JPS5838015B2 - デ−タ通信方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、被送信データをパルス幅の異なる２種類のデ
イジタル送信データに変換し、送信側から受信側へ所定
の伝送路を介して送信するとともに、受信側において受
信データから各々のパルス幅を再生するようにしたデー
タ通信方式に関するものである。

一般に、データ通信装置においては、長距離にわたって
安定に信号伝送を行なう上で、伝送路における減衰によ
る電圧降下が問題になるのは勿論であるが、伝送路での
減衰率が周波数特性をもつことから生ずる符号間干渉が
問題になっている。

伝送路における信号減衰率は周波数に依存し、周波数が
高い程減衰率が大きく、パルス幅の異なる二つのデイジ
タル信号を出力した場合、パルス幅の小さいデイジタル
信号はパルス幅の大きいデイジタル信号に比べ減衰が大
きく、受信側において再生歪が生ずる。

このような歪は、Ｓ／Ｎ比を低下させ、伝送品質の低下
を招いている。

先ず従来の上記のようなデータ通信方式の一般例とその
問題点について、より具体的に第１図ないし第４図によ
り次に説明する。

第１図において、１は位相分割変調回路であって、以下
Ｓ ＰＭ（Ｓｐｌｉ ｔ Ｐｈａｓｅ Ｍｏｄｕｌ ａ
ｔ ｉｏｎ）回路という。

該ＳＰＭ回路１でＮＲＺ（Ｎｏｎｒｅｔｕｒｎｔｏ Ｚ
ｅｒｏ）パルスよりなる被送信データａを位相分割変調
してＳＰＭ信号ｂを発生する。

該ＳＰＭ信号ｂは一方でインバータ２を介してドライバ
３にスカされ、他方でドライバ４に入力される。

送信出力段のトランス５は、その一次巻線５ａが、ドラ
イバ３，４の出力端間に接続されており、一次巻線５ａ
の中間タップには出力段電源６が図示の極性で結合され
ている。

送信トランス５の二次巻線５ｂから送出される送信出力
Ｃは第３図に示すように伝送路８を介して受信側へ送信
される。

受信側においては、受信トランス９を介して増幅整形器
１０へ受信入力ｄが加えられ、増幅整形器１０からは再
生出力ｅが取出される。

なお、第３図において、７は、第１図における変調回路
１とトランス５との間の回路部分を一括して送信器とし
て表示したものである。

第２図に示すように、変調前のＮＲＺ送信データａは、
直流成分をもち、そのままでは長距離にわたって伝送す
るのが困難で、Ｓ／Ｎ％性も良好でない。

そこで、送信データａは、変調回路１により位相分割変
調される。

ＳＰＭ信号ｂは、第２図に示されるように、“０”、“
１”のレベルのビットのかわり目では、必ず電圧特性が
反転するとともにどちらか一方のレベル（図示の例では
“０”レベル）に関しては、となり合うビットタイムの
レベルが同一であってもそのビットの中央部において電
圧極性が反転する特徴を有する。

さて、以上のようなデータ通信方式においては、長距離
にわたって安定に信号伝送を行う上で、伝送路における
減衰による電圧低下が問題になるのは勿論であるが、そ
れ以前に、伝送路での減衰率が周波数特性をもつことか
ら生ずる符号間干渉が問題になってくる。

これを、第４図について説明すると、送信出力Ｃを伝送
路を介して受信側まで送信した場合、受信側における受
信スカｄ及び増幅整形による再生出力ｅは第４図に示す
ような波形になる。

送信出力Ｃは、広幅パルスも狭幅パルスも振幅レベルが
一定であるが、伝送路８における信号減衰率が周波数に
依存し、周波数が高いほど減衰率が大きいため（一般に
減衰率ｄＢは周波数をｆとした場合、ＪＴに比例して増
大する。

）、受信入力ｄにおいては狭幅パルスの振幅が広幅パル
スのそれに比べて相対的に低下する。

そのため、受信入力ｄを増幅整形することによりパルス
幅再生を行った場合には、再生出力ｅにおいて再生歪Ｄ
が生ずることになる。

このような歪は、Ｓ／Ｎ比を低下させ、伝送品質の低下
をまねく、このような歪を低減するため、送信電圧をあ
げてＳ／Ｎ比を改善しようとしても、パルス幅そのもの
に歪が生ずるために、パルスとして再生した場合の歪を
減らす解決策とはならない。

