JPH05122204A - 波分割多重化マンチエスター・グレイコード化二進信号を解読するためのオプトエレクトロニツク・インターフエース - Google Patents
波分割多重化マンチエスター・グレイコード化二進信号を解読するためのオプトエレクトロニツク・インターフエースInfo
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- JPH05122204A JPH05122204A JP4080833A JP8083392A JPH05122204A JP H05122204 A JPH05122204 A JP H05122204A JP 4080833 A JP4080833 A JP 4080833A JP 8083392 A JP8083392 A JP 8083392A JP H05122204 A JPH05122204 A JP H05122204A
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
- H04J14/00—Optical multiplex systems
- H04J14/005—Optical Code Multiplex
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
- H03M5/00—Conversion of the form of the representation of individual digits
- H03M5/02—Conversion to or from representation by pulses
- H03M5/04—Conversion to or from representation by pulses the pulses having two levels
- H03M5/06—Code representation, e.g. transition, for a given bit cell depending only on the information in that bit cell
- H03M5/12—Biphase level code, e.g. split phase code, Manchester code; Biphase space or mark code, e.g. double frequency code
-
- H—ELECTRICITY
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- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L25/00—Baseband systems
- H04L25/38—Synchronous or start-stop systems, e.g. for Baudot code
- H04L25/40—Transmitting circuits; Receiving circuits
- H04L25/49—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
- H04L25/4904—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 using self-synchronising codes, e.g. split-phase codes
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- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L7/00—Arrangements for synchronising receiver with transmitter
- H04L7/02—Speed or phase control by the received code signals, the signals containing no special synchronisation information
- H04L7/033—Speed or phase control by the received code signals, the signals containing no special synchronisation information using the transitions of the received signal to control the phase of the synchronising-signal-generating means, e.g. using a phase-locked loop
- H04L7/0331—Speed or phase control by the received code signals, the signals containing no special synchronisation information using the transitions of the received signal to control the phase of the synchronising-signal-generating means, e.g. using a phase-locked loop with a digital phase-locked loop [PLL] processing binary samples, e.g. add/subtract logic for correction of receiver clock
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- H04L7/02—Speed or phase control by the received code signals, the signals containing no special synchronisation information
- H04L7/033—Speed or phase control by the received code signals, the signals containing no special synchronisation information using the transitions of the received signal to control the phase of the synchronising-signal-generating means, e.g. using a phase-locked loop
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 光波分割多重化マンチェスター・コード化直
