(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-10-04
(45)【発行日】2024-10-15
(54)【発明の名称】信号生成装置および信号読取システム
(51)【国際特許分類】
H04L 25/02 20060101AFI20241007BHJP
【ＦＩ】
H04L25/02 303Z
H04L25/02 V
【請求項の数】
8
(21)【出願番号】P 2020162898
(22)【出願日】2020-09-29
(65)【公開番号】P2021064940
(43)【公開日】2021-04-22
【審査請求日】2023-07-26
(31)【優先権主張番号】P 2019186996
(32)【優先日】2019-10-10
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000227180
【氏名又は名称】日置電機株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100104787
【弁理士】
【氏名又は名称】酒井 伸司
(72)【発明者】
【氏名】柳沢 浩一
(72)【発明者】
【氏名】笠井 真
(72)【発明者】
【氏名】池田 大桂
(72)【発明者】
【氏名】坂井 智春
【審査官】白井 亮
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１９－１４６１４１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１９－１２８８０５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭４８－０５３６０５（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０４Ｌ ２５／０２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
被覆導線で構成される通信路を介して伝送されるロジック信号に基づき、当該ロジック信号に対応する符号を特定可能な符号特定用信号を生成する信号生成装置であって、前記被覆導線から検出された前記ロジック信号の微分波形に相当する信号波形を積分することにより、当該ロジック信号の信号波形と同等の信号波形の復元信号を生成する信号復元部と、
前記復元信号を閾値電圧と比較して二値化することにより前記符号特定用信号を生成する信号生成部とを備えている信号生成装置。
【請求項2】
前記信号復元部は、一次巻線および二次巻線を有するトランスと当該二次巻線の各端子間に接続された抵抗とを備えて、前記被覆導線における被覆部に接触させられる電極と当該被覆導線との間の結合容量を介して当該電極によって検出された信号を前記一次巻線に入力すると共に前記二次巻線から出力される前記ロジック信号の微分波形に相当する信号波形を積分することにより前記復元信号を生成する請求項１記載の信号生成装置。
【請求項3】
前記信号復元部は、前記被覆導線における被覆部に接触させられる電極と当該被覆導線との間の結合容量を介して容量結合を介して当該電極によって検出された信号を入力する抵抗素子を備え、当該抵抗素子に発生した前記ロジック信号の微分波形に相当する信号波形を積分することにより前記復元信号を生成する請求項１記載の信号生成装置。
【請求項4】
前記信号復元部は、一次巻線および二次巻線を有するトランスと当該二次巻線の各端子間に接続された抵抗とを備えて、前記被覆導線に装着された電流検出プローブから出力される信号を前記一次巻線に入力すると共に前記二次巻線から出力される前記ロジック信号の微分波形に相当する信号波形を積分することにより前記復元信号を生成する請求項１記載の信号生成装置。
【請求項5】
前記信号復元部は、前記被覆導線に装着された電流検出プローブから出力される信号を入力する抵抗素子を備え、当該抵抗素子に発生した前記ロジック信号の微分波形に相当する信号波形を積分することにより前記復元信号を生成する請求項１記載の信号生成装置。
【請求項6】
前記信号復元部と前記信号生成部との間に配設されて、前記復元信号を、当該復元信号のピークピーク電圧と同等のピークピーク電圧で、かつ低電圧期間の電圧がターゲット定電圧に規定されたシングルエンド信号に整形して出力する波形整形部を備えている請求項１から５のいずれかに記載の信号生成装置。
【請求項7】
前記信号復元部と前記信号生成部との間に配設されて、前記復元信号を、当該復元信号のピークピーク電圧と同等のピークピーク電圧で、かつ高電圧期間の電圧がターゲット定電圧に規定されたシングルエンド信号に整形して出力する波形整形部を備えている請求項１から５のいずれかに記載の信号生成装置。
【請求項8】
請求項１から７のいずれかに記載の信号生成装置と、前記信号生成装置によって生成された前記符号特定用信号を前記ロジック信号の通信方式に準拠した通信方式の信号に変換して出力する信号変換装置とを備えている信号読取システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、通信路を介して伝送される２線差動電圧方式のロジック信号に基づいてロジック信号に対応する符号列を特定可能な符号特定用信号を生成する信号生成装置、およびそのような信号生成装置を備えた信号読取システムに関するものである。
【背景技術】
【0002】
例えば、下記の特許文献１には、ＣＡＮ通信用のシリアルバス（車内ＬＡＮ）を介して伝送されている各種ＣＡＮフレーム（制御データ）を収集して記録可能に構成された車両データ収集装置（以下、単に「収集装置」ともいう）の発明が開示されている。この収集装置は、故障診断やメンテナンスなどを目的として外部機器を接続可能にシリアルバスに設けられているダイアグコネクタ（診断機器接続用コネクタ：以下、単に「コネクタ」ともいう）に接続可能に構成されている。また、この収集装置では、上記のコネクタに接続することでコネクタを介して供給される電源によって動作し、イグニッションスイッチの操作に連動してシリアルバスからのＣＡＮフレームの収集の開始／停止を自動的に実行する構成が採用されている。
【0003】
ところで、上記の収集装置の構成とは異なる構成（シリアルバスに設けられているコネクタを使用しない構成）で、シリアルバスからＣＡＮフレームを読み取る装置が望まれていたため、本願出願人は、下記の特許文献２に開示されている信号生成装置および信号読取システムを提案した。
【0004】
この信号生成装置は、通信路（ＣＡＮ通信用のシリアルバスを構成する一対の被覆導線）を介して伝送される２線差動電圧方式のロジック信号における高電位期間および低電位期間の配列パターンであるロジックパターンに従って変化する各被覆導線間の電位差の変化を示す差分信号を検出する検出部と、信号生成部とを備えて、ロジック信号に対応する符号列を特定可能な符号特定用信号を生成する。
【0005】
この場合、検出部は、一次巻線および二次巻線を有するトランスとこの二次巻線の各端子間に接続された抵抗とを備えて、一対の被覆導線における被覆部にそれぞれ接触させられる一対の電極とこの一対の被覆導線との間の結合容量を介してこの一対の電極によって検出された各信号を一次巻線の各端子に入力すると共に二次巻線の各端子から出力される出力信号に基づいて、上記の差分信号を検出する。信号生成部は、差分信号の立ち上がり時の電圧が第１基準値以上となったときを低電圧期間の開始とし、かつ差分信号の立ち下がり時の電圧が第２基準値以下となったときを高電圧期間の開始とする信号を符号特定用信号として生成する。
【0006】
この構成の信号生成装置では、一対の電極と検出部とを接続するシールドケーブルの配線容量を考慮しない構成（この配線容量の容量値が無視し得る程度に小さい構成）においては、被覆導線の電圧が結合容量で微分されて電極に伝送される構成のため、検出部から出力される差分信号Ｓｄは、図１６に示すように、一対の被覆導線の各電圧Ｖａ，Ｖｂの差分電圧（Ｖａ－Ｖｂ）で表されるロジック信号Ｓａの低電圧の状態（符号Ｃｓ「１」を示すレセッシブの状態）から高電圧の状態（符号Ｃｓ「０」を示すドミナントの状態）に移行するタイミング（ロジック信号Ｓａの立ち上がりエッジ）でゼロボルトから最大正電圧まで短時間に立ち上がり、その後、徐々に低下してゼロボルトに戻り、ロジック信号Ｓａの高電圧の状態から低電圧の状態に移行するタイミング（ロジック信号Ｓａの立ち下がりエッジ）でゼロボルトから最大負電圧まで短時間に立ち下がり、その後、徐々に上昇してゼロボルトに戻るという波形（微分波形）の信号となっている。
【0007】
検出部の後段に配設された信号生成部は、一例として、正負の２つの作動電圧（例えば、±５Ｖ）で動作するヒステリシス付のコンパレータ（出力電圧がゼロボルトを基準として抵抗分圧されて非反転入力端子に印加され、差分信号Ｓｄが反転入力端子に入力されるコンパレータ）で構成されている。この構成により、信号生成部は、図１６に示すように、正側の出力電圧（正側の作動電圧に近い電圧）が抵抗分圧されて得られる第１基準値としての正側閾値Ｖｒ１と、負側の出力電圧（負側の作動電圧に近い電圧）が抵抗分圧されて得られる第２基準値としての負側閾値Ｖｒ２（｜Ｖｒ２｜＝｜Ｖｒ１｜）とに基づいて、検出部からの差分信号Ｓｄを二値化信号としての符号特定用信号Ｓｆに変換して出力する。この場合、図１６に示すように、符号特定用信号Ｓｆは、高電圧期間がロジック信号Ｓａの符号「１」の期間（レセッシブ）に対応し、低電圧期間がロジック信号Ｓａの符号「０」の期間（ドミナント）に対応している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【文献】特開２００８－７０１３３号公報（第４－１１頁、第１－１７図）
【文献】特開２０１９－１４６１４１号公報（第１４－１６頁、第１－３図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
