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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Datenübertragungsvorrichtung, insbesondere
eine Datenübertragungsvorrichtung,
die eine Technik der Datenübertragung
zwischen einem Eingangsabschnitt und einem Datenverarbeitungsabschnitt
in einem Messinstrument verwendet und ganz insbesondere eine Datenübertragungsvorrichtung,
die eine Isolationstechnik verwendet, die zum Messen eines Spannungsverlaufs
(Spannungsverläufe
einer hohen Spannung und einer extrem niedrigen Spannung) verwendet.
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Bei
einem Messinstrument, das zum Messen des Verlaufs einer Spannung
wie einer Hochspannung, die mehrere Hundert Volt [V] übersteigt
und des Verlaufs einer Spannung einer extrem niedrigen Spannung,
die geringer ist als ein Millivolt [mV] ist, ist eine elektrische
Isolation zwischen einem die Messdaten aufnehmenden Abschnitt (Eingangsabschnitt), der
ein Messdatensignal empfängt,
und einem Datenverarbeitungsabschnitt, der eine Verarbeitung der gewonnenen
Messdaten ausführt,
wichtig.
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Beispielsweise
gewährleistet
bei dem Messen einer hohen Spannung eine Isolation die Zuverlässigkeit
des Schutzes des Datenverarbeitungsabschnittes und die Sicherheit
eines Nutzers. Weiter ermöglicht
eine Isolation bei der Messung einer extrem niedrigen Spannung die
Reduktion der Beeinflussung von Rauschen durch eine übliche Spannung,
da eine sehr hohe Messgenauigkeit erforderlich ist.
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Weiter
gilt die Wichtigkeit der Isolation nicht nur in dem Fall der Spannungsmessung,
sondern auch bei der Messung eines elektrischen Stroms, eines Widerstands,
Drucks, der Temperatur und dergleichen. Es ist unter dem Gesichtspunkt
des Schutzes eines Messinstrumentes und der Verbesserung der Messgenauigkeit
erwünscht,
diese Signale in einem isolierten Zustand zu übertragen.
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5 zeigt
ein Beispiel einer üblichen
digitalen Datenübertragungsvorrichtung 10.
Wie in 5 gezeigt, sind ein Messdaten aufnehmender Abschnitt 2 und
ein Daten verarbeitender Abschnitt 3 auf derselben Karte
montiert. Der die Messdaten aufnehmende Abschnitt 2 und
der die Daten verarbeitende Abschnitt 3 sind miteinander über die
Daten isolierende Übertragungsabschnitte 6, 7 und 8 verbunden
und ein Messdatensignal wird auf den Datenverarbeitungszustand 3 in
einem Zustand der elektrischen Isolation durch die Datenisolationsabschnitte 6, 7 und 8 übertragen.
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Der
die Messdaten gewinnende Abschnitt 2 weist einen A/D Wandler 4 auf,
der ein gemessenes analoges Datensignal (Ain), das über eine
Sonde oder dergleichen gewonnen worden ist, in ein digitales Datensignal
(Din) wandelt. Parallele Datensignale, die von dem A/D Wandler 4 übertragen
werden, werden an die Daten isolierenden Übertragungsabschnitte 6, 7 und 8 über eine
Mehrzahl von Datenleitungen übertragen.
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Der
Datenverarbeitungsabschnitt 3 besteht aus einem Field Programmable
Gate Array (FPGA) 9 und dergleichen. Der FPGA 9 führt eine
vorgegebene Verarbeitung der über
die Daten isolierenden Übertragungsabschnitte 6, 7 und 8 aus
und der EPGA 9 gibt den Befehl zum Darstellen des Ergebnisses
der Verarbeitung und dergleichen aus.
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Üblicherweise
werden allgemein als Datenübertragungsabschnitte 6, 7 und 8 ein
Photokoppler, ein Hochgeschwindigkeitsisolator, ein Isolationswandler
und dergleichen verwendet. Wenn diese Geräte als Daten isolierende Übertragungsabschnitte 6, 7 und 8 verwendet
werden, beträgt
die Maximalgeschwindigkeit der Datenübertragung etwa 100 Mbps.
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Andererseits
ist es erwünscht,
dass die Daten isolierenden Übertragungsabschnitte 6, 7 und 8 hohe
Stehspannungseigenschaften haben, wenn Messungen mit hohen Stehspannungen
ausgeführt werden.
