阅读说明：本技术 通信系统和信号中继器 (Communication system and signal repeater ) 是由 铃木雄将 板仓洋 大和田哲 于 2018-02-27 设计创作，主要内容包括：以具有信号中继器2的方式构成通信系统,该信号中继器2根据从发送器(1)输出到传输路径(4a)的第1脉冲和第2脉冲对发送数据进行解调,再现第1脉冲,作为与解调后的发送数据的上升同步的脉冲,并且,再现第2脉冲,作为与解调后的发送数据的下降同步的脉冲,将再现的第1脉冲和再现的第2脉冲分别输出到传输路径(4b)。(A communication system is configured to have a signal repeater 2, wherein the signal repeater 2 demodulates transmission data based on a 1 st pulse and a 2 nd pulse output from a transmitter 1 to a transmission path 4a, reproduces the 1 st pulse as a pulse synchronized with the rising of the demodulated transmission data, reproduces the 2 nd pulse, and outputs the reproduced 1 st pulse and the reproduced 2 nd pulse to the transmission path 4b, respectively, as pulses synchronized with the falling of the demodulated transmission data.)

通信系统和信号中继器

技术领域

本发明涉及在连接发送器和接收器的传输路径的中途***信号中继器的通信系统、以及***到连接发送器和接收器的传输路径的中途的信号中继器。

背景技术

在以下的专利文献1中公开了平衡传输用连接器，该平衡传输用连接器具有将由于平衡传输用缆线而衰减的信号的波形整形为衰减前的信号的波形的均衡器电路。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2005-235516号公报

发明内容

发明要解决的问题

现有的平衡传输用连接器具有的均衡器电路是对平衡传输用缆线中的传输损耗进行补偿以使得能够进行信号的长距离传输的电路。

但是，在均衡器电路中，很难完全地补偿平衡传输用缆线中的传输损耗，特别是高频波段中的补偿不完全。

因此，与平衡传输用缆线连接的接收侧的设备存在以下问题：即使具有均衡器电路，根据由平衡传输用缆线传输的信号的频率的不同，有时也错误地对接收到的信号进行解调。

本发明正是为了解决上述这种课题而完成的，其目的在于，得到如下通信系统：即使延长发送器与接收器之间的传输路径的线路长度，也能够减少信号的错误解调。

此外，本发明的目的在于，得到安装于如下通信系统的信号中继器：即使延长传输路径的线路长度也能够减少信号的错误的解调。

用于解决问题的手段

本发明的通信系统在连接发送器和接收器的传输路径的中途***有信号中继器，发送器生成脉冲宽度比脉冲波形的脉冲宽度窄、且信号电平为正的第1脉冲，作为与脉冲波形的发送数据的上升同步的脉冲，并且，生成脉冲宽度比脉冲波形的脉冲宽度窄、且信号电平为负的第2脉冲，作为与发送数据的下降同步的脉冲，将第1脉冲和第2脉冲分别输出到传输路径，信号中继器根据从发送器输出到传输路径的第1脉冲和第2脉冲对发送数据进行解调，再现第1脉冲，作为与解调后的发送数据的上升同步的脉冲，并且，再现第2脉冲，作为与解调后的发送数据的下降同步的脉冲，将再现的第1脉冲和再现的第2脉冲分别输出到传输路径，接收器根据从信号中继器输出到传输路径的第1脉冲和第2脉冲对发送数据进行解调。

发明的效果

根据本发明，以具有信号中继器的方式构成通信系统，该信号中继器根据从发送器输出到传输路径的第1脉冲和第2脉冲对发送数据进行解调，再现第1脉冲，作为与解调后的发送数据的上升同步的脉冲，并且，再现第2脉冲，作为与解调后的发送数据的下降同步的脉冲，将再现的第1脉冲和再现的第2脉冲分别输出到传输路径。因此，本发明的通信系统即使延长发送器与接收器之间的传输路径的线路长度，也能够减少信号的错误的解调。

