JPH0691558B2 - デイジタル信号伝送方式 - Google Patents
デイジタル信号伝送方式Info
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- JPH0691558B2 JPH0691558B2 JP61298704A JP29870486A JPH0691558B2 JP H0691558 B2 JPH0691558 B2 JP H0691558B2 JP 61298704 A JP61298704 A JP 61298704A JP 29870486 A JP29870486 A JP 29870486A JP H0691558 B2 JPH0691558 B2 JP H0691558B2
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- H04L25/493—Transmitting circuits; Receiving circuits using code conversion at the transmitter; using predistortion; using insertion of idle bits for obtaining a desired frequency spectrum; using three or more amplitude levels ; Baseband coding techniques specific to data transmission systems by transition coding, i.e. the time-position or direction of a transition being encoded before transmission
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- G—PHYSICS
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ディジタル信号の伝送方式に係り、特に、デ
ィジタル信号を光によって伝送する際の、S/N比の向上
に好適な、伝送方式に関する。
ィジタル信号を光によって伝送する際の、S/N比の向上
に好適な、伝送方式に関する。
ディジタル信号の立上り、立下りに対応して、パルスを
発生させる方法については、特開昭54−51405号公報で
述べられている。上記公報においては、信号の立上りに
対応して“1"のレベルのパルスを、又、信号の立下りに
対応して、“0"のレベのパルスを発生させ、その間では
“1"と“0"のレベルの中間の値を発生させている。この
方式でディジタル信号を、光によって伝送する場合に
は、送信側発光素子は平均的には、“1"と“0"のレベル
の中間の値で常時発光していることになり、発光素子の
発光時間を減少させて、ピーク発光量を大きくし、S/N
比を高くすることについては、考慮されていなかった。
発生させる方法については、特開昭54−51405号公報で
述べられている。上記公報においては、信号の立上りに
対応して“1"のレベルのパルスを、又、信号の立下りに
対応して、“0"のレベのパルスを発生させ、その間では
“1"と“0"のレベルの中間の値を発生させている。この
方式でディジタル信号を、光によって伝送する場合に
は、送信側発光素子は平均的には、“1"と“0"のレベル
の中間の値で常時発光していることになり、発光素子の
発光時間を減少させて、ピーク発光量を大きくし、S/N
比を高くすることについては、考慮されていなかった。
又、ディジタル信号の立上りと立下りで発生させるパル
スの数を変えて、デューティ−ファクターの短いパルス
を伝送する方式については、特開昭52−72502号公報で
述べられている。しかし、ディジタルデータの伝送レー
トに対して、デューティファクタの短いパルスを伝送す
る場合、本来伝送系の必要な伝送帯域に対して、広い帯
域が必要となることについては、考慮されていなかっ
た。
スの数を変えて、デューティ−ファクターの短いパルス
を伝送する方式については、特開昭52−72502号公報で
述べられている。しかし、ディジタルデータの伝送レー
トに対して、デューティファクタの短いパルスを伝送す
る場合、本来伝送系の必要な伝送帯域に対して、広い帯
域が必要となることについては、考慮されていなかっ
た。
本発明の目的は、ディジタルデータを光によって伝送す
る場合に、必要伝送帯域を増加させること無く、発光素
子の発光時間を小さくして、発光のピーク値を大きく
し、S/N比の良い伝送を行なうことにある。
る場合に、必要伝送帯域を増加させること無く、発光素
子の発光時間を小さくして、発光のピーク値を大きく
し、S/N比の良い伝送を行なうことにある。
上記目的は、符号変換手段により、発光素子を発光させ
るデータの生起確率を小さくしてから、発生素子を駆動
することにより、発光素子の平均発光時間を下げ、発光
素子のピーク発光量を増加させることにより達成され
る。
るデータの生起確率を小さくしてから、発生素子を駆動
することにより、発光素子の平均発光時間を下げ、発光
素子のピーク発光量を増加させることにより達成され
る。
ディジタルデータは、符号変換手段により発光素子を発
行させるデータの生起確率が低い符号に変換される。こ
の変換された符号により、発光素子を発光させることに
よって、発光素子の平均発光量を減少させ、平均発光量
が減少した分だけ、発光素子のピーク発光量を増加させ
ることにより、符号変換前と同一の発光素子の平均発光
量でS/N比の良い伝送を行なうことができる。
行させるデータの生起確率が低い符号に変換される。こ
の変換された符号により、発光素子を発光させることに
よって、発光素子の平均発光量を減少させ、平均発光量
が減少した分だけ、発光素子のピーク発光量を増加させ
ることにより、符号変換前と同一の発光素子の平均発光
量でS/N比の良い伝送を行なうことができる。
以下、本発明の一実施例を、第１図により説明する。第
１図は、本発明によるディジタル信号を伝送信号に変換
する方法を示したものであり、Ａは “1"レベルと“0"レベルの最小継続時間が2T以上、又、
生起確率50％のディジタル信号、Ｂはディジタル信号Ａ
のピット同期クロック、Ｃは本発明による伝送信号を示
したものである。では次に、ディジタル信号Ａから、伝
