器３５は２つの抵抗
３０及び３１を有し、その分圧された電圧Ｕ４が比較器
２５の正の端子に印加される。

受信器のこれらの分圧器２７及び３５の反対側に、送信
器１１及びデータ伝送路１２の抵抗からなる分圧器が配
置され、それらは、伝送ワイヤ１８及び２１の一つに障
害がある場合の電圧差にまり差動データ伝送が夫々単線
伝送装置に自動的に流れる様に本発明により受信器１３
の整合抵抗２４及び２６を介して互いに整合されえ、固
定基準レベル（絶対レベル）は比較器２５に取り出され
る。従って、受信はたった１つの伝送ワイヤ１８又は２
１が受信器１３に結合される時も可能である。伝送路１
２がその特性インピーダンスに等しい終端抵抗２２及び
２３により終端されるので、？送ワイヤ１８及び２１が
伝送された信号の波長と比較して長いとしても、数Ｍビ
ット／秒のデータ速度は可能である。

第１図に示す本発明によるデータ伝送装置の本発明に従
う寸法は下記の方法で見い出されつる。

供給電圧Ｕ，用の所定値により、受信器１３の抵抗２８
．２９．３０及び３ｌに対すると同様に送信器１１及び
伝送路Ｉ２の抵抗１７．２０．２２及び２３に対しかか
る寸法は単線式伝送の要求が満足される整合抵抗２４及
び２６に対して得られる。受動的送信器、即ち非導通ト
ランジスタ及び劣性信号により、伝送ワイヤ１８及び２
１の電圧Ｕ１及びＵ２は毎回供給電圧ＵＢの半分にほぼ
対応する。能動送信器、即ち導通トランジスタｌ４及び
ｌ５及び優性信号により、供給電圧は、伝送ワイヤ１８
及び２１の電圧Ｕ，及びＵ，を越える供給電圧の半分に
関して対称的に分布される。受信器１３の比較器２５の
入力に最小的に必要とされる差の信号Ｕｋ−ＵｋはＵ，
に等しい。補助量Ｕ３　＝Ｕ−　　（Ｒｔｓ／　（Ｒ■
十Ｒｔ４））及びＵ，よ？大きいＵ４のＵ　４　＝　Ｕ
　ｅ　　（　Ｒ　２　１　／　（　Ｒ　３０＋Ｒ３１）
）及び等価抵抗Ｒ　Ｅ　ｌ　＝　Ｒ　２　ｓ　Ｒ　＊　
＊　／　（　Ｒ　２　ｓ　＋　Ｒ２６）　＝　Ｒ　３０
Ｒ　２１／　（　Ｒ　３０＋　Ｒ　３１）により、単線
式受信に関する要求は、Ｒ２．＝Ｒ，．＝Ｒｔ＋　（　
（ＵｋＵｓ　）　／　（Ｕ４　　Ｕ２　＋Ｕ−　）　　
　１　）の場合満足される。整合抵抗２４及び２６用の
最も小さい許容値は、 Ｒ　２　ａ　＝　Ｒ■＝Ｒ．（Ｕｋ／Ｕｋ−Ｕｋ　一Ｕ
ｋ　）Ｒｇ＊／２但しＲ　ｗｔ＝　Ｒ　ｔｓＲ　２２／
　（　Ｒ　２２　＋　Ｒ　２２）の場合に得られる。

この寸法の規定が維持される事実により、送信器１１の
抵抗ネットワーク及び受信器１３の抵抗ネットワークの
伝送路１２の本発明による整合は保証される。前式が互
いに著しく違っている場合には、抵抗１７及び２０を減
少させるか又は終端抵抗２２及び２３を増加させ、また
供給電圧Ｕ８を増加させるか、又は非接続とされたバス
Ｕ４かＵ，と等しくなるよう抵抗２８．２９．　　　３
０，３ｌを再び整合させ、或いはより高い感度の比較器
２５を選ぶことが必要となる。

