JPWO2013080240A1

JPWO2013080240A1 - パルス信号出力装置

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Publication number: JPWO2013080240A1
Application number: JP2013546827A
Authority: JP
Inventors: 浩昭星加; 丈夫細川
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2011-11-28
Filing date: 2011-11-28
Publication date: 2015-04-27
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Abstract

出力されるパルス信号の輻射ノイズを低減させること。変調手段で生成されたパルス信号を外部に出力するパルス信号出力装置であって、変調手段は、内部に電源に接続されるプルアップ抵抗を有する演算回路と、演算回路に接続される汎用入出力端子と、汎用入出力端子を入力で使用するか出力で使用するかを選択する入出力選択手段と、プルアップ抵抗と汎用入出力端子の接続及び切断を行うプルアップ抵抗接続手段と、汎用入出力端子が入力に選択されたときはプルアップ抵抗接続手段を動作するように制御するプルアップ抵抗接続制御回路と、を有し、パルス信号の出力信号レベルが遷移開始したときに、入出力選択手段により汎用入出力端子を入力に選択し、汎用入出力端子が入力に選択されたときにプルアップ抵抗接続手段によってプルアップ抵抗と汎用入出力端子とを接続し、一定時間経過した後に汎用入出力端子を入出力選択手段によって出力端子に切り替える。

Description

本発明は、検出した物理量をマイクロプロセッサなどの演算回路で処理し、これを外部へパルス出力する方式のパルス信号出力装置に関する。

自動車や民生機器、産業機器では、制御や安全性確保のために、温度、圧力、流量などの各種の物理量を検出するセンサが用いられる。このようなセンサは物理量を電気信号として取り出す物理量検出部と、電気信号を所望の大きさまで増幅する電気信号処理部、さらに検出した物理量を外部に出力する出力信号変調部などで構成される。出力信号はセンサの信号を読取って何らかの制御や表示などを行う機器に入力される。これらの機器はセンサの情報を元にその動作や表示を変更するものであるので、高い信頼度を得るためにはセンサの出力信号が、信号伝達における物理量情報の劣化や、この信号を伝送することによる電磁気的ノイズなどを増大させないものでないといけない。

一方、近年では前記電気信号処理部や、出力信号変調部の一部又は全てに演算回路を利用することがあり、この場合はセンサの出力信号は演算回路で扱いやすいパルス信号による変調技術を利用すると合理的である。パルス信号による変調には周波数変調、ＰＷＭ変調、ＰＣＭ変調などがあるが、いずれも二値の論理やパルス間の時間間隔を利用するものである。

このような信号はレベルの中間値を持たないため、情報伝達の正確性は高いが、反面電気的なノイズは急峻に信号レベルが変化することから増大しがちである。このため、パルス信号の論理遷移速度を適宜緩やかにするスルーレート制御技術が使われる。

このような制御に関する技術が例えば、特許文献１に開示されている。

特許文献１にはディジタル信号の論理遷移速度を緩やかなものにする回路例が開示されており、元となるディジタル値はオン・オフ発生器９へ入力され、ＯＮ信号でトランジスタＱ１、ひいてはＱ３をＯＮにする。Ｑ３がスイッチする回路には直列抵抗Ｒ１及びＲ２が接続され、Ｒ１とＲ２の接続点にコンデンサＣが接続されている。このため、出力信号引き出し点ａの電位は、Ｒ１とＣの時定数に基づいて連続的に緩やかに上昇する。このように、抵抗器とコンデンサによる時定数で論理遷移の速度を調節することは広く行われている。このような回路でコンデンサや抵抗を複数準備し、選択用スイッチ（トランジスタなど）で切り替えればスルーレートの制御を任意に行うことができる。

また、抵抗器・コンデンサなどの受動部品を使用せずにトランジスタだけで論理遷移の速度を調節する技術が特許文献２に開示されている。

特許文献２には、出力部のトランジスタ１１及び１２を駆動する出力制御回路３に、トランジスタ１１及び１２の駆動電流を制御するための機能を持たせている。具体的には図２に示すようにそれぞれ電流駆動能力が異なるトランジスタ群ＭＮ１からＭＮｎを具備し、それぞれのトランジスタ群は独立したＭＮ１〜ｎ駆動信号ＴＡ１からＴＡｎを持ち、図１のＯＵＴ端子を所望の論理遷移速度とするために、ＴＡ１〜ＴＡｎを選択的に使用する。それぞれのトランジスタ群は電流駆動能力が異なるため、トランジスタ群の選択に応じた連続的で緩やかな駆動信号が得られ、これがスルーレート制御として機能する。