Um diese hohe Stehspannung zu erreichen, kann eine gewünschte Stehspannung
erreicht werden durch ausreichendes Einstellen des Abstands (nachfolgend
wird dieser Abstand als „Isolationsabstand" bezeichnet) erreicht
werden, der notwendig ist für
eine Isola tion zwischen den die Messdaten empfangenden Abschnitt 2 und
dem die Daten verarbeitenden Abschnitt 3.
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Da
der Photokoppler und der Hochgeschwindigkeitsisolator in der Größe ihrer
Elemente und Gehäuse
in gewissem Umfang standardisiert sind, hat die Verbesserung der
Stehspannung Begrenzungen. Entsprechend wird eine Schaltungsausbildung
offenbart, die dazu in der Lage ist, deutlich eine Spannung anzugeben,
die an einen Gleichspannungseingangsanschluss angelegt wird gegenüber Masse,
was bei den isolierten Übertragungsstrukturen
durch den üblichen
Photokoppler und Druckgeschwindigkeitswandler schwierig war, durch
Verwendung des Isolationswandlers und Anwenden eines Schwingkreises (s.
japanische Offenlegungsschrift
Nr. 2005-18550 ).
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Auch
wenn wird für
die Daten isolierenden Übertragungsabschnitte 6, 7 und 8 ein
Isolationswandler verwendet hat die Übertragungsgeschwindigkeit
jedoch Begrenzungen ähnlich
denen eines Photokopplers oder des Hochgeschwindigkeitsisolators.
Weiter entsteht nun das neue Problem, dass das Messinstrument größer wird.
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Es
ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Datenübertragungsvorrichtung
zu schaffen, die eine höhere Übertragungsgeschwindigkeit erreichen
kann, eine Stehspannung und eines Miniaturisierung realisiert.
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Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe gelöst durch
eine Datenübertragungsvorrichtung
mit:
einem Messdaten gewinnenden Abschnitt zum Gewinnen eines
Messdatensignals von einem Messobjekt;
einen Datenverarbeitungsabschnitt
zum Ausführen einer
Datenverarbeitung des gemessenen Datensignals; und
einen Datenübertragungsabschnitt,
der zwischen dem Messdatengewinnungsabschnitt und dem Datenverarbeitungsabschnitt
angeordnet ist, zum Übertragen
des Messdatensignals an den Datenverarbeitungsabschnitt in einem
elektrisch isolierten Zustand, wobei
der Datenübertragungsabschnitt
aufweist:
eine Flächenemissionslaserdiode
zum Wandeln des Messdatensignals in ein optisches Signals;
eine
empfangendes optisches Gerät
zum Empfangen des optischen Signals von der Flächenemissionslaserdiode; und
einen
optischen Verlauftyp-Übertragungsweg,
der zwischen der Flächenemissionslaserdiode
und dem optischen Empfangsgerät
angeordnet ist, zum Übertragen
des optischen Signals.
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Diese
und andere Aufgaben, Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung
werden aus der eingehenden Beschreibung, die nachfolgt und den anliegenden
Zeichnungen besser verständlich. Diese
dienen lediglich der Illustration, sie dienen nicht dazu, den Schutzbereich
der vorliegenden Erfindung zu begrenzen. Dabei zeigt:
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1 eine
Blockdiagramm einer Datenübertragungsvorrichtung
nach einem bevorzugten ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung;
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2 eine
schematische Ansicht eines Datenübertragungsabschnitts
in der Datenübertragungsvorrichtung;
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3A eine
Außenansicht
eines optischen Signalübertragungswegs;
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3B eine
Schnittansicht des optischen Signalübertragungswegs;
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4 ein
Blockdiagramm einer Datenübertragungsvorrichtung
nach einem bevorzugten zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung;
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5 eine
schematische Ansicht einer üblichen
digitalen Datenübertragungsvorrichtung.
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Nachfolgend
werden die Ausbildung und die Betriebsweise von bevorzugten Ausführungsbeispielen
einer Datenübertragungsvorrichtung
nach der vorliegenden Erfindung in ihren Einzelheiten unter Bezugnahme
auf die beiliegenden Zeichnungen erläutert. Dieselben Bezugszeichen
werden verwendet, um dieselben Komponenten oder einander entsprechende
Komponenten in den Figuren anzugeben. Die nachfolgende Beschreibung
wird lediglich den Unterschied gegenüber dem Stand der Technik angeben.
