JPH0728443B2 - ラジコン用受信装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、自動車、飛行機等の模型をはじめ、クレーン
等の産業用機器等を遠隔制御するラジオコントロール
（以下、ラジコンという）システムにおけるラジコン用
受信装置に関するものである。

（従来の技術） PCM（パルス符号変調）信号あるいはPPM（パルス位相変
調）信号をFM（周波数変調）あるいはAM（振幅変調）し
た信号等を用いて各種被操縦体を制御するようにしたラ
ジコンシステムが種々の分野に使用されている。

従来、このような分野の技術としては、例えば第２図の
ようなものがあった。以下、その構成を説明する。

第２図は従来のPCM方式のラジコン用受信装置の一構成
例を示すブロック図である。

このラジコン用受信装置は、図示しないラジコン用送信
装置から送信される複数チャンネルの直列信号を受信、
復調する受信部１を有し、その受信部１の出力側には、
受信部１からの直列ディジタル信号である受信データS1
に同期したサンプリングパルスS2を発生するサンプリン
グパルス発生回路２、及びサンプリングパルスS2に基づ
き受信データS1をサンプリングして直列又は並列のディ
ジタル信号のデータS3を出力するサンプリング回路３が
接続されている。さらにそのサンプリング回路３の出力
側には、サンプリング後のデータS3を用いてデータ処理
を行うデータデコーダ４、及びそのデータデコーダ４に
より処理されたデータを使用して被操縦体におけるテー
ボモータ等の被操縦部位を駆動する駆動部５が接続され
ている。

第３図は第２図の信号波形例を示す図である。

送信装置からの信号は受信装置の受信部１で受信、復調
されるが、その受信データS1は同期用パターンS1a及び
データ部S1bからなる周期Fsの１フレームの繰り返しで
構成されている。ここで、データ部S1bは、第３図の受
信データS1の拡大波形及びそのデータ例で示すように、
データの高レベル（以下、Ｈレベルという）もしくは低
レベル（以下、Ｌレベルという）の区間の最小長をLbと
すると、Lb×ｎ（但し、ｎ＝1,2,3,…）の長さのＨまた
はＬレベルの組合わせで構成されており、Ｈレベルまた
はＬレベルの切り替わりは必ずLb×ｍ（但し、ｍ＝1,2,
3,…）の位置にあるものとする。また、受信データS1中
に一定周期Fsの間隔で挿入されている同期用パターンS1
aは、データの区切りやデータの内容の区別をするため
のものであり、データ部S1b中には決して表われないパ
ターンに選んであるものとする。

このような受信データS1が受信部１から出力されると、
サンプリングパルス発生回路２は受信データS1における
データ部S1b中の各データに同期したサンプリングパル
スS2を発生し、サンプリング回路３に与える。サンプリ
ング回路３はサンプリングパルスS2に基づき、受信部S1
b中のデータをサンプリングする。サンプリング後のデ
ータS3は、データデコーダ４で解読され、この解読され
た信号により、駆動部５を介して被操縦体の被操縦部位
が駆動する。

第４図は、第２図におけるサンプリングパルス発生回路
２及びサンプリング回路３の構成例を示すブロック図で
ある。

サンプリングパルス発生回路２は、基準クロックS10を
発生する基準クロック発生回路10、クロックS11aと分周
出力S11b,S11cを出力する第１の分周器11、出力S17によ
り出力S11bまたはS11cを選択して信号S12を出力するク
ロックセレクタ12、信号S12を分周して出力S2を送出す
る第２の分周器13、クロックS11aによりデータを取り込
むＤ型フリップフロップ（以下、Ｄ−FFという）14、ク
ロックS11aにより受信データS1を取り込みデータS15を
出力するＤ−FF15、前記Ｄ−FF14,15の論理積をとるア
ンドゲート（以下、ANDゲートという）16、及びANDゲー
ト16の出力により出力S2を取り込んで出力S17を送出す
るＤ−FF17より構成されている。また、サンプリング回
路３は、ｎビットのシリアルイン・パラレルアウトのシ
フトレジスタ18で構成されている。

