JP2001267906A - Signal input circuit and signal input and output device - Google Patents
Signal input circuit and signal input and output deviceInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は信号入力回路及びこ
の信号入力回路を有する信号入出力装置に関わり、特
に、入力される電流信号を素早く電圧信号に変換する信
号入力回路、及びＰＷＭ信号などのパルス幅が管理され
るパルス信号の受け渡しを正確に電流信号によって行う
信号入出力装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a signal input circuit and a signal input / output device having the signal input circuit, and more particularly to a signal input circuit for quickly converting an input current signal into a voltage signal, and a PWM signal and the like. The present invention relates to a signal input / output device that accurately transfers a pulse signal whose pulse width is managed by a current signal.
【０００２】[0002]
【従来の技術】自動車には、複数の電子コントロールユ
ニット（Electronic Control Unit：ＥＣＵ）が組み込
まれている。これらのＥＣＵは、互いにパルス信号の受
け渡しを行っている。このパルス信号の受け渡しを電圧
信号で行った場合、ＥＣＵ間の接地電位（ＧＮＤ）レベ
ルの違いにより、信号レベルの誤判定が生じてしまう惧
れがある。この誤判定を防止するため、信号の受け渡し
を電流信号で行う方法を用いている。代表例として、信
号出力側ＥＣＵはオープンコレクタ型のトランジスタを
有し、信号入力側ＥＣＵはプルアップ抵抗を有する形式
が挙げられる。2. Description of the Related Art A plurality of electronic control units (ECUs) are incorporated in an automobile. These ECUs exchange pulse signals with each other. If the pulse signal is transferred using a voltage signal, there is a possibility that an erroneous determination of the signal level may occur due to a difference in ground potential (GND) level between the ECUs. In order to prevent this erroneous determination, a method is used in which signal transfer is performed using a current signal. As a typical example, a type in which the signal output side ECU has an open collector type transistor and the signal input side ECU has a pull-up resistor can be cited.
【０００３】信号出力側ＥＣＵが有するトランジスタ
は、信号出力側ＥＣＵの信号出力端子に接続されたコレ
クタ電極と、信号出力側ＥＣＵのＧＮＤに接続されたエ
ミッタ電極と、パルス信号が入力されるベース電極とを
有するｎｐｎトランジスタである。パルス信号がＨ（ハ
イ）レベルの時、トランジスタがオンして、信号出力端
子から電流信号が流入する。パルス信号がＬ（ロー）レ
ベルの時、トランジスタがオフして、電流信号が流入し
ない。信号出力端子は、ワイヤハーネス（信号線）を介
して信号入力側ＥＣＵの信号入力端子に接続されてい
る。The transistor included in the signal output side ECU includes a collector electrode connected to a signal output terminal of the signal output side ECU, an emitter electrode connected to GND of the signal output side ECU, and a base electrode to which a pulse signal is input. And an npn transistor having: When the pulse signal is at the H (high) level, the transistor is turned on, and a current signal flows from the signal output terminal. When the pulse signal is at the L (low) level, the transistor is turned off and no current signal flows. The signal output terminal is connected to a signal input terminal of the signal input side ECU via a wire harness (signal line).
【０００４】一方、信号入力側ＥＣＵのプルアップ抵抗
は、信号入力端子と信号入力側ＥＣＵの電源電位（Ｖｃ
ｃ）との間に接続されている。信号入力端子から電流信
号が流出するとき、電流信号はプルアップ抵抗を流れ
る。プルアップ抵抗に電流信号が流れることで、信号入
力側ＥＣＵの入力信号端子の電位は、電源電位レベルか
らＧＮＤレベルへ降下する。また、信号入力端子から電
流信号が流出しないとき、プルアップ抵抗に電流信号が
流れず、入力信号端子の電圧は電源電位レベルである。On the other hand, the pull-up resistor of the signal input side ECU is connected to the signal input terminal and the power supply potential (Vc) of the signal input side ECU.
c). When the current signal flows out of the signal input terminal, the current signal flows through the pull-up resistor. When the current signal flows through the pull-up resistor, the potential of the input signal terminal of the signal input side ECU drops from the power supply potential level to the GND level. When no current signal flows out of the signal input terminal, no current signal flows through the pull-up resistor, and the voltage of the input signal terminal is at the power supply potential level.
【０００５】このように、信号出力側ＥＣＵに入力され
るパルス信号がＨレベルの時、信号入力側ＥＣＵの信号
入力端子の電位はＧＮＤレベルとなり、パルス信号がＬ
レベルの時、信号入力端子の電位は電源電位レベルとな
る。つまり、ＧＮＤレベルをＬレベル、電源電位レベル
をＨレベルと仮定すると、電流信号を信号入力端子の電
圧信号に反転変換することができることになる。信号入
力側ＥＣＵは信号入力端子の電圧が入力されるインバー
タ回路をさらに有することで、信号出力側に入力される
パルス信号と同じパルス信号がインバータ回路から出力
される。As described above, when the pulse signal input to the signal output side ECU is at the H level, the potential of the signal input terminal of the signal input side ECU is at the GND level, and the pulse signal is at the L level.
At the time of the level, the potential of the signal input terminal becomes the power supply potential level. That is, assuming that the GND level is at the L level and the power supply potential level is at the H level, the current signal can be inverted and converted into a voltage signal at the signal input terminal. Since the signal input side ECU further includes an inverter circuit to which the voltage of the signal input terminal is input, the same pulse signal as the pulse signal input to the signal output side is output from the inverter circuit.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】信号出力側ＥＣＵのト
ランジスタがオフ状態からオン状態に変化したとき、ト
ランジスタの電流シンク能力が十分であれば、信号入力
側ＥＣＵのプルアップ抵抗の抵抗値の大きさに係わら
ず、素早く電流信号の印加（流入・流出）が開始され
る。したがって、電流信号は素早くプルアップ抵抗を流
れるため、パルス信号に遅れることなく、信号入力端子
の電位はＨレベルからＬレベルに変位する。When the transistor of the signal output side ECU changes from the off state to the on state and the current sinking capability of the transistor is sufficient, the resistance value of the pull-up resistor of the signal input side ECU becomes large. Regardless, the application of the current signal (inflow / outflow) is started quickly. Therefore, since the current signal quickly flows through the pull-up resistor, the potential of the signal input terminal changes from the H level to the L level without being delayed by the pulse signal.
【０００７】これに対して、信号出力側ＥＣＵのトラン
ジスタがオン状態からオフ状態に変化したとき、電流信
号の印加はパルス信号に遅れることなく停止する。しか
し、プルアップ抵抗を流れる電流信号は、プルアップ抵
抗の抵抗値と、ワイヤハーネスが有する線間容量等とで
決まる時定数を持って減少する。つまり、プルアップ抵
抗を流れる電流信号は、流れ始めの時のように素早く停
止しない。この結果、信号入力端子の電位はＬレベルか
らこの時定数を持ってＨレベルに変化するため、インバ
ータ回路を介して出力されるパルス信号は、信号出力側
ＥＣＵに入力されるパルス信号に対して遅延してＨレベ
ルからＬレベルに変化する。On the other hand, when the transistor of the signal output side ECU changes from the on state to the off state, the application of the current signal is stopped without being delayed by the pulse signal. However, the current signal flowing through the pull-up resistor decreases with a time constant determined by the resistance value of the pull-up resistor, the line capacitance of the wire harness, and the like. That is, the current signal flowing through the pull-up resistor does not stop as quickly as at the beginning. As a result, since the potential of the signal input terminal changes from L level to H level with this time constant, the pulse signal output via the inverter circuit is different from the pulse signal input to the signal output ECU. The signal changes from H level to L level with a delay.
【０００８】このように、複数のＥＣＵ間の電流信号を
介したパルス信号伝達において、出力パルス信号は入力
パルス信号に対して、片方のエッジ（立ち下がり）のみ
信号遅延が生じることになり、入力パルス信号に対する
出力パルス信号のパルス幅が変化してしまう。ＰＷＭ
（Pulse Width Modulation：パルス幅変調）信号などの
パルス幅が管理されるパルス信号の伝達時に、誤判定が
生じる惧れがある。As described above, in the transmission of a pulse signal via a current signal between a plurality of ECUs, the output pulse signal is delayed by only one edge (falling) with respect to the input pulse signal. The pulse width of the output pulse signal with respect to the pulse signal changes. PWM
(Pulse Width Modulation) When transmitting a pulse signal whose pulse width is managed, such as a signal, an erroneous determination may occur.
【０００９】また、この信号遅延を小さくするために、
プルアップ抵抗の抵抗値を小さくして時定数を小さくし
た場合、プルアップ抵抗に流れる電流量が増加し、信号
入力側ＥＣＵの消費電流の増大に繋がる。In order to reduce the signal delay,
If the time constant is reduced by reducing the resistance value of the pull-up resistor, the amount of current flowing through the pull-up resistor increases, leading to an increase in current consumption of the signal input side ECU.
【００１０】本発明は、このような従来技術の問題点を
解決するために成されたものであり、その目的は、信号
遅延時間を短縮し、且つ消費電流の増加を抑えた信号入
力回路を提供することである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a signal input circuit in which a signal delay time is reduced and an increase in current consumption is suppressed. To provide.