列二進信号を解読する。 【構成】 同期情報を利用してデータのビットの好適な
タイミングを確定し、次に入来する信号を監視して、そ
の好適なタイミングから許容可能なタイミング変化の予
定の範囲内に出現するデータ・ビットを検出する。その
予定範囲内にビットが検出されたときには、それは、そ
の好適なタイミングに従って発生するべきであった時に
出現するようにリセットされる。
列二進信号を解読する。 【構成】 同期情報を利用してデータのビットの好適な
タイミングを確定し、次に入来する信号を監視して、そ
の好適なタイミングから許容可能なタイミング変化の予
定の範囲内に出現するデータ・ビットを検出する。その
予定範囲内にビットが検出されたときには、それは、そ
の好適なタイミングに従って発生するべきであった時に
出現するようにリセットされる。
Description
【０００１】本発明は、情報のファイバーオプティック
送受信に関し、特にその様な情報を解読するための新規
な方式に関する。
送受信に関し、特にその様な情報を解読するための新規
な方式に関する。
【０００２】
【従来技術】タイミング情報と、データワードが何処か
ら始めるかという情報との両方を提供するために、同期
化パターンが各データワードに先行する。この特徴は、
シャフト上でのコード化マスクの偏心を含むコード化マ
スクに対するセンサー光学装置の相対的位置決めが解読
許容誤差に影響を与えない様にする。更に、アルゴリズ
ムは、データストリーム中のいずれの場所のどの１ビッ
トでも欠けていることを許容する構造となっている。欠
けているビットは１にでも０にでもセットされることが
出来るけれども、例えば２個以上のビットが欠けていれ
ば、故障指示が発生する。
ら始めるかという情報との両方を提供するために、同期
化パターンが各データワードに先行する。この特徴は、
シャフト上でのコード化マスクの偏心を含むコード化マ
スクに対するセンサー光学装置の相対的位置決めが解読
許容誤差に影響を与えない様にする。更に、アルゴリズ
ムは、データストリーム中のいずれの場所のどの１ビッ
トでも欠けていることを許容する構造となっている。欠
けているビットは１にでも０にでもセットされることが
出来るけれども、例えば２個以上のビットが欠けていれ
ば、故障指示が発生する。
【０００３】
【発明の概要】本発明のいくつかの目的として、波分割
多重化信号デコーダーを設けること；マンチェスター・
グレイコード化データに特に適した、その種のデコーダ
ーを設けること；相対的（絶対的と対照的に）波長コー
ド化方式を設けること；データに先行する同期化信号の
タイミングに基づいて、受信されたデータのタイミング
を回復するデータ受信システムを設けること、を挙げる
ことが出来る。本発明の、これらの目的、及びその他の
目的、並びに有益な特徴は、以下に部分的に明白とな
り、部分的には指摘される。
多重化信号デコーダーを設けること；マンチェスター・
グレイコード化データに特に適した、その種のデコーダ
ーを設けること；相対的（絶対的と対照的に）波長コー
ド化方式を設けること；データに先行する同期化信号の
タイミングに基づいて、受信されたデータのタイミング
を回復するデータ受信システムを設けること、を挙げる
ことが出来る。本発明の、これらの目的、及びその他の
目的、並びに有益な特徴は、以下に部分的に明白とな
り、部分的には指摘される。
【０００４】一般に、入来する各データワードに複数ビ
ット同期化パターンが先行するようになっている種類の
マンチェスター・コード化されたデータを検出し解読す
る方法は、妥当な同期化パターンの受信を確認し、その
パターンから、その妥当な同期化パターン内の受信され
たビットの持続時間を判定することを含む。その代わり
に、ビット持続時間を受信端末で予め決めることも出来
る。このとき、許容可能な時間ウィンドーが、その所定
持続時間から確立され、このとき、その許容可能ウィン
ドー内で起こったデータ遷移が感知される。該ウィンド
ー内の遷移の感知時に、その遷移の時が、前に判定され
たビット幅によると発生するべきであった時に発生する
様に回復される。感知し回復するステップは、データワ
ード中の各データ・ビットについて反復され、これによ
り再構成されたデータワードを形成する。
ット同期化パターンが先行するようになっている種類の
マンチェスター・コード化されたデータを検出し解読す
る方法は、妥当な同期化パターンの受信を確認し、その
パターンから、その妥当な同期化パターン内の受信され
たビットの持続時間を判定することを含む。その代わり
に、ビット持続時間を受信端末で予め決めることも出来
る。このとき、許容可能な時間ウィンドーが、その所定
持続時間から確立され、このとき、その許容可能ウィン
ドー内で起こったデータ遷移が感知される。該ウィンド
ー内の遷移の感知時に、その遷移の時が、前に判定され
たビット幅によると発生するべきであった時に発生する
様に回復される。感知し回復するステップは、データワ
ード中の各データ・ビットについて反復され、これによ
り再構成されたデータワードを形成する。
【０００５】また、一般に発明の一つの形において、光
学的に送信された波分割多重化マンチェスター・コード
化データ信号を検出し、解読し、リタイミング（retimi
ng）する方法は、入来する波分割多重化光学信号を時間
ドメイン電気信号に変換し、次に所定周波数より高い周
波数を有する望ましくない信号成分をその時間ドメイン
信号から除去することを含む。該時間ドメイン信号の二
次微分を取ることにより該時間ドメイン信号から望まし
くない振幅変調信号成分を除去することが出来る。望ま
しくない信号成分の除去は、微分し、次に濾波し、その
後に更に微分し第２の濾波を行うことによって介在的に
達成することが出来る。最初に送信された信号のゼロ交
差の発生の時は、望ましくない成分が除去された時間ド
メイン信号が上向き凸と下向き凸との間を変化する時か
ら再構成することが出来る。その後、これらのゼロ交差
時を、前の節の場合の様に更に処理することが出来る。
学的に送信された波分割多重化マンチェスター・コード
化データ信号を検出し、解読し、リタイミング（retimi
ng）する方法は、入来する波分割多重化光学信号を時間
ドメイン電気信号に変換し、次に所定周波数より高い周
波数を有する望ましくない信号成分をその時間ドメイン
信号から除去することを含む。該時間ドメイン信号の二
次微分を取ることにより該時間ドメイン信号から望まし
くない振幅変調信号成分を除去することが出来る。望ま
しくない信号成分の除去は、微分し、次に濾波し、その
後に更に微分し第２の濾波を行うことによって介在的に
達成することが出来る。最初に送信された信号のゼロ交
差の発生の時は、望ましくない成分が除去された時間ド
