JPH065821B2 - 改良された自動路線路補償 - Google Patents

改良された自動路線路補償

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JPH065821B2
JPH065821B2 JP63242655A JP24265588A JPH065821B2 JP H065821 B2 JPH065821 B2 JP H065821B2 JP 63242655 A JP63242655 A JP 63242655A JP 24265588 A JP24265588 A JP 24265588A JP H065821 B2 JPH065821 B2 JP H065821B2
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    • H04BTRANSMISSION
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    • HELECTRICITY
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    • H04B3/02Details
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  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)
  • Dc Digital Transmission (AREA)
  • Filters And Equalizers (AREA)
  • Networks Using Active Elements (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は一般的には信号適応回路に関し、詳しくいう
と、種々の長さを有する異なるケーブルを介して受信機
に到来するディジタルデータの処理に用いられる新規か
つ有益な自動線路補償回路に関する。
[従来の技術] ディジタル通信システムにおいては、ディジタルデータ
は種々の長さのいくつかのケーブルを通じて送信され、
かつ受信される。ディジタルデータは短いケーブル経路
に比べて長いケーブル経路を介して進行するときには、
非常に弱くなり、またより多くの歪みを受ける。例え
ば、データは2kmのケーブル長を進行するときには、
1mのケーブル長よりも弱くなり、またより多くの歪み
を受ける。
長いケーブル長を介して伝送されたデータは、最初に伝
送された「クリーン」なデータパルスを再構成しようと
するために増幅されかつ等化される必要がある。最も短
いケーブルを介して進行するデータ信号パルスは、殆ど
増幅も等化も必要としない。増幅は信号波形のピークの
高さを増大させることにもなる。等化は信号波形の形状
を歪ませないから、ケーブルを介して最初に伝送された
信号のように見える。これは信号波の振幅を、通信ケー
ブルの長さによって生ずる信号波の振幅の減衰或は低下
に比例して増大させることにより行なわれる。
いくつかの異なる長さのケーブルを介して進行する複数
の信号はしばしば単一の受信機に伝送されるため、受信
機での信号の減衰の度合もまた変化する。それぞれ別様
に減衰される各信号を受信するために異なる長さの各ケ
ーブル毎に別個の受信機を設けるよりは、現状の技術水
準では受信機の前に各信号を標準の特性に合致させるた
る形式の回路を設ける方が好ましい。
前記受信機は最も長いケーブルからの最も減衰の大きい
信号に適応できなければならない。従って、信号波が受
信機に入力される前に合致されなければならない標準の
特性は通信システムにおける最も長いケーブル長を通じ
て進行することから生じる特性である。
通信信号を構成する各データパルス列は実際には種々の
周波数の2つ又はそれ以上のパルス列より構成される。
最も低い周波数のパルス列は基本波と呼ばれる。これよ
り高い周波数のパルス列は基本波の整数倍であり、これ
らは調波と呼ばれる。第1図はデータパルス列を形成す
るように結合される基本波及び調波を示す。
通信信号が長いケーブルを介して進行するときに、高い
周波数の調波は低い周波数の調波よりも多く減衰され、
信号全体を歪ませる。これら高い周波数の調波は、当初
に送信された信号を再構成するために、ケーブルの受信