ところが、ＣＡＮ通信用のシリアルバスでは、シリアルバスに接続されている複数の電子制御装置（ＥＣＵ）から出力される信号同士が衝突する事態が常態において発生している。このため、ロジック信号Ｓａの信号波形は、上記した図１６に示すような、符号Ｃｓ「１」，「０」の各期間において、符号「１」，「０」に対応した電圧（低電圧または高電圧）で一定となる理想的な波形ではなく、図１７に示すように、特に高電圧の期間においてパルス状やステップ状に上昇したり低下したりする波形となっている。このため、上記の本願出願人が提案した信号生成装置のように、検出部が、ロジック信号Ｓａの微分波形に相当する信号波形の差分信号Ｓｄを生成し、かつヒステリシス付のコンパレータで構成される信号生成部が、この差分信号Ｓｄを正側閾値Ｖｒ１および負側閾値Ｖｒ２と比較して符号特定用信号Ｓｆを生成する構成では、図１７に示すように、符号Ｃｓ「１」，「０」の切り替わりタイミング以外のときにおいても、ロジック信号Ｓａの電圧がパルス状やステップ状に上昇したり低下したりする際の変化率が大きいタイミングで、差分信号Ｓｄが正側閾値Ｖｒ１を上回ったり（例えば、同図中の時間ｔ２，ｔ４，ｔ６のタイミング）、負側閾値Ｖｒ２を下回ったり（例えば、同図中の時間ｔ１，ｔ３，ｔ５のタイミング）する状態が発生する。したがって、この信号生成装置には、図１７に示すように、符号「０」に対応した低電圧期間において一時的に高電圧となる状態が発生する（つまり、誤った符号特定用信号Ｓｆが生成される）という改善すべき課題が存在している。
【0010】
本発明は、かかる改善すべき課題に鑑みてなされたものであり、結合容量を介してＣＡＮ通信用のシリアルバスのような通信路と接続される構成を採用しつつ、ロジック信号で示される符号を正確に特定し得る符号特定用信号を生成可能な信号生成装置および信号読取システムを提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0011】
上記目的を達成すべく本発明の信号生成装置は、被覆導線で構成される通信路を介して伝送されるロジック信号に基づき、当該ロジック信号に対応する符号を特定可能な符号特定用信号を生成する信号生成装置であって、前記被覆導線から検出された前記ロジック信号の微分波形に相当する信号波形を積分することにより、当該ロジック信号の信号波形と同等の信号波形の復元信号を生成する信号復元部と、前記復元信号を閾値電圧と比較して二値化することにより前記符号特定用信号を生成する信号生成部とを備えている。
【0012】
また、本発明の信号生成装置は、上記の信号生成装置において、前記信号復元部は、一次巻線および二次巻線を有するトランスと当該二次巻線の各端子間に接続された抵抗とを備えて、前記被覆導線における被覆部に接触させられる電極と当該被覆導線との間の結合容量を介して当該電極によって検出された信号を前記一次巻線に入力すると共に前記二次巻線から出力される前記ロジック信号の微分波形に相当する信号波形を積分することにより前記復元信号を生成する。ここで、この信号生成装置としては、以下の構成を採用することができる。例えば、通信路が一対の被覆導線で構成されている場合、一対の被覆導線で構成される通信路を介して伝送される２線差動電圧方式のロジック信号に基づき、当該ロジック信号に対応する符号を特定可能な符号特定用信号を生成する信号生成装置であって、一次巻線および二次巻線を有するトランスと当該二次巻線の各端子間に接続された抵抗とを備えて、前記一対の被覆導線における被覆部にそれぞれ接触させられる一対の電極と当該一対の被覆導線との間の結合容量を介して当該一対の電極によって検出された各信号を前記一次巻線の各端子に入力すると共に前記二次巻線の各端子から出力される出力信号に基づいて前記ロジック信号の微分波形に相当する信号波形の検出信号を出力する検出部と、前記検出信号を積分することにより、前記ロジック信号の信号波形と同等の信号波形の復元信号を出力する積分部と、前記復元信号を閾値電圧と比較して二値化することにより前記符号特定用信号を生成する信号生成部とを備えて構成される。また、通信路が１本の被覆導線で構成されている場合、１本の被覆導線で構成される通信路を介して伝送されるロジック信号に基づき、当該ロジック信号に対応する符号を特定可能な符号特定用信号を生成する信号生成装置であって、一次巻線および二次巻線を有するトランスと当該二次巻線の各端子間に接続された抵抗とを備えて、前記被覆導線における被覆部に接触させられる電極と当該被覆導線との間の結合容量を介して当該電極によって検出された信号を前記一次巻線に入力すると共に前記二次巻線から出力される出力信号に基づいて前記ロジック信号の微分波形に相当する信号波形の検出信号を出力する検出部と、前記検出信号を積分することにより、前記ロジック信号の信号波形と同等の信号波形の復元信号を出力する積分部と、前記復元信号を閾値電圧と比較して二値化することにより前記符号特定用信号を生成する信号生成部とを備えて構成される。
【0013】
また、本発明の信号生成装置は、上記の信号生成装置において、前記信号復元部は、前記被覆導線における被覆部に接触させられる電極と当該被覆導線との間の結合容量を介して容量結合を介して当該電極によって検出された信号を入力する抵抗素子を備え、当該抵抗素子に発生した前記ロジック信号の微分波形に相当する信号波形を積分することにより前記復元信号を生成する。ここで、この信号生成装置としては、以下の構成を採用することができる。例えば、通信路が一対の被覆導線で構成されている場合、一対の被覆導線で構成される通信路を介して伝送される２線差動電圧方式のロジック信号に基づき、当該ロジック信号に対応する符号を特定可能な符号特定用信号を生成する信号生成装置であって、前記一対の被覆導線における被覆部にそれぞれ接触させられる一対の電極のうちの一方の電極と接続されて、前記一対の被覆導線のうちの当該一方の電極と容量結合する一方の被覆導線に伝送されている電圧信号の微分波形に相当する信号波形の第１電圧信号を発生させる第１抵抗素子、前記一対の電極のうちの他方の電極と接続されて、前記一対の被覆導線のうちの当該他方の電極と容量結合する他方の被覆導線に伝送されている電圧信号の微分波形に相当する信号波形の第２電圧信号を発生させる第２抵抗素子、および前記第１電圧信号および前記第２電圧信号の差分電圧に基づいて前記ロジック信号の微分波形に相当する信号波形の検出信号を出力する差動増幅部を備えている検出部と、前記検出信号を積分することにより、前記ロジック信号の信号波形と同等の信号波形の復元信号を出力する積分部と、前記復元信号を閾値電圧と比較して二値化することにより前記符号特定用信号を生成する信号生成部とを備えて構成される。また、通信路が１本の被覆導線で構成されている場合、１本の被覆導線で構成される通信路を介して伝送されるロジック信号に基づき、当該ロジック信号に対応する符号を特定可能な符号特定用信号を生成する信号生成装置であって、前記被覆導線における被覆部に接触させられる電極と接続されて、当該電極と容量結合する当該被覆導線に伝送されている前記ロジック信号の微分波形に相当する信号波形の電圧信号を発生させる抵抗素子、および当該電圧信号を増幅して検出信号として出力する増幅部を備えている検出部と、前記検出信号を積分することにより、前記ロジック信号の信号波形と同等の信号波形の復元信号を出力する積分部と、前記復元信号を閾値電圧と比較して二値化することにより前記符号特定用信号を生成する信号生成部とを備えて構成される。
【0014】
また、本発明の信号生成装置は、上記の信号生成装置において、前記信号復元部は、一次巻線および二次巻線を有するトランスと当該二次巻線の各端子間に接続された抵抗とを備えて、前記被覆導線に装着された電流検出プローブから出力される信号を前記一次巻線に入力すると共に前記二次巻線から出力される前記ロジック信号の微分波形に相当する信号波形を積分することにより前記復元信号を生成する。ここで、この信号生成装置としては、以下の構成を採用することができる。例えば、通信路が一対の被覆導線で構成されている場合、一対の被覆導線で構成される通信路を介して伝送される２線差動電圧方式のロジック信号に基づき、当該ロジック信号に対応する符号を特定可能な符号特定用信号を生成する信号生成装置であって、一次巻線および二次巻線を有するトランスと当該二次巻線の各端子間に接続された抵抗とを備えて、前記一対の被覆導線のうちの一方の被覆導線に装着された第１電流検出プローブから出力される電流信号および前記一対の被覆導線のうちの他方の被覆導線に装着された第２電流検出プローブから出力される電流信号を前記一次巻線の各端子に入力すると共に前記二次巻線の各端子から出力される出力信号に基づいて前記ロジック信号の微分波形に相当する信号波形の検出信号を出力する検出部と、前記検出信号を積分することにより、前記ロジック信号の信号波形と同等の信号波形の復元信号を出力する積分部と、前記復元信号を閾値電圧と比較して二値化することにより前記符号特定用信号を生成する信号生成部とを備えて構成される。また、通信路が１本の被覆導線で構成されている場合、１本の被覆導線で構成される通信路を介して伝送されるロジック信号に基づき、当該ロジック信号に対応する符号を特定可能な符号特定用信号を生成する信号生成装置であって、一次巻線および二次巻線を有するトランスと当該二次巻線の各端子間に接続された抵抗とを備えて、前記被覆導線に装着された電流検出プローブから出力される電流信号を前記一次巻線に入力すると共に前記二次巻線から出力される出力信号に基づいて前記ロジック信号の微分波形に相当する信号波形の検出信号を出力する検出部と、前記検出信号を積分することにより、前記ロジック信号の信号波形と同等の信号波形の復元信号を出力する積分部と、前記復元信号を閾値電圧と比較して二値化することにより前記符号特定用信号を生成する信号生成部とを備えて構成される。
【0015】
また、本発明の信号生成装置は、上記の信号生成装置において、前記信号復元部は、前記被覆導線に装着された電流検出プローブから出力される信号を入力する抵抗素子を備え、当該抵抗素子に発生した前記ロジック信号の微分波形に相当する信号波形を積分することにより前記復元信号を生成する。ここで、この信号生成装置としては、以下の構成を採用することができる。例えば、通信路が一対の被覆導線で構成されている場合、一対の被覆導線で構成される通信路を介して伝送される２線差動電圧方式のロジック信号に基づき、当該ロジック信号に対応する符号を特定可能な符号特定用信号を生成する信号生成装置であって、前記一対の被覆導線のうちの一方の被覆導線に装着された第１電流検出プローブと接続されて、当該一方の被覆導線に伝送されている電圧信号の微分波形に相当する信号波形の第１電圧信号を発生させる第１抵抗素子、前記一対の被覆導線のうちの他方の被覆導線に装着された第２電流検出プローブと接続されて、当該他方の被覆導線に伝送されている電圧信号の微分波形に相当する信号波形の第２電圧信号を発生させる第２抵抗素子、および前記第１電圧信号および前記第２電圧信号の差分電圧に基づいて前記ロジック信号の微分波形に相当する信号波形の検出信号を出力する差動増幅部を備えている検出部と、前記検出信号を積分することにより、前記ロジック信号の信号波形と同等の信号波形の復元信号を出力する積分部と、前記復元信号を閾値電圧と比較して二値化することにより前記符号特定用信号を生成する信号生成部とを備えて構成される。また、通信路が１本の被覆導線で構成されている場合、１本の被覆導線で構成される通信路を介して伝送されるロジック信号に基づき、当該ロジック信号に対応する符号を特定可能な符号特定用信号を生成する信号生成装置であって、前記被覆導線に装着された電流検出プローブと接続されて、当該被覆導線に伝送されている電圧信号の微分波形に相当する信号波形の電圧信号を発生させる抵抗素子、および当該発生させられた電圧信号を増幅して検出信号として出力する増幅部を備えている検出部と、前記検出信号を積分することにより、前記ロジック信号の信号波形と同等の信号波形の復元信号を出力する積分部と、前記復元信号を閾値電圧と比較して二値化することにより前記符号特定用信号を生成する信号生成部とを備えて構成される。