送信号Ｃへの変換手段について説明する。伝送信号Ｃ
は、ディジタル信号Ａの“0"レベルから“1"レベルに変
化する変化点、及び“1"レベルから“0"レベルに変化す
る変化点においては、時間幅Ｔの“1"レベルのパルスを
発生し、変化点以外では“0"レベルとなるように、変換
した信号である。ディジタル信号Ａは、パルスの最小継
続時間が2T以上となる信号であり、又、“1"レベルと
“0"レベルは生起確率が50％である。システム的なパル
スの最大継続時間をnTとした時、伝送信号Ｃの“1"レベ
ルの生起確率を計算する。
１図は、本発明によるディジタル信号を伝送信号に変換
する方法を示したものであり、Ａは “1"レベルと“0"レベルの最小継続時間が2T以上、又、
生起確率50％のディジタル信号、Ｂはディジタル信号Ａ
のピット同期クロック、Ｃは本発明による伝送信号を示
したものである。では次に、ディジタル信号Ａから、伝
送信号Ｃへの変換手段について説明する。伝送信号Ｃ
は、ディジタル信号Ａの“0"レベルから“1"レベルに変
化する変化点、及び“1"レベルから“0"レベルに変化す
る変化点においては、時間幅Ｔの“1"レベルのパルスを
発生し、変化点以外では“0"レベルとなるように、変換
した信号である。ディジタル信号Ａは、パルスの最小継
続時間が2T以上となる信号であり、又、“1"レベルと
“0"レベルは生起確率が50％である。システム的なパル
スの最大継続時間をnTとした時、伝送信号Ｃの“1"レベ
ルの生起確率を計算する。
2T,3T,……nTの各生起確率をP2,P3,……Pnとすると、伝
送信号Ｃの“1"レベルの生起確率Ｐは となる。ディジタル信号Ａの“1"レベルの生起確率は50
％であるので、Ｐ＜0.5となるディジタル信号Ａに対し
ては、本実施例により“1"レベルの生起確率を下げるこ
とができる。例えば、ディジタルオーディオデータを、
ディスクに記録し再生するCD（コンパクトディスク）で
は、記録信号フォーマットとして、伝送レート1/T（bit
/sec）に対し、“1"レベル又は“0"レベルの継続時間が
3T〜11Tとなるように変調を行っている。“1"と“0"の
生起確率は50％であり、3T〜11Tの長さの信号の生起確
率は、継続時間に逆比例していると考えると となる。従って、 となり、“1"の生起確率を、約1/25に低減することがで
きる。
送信号Ｃの“1"レベルの生起確率Ｐは となる。ディジタル信号Ａの“1"レベルの生起確率は50
％であるので、Ｐ＜0.5となるディジタル信号Ａに対し
ては、本実施例により“1"レベルの生起確率を下げるこ
とができる。例えば、ディジタルオーディオデータを、
ディスクに記録し再生するCD（コンパクトディスク）で
は、記録信号フォーマットとして、伝送レート1/T（bit
/sec）に対し、“1"レベル又は“0"レベルの継続時間が
3T〜11Tとなるように変調を行っている。“1"と“0"の
生起確率は50％であり、3T〜11Tの長さの信号の生起確
率は、継続時間に逆比例していると考えると となる。従って、 となり、“1"の生起確率を、約1/25に低減することがで
きる。
以上、本実施例によれば、データの伝送レート1/Tに当
るパルス幅Ｔを狭くして伝送帯域を広げること無く、デ
ィジタル信号の“1"レベルの生起確率を低減することが
でき、送信側の発光素子の平均電流を一定にすれば、ピ
ークの発光光量を大きくでき、S/N比の良い伝送を行な
うことができる。
るパルス幅Ｔを狭くして伝送帯域を広げること無く、デ
ィジタル信号の“1"レベルの生起確率を低減することが
でき、送信側の発光素子の平均電流を一定にすれば、ピ
ークの発光光量を大きくでき、S/N比の良い伝送を行な
うことができる。
次に第2,3図を用いて、本発明の伝送信号発生手段につ
いて説明する。第２図1,2はCK端子に入力されたクロッ
クの立下りエッジで、端子Ｄに入力されているデータを
記憶し、Ｑに出力するＤ−FF（フリップフロップ）、３
はインバータ、４は排他的論理和ゲート（EXOR）であ
る。又、A,Bは第１図の信号A,Bを入力する入力端子であ
り、Ｃは第１図Ｃの出力端子である。又、第３図は、第
２図の各部の動作を示したタイミングチャートである。
いて説明する。第２図1,2はCK端子に入力されたクロッ
クの立下りエッジで、端子Ｄに入力されているデータを
記憶し、Ｑに出力するＤ−FF（フリップフロップ）、３
はインバータ、４は排他的論理和ゲート（EXOR）であ
る。又、A,Bは第１図の信号A,Bを入力する入力端子であ
り、Ｃは第１図Ｃの出力端子である。又、第３図は、第
２図の各部の動作を示したタイミングチャートである。
第２図Ａ及びＢに、第３図Ａ及びＢが入力されると、Ｄ
−FF1の出力Ａ′には信号ＡがクロックＢの だけ遅延した信号が出力され、さらに、Ｄ−FF2では
Ａ′がクロックＢの 遅延されて、Ａ′に出される。この結果、ＡとＡ′の排
他的論理和を演算すると、EXOR4の出力には時間幅Ｔで
ディジタル信号Ａの立上り、立下りエッジでのみ“1"と
なる信号が出力され、ディジタル信号Ａの“1"の生起確
率を低減した伝送信号Ｃを生成することができる。以
上、本実施例によればデータの伝送レート1/Tに当るパ
ルス幅Ｔを狭くして伝送帯域を広げること無く“1"レベ
ルと“0"レベルの生起確率の等しい信号を“1"レベルの
生起確率の低い信号に変換して、伝送信号を生成するこ
とができるという効果がある。
−FF1の出力Ａ′には信号ＡがクロックＢの だけ遅延した信号が出力され、さらに、Ｄ−FF2では
Ａ′がクロックＢの 遅延されて、Ａ′に出される。この結果、ＡとＡ′の排
他的論理和を演算すると、EXOR4の出力には時間幅Ｔで
ディジタル信号Ａの立上り、立下りエッジでのみ“1"と
なる信号が出力され、ディジタル信号Ａの“1"の生起確
率を低減した伝送信号Ｃを生成することができる。以
上、本実施例によればデータの伝送レート1/Tに当るパ
ルス幅Ｔを狭くして伝送帯域を広げること無く“1"レベ
ルと“0"レベルの生起確率の等しい信号を“1"レベルの
生起確率の低い信号に変換して、伝送信号を生成するこ
とができるという効果がある。
次に、第４図を用いて電気−光変換について説明する。
第４図は第２図の伝送信号Ｃを光に変換する例であり、
R1,R2は抵抗、TRはトランジスタ、LEDは発光素子であ
り、ＶDDは電源であり、端子Ｃには第２図Ｃの出力端子
が接続され、伝送信号Ｃが入力される。トランジスタTR