【００１１】本発明の他の目的は、入力される電流信号
と変換される電圧信号との間でパルス幅の変化が小さい
信号入力回路を提供することである。It is another object of the present invention to provide a signal input circuit in which a change in pulse width between an input current signal and a converted voltage signal is small.
【００１２】本発明の更に他の目的は、電流信号の印加
が停止した後、信号入力端子の電圧信号が所定の変化率
で変化している間、信号入力端子に対して所定の電流を
印加する信号入力回路を提供することである。Still another object of the present invention is to apply a predetermined current to the signal input terminal while the voltage signal at the signal input terminal changes at a predetermined change rate after the application of the current signal is stopped. To provide a signal input circuit.
【００１３】本発明の更に他の目的には、パルス幅の変
化が小さい電流信号を介したパルス信号伝達が可能な信
号入出力装置を提供することである。It is still another object of the present invention to provide a signal input / output device capable of transmitting a pulse signal via a current signal having a small change in pulse width.
【００１４】[0014]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の第１の特徴は、入力された電流信号を電圧
信号に変換する信号入力回路であって、電流信号が入力
される入力信号端子と、第１の電位と入力信号端子との
間に接続され、電流信号の印加が有る時に電流信号が流
れることで、電流信号を入力信号端子の電圧信号に変換
する変換抵抗と、電流信号の印加が停止した後、入力信
号端子の電圧信号が第１の電位に向けて所定の変化率で
変化している期間の少なくとも一部分においてオン状態
となる第１のスイッチング素子を有する微分回路と、第
１のスイッチング素子がオン状態である期間、入力信号
端子に対して所定の電流を印加する定電流回路とを有す
る信号入力回路であることである。In order to achieve the above object, a first feature of the present invention is a signal input circuit for converting an input current signal into a voltage signal. A conversion resistor that is connected between the signal terminal and the first potential and the input signal terminal and that converts the current signal into a voltage signal at the input signal terminal when the current signal flows when the current signal is applied; A differential circuit having a first switching element that is turned on during at least a part of a period in which the voltage signal of the input signal terminal changes at a predetermined rate toward the first potential after the application of the signal is stopped; And a constant current circuit for applying a predetermined current to the input signal terminal while the first switching element is in the ON state.
【００１５】ここで、変換抵抗が接続された第１の電位
は、電流信号の印加が有る時に、変換抵抗に電流信号を
流すための電位である。即ち、電流信号の印加が無い
時、変換抵抗に電流は流れないので、入力信号端子の電
位は「第１の電位」となる。一方、電流信号の印加が有
る時、変換抵抗に電流信号が流れて電圧降下が生じるた
め、入力信号端子の電位は第１の電位とは異なる電位
（以後、「第２の電位」という）となる。このようにし
て、電流信号の印加の有無を入力信号端子の電圧信号に
変換することができる。具体的に、信号入力回路が接地
電位と電源電位の１電源系の回路であり「第１の電位」
が電源電位であれば、「第２の電位」は接地電位であ
る。逆に、「第１の電位」が接地電位であれば、「第２
の電位」は電源電位である。また、「電流信号の印加が
停止した後」とは、電流信号の変換抵抗への印加が有る
状態から無い状態に変化した後の意であり、この時、入
力信号端子の電圧信号は「第２の電位」から「第１の電
位」に向けて変化する。Here, the first potential to which the conversion resistor is connected is a potential for flowing a current signal through the conversion resistor when a current signal is applied. That is, when no current signal is applied, no current flows through the conversion resistor, and the potential of the input signal terminal becomes the “first potential”. On the other hand, when the current signal is applied, the current signal flows through the conversion resistor, causing a voltage drop. Therefore, the potential of the input signal terminal is different from the first potential (hereinafter, referred to as “second potential”). Become. In this way, the presence or absence of the application of the current signal can be converted to the voltage signal of the input signal terminal. Specifically, the signal input circuit is a circuit of one power supply system of the ground potential and the power supply potential, and the “first potential”
Is the power supply potential, the "second potential" is the ground potential. Conversely, if the “first potential” is the ground potential, the “second potential”
Is the power supply potential. Further, "after the application of the current signal is stopped" means the state after the state in which the application of the current signal to the conversion resistor is changed to the state in which the current signal is not applied. 2 potential ”to“ first potential ”.
【００１６】本発明の第１の特徴によれば、電流信号の
印加が停止した後、変換抵抗に流れる電流信号は所定の
時定数を持って減少する。したがって、入力信号端子の
電圧信号は、所定の変化率で第２の電位から第１の電位
へ向けて変化する。この所定の時定数は、変換抵抗の抵
抗値と、信号入力回路の前段に位置する信号出力回路と
を接続する信号線が有する線間容量等とで決定される。
しかし、この所定の変化率で入力信号端子の電圧信号が
変化している期間の少なくとも一部分において、微分回
路の第１のスイッチング素子がオン状態になり、第１の
スイッチング素子がオン状態である期間に、定電流回路
が入力信号端子に対して所定の電流を印加することで、
信号線の線間容量等を素早く充電することができる。し
たがって、入力信号端子の電圧信号は、急速に第２の電
位から第１の電位に変化する。このように、電流信号を
介したパルス信号伝達において、入力される電流信号に
対して出力する電圧信号の片方のエッジ（立ち下がり）
に生じる信号遅延が減少し、入力パルス信号に対する出
力パルス信号のパルス幅が変化が減少する。また、この
信号遅延を小さくするために、変換抵抗の抵抗値を小さ
くして時定数を小さくする必要が無くなるため、信号遅
延時間を短縮し、且つ消費電流の増加を抑えた信号入力
回路を提供することができる。According to the first feature of the present invention, after the application of the current signal is stopped, the current signal flowing through the conversion resistor decreases with a predetermined time constant. Therefore, the voltage signal at the input signal terminal changes from the second potential to the first potential at a predetermined rate of change. The predetermined time constant is determined by the resistance value of the conversion resistor, the line capacitance of the signal line connecting the signal output circuit located at the preceding stage of the signal input circuit, and the like.
However, during at least a part of the period in which the voltage signal of the input signal terminal is changing at the predetermined rate of change, the period in which the first switching element of the differentiating circuit is on and the first switching element is on is The constant current circuit applies a predetermined current to the input signal terminal,
The inter-line capacitance of the signal line and the like can be charged quickly. Therefore, the voltage signal at the input signal terminal rapidly changes from the second potential to the first potential. As described above, in the pulse signal transmission via the current signal, one edge (falling edge) of the voltage signal output with respect to the input current signal
, The change in the pulse width of the output pulse signal with respect to the input pulse signal is reduced. Further, since it is not necessary to reduce the time constant by reducing the resistance value of the conversion resistor in order to reduce the signal delay, a signal input circuit which reduces the signal delay time and suppresses an increase in current consumption is provided. can do.
【００１７】本発明の第１の特徴において、微分回路は
ワンショットマルチバイブレータを更に有していてもよ
い。微分回路が有する第１のスイッチング素子がオン状
態である期間（以後、「オン期間」という）を、電流信
号の印加が停止した後、入力信号端子の電位が所定の変
化率で変化している期間の一部分のみにすることができ
る。また、オン期間は、電流信号の印加が停止した後、
入力信号端子の電位が所定の変化率で変化している総て
の期間であることが望ましい。ワンショットマルチバイ
ブレータが不要となり、信号入力回路を小型化すること
ができる。In the first aspect of the present invention, the differentiating circuit may further include a one-shot multivibrator. During a period in which the first switching element included in the differentiating circuit is in an on state (hereinafter, referred to as an “on period”), after the application of the current signal is stopped, the potential of the input signal terminal changes at a predetermined change rate. It can be only a part of the period. During the ON period, after the application of the current signal is stopped,
It is desirable that all the periods during which the potential of the input signal terminal changes at a predetermined change rate. The need for a one-shot multivibrator is eliminated, and the size of the signal input circuit can be reduced.
【００１８】また、微分回路が有する第１のスイッチン
グ素子は、第１の電位とは異なる第２の電位に接続され
た第１の電極と、第２の電極と、第１の電極と第２の電
極の間を流れる電流を制御する制御電極とを有し、微分
回路は、入力信号端子と第１のスイッチング素子の制御
電極との間に接続されたコンデンサをさらに有すること
が望ましい。なお、前述のワンショットマルチバイブレ
ータは、第１のスイッチング素子の制御電極とコンデン
サとの間に接続すればよい。The first switching element of the differentiating circuit includes a first electrode connected to a second potential different from the first potential, a second electrode, a first electrode and a second electrode. It is preferable that the differentiating circuit further include a capacitor connected between the input signal terminal and the control electrode of the first switching element. The one-shot multivibrator may be connected between the control electrode of the first switching element and the capacitor.