第２図は、伝送路１２に障害がない場合に、比較器２５
に対し検出用に印加される受信器１３における電圧Ｕ，
及びＵ４のレベルの逆の変化を示す。

第３図は伝送路１２の伝送ワイヤ１８に障害がある場合
の電圧Ｕ，及びＵ４の変化を示す。この信号は又比較器
２５により同じ方法で正しく検出される。その理由は破
線により示された電圧レベル　Ｕ，が絶対値比較レベル
として検出用に用いられるからである。

第１，２及び第３図及び請求項に示された本発明の特徴
は異なる実施例での本発明の実現には、個々にまた任意
の組み合せの両方に必須である。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明によるデータ伝送装置を示す図、第２図
はデータ伝送路の障害がない場合の受信器の比較器のレ
ベル入力を示す図、 第３図はデータ伝送路に障害がある場合の受信器の比較
器の入力でのレベルを示す図である。 ｌＯ・・・データ伝送装置、１１・・・送信器、１２・
・・伝送路、１ タ、１６， ワイヤ、１ ３０．３１ ・・・比較器、 ，・・・信号、 ３・・・受信器、１４．１５・・・トランジスｌ９・・
・ダイオード、１８．２１・・・伝送？，２０，２２，
２３．２８．２９， ・・・抵抗、２４．２６・・・整合抵抗、２５２７．３
５・・・分圧器、Ｓ，，Ｓ，，ＳＵ，．Ｕｋ．Ｕｋ．Ｕ
ｋ・・・電圧。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）少なくとも電圧供給源と、送信器と、受信器と、
   その特性インピーダンスにより終端された差動モードで
   動作される二線データ伝送路とからなり、送信器（１１
   ）、データ伝送路（１２）及び受信器（１３）の抵抗の
   純抵抗ネットワークは、受信器（１３）で逆のレベル（
   Ｕ＿３及びＵ＿４）を発生するデータ伝送路（１２）の
   伝送ワイヤ（１８、２１）に各接続された少なくとも一
   つの整合抵抗（２４、２６）を毎回受信側に有し、抵抗
   ネットワークは伝送ワイヤ（１８又は２１）に障害があ
   る場合に絶対値レベルを発生することを特徴とするデー
   タ伝送装置。 （２）データをデータ伝送路（１２）に結合する為、送
   信器（１１）は、トランジスタ（１４、１５）と、各ト
   ランジスタ（１４、１５）に対するダイオード（１６、
   １９）及び抵抗（１７、２０）の直列接続とよりなり、
   直列接続の夫々は伝送路（１２）の伝送ワイヤ（１８、
   ２１）に接続されることを特徴とする請求項１記載のデ
   ータ伝送装置。 （３）伝送ワイヤ（１８、２１）間の電圧差はデータ伝
   送の場合に逆のレベルになり、データ伝送路（１２）は
   その端部で抵抗インピーダンスに等しい値を有する終端
   抵抗（２２、２３）により終端されることを特徴とする
   請求項２記載のデータ伝送装置。 （４）受信器（１３）の整合トランジスタ （２４）は、入力側において、一つの伝送ワイヤ（１８
   ）に接続され、出力側において、２つの抵抗（２８、２
   ９）の分圧器（２７）及び比較器（２５）の負の入力に
   接続され、受信器（１３）の別な整合抵抗（２６）は、
   入力側において他の伝送ワイヤ（２１）に接続され、出
   力側において、受信器１３の出力信号を供給する２つの