次に、第３図を参照しつつ第４図の動作を説明する。

受信部１で受信、復調された受信データS1は、Ｄ−FF15
でデータのＨもしくはＬレベル区間の最小長Lbに対し充
分小さいクロックS11aにてサンプリングされ、ANDゲー
ト16とＤ−FF14によりデータS15の立ち下がり（Ｈから
Ｌレベルへの切り替わり）が検出される。この検出した
データS15の立ち下がり位置に対して、第１および第２
の分周器11,13によって分周された周期Lbの第２の分周
器13の出力S2がＨレベル区間であるか、Ｌレベル区間で
あるかをＤ−FF17で検出する。第２の分周器13の原振
（S12）は、クロックセレクタ12によって第１の分周器1
1の出力S11bもしくはS11cがＤ−FF17の出力S17により選
択されるようになっており、この第２の分周器13へのク
ロック入力の調整により、第２の分周器13の周期Lbの出
力S2の立ち下がりがデータS15の立ち下がりに一致する
ように制御している。このように調整された出力S2を受
信データS1のサンプリングパルスに用いることにより、
データを正しく受けとり処理できるようにしている。デ
ータのサンプリングを行うシフトレジスタ18が直列のデ
ータS15、つまり受信データS1をｎビットパラレルデー
タS3に変換すると、そのデータS3は後段のデータデコー
ダ４によりデータ処理が行われることになる。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上記構成のラジコン用受信装置では、次
のような問題点があった。

第４図に示すようなサンプリングパルス発生及びサンプ
リング回路を用いた場合、その回路では受信、復調デー
タS1とサンプリングパルスS2の位相を合わせることだけ
を目的としているので、データの最小単位の長さである
Lbを設定するための基準クロックが送信装置と受信装置
とで一致していなければ、受信、復調データS1のサンプ
リングが不可能となる。そして、データ送受信に用いる
種々のキャリア周波数のうち、ある特定のキャリア周波
数によっては受信装置においてデータ長設定のための基
準クロックが受信装置の受信部１に妨害をきたすことが
ある等の理由により、受信装置側のデータ長設定用の基
準クロックを送信装置側のデータ長設定用の基準クロッ
クとずらすことも必要となるが、その場合にはラジコン
用受信装置が構成できないという問題が生じる 本発明は前記従来技術が持っていた問題点として、ラジ
コンシステムにおいて送信装置側と受信装置側とで同一
のデータ長設定用の基準クロックを使用しなければなら
ず、そのデータ長設定用の基準クロックを送信装置と受
信装置とでずらすことができないという点について解決
したラジコン用受信装置を提供するものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明は前記問題点を解決するために、同期用パターン
と複数のチャンネルデータからなるフレーム信号の繰り
返しで構成される直列送受信データのうちの受信データ
に同期してサンプリングパルスを発生するサンプリング
パルス発生回路と、前記サンプリングパルスを用いて前
記受信データをサンプリングするサンプリング回路と、
このサンプリング回路の出力を解読するデータデコーダ
と、このデータデコーダの出力に基づき被操縦体の被操
縦部位を駆動する駆動回路とを備えたラジコン用受信装
置において、前記受信データと前記サンプリングパルス
発生回路のデータとに基づき前記フレーム信号の周波数
変動を検出し、その周波数変動に応じて前記サンプリン
グパルス発生回路のサンプリング周波数を補正する周波
数補正回路を設けたものである。

（作用） 本発明によれば、以上のようにラジコン用受信装置を構
成したので、周波数補正回路は、データ長設定用の基準
クロックが送信装置と受信装置とでずれが生じ、フレー
ム信号の周波数が変動した場合、その変動に応じてサン
プリング周波数を補正するように働く。これにより、受
信装置のサンプリング回路は、送信装置からのデータの
精度の良いサンプリングが行える。従って前記問題点を
除去できるのである。

（実施例） 第１図は本発明の実施例を示すPCM方式の受信装置の構
成ブロック図である。

この受信装置は、従来と同様に、図示しないラジコン用
送信装置から送信される複数チャンネルの直列信号を受
信、復調する受信部21を有し、その受信部21の出力側に
はサンプリングパルス発生回路22及びサンプリング回路
23の他に、新たに追加された周波数補正回路26が接続さ
れている。サンプリングパルス発生回路22は、受信部21
からの直列ディジタル信号である受信データS21と周波
数補正回路26からの信号S26とを用いて受信データS21に
同期したサンプリングパルスS22aを発生する回路であ
り、またサンプリング回路23は、サンプリングパルスS2
2aに基づき受信データS21をサンプリングして直列又は
並列のディジタル信号のデータS23を出力する回路であ
る。周波数補正回路26は、受信データS21とサンプリン
グパルス発生回路22からのデータS22bとを用いてサンプ
リングパルス補正用の信号S26を出力する回路である。