【００１９】また、定電流回路は、第１のスイッチング
素子が有する第２の電極に一方の端子が接続された第１
の抵抗と、第１の電位に接続された第１の電極と、第１
の抵抗の他方の端子に接続された第２の電極及び制御電
極とを有する第１のトランジスタと、第１の電位に接続
された第１の電極と、入力信号端子に接続された第２の
電極と、第１の抵抗の他方の端子に接続された制御電極
とを有する第２のトランジスタとを有することが望まし
い。定電流回路は、第１のスイッチング素子が有する第
２の電極に一方の端子が接続された第１の抵抗と、第１
の抵抗の他方の端子と第１の電位との間に接続された第
２の抵抗と、第１の抵抗の他方の端子に接続された制御
電極と、第１の電位に接続された第１の電極と、入力信
号端子に接続された第２の電極とを有する第２のトラン
ジスタとを有する増幅回路であってもよい。Further, the constant current circuit has a first terminal in which one terminal is connected to a second electrode of the first switching element.
, A first electrode connected to a first potential, and a first
A first transistor having a second electrode and a control electrode connected to the other terminal of the resistor, a first electrode connected to a first potential, and a second transistor connected to an input signal terminal. It is desirable to have a second transistor having an electrode and a control electrode connected to the other terminal of the first resistor. The constant current circuit includes: a first resistor having one terminal connected to a second electrode of the first switching element;
A second resistor connected between the other terminal of the first resistor and the first potential, a control electrode connected to the other terminal of the first resistor, and a first electrode connected to the first potential. And a second transistor having a second transistor connected to the input signal terminal.
【００２０】本発明の第２の特徴は、電流信号の受け渡
しを行う信号入出力装置であって、電流信号を出力する
信号出力回路と、電流信号が入力され、電流信号を電圧
信号に変換する信号入力回路と、信号出力回路と信号入
力回路の間を接続する信号線とを有することである。ま
た、信号入力回路は、信号線に接続され、電流信号が入
力される入力信号端子と、第１の電位と入力信号端子と
の間に接続され、電流信号の印加が有る時に電流信号が
流れることで、電流信号を入力信号端子の電圧信号に変
換する変換抵抗と、電流信号の印加が停止した後、入力
信号端子の電圧信号が第１の電位に向けて所定の変化率
で変化している期間の少なくとも一部分においてオン状
態となる第１のスイッチング素子を有する微分回路と、
第１のスイッチング素子がオン状態である期間、入力信
号端子に対して所定の電流を印加する定電流回路とを有
する。A second feature of the present invention is a signal input / output device for transferring a current signal, wherein the signal input / output circuit outputs a current signal, and receives the current signal, and converts the current signal into a voltage signal. A signal input circuit; and a signal line connecting between the signal output circuit and the signal input circuit. The signal input circuit is connected to a signal line, is connected between an input signal terminal to which a current signal is input, and the first potential and the input signal terminal, and the current signal flows when the current signal is applied. Thus, the conversion resistor for converting the current signal into a voltage signal at the input signal terminal, and the voltage signal at the input signal terminal changes at a predetermined rate toward the first potential after the application of the current signal is stopped. A differentiating circuit having a first switching element that is turned on during at least a part of the period;
A constant current circuit that applies a predetermined current to the input signal terminal while the first switching element is in the ON state.
【００２１】本発明の第２の特徴によれば、信号入力回
路に入力される電流信号に対して変換された電圧信号の
片方のエッジに生じる信号遅延が減少し、信号出力回路
の入力パルス信号に対する信号入力回路の出力パルス信
号のパルス幅が変化が減少する。According to the second feature of the present invention, the signal delay occurring at one edge of the voltage signal converted with respect to the current signal input to the signal input circuit is reduced, and the input pulse signal of the signal output circuit is reduced. The change in the pulse width of the output pulse signal of the signal input circuit with respect to.
【００２２】本発明の第２の特徴において、信号出力回
路は、第１の電位とは異なる第２の電位に接続された第
１の電極と、信号線に接続された第２の電極と、第１の
電極と第２の電極間を流れる電流を制御する制御電極と
を有する第２のスイッチング素子を有することが望まし
く、信号入力回路は、入力信号端子の電圧が入力される
インバータ回路をさらに有することが望ましい。第２の
スイッチング素子の制御電極に入力される入力パルス信
号に対して、インバータ回路から出力される出力パルス
信号のパルス幅の変化が減少する。According to a second feature of the present invention, the signal output circuit includes: a first electrode connected to a second potential different from the first potential; a second electrode connected to the signal line; It is desirable to have a second switching element having a control electrode for controlling a current flowing between the first electrode and the second electrode, and the signal input circuit further includes an inverter circuit to which a voltage of an input signal terminal is input. It is desirable to have. The change in the pulse width of the output pulse signal output from the inverter circuit with respect to the input pulse signal input to the control electrode of the second switching element is reduced.
【００２３】[0023]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、信
号遅延時間を短縮し、且つ消費電流の増加を抑えた信号
入力回路を提供することができる。As described above, according to the present invention, it is possible to provide a signal input circuit in which a signal delay time is reduced and an increase in current consumption is suppressed.
【００２４】また本発明によれば、入力される電流信号
と変換される電圧信号との間でパルス幅の変化が小さい
信号入力回路を提供することができる。Further, according to the present invention, it is possible to provide a signal input circuit having a small change in pulse width between an input current signal and a converted voltage signal.
【００２５】さらに本発明によれば、電流信号の印加が
停止した後、信号入力端子の電圧信号が所定の変化率で
変化している間、信号入力端子に対して所定の電流を印
加する信号入力回路を提供することができる。Further, according to the present invention, a signal for applying a predetermined current to the signal input terminal while the voltage signal at the signal input terminal changes at a predetermined change rate after the application of the current signal is stopped. An input circuit can be provided.
【００２６】さらに本発明によれば、パルス幅の変化が
小さい電流信号を介したパルス信号伝達が可能な信号入
出力装置を提供することができる。Further, according to the present invention, it is possible to provide a signal input / output device capable of transmitting a pulse signal via a current signal having a small change in pulse width.
【００２７】[0027]
【発明の実施の形態】（第１実施形態）以下図面を参照
して、本発明の実施形態を説明する。図１は本発明の第
１実施形態に係わる信号入力回路の構成を示す回路図で
ある。本発明の第１実施形態に係わる信号入力回路２
は、図１に示すように、入力された電流信号Ｓ１を電圧
信号（Ｓｉｎ）に変換する信号入力回路２である。ま
た、信号入力回路２は、電流信号Ｓ１が入力される入力
信号端子４と、第１の電位（Ｖｃｃ）と入力信号端子４
との間に接続され、電流信号Ｓ１の印加が有る時に電流
信号Ｓ１が流れることで、電流信号Ｓ１を入力信号端子
４の電圧信号（Ｓｉｎ）に変換する変換抵抗５と、微分
回路１０と、定電流回路１５とを有する。微分回路１０
は、電流信号１の印加が停止した後、入力信号端子４の
電圧信号（Ｓｉｎ）が第１の電位に向けて所定の変化率
で変化している期間の少なくとも一部分において、オン
状態となる第１のスイッチング素子１１を有する。定電
流回路１５は、微分回路１０の第１のスイッチング素子
１１がオン状態である期間に入力信号端子４に対して所
定の電流（Ｓ２）を印加する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (First Embodiment) An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a signal input circuit according to the first embodiment of the present invention. Signal input circuit 2 according to the first embodiment of the present invention
Is a signal input circuit 2 for converting an input current signal S1 into a voltage signal (Sin), as shown in FIG. Further, the signal input circuit 2 includes an input signal terminal 4 to which the current signal S1 is input, a first potential (Vcc) and an input signal terminal 4.
And a conversion resistor 5 that converts the current signal S1 into a voltage signal (Sin) of the input signal terminal 4 by flowing the current signal S1 when the current signal S1 is applied, a differentiation circuit 10, And a constant current circuit 15. Differentiating circuit 10
Means that, after the application of the current signal 1 is stopped, the voltage signal (Sin) of the input signal terminal 4 changes to the first potential at at least a part of the period during which the voltage signal (Sin) changes to the first potential. It has one switching element 11. The constant current circuit 15 applies a predetermined current (S2) to the input signal terminal 4 while the first switching element 11 of the differentiating circuit 10 is in the ON state.
【００２８】ここで、変換抵抗５が接続された第１の電
位（Ｖｃｃ）は、電流信号Ｓ１の印加が有る時に、変換
抵抗４に電流信号Ｓ１を流すための電位である。つま
り、電流信号Ｓ１の印加が有る時は、入力信号端子４の
電圧信号（Ｓｉｎ）は第１の電位（Ｖｃｃ）とは異なる
第２の電位となり、電流信号Ｓ１の印加が無い時は、入
力信号端子の電圧信号（Ｓｉｎ）は、第１の電位とな
る。ここでは、信号入力回路２は、接地電位（ＧＮＤ）
と電源電位（Ｖｃｃ）の１電源系の回路であり、第１の
電位は電源電位であり、第２の電位はＧＮＤである。ま
た、「電流信号の印加が停止した後」とは、電流信号の
印加が有る状態から無い状態に変化した後の意である。
さらにここでは、微分回路１０の第１のスイッチング素
子１１がオン状態である期間（以後、「オン期間」とい
う）は、電流信号１の印加が停止した後、入力信号端子
４の電圧信号が所定の変化率で変化している総ての期間
である場合について説明する。Here, the first potential (Vcc) to which the conversion resistor 5 is connected is a potential for flowing the current signal S1 through the conversion resistor 4 when the current signal S1 is applied. That is, when the current signal S1 is applied, the voltage signal (Sin) of the input signal terminal 4 becomes the second potential different from the first potential (Vcc). The voltage signal (Sin) at the signal terminal becomes the first potential. Here, the signal input circuit 2 is connected to the ground potential (GND).
