JPS5816780B2 - 信号発生装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、複数個のキーのうちのいずれか１つが選択的
に操作されたときに、そのキーに応じたパルスコード信
号を出力するようにした信号発生装置に関し、誤動作を
生じることのない信号を発生することのできる装置を提
供することを目的とするものである。

このため、本発明においては、操作されたキーに応じた
２通信号を一旦シフトレジスタに記憶し、このシフトレ
ジスタの出力によってパルス列信号のパルス幅を変調す
るようにするとともに、この出力パルスを１ビツト出力
する毎にシフトレジスタの出力を反転して入力に循還し
、シフトレジスタを２循還させて前半と後半とで内容を
反転したパルス列信号を発生するようにしたことを特徴
とするものである。

このようにすれば、パルス幅変調であるにもかかわらず
常に同一長さのパルス列信号を伝送することができ、し
かも、受信側において信号誤りを発見し易（なるという
利点がある。

さらに、本発明においては、その出力信号をパルス幅変
調する手段として、シフトレジスタの最終段の出力が１
″であるが０″であるかに従ってこのシフトレジスタに
加えるシフトパルス用のクロックパルスを任意ビット数
除去するか否かを切換えるようにしたことに第２の特徴
があり、これによって、この反転伝送信号を作成するた
めのシフトレジスタをそのまま同時に出力信号のパルス
幅変調用にも使用するようにして全体の回路構成を簡易
なものとしている。

以下、本発明につきその一実施例を示す図面を参照して
詳細に説明する。

第１図はその構成を、第２図はそのタイムチャートを、
それぞれ示す。

第１図において、８は４ビツトのシフトレジスタ、１１
はパルス幅変調を行なう出力パルス発生回路である。

シフトレジスタ８は４個のＤ形フリップフロップＦＦ
２１〜ＦＦ ２４とゲート８Ａ〜８Ｊとによって構成し
、それぞれのフリップフロップＦＦ２１〜ＦＦ ２４０
入力側にゲート８Ａ〜８Ｄと８Ｅ〜８Ｈとを設けて縦続
接続し、ゲート８Ｅ〜８Ｈから入力信号を加える。

ただしこの回路では、送出すべき２進信号の最上位桁を
反転して最下位桁に移すようにシフトした入力信号を加
える。

たとえば” ０００１ ”なる２進信号を送出する場合
であれば’ ００１１ ”なる入力信号を加える。

これは、任意の入力回路により設定するとよい。

シフトおよびラッチ用のパルスはゲート８Ｊと８１を介
して加えることとする。

ゲート８Ｊにはラッチ用のパルスｊを加え、ゲー）８Ｉ
にはシフト用のパルスＣと出力パルス発生回路１１のゲ
ート１１Ｅからの出力パルスとを加える。

そして、終段のＦＦ ２４の出力を反転したＱ２４を初
段のＦＦ２１に帰還する。

一方、出力パルス発生回路１１は２個のＤ形フリップフ
ロップＦＦ ２５およびＦＦ ２６を縦続接続した２段
カウンタとゲー）１１Ｂ、１１Ｄ〜１１Ｆとにより構成
し、ゲート１１Ｅには基本パルスａと出力パルス発生時
期指定用パルスｄとＦＦ２５のり２５出力とを加えて出
力パルスを発生するようにする。

ゲート１１Ｂにはシフトレジスタ８の出力Ｑ２４とクロ
ックパルスｂと出力パルス発生時期指定用パルスｄとを
加えて、シフトレジスタ８から１″の出力が発生されて
いる間のみＦＦ２５，２６をクロックする。

ゲート１１Ｄにはゲー）１１Ｅからの出力パルスとＦＦ
２６の出力Ｑ２６とクロックパルスを加工て、ＦＦ２
５，２６でゲー）１１Ｂの出力パルスを２個計数した後
にゲート１１Ｅから出力パルスが発生されたときにゲー
ト１１Ｆを介してＦＦ２５，２６をリセットするように
している。

