JP2018026389A - 信号伝送回路 - Google Patents

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Abstract

【課題】コストの上昇を招くことなく、絶縁回路を介する信号のパルス幅の変化を防止することが可能な信号伝送回路を提供する。
【解決手段】信号伝送回路は、絶縁回路としてのフォトカプラと、フォトカプラの一次側に設けられ、伝送すべき信号の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジを検出するエッジ検出回路と、フォトカプラの二次側に設けられ、エッジ検出回路から出力されてフォトカプラを介したエッジ検出信号の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジの何れか一方のみを用いて伝送すべき信号を復調するエッジ復調回路と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、信号伝送回路に関する。
従来から、プラントや工場等においては、フィールド機器と呼ばれる現場機器（測定器、操作器）と、これらの制御を行う制御装置とが互いに接続されたプロセス制御システムが構築されており、高度な自動操業が実現されている。このようなプロセス制御システムでは、上記のフィールド機器と制御装置とが、例えば「４〜２０ｍＡ」信号等のアナログ信号の伝送を行うアナログ伝送線路によって接続され、或いはフィールドバスと呼ばれるディジタル信号の伝送を行う通信バスを介して接続されている。
フィールド機器は、可燃性のガスが用いられる場所のような危険場所に設置されることがあるため、本質安全防爆規格を満たすよう構成されることが多い。例えば、上述したフィールドバスに接続されるフィールド機器では、信号の伝送を行う信号伝送回路にフォトカプラやトランス等の絶縁回路が設けられており、フィールド機器の内部に設けられた回路（例えば、プロセス量の演算を行う演算回路）が外部（伝送線路、通信バス等）から電気的に絶縁された構成とされている。
以下の特許文献１〜３には、絶縁回路を介してパルス信号を伝送する従来の信号伝送回路の一例が開示されている。例えば、以下の特許文献１には、パルストランスを用いたパルス信号出力回路、或いはフォトカプラを用いたパルス信号出力回路が開示されている。また、以下の特許文献２，３には、フォトカプラを用いた信号伝播回路或いは信号伝送装置が開示されている。
特開２０１３−２２２９７８号公報 特開２０１１−１２４３３１号公報 国際公開第２０１０／０６１５１１号
ところで、上述したフォトカプラは、立ち上がり信号（「Ｌ（ロー）」レベルから「Ｈ（ハイ）」レベルに遷移する信号）の伝搬遅延時間（以下、「立ち上がり遅延時間」という）と、立ち下がり信号（「Ｈ」レベルから「Ｌ」レベルに遷移する信号）の伝搬遅延時間（以下、「立ち下がり遅延時間」という）とに差異が生ずることがある。また、フォトカプラを発光させる発光部回路、フォトカプラの出力信号を処理する受光部回路についても同様に、立ち上がり遅延時間と、立ち下がり遅延時間とに差異が生ずることがある。このようなフォトカプラが絶縁回路として用いられている場合（更には、このような発光部回路及び受光部回路が絶縁回路の周辺回路として用いられている場合）には、信号のパルス幅が変化することがあるという問題がある。
図６は、絶縁回路に入力される前後で信号のパルス幅が変化する様子を説明するための図である。例えば、絶縁回路の立ち上がり遅延時間をＴとし、立ち下がり遅延時間を２Ｔとする。このような絶縁回路に対し、図６に示すパルス信号Ｓ１００が入力されると、図６に示すパルス信号Ｓ２００に変化することがある。つまり、「Ｈ」レベルの期間の長さ４Ｔ、「Ｌ」レベルの期間の長さ４Ｔ、及び「Ｈ」レベルの期間の長さ４Ｔと続くパルス信号Ｓ１００が、「Ｈ」レベルの期間の長さ５Ｔ、「Ｌ」レベルの期間の長さ３Ｔ、及び「Ｈ」レベルの期間の長さ５Ｔと続くパルス信号Ｓ２００に変化することがある。尚、図６に示す例は、信号のパルス幅が変化する様子を説明するための極端な例である。