特開昭５９−０６１４８９号公報特開２００６−３２５２５６号公報

上述のように、抵抗体と静電容量を具備してこれらを切り替える回路を設け、電流駆動能力の異なるトランジスタ群を切り替えることは、それを行わない場合に比べ追加部品の数が増大してしまう問題がある。このことは部品実装面積を増大させ、ひいては機器の価格を増大させるため、小型で安価な製品に適用することが困難であった。

また、電流駆動能力が異なるトランジスタ群を複数具備する場合は、使用するトランジスタの数の増加があまり影響しない集積回路の中に一体化する方法が一般的であるが、この場合は集積回路設計段階で予めスルーレート制御回路を準備しておく必要があり、既に使われている既存の回路、特に汎用マイコンの出力ポートなどには採用することは困難であった。すなわち、汎用マイコンのような容易に信号出力回路を変更できない場合であってもスルーレート制御を可能にしつつ、出力されるパルス信号の輻射ノイズを低減させることが困難であった。

本発明の目的は、出力されるパルス信号の輻射ノイズを低減させることにある。

上記課題を解決するために、本発明のパルス出力信号装置は、物理量を検出する物理量検出手段と、前記物理量検出手段から得られる出力情報をパルス変調する変調手段と、を有し、前記変調手段で生成されたパルス信号を外部に出力するパルス信号出力装置であって、前記変調手段は、内部に電源に接続されるプルアップ抵抗を有する演算回路と、前記演算回路に接続される汎用入出力端子と、前記汎用入出力端子を入力で使用するか出力で使用するかを選択する入出力選択手段と、前記プルアップ抵抗と前記汎用入出力端子の接続及び切断を行うプルアップ抵抗接続手段と、前記汎用入出力端子が入力に選択されたときは前記プルアップ抵抗接続手段を動作するように制御するプルアップ抵抗接続制御回路と、を有し、前記パルス信号の出力信号レベルが遷移開始したときに、前記入出力選択手段により前記汎用入出力端子を入力に選択し、前記汎用入出力端子が入力に選択されたときに前記プルアップ抵抗接続手段によって前記プルアップ抵抗と前記汎用入出力端子とを接続し、一定時間経過した後に前記汎用入出力端子を前記入出力選択手段によって出力端子に切り替える。

本発明によれば、出力されるパルス信号の輻射ノイズを低減させることが可能となる。

本発明の一実施例を示す物理量測定装置の構成図。本発明の一実施例における外付け出力回路の構成図。本発明の一実施例における変調回路内の構成図。本発明の一実施例における変調回路と出力回路を合わせた回路構成図。本発明の一実施例における信号レベル遷移時の電流経路説明図（能動領域）。本発明の一実施例における信号レベル遷移時の電流経路説明図（保持領域）。本発明の一実施例における信号レベル遷移時の電流経路説明図（飽和領域）。本発明の一実施例における信号レベル遷移時の電流経路説明図（充電領域）。本発明の一実施例における各部の電圧及び電流波形説明図。本発明の一実施例におけるパルス信号生成手段の説明図。本発明の一実施例における変調回路操作の説明図。本発明の一実施例における変調回路操作のフローチャート。本発明のその他の実施例における変調回路操作の説明図。本発明のその他の実施例における変調回路操作のフローチャート。

以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。なお、本実施例については、出力信号が物理量検出装置の検出信号である場合について説明するが、検出する物理量がいかなるものであっても、本発明の効果は同様である。

本発明の第１の実施例について図１乃至図１２を用いて説明する。

自然現象や気象、機械装置や自動車などでは、各種センサなどの物理量検出装置と、電子制御装置を使用したシステムが広く使用されている。

図１に示されるように、センサ１０１と電子制御装置１０５とが電気的に接続されている。物理量を検出する物理量検出手段１０２から得られた情報は変調手段１０３によりパルス変調を行い、出力回路１０４を経て電子制御装置１０５へ伝達される。電子制御装置１０５には、電気ノイズなどの除去のため、信号入力回路１０６が具備される。出力回路１０４と電子制御装置１０５の間は、ワイヤーハーネスなどの電線を使用して延長されており、この線路からの輻射ノイズを低減するために出力回路１０４には後述する波形なまし回路を設けている。