端においてより低い周波数の調波よりも多く増幅されな
ければならない。この理由のため、既知の通信システム
においては等化増幅器と呼ばれる受信機の第2のブロッ
クがこの機能を実行する。
等化増幅器は必ずしも可調節である必要はなく、このこ
とはこれら等化増幅器は異なる長さのケーブルを介して
進行するすべての信号の種々の度合の減衰に適応するこ
とができないということを意味する。簡単にするため
に、等化増幅器は減衰が一層ひどい場合或は最長のケー
ブルからの信号を処理するように設定されている。従っ
て、より短いケーブルからの信号は、単一の等化増幅器
に入力されるために、最長のケーブルからの信号と同じ
度合まで歪まされることになる。もし、これがたまたま
起らなかったとしても、等化増幅器はより短いケーブル
長からの信号を過度に増幅し、それによってこれら比較
的クリーンな信号を歪ませる。より短いケーブルからの
比較的クリーンな信号が等化増幅器或は受信機に入力さ
れる前に実際には減衰或は劣化されるということが実際
に起る。
従って、既知の通信システムは異なるケーブル長からの
信号を最長のケーブル長からの信号に見られる減衰の度
合に合致するように減衰させるように設計された回路を
提供している。これら既知の回路は自動線路補償回路或
はALBOと呼ばれている。
従来技術のALBOはより短いケーブル長からのより強
い信号に必要とされる減衰を提供するために電圧利得技
術を利用している。これらALBOは到来信号波の振幅
を減衰させるために電界効果トランジスタ(FET)の
ようなデバイスを用いている(第2図参照)。第2図に
おいて、ケーブル長に比例的に対応するかつ制御装置に
より発生される信号Vは、図示するように、FETに
入力される。このVはFETの抵抗を調整し、信号波
の振幅をケーブル長に応じたある度合だけ減少させる。
次いで、この信号は等化増幅器に供給される。これによ
りすべてのケーブル長からの信号を最長のケーブルから
の信号と同じ度合に減衰させるものである(第3図参
照)。
[発明が解決しようとする問題点] 従来技術のALBOの問題点は、それらが信号を振幅或
は出力電圧についてのみ調整し、信号波形の歪み或は周
波数応答については調整していないということである。
換言すれば、従来のALBOは1つの信号波を構成する
基本波及び種々の調波の減衰の度合を変えるための手段
を有していない。また、従来のALBOはより長いケー
ブルにおける帯域幅の損失を補償していない。これらの
欠点により、非常に長いケーブル長の場合には、信号を
等化増幅器に出力する前に適正量の歪みを使用すること
ができなくなっている。
[問題点を解決するための手段] 本発明によれば、あらゆるケーブル長からの信号の減衰
及び周波数応答の両方を最長ケーブルからの信号のよう
にさせることにより、これらの問題点を除去される。換
言すれば、本発明による改良されたALBO(EALB
O)は信号波の基本波及び調波成分を、最も長いケーブ
ル中を伝送する信号が減衰されるであろう種々の度合に
減衰させる。
[発明の目的] 従って、本発明の1つの目的は異なる長さの複数のケー
ブルからの信号を等化するための線路補償回路であっ
て、等化それるべき信号が伝送されるケーブルの長さを
表わす制御電圧を発生するための制御電圧手段と、該制
御電圧手段に接続され、かつ前記制御電圧を受信するア
ノードとカソードとを有し、前記制御電圧に応じて同調
される同調素子と、前記アノードに接続されたコンデン
サと、前記カソードに接続された抵抗とを具備し、前記
信号が前記カソードにおいて測定されるように構成され
た線路補償回路を提供することにある。前記同調素子は
同調ダイオード或はバラクダでよく、かつ前記制御電圧
に応じて変化するキャパシタンスを有している。前記同
調素子及び抵抗は協働してRC同調回路として動作す
る。同調素子のカソードで測定される信号は、前記抵抗
を介してカソードに入力される信号の周波数に依存する
減衰の度合を表わす周波数ロールオフを有している。
本発明の他の目的は設計が簡単で、構造の堅固な、かつ
経済的に製造できる改良された自動線路補強回路を提供
することにある。
[実施例] 以下、全図を通じて同じ又は対応する部品又は部分に同
じ参照符号が付された添付図面を参照して本発明の好ま
しい実施例について詳細に説明する。
添付図面を参照すると、第4図乃至第6図に具体化され