【0016】
また、本発明の信号生成装置は、上記のいずれかの信号生成装置において、前記信号復元部と前記信号生成部との間に配設されて、前記復元信号を、当該復元信号のピークピーク電圧と同等のピークピーク電圧で、かつ低電圧期間の電圧がターゲット定電圧に規定されたシングルエンド信号に整形して出力する波形整形部を備えている。
【0017】
また、本発明の信号生成装置は、上記のいずれかの信号生成装置において、前記信号復元部と前記信号生成部との間に配設されて、前記復元信号を、当該復元信号のピークピーク電圧と同等のピークピーク電圧で、かつ高電圧期間の電圧がターゲット定電圧に規定されたシングルエンド信号に整形して出力する波形整形部を備えている。
【0018】
また、本発明の信号読取システムは、上記のいずれかに記載の信号生成装置と、前記信号生成装置によって生成された前記符号特定用信号を前記ロジック信号の通信方式に準拠した通信方式の信号に変換して出力する信号変換装置とを備えている。
【発明の効果】
【0019】
上記の信号生成装置、およびこの信号生成装置のうちのいずれかを備えた信号読取システムでは、信号復元部が、被覆導線で構成される通信路に伝送されるロジック信号の微分波形に相当する信号波形を積分してロジック信号の信号波形と同等の信号波形の復元信号を生成する。
【0020】
したがって、これらの信号生成装置およびこの信号読取システムによれば、ロジック信号の信号波形にパルス状やステップ状の電圧変化が生じている状態においても、この電圧変化の影響を殆ど受けることなく、信号生成部において復元信号を１つの閾値電圧で正しく二値化して、正しい符号特定用信号を生成することができる。
【0021】
上記の信号生成装置、およびこの信号生成装置を備えた信号読取システムによれば、波形整形部が、信号復元部から出力された復元信号の振幅（ピークピーク電圧）を維持しつつ、低電圧側の電圧レベル（低電圧期間の電圧）をターゲット定電圧に揃えて（つまり、シングルエンド信号に整形して）、新たな復元信号として信号生成部に出力するため、信号生成部ではターゲット定電圧よりも若干高い電圧を閾値電圧として規定することで、信号復元部から出力されている復元信号における低電圧側の電圧レベルが変動しているときでも、シングルエンド信号に整形された新たな復元信号を閾値電圧で確実に二値化して符号特定用信号を生成することができる。
【0022】
上記の信号生成装置、およびこの信号生成装置を備えた信号読取システムによれば、波形整形部が、信号復元部から出力された復元信号の振幅（ピークピーク電圧）を維持しつつ、高電圧側の電圧レベル（高電圧期間の電圧）をターゲット定電圧に揃えて（つまり、シングルエンド信号に整形して）、新たな復元信号として信号生成部に出力するため、信号生成部ではターゲット定電圧よりも若干低い電圧を閾値電圧として規定することで、信号復元部から出力されている復元信号における高電圧側の電圧レベルが変動しているときでも、シングルエンド信号に整形された新たな復元信号を閾値電圧で確実に二値化して符号特定用信号を生成することができる。
【図面の簡単な説明】
【0023】
【図1】信号読取システム１Ａの構成を示す構成図である。
【図2】信号生成装置２Ａの構成を示す構成図である。
【図3】符号Ｃｓ、ロジック信号Ｓａ、電流信号Ｉ１、検出信号Ｓｄ、復元信号Ｓｒｅ、および符号特定用信号Ｓｆの波形図である。
【図4】信号生成装置２Ｂの構成を示す構成図である。
【図6】信号読取システム１Ｂの構成を示す構成図である。
【図7】信号生成装置２Ｃの構成を示す構成図である。
【図8】信号生成装置２Ｄの構成を示す構成図である。
【図9】信号生成装置２Ａ（２Ｂ）を電流検出プローブＰＬｃ，ＰＬｄで被覆導線Ｌａ，Ｌｂに接続する信号読取システム１Ｃの構造を説明するための構成図である。
【図10】信号生成装置２Ｃ（２Ｄ）を電流検出プローブＰＬｃで被覆導線Ｌｗに接続する信号読取システム１Ｄの構造を説明するための構成図である。
【図11】信号生成装置２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄの他の構成（波形整形部７を有する構成）を示す構成図である。
【図14】信号生成装置２Ａの他の構成を示す構成図である。
【図15】信号生成装置２Ｂの他の構成を示す構成図である。
【図16】背景技術を説明するための符号Ｃｓ、ロジック信号Ｓａ、差分信号Ｓｄ、および符号特定用信号Ｓｆの波形図である。
【図17】背景技術の課題を説明するための符号Ｃｓ、ロジック信号Ｓａ、差分信号Ｓｄ、および符号特定用信号Ｓｆの他の波形図である。
【発明を実施するための形態】
【0024】
以下、信号生成装置および信号読取システムの実施の形態について、添付図面を参照して説明する。
【0025】
図１に示すように、「信号読取システム」の一例である信号読取システム１Ａは、「信号生成装置」の一例である信号生成装置２Ａを有して、一対の被覆導線Ｌａ，Ｌｂで構成される通信路ＳＢを介して伝送される２線差動電圧方式のロジック信号（被覆導線Ｌａ，Ｌｂに伝送されている各電圧Ｖａ，Ｖｂの差分で規定されるロジック信号Ｓａ）を検出して、ロジック信号Ｓａに対応する符号Ｃｓ（ロジック信号Ｓａの電圧で示される「１」または「０」の符号。図３参照）を特定可能な符号特定用信号Ｓｆを生成し（読み取り）、この符号特定用信号Ｓｆを通信路ＳＢのロジック信号Ｓａと同じ通信プロトコルに準拠した送信信号Ｓｏに変換して、各種のＣＡＮ通信対応機器に出力（送信）することができるように構成されている。
【0026】
この信号生成装置２Ａおよび信号読取システム１Ａは、このロジック信号Ｓａとして、「ＣＡＮ（登録商標）プロトコル」、「ＣＡＮ ＦＤ」、「ＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）」などの各種通信プロトコルに準拠した各種の「２線差動電圧方式のロジック信号」や、「ＬＶＤＳ」による小振幅低消費電力通信が可能な各種通信プロトコルに準拠した各種の「２線差動電圧方式のロジック信号」を対象とすることができる。この場合、「ＣＡＮプロトコル」および「ＣＡＮ ＦＤ」の「ＣＡＮ通信用のシリアルバス」では、「高電位側信号線（CANH）／低電位側信号線（CANL）」が「ロジック信号を伝送するための一対の被覆導線」に相当し、「ＦｌｅｘＲａｙ通信用のシリアルバス」では、「正側信号線（BP）／負側信号線（BM）」が「ロジック信号を伝送するための一対の被覆導線」に相当し、「ＬＶＤＳによる通信を行うシリアルバス」では、「正論理側信号線／負論理側信号線」が「ロジック信号を伝送するための一対の被覆導線」に相当する。以下では、一例として、自動車に配設されている通信路ＳＢとしてのＣＡＮバス（ＣＡＮ通信用のシリアルバス。以下、ＣＡＮバスＳＢともいう）に適用した例を挙げて説明する。
【0027】
信号読取システム１Ａは、図１に示すように、信号生成装置２Ａおよび信号変換装置３（「信号変換装置」の一例）を備えて構成されている。なお、ＣＡＮバスＳＢを介してのロジック信号Ｓａの伝送原理については公知のため、詳細な説明を省略するが、本例では、被覆導線Ｌａが「CANH」に対応する信号線であり、被覆導線Ｌｂが「CANL」に対応する信号線であるものとする。この構成により、各電圧Ｖａ，Ｖｂの差分（Ｖａ－Ｖｂ）で規定されるロジック信号Ｓａは、図３に示すように、低電圧となる期間では、符号Ｃｓ「１」を示すレセッシブの期間に対応し、高電圧となる期間では、符号Ｃｓ「０」を示すドミナントの期間に対応する。
【0028】
信号生成装置２Ａは、一例として、図２に示すように、検出部４Ａ、積分部５および信号生成部６を備えると共に、一対のプローブＰＬａ，ＰＬｂを介して一対の被覆導線Ｌａ，Ｌｂに接続されて、符号特定用信号Ｓｆを生成して出力する。
【0029】
一対のプローブＰＬａ，ＰＬｂは、シールドケーブル（一例として、同軸ケーブル）を用いて、金属非接触型のプローブとして同一に構成されている。具体的には、プローブＰＬａは、対応する被覆導線Ｌａに取り外し自在に接続される自由端側（自由端部）には、被覆導線Ｌａの不図示の芯線と接続される（容量結合で接続される）電極部１１ａが配設され、また基端側（基端部）には、信号生成装置２Ａの後述する入力端子部１４，１５のうちの対応する入力端子部１４に接続される（固定的、または取り外し自在に接続される）不図示の接続コネクタが配設されて構成されている。また、プローブＰＬｂは、対応する被覆導線Ｌｂに取り外し自在に接続される自由端側（自由端部）には、被覆導線Ｌｂの不図示の芯線と接続される（容量結合で接続される）電極部１１ｂが配設され、また基端側（基端部）には、信号生成装置２Ａの入力端子部１４，１５のうちの対応する入力端子部１５に接続される（固定的、または取り外し自在に接続される）接続コネクタ（不図示）が配設されて構成されている。
【0030】
電極部１１ａは、図１，２に示すように、被覆導線Ｌａに接続された状態において、被覆導線Ｌａの不図示の絶縁被覆部（以下、単に「被覆部」ともいう）に接触（当接）して、被覆導線Ｌａの不図示の芯線（導体自体（金属部））と容量結合する電極１２ａと、被覆導線Ｌａの被覆部における電極１２ａの接触部位をこの電極１２ａを含めて覆うことで、電極１２ａの他の金属部（被覆導線Ｌａの芯線以外の金属部）との容量結合を防止するためのシールド１３ａとを備えている。また、電極１２ａは、プローブＰＬａを構成するシールドケーブルの芯線および入力端子部１４の一の端子を介して検出部４Ａの後述するトランス２１における一次巻線２１ａの一方の端子ＴＰ１に接続されている。また、シールド１３ａは、このシールドケーブルのシールドおよび入力端子部１４の他の端子を介して、信号生成装置２Ａにおける一次側（トランス２１の一次巻線２１ａ側）の第１基準電位の部位（第１グランドＧ１）に接続されている。
