WO2004110005A1 - データ伝送装置及びデータ伝送方法 - Google Patents

Abstract

信号受信部（１１）は、ツイストペアケーブル（３１）を通じてアナログ信号を受信する。Ａ／Ｄ変換部（１２）は、アナログ信号をデジタル信号に変換する。位相検出部（１４）は、デジタル信号の位相を検出して、受信タイミング信号を生成する。送信タイミング生成部（１５）は、受信タイミング信号に基づいて、受信信号（Ａ点）と送信信号（Ｄ点）とが所定の位相差となるように、送信処理部（１６）がデジタル信号を出力するタイミングを制御する。送信処理部（１６）は、このタイミングに従って、接続機器（２０）から入力するデータにマッピングを施したデジタル信号を出力する。Ｄ／Ａ変換部（１７）は、デジタル信号をアナログ信号に変換する。信号送信部（１８）は、アナログ信号をツイストペアケーブル（３２）を通じて送信する。

Description

明細書 フ タ伝送装置及び ^ 夕伝送方法 技術分野

本発明は、 データ伝送装置及びデータ伝送方法に関 し 、 よ り 特定的には、 送信 と受信 とで異な る伝送路を介し て他 の装置 と電気通信を行 う データ伝送装置、 及びその装置で 実行さ れる データ伝送方法に関する。 景技術

近年 、 ォ一ディ ォ機器、 ナ ビゲ一 シ ョ ン機器、 あ る い は 情報端末機器等の複数の機器を接続 し、 デジ夕ル化さ れた 映像デ 、 Jや音声デ 、 あ る い はコ ン ピュ ー夕データ等 の大容量の情報を、 機器間で高速に通信するネ ッ 卜 ワー ク の検討が盛んに行われてい る 。 特に、 自 動車の分野にお い て、 デジ夕ル を伝送する車内ネ ッ ト ヮ一 ク の導入が 本格化 してきて い る 。 こ の車内ネ ッ 卜 ワー ク は、 例え ば、 物理的な 卜 ポ 口 ジを リ ング • 卜 ポ ロ ジ と し 、 複数の ノ ー ド を リ ング · ト ポ ロ ジで接続さ せる こ と によ っ て、 一方向の リ ング型 L A N を形成 し、 各機器の統合化 した接続を 目 指 してい る。 上記 リ ング型 L A Νで用 い ら れる情報系の通信 プロ 卜 ：： ル と しては、 例えば、 M 0 S T ( M e d i a O r i e n t e d S y s t e m s T r a n s ρ o r t ) があ る 。 こ の M 0 S T では、 M O S Tネ ッ 卜 ヮ一ク のデ一 タ がフ レーム を基本単位と し て伝送され、 各ノ ー ド を次々 に フ レームがー方向 に伝送さ れる 。

と こ ろ で、 車内に設け ら れる リ ング型 L A N の場合、 放 射 ノ イ ズが自動車に搭載さ れた他の電子機器の誤動作の原 因 にな る こ とがあ る 。 ま た、 他の機器か ら の放射ノ イ ズの 影響を受ける こ とな く 、 正確にデータ を伝送する必要 も あ る 。 こ のため、 従来の M O S T を用 いた リ ング型 L A Nで は、 M〇 S T の通信プロ ト コ ルが光通信を前提 と してお り 、 各ノ ー ド を光 フ ァイ ノ ーケ一ブルで接続する こ と によ つ て、 電磁波の発生を防止 しなが ら耐ノ イ ズ性を 向上させて い る。 一方、 ツイ ス ト ペア ケ一ブルや同軸ケーブルの よ う な安価なケーブルを用 いた電気信号でデータ通信を行い、 放射ノ ィ ズが少な く 耐ノ イ ズ性を向上させなが ら 2 0 M b p s を超え る よ う な高速なデータ伝送を可能に してい る技 術 も あ る 。 こ の技術は、 例えば国際公開第 0 2 / 3 0 0 7 9 号パ ン フ レ ツ トで開示さ れてい る 。

図 1 0 及び図 1 1 を参照 して、 各ノ ー ド が安価なッイ ス ト ペアケーブルで接続さ れた、 リ ング型ネ ッ ト ワーク を用 いたデータ伝送システム につ いて説明する 。 なお、 図 1 0 は、 リ ン グ型ネ ッ ト ワー ク を用 いた従来のデータ伝送シス テム の構成を示すブロ ッ ク 図であ る 。 図 1 1 は、 図 1 0 の デ一夕伝送装置 1 0 0 a の詳細な構成を示す図であ る 。

図 1 0 において、 従来のデータ伝送シス テム は、 各 ノ 一 ド がデータ の送信及び受信を行 う 複数段のデータ伝送装置 1 0 0 a 〜 l 0 O n で構成さ れる 。 こ のデ一夕伝送装置 1 0 0 a 〜 l 0 0 n は、 ツイ ス ト ペアケーブルで構成さ れる 伝送路 1 3 0 a 〜 l 3 0 n を介 して リ ング状に接続さ れて い る。 また、 各データ伝送装置 1 0 0 a 〜 l 0 O n に は、 受信データ 及び送信データ のや り 取 り を行 う 接続機器 1 1 0 a 〜 ； L I O n が接続される 。 なお、 一般的なハ一 ド ゥ エ ァ の形態 と しては、 各データ伝送装置 1 0 0 a 〜 l 0 0 n 及び接続機器 1 1 0 a 〜 l 1 0 n がー体的 に構成さ れる 。