このような構成において、２値信号” ＯＯ０１”に相
当する出力パルスを発生する場合の動作について第２図
のタイムチャートを参照して説明する。

まず、シフトレジスタ８のゲート８Ｅ〜８Ｈに上述した
ようにして” ００１１ ”の入力信号を加えておく。

そして、ゲー）８Ｊにラッチ用のパルスｊを加えてＦＦ
２１〜２４を駆動し、入力信号を書き込む。

従ってこのときにはＦＦ ２１〜２４の出力はＱ ２１
〜Ｑ２４となる。

ＦＦ２５，２６にはゲ−）１１Ｆからリセットパルスを
加えてリセットしておく。

次いで出力パルス発生時期になって指定用パルスｄが加
えられると、ゲー）１１Ｅから最初の出力パルスが発生
される。

すると、この出力パルスによってゲー）８Ｉからシフト
用パルスＣが１個取り出されてゲー）８Ｊを介してＦＦ
２１〜２４に加えられ、かつゲー）８Ａ〜８Ｄが導通
して、シフトレジスタ８の内容が１ビット分シフトされ
るとともにＦＦ ２４の出力Ｑ２４の反転出力Ｑ２４が
ＦＦ ２１に再入力される。

これによってシフトレジスタ８は”０００１ ”の状態
となり、ＦＦ ２４からは第１ビツト目の出力”１″が
出力されてゲート１１Ｂに加えられる。

これによりゲート１１Ｂからはクロックパルスｂが取り
出され、ＦＦ２５，２６でこれが計数されて出力Ｑ２５
とＱ２６が発生される。

ＦＦ２５の出力Ｑ２５が発生されている間はＱ２５によ
ってゲーＮ ＩＥが遮断されるので基本パルスａは取り
出されず、このときにはゲーＮ ＩＥの出力は１ビット
分だけ除去される。

その次の基本パルスａではＦＦ ２５の出力ｑ２５が高
レベルに戻っているので再びゲート１１Ｅから出力パル
スが発生される。

このときの出力パルスによってゲー）１１Ｄからリセッ
トパルスが発生され、フリップフロップＦＦ２５，２６
がリセットされる。

次いで、この出力パルスによって上記と同様にシフトレ
ジスタ８のゲー）８Ｉからシフト用パルスが取り出され
てシフトレジスタ８からは２進信号の第２ビツト目の出
力”０′”が発生される。

このため、このときにはゲー）１１ＢへのＱ２４出力が
゛０パとなってＦＦ ２５の出力ｑ２５は高レベルのま
まであり、ゲーＮ ＩＥから次の基本パルスａが取り出
されて出力パルスが発生される。

このようにして、シフトレジスタ８からの出力が１′′
のときにはパルス間隔が広く、”０″のときにはパルス
間隔が狭くなるように制御されつつ、出力パルスが発生
される都度シフトレジスタ８がシフトされて、入力２進
信号に応じてパルス幅変調された出力パルスがゲー）１
１Ｅから出力されることになる。

さらに、ゲート８■からのシフトパルスが４個発生され
てシフトレジスタ８における２進信号の内容が一巡し終
ると、今度は先の２進信号が反転されてＦＦ ２１〜２
４に帰還されているので、前述の説明の場合とは各ビッ
トの１”とｎ Ｏｕとを反転した２通信号に対して動作
が同様にして行なわれ、前半とはパルスの間隔が逆にな
った後半の出力パルスがゲー）１１Ｅから出力される。

このようにして、入力２進信号に応じてパルス間隔が制
御され、しかも、前半と後半とではその間隔が逆転した
パルス列からなるパルス幅変調された出力パルス信号が
発生されるものである。

なお、このゲー）１１Ｅの出力はパルス間隔を異ならせ
るようになされているパルス幅変調信号であるが、この
ゲートＩＩＥの出力をインバータ１１Ｈで反転し、かつ
、出力パルス発生時期指定用パルスｄよりも少し前から
始まりかつ同時に終了する出力ゲートパルスｅを用いて
ゲーＮＩＩでケートすれば、その出力として先行パルス
ｉとその後の８ビツトのパルス幅変調信号とからなる出
力パルスを発生することができることになる。