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1 zeigt
ein Beispiel einer Datenübertragungsvorrichtung 100 nach
einem ersten Ausführungsbeispiel.
Die Datenübertragungsvorrichtung 100 weist
im wesentlichen einen Messdatengewinnungsabschnitt 20,
einen Datenverarbeitungsabschnitt 30 und einen Datenübertragungsabschnitt 40 auf,
diese Bauelemente sind auf derselben Schaltkarte 1 angeordnet.
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Der
Messdatengewinnungsabschnitt 20 weist einen A/D Wandler 21,
einen P/S Wandler 2 und einen Lasertreiber 23 auf.
Der A/D Wandler 21 wandelt ein analoges Datensignal (Ain),
das von einem Messobjekt eingegeben wird, in ein digitales Datensignal
(Din) um. Signale, die von dem Messobjekt angegeben werden, können Signalformen
sein, wie ein Widerstandsverlauf, ein Druckverlauf und ein Temperaturverlauf
neben einem Spannungsverlauf und einem Stromverlauf. Der Din, der
von dem MD Wandler 21 gewandelt worden ist, wird von dem
P/S Wandler 22 in ein serielles digitales Datensignal („Signal
S” kompatibel
mit einer Hochgeschwindigkeitsübertragung)
umgewandelt. Der Lasertreiber 23 ist ein Treiber zum Treiben
des Transmitter Optical Sub-Assembly (TOSA) 41 zum Zuordnen
des Signals S, das von dem P/S Wandler 22 ausgegeben ist
zu einem optischen Signal (TOSA 41 wird unten erläutert).
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Der
P/S Wandler führt
die Wandlung aus unter Anwendung eines Low Voltage Signaling (LVDS) Verfahrens
oder des Current Mode Logic (CML) Verfahrens, die beide ein paralleles
Signal in ein Niederspannungs-Differentielles-Reihensignal wandeln,
um das gewandelte serielle Signal zu übertragen. Das Übertragungsverfahren
durch LVDS oder CML ermöglicht
eine Hochgeschwindigkeitsübertragung
mit wenigen Signalleitungen verglichen mit einer Einendübertragung,
die ein Datensignal nur über
eine einzige Signalleitung überträgt.
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Der
Datenübertragungsabschnitt 40 weist die
TOSA 41, einen optischen Signalübertragungsweg 41 vom
optischen Wellenführungstyp
und eine optische Empfangsteilanordnung auf (ROSA) 43.
Die TOSA 41 weist einen Vertical Cavity Surface Emitting Laser
(VCSEL) auf, der Licht unter Verwendung eines elektrischen Signals
aussendet, das über
den Lasertreiber 23 eingegeben wird. Ein optisches Signal,
das von der TOSA 41 ausgegeben wird, wird in einem isolierten
Zustand über
den optischen Signalübertragungsweg 42 übertragen.
Die RO SA 43 empfängt
das optischen Signal, das über
den optischen Signalübertragungsweg 42 übertragen
worden ist.
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Die
TOSA 41 und die ROSA 43 sind optische Empfänger übereinstimmend
mit dem Gigabit Ethernet oder dem Faserkanal-Standard. Die VCSEL
wird in einem Übertragungsabschnitt,
dem TOSA 41 verwendet. Eine Photodiode wird in dem Empfangsabschnitt,
der ROSA 43 verwendet. Die VCSEL hat die Eigenschaft der
Lichtaussendung senkrecht zu einer Waferfläche und ist in ihren Kosten überlegen
aufgrund des geringen Leistungsverbrauchs und der Massenproduktion
und dergleichen im Vergleich mit üblichen Kantenemissionslasern
(Halbleiterlasern), die Licht parallel zu einer Waferfläche eines
Halbleiterchips aussenden.
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Der
optische Signalübertragungsweg 42 hat ein
Material, das es dem Messdatengewinnungsabschnitt 40 und
dem Datenverarbeitungsabschnitt 30 erlaubt, einen elektrisch
isolierten Zustand beizubehalten und die Übertragung von Licht durch
interne Totalreflektion ermöglicht.