メイン信号が上向き凸と下向き凸との間を変化する時か
ら再構成することが出来る。その後、これらのゼロ交差
時を、前の節の場合の様に更に処理することが出来る。
【０００６】本発明の目的は、持続時間を有する複数ビ
ット同期化パターンを感知することによりコード化され
た情報から情報を解読する方法を提供することである。
本発明の他の目的は、相対的スペクトル・データを解読
する方法を提供することである。本発明の他の目的は、
データ解読のエラーを無くする方法を提供することであ
る。
ット同期化パターンを感知することによりコード化され
た情報から情報を解読する方法を提供することである。
本発明の他の目的は、相対的スペクトル・データを解読
する方法を提供することである。本発明の他の目的は、
データ解読のエラーを無くする方法を提供することであ
る。
【０００７】本発明の他の目的は、二進コード化スペク
トル・データの正確で信頼出来る送信を可能にする方法
を提供することである。本発明の他の目的は、更にマン
チェスター・コード化される検出されたデータ・スペク
トルが絶対波長に関する前もっての知識無しに解読され
てデータ・スペクトル・ビット幅の変化性に対処する様
になっている方法を提供することである。
トル・データの正確で信頼出来る送信を可能にする方法
を提供することである。本発明の他の目的は、更にマン
チェスター・コード化される検出されたデータ・スペク
トルが絶対波長に関する前もっての知識無しに解読され
てデータ・スペクトル・ビット幅の変化性に対処する様
になっている方法を提供することである。
【０００８】本発明の他の目的は、入来する相対スペク
トル・データの自動レベル補正を提供することである。
本発明の他の目的は、所定の許容可能範囲外で変化する
所定数のデータ・ビットのスペクトル・ビット幅に変化
を有するマンチェスター・コード化相対スペクトル・デ
ータの解読を可能にする方法を提供することである。
トル・データの自動レベル補正を提供することである。
本発明の他の目的は、所定の許容可能範囲外で変化する
所定数のデータ・ビットのスペクトル・ビット幅に変化
を有するマンチェスター・コード化相対スペクトル・デ
ータの解読を可能にする方法を提供することである。
【０００９】本発明の他の目的は、マンチェスター・グ
レイコード化光学スペクトルを並列二進電気データに変
換する方法を提供することである。本発明の他の目的
は、所定の光学スペクトル・データ幅を有するマンチェ
スター・グレイコード化光学スペクトルの解読を行い、
又は該光学スペクトル・ビット幅を判定するためにコー
ド化された光学スペクトル内の同期パターンを自動的に
測定する方法を提供することである。
レイコード化光学スペクトルを並列二進電気データに変
換する方法を提供することである。本発明の他の目的
は、所定の光学スペクトル・データ幅を有するマンチェ
スター・グレイコード化光学スペクトルの解読を行い、
又は該光学スペクトル・ビット幅を判定するためにコー
ド化された光学スペクトル内の同期パターンを自動的に
測定する方法を提供することである。
【００１０】本発明の他の目的は、ＭＰＵが通信し易く
て、相対スペクトル・データの振幅及びスペクトル位置
の変動を処理するのに充分な程度に柔軟性のある解読イ
ンターフェース回路を提供することである。
て、相対スペクトル・データの振幅及びスペクトル位置
の変動を処理するのに充分な程度に柔軟性のある解読イ
ンターフェース回路を提供することである。
【００１１】
【実施例】図面において、対応する参照文字は対応する
部分を指す。ここに記載した例は、本発明の一つの形に
おける好適な実施例を示すものであり、この例は開示内
容の範囲又は本発明の範囲を限定するものと解されては
ならない。
部分を指す。ここに記載した例は、本発明の一つの形に
おける好適な実施例を示すものであり、この例は開示内
容の範囲又は本発明の範囲を限定するものと解されては
ならない。
【００１２】最初に図１を参照すると、エンコーダ１３
はアーネットの米国特許第５，００４，９１０号に開示
されている種類のものであることが出来るが、この場合
には、回転シャフト上のエンコーダ・ディスクにより光
が変調されて位置情報を生成してフャイバーオプティッ
ク経路１１に沿って該位置情報を伝送させる。該位置情
報は波分割多重化されることが出来（個別に変調された
スペクトル要素）、多重化解除（demultiplexing）は、
例えば『光学スペクトル分析装置』（OPTICALSPECTRUM
ANALYZER)という名称のキニー等の米国特許第４，８５
２，０７９号に開示されているように、光学装置及びア
レー・セクション１５により達成されることが出来る。
信号調整回路１７は、図２の一連のアナログ回路２７〜
３７及び４０と、それに続く数個のディジタルデータ処
理回路４１〜４７である。調整信号は、この後、１９で
解読されて２１で二進コードに変換されて、ＭＰＵイン
ターフェース２３に送られる。
はアーネットの米国特許第５，００４，９１０号に開示
されている種類のものであることが出来るが、この場合
には、回転シャフト上のエンコーダ・ディスクにより光
が変調されて位置情報を生成してフャイバーオプティッ
ク経路１１に沿って該位置情報を伝送させる。該位置情
報は波分割多重化されることが出来（個別に変調された
スペクトル要素）、多重化解除（demultiplexing）は、
例えば『光学スペクトル分析装置』（OPTICALSPECTRUM
ANALYZER)という名称のキニー等の米国特許第４，８５
２，０７９号に開示されているように、光学装置及びア
レー・セクション１５により達成されることが出来る。
信号調整回路１７は、図２の一連のアナログ回路２７〜
３７及び４０と、それに続く数個のディジタルデータ処
理回路４１〜４７である。調整信号は、この後、１９で
解読されて２１で二進コードに変換されて、ＭＰＵイン
ターフェース２３に送られる。
【００１３】図２において、アナログ回路は、光学検出
器アレー２５が必要とするレベル変換及び駆動電圧を提
供するクロック回路兼ドライバー４０と、バッファー増
幅器兼帯域通過フィルター２７、ピーク電圧窓検出器２
８、微分器２９、ローパスフィルター３１、これに続く
第２微分器３３及び第２ローパスフィルター３５、及
び、最後にＡＤ変換器３７を含む。クロック回路兼ドラ
イバー４０は、伝送線路の不一致に起因するタイミング
信号のリンギングを伴わずに光学検出器アレー１５が必
要とする適切な電圧レベル及び立ち上がり時間を提供す
る。光学検出器アレー１５の信号出力を絶縁するバッフ
ァー増幅器兼帯域通過フィルター２７は、該信号を適切
なレベルに増幅すると共にＤＣオフセット電圧と、例え
ばノイズや絵素スイッチング過渡現象に起因する高周波
成分とを減少させる。ピーク電圧窓検出器２８は、ライ