のベース、エミッタ間電圧をＶBE、“1"レベルの振幅を
V1、“0"レベルの振幅を０とすると“1"レベルの時にLE
Dに流れる電流Ｉは（V1−ＶBE）／（R1＋R2）となる。
従って端子Ｃに第１図の“1"の生起確率50％の信号Ａを
入力すると、LEDの平均電流は となり、LEDは平均的に の電流で発光していることになる。ところが、本発明に
よる伝送信号Ｃを入力することにより、LEDの平均電流
を減らすことができ、又、生起確率50％の信号入力時と
同じ平均電流を流す場合は、伝送信号Ｃの“1"レベルの
振幅を大きくすることができ、S/N比の良い、光による
ディジタル信号の伝送を行なうことができる。
第４図は第２図の伝送信号Ｃを光に変換する例であり、
R1,R2は抵抗、TRはトランジスタ、LEDは発光素子であ
り、ＶDDは電源であり、端子Ｃには第２図Ｃの出力端子
が接続され、伝送信号Ｃが入力される。トランジスタTR
のベース、エミッタ間電圧をＶBE、“1"レベルの振幅を
V1、“0"レベルの振幅を０とすると“1"レベルの時にLE
Dに流れる電流Ｉは（V1−ＶBE）／（R1＋R2）となる。
従って端子Ｃに第１図の“1"の生起確率50％の信号Ａを
入力すると、LEDの平均電流は となり、LEDは平均的に の電流で発光していることになる。ところが、本発明に
よる伝送信号Ｃを入力することにより、LEDの平均電流
を減らすことができ、又、生起確率50％の信号入力時と
同じ平均電流を流す場合は、伝送信号Ｃの“1"レベルの
振幅を大きくすることができ、S/N比の良い、光による
ディジタル信号の伝送を行なうことができる。
以上、本実施例によれば、本発明による伝送信号を用い
て発光素子を駆動することにより、生起確率50％の信号
と比べて同一信号レベルを伝送する場合には、発光素子
の消費電流を低減でき、又、同一消費電流では、発光素
子の“1"レベルでの発光量を上げて光信号のS/N比を向
上できるという効果がある。
て発光素子を駆動することにより、生起確率50％の信号
と比べて同一信号レベルを伝送する場合には、発光素子
の消費電流を低減でき、又、同一消費電流では、発光素
子の“1"レベルでの発光量を上げて光信号のS/N比を向
上できるという効果がある。
では次に、本発明によるディジタル信号伝送方式に従っ
て、光によりディジタル信号を伝送した場合の受信方法
について説明する。
て、光によりディジタル信号を伝送した場合の受信方法
について説明する。
光による信号伝送の場合、妨害を受ける雑音源として考
えられるものは、太陽光，白熱電灯，螢光灯，赤外線暖
房器具等が考えられる。送信側の発光素子を赤外線領域
の波長の素子を使用した場合、可視光は光学フィルタで
除去することが可能である。特に問題となる雑音は、白
熱電灯，螢光灯の発生する交流信号により変調を受けた
光である。白熱電灯や、通常の螢光灯の場合、実測によ
るとノイズスペクトラムは約100KHz程度まで有り又、高
周波点灯方式による螢光灯の場合、約1MHz程度まで有
る。今、ディジタル信号の伝送レートとして、例えば先
の実施例で述べたCDフォーマットに従ったディジタル信
号の伝送を考えると伝送レートは約4Mbit/secである。
従って、光信号を受信した後、高域通過フィルタ（HP
F）により、雑音を遮断する必要がある。（データ伝送
を行なう場合、伝送レートが高くなる程有利な、外部雑
音は低減となることが多い）このHPFによって低域を遮
断した場合の、受信，信号処理方法について次に述べ
る。
えられるものは、太陽光，白熱電灯，螢光灯，赤外線暖
房器具等が考えられる。送信側の発光素子を赤外線領域
の波長の素子を使用した場合、可視光は光学フィルタで
除去することが可能である。特に問題となる雑音は、白
熱電灯，螢光灯の発生する交流信号により変調を受けた
光である。白熱電灯や、通常の螢光灯の場合、実測によ
るとノイズスペクトラムは約100KHz程度まで有り又、高
周波点灯方式による螢光灯の場合、約1MHz程度まで有
る。今、ディジタル信号の伝送レートとして、例えば先
の実施例で述べたCDフォーマットに従ったディジタル信
号の伝送を考えると伝送レートは約4Mbit/secである。
従って、光信号を受信した後、高域通過フィルタ（HP
F）により、雑音を遮断する必要がある。（データ伝送
を行なう場合、伝送レートが高くなる程有利な、外部雑
音は低減となることが多い）このHPFによって低域を遮
断した場合の、受信，信号処理方法について次に述べ
る。
第５図は、低域を遮断し伝送信号を検出する実施例を示
したものであり、5,6は、データの伝送レート1/T（bit/
sec）に対応したＴ（sec）の遅延素子、7,8,9は、信号
の振幅に係数を乗じる係数器10は加算器である。
したものであり、5,6は、データの伝送レート1/T（bit/
sec）に対応したＴ（sec）の遅延素子、7,8,9は、信号
の振幅に係数を乗じる係数器10は加算器である。
第５図の実施例は、入力ｘｎの２次差分を演算するもの
であり、伝送光を受光し電気信号に変換された伝送信号
が、入力ｘｎに入力される。遅延素子5,6は、入力ｘｎ
をＴ（sec）だけ遅延する。入力ｘｎ、及び遅延素子5,6
の出力に、それぞれ係数として1,−2,1を乗じて加算す
ると、ｙｎは ｙｎ＝ｘｎ−2xｎ -1＋ｘｎ -2 ……（２） となり、Ｚは変換すると Ｙ＝Ｘ−2Z-1X＋Z-2X＝（１−2Z-1＋Z-2）Ｘ……（３） 従って ここで、Ｚ＝ｅjw Ｗ＝２πfTとおくと、 Ｆ（ｅjw）＝１−2e−jw＋ｅ−2jw ＝−２（１−cosW）・ｅ−jw ＝−２｛１−cos（２πfT）｝・ｅ
−j2πfT ……（５） となる。
であり、伝送光を受光し電気信号に変換された伝送信号
が、入力ｘｎに入力される。遅延素子5,6は、入力ｘｎ
をＴ（sec）だけ遅延する。入力ｘｎ、及び遅延素子5,6
の出力に、それぞれ係数として1,−2,1を乗じて加算す
ると、ｙｎは ｙｎ＝ｘｎ−2xｎ -1＋ｘｎ -2 ……（２） となり、Ｚは変換すると Ｙ＝Ｘ−2Z-1X＋Z-2X＝（１−2Z-1＋Z-2）Ｘ……（３） 従って ここで、Ｚ＝ｅjw Ｗ＝２πfTとおくと、 Ｆ（ｅjw）＝１−2e−jw＋ｅ−2jw ＝−２（１−cosW）・ｅ−jw ＝−２｛１−cos（２πfT）｝・ｅ
−j2πfT ……（５） となる。
第６図は、振幅特性として|F（ｅjw）｜の繰り返しの基