Beispielsweise entspricht das Material einer optischen Wellenführung vom Oberflächentyp,
einer optischen Wellenführung
vom dreidimensionalen Typ oder dergleichen. In dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel
werden die optische Faser, von der die Umhüllung und dergleichen entfernt
worden ist unter Belassung des Kerns und einer Umkleidung mit einer
Ferrule gehalten, das Material ist jedoch nicht darauf eingeschränkt. Jedes
Isolationsmaterial kann angewendet werden, solange dieses Material
Datensignale, wie sie oben genannt sind, übertragen kann.
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Es
werden jetzt die optische Faser und die Ferrule, die isolierte Übertragungselemente
sind, die bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden, unter
Bezugnahme auf die 2, 3A und 3B beschrieben.
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2 zeigt
eine schematische Ansicht des Datenübertragungsabschnitt 40 in
der Datenübertragungsvorrichtung 100 nach
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel.
Bei dem optischen Signalübertragungsweg 42 nach
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
wird eine Kurzdistanz-Übertragung
ausgeführt,
der Abstand L zwischen den Messdatengewinnungsabschnitt und dem
Datenverarbeitungsabschnitt 30 ist mit L = ungefähr 20 mm
bis ungefähr
30 mm. Die Verwendung einer Mehrbetriebsoptikfaser erlaubt insbesondere
eine Hochgeschwindig keitsdatenübertragung
und eine Reduktion des Verlustes der Übertragung aufgrund des Einflusses
von Biegungen und dergleichen. Eine Mehrbetriebs-Optikfaser vom
Graded-Index (GI) Typ, das zur Hochgeschwindigkeitsübertragung
in der Lage ist, das allgemein vielfältig verwendet wird, kann als
Mehrbetriebs-Optikfaser verwendet werden.
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3A zeigt
eine Außenansicht
eines optischen Signalübertragungsweg 42 nach
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
und 3B zeigt eine Schnittansicht des optischen Signalübertragungsweg 42.
Der optische Signalübertragungsweg 42 besteht aus
einer Optikfaser 44 und einer Ferrule 45, die
die optische Faser 44 abdeckt. Die hier verwendete Ferrule
hat eine Länge
L, die bei der Erläuterung
von 2 beschrieben worden ist, und einen Durchmesser
(Φ) von
1,25 mm hat. Die Ferrule ist mit einem LC Konnektor kompatibel.
Weiter kann jedes Isolationsmaterial, etwa Zirkoniumerde, Keramik
und Kunststoff als Material für
die Ferrule verwendet werden. Bei der Verwendung der Ferrule, die
einfach von der vorliegenden TOSA 41 und ROSA 43 lösbar sind,
erlaubt die Vereinfachung des Herstellungsvorgangs, die Handhabung
und dergleichen.
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Es
wird wieder auf 1 Bezug genommen. Der Datenverarbeitungsabschnitt 30 weist
einen Empfängerabschnitt 31 und
ein FPGA 9 auf. Der Verstärkerabschnitt 31 ist
ein Begrenzungsverstärker
für eine
Gigahertzkommunikation, der Begrenzungsverstärker erlaubt eine Hochgeschwindigkeitsübertragung
durch Anhebung des Spannungspegels einen elektrischen Signals, das
von der ROSA 43 empfangen wird, wenn das elektrische Signal
extrem infinitesimal ist.
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Das
FPGA 9 empfängt
das Signal S, das mit der hohen Geschwindigkeit übertragen worden ist, über den
Verstärkerabschnitt 31.
Die FPGA 9 führt verschiedene
Arten der Verarbeitung aus, etwa die Betriebsverarbeitung der Daten,
die in den Messdatengewinnungsabschnitt 20 eingegeben worden
ist und zeigt das Ergebnis der Verarbeitung an und dergleichen.
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Bei
dem ersten Ausführungsbeispiel
ist es, wie oben beschrieben, möglich
die Übertragungsrate in
einem isolierten Zustand unter Verwendung der TOSA 41 mit
einem eingebauten VCSEL, der ROSA 43 und dem optischen
Signalübertragungsweg 42 zu übertragen
mit der Ferrule 45, die die TOSA 41 und die ROSA 43 miteinander
verbindet. Weiter kann ein geringer Leistungsverbrauch durch die
Verwendung der VCSEL, der Miniaturisierung der Vorrich tung aufgrund
der Serienübertragung
und der hohen Stehspannung durch willkürliches Ändern der Länge der Ferrule erreicht werden.