図２は、センサ１０１に内蔵されている変調手段１０３から電子制御装置１０５に内蔵されている信号入力回路１０６までの回路部分を示したものである。出力回路１０４はトランジスタ２０３のエミッタを接地し、コレクタをパルス信号出力に接続するいわゆるオ−プンコレクタ方式が一般的である。該パルス信号出力は電子制御装置１０５側では電源２０８にプルアップ抵抗２０９を介して接続されている。また、トランジスタ２０３のベース端子は変調手段１０３と抵抗器２１７を解して接続され、変調手段１０３からの信号が正論理になると接、負論理の場合は断になるように制御される。一方、パルス信号は抵抗器２１５とコンデンサ２１６で構成されたフィルタ回路を経て、最終的なパルス信号２１０となり、電子制御装置１０５内で各種制御に利用される。トランジスタ２０３が接のときは、パルス信号が接地されるので負論理、逆に断の時はプルアップ抵抗２０９にて正論理になる。これを繰り返すことで連続的なパルス信号２１０が得られる。この時のトランジスタ２０３のベース電圧信号波形を２０２に示している。図２の２１０は電子制御装置で利用するパルス信号波形を示している。後述する理由により、ベース信号波形２０２が急峻な立上がり、立下がり波形でも、パルス信号２１０の立下がりは２１４のように急峻、立上がりは２１３に示すように緩慢となる。

図３は、変調手段１０３に演算回路を利用したときの回路構成を示すものである。パルス信号への変調回路はさまざまな方式があり、演算回路を使用しない他の方法であっても同様の効果を得られる。

端子３１３は演算回路の汎用入出力ポートであり、３ステートバッファー３０９及び入出力切り替えフリップフロップ３０８により、入出力どちらにでも使用できるものである。また、入力に切り替えた場合はゲート３１０、プルアップ用ＦＥＴ３１１及びプルアップ制御用フリップフロップ３０６により、演算回路内蔵のプルアップ機能が利用できる。それぞれのフリップフロップは演算回路の内部データバスに繋がれ、３０２、３０３、３０４の各ライトイネーブル端子は、エッジを発生させることでデータバス３０１の値を確定し、上記機能切り替えや出力端子への論理確定を行う。たとえば端子３１３を出力ポートに切り替える場合は、データバス３０１を負論理にして入出力切り替えイネーブル３０４にエッジを発生させることにより、フリップフロップ３０８のＱバー端子が正論理になり、３ステートバッファー３０９がバッファーモードとなり、端子３１３は端子出力用フリップフロップ３０７のＱ端子の論理状態が端子３１３へ伝達される。同時に、プルアップ制御ゲート３１０の片側入力が負論理になり、強制的にプルアップ用ＦＥＴ３１１が断となる。逆に端子３１３を入力に切り替える場合は、データバス３０１を正論理にして入出力切り替えイネーブル３０４にエッジを発生させることにより、フリップフロップ３０８のＱバー端子が負論理になり、３ステートバッファー３０９がハイインピ−ダンス状態となり、端子３１３と端子出力用フリップフロップ３０７のＱ端子が切り離される。よって端子入力３０５で端子の論理レベルを読取ることができる。同時に、プルアップ制御ゲート３１０の片側入力が正論理になり、プルアップ用ＦＥＴ３１１の接・断をプルアップ制御用フリップフロップ３０６で制御できるようになる。このような回路を持つ演算回路によればソフトウェアで端子３１３の入出力切り替えを行うことができ、さらに入力に切り替えた場合においては、内蔵のプルアップ機能も自由に選択可能である。

ここで、プルアップ用ＦＥＴ３１１は弱プルアップとして機能し、３１４で等価的に示すように、通常の半導体スイッチよりも抵抗値を大きくしている。

図４は、図２の回路と図３のプルアップ部分を一体的に示したものであり、センサ１０１の信号出力部分から、電子制御装置１０５の信号入力回路１０６までの電気的接続状態をまとめて示すものである。