   抵抗（３０、３１）の分圧器３５及び比較器（２５）の
   正の入力に接続され、分圧器（２７、３５）は、供給電
   圧源から供給され、その基準電位は互いに等しいことを
   特徴とする請求項３記載のデータ伝送装置。 （５）整合抵抗（２４、２６）を介して、送信器（１１
   ）及び伝送路（１２）の抵抗（１７、２０）及び受信器
   （１３）の分圧器（２７、３５）により構成された分圧
   器の整合は、反対のレベルが得られるように保証され、
   伝送ワイヤ（１８）又は（２１）の妨害がある場合には
   、絶対値レベルは比較器（２５）にて自動的に調整され
   ることを特徴とする請求項４記載のデータ伝送装置。 （６）送信器（１１）及びデータ伝送路（１２）は、供
   給電圧源（Ｕ＿Ｂ）の電位間に抵抗ネットワークを有し
   、該抵抗ネットワークは送信器（１１）の抵抗（１７）
   と、抵抗（２２、２３）の並列接続と、送信器（１１）
   の別な抵抗 （２０）との直列接続からなり、受信器（１３）の整合
   抵抗（２４、２６）は終端抵抗（２２、２３）の並列接
   続の前か後に接続されることを特徴とする請求項５記載
   のデータ伝送装置。 （７）送信器（１１）の各トランジスタ（１４、１５）
   が非導通の場合の劣性レベルの伝送で、略半分の供給電
   圧（Ｕ＿Ｂ）は各伝送ワイヤ（１８、２１）に印加され
   、トランジスタ（１４、１５）が導通の場合の優性レベ
   ルで、供給電圧（Ｕ＿Ｂ）の半分に関して対称的な電圧
   が伝送ワイヤ （１８、２１）に印加されることを特徴とする請求項１
   乃至６のうちいずれか一項記載のデータ伝送装置。 （８）補助量Ｕ＿３＝Ｕ＿ＢＲ＿２＿８／（Ｒ＿２＿８
   ＋Ｒ＿２＿９）、Ｕ＿３より大きいＵ＿４を有するＵ＿
   ４＝Ｕ＿ＢＲ＿３＿１／（Ｒ＿３＿０＋Ｒ＿３＿１）及
   び等価抵抗Ｒ＿Ｅ＿１＝Ｒ＿２＿８Ｒ＿２＿９／（Ｒ＿
   ２＿８＋Ｒ＿２＿９）＝Ｒ＿３＿０Ｒ＿３＿１／（Ｒ＿
   ３＿０＋Ｒ＿３＿１）、及び別な等価抵抗Ｒ＿Ｅ＿２＝
   Ｒ＿２＿３Ｒ＿２＿２／（Ｒ＿２＿３＋Ｒ＿２＿２）に
   よりＲ＿２＿４＝Ｒ＿２＿６≦Ｒ＿Ｅ＿１（（Ｕ＿１＿
   ｄ−Ｕ＿３）／（Ｕ＿４−Ｕ＿３＋Ｕ＿ｋ）−１）が成
   り立つ場合、自動レベル調整が伝送ワイヤ（１８又は２
   １）の妨害の場合に保証され、整合抵抗（２４、２６）
   用の最も小さい許容値が条件Ｒ＿２＿４＝Ｒ＿２＿６≧
   Ｒ＿Ｅ＿１Ｕ＿ｋ／（Ｕ＿４−Ｕ＿３−Ｕ＿ｋ）−Ｒ＿
   Ｅ＿２＿／＿２より得られ、ここで、Ｕ＿ｋは比較器（
   ２５）の入力電圧、Ｕ＿１＿ｄは優性信号を有する電圧
   Ｕ＿１であることを特徴とする請求項７記載のデータ伝
   送装置。 （９）伝送さるべきデータ速度は数Ｍビット／秒の伝送
   速度範囲内にあることを特徴とする請求項１乃至８のう
   ちいずれか一項記載のデータ伝送装置。 （１０）抵抗（２２、２３）は特性インピーダンスの値
   から外れ、供給電圧Ｕ＿Ｂ、トランジスタ（１４、１５
   ）の種類、ダイオード（１６、１９）の種類及び比較器
   （１５）の種類により、数Ｍビット／秒より速いデータ
   速度が許容されることを特徴とする請求項１乃至９のう
   ちいずれか一項記載のデータ伝送装置。