And a power supply potential (Vcc). The first potential is a power supply potential, and the second potential is GND. Further, “after the application of the current signal is stopped” means after a change from the state where the application of the current signal is present to the state where the application of the current signal is not present.
Further, here, during the period when the first switching element 11 of the differentiating circuit 10 is in the ON state (hereinafter, referred to as “ON period”), after the application of the current signal 1 is stopped, the voltage signal of the input signal terminal 4 is changed to a predetermined voltage. The case where all the periods are changing at the change rate will be described.
【００２９】微分回路１０が有する第１のスイッチング
素子１１は、ＧＮＤに接続された第１の電極（エミッタ
電極）と、第２の電極（コレクタ電極）と、エミッタ電
極とコレクタ電極の間を流れる電流を制御する制御電極
（ベース電極）とを有するｎｐｎバイポーラトランジス
タである。微分回路１０は、入力信号端子４とバイポー
ラトランジスタ１１のベース電極との間に接続されたコ
ンデンサ１２と、ＧＮＤとバイポーラトランジスタ１１
のベース電極との間に接続された第３の抵抗１３とをさ
らに有する。The first switching element 11 of the differentiating circuit 10 flows between a first electrode (emitter electrode) connected to GND, a second electrode (collector electrode), and between the emitter electrode and the collector electrode. An npn bipolar transistor having a control electrode (base electrode) for controlling current. The differentiating circuit 10 includes a capacitor 12 connected between the input signal terminal 4 and the base electrode of the bipolar transistor 11, a GND and a bipolar transistor 11
And a third resistor 13 connected between the third resistor 13 and the base electrode.
【００３０】定電流回路１５は、バイポーラトランジス
タ１１のコレクタ電極に一方の端子が接続された第１の
抵抗１７と、電源電位に接続された第１の電極と、第１
の抵抗１７の他方の端子に接続された第２の電極及び制
御電極とを有する第１のトランジスタ１８と、第１のト
ランジスタ１８とカレントミラー型に構成された第２の
トランジスタ１９とを有する。即ち、第２のトランジス
タ１９は、電源電位（Ｖｃｃ）に接続された第１の電極
と、入力信号端子４に接続された第２の電極と、第１の
抵抗１７の他方の端子に接続された制御電極とを有す
る。ここで、第１のトランジスタ１８及び第２のトラン
ジスタ１９は、共にｐｎｐバイポーラトランジスタであ
る。また、第１のトランジスタ１８及び第２のトランジ
スタ１９において、第１の電極はエミッタ電極であり、
第２の電極はコレクタ電極であり、制御電極はベース電
極である。The constant current circuit 15 includes a first resistor 17 having one terminal connected to the collector electrode of the bipolar transistor 11, a first electrode connected to the power supply potential, and a first electrode.
A first transistor 18 having a second electrode and a control electrode connected to the other terminal of the resistor 17, and a second transistor 19 configured as a current mirror with the first transistor 18. That is, the second transistor 19 is connected to the first electrode connected to the power supply potential (Vcc), the second electrode connected to the input signal terminal 4, and the other terminal of the first resistor 17. And a control electrode. Here, the first transistor 18 and the second transistor 19 are both pnp bipolar transistors. In the first transistor 18 and the second transistor 19, the first electrode is an emitter electrode,
The second electrode is a collector electrode and the control electrode is a base electrode.
【００３１】図１は、本発明の第１実施形態に係わる信
号入力回路を含む信号入出力装置の回路構成も示してい
る。図１に示すように、この信号入出力装置は、入力パ
ルス信号（Ｖｉｎ）が入力され、電流信号Ｓ１を出力す
る信号出力回路２５と、入力された電流信号Ｓ１を電圧
信号（Ｓｉｎ）に変換して、出力パルス信号（Ｖｏｕ
ｔ）を出力する信号入力回路２と、信号出力回路２５と
信号入力回路２の間を接続する信号線（ワイヤハーネ
ス）３０とを有する。ここでは、信号入力回路を信号入
力側ＥＣＵ２とし、信号出力回路を信号出力側ＥＣＵ２
５とする。FIG. 1 also shows a circuit configuration of a signal input / output device including a signal input circuit according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the signal input / output device receives an input pulse signal (Vin) and outputs a current signal S1. The signal output circuit 25 converts the input current signal S1 into a voltage signal (Sin). The output pulse signal (Vou
t), and a signal line (wire harness) 30 connecting between the signal output circuit 25 and the signal input circuit 2. Here, the signal input circuit is the signal input side ECU2, and the signal output circuit is the signal output side ECU2.
5 is assumed.
【００３２】信号出力側ＥＣＵ２５は、ＧＮＤに接続さ
れた第１の電極（エミッタ電極）と、ワイヤハーネス３
０に接続された第２の電極（コレクタ電極）と、入力パ
ルス信号（Ｖｉｎ）が入力され、エミッタ電極とコレク
タ電極間を流れる電流を制御する制御電極（ベース電
極）とを有する第２のスイッチング素子２６を有する。
第２のスイッチング素子２６は、ｎｐｎバイポーラトラ
ンジスタである。即ち、信号出力側ＥＣＵ２５は、オー
プンコレクタ型のｎｐｎバイポーラトランジスタ２６か
ら構成されている。信号入力側ＥＣＵ２は、入力信号端
子４の電圧信号（Ｓｉｎ）が入力され、出力パルス信号
（Ｖｏｕｔ）を出力するインバータ回路２０をさらに有
する。The signal output side ECU 25 is connected to the first electrode (emitter electrode) connected to GND and the wire harness 3.
A second electrode having a second electrode (collector electrode) connected to 0 and a control electrode (base electrode) that receives an input pulse signal (Vin) and controls a current flowing between the emitter electrode and the collector electrode; It has an element 26.
Second switching element 26 is an npn bipolar transistor. That is, the signal output side ECU 25 includes an open collector type npn bipolar transistor 26. The signal input side ECU 2 further includes an inverter circuit 20 that receives the voltage signal (Sin) of the input signal terminal 4 and outputs an output pulse signal (Vout).
【００３３】図１に示した信号入出力装置の動作を図３
を参照して説明する。図３は本発明の第１実施形態に係
わる信号入出力装置の動作を説明する図である。図３に
おいて、「Ｖｉｎ」はトランジスタ２６のベース電極に
入力される入力パルス信号、「Ｓ１」は電流信号、「Ｓ
ｉｎ」は入力信号端子４の電圧信号、「Ｖ１」はトラン
ジスタ１１のベース電極の電位、「Ｓ２」はトランジス
タ１９のコレクタ電極から入力信号端子４に流入する電
流をそれぞれ示す。The operation of the signal input / output device shown in FIG.
This will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a diagram for explaining the operation of the signal input / output device according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 3, "Vin" is an input pulse signal input to the base electrode of the transistor 26, "S1" is a current signal, and "S1"
"in" indicates a voltage signal of the input signal terminal 4, "V1" indicates a potential of the base electrode of the transistor 11, and "S2" indicates a current flowing from the collector electrode of the transistor 19 to the input signal terminal 4.
【００３４】（１）電流信号Ｓ１の印加が無い時 まず、信号出力側ＥＣＵ２５の入力パルス信号（Ｖｉ
ｎ）がＧＮＤレベル（以後、「Ｌレベル」という）であ
る時、トランジスタ２６のベース電極からエミッタ電極
へベース電流は流れず、トランジスタ２６はオフ状態で
ある。したがって、電流信号Ｓ１は、信号出力側ＥＣＵ
２５に流入せず、信号入力側ＥＣＵ２から流出しない。
電流信号Ｓ１が変換抵抗５に流れないため、変換抵抗５
の両端子間に電圧降下が生じない。したがって、変換抵
抗５が接続された入力信号端子４の電圧信号（Ｓｉｎ）
は、電源電位レベル（以後、「Ｈレベル」という）であ
る。インバータ回路２０から出力される出力パルス信号
（Ｖｏｕｔ）はＬレベルである。このように、入力パル
ス信号（Ｖｉｎ）がＬレベルの時、電流信号Ｓ１の印加
は無く、入力信号端子４の電圧信号（Ｓｉｎ）はＨレベ
ルである。(1) When there is no application of the current signal S1 First, the input pulse signal (Vi
When n) is at the GND level (hereinafter referred to as “L level”), no base current flows from the base electrode to the emitter electrode of the transistor 26, and the transistor 26 is off. Therefore, the current signal S1 is output from the signal output side ECU.
25, and does not flow out of the signal input side ECU2.
Since the current signal S1 does not flow through the conversion resistor 5, the conversion resistor 5
No voltage drop occurs between the two terminals. Therefore, the voltage signal (Sin) of the input signal terminal 4 to which the conversion resistor 5 is connected.