これらのいずれを用いるかは用途に応じて任意に選択す
ればよい。

そして以上の説明から明らかなように、この装置で発生
される出力パルス信号はその前半と後半とで逆転してい
るものであるので、受信側においてはそれらを逆変換し
て比較することにより伝送誤りの有無を直ちに判別する
ことができ、伝送の確度を格段に向上することができる
ものである。

また、このように前半と後半でパルス幅が逆転している
ので、一連の出力パルス列（ここでは８ビツト）には広
狭のものが必らず同数づつ存在することになり、伝送す
べき２通信号の内容に無関係に出力パルス信号゛の全体
の長さを常に一定にすることができて、送出側での送出
ゲートあるいは受信側での入力ゲートを一定パルス幅の
ゲートパルスで行なうことができ、回路上大変有利にす
ることができるものである。

このようなパルスの発生装置は、各種データの伝送や、
遠隔制御用の送信機として用いて最適である。

次に、このような信号発生装置を応用した遠隔制御用の
送信装置について第３〜１１図を参照して説明する。

第３図はその概略構成を、第４図はその詳細な回路図を
、第５〜１１図はその各部のタイムチャートを、それぞ
れ示す。

第３図において１は集積回路素子によって構成される部
分であり、これに制御用のキースイッチ２が外付けされ
る。

３はキースイッチ２で２個のスイッチが同時に操作され
たときにいずれのスイッチからの入力を優先させるかを
決定しかついずれのスイッチが操作されたかに応じて所
定の２進化した信号等を発生するキー人力処理回路、４
はキースイッチ２で操作時に接点のチャタリングがあっ
てもその影響を除去するためのチャタリング防止回路で
ある。

５はキースイッチ２の操作時にチャタリング防止回路４
から発生される正確な操作検知出力を計数し、一定時間
内での操作が２回までであればその２回の操作による入
力に応じたパルス出力を連続的に送出するために、１回
目と２回目の操作時にそれぞれ出力を発生し、かつ３回
目以後の操作時には入力禁止用の出力を発生する操作回
数計数回路である。

また、６はキースイッチ２の操作により入力された指令
信号を１回目と２回目の操作の順序でシフトレジスタ８
に入力するための指令信号ゲート回路、７はキースイッ
チ２０２回目の操作により入力された指令信号を一時的
に蓄えておくバッファメモリである。

さらに、１０は出力パルス発生回路１１等の各回路の動
作の基準となる信号をクロック発生回路１２からのクロ
ックパルスを分周することによって発生する分周回路、
１３は出力パルス発生回路１１からの出力を極性反転す
る出力反転回路である。

これらシフトレジスタ８、出力パルス発生回路１１およ
び出力反転回路１３は上記の第１，２図によって説明し
たものと同様のもので、キースイッチ３から入力された
指令信号に応じてパルス幅変調したパルス列の出力パル
スを発生スル。

１４はこの出力パルスによって超音波信号等のキャリヤ
信号を変調して遠隔制御用の信号として送出する信号出
力回路である。

次に、このような構成における詳細な回路を第４図に示
し、第５〜１１図の波形図を参照しながら詳述する。

なお、各波形図においてはその波形を発生する素子の符
号を付して説明する。

まず、クロック発生回路１２は３個の反転増幅器１２Ａ
〜１２Ｃと周波数決定用のコンデンサ１２Ｄと抵抗１２
Ｅとにより構成し、ここではくり返し周期が１．２５
ｍ５ｅｃすなわち０．８ＫＨｚのクロックパルスを発生
する。

分周回路１０は８段縦続接続したＤ形のフリップフロッ
プＦＦＩ〜ＦＦ８を主体に構成し、初めの３段の分周出
力Ｑ１〜Ｑ３とインバータ９Ｈでクロックパルスを反転
したものとを用いてキー選別パルス発生回路９のゲート
９Ａ〜９Ｅで第５図のように順次位相が変化する横列用
キー選別パルスを発生して、キースイッチ２のマトリク
ス配列した各スイッチ２°〜２．５の各縦列のものに加
える。

