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公開番号2025091148
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-18
出願番号2023206220
出願日2023-12-06
発明の名称差動通信回路
出願人株式会社デンソー,トヨタ自動車株式会社,株式会社ミライズテクノロジーズ,国立大学法人東京大学
代理人弁理士法人サトー
主分類H04L 25/02 20060101AFI20250611BHJP(電気通信技術)
要約【課題】差動通信信号に重畳される同相雑音信号が通信に及ぼす影響を抑制する。
【解決手段】送受信回路11は、絶縁回路8を介して入力される差動通信信号を減衰して受信回路25に供給する減衰器26と、減衰器26の出力信号に基づいて差動通信信号に重畳される同相雑音信号を抑える同相信号抑圧回路28と、を備える。同相信号抑圧回路28は、減衰器26の出力信号における同相電圧を検出する同相信号検出回路と、検出された同相電圧から第1参照電圧を減算して得られる第1差電圧が負の電圧になる場合に第1差電圧に比例した第1補正電流を生成して送受信回路11の入出力端子に供給する第1電流生成回路と、第2参照電圧から検出された同相電圧を減算して得られる第2差電圧が正の電圧になる場合に第2差電圧に比例した第2補正電流を生成して送受信回路11の入出力端子に供給する第2電流生成回路と、を備える。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
差動通信伝送路（４、４ａ～４ｄ）と、前記差動通信伝送路を介して互いに絶縁された状態で通信を行う複数の差動通信回路（２０）と、を備えた絶縁差動通信システム（１）において用いられる前記差動通信回路であって、
前記差動通信伝送路を介して送信データに応じた差動通信信号を他の前記差動通信回路へ送信する送信回路（２４）と、前記差動通信伝送路を介して他の前記差動通信回路から送信された差動通信信号を受信して受信データを生成して出力する受信回路（２５）と、を含む送受信回路（１１、１１ａ、１１ｂ）と、
前記差動通信伝送路と前記送受信回路との間を絶縁する絶縁回路（８、８ａ、８ｂ）と、
前記送信データを生成して前記送受信回路へ出力するとともに、前記送受信回路から出力される前記受信データを入力する通信制御回路（１２）と、
を備え、
前記送受信回路は、
前記絶縁回路を介して入力される前記差動通信信号を減衰して前記受信回路に供給する減衰器（２６）と、
前記減衰器の出力信号に基づいて前記差動通信信号に重畳される同相雑音信号を抑える同相信号抑圧回路（２８、４１、５１）と、
を備え、
前記同相信号抑圧回路は、
前記減衰器の出力信号における同相電圧を検出する同相信号検出回路（３３）と、
前記同相信号検出回路により検出された前記同相電圧から第１参照電圧を減算して得られる第１差電圧が負の電圧になる場合に前記第１差電圧に比例した第１補正電流を生成し、その生成した第１補正電流を前記送受信回路の入出力端子に供給する第１電流生成回路（３４、４３、５３）と、
第２参照電圧から前記同相信号検出回路により検出された前記同相電圧を減算して得られる第２差電圧が正の電圧になる場合に前記第２差電圧に比例した第２補正電流を生成し、その生成した第２補正電流を前記送受信回路の入出力端子に供給する第２電流生成回路（３５、４４、５４）と、
を備える差動通信回路。
続きを表示（約 970 文字）【請求項２】
前記第１電流生成回路は、第１ダイオード（Ｄ１、Ｄ２）を備え、前記第１ダイオードを順方向に介して前記第１補正電流を前記送受信回路の入出力端子に供給し、
前記第２電流生成回路は、第２ダイオード（Ｄ３、Ｄ４）を備え、前記第２ダイオードを逆方向に介して前記第２補正電流を前記送受信回路の入出力端子に供給する請求項１に記載の差動通信回路。
【請求項３】
前記送受信回路は、前記差動通信伝送路を介した通信または前記通信制御回路からの起動信号により、通常の通信を行うことができる通信状態と、前記通信状態よりも電力消費量が低減された待機状態と、を切り替え可能に構成されている請求項１に記載の差動通信回路。
【請求項４】
前記同相信号抑圧回路（４１）は、さらに、前記同相信号検出回路により検出された前記同相電圧を整流および平滑することにより前記同相電圧の振幅に応じて変化する可変バイアス電流を生成するアダプティブバイアス生成回路（４２）を備え、
前記第１電流生成回路（４３）は、前記可変バイアス電流、または、一定の第１バイアス電流に前記可変バイアス電流を加えた電流を基にして前記第１補正電流を生成する構成であり、
前記第２電流生成回路（４４）は、前記可変バイアス電流、または、一定の第２バイアス電流に前記可変バイアス電流を加えた電流を基にして前記第２補正電流を生成する構成である請求項１から３のいずれか一項に記載の差動通信回路。
【請求項５】
前記第１電流生成回路（５３）は、前記第１補正電流の大きさを変更可能に構成され、
前記第２電流生成回路（５４）は、前記第２補正電流の大きさを変更可能に構成され、
前記同相信号抑圧回路（５１）は、さらに、前記同相信号検出回路により検出された前記同相電圧を整流および平滑することにより前記同相電圧の振幅を判定する振幅判定回路（５２）を備え、
前記第１電流生成回路は、前記振幅判定回路による判定結果に応じて前記第１補正電流の大きさを変更し、
前記第２電流生成回路は、前記振幅判定回路による判定結果に応じて前記第２補正電流の大きさを変更する請求項１から３のいずれか一項に記載の差動通信回路。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、差動通信伝送路と、その差動通信伝送路を介して互いに絶縁された状態で通信を行う複数の差動通信回路と、を備えた絶縁差動通信システムにおいて用いられる差動通信回路に関する。
続きを表示（約 2,600 文字）【背景技術】
【０００２】