Is a power supply potential level (hereinafter referred to as “H level”). The output pulse signal (Vout) output from the inverter circuit 20 is at the L level. Thus, when the input pulse signal (Vin) is at the L level, the current signal S1 is not applied, and the voltage signal (Sin) at the input signal terminal 4 is at the H level.
【００３５】また、入力信号端子４の電圧信号（Ｓｉ
ｎ）がＨレベルであるため、微分回路１０のコンデンサ
１２は充電されているが、コンデンサ１２に電流は流れ
ていない。トランジスタ１１のベース電極の電位（Ｖ
１）はＬレベルであり、トランジスタ１１のベース電極
からエミッタ電極へベース電流は流れず、トランジスタ
１１はオフ状態である。トランジスタ１１のエミッタ−
コレクタ間の抵抗は無限大となり、トランジスタ１１の
コレクタ電極はＨレベルになる。したがって、トランジ
スタ１１のコレクタ電極に接続された定電流回路１５の
第１の抵抗１７に電流は流れず、トランジスタ１８及び
トランジスタ１９はオフ状態である。また、定電流回路
１５から入力信号端子４へ電流（Ｓ２）は流入されな
い。Further, the voltage signal (Si
Since n) is at the H level, the capacitor 12 of the differentiating circuit 10 is charged, but no current flows through the capacitor 12. The potential of the base electrode of the transistor 11 (V
1) is at the L level, no base current flows from the base electrode to the emitter electrode of the transistor 11, and the transistor 11 is off. The emitter of the transistor 11
The resistance between the collectors becomes infinite, and the collector electrode of the transistor 11 becomes H level. Therefore, no current flows through the first resistor 17 of the constant current circuit 15 connected to the collector electrode of the transistor 11, and the transistors 18 and 19 are off. Also, no current (S2) flows from the constant current circuit 15 to the input signal terminal 4.
【００３６】（２）電流信号Ｓ１の印加が開始された時 次に、入力パルス信号（Ｖｉｎ）がＬレベルからＨレベ
ルへ変化すると、トランジスタ２６のベース電極からエ
ミッタ電極へベース電流は流れ始め、トランジスタ２６
はオフ状態からオン状態に変化する。そして、電流信号
Ｓ１は、信号出力側ＥＣＵ２５に流入し始め、信号入力
側ＥＣＵ２から流出し始める。つまり、電流信号Ｓ１の
印加が開始される。ここで、トランジスタ２６の電流シ
ンク能力が十分であるとすると、変換抵抗５の抵抗値の
大きさに係わらず、入力パルス信号（Ｖｉｎ）の立ち上
がりとほぼ同時に、電流信号Ｓ１の印加が開始される。
即ち、図３に示すように、入力パルス信号（Ｖｉｎ）と
電流信号Ｓ１との間で、立ち上がりのずれはほとんどな
い。したがって、変換抵抗５の両端子間に発生する電圧
降下も、入力パルス信号（Ｖｉｎ）の立ち上がりに遅れ
ることなく生じるため、入力信号端子４の電圧信号（Ｓ
ｉｎ）は、入力パルス信号（Ｖｉｎ）の立ち上がりに遅
れることなく追従してＨレベルからＬレベルへ変化す
る。そして、インバータ回路２０から出力される出力パ
ルス信号（Ｖｏｕｔ）も入力パルス信号（Ｖｉｎ）の立
ち上がりに遅れることなくＬレベルからＨレベルへ変化
する。(2) When the application of the current signal S1 is started Next, when the input pulse signal (Vin) changes from the L level to the H level, the base current starts to flow from the base electrode of the transistor 26 to the emitter electrode, Transistor 26
Changes from the off state to the on state. Then, the current signal S1 starts flowing into the signal output side ECU 25 and starts flowing out from the signal input side ECU 2. That is, the application of the current signal S1 is started. Here, assuming that the current sink capability of the transistor 26 is sufficient, the application of the current signal S1 is started almost simultaneously with the rise of the input pulse signal (Vin), regardless of the magnitude of the resistance value of the conversion resistor 5. .
That is, as shown in FIG. 3, there is almost no rising deviation between the input pulse signal (Vin) and the current signal S1. Therefore, the voltage drop between the two terminals of the conversion resistor 5 also occurs without delay to the rise of the input pulse signal (Vin), so that the voltage signal (S
in) changes from the H level to the L level following the rising of the input pulse signal (Vin) without delay. The output pulse signal (Vout) output from the inverter circuit 20 also changes from the L level to the H level without delaying the rising of the input pulse signal (Vin).
【００３７】また、入力信号端子４の電圧信号（Ｓｉ
ｎ）がＨレベルからＬレベルに変化すると、コンデンサ
１２に充電されている電荷が放電され、図３に示すよう
に、トランジスタ１１のベース電極の電位（Ｖ１）は、
一時的にＧＮＤレベルよりも低い電位レベルになる。し
たがって、トランジスタ１１のベース電極とエミッタ電
極に逆方向の電圧が印加されるためベース電流は流れ
ず、トランジスタ１１はオフ状態のままである。コンデ
ンサ１２に充電されている電荷は、第３の抵抗１３を介
してＧＮＤに放電される。また、トランジスタ１１のコ
レクタ電極はＨレベルのままであるため、定電流回路１
５の第１の抵抗１７に電流は流れず、トランジスタ１８
及びトランジスタ１９はオフ状態のままであり、定電流
回路１５から入力信号端子４へ電流（Ｓ２）は流入され
ない。The voltage signal (Si) of the input signal terminal 4
When n) changes from the H level to the L level, the charge charged in the capacitor 12 is discharged, and as shown in FIG. 3, the potential (V1) of the base electrode of the transistor 11 becomes
The potential level temporarily becomes lower than the GND level. Therefore, a reverse current is applied to the base electrode and the emitter electrode of the transistor 11, so that no base current flows and the transistor 11 remains off. The electric charge charged in the capacitor 12 is discharged to GND via the third resistor 13. Further, since the collector electrode of the transistor 11 remains at the H level, the constant current circuit 1
5, no current flows through the first resistor 17 and the transistor 18
Also, the transistor 19 remains off, and no current (S2) flows from the constant current circuit 15 to the input signal terminal 4.
【００３８】（３）電流信号Ｓ１の印加が停止した時 次に、入力パルス信号（Ｖｉｎ）がＨレベルからＬレベ
ルへ変化すると、トランジスタ２６はオン状態からオフ
状態に変化する。そして、信号出力側ＥＣＵ２５への電
流信号Ｓ１の流入、信号入力側ＥＣＵ２からの電流信号
Ｓ１の流出が停止する。つまり、電流信号Ｓ１の印加が
停止する。入力パルス信号（Ｖｉｎ）の立ち下がりとほ
ぼ同時にトランジスタ２６はオフ状態となるため、図３
に示すように、入力パルス信号（Ｖｉｎ）と電流信号Ｓ
１との間で、立ち下がりのずれはほとんどない。しか
し、ワイヤハーネス３０が有する線間容量（ＣＡ）及び
インバータ回路２０が有する入力容量（ＣＢ）を充電す
るための電流が変換抵抗５を流れる。したがって、変換
抵抗５を流れる電流信号は、線間容量（ＣＡ）および入
力容量（ＣＢ）とを加算した容量値と変換抵抗５の抵抗
値とで決まる所定の時定数をもって減少する。その結
果、変換抵抗５の両端子間の電圧降下は、この時定数で
決まる所定の変化率で減少し、入力信号端子４の電圧信
号（Ｓｉｎ）は、この所定の変化率でＬレベルからＨレ
ベルへ向けて変化する。(3) When the application of the current signal S1 is stopped Next, when the input pulse signal (Vin) changes from the H level to the L level, the transistor 26 changes from the on state to the off state. Then, the inflow of the current signal S1 to the signal output side ECU 25 and the outflow of the current signal S1 from the signal input side ECU 2 are stopped. That is, the application of the current signal S1 is stopped. The transistor 26 is turned off almost simultaneously with the fall of the input pulse signal (Vin).
, The input pulse signal (Vin) and the current signal S
There is hardly any fall in the fall from 1. However, a current for charging the line capacitance (CA) of the wire harness 30 and the input capacitance (CB) of the inverter circuit 20 flows through the conversion resistor 5. Therefore, the current signal flowing through the conversion resistor 5 decreases with a predetermined time constant determined by the capacitance value obtained by adding the line capacitance (CA) and the input capacitance (CB) and the resistance value of the conversion resistor 5. As a result, the voltage drop between both terminals of the conversion resistor 5 decreases at a predetermined rate of change determined by the time constant, and the voltage signal (Sin) at the input signal terminal 4 changes from the L level to the H level at the predetermined rate of change. Change to the level.