図１０は、マイコンを使用した変調手段１０３内で処理されるパルス信号のデューティ比変調（ＰＷＭ変調）をソフトウェアと汎用タイマーで行う一例を示している。ＰＷＭ変調ではパルス信号の立上がり、立下がりの両方のエッジが利用され、エッジ間の時間も重要である。よってパルス信号２１０は信号の立上がり、立下がりを極力急峻でかつ安定にしておかないと、この信号を電子制御装置１０５で受信したときの復調誤差になる。このパルス信号は基準クロック信号１００１をプリスケ−ラ１００２で分周して所望の周波数とした後、タイマー１００３へ入力してカウントアップを行う。タイマーの最大カウント数は有限であるため、最大値になるとオーバーフローが発生し、演算回路へ割込み要求１００４を発行する。よって、オーバーフローする値から、次に割込み処理を実行するまでの時間を差し引いた値を書き込んでカウントアップさせておけば、任意の時間後にタイマー１００３から割込み要求を発行する手段を構成できる。１００６はタイマー１００３内でカウントされる値を模式的に示したものであり、タイマー１００３が最大値に達してオーバーフローするたびに、後述する割込み処理ＪＯＢ１（１００７）またはＪＯＢ２（１００８）を実行する。これらの処理ではパルス信号２１０の操作と次の割込み発行時期を制御するためにタイマー１００３への数値書き込みを逐次行って、任意の変調信号を生成する。この方法はソフトウェアの処理によってパルス信号２１０の電圧レベル遷移を行うことが特徴である。上記はタイマーのオーバーフロー割込みを使用した例であるが、コンペアマッチを使用した割込みや、そのほかの時間制御手段を使用しても本発明と同様の効果を得られる。

ＰＷＭ変調は立上がり立下がりの電圧波形が急峻であればあるほど、信号としての精度と安定性が向上するが、同時に電流の変化もまた急峻になるため電気的雑音が増大し、さらにパルス信号であるため、広い周波数範囲の高調波を発する。よってこの対策が必要となる。このため、特許文献１、２のようなスルーレート制御回路が使用される。

しかしながら、スルーレート制御回路を搭載できないような安価小型な機器、たとえば、物理量検出センサのようなものでは、簡易的に図２におけるコンデンサ２０４の静電容量を増大させることによりパルス信号の立上がりだけを２１３のように緩慢にして対策を行うことが一般的である。この場合、立下がり時はトランジスタ２０３にコンデンサ２０４の電荷が即座に接地方向へ流れるため、波形立下がり時はコンデンサ２０４の容量増加は音低減に寄与しない。このため、所望の輻射雑音性能を満たすためにはコンデンサ２０４の容量を増大する必要があるが、先述のＰＷＭ変調においては、コンデンサ２０４の容量増加による波形緩慢化は変調信号の精度を悪化させる。このようにＰＷＭ変調におけるパルス信号変調精度と、輻射ノイズの低減には相反する関係がある。

この相反する関係を改善するための手段について図９を使用して説明する。図９Ａは本発明を使用しない場合のパルス信号２１０の立下がり波形とトランジスタ２０３のベース電圧波形２０２を図２よりも時間を引き延ばして示したものである。また、９０１は図２における電流路２１１を流れる電流値を模式的に示している。図３に示す演算回路の汎用入出力ポート３１３が出力ポートとして正論理になると、トランジスタ２０３のベース電圧が上昇し、トランジスタ２０３がＯＮ状態となる。言い換えると、トランジスタのベースに十分な電流を流してトランジスタを飽和領域で動作させる。このときのコレクタ・エミッタ間電圧は小さく、コレクタ端子は殆ど接地されている状態になる。このため、パルス信号２１０は接地電圧付近まで低下し、パルス信号の立下がり２１４を作る。波形９０１はこの時電流路２１１を流れる電流を示しており、トランジスタ２０３がＯＮすることで図２のコンデンサ２０４にある電荷が一気に放出されるため、パルス信号２１０の急峻な立下がりエッジが得られるが、跳ね返りとして９０１に示すように、大きな電流ピ−ク値が発生する。さらに、図２の電流路２１２には、コンデンサの非接地端子と、信号入力回路１０６内の電源２０８との電圧差に応じた電流が流れるため、電子制御装置１０５とセンサ１０１を繋ぐ長い導体（ワイヤ−ハ−ネス）にも急峻な電流が流れる。このために大きな輻射ノイズが発生する。