さらに、サンプリング回路23の出力側には、従来と同様
に、サンプリング後のデータS23を用いてデータ処理を
行うデータデコーダ24、及びそのデータデコーダ24によ
り処理されたデータを使用して被操縦体の被操縦部位を
駆動する駆動部25が接続されている。

以上の構成において、ラジコン用送信装置から信号が送
信されると、その信号は受信部21により受信、復調され
て２値直列信号である受信データS21の形で、周波数補
正回路26、サンプリング発生回路22及びサンプリング回
路23に供給される。周波数補正回路26では、受信データ
S21に基づき送信装置と受信装置の基準クロックのずれ
を検出し、サンプリング回路23で受信データS21を正し
くサンプリングできるようにサンプリングパルスS22aを
調整するための信号S26を作り、それをサンプリングパ
ルス発生回路22に与える。サンプリングパルス発生回路
22は信号S26と受信データS21を用いてその受信データS2
1に同期したサンプリングパルスS22aを生成し、それを
サンプリング回路23に与える。すると、受信データS21
はサンプリング回路23でサンプリングされ、そのサンプ
リングされたデータS23がデータデコーダ24で解読され
た後、駆動部25によって被操縦体の被操縦部位が駆動さ
れる。

第５図は、第１図のサンプリングパルス発生回路22及び
周波数補正回路26の構成例を示すブロック図である。

第５図は、第１図のサンプリングパルス発生回路22と周
波数補正回路26を一つにしたものであり、基準クロック
S30を発生する基準クロック発生回路30、基準クロックS
30の可変分周を行いクロックS31,S32をそれぞれ出力す
る第1,第２の可変分周器31,32、基準クロックS30と受信
データS21を入力し送信装置のフレーム周波数を計測し
て信号S33を出力する同期用パターン検出回路33、及び
クロックS31と信号S33を入力して受信装置のフレーム周
波数を計数する第１のカウンタ34を備えている。さら
に、第１のカウンタ34の出力と信号S33を入力し送信装
置のフレーム周波数と受信装置のフレーム周波数との偏
差を検出して偏差信号S35を出力する周波数偏差検出回
路35、偏差信号S35と信号S33を入力して第1,第２の可変
分周器31,32の分周比を制御するための信号S36を出力す
る分周比設定回路36、第２の可変分周器32のクロックS3
2を用いてサンプリングパルスS22aを発生する第２のカ
ウンタ37、及びサンプリングパルスS32aと受信データS2
1の位相比較を行って第２の可変分周器32の分周比を制
御するための信号S38を出力する位相比較回路38も設け
られている。

次に、第５図の動作を第３図の信号波形を参照しつつ説
明する。

受信部21で受信、復調されたデータS21は、同期用パタ
ーン検出回路33に入力され、その同期用パターン検出回
路33にてデータの区切りのための同期用パターンを検出
する毎に信号S33として１パルス出力する。つまり送信
装置側でのフレーム周期Fs毎に信号S33として１パルス
出力されることになる。ただし、この時点での同期用パ
ターン検出では、サンプリングパルスS22aを用いてのサ
ンプリング後の受信データS23のＨレベル、Ｌレベルの
パターン組合わせでの検出はできない。その理由は、回
路動作初期段階ではサンプリングパルスS22aと受信デー
タS21の同期がとれていないからである。そのため、例
えばある区間ＨレベルまたはＬレベルが続くことによ
り、受信データS21のデータ部に対して同期用パターン
が区別できるように同期用パターンを選び、同期用パタ
ーン検出回路33もデータ部には現われないＨまたはＬレ
ベルの特徴的長さを検出するような回路にする必要があ
る。

第１のカウンタ34には受信装置側の基準クロックS30を
基に第１の可変分周器31を通してクロックS31が入力さ
れ、その第１のカウンタ34が受信装置側での１フレーム
の周期FsOを計数している。次に第１のカウンタ34の出
力と同期用パターン検出回路33の出力信号S33を用い
て、周波数偏差検出回路35において送信装置と受信装置
のフレーム周期の差（Fs−FsO）を検出し、その周期の
差（Fs−FsO）の絶対値|Fs−FsO|が零に近づくようなFs
Oを次のフレームで第１のカウンタ34が計数するように
分周比を分周比設定回路36の信号S36で設定し、第１の
可変分周器31及び第２の可変分周器32の次のフレーム間
の分周比とする。第１の可変分周器31の分周比は信号S3
3のパルス毎、つまり同期用パターン検出時（周期Fs）
に更新され、ある１つのフレーム間は一定分周比で第１
のカウンタ34がクロックS31を計数していることにな
る。第６図に上記動作の一例の様子を示す。