た本発明は種々の長さを有するケーブルを介して受信さ
れる信号を等化するための改良された自動線路補償回路
よりなる。
通信信号用の受信回路の全体が総括的に参照番号1で指
示され、第4図に示されている。この回路1は本発明の
EALBO回路2を含み、このEALBO回路2は等化
増幅器4に接続されている。等化増幅器4の出力はピー
ク検出器6、第1のコンパレータ8の負の入力、及び第
2のコンパレータ10の正の入力に、それぞれ接続され
ている。ピーク検出器6の出力は積分増幅器12に接続
されている。積分増幅器12の出力はEALBO回路2
に接続されている。正の直流(DC)電圧Vrefが第2
のコンパレータ10の負の入力及び第1のコンパレータ
8の正の入力にそれぞれ供給される。これらすべての構
成素子4〜12はこの技術分野で既知のものである。
動作時に、EALBO回路2は線路14を通じてデータ
信号を受信する。この信号は一連の正及び負のパルスか
ら構成されている。EALBO回路2は必要な基本波及
び調波の減衰をこの信号に加え、その結果この信号は、
実際のケーブル長がいかなる長さであってもシステムの
最長のケーブルから受信されたかのようになる。等化増
幅器4はEALBO回路2から減衰された信号を受信
し、システムの最長のケーブルから受信された信号によ
って要求されるように基本波及び調波を増幅し、通信信
号をその伝送された形状に戻すようにする。
特定の信号によって必要とされる減衰の度合を設定する
ためにフィードバック信号がEALBO回路に送られる
必要がある。これはピーク検出器6において等化増幅器
4の出力から初期ピーク電圧信号を検出することによっ
て達成される。ピーク検出器6は複数のダイオードと信
号の正及び負のピークに関連して充電するコンデンサと
の既知の組合せである。このピーク電圧信号はピーク検
出器6によって積分増幅器12に送られる。積分増幅器
12はピーク電圧値と一定の基準値とを比較して差の値
を得る。この差の値は積分され、これにより平滑化され
てDC制御電圧Vが生成される。VはEALBO回
路に送られる。Vは現信号が伝送されたケーブルの長
さを示す。
等化増幅器4からの信号は第1及び第2のコンパレータ
8及び10にもそれぞれ入力される。これらコンパレー
タは等化増幅器4からの信号を標準のTTL0〜+5V
の方形波に変換する。このデータはプロセス制御システ
ムの制御用マイクロプロセッサ(図示せず)に送られ
る。
EALBO回路2の一実施例が第5図に示されている。
この回路はトランスT1を含み、その一次巻線は通信ケ
ーブルを構成する正の線路と負の線路間に接続されてい
る。トランスT1の二次巻線の一方の出力は固定抵抗R
1に接続され、他方の出力は固定抵抗R2に接続されて
いる。固定抵抗R1は同調ダイオードCR1のカソード
に接続され、一方固定抵抗R2は同調ダイオードCR2
のカソードに接続されている。両同調ダイオードCR1
及びCR2のアノードはコンデンサC1の入力と制御電
圧Vにそれぞれ結合されている。コンデンサC1の出
力は接地されている。同調ダイオードCR1及びCR2
のカソードは等化増幅器4に接続された2つの出力線路
に接続されている。
動作において、トランスT1はEALBO回路の残部を
共通モード雑音から隔絶する。共通モード雑音は信号伝
送線路に接近している大型のモータ、トランス、或は電
力線路によってもたらされる信号中の一連のグリッチで
ある。共通モード雑音の除去はその出力において入力雑
音を除去する能力を定める回路の仕様である。共通モー
ド雑音の除去について記述するときに使用される単位は
デシベルである。トランスT1は第5図に示す回路の共
通モード雑音の除去を強め、通信線路に見られる共通モ
ード雑音から隔絶する。これはトランスの二次巻線間に
見られる電圧が正及び負の伝送路間の任意の時間におけ
る電圧差であるために達成される。共通モード雑音は正
及び負の両伝送線路間に現われるであろう。それ故、二
次巻線に見られる電圧差は、たとえ雑音がこれら伝送線
路に現われても、同じになる。
トランスT1は、雑音を相殺するので動作上役に立つ
が、本発明のEALBO回路の動作には必ずしも必要で
ない。第5図に示すトランスT1を使用しないときに
は、EALBO回路は第6図に示すようにシングルエン
ドにすればよい。これは1つの同調ダイオードCR1の
みが使用されるので本発明の最も簡単な構成となる。同