図９Ｂは本発明を適用した場合の上記と同様の各波形を示すものである。この例では演算回路の汎用入出力ポートは、トランジスタ２０３をＯＮにする直前に入力ポートとして設定しておく。入力ポートにすると、図３に示すように演算回路の内蔵プルアップ抵抗が使用可能となるため、プルアップ用ＦＥＴ３１１を接としてトランジスタ２０３のベースをプルアップ抵抗経由で駆動することにより、ベース電圧２０２を中間的な電圧、つまり、トランジスタ２０３を飽和領域ではなく、能動領域で駆動することが可能になる。このとき、トランジスタ２０３のベース電圧２０２は演算回路の端子３１３を出力ポートとして駆動したときよりも低いベース電圧になる。トランジスタは能動領域でのコレクタ・エミッタ間電圧が大きくなるので、実質的に、抵抗を解してコンデンサ２０４の電荷を放電させるのと等価であり、パルス信号２１０の電圧は緩やかに低下し、信号入力回路１０６内の電源２０８との電圧差に応じた電流、つまりワイヤーハーネスを流れる電流の最大値は図９Ａの時よりも小さくなる。上記トランジスタ２０３を能動領域で動かす期間は演算回路のソフトウェアによって任意に調節可能なので、どの程度トランジスタ２０３を能動領域で動作させるかを制御することが可能である。さらにこの状態でプルアップ用ＦＥＴを断として９０７に示すような中間状態をある程度保持することも可能である。一方、この状態のままではパルス信号２１０の立下がり電圧波形が必要以上に緩慢になるため、最初のトランジスタ能動域動作開始から一定時間後に端子３１３を出力ポートへ変更して、明確な立下がり波形を形成する。これはＰＷＭ信号を電子制御装置１０５にて復調するときに所望の信号復調精度を得るのに必要であるからである。このときにもコンデンサ２０４の放電による急峻な電流ピ−クが発生するが、既にある程度パルス信号２１０の電圧が低下しているため、図９Ａの場合よりも電流値は小さく、輻射ノイズも小さい。

上記の具体的な回路動作を図５〜図８にて説明する。

図５は、図４の回路図と基本的な構成は同じであるが一部に等価回路を示しているものである。図５は端子３１３を入力ポートにしてプルアップ用ＦＥＴ３１１を接とした状態、図６は入力ポートにしたままプルアップ用ＦＥＴ３１１を断とした状態、図７は出力ポートにして正論理を出力し、トランジスタ２０３を接とした状態、図８は出力ポートにして負論理を出力し、トランジスタ２０３を断とした状態である。

図５に示されるように、電子制御装置１０５側においてプルアップ抵抗２０９でプルアップされているパルス信号２１０を立下がり操作する場合、先ず端子３１３を入力ポートにしてプルアップ用ＦＥＴ３１１を接にする。すると、トランジスタ２０３のベースに接続されている直列抵抗２１７とプルアップ用ＦＥＴ３１１の抵抗を介してトランジスタ２０３にベース電流が流れる。この電流はプルアップ用ＦＥＴ３１１が前記のように弱プルアップであるため、ベース電流が制限され、ひいてはトランジスタ２０３は能動領域動作となる。能動領域動作でトランジスタ２０３は５０１のように抵抗体とみなせるため、コンデンサ２０４の電荷は少しずつ放電され、さらに電子制御装置側のプルアップ抵抗２０９の直流電流２１２も制限され、結果的にパルス信号２１０は緩やかに立下がり始める。

図６は図５の状態からプルアップ用ＦＥＴ３１１を断とした状態であり、トランジスタ２０３も断となる。このため、パルス信号２１０の電圧レベルは短期的に保持または緩やかに低下する状態となる。端子３１３を出力ポートにしても同様の常態になるが、この状態は端子３１３を出力ポートへ切り替える操作が不要なため、迅速にこの状態に切り替えることができる。