第６図は第５図の動作説明図であり、横軸には同期用パ
ターンを検出してからの時刻ｔが、縦軸には第５図の第
１のカウンタ34の累積カウント数がとられている。ま
た、第６図中の実線は送信装置側の基準クロックでの累
積カウント数を示しており、破線は受信装置側の第５図
中の第１のカウンタ34の累積カウント数を示している。
この第６図の例では、受信装置側のクロックが送信装置
側のクロックに対して周波数が大きい例を示す。

時刻ｔ＝０で同期用パターンを検出し、第１のカウンタ
34は計数を始めるが、送信装置の基準クロックとの違い
により、時刻ｔ＝Fsつまり次の同期用パターン検出時で
本来のカウント数とCs1＝Fs−FsOの偏差が生じる。第５
図の周波数偏差検出回路35においてこの偏差Cs1を検出
し、分周比設定回路36にてその偏差の絶対値|Cs1|を小
さくする方向に分周比を設定する。このような動作を１
フレーム周期Fs毎に繰り返すことにより、|Cs1|＞|Cs2|
＞|Cs3|＞|Cs4|＞…となるようにし、送信装置側の周期
Fsに受信装置側のFsOが近づくようにしている。

実際にサンプリングパルスS22aとして用いるのは、第２
のカウンタ37の出力であり、このカウンタ37は従来の第
４図の第２の分周器13に相当する。第２のカウンタ37に
入力されるクロックS32としては第２の可変分周器32の
出力を用いているが、第２の可変分周器32は分周比設定
回路36の出力信号S36と位相比較回路38の出力信号S38と
を用いて、第２のカウンタ37へ与えるクロックS32の増
減を実施している。つまり信号S36を用いて周波数を合
わせ、信号S38を用いて位相を受信データS21と合わせ、
実際のサンプリングを可能としている。

ここで、位相比較回路38は、第４図に示す従来技術と同
様の原理で受信データS21の立ち下がりまたは立ち上が
りの位置を検出し、その位置がサンプリングパルスS22a
のＨレベル区間か、Ｌレベル区間かを見ることにより、
第２の可変分周器32へクロックの増減の制御信号S38を
送り、サンプリングパルスS22aと受信データS21の位相
合わせを行っている。

第７図は、第５図に使用する第１および第２の可変分周
器31,32の構成例を示す回路図である。

第１と第２の可変分周器31,32は同一の回路で構成され
るため、説明の便宜上その一方の第１の可変分周器31を
例にとり説明する。第２の可変分周器31は、Ｄ−FF40,4
1,42、排他的オアゲート（以下、ExORゲートという）4
3,44,45、ANDゲート46,48、及びORゲート47より構成さ
れている。

第８図（ａ），（ｂ），（ｃ）は第７図の信号波形図で
あり、同図（ａ）は信号S36a＝Ｈレベル、信号S36b＝Ｌ
レベルのときの1/8分周動作、同図（ｂ）は信号S36a＝
ＨまたはＬレベル、信号S36b＝Ｈレベルのときの1/4分
周動作、同図（ｃ）は信号S36a＝Ｌレベル、信号S36b＝
Ｌレベルのときのクロック出力なしの動作をそれぞれ示
している。

例えば、第８図（ａ）に示すように、信号S36aをＨレベ
ル、信号S36bをＬレベルにする。１段目のＤ−FF40は、
基準クロックS30の立ち下りでExORゲート43を通して信
号S36aのＨレベルを取り込み、次の基準クロックS30の
立ち下りまで出力信号S40をＨレベルに保持する。出力
信号S40がＨレベルのとき、ANDゲート46及びORゲート47
を通してExORゲート44及びANDゲート48の各一方の入力
側がＨレベルとなるため、２段目のＤ−FF41は基準クロ
ックS30に同期して信号S40の立ち下りでＨレベルを取り
込み、次の信号S40の立ち下りまで出力信号S41をＨレベ
ルに保持する。同様に、３段目のＤ−FF42は信号S41の
立ち下りでANDゲート48及びExORゲート45を通してＨレ
ベルを取り込み、次の信号S41の立ち下りまで出力信
号、つまり出力クロックS32をＨレベルに保持する。こ
れにより、基準クロックS30が1/8分周されたことにな
る。

従って第８図（ｂ），（ｃ）にも示すように、信号S36
A,S36bを制御することにより、基準クロックS30に対し
て出力クロックS32を1/8分周、1/4分周、またはクロッ
ク出力なしとして可変分周器として動作させることがで
きる。