ン２６上のアナログ信号を、それに関連する予定の基準
電圧と各々比較する２個のレベル比較器を包含してい
て、２個のＴＴＬレベル出力を７７及び７９上にそれぞ
れ提供するが、この出力は、それらの二つの基準電圧に
対して相対的なアナログ信号に対応し、該回路のディジ
タル部分のクロック回路４０により後に処理される。該
アナログ信号が、対応するレベル比較器のそれぞれの基
準電圧を上回ったときには、高レベル出力がライン７７
又はライン７９上に発生する。
器アレー２５が必要とするレベル変換及び駆動電圧を提
供するクロック回路兼ドライバー４０と、バッファー増
幅器兼帯域通過フィルター２７、ピーク電圧窓検出器２
８、微分器２９、ローパスフィルター３１、これに続く
第２微分器３３及び第２ローパスフィルター３５、及
び、最後にＡＤ変換器３７を含む。クロック回路兼ドラ
イバー４０は、伝送線路の不一致に起因するタイミング
信号のリンギングを伴わずに光学検出器アレー１５が必
要とする適切な電圧レベル及び立ち上がり時間を提供す
る。光学検出器アレー１５の信号出力を絶縁するバッフ
ァー増幅器兼帯域通過フィルター２７は、該信号を適切
なレベルに増幅すると共にＤＣオフセット電圧と、例え
ばノイズや絵素スイッチング過渡現象に起因する高周波
成分とを減少させる。ピーク電圧窓検出器２８は、ライ
ン２６上のアナログ信号を、それに関連する予定の基準
電圧と各々比較する２個のレベル比較器を包含してい
て、２個のＴＴＬレベル出力を７７及び７９上にそれぞ
れ提供するが、この出力は、それらの二つの基準電圧に
対して相対的なアナログ信号に対応し、該回路のディジ
タル部分のクロック回路４０により後に処理される。該
アナログ信号が、対応するレベル比較器のそれぞれの基
準電圧を上回ったときには、高レベル出力がライン７７
又はライン７９上に発生する。
【００１４】微分器及びその後のローパスフィルター２
９、３１及び３３、３５の２個の連続する段は、協働し
て、該アナログ信号の二次微分を構成し、これは、コー
ド化されたデータ・ビットのエッジ・タイミングを保ち
ながら振幅の変動を無くする。データ・ビット・エッジ
からデータ・ビット・エッジへのタイミングを維持しな
がら微分器に関連する高周波ノイズを減少させるために
ベッセル・フィルター３１及び３５が使用される。各々
の微分器及びフィルターの組合せは、該アナログ回路の
開放部分が飽和する可能性を無くするために単位利得を
有し、斯くして振幅作動範囲全体を拡大する。アナログ
からＴＴＬへの変換器３７は、電圧比較器兼調整回路を
使用する。その調整回路は、データ・ビット・エッジ・
タイミングを保ちながら、アナログ・ゼロ交差において
複数のエッジを生じさせることのある低レベル・ノイズ
を除去するためにデッドバンド及びヒステリシスを提供
する。
９、３１及び３３、３５の２個の連続する段は、協働し
て、該アナログ信号の二次微分を構成し、これは、コー
ド化されたデータ・ビットのエッジ・タイミングを保ち
ながら振幅の変動を無くする。データ・ビット・エッジ
からデータ・ビット・エッジへのタイミングを維持しな
がら微分器に関連する高周波ノイズを減少させるために
ベッセル・フィルター３１及び３５が使用される。各々
の微分器及びフィルターの組合せは、該アナログ回路の
開放部分が飽和する可能性を無くするために単位利得を
有し、斯くして振幅作動範囲全体を拡大する。アナログ
からＴＴＬへの変換器３７は、電圧比較器兼調整回路を
使用する。その調整回路は、データ・ビット・エッジ・
タイミングを保ちながら、アナログ・ゼロ交差において
複数のエッジを生じさせることのある低レベル・ノイズ
を除去するためにデッドバンド及びヒステリシスを提供
する。
【００１５】ライン２６上の入来信号は、非情報担持振
幅変調を、その他のノイズと共に包含していることがあ
る。元の信号のゼロ交差は、該信号中の、該信号が上向
き凹から下向き凹に変化するポイントを探すことにより
再構成されることが出来る。これらのポイントは、ライ
ン４９上に出現する図３ｃの二次微分信号のゼロ交差に
対応する。所望のデータ信号の繰り返し率より充分に高
い周波数を有するノイズ成分は、ローパスフィルター３
１及び３５により除去されている。該比較器は、アナロ
グ信号のゼロ交差においてハイからローへ、又はローか
らハイへと転換する、アナログ信号のＴＴＬ論理レベル
変換を行う。図３ｂと図３ｃとを比較せよ。
幅変調を、その他のノイズと共に包含していることがあ
る。元の信号のゼロ交差は、該信号中の、該信号が上向
き凹から下向き凹に変化するポイントを探すことにより
再構成されることが出来る。これらのポイントは、ライ
ン４９上に出現する図３ｃの二次微分信号のゼロ交差に
対応する。所望のデータ信号の繰り返し率より充分に高
い周波数を有するノイズ成分は、ローパスフィルター３
１及び３５により除去されている。該比較器は、アナロ
グ信号のゼロ交差においてハイからローへ、又はローか
らハイへと転換する、アナログ信号のＴＴＬ論理レベル
変換を行う。図３ｂと図３ｃとを比較せよ。
【００１６】該ディジタルデータ処理回路は、ＴＴＬ論
理レベルの直列データストリームを、光学位置センサー
の相対位置を表すライン６７上の整合並列二進ワードに
変換する。ディジタル回路は、光学検出器アレー２５を
駆動し、その検出器アレーのための積分時間を調整し、
マイクロプロセッサ・ユニット（ＭＰＵ）２３にインタ
ーフェースするための所要の全ての論理を提供するのに
必要な全てのタイミング論理も提供する。ＭＰＵは、或
るパラメーターを該システムのディジタル部分に供給な
いしロードする。例えば、エラー及びビット・カウンタ
４３は、ライン６７で、データワード中の許容可能なエ
ラーの数（典型的には１）とデータワード中のデータ・
ビットの数（図３に示されている様に、１０）とを受け
取る。該ビット・カウントは、ライン５３で制御論理及
びデータ同期ユニット４１に送られ、エラー・カウント
はライン５１で制御論理及びデータ同期ユニット４１に
送られる。ビットの幅に関する情報はライン５５でビッ
ト幅カウンタ４５に送られ、ビット幅の上限及び下限は
ライン５７及び５９でＡＬＵ４７から制御論理及びデー
タ同期ユニット４１に戻される。ビット幅カウンタ４５
は、第１同期ビットの測定された幅を受取り又はそれに
ラッチされる。ビット幅カウンタ４５に供給されるこの
ビット幅は、ＡＬＵ４７から判定又はロードされること
も出来る。ビット幅カウンタ４５は、ライン６３上のク
リア信号によりクリアされ又はその元のカウントに戻さ
れる。
理レベルの直列データストリームを、光学位置センサー
の相対位置を表すライン６７上の整合並列二進ワードに
変換する。ディジタル回路は、光学検出器アレー２５を
駆動し、その検出器アレーのための積分時間を調整し、
マイクロプロセッサ・ユニット（ＭＰＵ）２３にインタ