図７では端子３１３を出力ポートへ切り替えて正論理を出力し、トランジスタ２０３を飽和領域動作させている。飽和領域でのコレクタ・エミッタ間電圧は小さいため、７０１のようにスイッチで模式的に示している。コンデンサ２０４、プルアップ抵抗２０９からの電流２１１はトランジスタ２０３へ急峻に流れる。このため、パルス信号２１０の立下がり電圧波形は急峻になるが、ＰＷＭ変調においては明確なエッジとなり、パルス信号の精度悪化を防止することができる。本発明を使用しない場合は、パルス信号２１０の立下がり操作は最初から図７だけの状態であり、大きな輻射ノイズが発生する。

図８はパルス信号２１０の立上がり時の動作である。パルス信号２１０の電圧が下がりきった後、つまり図７の状態を一定時間保持した後に、パルス信号２１０を再度高電位レベルにする状態を示している。トランジスタ２０３が８０１のように断となるため、コンデンサ２０４は電子制御装置１０５のプルアップ抵抗２０９から充電が行われ、パルス信号２１０の電位が徐々に上昇してゆく。この上昇度合いはプルアップ抵抗９０９と直列抵抗２０５、コンデンサ２０４の定数による時定数で決まる。信号立上がり時の輻射ノイズ低減は一般に上記コンデンサ２０４の容量を増加させることであるが、このことは同時に立下がり時にトランジスタ２０３を流れる電流も増大させ、立下がり時の輻射ノイズ増大を招く。また、ＰＷＭ変調におけるパルス信号２１０の精度も悪化する。

このように、図５、図６、図７の状態をパルス信号２１０の立下がり操作初期段階にすばやく順次切り替えることによって立下がり波形を滑らかにし、パルス信号２１０の立下がり時の輻射ノイズを低減させることによって、コンデンサ２０４の容量増加に頼らずに機器の雑音要求特性を満たし、ひいてはＰＷＭ変調の信号精度を向上させることができる。

図１１は、上記の回路動作をパルス信号の電圧波形と、端子の入出方向と、プルアップの接続状態を時系列的に示したものである。また本発明を使用しないときのパルス信号２１０を破線で示している。１１０３はプルアップ用ＦＥＴ３１１の接続状態を示している。１３０４は端子３１３の入出力状態を示している。パルス信号２１０の立下がり操作を行うタイミングになると、端子３１３は入力ポートに切り替えられ、同時又は直後にプルアップ用ＦＥＴ３１１を接とする。これを一定期間接とした後これを断とし、さらに一定期間後に出力ポートに切り替えて正論理を出力する。このような切り替えを行えば、パルス信号２１０の立下がり波形を緩慢にして輻射ノイズを低減し、さらに途中で出力ポートに切り替えることで、電子制御装置１０５の論理しきい値近傍で明確なエッジを生成することができる。この操作を行うと１１０１に示す立下がりエッジの遅延が発生するが、この時間は一連の操作時間に相関があるので変調手段１０３で予め補正することで相殺できる。

上記の操作を演算回路で行う時のフローチャートを図１２に示す。ＪＯＢ２はパルス立下がり時のタイマー割込みであり、フローチャートはＪＯＢ２（１００８）で実行される処理のパルス信号２１０の操作に関連する部分のみを抜粋している。ＪＯＢ２割込みが発行されると先ず１２０１で端子３１３のプルアップを接とする。その後に端子３１３を入力ポートにすることで、トランジスタ２０３を能動領域動作させる。この状態を一定期間保つために処理１２０３で時間待ち処理を実行する。その後、端子３１３のプルアップを断としてトランジスタ２０３を断として再度時間待ち処理１２０５を実行する。次に、処理１２０６で端子３１３の出力を正論理にセットし、その後処理１２０７で端子３１３を出力ポートへ変更する。図１２は演算回路を使用した本発明の実施例であるが、ゲートアレ−などの論理回路などで実施しても同一の効果を得られる。

また、これらの操作を逆の手順でパルス信号の立上がり操作に使用しても、立上がり波形を緩やかにすることができるので、上記と同様の効果が得られる。

以上、説明したように、本実施例によれば、汎用マイコンの出力など、容易に信号出力回路を変更できない場合であってもスルーレート制御を可能にし、出力されるパルス信号の輻射ノイズを低減させることができる。また、外付け部品を必要とせずスルーレート制御を実現でき、かつ容易にその度合いを調整可能とするため、パルス信号出力手段の価格を安価に構成することができる。