デ一夕 伝送装置 1 0 0 a 〜 l 0 O n は、 全て同一の構成 であ る ので、 データ伝送装置 1 0 0 a を例に挙げて、 その 構成を説明する。 図 1 1 において、 データ伝送装置 1 0 0 a は、 信号受信部 1 0 1 と、 A Z D変換部 1 0 2 と 、 受信 処理部 1 0 3 と 、 送信処理部 1 0 4 と、 D Z A変換部 1 0 5 と、 信号送信部 1 0 6 と を備え る 。

送信処理部 1 0 4 は、 接続機器 1 1 0 a か ら デジタルデ —夕列 を入力する。 そ して、 送信処理部 1 0 4 は、 デジ夕 ルデータ 列 を所定の ビ ッ ト毎に シ ンポル化 し、 各シ ンポル を所定の信号 レベルにマ ッ ピ ン グ したデジタル信号を生成 する 。 0 7八変換部 1 0 5 は、 送信処理部 1 0 4 で生成さ れたデジタル信号を、 アナ ロ グ信号に変換する 。 信号送信 部 1 0 6 は、 典型的に は差動 ド ライ ノ であ り 、 D / A変換 部 1 0 5 で変換さ れた アナ ロ グ信号か ら 、 正極性及び負極 性の 2 つ のアナ ロ グ信号を生成 し、 ッイ ス ト ペア ケーブル 1 3 0 a を通 じてデータ伝送装置 1 0 0 b に出力する 。 一方、 信号受信部 1 0 1 は、 典型的には差動 レ シーバで あ り 、 ツイ ス ト ペアケーブル 1 3 O n を通 じて、 正極性及 び負極性の 2 つ のアナ ロ グ信号をデ一夕伝送装置 1 0 0 n か ら受信 し、 差動動作によ っ て 1 つのアナ ロ グ信号を復元 する 。 八 70変換部 1 0 2 は、 信号受信部 1 0 1 で復元さ れたァナロ グ信号を、 各シ ンポルが所定の信号 レベルで表 されたデジ夕ル信号に変換する 。 受信処理部 1 0 3 は、 A

/ D変換部 1 0 2 で変換さ れたデジ夕 ル信号に基づいて、 デジ夕 ルデ一夕 列 を生成する （ マ ツ ビ ング） 。 生成され たア ンタルデ―夕 列は、 接続機 5 丄 丄 0 a に入力 さ れる 。

周知 のよ う に、 ッイ ス ト ペアケープルを用 いて差動伝送 を行 う 場合、 ぺァ線間の信号振幅ずれに よ っ てコ モ ンモ一 ド電流がグラ ン ド へ流れ、 図 1 2 に示すよ う な コ モ ンモー ド信号が現れる 。 こ の コ モ ンモ一 ド信号は、 放射ノ イ ズ発 生の原因 とな る 。 また、 受信機能及び送信機能の両方を備 えるデ—夕伝送装置内では、 受信処理 と送信処理が同一の ク ロ ッ ク を用 いて行われる ため 、 つ 夕 を受信する ツイ ス 卜 ペ ア ケープルに よ る受信コ モ ンモー ド信号 と、 データ を 送信する ツイ ス 卜 ペアケ一ブルに る送信コ モ ンモー ド信 号と の ク ロ ス 卜 一 ク によ つ て、 放射ノ ィ ズが増大する 場合 があ る

従来 、 ツイ ス 卜 ペア ケ —ブルを用 いてネ ッ ト ワー ク を構 築し、 う—夕 送を行 う 技術は、 自動車の分野以外で使用 さ れてきた。 よ つ て、 受信コ モ ンモー ド信号 と送信コ モ ン モー ド信号 と の ク ロ ス 卜 — ク によ る放射ノ イ ズの影響を、 特に考慮する必要がなかつ た。 こ のため、 従来のデータ伝 送シス テムではヽ 各 —夕伝送装置内で、 受信用伝送路 と 送信用伝送路 と の間の ク ロ ス ト 一 ク に よ る放射ノ イ ズの対 策が行われる こ と はなかつ に 。

しか しなが ら 、 ッイ ス ト ペアケー ブルを用 いて .自 動車内 でネ ッ 卜 ワー ク を構築 し、 データ伝送を行う よ う な場合に は、 こ の ク ロ ス ト 一 ク によ る放射ノ イ ズの影響を無視する こ とができない。 よ っ て、 従来にはなか っ た ク ロ ス ト ーク によ る放射ノ イ ズを低減させる技術を、 新た に考え る必要 があ る。

それ故に、 本発明 の 目 的は、 送信 と受信 とで異なる伝送 路を介 して電気通信を行 う 、 例えばツイ ス ト ペアケーブル を用 いた差動データ伝送を行う 場合に、 受信経路と送信経 路 と の ク ロ ス ト ーク に よ っ て発生する放射ノ イ ズを低減さ せる こ とが可能なデ一夕伝送装置及びデータ伝送方法を提 供する こ とであ る 。 発明の開示

本発明 は、 送信 と受信 とで異な る伝送路を介 して他の装 置 と電気通信を行 う データ伝送装置に向 け ら れてい る 。 そ して、 上記目 的を達成させる ため に、 本発明のデータ伝送 装置は、 受信部、 信号処理部、 送信部及び位相制御部を備 えてい る

受信部は、 他の装置か ら送信さ れる信号を受信用 の伝送 路を介 し て受信する 。 信号処理部は、 送信データ に基づい た送信信号を、 受信部が受信 した受信信号に 同期させて生 成する 。 送信部は、 信号処理部で生成さ れた送信信号を、 送信用 の伝送路を介 して他の装置へ送信する 。 位相制御部 は、 送信信号の位相 を調整 して、 受信部が受信 した受信信 号 と送信部が送信する 送信信号と の位相差を所定の値に設 定する 。