ーフェースするための所要の全ての論理を提供するのに
必要な全てのタイミング論理も提供する。ＭＰＵは、或
るパラメーターを該システムのディジタル部分に供給な
いしロードする。例えば、エラー及びビット・カウンタ
４３は、ライン６７で、データワード中の許容可能なエ
ラーの数（典型的には１）とデータワード中のデータ・
ビットの数（図３に示されている様に、１０）とを受け
取る。該ビット・カウントは、ライン５３で制御論理及
びデータ同期ユニット４１に送られ、エラー・カウント
はライン５１で制御論理及びデータ同期ユニット４１に
送られる。ビットの幅に関する情報はライン５５でビッ
ト幅カウンタ４５に送られ、ビット幅の上限及び下限は
ライン５７及び５９でＡＬＵ４７から制御論理及びデー
タ同期ユニット４１に戻される。ビット幅カウンタ４５
は、第１同期ビットの測定された幅を受取り又はそれに
ラッチされる。ビット幅カウンタ４５に供給されるこの
ビット幅は、ＡＬＵ４７から判定又はロードされること
も出来る。ビット幅カウンタ４５は、ライン６３上のク
リア信号によりクリアされ又はその元のカウントに戻さ
れる。
【００１７】ライン３８上のＴＴＬ論理レベル直列デー
タ先行する３ビットの直列同期（ｓｙｎｃ）パターンと
共にマンチェスター・グレイコード化二進ワードとして
コード化される。代表的パターンが図３ａ及び図３ｂに
示されている。３個の同期ビットＳ０、Ｓ１、及びＳ２
は、後のビットにより表される特別の１０個のビット数
にかかわらず同一である。該データはマンチェスター・
コード化される、即ち、二進の１は『ハイ』又は『オ
ン』から『ロー』又は『オフ』への遷移により表され、
二進の０は『ロー』と、それに続く『ハイ』とで示され
る。第１規則の下で、３個の同期ビットを無視すると、
図３ａは、ビット列『１１０００１１１１１』を示し、
図３ｂはビット位置Ｇ０−Ｇ９に次の大きな数『１１０
０１１１１１１』をそれぞれ示している。純粋な二進コ
ードでは、これら二つの数は確かに連続していない。こ
の二つの二進ワードは、二つの引き続く数が正確に１ビ
ット位置においてのみ互いに異なる様になっているグレ
イコードである。３個の同期ビットＳ０、Ｓ１、Ｓ２
は、ビット幅タイミング及びスタート位置を設定するた
めに使われる。ライン６５上の対応するリタイミングさ
れたグレイコード化データは全く同じに見えるが、先頭
の３同期ビットを欠いている。
タ先行する３ビットの直列同期（ｓｙｎｃ）パターンと
共にマンチェスター・グレイコード化二進ワードとして
コード化される。代表的パターンが図３ａ及び図３ｂに
示されている。３個の同期ビットＳ０、Ｓ１、及びＳ２
は、後のビットにより表される特別の１０個のビット数
にかかわらず同一である。該データはマンチェスター・
コード化される、即ち、二進の１は『ハイ』又は『オ
ン』から『ロー』又は『オフ』への遷移により表され、
二進の０は『ロー』と、それに続く『ハイ』とで示され
る。第１規則の下で、３個の同期ビットを無視すると、
図３ａは、ビット列『１１０００１１１１１』を示し、
図３ｂはビット位置Ｇ０−Ｇ９に次の大きな数『１１０
０１１１１１１』をそれぞれ示している。純粋な二進コ
ードでは、これら二つの数は確かに連続していない。こ
の二つの二進ワードは、二つの引き続く数が正確に１ビ
ット位置においてのみ互いに異なる様になっているグレ
イコードである。３個の同期ビットＳ０、Ｓ１、Ｓ２
は、ビット幅タイミング及びスタート位置を設定するた
めに使われる。ライン６５上の対応するリタイミングさ
れたグレイコード化データは全く同じに見えるが、先頭
の３同期ビットを欠いている。
【００１８】ディジタル論理回路４１は、最初に同期化
パターンのハイ状態及びロー状態の第１ビットの時間を
所定のタイミングウィンドー内で等しいか否か測定する
ことによりライン３８上のこのデータストリームを解読
する。若し該『ハイ』及び『ロー』状態がこの試験に合
格しなければ、該回路はリセットして、妥当なデータ同
期化パターンを捜し続ける。
パターンのハイ状態及びロー状態の第１ビットの時間を
所定のタイミングウィンドー内で等しいか否か測定する
ことによりライン３８上のこのデータストリームを解読
する。若し該『ハイ』及び『ロー』状態がこの試験に合
格しなければ、該回路はリセットして、妥当なデータ同
期化パターンを捜し続ける。
【００１９】次に、回路４１は、同期化パターンの第１
の立ち下がりエッジと第２の立ち下がりエッジとの間の
時間を測定する。この時間は、第２の立ち下がりエッジ
と第３の立ち下がりエッジとの間の時間と等しいか否か
比較される。若しこの試験に合格しなければ、該回路は
リセットし、妥当なデータ同期化パターンを捜し続け
る。その後、回路４１は同期化パターンの第１及び第２
の立ち下がりエッジの間の測定された時間に関して所定
のタイミング・ウィンドー内で立ち下がるエッジを捜
す。この時にも、エラー・カウンタ４３は０にリセット
され、エラー・フラグはリセットされ、エッジ検出フラ
グはリセットされ、ピーク電圧ウィンドー検出器を監視
するラッチはリセットされる。このウィンドーより前に
複数のエッジが検出されたならば、エラー・フラグをセ
ットすることによりエラーが示される。若しこの所定タ
イミング・ウィンドー内にエッジが検出されれば、該エ
ッジは、エッジ検出フラグをセットすることにより示さ
れる。この所定タイミング・ウィンドーの後方外側エッ
ジが現れるときには、測定された同期の立ち下がりエッ
ジから該同期の第２立ち下がりエッジへの時間に正確に
０にしセットされていたならばビット幅カウンタ４５
は、それが得ていたはずの値にリセットされ；若しエラ
ー・フラグがセットされ又はエッジ検出フラグがセット
されなければエラー・カウンタ４３のカウント内容は高
められ；該フラグはリセットされると共にデータのレベ
ルが示され；次にビット幅カウンタ４５は、所定のタイ
ミング・ウィンドー内の次のエッジを捜し始める。所定
の数より大きなエラーが検出されると、変換は中止さ
れ、ＭＰＵ２３による問い合わせのためにエラー状況ビ
ットがセットされる。所定タイミング・ウィンドー内の
立ち下がりエッジの数とエラーの数との合計がデータ・
ビットの所定数と等しければ、変換は中止され、これら
のタイミング・ウィンドー内の各エッジに先行するデー
タストリームの論理レベルが逐次にラッチされ、グレイ
コードから二進への変換が変換器２１により行われ、そ
の結果としての二進データは、ＭＰＵ２３からのライン
７１上の出力イネーブル信号による後の問いあわせのた
めにラッチされる。
の立ち下がりエッジと第２の立ち下がりエッジとの間の
時間を測定する。この時間は、第２の立ち下がりエッジ
と第３の立ち下がりエッジとの間の時間と等しいか否か
比較される。若しこの試験に合格しなければ、該回路は