【0031】
また、電極部１１ｂは、図１，２に示すように、被覆導線Ｌｂに接続された状態において、被覆導線Ｌｂの不図示の絶縁被覆部（以下、単に「被覆部」ともいう）に接触（当接）して、被覆導線Ｌｂの不図示の芯線（導体自体（金属部））と容量結合する電極１２ｂと、被覆導線Ｌｂの被覆部における電極１２ｂの接触部位をこの電極１２ｂを含めて覆うことで、電極１２ｂの他の金属部（被覆導線Ｌｂの芯線以外の金属部）との容量結合を防止するためのシールド１３ｂとを備えている。また、電極１２ｂは、プローブＰＬｂを構成するシールドケーブルの芯線および入力端子部１５の一の端子を介して検出部４Ａのトランス２１における一次巻線２１ａの他方の端子ＴＰ２に接続されている。また、シールド１３ｂは、このシールドケーブルのシールドおよび入力端子部１５の他の端子を介して、第１グランドＧ１に接続されている。
【0032】
この構成により、被覆導線Ｌａの芯線から、この芯線と電極１２ａとの間の結合容量、電極１２ａ、プローブＰＬａを構成するシールドケーブルの芯線、入力端子部１４の一の端子、一次巻線２１ａ、入力端子部１５の一の端子、プローブＰＬｂを構成するシールドケーブルの芯線、電極１２ｂ、被覆導線Ｌｂの芯線と電極１２ｂとの間の結合容量を経由して被覆導線Ｌｂの芯線に至る電流経路（一次側電流経路ともいう）が形成される。また、この一次側電流経路は、このように容量成分（結合容量）が直列に接続されて構成されていることから、この一次側電流経路には、被覆導線Ｌａ，Ｌｂの各電圧Ｖａ，Ｖｂの差分（Ｖａ－Ｖｂ）で規定されるロジック信号Ｓａの信号波形を微分した信号波形（つまり、ロジック信号Ｓａの信号波形が変化しない期間ではゼロに維持され、ロジック信号Ｓａの信号波形に生じる立ち上がり部に同期して一時的に正側にスパイク状に増加した後に指数関数的に減少してゼロに戻り、一方、ロジック信号Ｓａの信号波形に生じる立ち下がり部に同期して一時的に負側にスパイク状に増加した後に指数関数的に減少してゼロに戻る信号波形）の電流信号Ｉ１が図３に示す位相状態で流れる。
【0033】
検出部４Ａは、積分部５と相俟って信号復元部８を構成する。この場合、信号復元部８は、被覆導線Ｌａ，Ｌｂから検出されたロジック信号Ｓａの微分波形に相当する信号波形を積分することにより、ロジック信号Ｓａの信号波形と同等の信号波形の復元信号Ｓｒｅを生成する。検出部４Ａは、図２に示すように、トランス２１、抵抗２２、差動増幅部２３およびコンデンサ２４を備えている。トランス２１は、一次巻線２１ａおよび二次巻線２１ｂを備えて、一次巻線２１ａ側の回路と二次巻線２１ｂ側の回路とを電気的に絶縁するための絶縁トランスとして構成されている。また、トランス２１は、一次巻線２１ａに流れる上記の電流信号Ｉ１（一次側電流信号）を予め規定された変流比（固定）で二次側電流信号Ｉ２に変換して、二次巻線２１ｂを含む電流経路（二次側電流経路ともいう）に供給する。
【0034】
また、一次巻線２１ａの端子ＴＰ１は、上記したように入力端子部１４の一の端子を介してプローブＰＬａを構成するシールドケーブルの芯線（ひいては電極１２ａ）に接続され、端子ＴＰ２は、上記したように入力端子部１５の一の端子を介してプローブＰＬｂを構成するシールドケーブルの芯線（ひいては電極１２ｂ）に接続される。この構成により、被覆導線Ｌａ，Ｌｂの芯線との間の結合容量を介して各電極１２ａ，１２ｂによって検出された各信号は一次巻線２１ａの各端子ＴＰ１，ＴＰ２に入力されて、一次巻線２１ａを含む上記の一次側電流経路に電流信号Ｉ１が流れる。二次巻線２１ｂは、センタータップを備えて構成されている。このセンタータップは、信号生成装置２Ａにおける二次側（トランス２１の二次巻線２１ｂ側）の第２基準電位の部位（第２グランドＧ２）に接続されている。コンデンサ２４は、第１グランドＧ１と第２グランドＧ２との間に接続されて、両グランドＧ１，Ｇ２を直流的には分離しつつ、交流的には接続する。
【0035】
抵抗２２は、二次巻線２１ｂの各端子ＴＰ３，ＴＰ４間に接続されている。この構成により、抵抗２２は、トランス２１の二次巻線２１ｂに上記の二次側電流経路を形成すると共に、この二次側電流経路に流れる二次側電流信号Ｉ２を電圧信号に変換する。この場合、二次巻線２１ｂのセンタータップが第２グランドＧ２に接続されているため、この電圧信号は、第２グランドＧ２を基準として端子ＴＰ３に発生する（端子ＴＰ３から出力される）第１電圧信号Ｖｃ１（一例として、抵抗２２で変換された上記の電圧信号の１／２の振幅で、かつこの電圧信号と同位相の信号）と、第２グランドＧ２を基準として端子ＴＰ４に発生する（端子ＴＰ４から出力される）第２電圧信号Ｖｃ２（一例として、抵抗２２で変換された上記の電圧信号の１／２の振幅で、かつこの電圧信号と逆位相の信号）とに分離されて、後段の差動増幅部２３に出力される。
【0036】
差動増幅部２３は、一例として、演算増幅器２３ａおよび４つの抵抗２３ｂ～２３ｅを備えている。演算増幅器２３ａの入力抵抗としての抵抗２３ｂ，２３ｃ（同一の抵抗値）のうちの抵抗２３ｂは、一端が演算増幅器２３ａの反転入力端子に接続されると共に、他端が端子ＴＰ３に接続されている。また、抵抗２３ｃは、一端が演算増幅器２３ａの非反転入力端子に接続されると共に、他端が端子ＴＰ４に接続されている。また、抵抗２３ｄは、演算増幅器２３ａの出力端子と反転入力端子との間に接続されている。また、抵抗２３ｅは、抵抗２３ｄと同一の抵抗値に規定されて、一端が非反転入力端子に接続されると共に、他端が第２グランドＧ２に接続されている。この構成により、差動増幅部２３は、端子ＴＰ３に生じる第１電圧信号Ｖｃ１と端子ＴＰ４に生じる第２電圧信号Ｖｃ２との差分電圧（Ｖｃ１－Ｖｃ２）を、抵抗２３ｄの抵抗値を抵抗２３ｂの抵抗値で除算して得られるゲインで反転増幅して、検出信号Ｓｄとして出力する。また、演算増幅器２３ａは、図示はしないが、一例として、積分部５を構成する後述の演算増幅器５ａ、および信号生成部６を構成する後述のコンパレータ６ａと同じ作動電圧Ｖｃｃ，Ｖｅｅ（±５Ｖなどの正電圧および負電圧）で動作する。
【0037】
上記したように、検出部４Ａに入力される電流信号Ｉ１はロジック信号Ｓａの微分信号であることから、この電流信号Ｉ１に起因して発生する二次側電流信号Ｉ２、各電圧信号Ｖｃ１，Ｖｃ２、それらの差分電圧（Ｖｃ１－Ｖｃ２）、およびこの差分電圧（Ｖｃ１－Ｖｃ２）が増幅された検出信号Ｓｄもまた、ロジック信号Ｓａの微分信号を示す信号（ロジック信号Ｓａの微分波形に相当する信号波形の信号）である。
【0038】
積分部５は、例えば、図２に示すような演算増幅器５ａ、抵抗５ｂおよびコンデンサ５ｃで構成された公知の積分回路で構成されている。この積分部５は、ロジック信号Ｓａの微分信号を示す検出信号Ｓｄを積分することにより、ロジック信号Ｓａの信号波形と同等の信号波形の復元信号Ｓｒｅを生成して出力する。また、積分部５を構成し得る積分回路は、この積分回路に限定されるものではなく、後述するように、抵抗とコンデンサで構成された公知のローパスフィルタ（ＲＣフィルタ）で構成することもできる。
【0039】
この場合、電流信号Ｉ１の位相（つまり、ロジック信号Ｓａの位相）に対する二次側電流信号Ｉ２の位相や、各電圧信号Ｖｃ１，Ｖｃ２（それらの差分電圧（Ｖｃ１－Ｖｃ２））の位相や、検出信号Ｓｄの位相は、トランス２１の一次巻線２１ａに対する二次巻線２１ｂの極性や、差動増幅部２３の構成（反転増幅であるか非反転増幅であるか）や、積分部５の構成（積分信号を、被積分信号の極性に対して同極性で出力するのか逆極性で出力するのか）に応じて変化する。したがって、ロジック信号Ｓａの位相に対する復元信号Ｓｒｅの位相も、上記したトランス２１や差動増幅部２３や積分部５の構成に応じて、同位相状態とすることもできるし、逆位相状態とすることもできる。本例では理解の容易のため、検出信号Ｓｄは、ロジック信号Ｓａの位相に対して図３に示す位相状態で出力され、図２に示す構成の積分部５は、この検出信号Ｓｄを積分して、図３に示す位相状態（ロジック信号Ｓａと同位相の状態）で復元信号Ｓｒｅを生成して出力するものとする。
【0040】
信号生成部６は、例えば、図２に示すようにコンパレータ６ａを備えて構成されて、復元信号Ｓｒｅを閾値電圧Ｖｔｈと比較して二値化することにより、符号特定用信号Ｓｆを図３に示すようにロジック信号Ｓａと同位相となる状態（ロジック信号Ｓａの低電圧の期間では、低電圧となり、ロジック信号Ｓａの高電圧の期間では、高電圧となる状態）で生成して出力する。また、復元信号Ｓｒｅについては、図３に示すように、低電圧側の電圧レベルの方が、高電圧側の電圧レベルと比べて安定していることから、閾値電圧Ｖｔｈはこの低電圧側の電圧レベルよりも若干高い電圧に規定されている。
【0041】
信号変換装置３は、信号生成装置２Ａから出力される符号特定用信号Ｓｆを、信号読取システム１Ａに接続される各種のＣＡＮ通信対応機器の通信プロトコル（つまり、通信路ＳＢのロジック信号Ｓａと同じ通信プロトコル。本例では、ＣＡＮバスＳＢの通信プロトコル）に準拠した送信信号Ｓｏに変換して、各種のＣＡＮ通信対応機器に出力（送信）する。例えば、信号変換装置３は、種々のＣＡＮトランシーバで構成することができる。
【0042】
次に、信号読取システム１Ａの使用例、およびその際の信号読取システム１Ａの動作について、図面を参照して説明する。
【0043】
まず、図１，２に示すように、ＣＡＮバスＳＢにおける被覆導線Ｌａ，Ｌｂの被覆部に各電極１２ａ，１２ｂが接触（当接）するように電極部１１ａ，１１ｂを対応する被覆導線Ｌａ，Ｌｂにそれぞれ装着すると共に、送信信号Ｓｏを出力すべきＣＡＮ通信対応機器を信号変換装置３に接続する。
【0044】
この場合、本例の信号読取システム１Ａでは、被覆導線Ｌａ，Ｌｂ自体を加工する（絶縁被覆を剥がす）ことなく、電極部１１ａ，１１ｂを装着するだけでＣＡＮバスＳＢからロジック信号Ｓａを読み取ることができるため、ＣＡＮバスＳＢにダイアグコネクタが配設されていない場合においても使用することができる。また、ダイアグコネクタが配設されていたとしても、ＣＡＮバスＳＢに対する接続場所（電極部１１ａ，１１ｂの各装着場所）がダイアグコネクタの配設場所に限定されずに、被覆導線Ｌａ，Ｌｂの長手方向における任意の場所に接続する（電極部１１ａ，１１ｂを装着する）ことが可能となっている。