以上説明した実施例では、次のような利点を有する。

周波数補正回路26を設けたので、ラジコンシステムの送
信装置と受信装置においてデータ長設定用の基準クロッ
ク、つまりデータのフレーム周波数がずれても、ラジコ
ンシステムとして動作可能となる。そのため、送受信の
キャリア周波数に受信装置のデータ長設定用の基準クロ
ックS30が干渉をおよぼして受信装置側のデータ長設定
用の基準クロックS30をずらさなければならない場合
や、その他の設計上、実装上、製造工程上、部品調達上
何らかの理由で送信装置と受信装置のデータ長設定の基
準クロックをずらさなければならない時にも、ラジコン
システムを構築することが可能となる。さらに、周波数
補正回路26は受信データS21における同期用パターンの
周期（フレーム周期）に基づいて周波数補正を行ってい
るので、データ部分のチャンネルデータのコーディング
（符号化）が比較的自由にできるという利点もある。

なお、上記実施例では、PCM方式の受信装置を例にとっ
て説明したが、第１図の受信部21及びデータデコーダ24
等の内部回路を変えることにより、PPM方式等の他の変
調方式にも適用できる。

（発明の効果） 以上詳細に説明したように、本発明によれば、受信デー
タをサンプリングするためのサンプリングパルス発生回
路に周波数補正回路を設けたので、データ長設定用の基
準クロックが送信装置と受信装置とでずれが生じる場
合、つまりデータのフレーム周波数がずれていても、送
信装置からのデータを受信装置のサンプリング回路で精
度良くサンプリングすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示すラジコン用受信装置の構
成ブロック図、第２図は従来のラジコン用受信装置の構
成ブロック図、第３図は第２図の信号波形図、第４図は
第２図のサンプリングパルス発生回路及びサンプリング
回路の構成ブロック図、第５図は第１図のサンプリング
発生回路及び周波数補正回路の構成ブロック図、第６図
は第５図の動作説明図、第７図は第５図の第1,第２の可
変分周器の回路図、第８図（ａ），（ｂ），（ｃ）は第
７図の信号波形図である。 21……受信部、22……サンプリングパルス発生回路、23
……サンプリング回路、24……データデコーダ、25……
駆動部、26……周波数補正回路、30……基準クロック発
生回路、31,32……第1,第２の可変分周器、33……同期
用パターン検出回路、34,37……第1,第２のカウンタ、3
5……周波数偏差検出回路、36……分周比設定回路、38
……位相比較回路。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】同期用パターンと複数のチャンネルデータ
   からなるフレーム信号の繰り返しで構成される直列送受
   信データのうちの受信データに同期してサンプリングパ
   ルスを発生するサンプリングパルス発生回路と、前記サ
   ンプリングパルスを用いて前記受信データをサンプリン
   グするサンプリング回路と、このサンプリング回路の出
   力を解読するデータデコーダと、このデータデコーダの
   出力に基づき被操縦体の被操縦部位を駆動する駆動回路
   とを備えたラジコン用受信装置において、 前記受信データと前記サンプリングパルス発生回路のデ
   ータとに基づき前記フレーム信号の周波数変動を検出
   し、その周波数変動に応じて前記サンプリングパルス発
   生回路のサンプリング周波数を補正する周波数補正回路
   を設けたことを特徴とするラジコン用受信装置。
2. 【請求項２】前記サンプリングパルス発生回路及び周波
   数補正回路は、 所定周期の基準クロックを発生する基準クロック発生回
   路と、 前記基準クロックの可変分周を行う第１および第２の可
   変分周器と、 この第１の可変分周器の出力を用いて前記受信データに
   おけるフレーム信号の周波数を計数する第１のカウンタ
   と、 前記送信データにおけるフレーム信号の周波数を計測す
   る同期用パターン検出回路と、 前記送信データのフレーム信号周波数と前記受信データ
   のフレーム信号周波数との偏差を検出する周波数偏差検
   出回路と、 前記フレーム信号周波数の偏差から前記第１および第２
   の可変分周器の分周比を制御する分周比設定回路と、 前記第２の可変分周器の出力を用いてサンプリングパル
   スを発生させる第２のカウンタと、 前記サンプリングパルスと前記受信データの位相比較を
   行って前記第２の可変分周器の分周比を制御する位相比
   較回路とを 備えた特許請求の範囲第１項記載のラジコン用受信装
   置。