リセットし、妥当なデータ同期化パターンを捜し続け
る。その後、回路４１は同期化パターンの第１及び第２
の立ち下がりエッジの間の測定された時間に関して所定
のタイミング・ウィンドー内で立ち下がるエッジを捜
す。この時にも、エラー・カウンタ４３は０にリセット
され、エラー・フラグはリセットされ、エッジ検出フラ
グはリセットされ、ピーク電圧ウィンドー検出器を監視
するラッチはリセットされる。このウィンドーより前に
複数のエッジが検出されたならば、エラー・フラグをセ
ットすることによりエラーが示される。若しこの所定タ
イミング・ウィンドー内にエッジが検出されれば、該エ
ッジは、エッジ検出フラグをセットすることにより示さ
れる。この所定タイミング・ウィンドーの後方外側エッ
ジが現れるときには、測定された同期の立ち下がりエッ
ジから該同期の第２立ち下がりエッジへの時間に正確に
０にしセットされていたならばビット幅カウンタ４５
は、それが得ていたはずの値にリセットされ；若しエラ
ー・フラグがセットされ又はエッジ検出フラグがセット
されなければエラー・カウンタ４３のカウント内容は高
められ；該フラグはリセットされると共にデータのレベ
ルが示され；次にビット幅カウンタ４５は、所定のタイ
ミング・ウィンドー内の次のエッジを捜し始める。所定
の数より大きなエラーが検出されると、変換は中止さ
れ、ＭＰＵ２３による問い合わせのためにエラー状況ビ
ットがセットされる。所定タイミング・ウィンドー内の
立ち下がりエッジの数とエラーの数との合計がデータ・
ビットの所定数と等しければ、変換は中止され、これら
のタイミング・ウィンドー内の各エッジに先行するデー
タストリームの論理レベルが逐次にラッチされ、グレイ
コードから二進への変換が変換器２１により行われ、そ
の結果としての二進データは、ＭＰＵ２３からのライン
７１上の出力イネーブル信号による後の問いあわせのた
めにラッチされる。
【００２０】変換器２１は、ライン６５上の直列グレイ
コード化データをライン６７上の並列データに変換する
ための通常の排他的ＯＲ及びシフトレジスターの構成で
あることが出来る。同時に、ＭＰＵ２３によるライン７
１上の後の問いあわせのために、妥当変換状況ビットが
セットされる。ライン８１上の積分器ラッチ信号に立ち
上がりエッジが発生したとき、積分時間がクロック回路
４０中の積分器にロードされ、アレー・タイミングが開
始される。該積分器から生成された信号は、上記米国特
許第５，００４，９１０号に詳しく記載されている種類
の発光ダイオード光源に、該積分器にロードされた時間
にわたって給電するために使われる。
コード化データをライン６７上の並列データに変換する
ための通常の排他的ＯＲ及びシフトレジスターの構成で
あることが出来る。同時に、ＭＰＵ２３によるライン７
１上の後の問いあわせのために、妥当変換状況ビットが
セットされる。ライン８１上の積分器ラッチ信号に立ち
上がりエッジが発生したとき、積分時間がクロック回路
４０中の積分器にロードされ、アレー・タイミングが開
始される。該積分器から生成された信号は、上記米国特
許第５，００４，９１０号に詳しく記載されている種類
の発光ダイオード光源に、該積分器にロードされた時間
にわたって給電するために使われる。
【００２１】ここで主として図３ｂを参照すると、制御
論理４１はリセット信号を待ち、次にライン３８上の第
１立ち上がりエッジを捜し始める。その第１立ち上がり
エッジがＴ０で生じたとき、ビット幅カウンタはライン
４４上のクロック信号をカウントし始める。Ｔ１での第
１立ち下がりエッジの発生時に、経過時間（これは半サ
イクルであるべきである）が比較され、若しそれが所定
ビット幅値Ｎ（即ち、同期方形波の１サイクル）の３／
８と５／８との間であれば、回路４１は第２立ち上がり
エッジを捜し続ける。若しその経過時間がその範囲内に
なければ、回路４１は改めて第１立ち上がりエッジを捜
し始める。そうでなければ、第２立ち上がりエッジ（Ｔ
２）で経過時間が再びチェックされ、それがビット幅時
間Ｎの３／４と５／４との間にあるか否かが判定され
る。若しその経過時間がその範囲内にないか、又は複数
の立ち上がりエッジが検出されたならば、該回路はリセ
ットして、改めて第１立ち上がりエッジを捜し始める。
そうでなければ、カウンタ４５はリセットされ、回路４
１はＴ３の第２立ち下がりエッジを捜す。次の立ち下が
りエッジが生じるＴ３とＴ４との間の時間が判定され
る。若しこの時間が３／４Ｎより短くて立ち下がりエッ
ジが発生したならば、回路４１はリセットして、改めて
第１立ち上がりエッジを捜し始める。４５におけるカウ
ントが５／４Ｎに達して、立ち下がりエッジがなお発生
していなかったときには、回路４１はリセットして、改
めて第１立ち上がりエッジを捜し始める。これら二つの
事のいずれもが起こらなかったならば、４５におけるカ
ウントは１／４Ｎに予めセットされ、該回路はいずれか
のエッジを捜す。３／４Ｎの時間が経過する前に複数の
エッジが発生したならば、エラー・カウンタ４３のカウ
ント内容が１だけ高められる。５／４Ｎの時間が経過し
ても何らのエッジも生じなかったときには、エラー・カ
ウンタ４３のカウント内容はいずれにせよ高められ、こ
のときの信号の論理レベルが変換器２１に出力され、カ
ウンタ４５のカウント内容は１／４Ｎに予めセットさ
れ、ビット・カウンタ４３にロードされたデータワード
中のビットの数（図示の例では９個が付加）の間プロセ
スが反復される。この反復の終了時に、エラー・カウン
トがまだ１を上回っていなければ、良好な変換が指示さ
れ、センサー位置を記述する変換された二進並列ワード
は、ＭＰＵ２３により検査されるためにインターフェー
スにラッチされる。若しエラー・カウントが１を越えて
いたならば、エラーが指示され、該二進並列ワードはラ
ッチされない。１を越えないことが好都合であるけれど
も、エラーの許容可能な数をカウンタ４３にセット出来
る。更に、ビット幅持続時間についての予定値又は入来
する信号同期化パターンから決定される値を使用するこ
とも考えられる。
論理４１はリセット信号を待ち、次にライン３８上の第
１立ち上がりエッジを捜し始める。その第１立ち上がり
エッジがＴ０で生じたとき、ビット幅カウンタはライン
４４上のクロック信号をカウントし始める。Ｔ１での第
１立ち下がりエッジの発生時に、経過時間（これは半サ
イクルであるべきである）が比較され、若しそれが所定
ビット幅値Ｎ（即ち、同期方形波の１サイクル）の３／
８と５／８との間であれば、回路４１は第２立ち上がり
エッジを捜し続ける。若しその経過時間がその範囲内に
なければ、回路４１は改めて第１立ち上がりエッジを捜
し始める。そうでなければ、第２立ち上がりエッジ（Ｔ
２）で経過時間が再びチェックされ、それがビット幅時
間Ｎの３／４と５／４との間にあるか否かが判定され