【００３９】入力信号端子４の電圧信号（Ｓｉｎ）がＬ
レベルからＨレベルに向けて変化している期間、微分回
路１０のコンデンサ１２に電荷が充電され続ける。これ
は、コンデンサ１２に電流が流れている状態を示し、ト
ランジスタ１１のベース電極の電位（Ｖ１）がＬレベル
からＨレベルの方向に変化する。そして、コンデンサ１
２を流れる電流の一部は、トランジスタ１１のベース電
極とエミッタ電極の間をベース電流として流れ、トラン
ジスタ１１がオフ状態からオン状態に変化する。即ち、
入力信号端子４の電圧信号（Ｓｉｎ）がＬレベルからＨ
レベルに向けて変化している期間、微分回路１０が有す
るトランジスタ１１がオフ状態からオン状態に変化す
る。When the voltage signal (Sin) at the input signal terminal 4 is L
While the level changes from the level to the H level, the capacitor 12 of the differentiating circuit 10 keeps being charged. This indicates a state in which a current is flowing through the capacitor 12, and the potential (V1) of the base electrode of the transistor 11 changes from the L level to the H level. And capacitor 1
Part of the current flowing through the transistor 2 flows between the base electrode and the emitter electrode of the transistor 11 as a base current, and the transistor 11 changes from an off state to an on state. That is,
The voltage signal (Sin) of the input signal terminal 4 changes from L level to H
While the level is changing toward the level, the transistor 11 included in the differentiating circuit 10 changes from the off state to the on state.
【００４０】トランジスタ１１がオフ状態からオン状態
に変化すると、トランジスタ１１のコレクタ電極の電位
は、Ｈレベルからトランジスタ１１が持つコレクタ−エ
ミッタ間飽和電圧まで降下する。そして、トランジスタ
１１のコレクタ−エミッタ間飽和電圧、第１の抵抗１７
の抵抗値、トランジスタ１８のベース−エミッタ間順方
向電圧、及び電源電位（Ｖｃｃ）で決まる電流が、トラ
ンジスタ１８、第１の抵抗１７、及びトランジスタ１１
を流れる。そして、この電流に比例した電流Ｓ２がトラ
ンジスタ１９のエミッタ電極からコレクタ電極へ流れ、
入力信号端子４に電流Ｓ２が流入される。即ち、微分回
路１０のトランジスタ１１がオン状態である期間、定電
流回路５のトランジスタ１９から入力信号端子４へ電流
Ｓ２が流入される。変換抵抗５を流れる電流信号及び電
流Ｓ２が入力信号端子４に流入されることにより、ワイ
ヤハーネス３が有する線間容量（ＣＡ）及びインバータ
回路２０が有する入力容量（ＣＢ）が急速に充電され、
変換抵抗５を流れる電流信号が急速に減少する。したが
って、入力信号端子の電圧信号（Ｓｉｎ）は急激に上昇
し、ＬレベルからＨレベルに到達し、インバータ回路２
０から出力される出力パルス信号（Ｖｏｕｔ）も、追従
してＨレベルからＬレベルに変化する。そして、入力信
号端子の電圧信号（Ｓｉｎ）がＨレベルに到達すると、
電圧信号（Ｓｉｎ）は所定の変化率で変化しなくなるた
め、微分回路１０のトランジスタ１１はオフ状態にな
り、定電流回路１５から信号入力端子４への電流Ｓ２の
流入は停止する。したがって、図３に示すように信号入
力端子４に電流Ｓ２が流入されることにより、電流信号
（Ｓｉｎ）がＨレベルまで到達するまでの遅延時間は、
点線３１から点線３０まで短縮される。When the transistor 11 changes from the off state to the on state, the potential of the collector electrode of the transistor 11 drops from the H level to the collector-emitter saturation voltage of the transistor 11. The collector-emitter saturation voltage of the transistor 11 and the first resistor 17
, The base-emitter forward voltage of the transistor 18, and the current determined by the power supply potential (Vcc) are the transistor 18, the first resistor 17, and the transistor 11.
Flows through. Then, a current S2 proportional to this current flows from the emitter electrode to the collector electrode of the transistor 19,
The current S2 flows into the input signal terminal 4. That is, the current S2 flows from the transistor 19 of the constant current circuit 5 to the input signal terminal 4 while the transistor 11 of the differentiating circuit 10 is on. When the current signal and the current S2 flowing through the conversion resistor 5 flow into the input signal terminal 4, the line capacitance (CA) of the wire harness 3 and the input capacitance (CB) of the inverter circuit 20 are rapidly charged.
The current signal flowing through the conversion resistor 5 decreases rapidly. Therefore, the voltage signal (Sin) at the input signal terminal rises sharply, reaches the H level from the L level, and the inverter circuit 2
The output pulse signal (Vout) output from 0 also changes from H level to L level following. When the voltage signal (Sin) of the input signal terminal reaches the H level,
Since the voltage signal (Sin) does not change at a predetermined change rate, the transistor 11 of the differentiating circuit 10 is turned off, and the flow of the current S2 from the constant current circuit 15 to the signal input terminal 4 stops. Therefore, as shown in FIG. 3, when the current S2 flows into the signal input terminal 4, the delay time until the current signal (Sin) reaches the H level is:
It is shortened from the dotted line 31 to the dotted line 30.
【００４１】以上説明したように本発明の第１実施形態
によれば、電流信号Ｓ１を介したパルス信号伝達におい
て、入力される電流信号Ｓ１に対して変換された電圧信
号（Ｓｉｎ）の片方のエッジに生じる信号遅延が減少
し、入力パルス信号（Ｖｉｎ）に対する出力パルス信号
（Ｖｏｕｔ）のパルス幅が変化が減少する。また、この
信号遅延を小さくするために、変換抵抗５の抵抗値を小
さくして時定数を小さくする必要が無くなるため、信号
遅延時間を短縮し、且つ消費電流の増加を抑えた信号入
力回路２を提供することができる。したがって、信号出
力回路２５の出力パルス信号（Ｖｉｎ）がオンしている
ときに流れる電流信号Ｓ１を増加させることなく、信号
遅延時間を短縮する信号伝達特性を有する信号入出力装
置を提供することができる。また、ＰＷＭ信号などのパ
ルス幅が管理されるパルス信号の伝達時でも、信号出力
回路２５の入力パルス信号（Ｖｉｎ）に対する信号入力
回路２の出力パルス信号のパルス幅の変化が小さい信号
入出力装置を提供することができる。As described above, according to the first embodiment of the present invention, when transmitting the pulse signal via the current signal S1, one of the voltage signals (Sin) converted from the input current signal S1 is used. The signal delay occurring at the edge is reduced, and the change in the pulse width of the output pulse signal (Vout) with respect to the input pulse signal (Vin) is reduced. Further, since it is not necessary to reduce the time constant by reducing the resistance value of the conversion resistor 5 in order to reduce the signal delay, the signal input circuit 2 which reduces the signal delay time and suppresses the increase in current consumption. Can be provided. Therefore, it is possible to provide a signal input / output device having a signal transmission characteristic for reducing a signal delay time without increasing the current signal S1 flowing when the output pulse signal (Vin) of the signal output circuit 25 is on. it can. In addition, even when transmitting a pulse signal such as a PWM signal whose pulse width is managed, a signal input / output device in which the change in the pulse width of the output pulse signal of the signal input circuit 2 with respect to the input pulse signal (Vin) of the signal output circuit 25 is small. Can be provided.
【００４２】（第２実施形態）本発明に係わる信号入力
回路は、定電流回路１５の代わりに増幅回路を有してい
ても構わない。図２は、本発明の第２実施形態に係わる
信号入力回路３の構成を示す回路図である。図２におい
て、図１に示した信号入力回路２と同じ構成である部分
に図１と同一の記号を付し、ここでは詳細な説明を省略
する。図２に示すように、本発明の第２実施形態に係わ
る信号入力回路３は、電流信号Ｓ１が入力される入力信
号端子４と、第１の電位（電源電位）と入力信号端子４
との間に接続され、電流信号Ｓ１の印加が有る時に電流
信号Ｓ１が流れることで、電流信号Ｓ１を入力信号端子
４の電圧信号（Ｓｉｎ）に変換する変換抵抗５と、微分
回路１０と、増幅回路１６とを有する。微分回路１０
は、電流信号１の印加が停止した後、入力信号端子４の
電圧信号（Ｓｉｎ）が電源電位に向けて所定の変化率で
変化している期間の少なくとも一部分において、オン状
態となる第１のスイッチング素子（ｎｐｎバイポーラト
ランジスタ）１１を有する。増幅回路１６は、微分回路
１０のトランジスタ１１がオン状態である期間に入力信
号端子４に対して所定の電流（Ｓ２）を印加する。(Second Embodiment) The signal input circuit according to the present invention may have an amplifier circuit instead of the constant current circuit 15. FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration of the signal input circuit 3 according to the second embodiment of the present invention. 2, the same components as those of the signal input circuit 2 shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals as those in FIG. 1, and the detailed description is omitted here. As shown in FIG. 2, the signal input circuit 3 according to the second embodiment of the present invention includes an input signal terminal 4 to which a current signal S1 is input, a first potential (power supply potential), and an input signal terminal 4.
And a conversion resistor 5 that converts the current signal S1 into a voltage signal (Sin) of the input signal terminal 4 by flowing the current signal S1 when the current signal S1 is applied, a differentiation circuit 10, And an amplifier circuit 16. Differentiating circuit 10
Is a state in which, after the application of the current signal 1 is stopped, the voltage signal (Sin) of the input signal terminal 4 changes to the power supply potential at a predetermined rate during at least a part of the period, and the first state is turned on. A switching element (npn bipolar transistor) 11 is provided. The amplifier circuit 16 applies a predetermined current (S2) to the input signal terminal 4 while the transistor 11 of the differentiating circuit 10 is on.