典型的な位相制御部は、 受信信号の位相 を検出する位相 検出部 と 、 位相検出部の検出結果に応 じて信号処理部で送 信信号が生成さ れる タイ ミ ングを制御する タイ ミ ン グ制御 部 とで構成さ れる 。 また、 位相制御部に、 信号処理部で生 成さ れた送信信号を所定の量だけ遅延さ せて位相の調整を 行 う 位相調整部を さ ら に備えて も よ い。

伝送路がッィ ス 卜 ペアケープルであ る ½ a、 位相制御部 は、 所定の値を受信用 のッイ ス 卜 ペアケ一ブルで発生する コ モ ンモ一 ド信号と送信用 のッイ ス ト ぺァケ一 ブルで発生 する コ モ ンモ一 ド信号と の ク ロ ス トーク に起因する放射ノ ィ ズを減少させる位相差に 又 する。 こ の場合、 所定の値 は、 9 0 度又は 2 7 0 度であ る こ とが好ま し い

また、 本発明は、 送信 と受信 とで異な る 达路を介 して 他の装置 と電気通信を行 Ό 夕 is is方法に も 向け ら れて い る 。 こ のデ一タ 达方法は、 他の装置か ら送信さ れる信 号を受信用 の伝送路を介 して受信する受 ステ ッ プ、 送信 データ に基づいた送信信号を受信ステ ツ プで受信 した受信 信号に同期 させて生成する 生成ス テ ツ フ 、 送信信号の位相 を調整して受信ステ ツ フ で受信 した受信信号 と 生成ステ ツ プで生成 し た送信信号 と の位相差を所定の値に設定する設 定ス テ ツ プ、 及び設定ステ ッ プで位相が調整さ れた送信信 号を送信用 の伝送路を介 して他の装置へ送信する送 ステ ッ プ its え る 。

さ ら に、 本発明は、 送信 と受信 とで異な る伝送路を介 し て他の装置 と電気通信を行 う 回路が半導体基板上に集積形 成さ れた半導体集積回路に も 向け ら れてい る 。 こ の半導体 集積回路は、 他の装置か ら送信さ れる信号を受信用 の伝送 路を介 して受信する受信回路、 送信データ に基づいた送信 信号を受信回路が受信 した受信信号に 同期 さ せて生成する 信号処理回路、 信号処理回路で生成さ れた送信信号を送信 用 の伝送路を介 して他の装置へ送信する送信回路、 及び送 信信号の位相 を調整して受信回路が受信 した受信信号 と送 信回路が送信する送信信号 との位相差を所定の値に設定す る位相制御回路で構成さ れる。

こ の よ う に 、 本発明では、 受信信号 と送信信号と の位相 差を所定の値に調整する。 従っ て、 所定の値を 、 受信用 の 伝送路に含まれる ノ イ ズ成分と送信用 の伝送路に含まれる ノ イ ズ成分 と の間で相殺効果が期待でき る よ う に設定すれ ば、 伝送路間の ク ロス ト ーク に起因する放射ノ イ ズを低減 させる こ とが可能 となる 。

また、 受信信号を検出 して得 ら れる位相 に基づいて送信 信号の位相 を調整する ので、 受信用 の伝送路の状態にかか わ ら ず、 受信信号 と送信信号と の位相差を常に所定の値に 固定する こ とができ る 。

また、 受信信号 と送信信号と の位相差を調整でき る位相 調整部を さ ら に備える こ と で、 実際の製品に使用 される部 品や受信信号線及び送信信号線の引 き 回 し等の相違に よ り 生 じ る製品品質の ば ら つ き を、 吸収する こ とができ る 。

ま た、 伝送路にツイ ス ト ペアケ一ブルが使用 された場合 で も、 ペア線間の振幅差によ っ て生 じ る コ モ ンモー ド信号 に起因する放射ノ イ ズを低減させる こ とが可能 となる 。

さ ら に、 受信信号と送信信号と の位相差を 9 0 度又は 2 7 0 度に調整する こ と によ り 、 コ モ ンモー ド信号の極性に かかわ らず、 放射ノ イ ズを総合的に低減さ せる こ とができ る 。

本発明の これ ら 及び他の 目 的、 特徴、 局面、 効果は、 添 付図面 と照合 して、 以下の詳細な説明か ら 一層明 ら か にな る であ ろ う 。 図面の簡単な説明

図 1 は、 本発明 の一実施形態に係るデータ伝送装置 1 0 の構成を示すブロ ッ ク 図であ る。

図 2 は、 図 1 の送信処理部 1 6 で行われる マ ッ ピ ング処 理を説明する 図であ る 。

図 3 は、 図 1 の D / A変換部 1 7 か ら 出力 さ れる アナ 口 グ信号波形の一例 を示す図であ る。

図 4 は、 ッイ ス ト ペアケーブルで生 じ る コ モ ンモー ド i 号の一例 を説明する 図であ る 。

図 5 は、 ッイ ス ト ペアケーブルで生 じ る コ モ ンモ ド 号の一例 を説明する 図であ る。

図 6 は、 図 1 のデータ伝送装置 1 0 内部の各信号の関係 を表す図であ る 。

図 7 は、 図 1 のデータ伝送装置 1 0 が行 う 受信信号 と送 信信号と の位相差を調整する処理手順を示すフ □ — チ ヤ 一 ト であ る 。

図 8 は、 本発明の一実施形態に係る データ伝送装置 4 0 の他の構成を示すブロ ッ ク 図であ る。

図 9 は、 図 8 の位相調整部 4 1 の詳細な構成例を示す図 であ る 図 1 0 は、 リ ング型ネ ッ ト ワーク を用 いた従来のデータ 伝送シス テム の構成を示すブロ ッ ク 図であ る。