Weiter ist es möglich,
störende
Effekte zu vermeiden, (die eine Vergrößerung der Vorrichtung aufgrund
von Schwierigkeiten bei dem Verfahren, der Erzeugung von Verlusten
durch den Einfluss einer Biegung und dergleichen) in dem Fall der
Verwendung lediglich einer Faser zu vermeiden durch Halten der optischen
Faser mit der Ferrule.
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Die
Datenübertragungsvorrichtung 100 nach dem
ersten Ausführungsbeispiel
ist oben beschrieben worden. Die Beschreibung des ersten Ausführungsbeispiels
weist ein Beispiel der Datenübertragungsvorrichtung
nach der vorliegenden Erfindung auf, die Erfindung ist jedoch nicht
auf dieses Beispiel beschränkt.
Es versteht sich, dass verschiedene Änderungen ausgeführt werden
können,
ohne sich von dem Schutzbereich der Erfindung zu lösen. Beispielsweise
kann in 1 durch Trennen des Messdatengewinnungsabschnitts 20 und
des Datenverarbeitungsabschnitts 30 an einem trennbaren
Ort P auf der Schaltkarte 1 jeder von diesen auf gesonderten Schaltkarten
angeordnet sein. Dies macht es möglich,
die Ausmaß der
Sicherheit der Isolationsfunktion zu erhöhen und das Ausmaß der Freiheit
der Schaltkartenanordnung. Infolgedessen können verschiedene Änderungen
der Ausgestaltungen ausgeführt
werden.
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Weiter
ist in den 2, 3A und 3B die
ganze optische Faser 44 im Inneren einer Ferrule 45 angeordnet
zum Halten der optischen Faser 44. Statt dieser Ausbildung
können
nur die beiden Enden der optischen Faser 44 durch gesonderte
Ferrulen gehalten sein ohne Halten des mittleren Abschnitts der
optischen Faser 44 (in der Nähe der trennbaren Position
P). Weiter kann die Einfachheit des Herstellungsvorgangs und der
Modifikationsarbeit erreicht werden.
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4 zeigt
ein Beispiel der Datenübertragungsvorrichtung 100 in
dem Fall der Verwendung eines Paares von Datenübertragungsabschnitten 40 nach
einem zweiten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung. Die Datenübertragungsvorrichtung 100 weist
im wesentlichen den Messdatengewinnungsabschnitt 20, den
Datenverarbeitungsabschnitt 30 und ein Paar von Datenübertragungsabschnitten 40 auf,
die alle auf derselben Schaltkarte 1 angeordnet sind. Dieselben
grundsätzlichen
Konfigurationen des Messdatengewinnungsabschnitts 20, des
Datenverarbeitungsabschnitts 30 und der Datenübertragungsabschnitte 40 sind
dieselben wie bei dem oben beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel,
auf eine Beschreibung wird daher hier verzichtet. Lediglich die
Ausbildung zwischen dem FPGA 9 und dem A/D Wandler 21,
die von der Konfiguration bei dem ersten Ausführungsbeispiel unterschiedlich ist,
wird im Folgenden beschrieben werden.
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Der
FPGA 9 gibt Signale aus, damit der A/D Wandler 21 einen
Lasertreiber 23, der in dem Datenverarbeitungsabschnitt 30 vorgesehen
ist, richtig arbeitet. Die von dem FPGA 9 an den A/D Wandler 21 ausgegebenen
Signale sind im wesentlichen ein Taktsignal (CLK) und ein Konversionssignal
(CNV). Das CNV Signal ist zum Unterstützen eines Taktes, der für jeden
Abschnitt erforderlich ist. Das CNV Signal ist ein Konversionsstartsignal,
das den A/D Wandler 21 initiiert, eine A/D Wandlung zu
starten.
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Das
CNV, das in den A/D Wandler 21 eingegeben wird, wird als
Trigger zum Starten der Übertragung
von Messdaten von dem A/D Wandler 21 in Richtung auf die
FPGA 9 synchron mit dem CLK Signal zu starten.
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Das
CLK Signal und das CNV Signal, das von dem FPGA 9 ausgegeben
wird, werden in den Datenübertragungsabschnitt 40 durch
den Lasertreiber 23 eingegeben. Das CLK Signal und CNV
Signal werden zwischen dem Datenverarbeitungsabschnitt 30 und
dem Messdatengewinnungsabschnitt 20 in einen isolierten
Zustand durch Verwendung einer optischen Kommunikationstechnik,
nämlich
TOSA 41 und ROSA 43, die in dem Datenübertragungsabschnitt 40 vorgesehen
sind. Danach werden das CLK Signal und das CNV Signal in den A/D
Wandler 21 durch einen Verstärkerabschnitt 31 eingegeben.