る。若しその経過時間がその範囲内にないか、又は複数
の立ち上がりエッジが検出されたならば、該回路はリセ
ットして、改めて第１立ち上がりエッジを捜し始める。
そうでなければ、カウンタ４５はリセットされ、回路４
１はＴ３の第２立ち下がりエッジを捜す。次の立ち下が
りエッジが生じるＴ３とＴ４との間の時間が判定され
る。若しこの時間が３／４Ｎより短くて立ち下がりエッ
ジが発生したならば、回路４１はリセットして、改めて
第１立ち上がりエッジを捜し始める。４５におけるカウ
ントが５／４Ｎに達して、立ち下がりエッジがなお発生
していなかったときには、回路４１はリセットして、改
めて第１立ち上がりエッジを捜し始める。これら二つの
事のいずれもが起こらなかったならば、４５におけるカ
ウントは１／４Ｎに予めセットされ、該回路はいずれか
のエッジを捜す。３／４Ｎの時間が経過する前に複数の
エッジが発生したならば、エラー・カウンタ４３のカウ
ント内容が１だけ高められる。５／４Ｎの時間が経過し
ても何らのエッジも生じなかったときには、エラー・カ
ウンタ４３のカウント内容はいずれにせよ高められ、こ
のときの信号の論理レベルが変換器２１に出力され、カ
ウンタ４５のカウント内容は１／４Ｎに予めセットさ
れ、ビット・カウンタ４３にロードされたデータワード
中のビットの数（図示の例では９個が付加）の間プロセ
スが反復される。この反復の終了時に、エラー・カウン
トがまだ１を上回っていなければ、良好な変換が指示さ
れ、センサー位置を記述する変換された二進並列ワード
は、ＭＰＵ２３により検査されるためにインターフェー
スにラッチされる。若しエラー・カウントが１を越えて
いたならば、エラーが指示され、該二進並列ワードはラ
ッチされない。１を越えないことが好都合であるけれど
も、エラーの許容可能な数をカウンタ４３にセット出来
る。更に、ビット幅持続時間についての予定値又は入来
する信号同期化パターンから決定される値を使用するこ
とも考えられる。
【００２２】変換時に、ピーク電圧窓検出器２８内のい
ずれかのピーク電圧検出器が、それぞれの基準電圧より
高いレベルを検出したならば、この発生は、クロック回
路兼ドライバー４０内の制御論理による問いあわせのた
めにラッチされる（ライン７７及び７９）。該アナログ
回路から適切な出力電圧レベルを維持するために、この
情報は、クロック回路兼ドライバー４０が、積分時間回
路を、若しラッチがセットされていなければ、より高く
調整し、若し両方のラッチがセットされれば、より低く
調整することを可能にする。換言すると、最新の変換が
高過ぎれば、積分時間は短縮され、その変換が低過ぎれ
ば積分時間は長くされる。
ずれかのピーク電圧検出器が、それぞれの基準電圧より
高いレベルを検出したならば、この発生は、クロック回
路兼ドライバー４０内の制御論理による問いあわせのた
めにラッチされる（ライン７７及び７９）。該アナログ
回路から適切な出力電圧レベルを維持するために、この
情報は、クロック回路兼ドライバー４０が、積分時間回
路を、若しラッチがセットされていなければ、より高く
調整し、若し両方のラッチがセットされれば、より低く
調整することを可能にする。換言すると、最新の変換が
高過ぎれば、積分時間は短縮され、その変換が低過ぎれ
ば積分時間は長くされる。
【００２３】叙上から、明らかに、上記した目的及び利
点及びその他の目的及び利点を満たす新規なマンチェス
ター・コード化データ解読装置が開示され、当業者は特
許請求の範囲の欄に記載された発明の範囲から逸脱する
ことなく、形状、構成、詳細を種々に改変することが出
来る。
点及びその他の目的及び利点を満たす新規なマンチェス
ター・コード化データ解読装置が開示され、当業者は特
許請求の範囲の欄に記載された発明の範囲から逸脱する
ことなく、形状、構成、詳細を種々に改変することが出
来る。
【図１】機能を強調した、位置情報などの情報をコード
化し、送信し、解読するシステムの一般的略ブロック図
である。
化し、送信し、解読するシステムの一般的略ブロック図
である。
【図２】図１の情報解読部分の構造を強調した、より詳
細なブロック図である。
細なブロック図である。
【図３】図３ａは、同期化パターンと、それに続くデー
タ・ビット・ストリームとを伴うマンチェスター・コー
ド化データの実例としての波形である。図３ｂは、同期
化パターンと、それに続くデータ・ビット・ストリング
とを伴うマンチェスター・コード化データの実例として
の波形である。図３ｃは、該回路に早くに現れたときの
図３ｂのデータワードのアナログ波形である。
タ・ビット・ストリームとを伴うマンチェスター・コー
ド化データの実例としての波形である。図３ｂは、同期
化パターンと、それに続くデータ・ビット・ストリング
とを伴うマンチェスター・コード化データの実例として
の波形である。図３ｃは、該回路に早くに現れたときの
図３ｂのデータワードのアナログ波形である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 テランス ロジヤー キニー アメリカ合衆国 インデイアナ州 46628 サウス ベンド ハミルトン ストリー ト 1715 (72)発明者 ステイーヴン マイケル エモ アメリカ合衆国 インデイアナ州 46516 エルクハート リヴアー シヨアー エ ステート 29342
Claims (10)
- 【請求項１】 各データワードに複数ビット同期化パタ
ーンが先行するマンチェスター・コード化データを検出
し解読する方法であって、 妥当な同期化パターンの受信を確認し、 受信された妥当同期化パターンからビットの持続時間を
判定し、 判定された持続時間から許容可能な時間窓を確定し、 前記の許容可能な窓の中のデータ遷移を感知し、 前記窓内で遷移を感知したときに、判定されたビット持
続時間に従って、その遷移の時をそれが発生するべきで
あった時に回復するステップから成ることを特徴とする
方法。 - 【請求項２】 データワード中の各データ・ビットにつ
いて感知及び回復のステップを反復することにより、再
構成されたデータワードを形成するステップを更に含む
ことを特徴とする、請求項１に記載の、マンチェスター
・コード化データを検出し解読する方法。 - 【請求項３】 許容可能な窓が遷移を含まない時の数の
カウントを維持し、該カウントが所定値を越えるならば
無効な検出であることを指示するステップを含むことを
特徴とする、請求項１に記載の、マンチェスター・コー
ド化データを検出し解読する方法。 - 【請求項４】 該許容可能窓内に立ち上がり遷移が感知
された時に１タイプの二進数字の受信を指示し、 該許容可能窓内に立ち下がり遷移が感知されたときに他
のタイプの二進数字の受信を指示し、 データワード中の各データ・ビットについて感知し、回
復し及び該タイプの二進数字の受信を指示するステップ