【0045】
この状態において、信号生成装置２Ａでは、検出部４Ａを構成するトランス２１の一次巻線２１ａを含む上記の一次側電流経路に、被覆導線Ｌａ，Ｌｂの各電圧Ｖａ，Ｖｂの差分（Ｖａ－Ｖｂ）で規定されるロジック信号Ｓａの信号波形を微分した信号波形の電流信号Ｉ１が流れる。検出部４Ａは、この電流信号Ｉ１を、ロジック信号Ｓａの微分信号を示す信号（ロジック信号Ｓａの微分波形に相当する信号波形の信号）である検出信号Ｓｄに変換して出力する。
【0046】
また、積分部５が、この検出信号Ｓｄを積分することにより、ロジック信号Ｓａの信号波形と同等の信号波形の復元信号Ｓｒｅを生成して出力する。また、信号生成部６が、復元信号Ｓｒｅを閾値電圧Ｖｔｈと比較して二値化することにより、符号特定用信号Ｓｆを生成して出力する。
【0047】
次いで、信号変換装置３が、この符号特定用信号Ｓｆを送信信号Ｓｏに変換して、接続されているＣＡＮ通信対応機器に出力（送信）する。
【0048】
このように、この信号生成装置２Ａおよびこの信号読取システム１Ａでは、金属非接触型のプローブＰＬａ，ＰＬｂを介して被覆導線Ｌａ，Ｌｂに接続される構成（容量結合で接続される構成）において、検出部４Ａが、被覆導線Ｌａ，Ｌｂで構成されるＣＡＮバスＳＢに伝送されるロジック信号Ｓａの信号波形を微分した信号波形の電流信号Ｉ１（ロジック信号Ｓａの微分信号である電流信号Ｉ１）を検出すると共に、この電流信号Ｉ１をロジック信号Ｓａの微分信号である検出信号Ｓｄに変換して出力し、積分部５が検出信号Ｓｄを積分してロジック信号Ｓａの信号波形と同等の信号波形の復元信号Ｓｒｅを生成する。
【0049】
ところで、この信号生成装置２Ａおよびこの信号読取システム１Ａのように、ロジック信号Ｓａの信号波形を微分した信号波形の信号（説明のため、以下では微分信号ともいう。本例では、電流信号Ｉ１）を検出する構成では、図３に示すように、ロジック信号Ｓａの信号波形には、符号Ｃｓの切り替わりタイミング（符号「１」から符号「０」へ、また符号「０」から符号「１」への切り替わりタイミング。以下では、区別のため、このタイミングを特定タイミングともいう）以外のタイミングで、信号同士の衝突に起因してロジック信号Ｓａの電圧がパルス状やステップ状に上昇したり低下したりする事態が発生する。この場合、ロジック信号Ｓａの信号波形を微分した電流信号Ｉ１、さらには電流信号Ｉ１が電圧信号に変換された信号である検出信号Ｓｄには、図３に示すように、このタイミング（上記の特定タイミング以外のタイミング）でスパイク状の信号が発生する。このスパイク状の信号のピーク値は、ロジック信号Ｓａの電圧の変化量が小さいときであっても、単位時間当たりの変化量が大きいときには大きくなる。
【0050】
このため、背景技術で説明した本願出願人の提案の信号生成装置（上記の特許文献２を参照して説明した信号生成装置）のように、この検出信号Ｓｄに相当する信号（差分信号Ｓｄ）を閾値（正側閾値Ｖｒ１および負側閾値Ｖｒ２）で直接比較して符号特定用信号Ｓｆを生成する構成では、誤った符号特定用信号が生成されるという上記した課題が生じる。これに対して、この信号生成装置２Ａおよびこの信号読取システム１Ａによれば、積分部５が検出信号Ｓｄを積分してロジック信号Ｓａの信号波形と同等の信号波形の復元信号Ｓｒｅを生成して信号生成部６に出力する構成のため、ロジック信号Ｓａの信号波形にパルス状やステップ状の電圧変化が生じている状態においても、この電圧変化の影響を殆ど受けることなく、信号生成部６において復元信号Ｓｒｅを１つの閾値電圧Ｖｔｈで正しく二値化して、正しい符号特定用信号Ｓｆを生成することができる。
【0051】
なお、検出部４Ａの構成は、上記した構成に限定されるものではなく、種々の構成を採用することができる。例えば、図示はしないが、上記の特許文献２の図４に開示されている構成のように、上記のトランス２１（二次巻線２１ｂにセンタータップを備えたトランス）に代えて、二次巻線にセンタータップを備えていない二次巻線を有するトランスを使用し、かつ差動増幅部２３に代えて、非差動方式の増幅部を使用する構成を採用することもできる。
【0052】
また、上記の検出部４Ａでは、トランス２１の一次巻線２１ａの一方の端子ＴＰ１を被覆導線Ｌａと容量結合する電極１２ａにプローブＰＬａを介して接続し、かつ一次巻線２１ａの他方の端子ＴＰ２を被覆導線Ｌｂと容量結合する電極１２ｂにプローブＰＬｂを介して接続することで、被覆導線Ｌａから一次巻線２１ａを経由して被覆導線Ｌｂに至る一次側電流経路（容量成分（結合容量）が直列に接続されて構成された電流経路）を形成して、ロジック信号Ｓａの信号波形を微分した信号波形の電流信号Ｉ１を検出する構成を採用しているが、ロジック信号Ｓａの信号波形を微分した信号波形の信号を検出する構成は、この構成に限定されない。
【0053】
例えば、図示はしないが、上記の特許文献２の図５に開示されている構成のように、信号生成装置の一次側（トランスの一次巻線側）において、プローブＰＬａを構成するシールドケーブルの芯線を一の抵抗を介して第１グランドＧ１に接続し、またプローブＰＬｂを構成するシールドケーブルの芯線を他の抵抗（一の抵抗と同じ抵抗値）を介して第１グランドＧ１に接続することで、被覆導線Ｌａから、結合容量、プローブＰＬａを構成するシールドケーブルの芯線および一の抵抗を経由して第１グランドＧ１に至る１つの電流経路（以下では、説明のため、第１電流経路ともいう）と、被覆導線Ｌｂから、結合容量、プローブＰＬｂを構成するシールドケーブルの芯線および他の抵抗を経由して第１グランドＧ１に至る他の１つの電流経路（以下では、説明のため、第２電流経路ともいう）の２つの電流経路を形成する構成を採用することもできる。
【0054】
この構成の検出部では、第１電流経路には被覆導線Ｌａの電圧Ｖａの信号波形を微分した信号波形の電流信号（以下では、説明のため、第１電流信号ともいう）が流れ、一の抵抗がこの第１電流信号を電圧信号（以下では、説明のため、第１電圧信号ともいう）に変換して出力する。また、第２電流経路には被覆導線Ｌｂの電圧Ｖｂの信号波形を微分した信号波形の電流信号（以下では、説明のため、第２電流信号ともいう）が流れ、他の抵抗がこの第２電流信号を電圧信号（以下では、説明のため、第２電圧信号ともいう）に変換して出力する。また、この検出部では、入力インピーダンスの極めて高い構成の差動増幅器（トランスを含む差動増幅器）が、第１電圧信号および第２電圧信号を入力してそれらの差分電圧を増幅することにより、検出信号Ｓｄを生成する。
【0055】
したがって、被覆導線Ｌａ，Ｌｂの各電圧Ｖａ，Ｖｂの信号波形を個別に微分した信号波形の電流信号を検出する構成の検出部４Ａを採用した信号生成装置およびこの信号読取システムにおいても、上記した信号生成装置２Ａおよび信号読取システム１Ａと同等の効果を奏することができる。
【0056】
また、トランス（絶縁トランス）を有する構成の検出部について説明したが、図４に示す信号生成装置２Ｂのように、トランスを使用しない検出部４Ｂを採用することもできる。以下、信号生成装置２Ｂについて説明する。なお、信号生成装置２Ａと同一の構成については同一の符号を付して、重複する説明を省略する。
【0057】
この信号生成装置２Ｂは、一例として、図４に示すように、検出部４Ｂ、積分部５および信号生成部６を備えると共に、一対のプローブＰＬａ，ＰＬｂを介して一対の被覆導線Ｌａ，Ｌｂに接続されて、符号特定用信号Ｓｆを生成して出力する。
【0058】
検出部４Ｂは、積分部５と相俟って信号復元部８を構成する。この場合、信号復元部８は、被覆導線Ｌａ，Ｌｂから検出されたロジック信号Ｓａの微分波形に相当する信号波形を積分することにより、ロジック信号Ｓａの信号波形と同等の信号波形の復元信号Ｓｒｅを生成する。検出部４Ｂは、２つの抵抗２５，２６、および差動増幅部２３を備えている。第１抵抗素子としての抵抗２５は、一端が、入力端子部１４、プローブＰＬａを構成するシールドケーブルの芯線を介して電極１２ａに接続され、他端が、第１グランドＧ１（この例では、第１グランドＧ１と第２グランドＧ２の区別がないため、以下では、グランドＧともいう）に接続されている。第２抵抗素子としての抵抗２６は、抵抗値が抵抗２５と同一に規定されて、一端が、入力端子部１５、プローブＰＬｂを構成するシールドケーブルの芯線を介して電極１２ｂに接続され、他端が、グランドＧに接続されている。この構成により、この検出部４Ｂでは、被覆導線Ｌａから、結合容量、電極１２ａ、プローブＰＬａを構成するシールドケーブルの芯線および抵抗２５を経由してグランドＧに至る１つの第１電流経路と、被覆導線Ｌｂから、結合容量、電極１２ｂ、プローブＰＬｂを構成するシールドケーブルの芯線および抵抗２６を経由してグランドＧに至る第２電流経路の２つの電流経路が形成される。
【0059】
また、第１電流経路には、被覆導線Ｌａの電圧Ｖａの信号波形を微分した信号波形の第１電流信号Ｉ１ａが流れ、抵抗２５がこの第１電流信号Ｉ１ａを第１電圧信号Ｖｃ１に変換して出力する。また、第２電流経路には、被覆導線Ｌｂの電圧Ｖｂの信号波形を微分した信号波形の第２電流信号Ｉ１ｂが流れ、抵抗２６がこの第２電流信号Ｉ１ｂを第２電圧信号Ｖｃ２に変換して出力する。被覆導線Ｌａの電圧Ｖａと被覆導線Ｌｂの電圧Ｖｂは、互いの位相が反転した電圧信号であることから、第１電圧信号Ｖｃ１および第２電圧信号Ｖｃ２も互いの位相が反転した電圧信号となっている。
【0060】
差動増幅部２３は、信号生成装置２Ａの検出部４Ａでの構成（図２の構成）に加えて、２つの演算増幅器２３ｆ，２３ｇおよび３つの抵抗２３ｈ，２３ｉ，２３ｊを備えている。この場合、演算増幅器２３ｆでは、その非反転入力端子が抵抗２５の一端に接続され、その出力端子と反転入力端子との間に抵抗２３ｈが接続され、その出力端子は抵抗２３ｂに接続されている。また、演算増幅器２３ｇでは、その非反転入力端子が抵抗２６の一端に接続され、その出力端子と反転入力端子との間に抵抗２３ｉ（抵抗２３ｈと同じ抵抗値）が接続され、その出力端子は抵抗２３ｃに接続されている。また、演算増幅器２３ｆ，２３ｇの反転入力端子同士は、１つの抵抗２３ｊを介して接続されている。本例の差動増幅部２３は、以上の構成により、計装アンプとして構成されて、第１電圧信号Ｖｃ１および第２電圧信号Ｖｃ２を高入力インピーダンスで入力すると共に、その差分（Ｖｃ１－Ｖｃ２）を増幅して検出信号Ｓｄ（ロジック信号Ｓａの微分波形に相当する信号波形の信号）として出力する。
【0061】