図 1 1 は、 図 1 0 のデータ伝送装置 1 0 0 a の詳細な構 成 を示す図であ る。

図 1 2 は、 ツイ ス ト ペアケーブルのペア線間 の信号振 ι|Τ 差によ っ て生 じ る コ モ ンモー ド信号を説明する ための図で あ る 。 発明 を実施する ための最良の形態 本実施形態のデータ伝送装置は、 M 〇 S T等の リ ング型 ネ ッ ト ワーク を用 いた電気信号によ る データ伝送システム (図 1 0 を参照） を構成するデータ伝送装置 と して使用 さ れ得る 。 また、 本実施形態のデ一夕伝送装置は、 送信用伝 送路 と受信用伝送路とが独立してい る電気信号によ るデー 夕伝送システム を構成する データ伝送装置 と して使用 さ れ 得る 。

以下、 M O S T によ る デ一夕伝送シス テム を構成するデ 一夕伝送装置であ る場合を一例に挙げて、 本発明が提供す る データ伝送装置及びデータ伝送方法を説明する 。

図 1 は、 本発明の一実施形態に係る データ伝送装置 1 0 の構成を示すブ ロ ッ ク 図であ る。 本実施形態のデータ伝送 装置 1 0 は、 受信デ一 夕 及び送信データ のや り 取 り を行う 接続機器 2 0 と接続さ れ、 また、 データ 受信用 の ツイ ス ト ペアケーブル 3 1 及びデ一夕送信用 の ツイ ス ト ペアケープ ル 3 2 を介 して、 他のデ一夕伝送装置 （図示せず） と接続 さ れてい る。 において、 デ一夕伝送装置 1 0 は、 受信部を構成す る信号受信部 1 1 及び A / D変換部 1 2 と 、 信号処理部を 構成する 受信処理部 1 3 及び送信処理部 1 6 と 、 位相制御 部を構成する位相検出部 1 4 及び送信タ イ ミ ン グ生成部 1

5 と、 送信部を構成する D / A変換部 1 7 及び信号送信部 1 8 と を備え る 。

まず 、 つ 夕伝送装置 1 0 の各構成の概要を説明する 。 信号受信部 1 1 は、 典型的に は差動 レ シ一バであ り 、 ッ イ ス 卜 ペアケ一ブル 3 1 を通 じて、 正極性及び負極性の 2 つ のァナ ロ グ信号を他のデー夕伝送装置か ら 受信 し、 差動 動作に よ っ て 1 つ のアナロ グ信号を復元する。 Aノ D変換 部 1 2 は、 信号受信部 1 で復元されたアナ 口 グ信号を、 所定の周波数でサンプ リ ングし たデジ夕ル信号に変換する 。 こ の所定の周波数は、 後述する送信処理部 1 6 でマ ツ ピ ン グに用 い ら れる シ ンポルの間隔に基づいて定め ら れる 。 受信処理部 1 3 は、 A / D変換部 1 2 で変換さ れたデジ夕 ル信号を判定 し、 判定に基づいたデジ夕ソレデ——タ列を生成 する。 生成さ れたデジタルデ一夕列は、 接続機器 2 0 に入 力 さ れる。 位相検出部 1 4 は、 A / D変換部 1 2 で変換さ れたデジ夕ル信号の位相 を検出 して、 こ の検出結果を受信 夕イ ミ ン グ信号 と して送信夕イ ミ ング生成部 1 5 へ出力す る 。

送信タ イ ミ ング生成部 1 5 は、 位相検出部 1 4 か ら与え ら れる受信タ イ ミ ング信号に基づいて、 受信信号 （ A点） と送信信号 （ D 点） とが所定の位相差 と な る よ う に、 送信 処理部 1 6 によ っ てデジタ ル信号を出力すべきタイ ミ ン グ を制御する 。 送信処理部 1 6 は、 接 機器 2 0 カゝ ら デジ夕 Jレデータ列 を入力する 。 そ して、 送 処理部 1 6 は、 送信 タイ ミ ング生成部 1 5 によ る制御に従つ て、 デジ夕ゾレテ—— 夕列 を所定の ビ ッ 卜毎に シ ンポル化 し、 各シ ンポルを所定 の信号 レベルにマ ッ ピ ング した了 ン夕ル信号を生成する 。 なお、 特に図示は しないが、 一般的 は、 デジタルフ ィ ノレ タ等の整形フ ィ ル夕 を用 いて、 シ ンボル間の信号 レベノレを 所定の間隔で補 る処理が行われる D / A変換部 1 7 は、 送信処理部 1 6 で生成されたデン夕ル信号を、 アナ 口 グ信号に変換する 信号送信部 1 8 は、 典型的には差動 ド ライ パであ り 、 D / A変換部 1 7 で 換さ れたアナ口 グ信 号か ら 、 正極性及び負極性の 2 つ の ァナ ロ グ信号を生成 し 、 ッイ ス 卜 ペアケープル 3 2 を通 じ て他のデ一夕伝送装置 に出力する 。

、 送信処理部 1 6 が行 う マ ツ ピ ング処理の一例に つ いて、 図 2 及び図 3 を参照 しなが ら 簡単に説明する。 図 2 は、 パ ラ レルつ タ と 、 マ ツ ピ ングすべき シンポル値 B ( k ) と 、 こ の シンポル値 B ( k ) の直前の シンポル値 B ( k — 1 ) と の 関係を示 し た図であ る 。 図 3 は、 送信処理 部 1 6 でマ ッ ピ ングさ れたデジ夕ル信号が、 Dノ A変換部 1 7 でァナ ロ グ信号に変換された波形例を示す図であ る 。