調ダイオードCR1はバラクタでよい。かかる同調ダイ
オード及びバラクタはこの技術分野で既知である。商業
的に入手できる同調ダイオードはモトローラ社製のMV
1403H〜MV1405Hダイオードである。公表さ
れている特性はこれらダイオード及び種々の同調バラク
タに適用できる。第6図に具体化された回路を構成する
残りの素子は第5図のものと同じ構成素子である。
第5図及び第6図の回路の動作は、第5図では実際に2
つのFALBO回路が動作し、かつ等化増幅器4に対す
る出力が上部EALBO回路と下部EALBO回路間の
電圧差であることを除き、本質的に同じである。第6図
においては、1つのEALBO回路が動作し、かつ等化
増幅器4に対する出力はこのEALBO回路の出力と接
地基準間の電圧差である。どちらの場合が他方より優れ
ているということはないが、第5図の場合は雑音の減少
を強めるためにトランスが使用しやすくなっている。
第6図はEALBO回路2の実際の動作を説明するのに
使用できる。積分増幅器12からの電圧Vは同調ダイ
オードCR1のアノード及びコンデンサC1にそれぞれ
入力される。コンデンサC1を設ける目的は同調ダイオ
ードCR1のアノードを交流的に接地するためである。
電圧Vが同調ダイオードCR1のアノードに供給され
ると、このCR1のキャパシタンスは電圧Vに応じて
変化する。このVが0ボルトに接近すると、CR1の
キャパシタンスはより大きくなる(第7図参照)同調ダ
イオードCR1と固定抵抗R1の組合せはRCタイミン
グ回路として働き、CR1のキャパシタンスが増加する
と、このタイミング回路の周波数ロールオフは増大す
る。周波数ロールオフは信号の周波数に依存する減衰の
度合である。周波数ロールオフが増大するということは
所定の周波数に対して減衰が増大するということを意味
する。
より短いケーブルを伝送する信号の場合には、EALB
O回路2に対するV入力はゼロに接近している。これ
はCR1のキャパシタンスを増大させ、それによってこ
れらより強い信号の周波数ロールオフを、それらが最長
のケーブルを伝送したときに見られる信号の周波数ロー
ルオフ点に達するまで、増大させる。より長いケーブル
を伝送する信号の場合には、EALBO回路2に対する
入力は比較的大きい。これはCR1のキャパシタン
スを減少させ、それによってタイミング回路の周波数ロ
ールオフを減少させる。このより低い周波数ロールオフ
はより長いケーブルを伝送する信号には必要である。何
故ならば、最長のケーブルを伝送する信号に見られる周
波数ロールオフの大部分は既にこのより長いケーブルに
よって提供されているからである。
ピーク検出器6及び積分増幅器12を通じてのフィード
バックは信号が受信されるケーブルの長さに依存して変
化する信号を提供するように電圧Vを調整する。これ
は各信号に必要な周波数ロールオフを調整する。適用さ
れる必要のある周波数ロールオフの度合を各受信信号に
適合するように調整することによって、信号を構成する
周波及び基本周波数に対する減衰は必要に応じて異なる
度合で適用できる。これは各信号に、システムの最長の
ケーブルを伝送する信号の特性を完全に複製するため
に、必要である。この複製が達成されると、信号はシス
テムの最長のケーブルからの信号を増幅するように設計
された等化増幅器4によって完全に再生できる。第8図
は代表的なEALBO回路の周波数ロールオフ曲線を示
す。
第8図から、最短のケーブルの場合にはEALBO回路
は周波数当り最大の減衰、即ち、最大の周波数ロールオ
フを有し、一方最長のケーブルの場合にはEALBO回
路は周波数当り最小の減衰を有するということが分か
る。主な考え方はケーブル長が長くなればなるほど帯域
幅又は3dBの点が大きくなり、一方ケーブル長が短く
なればなるほど帯域幅又は3dBの点が小さくなるとい
うことである。これは第8図にも例示されている。各長
さのケーブル毎に別個の周波数ロールオフ曲線を有する
ことは、信号の調波及び基本波成分が種々の周波数で伝
送するから、これら成分を必要に応じて異なるレベルで
減衰させることを可能にしている。
固定抵抗R1の値は同調ダイオード又はバラクタから最
大のキャパシタンス値を得る同調ダイオードのアノード
における最小許容制御電圧によって決定される。EAL
B回路のダイナミックレンジは同調ダイオードのキャパ