本特性を示したものであり、又、群遅延特性として を示したものである。この結果からわかるように、第５
図の回路の周波数特性は、群遅延特性が一定値Ｔで、振
幅特性が低域遮断特性となっており、白熱電灯，一般螢
光灯，高周波点灯螢光灯等の雑音を遮断することができ
る。又、第７図は、第５図の実施例に入力ｘｎが入力し
た時の、出力ｙｎの動作波形及び出力ｙｎを、スライス
レベルｖｓを基準として、ｖｓより大きい場合には
“0"、小さい場合には“1"となるようにスライスした場
合のスライス結果を示したものである。
本特性を示したものであり、又、群遅延特性として を示したものである。この結果からわかるように、第５
図の回路の周波数特性は、群遅延特性が一定値Ｔで、振
幅特性が低域遮断特性となっており、白熱電灯，一般螢
光灯，高周波点灯螢光灯等の雑音を遮断することができ
る。又、第７図は、第５図の実施例に入力ｘｎが入力し
た時の、出力ｙｎの動作波形及び出力ｙｎを、スライス
レベルｖｓを基準として、ｖｓより大きい場合には
“0"、小さい場合には“1"となるようにスライスした場
合のスライス結果を示したものである。
この結果からわかるように、本発明による伝送信号は、
第５図の実施例に示すように時間Ｔを基準とした２次差
分を行なうことによって、低減の雑音を遮断し、かつ、
正確に信号を再生することができる。又、第５図の回路
の周波数特性は、第６図の基本周波数特性が で無限に続くが、第７図の出力ｙｎはこの無限に続いた
場合の応答波形である。高周波を遮断すると出力ｙｎの
波形の立上り、立下リが鈍った波形が得られる。又、本
実施例では、第６図の特性を得るために、遅延素子と係
数器と加算器によって回路を構成したが、抵抗容量，イ
ンダクタンスにより、第６図振幅特性の周波数特性を近
似することによって、本実施例と同等の効果を得ること
ができる。
第５図の実施例に示すように時間Ｔを基準とした２次差
分を行なうことによって、低減の雑音を遮断し、かつ、
正確に信号を再生することができる。又、第５図の回路
の周波数特性は、第６図の基本周波数特性が で無限に続くが、第７図の出力ｙｎはこの無限に続いた
場合の応答波形である。高周波を遮断すると出力ｙｎの
波形の立上り、立下リが鈍った波形が得られる。又、本
実施例では、第６図の特性を得るために、遅延素子と係
数器と加算器によって回路を構成したが、抵抗容量，イ
ンダクタンスにより、第６図振幅特性の周波数特性を近
似することによって、本実施例と同等の効果を得ること
ができる。
次に、本発明の別の実施例について、第８図を用いて説
明する。
明する。
第８図11は、ディジタルデータをビット圧縮するディジ
タル情報圧縮器であり、又、第４図と同一符号の構成要
素は、同一の構成要素を示す。
タル情報圧縮器であり、又、第４図と同一符号の構成要
素は、同一の構成要素を示す。
ディジタル情報圧縮器では、入力データの信号の特徴、
相関性等を利用して、データ量の圧縮を行なうものであ
る。例えば、データが音響信号であるような場合、その
隣接するサンプル間には相関があり、ディジタル化した
信号をそのまま送るよりも、データの差分を伝送情報と
する方が、情報量を少なく伝送できることが知られてい
る。このような、情報圧縮を行なう手段としては、圧伸
PCM,差分PCM,ベクトル量子化，適応差分符号化、帯域分
割符号化、さらに高度な圧縮方法として、PARCOR（偏自
己相関）方式やLSP（線スペクトル対）方式等がある。
このような情報圧縮手段を用いて、データの情報圧縮を
行なうことにより、システムのデータ伝送レートを下げ
ることができる。従って、この情報圧縮を行ったデータ
を、情報圧縮を行なう前のデータの伝送レートに従って
データを送ると、本来、圧縮前のデータ送信時間に対し
て短い時間でデータを送信することが可能となる。第９
図は、この時のデータの伝送方法を示した図である。即
わち、圧縮したデータを圧縮前のデータの伝送レートで
光により伝送を行ない、圧縮したことにより、余った時
間は発光素子の発光を停止する。これにより、データの
伝送レートを変えずに、第８図の発光素子LEDの平均電
流は発光を停止する分だけ低減することができ、送信時
の発光ピーク値を低減した分だけ上昇させて、S/N比の
よい光伝送を行なうことができる。さらに、ディジタル
情報圧縮後のデータに第１図の実施例に示したように、
データの変化点でのみ“1"レベルのパルスを発生させる
ことにより、本実施例と第１図の示す実施例の効果を相
乗して、さらにS/N比の良いディジタル光伝送を行なう
ことができる。
相関性等を利用して、データ量の圧縮を行なうものであ
る。例えば、データが音響信号であるような場合、その
隣接するサンプル間には相関があり、ディジタル化した
信号をそのまま送るよりも、データの差分を伝送情報と
する方が、情報量を少なく伝送できることが知られてい
る。このような、情報圧縮を行なう手段としては、圧伸
PCM,差分PCM,ベクトル量子化，適応差分符号化、帯域分
割符号化、さらに高度な圧縮方法として、PARCOR（偏自
己相関）方式やLSP（線スペクトル対）方式等がある。
このような情報圧縮手段を用いて、データの情報圧縮を
行なうことにより、システムのデータ伝送レートを下げ
ることができる。従って、この情報圧縮を行ったデータ
を、情報圧縮を行なう前のデータの伝送レートに従って
データを送ると、本来、圧縮前のデータ送信時間に対し
て短い時間でデータを送信することが可能となる。第９
図は、この時のデータの伝送方法を示した図である。即
わち、圧縮したデータを圧縮前のデータの伝送レートで
光により伝送を行ない、圧縮したことにより、余った時
間は発光素子の発光を停止する。これにより、データの
伝送レートを変えずに、第８図の発光素子LEDの平均電
流は発光を停止する分だけ低減することができ、送信時
の発光ピーク値を低減した分だけ上昇させて、S/N比の
よい光伝送を行なうことができる。さらに、ディジタル
情報圧縮後のデータに第１図の実施例に示したように、
データの変化点でのみ“1"レベルのパルスを発生させる
ことにより、本実施例と第１図の示す実施例の効果を相
乗して、さらにS/N比の良いディジタル光伝送を行なう
ことができる。
次に、第10図により本発明の別の実施例について説明す
る。
る。
第10図は、本発明をディジタルオーディオシステムに適
用した例を示したものである。12は、ディスク，テープ
等に記録された信号や、放送等を受信して信号を再生す