このキースイッチ２の各スイッチ２°〜２□５の横列の
出力はキー人力処理回路３に加える。

ここで、ゲート３Ａ〜３Ｃは下方刈入力を優先させるた
めのもので、同−縦列中で上下２つのスイッチが同時に
操作されたときに下方列のものの入力を優先的に取り出
す。

そして、ゲー）３Ｄ〜３Ｆ。３Ｈ，３Ｉおよびインバー
タ３Ｊでキースイッチ２からの入力信号とフリップフロ
ップＦＦＩ。

ＦＦ２の出力を合成して、第６図のようにそれぞれのス
イッチの操作に応じた指令信号を発生する。

ただし、第６図において、ａ、ｂ、ｃ、ｄはスイッチ２
°） ２４ ｒ ２８＋ ２＋□が閉じられたときのも
ので、このときゲート３Ｂ 、３Ｃ，３Ｅ 、３Ｆの出
力は０′”である。

ｅ ＋ｆ ２ｇ、ｈはスイッチ２１ ＋ ２５７２９
ｔ ２］３が閉じられたときのもので、このときゲート
３Ａ、３Ｃ，３Ｆの出力は０″である。

ｌｔｊ＋に＋１はスイッチ２２ ＋ ２６ ＋２１ｏ
＋ ２１４が閉じられたときのもので、このときゲート
３Ａ、３Ｂ、３Ｅの出力は０″である。

さらにｍ、ｎ 、ｏ 、ｐはスイッチ２３，２□Ｊ ２
＋＋ｔ２１５が閉じられたときのもので、このときゲー
ト３Ａ、３Ｂ 、３Ｃの出力はＱ Ｏ１１である。

第７図は同−縦列中で２つ以上のスイッチが同時に操作
されたときの例を示し、ａはスイッチ２ｏと２１が同時
に閉じられたときのもの（ゲート３Ａ 、３Ｃ，３Ｆの
出力は’ ｏ ” ）で、ｂはスイッチ２°） ２］
ｔ ２２および２３が４つ同時に操作されたときのもの
（ゲー）３Ａ、３Ｂ、３Ｃの出力は’ ｏ ” ）で、
いずれの場合にもそれらの閉じられたスイッチのうち最
上方のものすなわちスイッチ２ｏに応じた出力が優先的
に取り出されていることがわかる。

他の縦列についても同様である。なお、キースイッチ２
において同一横列のうち。

０２つ以上のスイッチが同時に操作された場合には、上
記のキー選別パルスを左方のスイッチから順に加えるよ
うにしており、かつチャタリング防止回路４ではそれら
のうちの最先のものを検出するようにしているので、左
方の列のスイッチの方が優先されるようになされている
。

このようにして、２つ以上のスイッチの同時操作があっ
た場合には常に下方および左方のものが優先されて、誤
動作を生じるおそれがな（なる。

次に、チャタリング防止回路４について説明する。

この回路は、４段縦続接続したＤ形のフリップフロップ
ＦＦ９〜ＦＦ１２とそれらの出力をゲートするゲー）４
Ａ、４Ｂと、それらの出力で制御するフリップフロップ
ＦＦ１３．ＦＦ１４ とゲ−）４Ｃとにより構成して
、第８図に示すようにチャタリング（バウンスイングの
場合も含むものとする）を含むスイッチ入力がキースイ
ッチ２から加えられても、それらのチャタリングに影響
されることなく操作期間中に１回のスイッチ操作では１
個の出力のみをゲート４ＣとフリップフロップＦＦ１４
とから発生するようにしている。

第８図において、ａはスイッチ２°、 ２１．２□。

２３のうちのいずれかが操作された場合のもの、ｂはス
イッチ２４，２５，２６，２□のうちのいずれかが操作
された場合のもの、Ｃはスイッチ２８゜２９．２．。

、２，１ のうちのいずれかが操作された場合のもの、
ｄはスイッチ２１２ ＋ ２１３．２１４ 。

２１５のうちのいずれかが操作されたときのものである
。

操作回数カウンタ５は、２段縦続接したフリップフロッ
プＦＦ１５．ＦＦ１６ と、ゲー１−５ Ａ 。

５Ｂ 、５Ｅ 、５Ｆとインバータ５Ｃ，５Ｄとにより
構成し、分周回路１０からの出力とチャタリング防止回
路４からのスイッチ操作検出出力とによってキースイッ
チ２の一定時間内での操作回数を検出する。