したがって、このようにトランスを有しない構成の検出部４Ｂを備えた信号生成装置２Ｂ、およびこの信号生成装置２Ｂを備えた構成の信号読取システム１Ａにおいても、上記した信号生成装置２Ａ、およびこの信号生成装置２Ａを備えた信号読取システム１Ａと同様にして、積分部５が検出信号Ｓｄを積分してロジック信号Ｓａの信号波形と同等の信号波形の復元信号Ｓｒｅを生成して信号生成部６に出力する構成となるため、上記した信号生成装置２Ａ、およびこの信号生成装置２Ａを備えた信号読取システム１Ａと同等の効果を奏することができる。
【0062】
なお、上記の検出部４Ｂでは、差動増幅部２３を計装アンプとする構成を採用しているが、この構成に限定されるものではない。例えば、演算増幅器２３ｆ，２３ｇの反転入力端子同士を１つの抵抗２３ｊを介して直接接続する構成（図４の構成）に代えて、図５に示すように、演算増幅器２３ｆ，２３ｇの各反転入力端子を個別の抵抗２３ｋ，２３ｍを介してグランドＧに接続する構成を採用することもできる。さらに、図示はしないが、各抵抗２３ｋ，２３ｍに個別にコンデンサを直列に接続して、演算増幅器２３ｆ，２３ｇの各反転入力端子をＲＣ直列回路でグランドＧに接続する構成を採用することもできる。これらの構成を採用した場合においても、図４に示す構成の検出部４Ｂを備えた信号生成装置２Ｂ、およびこの信号生成装置２Ｂを備えた構成の信号読取システム１Ａと同様の効果を奏することができる。
【0063】
また、２つの被覆導線Ｌａ，Ｌｂで構成されるＣＡＮバスＳＢに伝送される２線差動電圧方式のロジック信号Ｓａを読み取る各信号生成装置２Ａ，２Ｂ、およびこれらのうちのいずれかを備えた信号読取システム１Ａについて説明したが、１本の被覆導線で構成される通信路を介して伝送されるロジック信号を読み取って符号特定用信号Ｓｆを生成する信号生成装置、およびこの信号生成装置を備えた信号読取システムにおいても、金属非接触型のプローブを介して１つの被覆導線に接続される構成（容量結合で接続される構成）を採用しつつ、検出部が、この被覆導線に伝送されるロジック信号の信号波形を微分した信号波形の信号を検出し、積分部が、この信号（またはこの信号の増幅信号）を積分して、ロジック信号の信号波形と同等の信号波形の復元信号を生成する構成を採用することができる。以下、この信号生成装置および信号読取システムについて、図６，７，８を参照して説明する。なお、上記した信号生成装置２Ａおよび信号生成装置２Ｂのうちのいずれか１つの装置、並びにこの装置を備えた信号読取システム１Ａと同一の構成については同一の符号を付して、重複する説明を省略する。
【0064】
図６に示すように、「信号読取システム」の一例である信号読取システム１Ｂは、「信号生成装置」の一例である信号生成装置２Ｃおよび信号生成装置２Ｄのうちのいずれか１つの信号生成装置を有して、１本の被覆導線Ｌｗで構成される通信路ＳＢを介して伝送される単線電圧駆動方式（単線方式）のロジック信号（被覆導線Ｌｗに伝送されている電圧Ｖｗで規定されるロジック信号Ｓａ）を検出して、ロジック信号Ｓａに対応する符号Ｃｓを特定可能な符号特定用信号Ｓｆを生成し（読み取り）、この符号特定用信号Ｓｆを通信路ＳＢのロジック信号Ｓａと同じ通信プロトコルに準拠した送信信号Ｓｏに変換して、各種のＣＡＮ通信対応機器に出力（送信）することができるように構成されている。この信号生成装置２Ｃ，２Ｄは、「ＣＡＮプロトコル」、「ＣＡＮ ＦＤ」、「ＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）」などの各種通信プロトコルに準拠した各種の「単線電圧駆動方式のロジック信号」や、「ＬＶＤＳ」による小振幅低消費電力通信が可能な各種通信プロトコルに準拠した各種の「単線電圧駆動方式のロジック信号」を対象とすることができる。
【0065】
まず、図６に示すように、信号生成装置２Ｃおよび信号変換装置３を備えて構成された信号読取システム１Ｂについて説明する。なお、信号読取システム１Ａと同一の構成については同一の符号を付して重複する説明を省略する。
【0066】
信号生成装置２Ｃは、一例として、図７に示すように、検出部４Ｃ、積分部５および信号生成部６を備えると共に、１本のプローブＰＬを介して被覆導線Ｌｗに接続されて、符号特定用信号Ｓｆを生成して出力する。なお、プローブＰＬは、上記したプローブＰＬａ，ＰＬｂと同じ構成であるため、一例としてプローブＰＬａと同一であるものとして、プローブＰＬａの構成と同一の構成については同一の符号を付して重複する説明を省略する。
【0067】
検出部４Ｃは、積分部５と相俟って信号復元部８を構成する。この場合、信号復元部８は、被覆導線Ｌｗから検出されたロジック信号Ｓａの微分波形に相当する信号波形を積分することにより、ロジック信号Ｓａの信号波形と同等の信号波形の復元信号Ｓｒｅを生成する。検出部４Ｃは、トランス３１、１つの抵抗素子としての抵抗３２、増幅部としての非差動増幅部３３およびコンデンサ３４を備えている。
【0068】
トランス３１は、一次巻線３１ａおよび二次巻線３１ｂを備えて、一次巻線３１ａ側の回路と二次巻線３１ｂ側の回路とを電気的に絶縁するための絶縁トランスとして構成されている。具体的には、一次巻線３１ａの一方の端子ＴＰ１は、入力端子部１４の一の端子を介してプローブＰＬａを構成するシールドケーブルの芯線（ひいては電極１２ａ）に接続され、一次巻線３１ａの他方の端子ＴＰ２は、信号生成装置２Ｃにおける一次側（トランス３１の一次巻線３１ａ側）の第１基準電位の部位（第１グランドＧ１）に接続されている。また、第１グランドＧ１には、入力端子部１４の他の端子も接続されている。この構成により、被覆導線Ｌｗの芯線から、この芯線と電極１２ａとの間の結合容量、電極１２ａ、プローブＰＬａを構成するシールドケーブルの芯線、入力端子部１４の一の端子、一次巻線３１ａを経由して第１グランドＧ１に至る１つの電流経路（一次側電流経路）が形成される。
【0069】
また、二次巻線３１ｂの一方の端子ＴＰ３は、抵抗３２の一端に接続され、二次巻線３１ｂの他方の端子ＴＰ４は、信号生成装置２Ｃにおける二次側（トランス３１の二次巻線３１ｂ側）の第２基準電位の部位（第２グランドＧ２）に接続されている。また、第２グランドＧ２には、抵抗３２の他端が接続されている。この構成により、二次巻線３１ｂから、二次巻線３１ｂの一方の端子ＴＰ３および抵抗３２を経由して、二次巻線３１ｂの他方の端子ＴＰ４（第２グランドＧ２）に至る他の１つの電流経路（二次側電流経路）が形成される。コンデンサ３４は、第１グランドＧ１と第２グランドＧ２との間に接続されて、両グランドＧ１，Ｇ２を直流的には分離しつつ、交流的には接続する。
【0070】
また、一次巻線３１ａを含む一次側電流経路には、被覆導線Ｌｗの電圧Ｖｗの信号波形を微分した信号波形の電流信号Ｉ１が図３に示す位相状態で流れる。トランス３１は、一次巻線３１ａに流れるこの電流信号Ｉ１（一次側電流信号）を予め規定された変流比（固定）で二次側電流信号Ｉ２に変換して、二次巻線３１ｂおよび抵抗３２で構成される二次側電流経路に供給する。抵抗３２は、この二次側電流信号Ｉ２を電圧信号Ｖｃ１に変換して出力する。また、トランス３１は、一例として、この電圧信号Ｖｃ１が図３に示す電流信号Ｉ１の位相状態と同じ位相状態で出力されるように、一次巻線３１ａに対する二次巻線３１ｂの極性が規定されているものとする。
【0071】
非差動増幅部３３は、一例として、１つの演算増幅器３３ａおよび２つの抵抗３３ｂ，３３ｃで構成された非反転増幅回路と、この非反転増幅回路の出力信号を反転して検出信号Ｓｄとして出力する反転増幅回路３３ｄとを備えている。この場合、非反転増幅回路では、演算増幅器３３ａの非反転入力端子が抵抗３２の一端に接続され、演算増幅器３３ａの出力端子と反転入力端子との間に抵抗３３ｂが接続され、演算増幅器３３ａの反転入力端子は抵抗３３ｃを介して第２グランドＧ２に接続されている。本例の非差動増幅部３３は、以上の構成により、全体として反転増幅アンプとして構成されて、電圧信号Ｖｃ１を高インピーダンスで入力すると共に、位相を反転させて増幅して、図３に示す位相状態で検出信号Ｓｄ（電圧Ｖｗの微分波形（ロジック信号Ｓａの微分波形）に相当する信号波形の信号）として出力する。なお、非差動増幅部３３は、例えば反転増幅回路３３ｄを省いて、反転増幅アンプとして構成することもできる。
【0072】
したがって、この信号生成装置２Ｃ、およびこの信号生成装置２Ｃを備えた信号読取システム１Ｂにおいても、積分部５が検出信号Ｓｄを積分して電圧Ｖｗの信号波形（ロジック信号Ｓａの信号波形）と同等の信号波形の復元信号Ｓｒｅを生成して信号生成部６に出力する構成となるため、上記した信号生成装置２Ｂ、およびこの信号生成装置２Ｂを備えた信号読取システム１Ａと同等の効果を奏することができる。
【0073】
次に、図６に示すように、信号生成装置２Ｄおよび信号変換装置３を備えて構成された信号読取システム１Ｂについて説明する。なお、信号生成装置２Ｃ、および信号生成装置２Ｃを備えた信号読取システム１Ｂと同一の構成については同一の符号を付して重複する説明を省略する。
【0074】
信号生成装置２Ｄは、一例として、図８に示すように、検出部４Ｄ、積分部５および信号生成部６を備えると共に、１本のプローブＰＬを介して被覆導線Ｌｗに接続されて、符号特定用信号Ｓｆを生成して出力する。なお、プローブＰＬは、上記したプローブＰＬａ，ＰＬｂと同じ構成であるため、一例としてプローブＰＬａと同一であるものとして、プローブＰＬａの構成と同一の構成については同一の符号を付して重複する説明を省略する。また、検出部４Ｄの構成についても、検出部４Ｃの構成と同一となる構成があるため、同一の構成については同一の符号を付して重複する説明を省略する。
【0075】
検出部４Ｄは、積分部５と相俟って信号復元部８を構成する。この場合、信号復元部８は、被覆導線Ｌｗから検出されたロジック信号Ｓａの微分波形に相当する信号波形を積分することにより、ロジック信号Ｓａの信号波形と同等の信号波形の復元信号Ｓｒｅを生成する。検出部４Ｄは、抵抗３２、および増幅部としての非差動増幅部３３を備えている。この検出部４Ｄでは、抵抗３２は、その一端が入力端子部１４の一の端子を介してプローブＰＬａを構成するシールドケーブルの芯線に接続され、その他端がグランドＧに接続されている。また、抵抗３２は、その一端は非差動増幅部３３を構成する演算増幅器３３ａの非反転入力端子に接続されている。また、入力端子部１４の他の端子もグランドＧに接続されている。
【0076】