るディジタルオーディオ信号再生回路、13は本発明によ
る伝送信号発生装置で例えば第２図に示した回路は、14
は電気−光変換器LEDは発光素子、PDは受光素子、15は
電流電圧変換器、16は信号再生回路で、例えば第５図に
示したような回路、17は基準電圧Vrで信号再生回路の出
力を比較し出力する比較器、18は伝送信号発生装置で変
調された信号の復調を行なう復調回路、19はディジタル
信号の処理を行なうディジタル信号処理回路、20はディ
ジタル信号をアナログ信号に変換するディジタル・アナ
ログ（D/A）変換器、ＬはＬチャネルオーディオ信号出
力、ＲはＲチャネルオーディオ信号出力である。
用した例を示したものである。12は、ディスク，テープ
等に記録された信号や、放送等を受信して信号を再生す
るディジタルオーディオ信号再生回路、13は本発明によ
る伝送信号発生装置で例えば第２図に示した回路は、14
は電気−光変換器LEDは発光素子、PDは受光素子、15は
電流電圧変換器、16は信号再生回路で、例えば第５図に
示したような回路、17は基準電圧Vrで信号再生回路の出
力を比較し出力する比較器、18は伝送信号発生装置で変
調された信号の復調を行なう復調回路、19はディジタル
信号の処理を行なうディジタル信号処理回路、20はディ
ジタル信号をアナログ信号に変換するディジタル・アナ
ログ（D/A）変換器、ＬはＬチャネルオーディオ信号出
力、ＲはＲチャネルオーディオ信号出力である。
ディジタルオーディオ信号再生回路12では、ディスク，
テープ等に記録された信号の再生を行なう。伝送信号発
生装置13では、本発明に従い発光素子を発光させるデー
タの生起確率の小さい信号を生成し、電気−光変換器14
により発光素子LEDで伝送信号を光に変換する。空間を
伝播した光は受光素子PDにより受光されるが、この時、
同時に白熱電灯，螢光灯，太陽光等も同時に受光され、
電流−電圧変換器15により電圧に変換される。次に、信
号再生回路16により、雑音を除去し、伝送信号の再生を
行ない、比較器17によって波形整形を行なって、ディジ
タル信号に変換する。伝送信号復調回路18では、伝送信
号発生装置13により変調された信号を変調前の信号に復
調する。復調された信号は、ディジタル信号処理回路に
よって、エラーの訂正や補間等の処理を行なった後、D/
A変換器20によってアナログオーディオ信号に変換さ
れ、Ｌチャネル、Ｒチャネルオーディオ信号が再生され
る。
テープ等に記録された信号の再生を行なう。伝送信号発
生装置13では、本発明に従い発光素子を発光させるデー
タの生起確率の小さい信号を生成し、電気−光変換器14
により発光素子LEDで伝送信号を光に変換する。空間を
伝播した光は受光素子PDにより受光されるが、この時、
同時に白熱電灯，螢光灯，太陽光等も同時に受光され、
電流−電圧変換器15により電圧に変換される。次に、信
号再生回路16により、雑音を除去し、伝送信号の再生を
行ない、比較器17によって波形整形を行なって、ディジ
タル信号に変換する。伝送信号復調回路18では、伝送信
号発生装置13により変調された信号を変調前の信号に復
調する。復調された信号は、ディジタル信号処理回路に
よって、エラーの訂正や補間等の処理を行なった後、D/
A変換器20によってアナログオーディオ信号に変換さ
れ、Ｌチャネル、Ｒチャネルオーディオ信号が再生され
る。
以上、本実施例によれば、ディジタルオーディオ信号を
光によって伝送し、オーディオ信号を再生することがで
きる。
光によって伝送し、オーディオ信号を再生することがで
きる。
以上、本実施例では、ディジタルオーディオ信号の伝送
について述べたが、他に計算機等のデータの伝送につい
ても同様に行なうことができる。
について述べたが、他に計算機等のデータの伝送につい
ても同様に行なうことができる。
又、本発明の別の実施例を第11図により説明する。本実
施例は伝送によりパルスが誤って判定されても、誤った
時点からのデータの反転を防止したものである。第11図
では、ディジタル信号の“0"から“1"への立上り時点で
は、プリアンブルパルスに続き、プリアンブルパルスと
同位相の符号Ａを送る。又、“1"から“0"の立下り時点
ではプリアンブルパルスに続き、プリアンブルパルスと
位相反転した符号Ｂを送る。即ち、プリアンブルに続
き、位相変調方式によりエッジ情報を送る。これにより
受信側では送られたエッジ情報が、立上りエッジなのか
立下りエッジなのかが判定でき、エッジ情報が誤って伝
送されても、それ以降のパルスの反転を防ぐことができ
るという効果がある。
施例は伝送によりパルスが誤って判定されても、誤った
時点からのデータの反転を防止したものである。第11図
では、ディジタル信号の“0"から“1"への立上り時点で
は、プリアンブルパルスに続き、プリアンブルパルスと
同位相の符号Ａを送る。又、“1"から“0"の立下り時点
ではプリアンブルパルスに続き、プリアンブルパルスと
位相反転した符号Ｂを送る。即ち、プリアンブルに続
き、位相変調方式によりエッジ情報を送る。これにより
受信側では送られたエッジ情報が、立上りエッジなのか
立下りエッジなのかが判定でき、エッジ情報が誤って伝
送されても、それ以降のパルスの反転を防ぐことができ
るという効果がある。
次に、本発明をCD（コンパクトディスク）プレーヤに適
用した例を、第12図を用いて説明する。第12図21は、本
発明によるディジタル信号伝送回路を組み込んだCDプレ
ーヤを示したものであり、22はディスク、23はディスク
モータ、24はディスク記録信号を再生する光学式ピック
アップ、25はピックアップ再生信号をディジタル信号に
変換し、又、ピックアップの再生状態の制御を行なう、
プリアンプ・サーボ回路、26はプリアンプ・サーボ回路
出力のディジタル信号の誤りを検出訂正するディジタル
信号処理回路、27はディジタル信号をアナログオーディ
オ信号に変換するD/A変換器、L1,R1はＬチャネル,Rチャ
ネルオーディオ信号、28はCDプレーヤのシステム制御回
路、29はANDゲート、50はシフトレジスタ、51は排他的
論理和ゲート、ｖDDは電源、LEDは発光素子、R1,R2は抵
抗、TRはトランジスタである。又、30は受信回路であり
PDは光信号41を受光するフォトディテクタ、ｖCCは電
源、31は反転増幅器、R3は抵抗で、31とR3で電流電圧変
換器を構成する。C1は容量、R4は抵抗で、C1,C4で直流