を反復することにより、再構成されたデータワードを形
成する追加のステップを含むことを特徴とする、請求項
１に記載の、マンチェスター・コード化データを検出し
解読する方法。 - 【請求項５】 各データワードに複数ビット同期化パタ
ーンが先行するマンチェスター・コード化データを検出
し、解読し、リタイミングする方法であって、 妥当な同期化パターンの受信を確認し、 ビットの好適な持続時間を決定し、 その好適な持続時間から許容可能な時間窓を確定し、 前記の許容可能な窓内のデータ遷移を感知し、 該窓内の遷移を感知したとき、その所定ビット持続時間
に従ってその遷移の時をそれが発生するべきであった時
に回復するステップから成ることを特徴とする方法。 - 【請求項６】 該許容可能窓内に立ち上がり遷移を感知
したときに１タイプの二進数字の受信を指示し、該許容
可能窓内に立ち下がり遷移が感知されたときには他のタ
イプの二進数字の受信を指示する追加のステップを含む
ことを特徴とする、請求項５に記載の、マンチェスター
・コード化データを検出し、解読し、リタイミングする
方法。 - 【請求項７】 光学的に送信される波分割多重化マンチ
ェスター・コード化データ信号を検出し、解読し、リタ
イミングする方法であって、 入来する光波分割多重化信号を電気的な時間ドメイン信
号に変換し、 所定周波数より高い周波数を有する望ましくない信号成
分を該時間ドメイン信号から除去し、 該時間ドメイン信号の二次微分を取ることによって、望
ましくない振幅変調信号成分を該時間ドメイン信号から
除去し、 望ましくない成分が除去された該時間ドメイン信号が上
向き凹と下向き凹との間を変化する時から、元の時間ド
メイン信号のゼロ交差の発生の時を再構成するステップ
から成ることを特徴とする方法。 - 【請求項８】 最初に送信された信号がデータワードを
含み、その各データワードに複数ビット同期化パターン
が先行する様になっており、 妥当な同期化パターンの受信を確認し、 ビットの好適な持続時間を決定し、 その好適な持続時間から許容可能な時間窓を確定し、 前記の許容可能な窓内のデータ遷移を感知し、 該窓内に遷移を感知したとき、その所定ビット持続時間
に従ってその遷移の時をそれが発生するべきであった時
に回復することにより、該ゼロ交差の発生の再構成され
た時を更に処理する追加のステップを含むことを特徴と
する請求項８に記載の方法。 - 【請求項９】 該許容可能窓内に立ち上がり遷移を感知
したときに１タイプの二進数字の受信を指示し、 該許容可能窓内に立ち下がり遷移が感知されたときには
他のタイプの二進数字の受信を指示する追加のステップ
を含むことを特徴とする請求項８に記載の方法。 - 【請求項１０】 望ましくない信号成分の除去は、該ド
メイン信号を微分し、次に濾波し、その後に該時間ドメ
イン信号の第２の微分と第２の濾波とを行うことによっ
て介在的に達成されることを特徴とする請求項９に記載
の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/693,744 US5222105A (en) | 1991-04-30 | 1991-04-30 | Opto-electronic interface for decoding wave division multiplexed manchester gray coded binary signals |
| US07/693744 | 1991-04-30 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05122204A true JPH05122204A (ja) | 1993-05-18 |
Family
ID=24785938
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4080833A Withdrawn JPH05122204A (ja) | 1991-04-30 | 1992-04-02 | 波分割多重化マンチエスター・グレイコード化二進信号を解読するためのオプトエレクトロニツク・インターフエース |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5222105A (ja) |
| JP (1) | JPH05122204A (ja) |
| CA (1) | CA2065554A1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010507340A (ja) * | 2006-10-20 | 2010-03-04 | シュレイダー エレクトロニクス リミテッド | Ｒｆデータリンクにおけるデータエラー検出及び修正方法 |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5682157A (en) * | 1992-10-19 | 1997-10-28 | Fasirand Corporation | Frequency-alternating synchronized infrared |
| US5625722A (en) * | 1994-12-21 | 1997-04-29 | Lucent Technologies Inc. | Method and apparatus for generating data encoded pulses in return-to-zero format |
| US5978418A (en) * | 1996-07-19 | 1999-11-02 | Alliedsignal Inc. | Increased accuracy and resolution for optic position sensors |
| WO2002017582A2 (en) * | 2000-08-25 | 2002-02-28 | Applied Micro Circuits Corporation | Transmitting a multibit signal on a single connector |
| US20020112070A1 (en) * | 2000-12-08 | 2002-08-15 | The Boeing Company | Network controller for digitally controlling remote devices via a common bus |
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|---|---|
| CA2065554A1 (en) | 1992-10-31 |
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