また、この検出部４Ｄでは、被覆導線Ｌｗから、結合容量、電極１２ａ、プローブＰＬを構成するシールドケーブルの芯線および抵抗３２を経由してグランドＧに至る１つの電流経路が形成される。この電流経路には、被覆導線Ｌｗの電圧Ｖｗの信号波形を微分した信号波形の電流信号Ｉ１が図３に示す位相状態で流れ、抵抗３２がこの電流信号Ｉ１を電圧信号Ｖｃ１に変換して出力する。
【0077】
非差動増幅部３３は、一例として、１つの演算増幅器３３ａおよび２つの抵抗３３ｂ，３３ｃで構成された非反転増幅回路と、反転増幅回路３３ｄとを備えて、上記した検出部４Ｃの非差動増幅部３３と同一に構成されて、第１電圧信号Ｖｃ１を高インピーダンスで入力すると共に、位相を反転させて増幅して、図３に示す位相状態で検出信号Ｓｄ（ロジック信号Ｓａの微分波形に相当する信号波形の信号）として出力する。なお、非差動増幅部３３は、例えば反転増幅回路３３ｄを省いて、反転増幅アンプとして構成することもできる。
【0078】
したがって、この信号生成装置２Ｄ、およびこの信号生成装置２Ｄを備えた信号読取システム１Ｂにおいても、積分部５が検出信号Ｓｄを積分して電圧Ｖｗの信号波形（ロジック信号Ｓａの信号波形）と同等の信号波形の復元信号Ｓｒｅを生成して信号生成部６に出力する構成となるため、上記した信号生成装置２Ｂ、およびこの信号生成装置２Ｂを備えた信号読取システム１Ａと同等の効果を奏することができる。
【0079】
また、上記の各信号読取システム１Ａ，１Ｂでは、被覆導線Ｌａ，Ｌｂの金属部（芯線）と容量結合する電極部１１ａ，１１ｂを備えて電圧検出プローブとして機能する上記のプローブＰＬａ，ＰＬｂを信号生成装置２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄに接続する構成を採用しているが、この構成に限定されるものではない。
【0080】
例えば、プローブＰＬａ，ＰＬｂに代えて、図９に示すように、第１電流検出プローブＰＬｃおよび第２電流検出プローブＰＬｄ（以下、電流検出プローブＰＬｃ，ＰＬｄともいう。被覆導線Ｌａ，Ｌｂを切断することなく、被覆導線Ｌａ，Ｌｂに装着し得るクランプ式の電流検出プローブが好ましい）を信号生成装置２Ａ（２Ｂ）に接続したり、図１０に示すように、電流検出プローブＰＬｃ，ＰＬｄのうちのいずれか１つ（図１０では一例として、電流検出プローブＰＬｃ）を信号生成装置２Ｃ（２Ｄ）に接続したりして、符号特定用信号Ｓｆを生成する構成を採用することもできる。なお、信号生成装置２Ａ（２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ）については、既に説明したため、説明を省略する。
【0081】
この電流検出プローブＰＬｃ，ＰＬｄは、一例として、分割可能に構成されて被覆導線Ｌａ，Ｌｂのうちの対応する被覆導線を内部に挿通可能な（被覆導線をクランプ可能な）磁気コア６１と、磁気コア６１に巻線を巻き付けて構成されたコイル６２とを有して構成された電流センサ部を備えて、同一に構成されている。この電流検出プローブＰＬｃ，ＰＬｄは、各電流センサ部で対応する被覆導線（電流検出プローブＰＬｃでは被覆導線Ｌａ、電流検出プローブＰＬｄでは被覆導線Ｌｂ）をクランプした状態において、対応する被覆導線を流れている電流（被覆導線Ｌａや被覆導線Ｌｗを流れている電流Ｉａと、被覆導線Ｌｂを流れている電流Ｉｂ）を検出することにより、対応する被覆導線に伝送されている信号の微分波形に相当する信号波形の電流信号Ｉｉ（電圧Ｖａ，Ｖｗについての電流信号Ｉｉａ、電圧Ｖｂについての電流信号Ｉｉｂ）を、シールドケーブル（一例として、同軸ケーブル）を介して信号生成装置２Ａ（２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ）に出力する。
【0082】
この電流検出プローブＰＬｃ，ＰＬｄでは、各磁気コア６１は、ＣＡＮバスＳＢを構成する被覆導線Ｌａ，Ｌｂ（通常状態において、互いに撚り合わされている被覆導線Ｌａ，Ｌｂ）を部分的に解いて、この解いた被覆導線Ｌａ，Ｌｂにクランプするように取り付けられる。ただし、解くことができる範囲は狭いことから、断面（周方向と直交する平面での断面）が小さく、これに伴い外径も小さいコア材を磁気コア６１として使用せざるを得ない。また、これにより、コイル６２のターン数も少なくせざるを得ない。
【0083】
したがって、この構成の電流検出プローブＰＬｃ，ＰＬｄを使用した信号生成装置２Ａでは、図示はしないが、電流検出プローブＰＬｃ，ＰＬｄからの電流信号Ｉｉａ，Ｉｉｂが一次巻線２１ａの各端子ＴＰ１，ＴＰ２に入力されることから、一次巻線２１ａを含む上記の一次側電流経路には、上記した電流信号Ｉ１と同等の信号波形（ロジック信号Ｓａの信号波形を微分した信号波形）の電流信号が流れる。また、電流検出プローブＰＬｃを使用した信号生成装置２Ｃでは、図示はしないが、電流検出プローブＰＬｃからの電流信号Ｉｉａが一次巻線２１ａの端子ＴＰ１に入力されることから、一次巻線２１ａを含む上記の一次側電流経路には、上記した電流信号Ｉ１と同等の信号波形（ロジック信号Ｓａの信号波形を微分した信号波形）の電流信号が流れる。
【0084】
また、電流検出プローブＰＬｃ，ＰＬｄを使用した信号生成装置２Ｂでは、図示はしないが、電流検出プローブＰＬｃからの電流信号Ｉｉａ（上記した第１電流信号Ｉ１ａと同等の信号波形）が抵抗２５を含む第１電流経路（つまり、電流検出プローブＰＬｃ側の電流経路）に流れると共に、電流検出プローブＰＬｄからの電流信号Ｉｉｂ（上記した第２電流信号Ｉ１ｂと同等の信号波形）が抵抗２６を含む第２電流経路（つまり、電流検出プローブＰＬｄ側の電流経路）に流れる。また、電流検出プローブＰＬｃを使用した信号生成装置２Ｄでは、図示はしないが、電流検出プローブＰＬｃからの電流信号Ｉｉａ（上記した電流信号Ｉ１と同等の信号波形）が抵抗３２を含む電流経路に流れる。
【0085】
これにより、信号生成装置２Ａ（２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ）では、電流検出プローブＰＬｃ，ＰＬｄが接続されている構成においても、プローブＰＬａ，ＰＬｂが接続されている構成と同様にして、検出部４Ａ（４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ）が上記の検出信号Ｓｄを出力し、積分部５がこの検出信号Ｓｄを積分して、ロジック信号Ｓａの信号波形と同等の信号波形の復元信号Ｓｒｅを生成して出力し、信号生成部６がこの復元信号Ｓｒｅを閾値電圧Ｖｔｈと比較して二値化することにより、符号特定用信号Ｓｆを生成して出力することができる（図３参照）。
【0086】
また、信号生成部６では、上記したように、復元信号Ｓｒｅにおける低電圧側の電圧レベルおよび高電圧側の電圧レベルのうちのより安定している電圧レベル（上記の例では、低電圧側の電圧レベル）を基準として規定された閾値電圧Ｖｔｈで、復元信号Ｓｒｅを二値化して符号特定用信号Ｓｆを生成する構成を採用しているが、ロジック信号Ｓａの周波数よりも低い周波数のノイズ（例えば、商用周波数と同等の周波数のノイズ）が復元信号Ｓｒｅに重畳することがある。この場合には、安定しているとした上記の電圧レベルもこのノイズの影響を受けて変動するため、信号生成部６では、一定の閾値電圧Ｖｔｈに基づく復元信号Ｓｒｅの二値化を正確に行えない事態が生じることがある。
【0087】
このような場合においても、信号生成部６が一定の閾値電圧Ｖｔｈに基づいて、復元信号Ｓｒｅの二値化を正確に実行し得るように、上記の特許文献２において出願人が開示している種々の波形整形部（以下では、波形整形部７という）を、図１１に示すように、積分部５と信号生成部６との間に配置（介装）する構成を採用することもできる。この構成は、上記した信号生成装置２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄのいずれにおいても採用することができる。
【0088】
以下では、上記の特許文献２において開示された波形整形部のうちの最も簡易な構成の波形整形部（コンデンサと抵抗とダイオードとで構成された波形整形部）を使用した例を挙げて、具体的に説明する。
【0089】
まず、復元信号Ｓｒｅにおける低電圧側の電圧レベルを基準として信号生成部６での閾値電圧Ｖｔｈを規定する構成では、復元信号Ｓｒｅにおける低電圧側の電圧レベルを一定にする（予め規定された定電圧（以下、ターゲット定電圧Ｖｔｇともいう）で安定化させる）必要がある。この場合、波形整形部７は、図１２に示すように、復元信号Ｓｒｅが入力される入力端子７ａと安定化させた新たな復元信号Ｓｒｅ１を出力する出力端子７ｂとの間に接続されたコンデンサ７ｃと、一端が出力端子７ｂに接続されると共に他端にターゲット定電圧Ｖｔｇが印加された抵抗７ｄと、カソード端子が出力端子７ｂに接続されると共にアノード端子にターゲット定電圧Ｖｔｇが印加されたダイオード７ｅとを備えて構成される。この構成の波形整形部７は、ダイオード７ｅの順方向降下電圧を無視し得るものとした場合には、入力される復元信号Ｓｒｅの振幅（ピークピーク電圧）を維持しつつ、低電圧側の電圧レベル（低電圧期間の電圧）をターゲット定電圧Ｖｔｇに揃えて（つまり、シングルエンド信号に整形して）、復元信号Ｓｒｅ１として出力する。
【0090】
したがって、波形整形部７の後段の信号生成部６では、ターゲット定電圧Ｖｔｇよりも若干高い電圧を閾値電圧Ｖｔｈとして規定することで、復元信号Ｓｒｅにおける低電圧側の電圧レベルが変動しているときでも、復元信号Ｓｒｅを閾値電圧Ｖｔｈで確実に二値化して符号特定用信号Ｓｆを生成することが可能となる。
【0091】
次に、例えば、信号生成装置２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄにおいて復元信号Ｓｒｅが、図３に示す位相状態に対して反転した位相で出力されている場合について説明する。この場合には、復元信号Ｓｒｅにおける高電圧側の電圧レベルを基準として信号生成部６での閾値電圧Ｖｔｈを規定する。この構成では、復元信号Ｓｒｅにおける高電圧側の電圧レベルを一定にする（ターゲット定電圧Ｖｔｇで安定化させる）必要がある。この場合、波形整形部７は、図１３に示すように、コンデンサ７ｃおよび抵抗７ｄについては図１２に示す構成と同一とする。一方、ダイオード７ｅについては、図１２に示す構成とは異なり、アノード端子が出力端子７ｂに接続され、カソード端子にターゲット定電圧Ｖｔｇが印加される構成とする。この構成の波形整形部７は、入力される復元信号Ｓｒｅの振幅を維持しつつ、高電圧側の電圧レベルをターゲット定電圧Ｖｔｇに揃えて、復元信号Ｓｒｅ１として出力する。