まず、 送信処理部 1 6 に は、 デジ夕 ソレデ——夕列が 「 0 0 」 や 「 0 1 」 等 と い つ た 2 ビ ッ ト のパ ラ レルう タ の形態 で入力 される 。 送信処理部 1 6 は、 取得 したパ ラ レルデ一 夕 の シンボル値 B ( k ) を、 刖回の シ ンボル値 B ( k 一 1 ) とパ ラ レルデ一夕 と の関係に基づいて、 図 2 の取 り 決め に従っ て + 7 、 + 5 、 + 3 、 + 1 、 一 1 、 一 3 、 一 5 又は 一 7 の 8 値のいずれか にマ ッ ピ ン グする。 こ のマ ッ ピ ン グ 方法の具体例を、 以下に説明する 。

例えば、 前回の シ ンポル値 B ( k - 1 ) が— 1 であ っ て 、 送信処理部 1 6 に 「 0 0 」 のパ ラ レルデータ が入力 さ れ た場合に は、 今回の シ ンボル値 B ( k ) は + 7 とな る。 前 回の シ ンポル値 B ( k - 1 ) が + 5 であ っ て、 送信処理部 1 6 に 「 0 1 」 のパ ラ レルデ一夕が入力 さ れた場合には、 今回の シ ンポル値 B ( k ) は一 1 と な る 。 こ のよ う な方法 に よ っ て、 デジタルデータ列は、 正負交互の シ ンポル値に マ ッ ピ ン グされる 。 こ のよ う に シ ンポル値が正負交互の値 を取る こ と によ っ て、 図 3 のよ う なアナ ロ グ信号を作成す る こ とができ る 。

次に、 受信信号 （ A点） と送信信号 （ D 点） と を所定の 位相差にする具体的な手法を、 図 4 及び図 5 を参照 して説 明する。 最初に、 所定の位相差について説明する。 図 4 及 び図 5 は、 ッイ ス ト ペアケーブルで生 じ る コ モ ンモー ド信 号の一例 を説明する 図であ る 。

従来の技術で説明 し たよ う に、 ッイ ス 卜 ペアケ一ブルで は、 ペア線間の振幅差によ っ て、 放射ノ イ ズの原因 と な る コ モ ンモー ド信号が発生する 。 そ して、 こ の コ モ ンモー ド 信号の支配的な周波数成分が、 受信側 と送信側 とで同 じ又 は同 じ に等 し い場合に、 ク ロ ス ト ーク に よ っ て放射ノ イ ズ が増大して し ま う 。

そ こで、 本発明では、 受信コ モ ンモー ド信号 と送信コ モ ンモー ド信号と を加算 した信号 （以下、 総合コ モ ンモー ド 信号 と い う ） を、 小さ く する こ とで放射ノ イ ズの低減を図 る こ と を行 う 。 考え方は、 以下の通 り であ る。

受信用 の ツイ ス ト ペアケー ブル 3 1 で信号振幅が大き い 極性 と 、 送信用 のツイ ス ト ペアケーブル 3 2 で信号振幅が 大き い極性 とが、 同一であ る 場合を考え る （図 4 ) 。 こ の 場合には、 生 じ る受信コ モ ンモー ド信号 と 送信コ モ ンモー ド信号 と は、 同一極性 とな る 。 よ っ て、 総合コ モ ンモー ド 信号を最も小さ く する （相殺させる） ため には、 受信信号 と送信信号 と の所定の位相差を、 1 8 0 度 とすればよ い。

逆に、 受信用 のツイ ス ト ペアケーブル 3 1 で信号振幅が 大き い極性 と 、 送信用 のツイ ス ト ペアケーブル 3 2 で信号 振幅が大き い極性 とが、 異な る場合を考え る （図 5 ) 。 こ の場合には、 生 じ る受信コ モ ンモー ド信号 と送信コ モ ンモ — ド信号と は、 逆極性 とな る 。 よ っ て、 総合コ モ ンモー ド 信号を最も小さ く する （相殺させる） ため には、 受信信号 と 送信信号と の所定の位相差を、 0 度 とすればよ い。

こ の よ う に、 総合コ モ ンモー ド信号を最 も小さ く する た め の所定の位相差は、 ツイ ス ト ペアケーブル 3 1 及び 3 2 の信号状態によ っ て変化する。 よ っ て、 所定の位相差を 1 8 0 度又は 0 度の どち ら か に設定 して し ま う と 、 極性の関 係が好ま し く ない状態に変わ っ て し ま つ た時には、 かえ つ て総合コ モ ンモー ド信号を増大させる結果 となる 。 そ こ で 、 本発明では、 総合コ モ ンモー ド信号が増大する こ と のな い よ う に、 所定の位相差を 9 0 度 （又は 2 7 0 度） に設定 する 。

なお、 受信信号に含まれる ノ イ ズ信号 と送信信号に含ま れる ノ ィ ズ信号 とで、 極性や位相ずれの関係が変動せずに 固定的であれば、 所定の位相差をそれ ら の関係 に基づいて 設定すればよ い

次に、 こ の よ に決定 した所定の位相差を、 受信信号 （

A点） と送信信す信がで出 Β 1 ( D 点） と の間で確保する ため に、 考慮 すべき点を説明 る。

信号受信部 1 が受信信号を入力 してか ら 、 実際に受信 信号の位相 を検 する位相検出部 1 4 までは、 図 1 に示す よ う に A点か ら ハ、、 よ で の遅延時間 E が発生する。 ま た、 送信処理部 1 6 送信信号を出力 してか ら 、 実際に信号送 信部 1 8 が送信 号を 出力する までは、 図 1 に示すよ う に C 点か ら 、ヽ の遅延時間 F が発生する。 そ こで、 位相 検出部 1 4 は、 延時間 E +遅延時間 F を考慮 して、 実際 に制御する位相 X を次式に よ っ て決定する。