例えば自動車などの車両に搭載される車載向け絶縁通信回路は、ＢＣＩ試験試験やＩＳＯ７６３７－３試験に代表されるコモンモード過渡耐性試験であるＣＭＴＩ試験にパスする必要がある。なお、ＢＣＩは、Bulk Current Injectionの略称であり、ＣＭＴＩは、Common Mode Transient Immunityの略称である。特許文献１には、このような試験をパスするため構成として、送信機と受信機との間が容量絶縁された絶縁通信回路において、受信機側にクロスカップル回路および同相帰還回路による同相雑音抑制回路を設け、それにより同相雑音だけを抑圧する構成が開示されている。以下、特許文献１に開示される構成のことを従来技術と称することがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
米国特許第８８９６３７７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来技術の同相雑音抑制回路は、線形動作する領域が狭い。また、従来技術の同相帰還回路は、疑似差動増幅回路であり、線形領域動作から外れると、入力された同相雑音が同相－差動変換されるため、差動通信信号に対して差動雑音が入力されて通信誤りを引き起こすおそれがある。また、従来技術では、注入される同相雑音が例えば２０Ｖ程度といった比較的大きい雑音が注入される可能性がある用途への適用を考慮した場合、回路を構成するトランジスタとしてゲート・ソース間電圧Ｖｇｓおよびドレイン・ソース間電圧Ｖｄｓに対して高耐圧なＭＯＳトランジスタが必要となる。
【０００５】
従来技術の同相帰還回路は、既述した通り疑似差動増幅回路であるため、ある程度の定常バイアス電流が必要となり、その分だけ消費電力が大きくならざるを得ない。また、従来技術の同相帰還回路は、線形領域動作が狭く、同相帰還可能な周波数領域が狭いため、同相雑音の大きさに応じた帰還電流を流せない。そのため、従来技術では、入力された同相雑音が同相－差動変換されて差動雑音となりＳＮＲを劣化させて通信誤りを引き起こすおそれがある。なお、ＳＮＲは、Signal to Noise Ratioの略称である。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、差動通信信号に重畳される同相雑音信号が通信に及ぼす影響を抑制することができる差動通信回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の差動通信回路は、差動通信伝送路（４、４ａ～４ｄ）と、前記差動通信伝送路を介して互いに絶縁された状態で通信を行う複数の差動通信回路（２０）と、を備えた絶縁差動通信システム（１）において用いられる前記差動通信回路である。前記差動通信回路は、前記差動通信伝送路を介して送信データに応じた差動通信信号を他の前記差動通信回路へ送信する送信回路（２４）と、前記差動通信伝送路を介して他の前記差動通信回路から送信された差動通信信号を受信して受信データを生成して出力する受信回路（２５）と、を含む送受信回路（１１、１１ａ、１１ｂ）と、前記差動通信伝送路と前記送受信回路との間を絶縁する絶縁回路（８、８ａ、８ｂ）と、前記送信データを生成して前記送受信回路へ出力するとともに、前記送受信回路から出力される前記受信データを入力する通信制御回路（１２）と、を備える。
【０００８】
前記送受信回路は、前記絶縁回路を介して入力される前記差動通信信号を減衰して前記受信回路に供給する減衰器（２６）と、前記減衰器の出力信号に基づいて前記差動通信信号に重畳される同相雑音信号を抑える同相信号抑圧回路（２８、４１、５１）と、を備える。前記同相信号抑圧回路は、前記減衰器の出力信号における同相電圧を検出する同相信号検出回路（３３）と、前記同相信号検出回路により検出された前記同相電圧から第１参照電圧を減算して得られる第１差電圧が負の電圧になる場合に前記第１差電圧に比例した第１補正電流を生成し、その生成した第１補正電流を前記送受信回路の入出力端子に供給する第１電流生成回路（３４、４３、５３）と、第２参照電圧から前記同相信号検出回路により検出された前記同相電圧を減算して得られる第２差電圧が正の電圧になる場合に前記第２差電圧に比例した第２補正電流を生成し、その生成した第２補正電流を前記送受信回路の入出力端子に供給する第２電流生成回路（３５、４４、５４）と、を備える。
【０００９】
このような構成によれば、差動通信信号が減衰器により減衰されてから同相信号抑圧回路に入力されることになるため、電圧振幅が比較的大きい同相雑音信号が差動通信信号に重畳された場合でも、同相信号抑圧回路を正常に機能させることが可能となる。したがって、上記構成によれば、電圧振幅が比較的大きい同相雑音信号が差動通信信号に重畳された場合であっても、同相信号抑圧回路の動作により同相雑音信号が打ち消され、その結果、差動通信信号に重畳される同相雑音信号が通信に及ぼす影響を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
第１実施形態に係る電池監視システムの構成を模式的に示す図
第１実施形態に係る絶縁差動通信回路の構成を模式的に示す図
第１実施形態に係る差動通信回路の具体的な構成の一例を示す図
第１実施形態に係る絶縁回路の具体的な構成の一例を示す図
第１実施形態に係る減衰器および同相バイアス回路の具体的な構成の一例を示す図
第１実施形態に係る同相信号抑圧回路の構成を模式的に示す図
第１実施形態に係る同相信号抑圧回路の具体的な構成の一例を示す図
第１実施形態に係る第１電流生成回路が備えるオペアンプの具体的な構成の一例を示す図
第１実施形態に係る第２電流生成回路が備えるオペアンプの具体的な構成の一例を示す図
第２実施形態に係る同相信号抑圧回路の具体的な構成の一例を示す図
第３実施形態に係る同相信号抑圧回路の具体的な構成の一例を示す図
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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