附图说明

图1是示出实施方式1的通信系统的结构图。

图2是示出发送器1处理的信号的波形的说明图。

图3是示出由于传输路径4a中的传输损耗而在波形中产生钝化的第1脉冲P1和第2脉冲P2的说明图。

图4是示出比较器22对发送数据T的解调处理的说明图。

图5是示出信号中继器2中的窄脉冲生成电路23处理的信号的波形的说明图。

图6是示出由于传输路径4b中的传输损耗而在波形中产生钝化的第1脉冲P1和第2脉冲P2的说明图。

图7是示出从比较器32输出的发送数据T的说明图。

图8是示出发送器1中的另一个窄脉冲生成电路12的结构图。

图9是示出信号中继器2中的另一个窄脉冲生成电路23的结构图。

图10是示出窄脉冲生成电路12和窄脉冲生成电路23中的各自的输入信号的波形和输出信号的波形的说明图。

图11是示出实施方式2的通信系统的结构图。

具体实施方式

下面，为了更加详细地说明本发明，按照附图对用于实施本发明的方式进行说明。

实施方式1

图1是示出实施方式1的通信系统的结构图。

图1所示的通信系统具有发送器1、信号中继器2和接收器3。

发送器1和信号中继器2通过传输路径4a连接，信号中继器2和接收器3通过传输路径4b连接。

传输路径4a和传输路径4b分别应用金属缆线或印刷基板布线等。

与光纤缆线相比，金属缆线的传输损耗较大，但是，与光纤缆线相比，金属缆线具有成本较低、容易维护等优点，因此，有时应用于通信系统。

在图1所示的通信系统中，示出传输路径4a和传输路径4b分别是差动线路、且传输路径4a和传输路径4b分别传输差动信号的例子。但是，这只不过是一例，也可以是传输路径4a和传输路径4b分别为单端的线路、且传输路径4a和传输路径4b分别传输单端信号的通信系统。