= 9 0 X ( 2 一 1 ) 一遅延時間 E 一遅延時間 F

(但 し、 =任意の正の整数、 X ≥ 0 )

次に、 位相検出部 1 4 が行 う デジ夕ル信号の位相検出、 及び送信タ イ S ン グ生成部 1 5 が行 う 夕 イ ミ ン グ制御を、 図 6 を参照 して 明する。 図 6 は、 デ一夕伝送装置 1 0 内 部の各信号の関係 を表 した図であ る 。 なお、 説明 を容易 に するため、 図 6 では遅延時間 E 及び遅延時間 F が発生 して い ない場合を示 してい る。 図 7 は、 デ一夕伝送装置 1 0 が 行 う 受信信号 と 信信号と の位相差を調整する処理手順を 示すフ ロ 一チ ヤ 卜 であ る。

信号受信部 1 には 、 受信信号 （図 6 ( a ) ) が入力 さ れる。 の受信 号は、 信号受信部 1 1 にお ける差動処理 及び A / D変換部 1 2 にお ける変換処理 によ つ て、 デジタ ル信号 (図 6 ( b ) ) に変換さ れる。 位相検出部 1 4 は、 まず、 こ のデジ夕 レ信号か ら 、 デ—夕成分を除いた ク ロ ッ ク成分の信号 (図 6 ( c ) ) を抽出する (ステ ッ プ S 7 1 ) 。 こ の抽出は、 バ ン ドパス フ ィ ルタ を用 いれば容易であ る。 次に、 位相検出部 1 4 は、 抽出 し た ク Π ッ ク成分信号 のゼロ ク ロ ス点を検出 し、 こ のゼ口 ク ロ ス点で反転する ク CI ッ ク パルス (図 6 ( d ) ) を生成する (ステ ッ プ S 7 2

) 。 こ の ク ロ ッ ク パルスが受信夕 ィ ミ ン グ信号 と して、 位 相検出部 1 4 か ら 送信タイ ミ ング生成部 1 5 へ渡さ れる 。

送信夕 イ ミ ン グ生成部 1 5 は、 位相検 丄 4 か ら 受信 タ イ S ン グ信号を入力 し、 別途与え ら れる送信出力 開始の 指示 （図 6 ( e ) ) に基づいて、 以下の よ う に して送信夕 ィ ミ ング信号を生成する （ス テ ツ プ S 7 3 ) 。 こ の送信出 力 開始の指示は、 図示 しなぃ ク D ッ ク 再生処理部によ っ て

、 本了一夕伝送装置 1 0 の ク □ ッ ク が、 受信信号を送信 し た他のデータ伝送装置の ク ロ ッ ク に基づいて再生さ れた時 点、 すなわち つ タ送信処理を行 う ため の初期化動作が完 了 した時点で発行さ れる。

送信タ イ ^ ン グ生成部 1 5 は、 送信出力 開始の指示を受 ける と 、 受信夕 イ ミ ング信号が最初に反転する タイ ミ ン グ 、 すなわち上述 し た ク CI ッ ク 成分信号の最初のゼロ ク ロ ス 点を検出する (図 6 ( d ) の矢印） 。 そ して、 送信夕 イ ミ ン グ生成部 1 5 は、 検出 したタイ ミ ングか ら 上記実際に制 御する位相差 X を遅延させた時点を先頭に、 以降シ ンポル の間隔でマ ツ ピ ン グのタイ ミ ングを与え る 送信タイ ミ ン グ 信号 （図 6 ( f ) ) を生成する 。 図 6 の例では、 検出 し た タ イ ミ ング と送信タ イ ミ ング信号 と の位相差を、 シ ンボル 位置か ら ゼロ ク ロ ス点までの位相差 9 0 度 と 、 実際に制御 する位相差 9 0 度と の和 （ = 1 8 0 度） に設定 してい る 。 なお、 送信タ イ ミ ング信号は、 図 6 ( f ) で例示 した ト リ ガパルス信号であ る必要はない。 例え ば、 検出 した夕イ ミ ン グか ら所定の 間隔でカ ウ ン ト ア ッ プする カ ウ ンタ を用 い 、 予め定めたカ ウ ン ト 値の時だけ送信処理部 1 6 が処理を 実行する よ う に して も よ い。

送信処理部 1 6 は、 送信タイ ミ ン グ生成部 1 5 か ら 与え ら れる送信タ イ ミ ング信号に従っ て、 接続機器 2 0 か ら 入 力するデジタルデータ列 を シ ンポル単位でマ ッ ピ ング し 、 デジタ ル信号 （図 6 ( g ) ) を生成する （ステ ッ プ S 7 4 ) 。 こ の生成さ れたデジタル信号は、 D / A変換部 1 7 に お ける変換処理 によ っ てアナ ロ グ信号 （図 6 ( h ) ) に変 換され、 信号送信部 1 8 か ら送信信号 と して他のデータ伝 送装置に送出 さ れる。

こ の処理によ っ て、 受信信号 （図 6 ( a ) ) と送信信号 (図 6 ( ) ) と の位相差が、 9 0 度 （又は 2 7 0 度） に 設定される。