成分の遮断を行なう。32は２階微分回路、33は増幅器、
34はデータスライスレベル制御回路、35は比較器、37は
ディジタル信号処理回路、38はD/A変換器、39はシステ
ム制御回路、40は表示回路、L2,R2はＬチャネル,Rチャ
ネルオーディオ信号である。
用した例を、第12図を用いて説明する。第12図21は、本
発明によるディジタル信号伝送回路を組み込んだCDプレ
ーヤを示したものであり、22はディスク、23はディスク
モータ、24はディスク記録信号を再生する光学式ピック
アップ、25はピックアップ再生信号をディジタル信号に
変換し、又、ピックアップの再生状態の制御を行なう、
プリアンプ・サーボ回路、26はプリアンプ・サーボ回路
出力のディジタル信号の誤りを検出訂正するディジタル
信号処理回路、27はディジタル信号をアナログオーディ
オ信号に変換するD/A変換器、L1,R1はＬチャネル,Rチャ
ネルオーディオ信号、28はCDプレーヤのシステム制御回
路、29はANDゲート、50はシフトレジスタ、51は排他的
論理和ゲート、ｖDDは電源、LEDは発光素子、R1,R2は抵
抗、TRはトランジスタである。又、30は受信回路であり
PDは光信号41を受光するフォトディテクタ、ｖCCは電
源、31は反転増幅器、R3は抵抗で、31とR3で電流電圧変
換器を構成する。C1は容量、R4は抵抗で、C1,C4で直流
成分の遮断を行なう。32は２階微分回路、33は増幅器、
34はデータスライスレベル制御回路、35は比較器、37は
ディジタル信号処理回路、38はD/A変換器、39はシステ
ム制御回路、40は表示回路、L2,R2はＬチャネル,Rチャ
ネルオーディオ信号である。
ディスク22から、ピックアップ24により再生された記録
信号は、プリアンプ・サーボ回路25に入力され、プリア
ンプ・サーボ回路では、再生信号をディジタル信号に波
形整形してディジタル信号処理回路26に送る。又、同時
にピックアップ24の制御信号を発生させ、ピックアップ
24が正常に動作を行なうように制御を行なう。ディジタ
ル信号処理回路26では、プリアンプ・サーボ回路によっ
て波形整形されたディジタル信号のストローブを行な
い、誤り検出，訂正，補間等の処理を行なって、D/A変
換器27に送る。又、同時に再生ディジタル信号の伝送レ
ートが一定となるように、ディスクモータ23の回転数制
御を行なう。D/A変換器27は、入力ディジタル信号をア
ナログ信号に変換し、Ｌチャネルオーディオ信号
（L1）,Rチャネルオーディオ信号（R1）を再生する。シ
ステム制御回路28は、プリアンプ・サーボ回路25,ディ
ジタル信号処理回路26を制御してCDプレーヤの再生制御
を行なう。
信号は、プリアンプ・サーボ回路25に入力され、プリア
ンプ・サーボ回路では、再生信号をディジタル信号に波
形整形してディジタル信号処理回路26に送る。又、同時
にピックアップ24の制御信号を発生させ、ピックアップ
24が正常に動作を行なうように制御を行なう。ディジタ
ル信号処理回路26では、プリアンプ・サーボ回路によっ
て波形整形されたディジタル信号のストローブを行な
い、誤り検出，訂正，補間等の処理を行なって、D/A変
換器27に送る。又、同時に再生ディジタル信号の伝送レ
ートが一定となるように、ディスクモータ23の回転数制
御を行なう。D/A変換器27は、入力ディジタル信号をア
ナログ信号に変換し、Ｌチャネルオーディオ信号
（L1）,Rチャネルオーディオ信号（R1）を再生する。シ
ステム制御回路28は、プリアンプ・サーボ回路25,ディ
ジタル信号処理回路26を制御してCDプレーヤの再生制御
を行なう。
ディジタル信号処理回路26では、プリアンプ・サーボ回
路25から出力される波形整形されたディジタル信号を基
に、ディジタル信号のビット同期クロックCKを抽出し、
ビット同期クロックCKとディジタル信号を、エッジ検出
回路へ送る。ディジタル信号は、ANDゲート29を通りシ
フトレジスタ50のＤ端子に入力される。又、ビット同期
クロックCKは、シフトレジスタ51のCK端子に入力され
る。この結果、シフトレジスタ50の出力Q2はQ1より１ビ
ットクロック分だけ遅延されており、Q1とQ2の排他的論
理和演算をEXOR51で行なうことにより、ディジタル信号
の立上り立下りに対応してビットクロックの幅に等しい
“1"のパルスがEXOR51から出力される。トランジスタTR
は、この“1"レベルのパルス区間だけ発光素子LEDを発
光させ、ディジタル信号のエッジに対応た光信号41を伝
送する。
路25から出力される波形整形されたディジタル信号を基
に、ディジタル信号のビット同期クロックCKを抽出し、
ビット同期クロックCKとディジタル信号を、エッジ検出
回路へ送る。ディジタル信号は、ANDゲート29を通りシ
フトレジスタ50のＤ端子に入力される。又、ビット同期
クロックCKは、シフトレジスタ51のCK端子に入力され
る。この結果、シフトレジスタ50の出力Q2はQ1より１ビ
ットクロック分だけ遅延されており、Q1とQ2の排他的論
理和演算をEXOR51で行なうことにより、ディジタル信号
の立上り立下りに対応してビットクロックの幅に等しい
“1"のパルスがEXOR51から出力される。トランジスタTR
は、この“1"レベルのパルス区間だけ発光素子LEDを発
光させ、ディジタル信号のエッジに対応た光信号41を伝
送する。
受信回路30では、光信号41をフォトディテクタPDで受光
して電流に変換し、さらに反転増幅器31と抵抗R3で電圧
に変換する。さらに容量C1と抵抗R4により直流成分を遮
断した後、２階微分回路32で伝送信号の再生を行なう。
２階微分回路32により再生された伝送は、増幅器33によ
り増幅された後、比較器35に入力される。又、増幅器出
力は同時にデータスライスレベル制御回路34に入力さ
れ、比較器35のスライスレベルの制御を行なう。比較器
35により波形整形された伝送信号は、ディジタル信号処
理回路37で誤り検出，訂正，補間等の処理を行なった
後、D/A変換器38に入力され、アナログ信号に変換され
てＬチャネルオーディオ信号（L2）,Rチャネルオーディ
オ信号（R2）が再生される。又、システム制御回路39
は、ディジタル信号処理回路37を制御するとともに、伝
送された信号中に含まれる時間，曲番等の情報をディジ
タル信号処理回路37から受け取って表示回路40に表示す
る。なお、CDプレーヤ21の送信ストップ信号Ｓは、プレ