次に、本発明の第２の実施例について図１３、図１４を用いて説明する。

本実施例では、端子３１３を入力ポートにしている期間中に実施するプルアップ用ＦＥＴ３１１の接・断を２回行って、さらにパルス信号２１０の波形操作に自由度を与えるものである。

図１３の１３０７は第一のトランジスタ２０３の操作領域、１３０８は第二の操作領域を示しており、接・断を２回行うことにより二段階に波形が緩慢になる。これによりコンデンサ２０４を流れる電流や、ワイヤハ−ネスを流れる急峻な電流が分散されるため、より輻射ノイズを軽減することができる。

図１４を用いて、具体的にフローチャートを用いて説明する。１４０１〜１４０５は図１２に示す第１の実施例のフローチャートと同様の部分となっている。本実施例では、さらに、１４０６から１４０９のプルアップ用ＦＥＴ３１１の接・断操作を一組追加して波形操作の回数を増やしている。この例での操作回数は２回であるが、３回以上行ったり、操作回数を状況に応じて変化させたり、プルアップ期間、待ち時間などをそれぞれ変えたり変化させることでも同様の効果が得られる。

１０１センサ
１０２物理量検出手段
１０３変調手段
１０５電子制御装置
２０３トランジスタ
２０４コンデンサ
２１０パルス信号
３１１プルアップ用ＦＥＴ
１００１基準クロック信号
１００３タイマー
１００７立上がり時割込み処理（ＪＯＢ１）
１００８立下がり時割込み処理（ＪＯＢ２）

Claims

物理量を検出する物理量検出手段と、前記物理量検出手段から得られる出力情報をパルス変調する変調手段と、を有し、前記変調手段で生成されたパルス信号を外部に出力するパルス信号出力装置であって、
前記変調手段は、
内部に電源に接続されるプルアップ抵抗を有する演算回路と、
前記演算回路に接続される汎用入出力端子と、
前記汎用入出力端子を入力で使用するか出力で使用するかを選択する入出力選択手段と、
前記プルアップ抵抗と前記汎用入出力端子の接続及び切断を行うプルアップ抵抗接続手段と、
前記汎用入出力端子が入力に選択されたときは前記プルアップ抵抗接続手段を動作するように制御するプルアップ抵抗接続制御回路と、を有し、
前記パルス信号の出力信号レベルが遷移開始したときに、前記入出力選択手段により前記汎用入出力端子を入力に選択し、
前記汎用入出力端子が入力に選択されたときに前記プルアップ抵抗接続手段によって前記プルアップ抵抗と前記汎用入出力端子とを接続し、
一定時間経過した後に前記汎用入出力端子を前記入出力選択手段によって出力端子に切り替えることを特徴としたパルス信号出力装置。
請求項１に記載のパルス信号出力装置において、
前記変調手段に接続されたトランジスタを有し、前記トランジスタは前記プルアップ抵抗が前記汎用入出力端子に接続されているときは能動領域で駆動することを特徴とするパルス信号出力装置。
請求項１に記載のパルス信号出力装置において、
前記変調手段に接続されたトランジスタを有し、前記トランジスタのベース又はゲートの電位が連続的ではなく二値又は少なくとも複数の一定電圧幅で制御されていることを特徴とするパルス信号出力装置。
請求項１に記載のパルス信号出力装置において、
前記プルアップ抵抗の接続及び切断を複数回行うことを特徴とするパルス信号出力装置。
請求項１に記載のパルス信号出力装置において、
前記プルアップ抵抗は、半導体接合の抵抗成分を利用したことを特徴とするパルス信号出力装置。
請求項１に記載のパルス信号出力装置において、
前記パルス信号出力装置で出力された前記パルス信号の受信側がパルス信号のデューティ比又は、立上がりエッジ、又は立下がりエッジを利用するものであることを特徴とするパルス信号出力装置。
請求項１に記載のパルス信号出力装置において、
前記プルアップ抵抗の接続及び切断操作の有無、回数、操作期間、前記プルアップ抵抗値のうち少なくともひとつが前記パルス信号出力装置の通電以降に可変であることを特徴とするパルス信号出力装置。
請求項１に記載のパルス信号出力装置において、
前記プルアップ抵抗の接続及び切断、前記汎用入出力端子の選択の操作を前記パルス信号の立上がりエッジでも行うことを特徴とするパルス信号出力装置。