发送器1具有数据发送部11、窄脉冲生成电路12、放大器13和输出电阻14。

发送器1生成脉冲宽度比脉冲波形的脉冲宽度Tp窄、且信号电平为正的第1脉冲P1，作为与脉冲波形的发送数据T的上升同步的脉冲。

此外，发送器1生成脉冲宽度比脉冲波形的脉冲宽度Tp窄、且信号电平为负的第2脉冲P2，作为与发送数据T的下降同步的脉冲。

发送器1将第1脉冲P1和第2脉冲P2分别输出到传输路径4a。

数据发送部11被提供脉冲波形的发送数据后，将发送数据输出到窄脉冲生成电路12。

在实施方式1中，例如，设为向数据发送部11提供NRZ(Non Return to Zero：非归零)方式的发送数据，作为脉冲波形的发送数据。

窄脉冲生成电路12具有反相器12a、延迟器12b和加法器12c。

窄脉冲生成电路12是如下的电路：生成脉冲宽度比脉冲波形的脉冲宽度Tp窄、且信号电平为正的第1脉冲P1，作为与脉冲波形的发送数据T的上升同步的脉冲。

此外，窄脉冲生成电路12是如下的电路：生成脉冲宽度比脉冲波形的脉冲宽度Tp窄、且信号电平为负的第2脉冲P2，作为与发送数据T的下降同步的脉冲。

反相器12a是如下的反转元件：使从数据发送部11输出的发送数据T的信号电平反转，将信号电平反转后的发送数据T’输出到延迟器12b。

延迟器12b以延迟时间d保持从反相器12a输出的发送数据T’，将保持了延迟时间d的发送数据T’作为发送数据T”输出到加法器12c。

加法器12c对从数据发送部11输出的发送数据T和从加法器12c输出的发送数据T”进行相加，由此，分别生成第1脉冲P1和第2脉冲P2。

放大器13对由加法器12c生成的第1脉冲P1和第2脉冲P2分别进行放大。

放大器13将放大后的第1脉冲P1和放大后的第2脉冲P2分别作为差动信号经由输出电阻14输出到传输路径4a。

输出电阻14是一端与放大器13连接、且另一端与传输路径4a连接的电阻，具有与传输路径4a的特性阻抗相同的阻抗。

信号中继器2具有终端电阻21、比较器22、窄脉冲生成电路23、放大器24和输出电阻25。

信号中继器2根据从发送器1输出到传输路径4a的第1脉冲P1和第2脉冲P2对发送数据T进行解调。

信号中继器2再现第1脉冲P1，作为与解调后的发送数据T的上升同步的脉冲，并且，再现第2脉冲P2，作为与解调后的发送数据T的下降同步的脉冲。

信号中继器2将再现的第1脉冲P1和再现的第2脉冲P2分别输出到传输路径4b。

终端电阻21是一端与传输路径4a连接、且另一端接地的电阻，具有与传输路径4a的特性阻抗相同的阻抗。

比较器22根据从发送器1输出到传输路径4a的第1脉冲P1和第2脉冲P2对发送数据T进行解调，将解调后的发送数据T输出到窄脉冲生成电路23。

窄脉冲生成电路23具有反相器23a、延迟器23b和加法器23c。

窄脉冲生成电路23是如下的电路：再现脉冲宽度比脉冲波形的脉冲宽度Tp窄、且信号电平为正的第1脉冲P1，作为与从比较器22输出的发送数据T的上升同步的脉冲。

此外，窄脉冲生成电路23是如下的电路：再现脉冲宽度比脉冲波形的脉冲宽度Tp窄、且信号电平为负的第2脉冲P2，作为与从比较器22输出的发送数据T的下降同步的脉冲。

反相器23a是如下的反转元件：使从比较器22输出的发送数据T的信号电平反转，将信号电平反转后的发送数据T’输出到延迟器23b。

延迟器23b以延迟时间d保持从反相器23a输出的发送数据T’，将保持了延迟时间d的发送数据T’作为发送数据T”输出到加法器23c。

加法器23c对从比较器22输出的发送数据T和从加法器23c输出的发送数据T”进行相加，由此，分别再现第1脉冲P1和第2脉冲P2。

放大器24对由加法器23c再现的第1脉冲P1和第2脉冲P2分别进行放大。

放大器24将放大后的第1脉冲P1和放大后的第2脉冲P2分别作为差动信号经由输出电阻25输出到传输路径4b。

输出电阻25是一端与放大器24连接、且另一端与传输路径4b连接的电阻，具有与传输路径4b的特性阻抗相同的阻抗。

接收器3具有终端电阻31、比较器32和数据接收部33。

接收器3根据从信号中继器2输出到传输路径4b的第1脉冲P1和第2脉冲P2对发送数据T进行解调。

终端电阻31是一端与传输路径4b连接、且另一端接地的电阻，具有与传输路径4b的特性阻抗相同的阻抗。

比较器32根据从信号中继器2输出到传输路径4b的第1脉冲P1和第2脉冲P2对发送数据T进行解调，将解调后的发送数据T输出到数据接收部33。

数据接收部33实施从比较器32输出的发送数据T的接收处理等。

接着，对图1所示的通信系统的动作进行说明。

首先，对发送器1的动作进行说明。

图2是示出发送器1处理的信号的波形的说明图。

首先，数据发送部11在被提供了NRZ方式的发送数据作为脉冲波形的发送数据T时，将发送数据T分别输出到反相器12a和加法器12c。

如图2所示，发送数据T是信号电平为+1(H电平)或-1(L电平)的脉冲。

在图2的例子中，发送数据T的脉冲宽度是Tp。

反相器12a在从数据发送部11接收到发送数据T时，使发送数据T的信号电平反转，如图2所示，将信号电平反转后的发送数据T’输出到延迟器12b。

延迟器12b在从反相器12a接收到发送数据T’时，以延迟时间d保持发送数据T’，如图2所示，将保持了延迟时间d的发送数据T’作为发送数据T”输出到加法器12c。

加法器12c在从数据发送部11接收到发送数据T、并从延迟器12b接收到发送数据T”时，对发送数据T和发送数据T”进行相加，由此分别生成第1脉冲P1和第2脉冲P2。