ーヤがストップ中やランダムアクセス中、又はフォーカ
スサーボが外れた時、等の場合にディジタル信号が不規
則に変化することにより、発光素子LEDが異常発生をす
るのを防ぐため、プレーヤが正常に信号を再生している
時以外はディジタル信号を固定レベル（この場合“0"レ
ベル）としてLEDの発光を停止する。
して電流に変換し、さらに反転増幅器31と抵抗R3で電圧
に変換する。さらに容量C1と抵抗R4により直流成分を遮
断した後、２階微分回路32で伝送信号の再生を行なう。
２階微分回路32により再生された伝送は、増幅器33によ
り増幅された後、比較器35に入力される。又、増幅器出
力は同時にデータスライスレベル制御回路34に入力さ
れ、比較器35のスライスレベルの制御を行なう。比較器
35により波形整形された伝送信号は、ディジタル信号処
理回路37で誤り検出，訂正，補間等の処理を行なった
後、D/A変換器38に入力され、アナログ信号に変換され
てＬチャネルオーディオ信号（L2）,Rチャネルオーディ
オ信号（R2）が再生される。又、システム制御回路39
は、ディジタル信号処理回路37を制御するとともに、伝
送された信号中に含まれる時間，曲番等の情報をディジ
タル信号処理回路37から受け取って表示回路40に表示す
る。なお、CDプレーヤ21の送信ストップ信号Ｓは、プレ
ーヤがストップ中やランダムアクセス中、又はフォーカ
スサーボが外れた時、等の場合にディジタル信号が不規
則に変化することにより、発光素子LEDが異常発生をす
るのを防ぐため、プレーヤが正常に信号を再生している
時以外はディジタル信号を固定レベル（この場合“0"レ
ベル）としてLEDの発光を停止する。
以上、本実施例によればCDプレーヤからの再生信号を光
により伝送し、受信してオーディオ信号の再生を行なう
ことができる。
により伝送し、受信してオーディオ信号の再生を行なう
ことができる。
以上、本発明によれば伝送帯域を増加させることなく、
発光素子のピーク発光量を増加できるので、、S/Nの良
い、ディジタル伝送を行なうことができるという効果が
ある。
発光素子のピーク発光量を増加できるので、、S/Nの良
い、ディジタル伝送を行なうことができるという効果が
ある。
第１図は、本発明の一実施例の説明図であり、第２図
は、本発明の一実施例の説明図であり、第３図は、第２
図のタイミングを示す図であり、第４図は、本発明の一
実施例の部分説明図であり、第５図は、本発明の一実施
例の原理説明図であり、第６図は、第５図の周波数特性
を示す図であり、第７図は、第５図の動作を示す図であ
り、第８図は、本発明の他の実施例の説明図であり、第
９図は、第８図の動作を示す図であり、第10図は、本発
明のその他の実施例の説明図であり、第11図は、本発明
のその他の実施例の動作説明図であり、第12図は、本発
明のさらに他の実施例の説明図である。 13……伝送信号発生装置 16……信号再生回路 18……伝送信号復調回路
は、本発明の一実施例の説明図であり、第３図は、第２
図のタイミングを示す図であり、第４図は、本発明の一
実施例の部分説明図であり、第５図は、本発明の一実施
例の原理説明図であり、第６図は、第５図の周波数特性
を示す図であり、第７図は、第５図の動作を示す図であ
り、第８図は、本発明の他の実施例の説明図であり、第
９図は、第８図の動作を示す図であり、第10図は、本発
明のその他の実施例の説明図であり、第11図は、本発明
のその他の実施例の動作説明図であり、第12図は、本発
明のさらに他の実施例の説明図である。 13……伝送信号発生装置 16……信号再生回路 18……伝送信号復調回路
Claims (8)
- 【請求項１】ディジタル信号を光によって伝送するディ
ジタル信号伝送方式において、 送信部が、データ伝送レート1/Tであって“1",“0"レベ
ル夫々の継続時間が2T以上となるように変調された前記
ディジタル信号の立上り及び立下り毎にパルス幅がＴの
パルスを生成する第１の手段と、前記パルスにより発光
素子を発光駆動して前記ディジタル信号を光パルスとし
て送信する第２の手段とを備え、 受信部が、前記パルスを受信する第３の手段と、その受
信信号を２回微分して前記パルスを検出する第４の手段
とを備えたことを特徴とするディジタル信号伝送方式。 - 【請求項２】特許請求の範囲第１項において、 前記ディジタル信号がディジタルオーディオ信号である
ことを特徴とするディジタル信号伝送方式。 - 【請求項３】特許請求の範囲第１項において、 前記送信部に前記ディジタル信号が入力されないとき、
前記第１の手段は前記パルスの生成を停止し、前記第２
の手段は前記発光素子の発光を停止することを特徴とす
るディジタル信号伝送方式。 - 【請求項４】特許請求の範囲第１項において、 前記ディジタル信号がコンパクトディスクの再生信号で
あることを特徴とするディジタル信号伝送方式。 - 【請求項５】特許請求の範囲第１項において、 前記第４の手段は、タップ係数が1,−2,1、または、−
1,2,−１の３タップトランスバーサルフィルタからなる
ことを特徴とするディジタル信号伝送方式。 - 【請求項６】特許請求の範囲第１項において、 前記第４の手段は、抵抗，容量，インダクタンスによっ
て構成され、タップ係数が1,−2,1、または、−1,2,−
１の３タップトランスバーサルフィルタと同等の周波数
特性を有することを特徴とするディジタル信号伝送方
式。 - 【請求項７】ディジタル信号を光によって伝送するディ
ジタル信号伝送方式において、 前記ディジタル信号をこれよりも低いデータ伝送レート
のデータに圧縮する手段と、このデータを圧縮前の前記
ディジタル信号にほぼ等しいデータ伝送レートで発光素
子を発光させて前記ディジタル信号の光伝送を行なう手
段とを備え、 前記圧縮により余った時間では、前記発光素子の発光を
停止することを特徴とするディジタル信号伝送方式。 - 【請求項８】ディジタル信号を光によって伝送するディ
ジタル信号伝送方式において、 データ伝送レート1/Tの前記ディジタル信号をこれより
も伝送レートが低いデータに圧縮する手段と、このデー
タの立上り及び立下り毎にパルス幅がＴのパルスを生成
する手段と、このパルスのデータ伝送レートをほぼ前記
データ伝送レート1/Tとして発光素子を発光させること
により、前記ディジタル信号の光伝送を行なう手段とを
備え、 前記圧縮により余った時間では、前記発光素子の発光を