【００４３】増幅回路１６は、トランジスタ１１のコレ
クタ電極に一方の端子が接続された第１の抵抗１７と、
第１の抵抗１７の他方の端子と電源電位との間に接続さ
れた第２の抵抗２１と、第１の抵抗１７の他方の端子に
接続された制御電極（ベース電極）と、電源電位に接続
された第１の電極（エミッタ電極）と、入力信号端子４
に接続された第２の電極（コレクタ電極）とを有する第
２のトランジスタ（ｐｎｐバイポーラトランジスタ）１
９とを有する。The amplifier circuit 16 includes a first resistor 17 having one terminal connected to the collector electrode of the transistor 11,
A second resistor 21 connected between the other terminal of the first resistor 17 and the power supply potential; a control electrode (base electrode) connected to the other terminal of the first resistor 17; A first electrode (emitter electrode) connected thereto and an input signal terminal 4
Transistor (pnp bipolar transistor) 1 having a second electrode (collector electrode) connected to
9 is provided.
【００４４】図２は、本発明の第２実施形態に係わる信
号入力回路３を含む信号入出力装置の回路構成も示して
いる。図２に示すように、この信号入出力装置は、入力
パルス信号（Ｖｉｎ）が入力され、電流信号Ｓ１を出力
する信号出力回路（信号出力側ＥＣＵ）２５と、入力さ
れた電流信号Ｓ１を電圧信号（Ｓｉｎ）に変換して、出
力パルス信号（Ｖｏｕｔ）を出力する信号入力回路（信
号入力側ＥＣＵ）３と、信号出力側ＥＣＵ２５と信号入
力側ＥＣＵ３の間を接続する信号線（ワイヤハーネス）
３０とを有する。FIG. 2 also shows a circuit configuration of a signal input / output device including a signal input circuit 3 according to a second embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, the signal input / output device receives an input pulse signal (Vin), outputs a current signal S1, and outputs a current signal S1. A signal input circuit (signal input side ECU) 3 that converts the signal into a signal (Sin) and outputs an output pulse signal (Vout), and a signal line (wire harness) connecting between the signal output side ECU 25 and the signal input side ECU 3
30.
【００４５】次に、図２に示した信号入出力装置の動作
を図３を参照して説明する。まず、電流信号の印加が無
い時、及び電流信号の印加が開始された時、微分回路１
０のトランジスタ１１はオフ状態であるため、トランジ
スタ１１のコレクタ電極の電位はＨレベルである。した
がって、増幅回路１６の第２の抵抗２１及び第１の抵抗
１７に電流は流れない。また、トランジスタ１９のベー
ス電極にも電流は流れず、トランジスタ１９はオフ状態
であり、トランジスタ１９のコレクタ電極から信号入力
端子４へ電流Ｓ２は流入されない。Next, the operation of the signal input / output device shown in FIG. 2 will be described with reference to FIG. First, when the current signal is not applied and when the application of the current signal is started, the differentiating circuit 1
Since the 0 transistor 11 is off, the potential of the collector electrode of the transistor 11 is at the H level. Therefore, no current flows through the second resistor 21 and the first resistor 17 of the amplifier circuit 16. Further, no current flows to the base electrode of the transistor 19, the transistor 19 is off, and no current S2 flows from the collector electrode of the transistor 19 to the signal input terminal 4.
【００４６】電流信号Ｓ１の印加が停止した時、入力信
号端子４の電圧信号（Ｓｉｎ）が電源電位に向けて所定
の変化率で変化している期間、トランジスタ１１はオフ
状態からオン状態に変化する。そして、トランジスタ１
１のコレクタ−エミッタ間飽和電圧、第１の抵抗１７の
抵抗値、第２の抵抗２１の抵抗値、及び電源電位（Ｖｃ
ｃ）で決まる電流が、第２の抵抗２１、第１の抵抗１
７、及びトランジスタ１１を流れる。同時に、この電流
に比例したベース電流がトランジスタ１９に流れ、トラ
ンジスタ１９はオン状態となる。そして、このベース電
流により増幅された電流Ｓ２がトランジスタ１９のエミ
ッタからコレクタ電極へ流れ、電流Ｓ２は信号入力端子
４に流入される。変換抵抗５を流れる電流信号及び電流
Ｓ２が入力信号端子４に流入されることにより、ワイヤ
ハーネス３が有する線間容量（ＣＡ）及びインバータ回
路２０が有する入力容量（ＣＢ）が急速に充電され、変
換抵抗５を流れる電流信号が急速に減少する。When the application of the current signal S1 is stopped, while the voltage signal (Sin) of the input signal terminal 4 is changing at a predetermined rate toward the power supply potential, the transistor 11 changes from the off state to the on state. I do. And transistor 1
1, the collector-emitter saturation voltage, the resistance of the first resistor 17, the resistance of the second resistor 21, and the power supply potential (Vc
The current determined by c) is the second resistance 21 and the first resistance 1
7 and the transistor 11. At the same time, a base current proportional to this current flows through the transistor 19, and the transistor 19 is turned on. The current S2 amplified by the base current flows from the emitter of the transistor 19 to the collector electrode, and the current S2 flows into the signal input terminal 4. When the current signal and the current S2 flowing through the conversion resistor 5 flow into the input signal terminal 4, the line capacitance (CA) of the wire harness 3 and the input capacitance (CB) of the inverter circuit 20 are rapidly charged. The current signal flowing through the conversion resistor 5 decreases rapidly.
【００４７】以上説明したように本発明の第２実施形態
によれば、第１実施形態と同様に効果が得られると同時
に、第１実施形態がＩＣ化した場合に好適（コスト低
減）であるのに対し、第２実施形態はディスクリート部
品で構成した場合に好適である。また、トランジスタ１
１に流れる電流に比例したベース電流をトランジスタ１
９が増幅することにより、より電流量の大きい電流Ｓ２
を信号入力端子４に流入することができる。As described above, according to the second embodiment of the present invention, the same effects as in the first embodiment can be obtained, and at the same time, the first embodiment is suitable (cost reduction) when the first embodiment is integrated. On the other hand, the second embodiment is suitable for a case where it is constituted by discrete components. Transistor 1
A base current proportional to the current flowing through the transistor 1
9, the current S2 having a larger current amount is amplified.
To the signal input terminal 4.
【００４８】なお、本発明の第１実施形態及び第２実施
形態において、電流信号Ｓ１は、信号出力回路２５に流
入し、信号入力回路（２、３）から流出する場合につい
て述べたが、本発明はこれに限られるものではない。
「第１の電位」をＧＮＤ、「第２の電位」を電源電位
（Ｖｃｃ）とし、総てのバイポーラトランジスタ（１
１、１８、１９、２６）のトランジスタタイプを逆にす
ることで、電流信号Ｓ１は、信号出力回路２５から流出
し、信号入力回路（２、３）に流入する。In the first and second embodiments of the present invention, the case where the current signal S1 flows into the signal output circuit 25 and flows out from the signal input circuits (2, 3) has been described. The invention is not limited to this.
The “first potential” is set to GND, the “second potential” is set to the power supply potential (Vcc), and all the bipolar transistors (1
By reversing the transistor types (1, 18, 19, 26), the current signal S1 flows out of the signal output circuit 25 and flows into the signal input circuits (2, 3).
【００４９】また、第１のスイッチング素子１１、第２
のスイッチング素子２６、第１のトランジスタ１８、第
２のトランジスタ１９は、それぞれＭＯＳ形電界効果ト
ランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）であってもよい。この場
合、「第１の電極」はソース電極であり、「第２の電
極」はドレイン電極であり、「制御電極」はゲート電極
となる。また、第２のスイッチング素子２６は、オープ
ンドレイン型のＭＯＳＦＥＴとなる。Further, the first switching element 11, the second
, The first transistor 18 and the second transistor 19 may be MOS field effect transistors (MOSFETs). In this case, the “first electrode” is a source electrode, the “second electrode” is a drain electrode, and the “control electrode” is a gate electrode. Further, the second switching element 26 is an open drain type MOSFET.
【００５０】さらに、微分回路１０は、トランジスタ１
１のベース電極とコンデンサ１２との間に接続されたワ
ンショットマルチバイブレータを更に有していてもよ
い。トランジスタ１１がオン状態である期間を、電流信
号の印加が停止した後、入力信号端子の電位が所定の変
化率で変化している期間の一部分のみにすることができ
る。Further, the differentiating circuit 10 includes the transistor 1
A one-shot multivibrator connected between one base electrode and the capacitor 12 may be further provided. The period during which the transistor 11 is on can be part of the period during which the potential of the input signal terminal changes at a predetermined change rate after the application of the current signal is stopped.
【００５１】さらに、図１に示した信号入出力装置は、
信号入力回路２が集積回路として形成された第１の半導
体チップと、信号出力回路２５が集積回路として形成さ
れた第２の半導体チップとから構成されていることが望
ましい。また、図２に示した信号入出力装置は、信号入
力回路３及び信号出力回路２５を構成する各電気素子を
個別の半導体素子として作成し、各半導体素子を図２に
示した配線パターンが予め形成されたプリント配線基板
などの実装基板に載置して形成されていることが望まし
い。Further, the signal input / output device shown in FIG.