由加法器12c生成的第1脉冲P1的脉冲宽度为Tp1，由加法器12c生成的第2脉冲P2的脉冲宽度为Tp2。脉冲宽度Tp1和脉冲宽度Tp2是相同的脉冲宽度，是比发送数据T的脉冲宽度Tp窄的脉冲宽度。

脉冲宽度Tp1和脉冲宽度Tp2分别比脉冲宽度Tp窄即可，但是，例如是脉冲宽度Tp的一半以下的脉冲宽度。

加法器12c将第1脉冲P1和第2脉冲P2分别输出到放大器13。

放大器13对从加法器12c输出的第1脉冲P1和第2脉冲P2分别进行放大，将放大后的第1脉冲P1和放大后的第2脉冲P2分别作为差动信号经由输出电阻14输出到传输路径4a。

从放大器13输出的第1脉冲P1和第2脉冲P2分别通过传输路径4a传输到信号中继器2。

这里，根据传输路径4a中的信号的衰减率来决定放大器13中的信号的放大率。

例如，决定放大器13中的信号的放大率，以使得输入到信号中继器2的差动信号之差的波形的H电平和L电平分别与放大器13的输入信号中的H电平和L电平大致相同。

放大器13的输入信号分别意味着从加法器12c输出的第1脉冲P1和第2脉冲P2。

如图3所示，第1脉冲P1和第2脉冲P2分别由于传输路径4a中的传输损耗而在波形中产生钝化。

图3是示出由于传输路径4a中的传输损耗而在波形中产生钝化的第1脉冲P1和第2脉冲P2的说明图。

信号中继器2的比较器22被输入从发送器1输出到传输路径4a的差动信号。

比较器22根据差动信号对发送数据T进行解调，将解调后的发送数据T输出到窄脉冲生成电路23。

下面，对比较器22对发送数据T的解调处理进行具体说明。

图4是示出比较器22对发送数据T的解调处理的说明图。

比较器22是具有磁滞的比较器，对差动信号之差的波形与阈值Th1和阈值Th2分别进行比较。

阈值Th1是比输入到比较器22的差动信号之差的波形的H电平小的值，例如是大于0且小于+2的值。

阈值Th2是比输入到比较器22的差动信号之差的波形的L电平大的值，例如是小于0且大于-2的值。

比较器22在从差动信号之差的波形为阈值Th2以下的状态变化成差动信号之差的波形大于阈值Th1的状态时，将信号电平为+1的信号分别输出到反相器23a和加法器23c。

比较器22在变化成差动信号之差的波形大于阈值Th1的状态时，之后，只要不成为差动信号之差的波形小于阈值Th2的状态，则继续输出信号电平为+1的信号。

比较器22在从差动信号之差的波形为阈值Th1以上的状态变化成差动信号之差的波形小于阈值Th2的状态时，将信号电平为-1的信号分别输出到反相器23a和加法器23c。

比较器22在变化成差动信号之差的波形小于阈值Th2的状态时，之后，只要不成为差动信号之差的波形大于阈值Th1的状态，则继续输出信号电平为-1的信号。

如图4所示，从比较器22输出的信号成为NRZ方式的发送数据，相当于提供给数据发送部11的脉冲波形的发送数据T。

图5是示出信号中继器2中的窄脉冲生成电路23处理的信号的波形的说明图。

反相器23a从比较器22接收到解调后的发送数据T时，使发送数据T的信号电平反转，如图5所示，将信号电平反转后的发送数据T’输出到延迟器23b。

延迟器23b在从反相器23a接收到发送数据T’时，以延迟时间d保持发送数据T’，如图5所示，将保持了延迟时间d的发送数据T’作为发送数据T”输出到加法器23c。

加法器23c在从比较器22接收到解调后的发送数据T、并从延迟器23b接收到发送数据T”时，对发送数据T和发送数据T”进行相加，由此分别生成第1脉冲P1和第2脉冲P2。