Entsprechend kann dann, wenn der A/D Wandler 21 nicht mit
einem differentiellen Eingang umgehen kann, ein nicht gezeigter
Differential/Einfach Wandler vorgesehen sein an der Eingangsseite
des A/D Wandlers 21.
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Wie
oben beschrieben wird bei dem zweiten Ausführungsbeispiel der Datenübertragungsabschnitt 30 für die Übertragung
des CLK Signals und des CNV Signals verwendet. Dies macht es möglich, die
Datenübertragung
zu beschleunigen ohne Vorsehung einer Mehrzahl von Daten isolierenden Übertragungsabschnitten
(einem Photokoppler oder dergleichen) zum Erreichen einer höheren Übertragungsgeschwindigkeit.
Insbesondere kann eine isolierte Übertragung über einen optischen Signalübertragungsweg 42 erreicht
werden. Eine Miniaturisierung der Vorrichtung und verschiedene Änderungen
der Schaltungsausbildungen können
erfolgen.
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Weiter
wird, wenn der A/D Wandler 21 mit einer hohen Abtastfrequenz
verwendet wird, um die Verarbeitungsgeschwindigkeit zu verbessern,
keine Verzögerung
des CNV Signals zu dem CLK Signal auftreten, da das CNV Signal durch
optische Übertragung
beschleunigt werden kann. Infolgedessen kann ein Flackern unterdrückt werden,
um eine hochgenaue Verarbeitung zu erreichen. Das Beispiel der Verwendung
eines Paares von Datenverarbeitungsabschnitten 40 wurde
bei dem zweiten Ausführungsbeispiel
beschrieben, die Anzahl der Datenübertragungsabschnitte 40 ist
jedoch nicht auf zwei begrenzt. Eine Mehrzahl von Datenübertragungsabschnitten 40 kann
in der Datenübertragungsvorrichtung 100 verwendet
werden.
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Nach
dem einen Aspekt der bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden
Erfindung wird eine Datenübertragungsvorrichtung
geschaffen mit: einem Messdatengewinnungsabschnitt zum Gewinnen
eines Messdatensignals von einem zu messendem Objekt; einem Datenverarbeitungsabschnitt zum
Ausführen
einer Datenverarbeitung an dem Messdatensignal und einem Datenübertragungsabschnitt,
der zwischen dem Messdatengewinnungsabschnitt und dem Datenverarbeitungsabschnitt
angeordnet ist zum Übertragen
des Messdatensignals zu dem Datenverarbeitungsabschnitt in einem
elektrisch isolierten Zustand, wobei der Datenübertragungsabschnitt aufweist:
eine Flächenemissionslaserdiode zum
Wandeln des Messdatensignals in ein optisches Signal und eine optische
Empfangseinrichtung zum Empfangen des optischen Signals von der
Oberflächenemissionslaserdiode
und einem Übertragungsweg
vom Binnenführungstyp,
der zwischen der Oberflächenemissionslaserdiode
und der optischen Empfangseinrichtung angeordnet ist zum Übertragen
des optischen Signals.
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Die
Datenübertragungsvorrichtung
erlaubt eine Hochgeschwindigkeitsübertragung durch Verwendung
des Oberflächenemissionslasers
als ein Licht emittierendes Element des Datenübertragungsabschnitts. Weiter
ist es möglich,
einen Isolationsabstand willkürlich
einzustellen durch Verwenden des Übertragungswegs vom optischen
Wellenführungstyp.
Die Messung von Signalen mit extrem hoher Amplitude oder infinitesimaler
Amplitude (etwa Spannung, Strom, Widerstand, Druck und Temperatur),
die Vergrößerung der
Stehspannung und die Reduktion von Rauschen können daher erreicht werden.
Weiter ermöglicht
es das Oberflächenemissionslaser
das zur Hochgeschwindigkeitsübertragung fähig ist,
einen geringen Leistungsverbrauch ohne Vorsehung einer Mehrzahl
von Datenisolationsübertragungsabschnitten
parallel zueinander gegenüber dem
Stand der Technik.