シタンスの範囲によってのみ制限される。
従来技術のALBOが周波数感度に欠けるという問題点
は本発明によって解決される。通信信号が伝送する各長
さのケーブル毎に別個の周波数応答、即ち、周波数ロー
ルオフを提供することにより、信号の周波及び基本波成
分は本発明によって種々の度合に調整される。従来技術
のALBO回路はこれを、特により高い周波数において
行なうことができない(第9図参照)。第9図から理解
できるように、従来技術のALBO回路は任意の与えら
れた長さのケーブルに対してある周波数を越える周波数
ロールオフを有さない。かくして、異なる周波数で伝送
する1つの通信信号の調波及び基本波成分は同じ度合に
減衰される。しかしながら、現実には、システムの最長
のケーブルを伝送するときに見られる信号を完全に作り
出すためには、異なる度合の減衰が調波及び基本波成分
に対して必要である。本発明はこれら異なる度合の減衰
を提供する。
従来技術の上記問題点を補正することにより、本発明は
通信システムにより長いケーブルを使用できるように
し、また信号が所定の長さのケーブルに対してより高い
周波数で伝送することを可能にしている。従来技術のA
LBO回路は信号が伝送するケーブルの長さに依存する
可変周波数のロールオフを提供していなかった。従来技
術においては、等化増幅器が非常に長い最長のケーブル
とともに動作するようには設計できなかった。何故なら
ば、従来のALBOは信号を正しく再生するのに十分正
確により短いケーブルを減衰させることができなかった
からである。換言すれば、最短のケーブルと最長のケー
ブル間の帯域幅の差が、従来技術のALBO回路が使用
された場合には等化増幅器の制限のために、大き過ぎる
ことがなかったからである。本発明が使用される場合に
は、等化増幅器の制限は、本発明では種々の長さの帯域
幅を等化増幅器の最適の減衰仕様に合致するように調整
できるので、要因にはならない。本発明はこの正確な減
衰を可変周波数のロールオフを提供することによって行
なう。本発明のEALBO回路と協働する等化増幅器に
よって発生されるその結果の波形は第10図に示されて
いる。
EALBO回路のダイナミックレンジはこのEALBO
回路を多段に従属接続することによって、或は範囲の広
いキャパシタンス値の同調ダイオード又はバラクタを使
用することによって、増大することができる。EALB
O回路を実現する他の方法は可変抵抗と固定コンデンサ
を使用することである。いくつかの周波数を使用するシ
ステムを取扱うために、可変抵抗及び同調ダイオード又
はバラクタの両方が使用できる。しかし、いくつかの周
波数を取扱うために、等化増幅器はもはや固定にするこ
とはできず、可変抵抗又は同調バラクタのいずれかを使
用してある周波数のダイナミックレスポンスを必要とす
るであろう。
【図面の簡単な説明】
第1図は種々の長さのケーブルによって伝送できる信号
を表わす基本波、調波及びデータパルス列の波形図、第
2図は従来技術の自動線路補償回路を示す回路図、第3
図は第2図の回路の周波数対減衰の度合を示す特性曲線
図、第4図は異なる長さの複数のケーブルからの信号を
等化するための、かつ本発明の改良された自動線路補償
回路を使用する回路を示すブロック図、第5図は本発明
の改良された自動線路補償回路の一実施例を示す回路
図、第6図は本発明の他の実施例を示す第5図に類似の
回路図、第7図は本発明における制御電圧対同調素子の
キャパシタンスの関係を示す特性曲線図、第8図は本発
明により異なる長さのケーブルを通じて受信された信号
に対する周波数対減衰の関係を示す特性曲線図、第9図
は従来技術により異なる長さのケーブルを通じて受信さ
れた信号に対する周波数対減衰の関係を示す特性曲線
図、第10図は異なる長さの複数のケーブルを通じて受
信された信号を等化する本発明による信号処理態様を示
す特性曲線図、第11図は安定な、等化された信号を発
生する信号処理の完了を示す第10図に類似の特性図で
ある。 1:受信機回路 2:EALBO回路 4:等化増幅器 6:ピーク検出器 8:第1のコンパレータ 10:第2のコンパレータ 12:積分増幅器 14:線路 T1:トランス R1、R2:固定抵抗 CR1、CR2:同調ダイオード C1:コンデンサ V:直流制御電圧 Vref:正の直流電圧

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】種々の長さの複数のケーブルからの信号を