さ て、 設計上の論理では、 位相検出部 1 4 及び送信タ イ ミ ン グ生成部 1 5 によ っ て、 受信信号 と送信信号と の位相 差 を所望の値、 すなわち 9 0 度 （又は 2 7 0 度） に保つ こ と ができ る。 しか しなが ら 、 本発明 のデータ伝送装置を様 々 なメ ーカ が製造した場合、 使用 さ れる部品や受信信号線 及び送信信号線の引 き回 し等の相違に よ り 、 現実的には製 品品質に ば ら つきが生 じ る 。 こ のため、 位相検出部 1 4 及 び送信タ イ ミ ング生成部 1 5 で一義的に調整される位相差 だけでは、 受信信号と送信信号 と の位相差 を所望の値に保 つ こ とができない場合 も生 じて く る 。

そ こで、 製造さ れたデータ伝送装置に実際に受信信号を 入力 し 、 送信信号を出力 させて位相差の微調整を行い、 製 品品質の ば ら つ き を吸収させる よ う に した、 他の実施形態 を以下に説明する 。

図 8 は、 本発明の他の実施形態に係る デ一夕伝送装置 4 0 の構成を示すブロ ッ ク 図であ る 。 図 8 で分かる よ う に、 こ の他の実施形態に係るデータ伝送装置 4 0 は、 上述 し た データ伝送装置 1 0 の位相制御部に位相調整部 4 1 を さ ら に加えた構成であ る。 図 9 は、 図 8 の位相調整部 4 1 の詳 細な構成例 を示す図であ る 。

位相調整部 4 1 は、 図 9 に示すよ う に、 複数の D 型フ リ ッ プフ ロ ッ プ （ D F F ) 9 1 が直列接続さ れた構成の シ フ ト レジス 夕 と、 セ レク タ 9 2 と で構成さ れる 。 1 番 目 の D 型フ リ ッ プフ ロ ッ プ 9 1 には、 送信処理部 1 6 か ら 出力 さ れるデジタル信号のデ一夕 が入力 される。 各 D型フ リ ッ プ フ ロ ッ プ 9 1 は、 所定の周波数の ク ロ ッ ク で動作 し 、 入力 するデータ を 1 ク ロ ッ ク 分だけ遅延させて出力する 。 ク ロ ッ ク の周波数及び D 型フ リ ッ プフ ロ ッ プ 9 1 の数は、 所望 する位相調整の精度や範囲等によ っ て 自 由 に設定する こ と が可能であ る 。 セ レク タ 9 2 は、 各 D 型フ リ ッ プフ ロ ッ プ 9 1 の出力データ及び D 型 フ リ ッ プフ ロ ッ プ 9 1 を介さ な いデータ をそれぞれ入力 し 、 データ伝送装置 4 0 を調整す る ォペ レ一夕等か ら 与え ら れる セ レ ク ト信号に応 じて、 い ずれか 1 つ のデ一夕 を選択的に出力する。

こ のよ う な構成によ っ て、 1 ク ロ ッ ク単位の精度で入力 データ の遅延を実現させる こ とができ る 。 従っ て、 例え ば 、 実際に測定さ れた受信信号に対する送信信号の位相差が 、 9 0 度よ り も 2 ク ロ ッ ク分だけ進んでい る場合には、 2 番目 の D 型フ リ ッ プフ ロ ッ プ 9 1 の 出力データ を出力 と し て選択するセ レ ク ト信号が、 ォペ レ一タ カゝ らセ レク タ 9 2 に与え ら れる 。

なお、 上記他の実施形態では、 図 9 に示 したデジタル処 理によ る位相調整部 4 1 を送信処理部 1 6 と D / A変換部 1 7 と の間に挿入 して、 受信信号 と送信信号 と の位相 を調 整する例 を説明 した。 しか し、 こ の位相調整は、 ： シタ リレ 処理で行 う 必要はな く 、 アナロ グ処理で行っ て も よ い。 こ の場合、 処理内容に応 じたアナ 口 グ回路で構成される位相 調整部が 、 D / A変換部 1 7 と信号送信部 1 8 と の間、 又 は信号送信部 1 8 の出力段に挿入さ れる こ と となる 。 ま た 、 位相調整は、 迗信信号処理側ではな く 、 受信信号処理側 で行っ て も構わない。 こ の場合、 処理内容に応 じたデジタ ル又はァナ ロ グ回路で構成される位相調整部が、 信号受信 部 1 1 の入力段か ら位相検出部 1 4 の入力段までの間 に挿 入される

以上のよ う に 、 本発明の一実施形態 に係るデータ伝送装 置及び方法に よれば、 受信信号 と送信信号と の位相差を所 定の値に調整する 。 従っ て、 所定の値を、 受信用 の伝送路 に含まれる ノ ィ ズ成分と送信用 の伝送路に含まれる ノ イ ズ 成分と の間で相殺効果が期待でき る よ ン し fi§ Εすれば、 伝 送路間の ク 口 ス 卜 ーク に起因する放射ノ イ ズを低減させる こ とが可能とな る 。 また、 受信信号を検出 して得 ら れる位 相に基づいて送信信号の位相 を調整する ので、 受信用 の伝 送路の状態にかかわ らず、 受信信号と ¾信信 と の位相差 を常に所定の値に固定する こ とができ る 。 特に、 伝送路 に ツイ ス 卜 ぺァケ一ブルが使用 さ れた場合、 ペア線間の振幅 差によ つ て生 じ る コ モ ンモー ド信号に起因する放射ノ ィ ズ を低減させる こ とが可能 と な る 。 さ ら に こ の場合、 所定の 値を 9 0 度又は 2 7 0 度に BX / する こ と で、 コ モ ンモー ド 信号の極性にかかわ らず 、 レベルの大き い総合コ モ ンモー ド信号が発生する こ と を防止でき る。 よ っ て、 機器に与え る放射ノ ィ ズを総合的に低減さ せる こ と ができ る。