【0092】
したがって、波形整形部７の後段の信号生成部６では、ターゲット定電圧Ｖｔｇよりも若干低い電圧を閾値電圧Ｖｔｈとして規定することで、復元信号Ｓｒｅにおける高電圧側の電圧レベルが変動しているときでも、復元信号Ｓｒｅを閾値電圧Ｖｔｈで確実に二値化して符号特定用信号Ｓｆを生成することが可能となる。
【0093】
以上のようにして、波形整形部７は、復元信号Ｓｒｅにおける低電圧側および高電圧側のうちの所望の電圧側の電圧レベル（信号生成部６において閾値電圧Ｖｔｈと比較される電圧側の電位）を一定のターゲット定電圧Ｖｔｇに揃える機能、言い換えればターゲット定電圧Ｖｔｇに固定する機能を有しているため、「基準電位固定回路」とも称呼することもできる。また、この波形整形部７を備えた信号生成装置２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ、および信号読取システム１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄによれば、上記のようにして、信号生成部６において復元信号Ｓｒｅを閾値電圧Ｖｔｈで確実に二値化して符号特定用信号Ｓｆを生成することができる。
【0094】
なお、信号復元部８の構成は、上記の構成に限定されず、各種構成を採用することができる。例えば、上記の信号生成装置２Ａ～２Ｄでは、検出部４Ａ～４Ｄの後段に積分部５を配置した例について説明したが、積分部５の配置位置は、これに限らない。例えば、信号生成装置２Ａ，２Ｂでは、電極部１１ａ（または電流検出プローブＰＬｃ（コイル６２））から信号生成部６の間の任意の位置、および電極部１１ｂ（または電流検出プローブＰＬｄ（コイル６２））から信号生成部６の間の任意の位置に配置することができる。また、信号生成装置２Ｃ，２Ｄでは、電極部１１ａ（または電流検出プローブＰＬｃ（コイル６２））から信号生成部６の間の任意の位置に配置することができる。また、積分部５の構成に関しても、上記したように、抵抗とコンデンサで構成された公知のローパスフィルタ（ＲＣフィルタ）で構成することができる。なお、以下の説明において、信号生成装置２Ａ，２Ｂと同一の構成については同一の符号を付して重複する説明を省略する。また、信号生成装置２Ｃ，２Ｄと同一の動作については重複する説明を省略する。
【0095】
具体的に、例えば、信号生成装置２Ａに関しては、図１４に示すように、抵抗ＲＩ１とコンデンサＣＩ１とで構成したローパスフィルタ型の積分部５Ａ１を、トランス２１の二次巻線２１ｂの端子ＴＰ３と抵抗２３ｂの他端との間に配置し、かつ抵抗ＲＩ２とコンデンサＣＩ２とで構成して積分部５Ａ１と同じ構成のローパスフィルタ型の積分部５Ａ２（以下、積分部５Ａ１，５Ａ２を区別しないときには、「積分部５Ａ」ともいう）を、トランス２１の二次巻線２１ｂの端子ＴＰ４と抵抗２３ｃの他端との間に配置する。この構成においても、信号復元部８は、被覆導線Ｌａ，Ｌｂから検出されたロジック信号Ｓａの微分波形に相当する信号波形を積分することにより、ロジック信号Ｓａの信号波形と同等の信号波形の復元信号Ｓｒｅを生成して信号生成部６に出力する。具体的には、この信号復元部８では、積分部５Ａ１が第２グランドＧ２を基準として端子ＴＰ３に発生する第１電圧信号Ｖｃ１を積分して積分信号を出力すると共に積分部５Ａ２が第２グランドＧ２を基準として端子ＴＰ４に発生する第２電圧信号Ｖｃ２を積分して積分信号を出力し、差動増幅部２３が、積分部５Ａ１から出力された積分信号と積分部５Ａ２から出力された積分信号との差分電圧を、抵抗２３ｄの抵抗値を抵抗２３ｂの抵抗値で除算して得られるゲインで反転増幅して、図３に示す復元信号Ｓｒｅを生成して信号生成部６に出力する。
【0096】
また、信号生成装置２Ａに関しては、積分部５Ａ１，５Ａ２を配置することなく、つまりトランス２１の二次巻線２１ｂの端子ＴＰ３と抵抗２３ｂの他端とを接続すると共に二次巻線２１ｂの端子ＴＰ４と抵抗２３ｃの他端とを接続した構成において、互いに同じ容量値のコンデンサＣＩ３，ＣＩ４を同図に破線で示すように抵抗２３ｄ，２３ｅにそれぞれ並列接続した構成を採用することもできる。この構成の信号復元部８では、差動増幅部２３は、第１電圧信号Ｖｃ１と第２電圧信号Ｖｃ２との差分電圧を、抵抗２３ｄの抵抗値を抵抗２３ｂの抵抗値で除算して得られるゲインで反転増幅すると共に積分して、図３に示す復元信号Ｓｒｅを生成して信号生成部６に出力する。また、図示はしないが、積分部５（または積分部５Ａ）を、電極部１１ａ（または電流検出プローブＰＬｃ（コイル６２））と、トランス２１における一次巻線２１ａの端子ＴＰ１との間、および電極部１１ｂ（または電流検出プローブＰＬｄ（コイル６２））と、一次巻線２１ａの端子ＴＰ２との間にそれぞれ配置した構成を採用することができる。
【0097】
また、信号生成装置２Ｂに関しても、図１５に示すように、抵抗２５の一端と演算増幅器２３ｆの非反転入力端子との間、および抵抗２６の一端と演算増幅器２３ｇの非反転入力端子との間に積分部５（または積分部５Ａ）をそれぞれ配置する構成を採用することができる。また、図示はしないが、この位置に積分部５（または積分部５Ａ）を配置することなく、演算増幅器２３ｆの出力端子と抵抗２３ｂの他端との間、および演算増幅器２３ｇの出力端子と抵抗２３ｃの他端との間に積分部５（または積分部５Ａ）をそれぞれ配置する構成を採用することもできる。さらに、図示はしないが、この位置に積分部５（または積分部５Ａ）を配置することなく、抵抗２３ｄ，２３ｅに並列にコンデンサＣＩ３，ＣＩ４を配置する構成を採用することもできる。また、図示はしないが、電極部１１ａ（または電流検出プローブＰＬｃ（コイル６２））と抵抗２５の一端との間、および電極部１１ｂ（または電流検出プローブＰＬｄ（コイル６２））と抵抗２６の一端との間に積分部５（または積分部５Ａ）をそれぞれ配置する構成を採用することができる。これらの構成の信号復元部８でも、上記した信号生成装置２Ａの信号復元部８と同様にして、信号復元部８が図３に示す復元信号Ｓｒｅを生成して信号生成部６に出力する。
【0098】
同様にして、信号生成装置２Ｃに関しても、トランス２１の二次巻線２１ｂの端子ＴＰ３と演算増幅器３３ａの非反転入力端子との間に積分部５（または積分部５Ａ）を配置する構成、抵抗３３ｂにコンデンサＣＩ３を並列接続する構成、および電極部１１ａ（または電流検出プローブＰＬｃ（コイル６２））とトランス２１における一次巻線２１ａの端子ＴＰ１との間に積分部５（または積分部５Ａ）を配置する構成を採用することができる。これらの構成においても、信号復元部８は、被覆導線Ｌｗから検出されたロジック信号Ｓａの微分波形に相当する信号波形を積分することにより、ロジック信号Ｓａの信号波形と同等の信号波形の復元信号Ｓｒｅを生成して信号生成部６に出力する。
【0099】
また、信号生成装置２Ｄに関しても、抵抗３２の一端と演算増幅器３３ａの非反転入力端子との間に積分部５（または積分部５Ａ）を配置する構成、抵抗３３ｂにコンデンサＣＩ３を並列接続する構成、および電極部１１ａ（または電流検出プローブＰＬｃ（コイル６２））と抵抗３２の一端との間に積分部５（または積分部５Ａ）を配置する構成を採用することができる。これらの構成においても、信号復元部８は、被覆導線Ｌｗから検出されたロジック信号Ｓａの微分波形に相当する信号波形を積分することにより、ロジック信号Ｓａの信号波形と同等の信号波形の復元信号Ｓｒｅを生成して信号生成部６に出力する。
【0100】
上記の各積分部５，５Ａを備えた構成の信号生成装置２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ、およびこれらの信号生成装置２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄを備えた信号読取システム１Ａ，１Ｂによれば、信号復元部８が、被覆導線Ｌａ，Ｌｂ（または被覆導線Ｌｗ）から検出されたロジック信号Ｓａの微分波形に相当する信号波形を積分することにより、ロジック信号Ｓａの信号波形と同等の信号波形の復元信号Ｓｒｅを生成する構成のため、ロジック信号Ｓａの信号波形にパルス状やステップ状の電圧変化が生じている状態においても、この電圧変化の影響を殆ど受けることなく、信号生成部６において復元信号Ｓｒｅを１つの閾値電圧Ｖｔｈで正しく二値化して、正しい符号特定用信号Ｓｆを生成することができる。
【産業上の利用可能性】
【0101】
本願発明によれば、シングルエンド信号に整形された新たな復元信号を閾値電圧で確実に二値化して符号特定用信号を生成することができる。これにより、本願発明は、このような符号特定用信号を生成する信号生成装置、およびこの信号生成装置を備えた信号読取システムに広く適用することができる。
【符号の説明】
【0102】
１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ 信号読取システム
２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ 信号生成装置
３ 信号変換装置
４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ 検出部
５，５Ａ 積分部
６ 信号生成部
７ 波形整形部
８ 信号復元部
１２ａ，１２ｂ 電極
２１ トランス
２１ａ 一次巻線
２１ｂ 二次巻線
２２ 抵抗
Ｌａ，Ｌｂ 被覆導線
Ｓａ ロジック信号
ＳＢ ＣＡＮバス（通信路）
Ｓｄ 検出信号
Ｓｆ 符号特定用信号
Ｓｒｅ 復元信号
ＴＰ３，ＴＰ４ 二次巻線の各端子
Ｖｔｈ 閾値電圧
２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ 信号生成装置
３ 信号変換装置
４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ 検出部
５，５Ａ 積分部
６ 信号生成部
７ 波形整形部
８ 信号復元部
１２ａ，１２ｂ 電極
２１ トランス
２１ａ 一次巻線
２１ｂ 二次巻線
２２ 抵抗
Ｌａ，Ｌｂ 被覆導線
Ｓａ ロジック信号
ＳＢ ＣＡＮバス（通信路）
Ｓｄ 検出信号
Ｓｆ 符号特定用信号
Ｓｒｅ 復元信号
ＴＰ３，ＴＰ４ 二次巻線の各端子
Ｖｔｈ 閾値電圧
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】