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公開番号2024169640
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-05
出願番号2024165521,2023099256
出願日2024-09-24,2020-07-09
発明の名称通信装置
出願人株式会社東芝,東芝デバイス&ストレージ株式会社
代理人弁理士法人鈴榮特許綜合事務所
主分類H04L 25/02 20060101AFI20241128BHJP(電気通信技術)
要約【課題】多チャンネルの通信装置におけるジッタを抑制する。
【解決手段】実施形態の通信装置は、発振器と、信号生成回路と、絶縁素子と、出力回路と、を含む。発振器は、外部から入力された入力信号が第1論理レベルである場合に、キャリア信号を出力する。信号生成回路は、遅延回路と、第1入力端に入力信号が入力され、且つ第2入力端に遅延回路を介した入力信号が入力される第1論理回路と、第1入力端に第1論理回路の出力端が接続され、且つ第2入力端にキャリア信号が入力される第2論理回路と、第1入力端に入力信号が入力され、且つ第2入力端に第2論理回路の出力端が接続された第3論理回路と、第3論理回路によって出力された電圧を増幅する駆動回路と、を含む。絶縁素子は、駆動回路の出力に接続される。出力回路は、駆動回路の出力信号に基づいた信号を、絶縁素子を介して受信し、外部に出力する。
【選択図】図23
特許請求の範囲【請求項１】
外部から入力された第１入力信号及び第２入力信号の少なくとも１つが第１論理レベルである場合に、第１キャリア信号と第２キャリア信号とを出力する発振器と、
第１遅延回路と、第１入力端に前記第１入力信号が入力され、且つ第２入力端に前記第１遅延回路を介した前記第１入力信号が入力される第１論理回路と、第１入力端に前記第１論理回路の出力端が接続され、且つ第２入力端に前記第１キャリア信号が入力される第２論理回路と、第１入力端に前記第１入力信号が入力され、且つ第２入力端に前記第２論理回路の出力端が接続された第３論理回路と、前記第３論理回路によって出力された電圧を増幅する第１駆動回路と、を含む第１信号生成回路と、
第２遅延回路と、第１入力端に前記第２入力信号が入力され、且つ第２入力端に前記第２遅延回路を介した前記第２入力信号が入力される第４論理回路と、第１入力端に前記第４論理回路の出力端が接続され、且つ第２入力端に前記第２キャリア信号が入力される第５論理回路と、第１入力端に前記第２入力信号が入力され、且つ第２入力端に前記第５論理回路の出力端が接続された第６論理回路と、前記第６論理回路によって出力された電圧を増幅する第２駆動回路と、を含む第２信号生成回路と、
前記第１駆動回路の出力に接続された第１絶縁素子と、
前記第２駆動回路の出力に接続された第２絶縁素子と、
前記第１駆動回路の出力信号に基づいた信号を、前記第１絶縁素子を介して受信し、外部に出力する第１出力回路と、
前記第２駆動回路の出力信号に基づいた信号を、前記第２絶縁素子を介して受信し、外部に出力する第２出力回路と、
を備える、通信装置。
続きを表示（約 540 文字）【請求項２】
前記第１論理回路、前記第３論理回路、前記第４論理回路、及び前記第６論理回路は、論理積回路であり、
前記第２論理回路、及び前記第５論理回路は、否定論理積回路である、
請求項１に記載の通信装置。
【請求項３】
前記第１信号生成回路は、入力端に前記第２論理回路の前記出力端が接続された第１インバータと、第１入力端に前記第１入力信号が入力され、且つ第２入力端に前記第１インバータの出力端が接続された第７論理回路と、をさらに含み、
前記第２信号生成回路は、入力端に前記第５論理回路の前記出力端が接続された第２インバータと、第１入力端に前記第２入力信号が入力され、且つ第２入力端に前記第２インバータの出力端が接続された第８論理回路と、をさらに含み、
前記第１駆動回路は、前記第３論理回路の出力と前記第７論理回路の出力とを差動増幅し、
前記第２駆動回路は、前記第６論理回路の出力と前記第８論理回路の出力とを差動増幅する、
請求項１又は請求項２に記載の通信装置。
【請求項４】
前記第１キャリア信号と前記第２キャリア信号の位相が異なる、
請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の通信装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
実施形態は、通信装置に関する。
続きを表示（約 3,200 文字）【背景技術】
【０００２】
高電圧機器と低電圧機器とを接続する通信装置が備える素子として、ガルバニック絶縁素子が知られている。ガルバニック絶縁素子は、高電圧機器と低電圧機器との間のノイズの回り込みや感電を回避するために使用され、入出力の電気的絶縁を確保しつつ信号のみを伝達することが出来る。ガルバニック絶縁素子が信号の伝達に用いる媒体としては、例えば光、電界、及び磁界が挙げられる。
【０００３】
例えば、信号の伝達媒体として光信号を用いるガルバニック絶縁素子としては、光発生素子としての発光ダイオード（ＬＥＤ）と、光受信素子としてのフォトダイオード（ＰＤ）とを備えるフォトカプラが知られている。フォトカプラは、ＬＥＤとＰＤとの間に設けられた樹脂により、電気的絶縁を確保している。このため、フォトカプラは、絶縁機能に対する信頼性が高い。
【０００４】
しかしながら、通信装置が複数の信号を伝送する場合には、フォトカプラが、伝送される信号の数と同数のＬＥＤ及びＰＤの組を備える必要がある。一つのフォトカプラに複数のＬＥＤと複数のＰＤとが実装された場合、伝送される複数の信号の間でクロストークが発生し得る。また、フォトカプラに複数のＬＥＤと複数のＰＤとを実装することは、組み立てが複雑になることによる信頼性の低下や、コストの増大の原因になり得る。
【０００５】