なお、 上記実施形態では、 伝送路に ツイ ス 卜 ペアケー プ ル 3 1 及び 3 2 が使用 さ れる場合を説明 したが、 これに限 定される も のではない。 受信側 と送信側 とで周波数が同一 又は同一 し い ノ イ ズ成分を含む伝 ¾ 1目号を扱う シス テ ムであれば、 本発明 を適用する こ とが可能であ る。

また、 上記実施形態では、 デ一夕伝送装置 1 0 (又は 4 0 ) が、 M 0 S T を用 い /こ 信号によ る テー夕伝送シス テム を構成する 場合を一例'に挙げて説明 した。 しか し、 信 号受信部 1 1 に よ る信号受信か ら 信号送信部 1 8 によ る 信 号送信までが全てアナ 口 グの電気信号で処理さ れる シス テ ム に対 しても、 同様に適用可能であ る 。 こ の場合、 A / D 変換部 1 2 及び D A変換部 1 7 が不要 と なる

典型的には、 本実施形態に係 つ 夕伝送装置は、 半導 体基板上に上述 した機能を実現する各回路が集積形成さ れ た半導体集積回路の形態で実現化及び製品化 さ れる。

以上、 本発明 を詳細に説明 してきたが、 前述の説明はあ ら ゆ る点において本発明の例示にすぎず、 その範囲 を限定 し ょ う とする も のではない。 本発明の範囲 を逸脱する こ と な く 種々 の改良や変形を行う こ とができ る こ と は言う まで も ない。 産業上の利用可能性

本発明のデータ伝送装置及びデータ伝送方法は、 送信 と 受信 とで異なる伝送路を介 して他の装置 と電気通信を行 う 場合等に利用可能であ り 、 特に受信経路 と送信経路 と の間 の ク ロ ス ト ーク によ っ て発生する放射ノ イ ズを低減させる 場合等に有用であ る。

Claims

請求の範囲

1 . 送信 と受信 とで異な る伝送路を介して他の装置 と電 気通信を行 う デ一夕伝送装置であ っ て、

他の装置か ら 送信さ れる信号を、 受信用 の伝送路を介 し て受信する受信部と、

送信データ に基づいた送信信号を、 前記受信部が受信 し た受信信号に同期させて生成する信号処理部 と 、

前記信号処理部で生成さ れた送信信号を、 送信用 の伝送 路を介 して他の装置へ送信する送信部 と 、

前記送信信号の位相 を調整 して、 前記受信部が受信 した 受信信号 と前記送信部が送信する送信信号 と の位相差を所 定の値に設定する位相制御部 と を備え る。

2 . 請求項 1 に従属する データ伝送装置であ っ て、 前記位相制御部は、

前記受信信号の位相 を検出する位相検出部 と 、 前記位相検出部の検出結果に応 じて、 前記信号処理部 で送信信号が生成される タ イ ミ ングを制御する タ イ ミ ン グ 制御部 と を備え る 。

3 . 請求項 2 に従属する データ伝送装置であ っ て、 前記位相制御部は、 前記信号処理部で生成さ れた送信信 号を所定の量だけ遅延さ せて位相の調整を行 う 位相調整部 を さ ら に備え る 。

4 . 請求項 1 に従属する データ伝送装置であ っ て、 前記伝送路は、 ツイ ス ト ペアケーブルであ り 、

前記位相制御部は、 前記所定の値を、 受信用 のツイ ス ト ペアケーブルで発生する コ モ ンモー ド信号 と送信用 のツイ ス ト ペア ケーブルで発生する コ モ ンモー ド信号 と の ク ロ ス ト ーク に起因する放射ノ イ ズを減少させる位相差に設定す る こ と を特徴 とする。

5 . 請求項 4 に従属するデ一夕伝送装置で あ っ て、 前記所定の値が、 9 0 度又は 2 7 0 度であ る こ と を特徴 とする 。

6 . 送信 と受信 とで異なる伝送路を介 して他の装置 と電 気通信を行 う デ一夕伝送方法であ っ て、

他の装置か ら送信される信号を、 受信用 の伝送路を介 し て受信する 受信ス テ ッ プと 、

送信データ に基づいた送信信号を、 前記受信ステ ッ プで 受信 した受信信号に同期 させて生成する生成ステ ッ プと 、 前記送信信号の位相 を調整して、 前記受信ステ ッ プで受 信 した受信信号と前記生成ステ ッ プで生成 した送信信号 と の位相差を所定の値に設定する設定ステ ッ プと 、

前記設定ス テ ッ プで位相が調整された送信信号を、 送信 用 の伝送路を介 して他の装置へ送信する送信ステ ッ プと を 備える。

7 . 送信 と受信 とで異なる伝送路を介 して他の装置 と電 気通信を行 う 回路が、 半導体基板上に集積形成さ れた半導 体集積回路であ っ て、

他の装置か ら 送信される信号を、 受信用 の伝送路を介 し て受信する受信回路と 、

送信データ に基づいた送信信号を、 前記受信回路が受信 した受信信号に同期 さ せて生成する信号処理回路 と 、 前記信号処理回路で生成さ れた送信信号を、 送信用 の伝 送路を介 して他の装置へ送信する 送信回路 と 、

前記送信信号の位相 を調整して、 前記受信回路が受信 し た受信信号 と前記送信回路が送信する送信信号 と の位相差 を所定の値に設定する位相制御回路 とで構成さ れる。