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Vorzugsweise
weist der Messdatengewinnungsabschnitt auf: einen Analog/Digital
Wandler zum Wandeln des Messdatensignals in ein digitales Datensignal
und einen Parallel/Seriell Wandler zum Wandeln des digitalen Datensignals
in ein serielles Datensignal und zum Ausgeben des seriellen Datensignals
an die Oberflächenemissionslaserdiode.
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Die
Datenübertragungsvorrichtung
kann eine Vereinfachung der Verdrahtung und eine Miniaturisierung
des Produkts erreichen aufgrund der seriellen Übertragung.
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Weiter
weist der Übertragungsweg
vom optischen Wellenführungstyp
auf: eine optische Faser zum Übertragen
des optischen Signals und eine Ferrule zum Halten der optischen
Faser.
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Die
Datenübertragungsvorrichtung
verwendet die optische Faser, die das optische Signal überträgt sowie
die Ferrule, die die optische Faser als Übertragungsweg vom optischen
Wellenführungstyp hält. Dies
macht es möglich,
eine Reduktion der Kosten bei der Herstellung und eine Miniaturisierung
des Produkts durch Modifikationsarbeiten zu erreichen.
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Vorzugsweise
ist der Datenübertragungsabschnitt
zu einer bidirektionalen Übertragung
des optischen Signals zwischen dem Datengewinnungsabschnitt und
dem Datenverarbeitungsabschnitt fähig.
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Die
Datenübertragungsvorrichtung
kann ein Signal bidirektional zwischen dem Datengewinnungsabschnitt
und dem Datenverarbeitungsabschnitt in einem isolierten Zustand übertragen.
Es ist dadurch möglich,
ein Signal zu übertragen,
das den Konversionsstartzeitpunkt des A/D Wandlers (ein Konversionssignal)
steuert, mit einer hohen Geschwindigkeit ohne Anordnung einer Mehrzahl
von Datenisolationsübertragungsabschnitten,
wie bei dem Stand der Technik. Da das Konversionssignal mit hoher
Geschwindigkeit übertragen
werden kann, kann ein Flackern (eine Fluktuation in der Frequenz) nicht
größer werden,
auch wenn die Taktfrequenz höher
wird. Die Messdaten können
daher mit einer hohen Geschwindigkeit und einer hohen Genauigkeit verarbeitet
werden.
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Vorzugsweise
sind der Datengewinnungsabschnitt, der Datenverarbeitungsabschnitt
und der Datenübertragungsabschnitt
auf derselben Schaltkarte montiert.
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Bei
der Datenübertragungsvorrichtung
sind der Datengewinnungsabschnitt, der Datenverarbeitungsabschnitt
und der Datenübertragungsabschnitt auf
derselben Schaltkarte montiert. Ein derartiger Aufbau ermöglicht die
Montage von einzelnen Bauelementen auf geringem Raum und die Verwirklichung der
elektrischen Isolation.
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Vorzugsweise
sind der Datengewinnungsabschnitt und der Datenverarbeitungsabschnitt
auf gesonderten Schaltkarten montiert.
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Entsprechend
der Datenübertragungsvorrichtung
sind der Datengewinnungsabschnitt und der Datenverarbeitungsabschnitt
auf gesonderten Schaltkarten montiert. Es kann dadurch die Wirkung der
Isolation und der Stehspannung erreicht werden vollständiger im
Vergleich zu dem Fall, wo die beiden Abschnitte auf derselben Schaltkarte
montiert sind. Weiter sind verschiedene Änderungen der Ausgestaltung
möglich,
da der Grad der Freiheit der Anordnung der Schaltkarte zunimmt.
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Die
Offenbarungen der
japanischen
Patentanmeldung Nr. 2006-245529 vom 11. September 2006
und der
japanischen Anmeldung
Nr. 2007-024118 , die am 2. Februar 2007 eingereicht worden
ist, einschließlich
der Beschreibung, der Ansprüche
und der Zeichnungen sowie der Zusammenfassung werden hier im Ganzen
durch Bezugnahme einbezogen.
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Obwohl
verschiedene beispielhafte Ausführungsformen
gezeigt und beschrieben worden sind, ist die Erfindung nicht auf
die gezeigten Ausführungsbeispiele
beschränkt.
Der Schutzbereich der Erfindung wird daher lediglich durch den Schutzbereich der
nachfolgenden Ansprüche
begrenzt sein.