停止することを特徴とするディジタル信号伝送方式。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61298704A JPH0691558B2 (ja) | 1986-12-17 | 1986-12-17 | デイジタル信号伝送方式 |
| US07/126,506 US4912524A (en) | 1986-12-17 | 1987-11-30 | Digital signal transmission system having conversion means for reducing the light emission time of a light emitting diode |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61298704A JPH0691558B2 (ja) | 1986-12-17 | 1986-12-17 | デイジタル信号伝送方式 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63152250A JPS63152250A (ja) | 1988-06-24 |
| JPH0691558B2 true JPH0691558B2 (ja) | 1994-11-14 |
Family
ID=17863205
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61298704A Expired - Fee Related JPH0691558B2 (ja) | 1986-12-17 | 1986-12-17 | デイジタル信号伝送方式 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4912524A (ja) |
| JP (1) | JPH0691558B2 (ja) |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5081711A (en) * | 1987-02-24 | 1992-01-14 | Rickman Jr James D | Computer peripheral device control and communication system |
| JPH0276486A (ja) * | 1988-09-13 | 1990-03-15 | Pioneer Electron Corp | 映像信号の光伝送システム |
| JPH0735475Y2 (ja) * | 1989-06-07 | 1995-08-09 | 富士通テン株式会社 | データ伝送装置 |
| US5239295A (en) * | 1990-04-16 | 1993-08-24 | Motorola, Inc. | Serial light interface which also functions as an ambient light detector |
| GB9012327D0 (en) * | 1990-06-01 | 1990-07-18 | Thomson Consumer Electronics | Digital fm synthesizer for record circuitry |
| JP3143963B2 (ja) * | 1991-06-25 | 2001-03-07 | ソニー株式会社 | 赤外線データ送受信システム |
| US5586145A (en) * | 1993-01-11 | 1996-12-17 | Morgan; Harry C. | Transmission of electronic information by pulse position modulation utilizing low average power |
| KR0143309B1 (ko) * | 1995-07-08 | 1998-08-01 | 김광호 | 램프구동장치에서 다이나믹/스태틱신호 변환회로 및 방법 |
| DE19653582A1 (de) * | 1996-12-20 | 1998-06-25 | Nokia Deutschland Gmbh | Einrichtung zum kabellosen optischen Übertragen von Video- und/oder Audioinformationen |
| US6445369B1 (en) * | 1998-02-20 | 2002-09-03 | The University Of Hong Kong | Light emitting diode dot matrix display system with audio output |
| DE10210716A1 (de) * | 2002-03-12 | 2003-10-02 | Patent Treuhand Ges Fuer Elektrische Gluehlampen Mbh | Verfahren zur Kommunikation mit einem Betriebsgerät für Lampen |
| EP1503526B1 (en) * | 2003-07-29 | 2008-11-12 | Alcatel Lucent | System and method for eliminating effect of external interference on active tracking for free space optics communication |
| JP5957009B2 (ja) * | 2011-12-08 | 2016-07-27 | 富士機械製造株式会社 | 多重化通信システム、送信装置、および受信装置 |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1987
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|---|---|
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| JPS63152250A (ja) | 1988-06-24 |
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