これに対して、信号の伝達媒体として電界又は磁界を用いるガルバニック絶縁素子は、上記のフォトカプラの懸念点を解消し得る。信号の伝達媒体として電界又は磁界を用いるガルバニック絶縁素子は、デジタルアイソレータとも呼ばれている。電界が信号の伝達媒体として使用される場合には、例えば絶縁層の両端に金属板が形成された絶縁容量が使用される。磁界が信号の伝達媒体として使用される場合には、例えば絶縁層の両端にコイルを形成した絶縁トランスが使用される。絶縁容量や絶縁トランスを同一の半導体基板上に複数個実装することは、容易に実現され得る。従って、複数の信号を伝送する通信装置は、ガルバニック絶縁素子としてデジタルアイソレータを使用することによって、フォトカプラを使用する場合よりもコストを抑制することが出来る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
米国特許第５９５２８４９号明細書
米国特許第７３０２２４７号明細書
米国特許第９６６０８４８号明細書
米国特許第７３７６２１２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
多チャンネルの通信装置におけるジッタを抑制する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
実施形態の通信装置は、発振器と、第１信号生成回路と、第２信号生成回路と、第１絶縁素子と、第２絶縁素子と、第１出力回路と、第２出力回路と、を含む。発振器は、外部から入力された第１入力信号及び第２入力信号の少なくとも１つが第１論理レベルである場合に、第１キャリア信号と第２キャリア信号とを出力する。第１信号生成回路は、第１遅延回路と、第１入力端に第１入力信号が入力され、且つ第２入力端に第１遅延回路を介した第１入力信号が入力される第１論理回路と、第１入力端に第１論理回路の出力端が接続され、且つ第２入力端に第１キャリア信号が入力される第２論理回路と、第１入力端に第１入力信号が入力され、且つ第２入力端に第２論理回路の出力端が接続された第３論理回路と、第３論理回路によって出力された電圧を増幅する第１駆動回路と、を含む。第２信号生成回路は、第２遅延回路と、第１入力端に第２入力信号が入力され、且つ第２入力端に第２遅延回路を介した第２入力信号が入力される第４論理回路と、第１入力端に第４論理回路の出力端が接続され、且つ第２入力端に第２キャリア信号が入力される第５論理回路と、第１入力端に第２入力信号が入力され、且つ第２入力端に第５論理回路の出力端が接続された第６論理回路と、第６論理回路によって出力された電圧を増幅する第２駆動回路と、を含む。第１絶縁素子は、第１駆動回路の出力に接続される。第２絶縁素子は、第２駆動回路の出力に接続される。第１出力回路は、第１駆動回路の出力信号に基づいた信号を、第１絶縁素子を介して受信し、外部に出力する。第２出力回路は、第２駆動回路の出力信号に基づいた信号を、第２絶縁素子を介して受信し、外部に出力する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
第１実施形態に係る通信装置の構成の一例を示すブロック図。
第１実施形態に係る通信装置の備えるＲＦ発生器の回路構成の一例を示す回路図。
第１実施形態に係る通信装置の備える信号生成回路の回路構成の一例を示す回路図。
第１実施形態に係る通信装置の備える絶縁素子の回路構成の一例を示す回路図。
入力信号の変調動作の一例を示すタイミングチャート。
第１実施形態に係る通信装置における動作の一例を示すタイミングチャート。
第１実施形態の比較例に係る通信装置における動作の一例を示すタイミングチャート。
第１実施形態の第１変形例に係る通信装置の構成の一例を示すブロック図。
第１実施形態の第２変形例に係る通信装置の構成の一例を示すブロック図。
第１実施形態の第３変形例に係る通信装置の構成の一例を示すブロック図。
第２実施形態に係る通信装置の備える信号生成回路の回路構成の一例を示す回路図。
第２実施形態に係る通信装置の備える絶縁素子の回路構成の一例を示す回路図。
第２実施形態に係る通信装置における動作の一例を示すタイミングチャート。
第２実施形態の変形例に係る通信装置の備える絶縁素子の回路構成の一例を示す回路図。
第２実施形態の変形例に係る通信装置の備える信号生成回路の回路構成の一例を示す回路図。
第３実施形態に係る通信装置の構成の一例を示すブロック図。
第３実施形態の第１変形例に係る通信装置の備えるＲＦ発生器の回路構成の一例を示す回路図。
第３実施形態の第１変形例に係る通信装置の構成の一例を示すブロック図。
第３実施形態の第２変形例に係る通信装置の備えるＲＦ発生器の回路構成の一例を示す回路図。
第３実施形態の第２変形例に係る通信装置の構成の一例を示すブロック図。
第３実施形態の第２変形例に係る通信装置の備えるＲＦ発生器の回路構成の一例を示す回路図。
第３実施形態の第３変形例に係る通信装置の備えるＲＦ発生器の回路構成の一例を示す回路図。
第４実施形態に係る通信装置の備える信号生成回路の回路構成の一例を示す回路図。
第４実施形態に係る通信装置における動作の一例を示すタイミングチャート。
第４実施形態に係る通信装置における動作の一例を示すタイミングチャート。
第４実施形態に係る通信装置における動作の一例を示すタイミングチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、実施形態について図面を参照して説明する。各実施形態は、発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示している。図面は模式的又は概念的なものであり、各図面の寸法及び比率等は必ずしも現実のものと同一とは限らない。本発明の技術的思想は、構成要素の形状、構造、配置等によって特定されるものではない。
（【００１１】以降は省略されています）

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