すなわち、一定時間（ここでは２８０ｍ５ｅｃ）の間に
キースイッチ２のスイッチのいずれかが１回のみ操作さ
れたときには、第９図ａのようにゲー）５Ｅのみから出
力パルス１個を発生する。

一定時間を経た後に再び操作されたときにも同様である
。

一方、一定時間内（２８０ｍ５ｅｃ内）にキースイッチ
２でスイッチが２回以上操作された場合には、第９図す
のように、第１回目の操作時にゲート５Ｅから出力パル
スが発生され、第２回目の操作時にゲー）５Ｆから出力
パルスが発生される。

その後はゲー）５Ｂの出力によりゲー）５Ａが遮断され
るので、第３回目以降のスイッチ操作がなされても一定
時間内にはもはや入力されない。

さて、このようにしてキースイッチ２の操作によって指
令信号が入力されると、一定時間内に１回のみの操作が
あった場合の入力、もしくは２回以上の操作があった場
合の１回目の操作による入力は、ゲー）５Ｅからの出力
により指令信号ゲート−回路６のゲー）６Ａ〜６Ｄおよ
び６１〜６Ｌを通って、シフトレジスタ８に加えられ、
そのゲート８Ｅ〜８Ｈを介してフリップフロップＦＦ２
１〜ＦＦ ２４に加えられ書き込まれる。

また一定時間内に２回目の操作がなされたときには、入
力指令信号はゲー）５Ｆからの出力によりバッファメモ
リＩのゲ−１−７Ａ〜７Ｄを通ってフリップフロップＦ
Ｆ１７〜ＦＦ ２０ に加えられ書き込まれる。

シフトレジスタ８と出力パルス発生回路１１とは第１，
２図で説明したものと同様のもので、指令信号ゲート回
路６から加えられる入力の指令信号と分周回路１０から
の制御パルスによって主として制御されて、第１０図の
ように前述したのと同様の動作によりゲーＮＩＩからパ
ルス幅変調した出力パルスを発生する。

第１０図においてａはスイッチ２０が操作されたときの
もの、ｂはスイッチ２、が操作されたときのものである
。

この両回路８，１１は第１図のものに比して制御用のゲ
ートを少し付加しただけのものであるので、詳細な説明
は省略する。

この出力パルス発生回路１１０ゲーＮＩＩから発生され
る出力パルスはキースイッチ２でいずれのスイッチが操
作されたかによって異なる。

第１１図にその状態を示す。

一定時間内にキースイッチ２が２回操作されている場合
には、１回目の操作によりシフトレジスタ８に入力され
た指令信号について上記のような出力パルスを発生した
後、第９図のようにゲート１０Ｇで発生した転送パルス
を用いて、バッファメモリ７に記憶されている２回目の
操作による指令信号を指令信号ゲート回路６を介してシ
フトレジスタ８に転送し、再び同様のパルス幅変調動作
をくり返して、２回分の出力パルスを発生する。

さらに出力反転回路１３はＳ−Ｒ形のフリップフロップ
ＦＦ ２７とゲート１３Ａ〜１３Ｄおよびインバータ１
３Ｅにより構成しており、制御端子１３Ｆへの制御信号
が”０″である場合には出力パルス発生回路１１のゲー
ＮＩＩの出力をそのままゲー）１３Ｃ，１３Ｄから出力
し、制御信号が１′であるときには出力パルスをインバ
ータ１３Ｅで反転したものをゲート１３Ｂ、１３Ｄから
出力する。