由加法器23c生成的第1脉冲P1的脉冲宽度为Tp1，由加法器23c生成的第2脉冲P2的脉冲宽度为Tp2。脉冲宽度Tp1和脉冲宽度Tp2是相同的脉冲宽度，是比发送数据T的脉冲宽度Tp窄的脉冲宽度。

脉冲宽度Tp1和脉冲宽度Tp2分别比脉冲宽度Tp窄即可，但是，例如是脉冲宽度Tp的一半以下的脉冲宽度。

加法器23c将第1脉冲P1和第2脉冲P2分别输出到放大器24。

放大器24对从加法器23c输出的第1脉冲P1和第2脉冲P2分别进行放大，将放大后的第1脉冲P1和放大后的第2脉冲P2分别作为差动信号经由输出电阻25输出到传输路径4b。

从放大器24输出的第1脉冲P1和第2脉冲P2分别通过传输路径4b传输到接收器3。

这里，根据传输路径4b中的信号的衰减率来决定放大器24中的信号的放大率。

例如，决定放大器24中的信号的放大率，以使得输入到接收器3的差动信号之差的波形的H电平和L电平分别与放大器24的输入信号中的H电平和L电平大致相同。

放大器24的输入信号分别意味着从加法器23c输出的第1脉冲P1和第2脉冲P2。

如图6所示，第1脉冲P1和第2脉冲P2分别由于传输路径4b中的传输损耗而在波形中产生钝化。

图6是示出由于传输路径4b中的传输损耗而在波形中产生钝化的第1脉冲P1和第2脉冲P2的说明图。

接收器3的比较器32被输入从信号中继器2输出到传输路径4b的差动信号。

比较器32根据差动信号对发送数据T进行解调，将解调后的发送数据T输出到数据接收部33。

图7是示出从比较器32输出的发送数据T的说明图。

如图7所示，从比较器32输出的信号成为NRZ方式的发送数据，相当于提供给数据发送部11的脉冲波形的发送数据T。

比较器32的解调处理与比较器22的解调处理相同，因此省略详细说明。

以上的实施方式1以具有信号中继器2的方式构成通信系统，该信号中继器2根据从发送器1输出到传输路径4a的第1脉冲和第2脉冲对发送数据进行解调，再现第1脉冲，作为与解调后的发送数据的上升同步的脉冲，并且，再现第2脉冲，作为与解调后的发送数据的下降同步的脉冲，将再现的第1脉冲和再现的第2脉冲分别输出到传输路径4b。因此，实施方式1的通信系统即使延长发送器1与接收器3之间的传输路径的线路长度，也能够减少信号的错误解调。

实施方式1的通信系统所具有的信号中继器2具有均衡器电路，该均衡器电路具有与传输路径中的传输损耗对应的增益，由此，并不是对传输损耗进行补偿。因此，实施方式1的通信系统即使事先无法掌握与传输路径中的传输损耗对应的准确的增益，也能够减少信号的错误的解调。

在实施方式1的通信系统中，示出窄脉冲生成电路12具有反相器12a、延迟器12b和加法器12c的结构例。此外，示出窄脉冲生成电路23具有反相器23a、延迟器23b和加法器23c的结构例。

但是，窄脉冲生成电路12和窄脉冲生成电路23各自的结构不限于图1所示的结构。

例如，窄脉冲生成电路12也可以是图8所示的结构。此外，窄脉冲生成电路23也可以是图9所示的结构。

图8是示出发送器1中的另一个窄脉冲生成电路12的结构图。

图9是示出信号中继器2中的另一个窄脉冲生成电路23的结构图。

在图8的例子中，窄脉冲生成电路12具有一端与数据发送部11的输出侧和放大器13的输入侧的连接点12d连接的短路短截线12e、以及一端与连接点12d连接的开路短截线12f。