上記のように信号伝送路で生ずる歪を低減させるために
従来一般的に採用されている解決策としては、送信側で
予め減衰の大きい高周波成分のレベルを大きくひずませ
て送信するブリ・エンファシスの方法、あるいは、受信
側で伝送路と逆特性の等化器により信号増幅するデ・エ
ンファシスの方法がある。

前者の方法の１つとして典型的なものは、送信ケーブル
と並列に、インダクタンス及び抵抗の直列路を挿入する
非直線歪による方法である。

しかるに、従来の方法によると、非直線歪によるブリ・
エンファシスの場合には、一定レヘルノ信号を周波数に
応じてひずませるため、損失が増えるという問題がある
。

等化器によるデ・エンファシスの場合には、デジタル信
号の伝送であるため回路的に複雑になり高価になるとい
う問題点がある。

また、別の方法として、送信側において変調された被送
信パルスの幅を検知するとともに、その幅の広狭に応じ
て伝送路の周波数一減衰特性を補償するように被送信パ
ルスの振幅を相対的に変更する方法が提案されている。

しかしこの方法によればパルス幅を検知する手段が複雑
になるという問題がある。

本発明の目的は、安価で且つ簡単な回路構成により、デ
イジタル送信データを低損失で長距離にわたって伝送し
得るデータ通信方式を提供することにある。

本発明の特徴は、ＮＲＺ被送信データのパルス信号をそ
のま＼利用して、位相分割変調された送信パルスの振幅
レベルをパルス幅の広狭の区別に応じて変更させる方法
として、上記ＮＲＺ被送信データのパルス信号を所定時
間遅延させた信号により、１次巻線に中間タップを有す
る送信変圧器の中間タップに印加される電圧を制御する
方法を採用していることである。

以下、添付図面に示す実施例について本発明を詳述する
。

第５図は、本発明によるデータ送信装置の原理構成を示
すものである。

デジタル送信データａは位相分割変調回路１２によって
変調され、変調信号ｂが振幅レベル変更回路１４に入力
される。

１６は送信データａの遅延回路を示し、該回路による遅
延信号が振幅レベル変更信号ｍとして上記振幅レベル変
更回路１４の制御入力端に出力される。

該変更回路１４の出力信号ｎは送信回路１８を介して送
信出力Ｃとして伝送路（第３図８）に送られる。

第６図及び第１図は、第５図の送信装置を用いる本発明
のデータ通信方式を説明するためのものであり、送信デ
ータａがＮＲＺ送信データ力）らなり、パルス幅変調回
路１２が先に言及したＳＰＭ変調回路からなっている場
合の動作波形を例示している。

第６図から明らかなように、本発明によれば、ＮＲＺ送
信データａはＳＰＭ変調されてｂに示すような変調信号
になった後、振幅レベル変更回路でレベル変更される結
果、Ｃに示すような送信出力となる。

この例では、ＳＰＭ信号ｂにおける比較的広幅のパルス
の振幅よりも比較的狭幅のパルスの振幅を相対的に高く
するようにパルス幅にほぼ反比例して振幅レベルが変更
される。

この場合、振幅レベル変更の目的は、前述のように伝送
路における信号減衰を補償することにあるのであるから
、パルス幅と振幅レベルとが厳密に反比例の関係をもつ
ことは必要でない。

第７図に示すような送信出力Ｃは、伝送路を介して受信
側へ送信され、受信側には受信入力ｄが加わる。

従来例に関して言及したような増幅整形器により受信入
力ｄをパルス整形してパルス幅を再生すると、その再生
出力ｅは、再生歪Ｄが従来の場合（第４図参照）よりも
大幅に低減されたものとなる。

これは、減衰の大きい高周彼或分の振幅を相対的に大き
くしたことにより、符号間干渉が軽減するためである。

第８図は、本発明を具体化したデータ送信装置を例示す
るものである。

この例は、第１図に示したと同様な送信装置に対して、
パルス幅検知のための回路と、振幅レベルを変化するた
めの回路とを付加したものであり、第１図におけると同
一部分には同様な符号が付されている。

ＮＲＺ送信データａかな被送信パルスのパルス幅を検知
するための回路は、変調回路１、インバータ２、ドライ
バ３，４の経路における動作遅れ時間にみあった遅れ時
間をもつ遅延回路２２により構成され、その出力ｍは、
被送信パルスの振幅レベルを変更するための出力段電源
電圧制御回路２４に加えられる。