この出力反転回路１３は、信号出力回路１４０制御極性
が正負いずれであっても結合することができるようにす
るために設けられているものである。

図示の回路では、反転しない出力パルスを取り出すよう
に用いている。

信号出力回路１４はこの装置では超音波発振器が使用さ
れており、出力パルス発生回路１１のゲートＩＩＧから
出力が発生されているときにトランジスタ１４Ａ、１４
Ｂが導通して発振し、出力パルスが出力反転回路１３の
ゲー）１３Ｄから出力されたときにトランジスタ１４Ｃ
が導通して発振周波数を変化させるようになされている
。

そして、このように２つの周波数で交互に変調された超
音波信号が遠隔制御用の信号としてスピーカ１４Ｄから
発振されることになる。

このように、この装置ではキースイッチ２からの入力に
応じてパルス幅変調された超音波信号が発生されるもの
である。

なお、この信号出力回路１４としては、このような超音
波発振器以外にも、光信号の発生器等任意のものが用い
られることはいうまでもない。

また、本発明の信号発生装置は、上記実施例の限定され
るものではなく、同様の作用をなすものであれば適宜設
計されてよいものである。

以上詳述したように、本発明によれば、入力信号をシフ
トレジスタに記憶した後、このシフトレジスタから読み
出してその出力で出力パルスのパルス幅を変調するとと
もに、そのシフトレジスタの出力を反転して再入力し、
２回循還させて出力パルスを発生するようにしたので、
所定ビット数の一連信号をパルス幅変調信号として伝送
する場合において、同一内容のデータを２回くり返して
発生するとともにその１回目と２回目とでデータを反転
させるようにしたことにより、パルス幅変調した後の出
力信号の全体の長さをデータ内容と内容と関係なく常に
一定長さにすることができ、受信側ではパルス幅変調伝
送であるにもかかわらずデータの検出に際して常に一定
の長さの信号を検出することによってデータを判別する
ことができて、データの受信もれや、他のデータとの間
違い等を起こすことがなく、しかも、その出力信号をパ
ルス幅変調する手段としてシフトレジスターへのシフト
レジスタのクロックパルスをそのシフトレジスターの最
終段の出力に応じて除去するか否か切換えるようにした
ことにより反転信号作用のシフトレジスターをそのまま
パルス幅変調用にも使用する構成として、きわめて簡易
な構成でパルス幅変調出力信号を発生することができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における信号発生装置の回路
図、第２図はそのタイムチャート、第３図は同装置を応
用した遠隔制御用送信装置のブロック線図、第４図は同
装置の詳細な回路図、第５図、第６図イ２０、ハ、二、
第７図、第８図イ。 口、第９図イ２０、ハ、第１０図イ２０および第１１図
は同装置の各部のタイムチャートである。 ８・・・・・・シフトレジスタ、８Ａ〜８Ｉ・・・・・
・ゲート、ＦＦ２１〜ＦＦ２４ ・・・・・・フリップ
フロップ、１１・・・・・・出力パルス発生回路、１１
Ｂ、１１Ｄ。 １１Ｅ、１１Ｆ、１１１・・・・・・ゲート、１１Ｈ・
・・・・・インバータ、ＦＦ２５．ＦＦ２６ ・・・・
・・フリップフロップ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 人力信号を所定ビット数のシフトレジスタに書き込
   み、このシフトレジスタの最終段の出力が１４１ Ｉ＋
   （もしくは０″）のときには一定周期のクロックパル
   スから任意ビット数だけ除去したパルスをシフトパルス
   としかつ上記シフトレジスタの最終段の出力が０″（も
   しくは１″）のときには上記一定周期のクロックパルス
   をそのままシフトパルスとして上記シフトレジスタに加
   えて上記シフトレジスタの最終段の出力を１ビツトづつ
   パルス幅変調して出力するようにし、上記シフトレジス
   タの出力を反転したものを上記シフトレジスタの初段に
   再入力し、上記シフトレジスタを２循環させ、上記入力
   信号に対応してパルス幅変調しかつ前半と後半とで出力
   パルスのパルス幅を逆転させた全体としての長さの一定
   な出力信号を発生することを特徴とする信号発生装置。