在图8所示的窄脉冲生成电路12中，与图1所示的窄脉冲生成电路12同样，也能够分别生成第1脉冲P1和第2脉冲P2。

例如，如式(1)所示，根据从数据发送部11输出的发送数据T的上升时间Tr、以及短路短截线12e和开路短截线12f中的各自的有效相对介电常数ε_reff1，分别决定短路短截线12e的线路长度Ls1和开路短截线12f的线路长度Lo1。

在式(1)中，c是光速。

在图9的例子中，窄脉冲生成电路23具有一端与比较器22的输出侧和放大器24的输入侧的连接点23d连接的短路短截线23e、以及一端与连接点23d连接的开路短截线23f。

在图9所示的窄脉冲生成电路23中，与图1所示的窄脉冲生成电路23同样，也能够分别再现第1脉冲P1和第2脉冲P2。

例如，如式(2)所示，根据从比较器22输出的信号的上升时间Tr、以及短路短截线23e和开路短截线23f中的各自的有效相对介电常数ε_reff2，分别决定短路短截线23e的线路长度Ls2和开路短截线23f的线路长度Lo2。

图10是示出窄脉冲生成电路12和窄脉冲生成电路23中的各自的输入信号的波形和输出信号的波形的说明图。

如图10所示，窄脉冲生成电路12和窄脉冲生成电路23分别能够生成第1脉冲P1和第2脉冲P2。

实施方式2

在实施方式1中，在连接发送器1和接收器3的传输路径的中途***一个信号中继器2，示出通信系统。

在实施方式2中，在连接发送器1和接收器3的传输路径的中途***多个信号中继器2，对通信系统进行说明。

图11是示出实施方式2的通信系统的结构图。

在图11所示的通信系统中，示出在连接发送器1和接收器3的传输路径的中途***2个信号中继器2的例子，但是，也可以***3个以上的信号中继器2。

在图11中，与图1相同的标号表示相同或相当部分，因此省略说明。

传输路径4c连接2个信号中继器2之间。

传输路径4c与传输路径4a和传输路径4b同样，应用金属缆线或印刷基板布线等。

2个信号中继器2是与实施方式1的信号中继器2相同的信号中继器。

其中，2个信号中继器2中的靠接收器3侧的信号中继器2根据从前级的另一个信号中继器即靠发送器1侧的信号中继器2输出到传输路径4c的第1脉冲P1和第2脉冲P2，对发送数据T进行解调。

信号中继器2是如下的设备：被***到传输路径的中途，以使得传输路径中的传输损耗不会增大到接收器3无法准确地进行信号解调的程度。

因此，***到传输路径的中途的信号中继器2的数量越多，则越能够延长发送器1与接收器3之间的传输路径的线路长度。

在实施方式1、2的信号传输方式中，在不会由于传输路径的损耗而产生符号间干涉的范围内，逐次进行信号的中继。因此，在实施方式1、2的信号传输方式中，即使增加信号中继器2的数量，在原理上也不会产生数据错误，能够进行长距离的数据传输。

另外，本申请发明能够在其发明范围内进行各实施方式的自由组合、或各实施方式的任意结构要素的变形或各实施方式中的任意结构要素的省略。

产业上的可利用性

本发明适用于在连接发送器和接收器的传输路径的中途***信号中继器的通信系统。

此外，本发明适用于***到连接发送器和接收器的传输路径的中途的信号中继器。

标号说明

1：发送器；2：信号中继器；3：接收器；4a、4b、4c：传输路径；11：数据发送部；12：窄脉冲生成电路；12a：反相器；12b：延迟器；12c：加法器；12d：连接点；12e：短路短截线；12f：开路短截线；13：放大器；14：输出电阻；21：终端电阻；22：比较器；23：窄脉冲生成电路；23a：反相器；23b：延迟器；23c：加法器；23d：连接点；23e：短路短截线；23f：开路短截线；24：放大器；25：输出电阻；31：终端电阻；32：比较器；33：数据接收部。