It is desirable that the signal input circuit 2 be composed of a first semiconductor chip formed as an integrated circuit and the signal output circuit 25 be composed of a second semiconductor chip formed as an integrated circuit. In the signal input / output device shown in FIG. 2, each electric element forming the signal input circuit 3 and the signal output circuit 25 is formed as an individual semiconductor element, and each semiconductor element has a wiring pattern shown in FIG. It is desirable that it be mounted on a mounting board such as a formed printed wiring board.
【図１】本発明の第１実施形態に係わる信号入力回路
（信号入出力装置）の構成を示す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a signal input circuit (signal input / output device) according to a first embodiment of the present invention.
【図２】本発明の第２実施形態に係わる信号入力回路
（信号入出力装置）の構成を示す回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration of a signal input circuit (signal input / output device) according to a second embodiment of the present invention.
【図３】図１及び図２に示した信号入出力装置の動作を
説明する図である。FIG. 3 is a diagram for explaining the operation of the signal input / output device shown in FIGS. 1 and 2;
２、３ 信号入力回路 ４ 信号入力端子 ５ 変換抵抗 １０ 微分回路 １１ 第１のスイッチング素子（バイポーラトランジ
スタ） １２ コンデンサ １３ 第３の抵抗 １５ 定電流回路 １６ 増幅回路 １７ 第１の抵抗 １８ 第１のトランジスタ １９ 第２のトランジスタ ２０ インバータ回路 ２１ 第２の抵抗 ２５ 信号出力回路 ２６ 第２のスイッチング素子（バイポーラトランジ
スタ） ３０ 信号線（ワイヤハーネス） Ｓ１ 電流信号2, 3 signal input circuit 4 signal input terminal 5 conversion resistor 10 differentiating circuit 11 first switching element (bipolar transistor) 12 capacitor 13 third resistor 15 constant current circuit 16 amplifying circuit 17 first resistor 18 first transistor Reference Signs List 19 second transistor 20 inverter circuit 21 second resistor 25 signal output circuit 26 second switching element (bipolar transistor) 30 signal line (wire harness) S1 current signal
Claims (7)
る信号入力回路において、 前記電流信号が入力される入力信号端子と、 第１の電位と前記入力信号端子との間に接続され、前記
電流信号の印加が有る時に当該電流信号が流れること
で、当該電流信号を前記入力信号端子の電圧信号に変換
する変換抵抗と、 前記電流信号の印加が停止した後、前記入力信号端子の
電圧信号が前記第１の電位に向けて所定の変化率で変化
している期間の少なくとも一部分においてオン状態とな
る第１のスイッチング素子を有する微分回路と、 前記第１のスイッチング素子がオン状態である期間、前
記入力信号端子に対して所定の電流を印加する定電流回
路とを有することを特徴とする信号入力回路。1. A signal input circuit for converting an input current signal into a voltage signal, wherein the input signal terminal is connected between an input signal terminal to which the current signal is input, a first potential and the input signal terminal, A conversion resistor that converts the current signal into a voltage signal at the input signal terminal by flowing the current signal when the current signal is applied, and a voltage signal at the input signal terminal after the application of the current signal is stopped. A differential circuit having a first switching element that is turned on in at least a part of a period in which the first switching element is turned on at a predetermined rate of change toward the first potential; and a period in which the first switching element is turned on. A constant current circuit for applying a predetermined current to the input signal terminal.
チング素子がオン状態である期間は、前記電流信号の印
加が停止した後、前記入力信号端子の電位が所定の変化
率で変化している総ての期間であることを特徴とする請
求項１記載の信号入力回路。2. During a period in which the first switching element included in the differentiating circuit is in an on state, the potential of the input signal terminal changes at a predetermined rate after the application of the current signal is stopped. 2. The signal input circuit according to claim 1, wherein the period is all periods.
チング素子は、前記第１の電位とは異なる第２の電位に
接続された第１の電極と、第２の電極と、当該第１の電
極と当該第２の電極の間を流れる電流を制御する制御電
極とを有し、 前記微分回路は、前記入力信号端子と前記第１のスイッ
チング素子の制御電極との間に接続されたコンデンサを
さらに有することを特徴とする請求項１または２記載の
信号入力回路。3. The first switching element included in the differentiating circuit includes: a first electrode connected to a second potential different from the first potential; a second electrode; An electrode and a control electrode for controlling a current flowing between the second electrode, wherein the differentiating circuit includes a capacitor connected between the input signal terminal and a control electrode of the first switching element. 3. The signal input circuit according to claim 1, further comprising:
一方の端子が接続された第１の抵抗と、 前記第１の電位に接続された第１の電極と、前記第１の
抵抗の他方の端子に接続された第２の電極及び制御電極
とを有する第１のトランジスタと、 前記第１の電位に接続された第１の電極と、前記入力信
号端子に接続された第２の電極と、前記第１の抵抗の他
方の端子に接続された制御電極とを有する第２のトラン
ジスタとを有することを特徴とする請求項３記載の信号
入力回路。4. The constant current circuit, comprising: a first resistor having one terminal connected to the second electrode of the first switching element; and a first resistor connected to the first potential. A first transistor having an electrode, a second electrode connected to the other terminal of the first resistor, and a control electrode; a first electrode connected to the first potential; and the input signal. 4. The signal input circuit according to claim 3, further comprising a second transistor having a second electrode connected to the terminal and a control electrode connected to the other terminal of the first resistor.
一方の端子が接続された第１の抵抗と、 前記第１の抵抗の他方の端子と前記第１の電位との間に
接続された第２の抵抗と、 前記第１の抵抗の他方の端子に接続された制御電極と、
前記第１の電位に接続された第１の電極と、前記入力信
号端子に接続された第２の電極とを有する第２のトラン
ジスタとを有する増幅回路であることを特徴とする請求
項３記載の信号入力回路。5. The constant current circuit, comprising: a first resistor having one terminal connected to the second electrode of the first switching element; and a second resistor connected to the other terminal of the first resistor. A second resistor connected between the first resistor and a first potential; a control electrode connected to the other terminal of the first resistor;
4. An amplifier circuit comprising a second transistor having a first electrode connected to the first potential and a second electrode connected to the input signal terminal. Signal input circuit.
置において、 電流信号を出力する信号出力回路と、 前記電流信号が入力され、当該電流信号を電圧信号に変
換する信号入力回路と、 前記信号出力回路と前記信号入力回路の間を接続する信
号線とを有し、 前記信号入力回路は、 前記信号線に接続され、前記電流信号が入力される入力
信号端子と、 第１の電位と前記入力信号端子との間に接続され、前記
電流信号の印加が有る時に当該電流信号が流れること
で、当該電流信号を前記入力信号端子の電圧信号に変換
する変換抵抗と、 前記電流信号の印加が停止した後、前記入力信号端子の
電圧信号が前記第１の電位に向けて所定の変化率で変化
している期間の少なくとも一部分においてオン状態とな
る第１のスイッチング素子を有する微分回路と、 前記第１のスイッチング素子がオン状態である期間、前
記入力信号端子に対して所定の電流を印加する定電流回
路とを有することを特徴とする信号入出力装置。6. A signal input / output device for transferring a current signal, a signal output circuit for outputting a current signal, a signal input circuit for receiving the current signal and converting the current signal into a voltage signal, A signal line that connects between an output circuit and the signal input circuit; the signal input circuit is connected to the signal line and receives an input signal terminal to which the current signal is input; A conversion resistor that is connected between the input signal terminal and the current signal flows when the current signal is applied, and converts the current signal into a voltage signal of the input signal terminal. A first switching element having an ON state during at least a part of a period in which the voltage signal of the input signal terminal changes at a predetermined rate toward the first potential after the stop; Circuit and the first time period the switching element is turned on, signal input and output apparatus; and a constant current circuit for applying a predetermined current to the input signal terminal.
は異なる第２の電位に接続された第１の電極と、前記信
号線に接続された第２の電極と、第１の電極と第２の電
極間を流れる電流を制御する制御電極とを有する第２の
スイッチング素子を有し、 前記信号入力回路は、前記入力信号端子の電圧が入力さ
れるインバータ回路をさらに有することを特徴とする請
求項６記載の信号入出力装置。7. The signal output circuit includes: a first electrode connected to a second potential different from the first potential; a second electrode connected to the signal line; And a second switching element having a control electrode for controlling a current flowing between the second electrodes, wherein the signal input circuit further includes an inverter circuit to which a voltage of the input signal terminal is input. The signal input / output device according to claim 6, wherein
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|---|---|---|---|---|
| CN102111143A (en) * | 2009-12-24 | 2011-06-29 | 三星电机株式会社 | Digital signal input circuit |
| JP2014187508A (en) * | 2013-03-22 | 2014-10-02 | Lapis Semiconductor Co Ltd | Semiconductor device and power-down control method |
| JP2015204519A (en) * | 2014-04-14 | 2015-11-16 | 株式会社日本自動車部品総合研究所 | communication system |
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