この回路２４においては、振幅レベル変更信号ｍをベー
スに受取るトランジスタＴのエミツタが接地され、その
コレクタには出力段電源電圧Ｖが抵抗Ｒ。

及びＲを介して印加されている。また抵抗Ｒ。

及びＲの接続点が送信トランス５の一次巻線５ａの中間
タップに結合されている。

ＮＲＺ送信データａは、第６図に示したように、被送信
パルスのパルス幅を指示するパルス列からなっているの
で、振幅レベル変更信号ｍを形成するためには、ＮＲＺ
送信データａを遅延回路２２に導ひくだけの簡単な手段
で足りる。

便宜上、ＮＲＺ送信データａにおいては、 １ レヘ
ルが広幅“０”レベルが狭幅をそれぞれ指示するものと
すると、電源電圧制御回路２４においては、振幅レベル
変更信号ｍが“１”レベルをとるとき（広幅パルスを送
信するとき）は、トランジスタＴがターンオフし、トラ
ンス５の一次巻線５ａには、電圧Ｖを抵抗Ｒ。

及びＲで分圧した値の電圧が加えられるのに対し、信号
ｍが“０”レベルのとき（狭幅パルスを送信するとき）
は、トランジスタがターンオフし：一次巻線５ａには電
源電圧Ｖがほぼそのまま加わることになる。

従って、送信出力Ｃは、第６図に示したように広幅パル
スよりも狭幅バルスの方が相対的に高い振幅レベルをも
つようになる。

それゆえ、第８図の送信装置を使用したデータ通信方式
においては、受信側での再生歪を低減できることは勿論
、回路構成をそれほど複雑化することなく、低損失の信
号伝送が可能になる。

以上説明したように本発明によるデータ通信方式は、位
相分割変調信号における符号間干渉を軽減して再生歪の
発生を抑制することかでき、しかも低損失で電力利用効
率が高いので、長距離のデジタル信号伝送に好適である
ばかりでなく、減衰の大きい安価な伝送路を用いる場合
（例えば高価な同軸線に代えて安価なペア線を用いる場
合）にも有効なものである。

本発明による振幅レベルの変更は、電圧一時間積の増大
を伴わないので、送受信トランスは従来のものをそのま
ま使用でき、しかもトランスの磁束をより均・一に利用
するため、トランスによる歪発生も少ない特徴を有する
。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のデータ送信装置を示す回路図、第２図は
第１図の装置における信号波形を示すタイムチャート、
第３図は第１図の装置を用いた従来のデータ通信方式を
示す説明図、第４図は第３図の系統における信号波形を
示すタイムチャート、第５図は本発明によるデータ送信
装置の原理構成を示すブロック図、第６図は第５図の装
置における信号波形を示すタイムチャート、第７図は第
５図の装置を用いた本発明のデータ通信方式を説明する
ための信号波形図、第８図は本発明の実施例によるデー
タ送信装置を示すブロック図である。 符号の説明、１・・・・・・位相分割変調回路、２・・
・・・・インバータ、３，４・・・・・・ドライバ、５
・・・・・・送信トランス、６・・・・・・出力段電源
、７・・・・・・送信器、８・・・・・・伝送路、９・
・・・・・受信トランス、ｉｏ−ｔ・・・・増幅整形器
、１２・・・・・・パルス幅変調回路、１４・・・・・
・振幅レベル変更回路、１６・・・・・・パルス幅検知
回路、１８・・・・・・送信回路、２２・・・・・・遅
延回路、２４・・・・・・出力段電源電圧制御回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. Ｉ ＮＲＺパルスよりなる被送信データをパルス幅の
   異なる２種類のデイジタル信号に位相分割変調Ｌ１位相
   分割変調されたディジタル信号の振幅レベルをパルス幅
   の広狭の区別に応じて変更し送信するデータ通信方式に
   おいて、１次巻線に中間タップを設けた送信変圧器と、
   該送信変圧器の中間タップに接続された電源電圧制御回
   路と、該送信変圧器の１次巻線両側端子にそれぞれ接続
   された１対のドライバと、該被送信データを所定時間遅
   延させる遅延手段を設け、該１対のドライバのうちの一
   方には上記位相分割変調された上記デイジタル信号がイ
   ンバータを介して入力され、他方には該デイジタル信号
   が直接に入力され、上記電源電圧匍脚回路は上記遅延手
   段の出力によって制御され、該送信変圧器の２次巻線よ
   り振幅レベルが異なる位相分割変調されたデイジタルを
   得るようにしたことを特徴どするデータ通信方式。