    等化するための線路補償回路において、 等化されるべき信号が伝送されるケーブルの長さを示す
    制御電圧を発生するための制御電圧手段と、 アノード及びカソードを有する可変特性の第1の同調素
    子であって、前記制御電圧手段が該アノードに接続さ
    れ、このアノードに供給される前記制御電圧よって前記
    可変特性を変化させる第1の同調素子と、 前記アノードに接続されたコンデンサと、 前記カソードに接続された第1の抵抗 とを具備し、等化されるべき信号が前記第1の抵抗を介
    して前記カソードに供給されてこのカソードで測定さ
    れ、該信号がこの信号の周波数及びこの信号が供給され
    るケーブルの長さにそれぞれ依存する減衰の度合いを表
    わす周波数のロールオフを有することを特徴とする線路
    補償回路。
  2. 【請求項2】前記第1の同調素子が同調ダイオードより
    なり、前記可変特性が該同調ダイオードのキャパシタン
    スにより構成されている特許請求の範囲第1項記載の線
    路補償回路。
  3. 【請求項3】前記第1の同調素子が同調バラクタよりな
    り、前記可変特性が該同調バラクタのキャパシタンスに
    より構成されている特許請求の範囲第1項記載の線路補
    償回路。
  4. 【請求項4】前記コンデンサの前記同調素子のアノード
    に接続された側とは反対側に接続された基準線路を含
    み、前記信号が前記カソードと該基準線路との間で測定
    される特許請求の範囲第1項記載の線路補償回路。
  5. 【請求項5】前記第1の同調素子のアノードに接続され
    た第2のアノードと第2のカソードとを有する第2の同
    調素子と、該第2のカソードに接続された第2の抵抗と
    を含み、前記コンデンサの一側が前記第1及び第2の同
    調素子のアノードにそれぞれ接続され、その反対側が基
    準接地に接続され、前記制御電圧手段が前記第1及び第
    2の同調素子のアノードにそれぞれ接続され、前記信号
    が前記第1及び第2の同調素子のカソード間で測定され
    る特許請求の範囲第1項記載の線路補償回路。
  6. 【請求項6】信号を搬送するためのケーブルに接続され
    た一次巻線と前記第1及び第2の抵抗間に接続された二
    次巻線とを有するトランスを含む特許請求の範囲第5項
    記載の線路補償回路。
  7. 【請求項7】前記同調素子の前記カソードに接続され、
    前記信号を増幅するための等化増幅器と、該等化増幅器
    の出力に接続され、この等化増幅器によって増幅された
    信号の電圧ピークを測定するためのピーク検出器と、該
    ピーク検出器と前記同調素子のアノードとの間に接続さ
    れ、前記制御電圧を発生するための積分増幅器とを含
    み、前記ピーク検出器及び積分増幅器が前記制御電圧手
    段を形成する特許請求の範囲第1項記載の線路補償回
    路。
  8. 【請求項8】それぞれが正及び負の入力を有する第1及
    び第2のコンパレータを含み、前記等化増幅器の出力が
    前記第1のコンパレータの前記負の入力及び前記第2の
    コンパレータの前記正の入力にそれぞれ接続され、基準
    電圧が前記第2のコンパレータの前記負の入力及び前記
    第1のコンパレータの前記正の入力にそれぞれ供給さ
    れ、前記第1及び第2のコンパレータの出力に、前記等
    化増幅器を通じて処理される信号に対応する方形波がそ
    れぞれ形成される特許請求の範囲第7項記載の線路補償
    回路。
JP63242655A 1987-10-01 1988-09-29 改良された自動路線路補償 Expired - Lifetime JPH065821B2 (ja)

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US07/103,858 US4785265A (en) 1987-10-01 1987-10-01 Enhanced automatic line build out
US103858 1987-10-01

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