このようなパルス幅の変化を防止するためには、伝送レートに対して十分に高速なフォトカプラを用いれば良いと考えられる。しかしながら、このような高速なフォトカプラは、高価であるため、信号伝送回路のコストが上昇してしまうという問題がある。また、このような高速なフォトカプラは、耐電圧が低いものが多いことから回路設計が困難になることがあるという問題もある。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、コストの上昇を招くことなく、絶縁回路を介する信号のパルス幅の変化を防止することが可能な信号伝送回路を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明の信号伝送回路は、絶縁回路としての第１フォトカプラ（２３ａ）を備え、前記第１フォトカプラを介して信号を伝送する信号伝送回路（２０）において、前記第１フォトカプラの一次側に設けられ、伝送すべき信号（Ｓ１）の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジを検出するエッジ検出回路（２１）と、前記第１フォトカプラの二次側に設けられ、前記エッジ検出回路から出力されて前記第１フォトカプラを介したエッジ検出信号（Ｓ１２）の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジの何れか一方のみを用いて前記伝送すべき信号を復調するエッジ復調回路（２５）と、を備える。
また、本発明の信号伝送回路は、絶縁回路としての第２フォトカプラ（２３ｂ）と、前記第２フォトカプラを介して伝送されるイネーブル信号（Ｓ２１）に基づいて、前記エッジ復調回路によって復調された信号の出力制御を行う出力制御回路（２６）と、を備える。
また、本発明の信号伝送回路は、前記第２フォトカプラを介して伝送されるイネーブル信号に基づいて、前記エッジ復調回路で復調される信号の初期値を設定する初期値設定回路（２７）を備える。
また、本発明の信号伝送回路は、前記第１，第２フォトカプラの一次側にそれぞれ設けられた第１，第２発光部回路（２２ａ、２２ｂ）と、前記第１，第２フォトカプラの二次側にそれぞれ設けられた第１，第２受光部回路（２４ａ、２４ｂ）と、を備える。
また、本発明の信号伝送回路は、前記エッジ検出回路が、前記伝送すべき信号を予め規定された時間だけ遅延させる遅延回路（３１）と、前記伝送すべき信号と前記遅延回路で遅延された信号との排他的論理和を演算する演算回路（３２）と、を備える。
本発明によれば、伝送すべき信号の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジを検出するエッジ検出回路を第１フォトカプラの一次側に設け、エッジ検出回路から出力されて第１フォトカプラを介したエッジ検出信号の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジの何れか一方のみを用いて伝送すべき信号を復調するエッジ復調回路を第１フォトカプラの二次側に設けるようにしている。このため、コストの上昇を招くことなく、絶縁回路を介する信号のパルス幅の変化を防止することが可能であるという効果がある。
本発明の一実施形態による信号伝送回路を備えるフィールド機器の要部構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態による信号伝送回路に設けられるエッジ検出回路の構成例を示すブロック図である。 本発明の一実施形態による信号伝送回路における信号波形の一例を示す図である。 本発明の一実施形態による信号伝送回路における信号波形の一例を示す図である。 本発明の一実施形態による信号伝送回路における信号波形の一例を示す図である。 絶縁回路に入力される前後で信号のパルス幅が変化する様子を説明するための図である。
以下、図面を参照して本発明の一実施形態による信号伝送回路について詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態による信号伝送回路を備えるフィールド機器の要部構成を示すブロック図である。図１に示す通り、フィールド機器１は、演算回路１０及び信号伝送回路２０を備えており、プラントや工場等（以下、これらを総称する場合には、単に「プラント」という）に設置され、フィールドバスＦＢを介してコントローラＣＮＴにディジタル信号であるバス信号ＳＢを送信する。
尚、本実施形態では、理解を容易にするために、フィールド機器１が流量計であるものとして説明する。上記のコントローラＣＮＴは、フィールド機器１からフィールドバスＦＢを介して送信されてくるバス信号ＳＢに基づいて、各種のプロセス制御を行うものである。例えば、コントローラＣＮＴは、フィールド機器１から送信されてくるバス信号ＳＢに基づいて、プラントに設置された不図示のバルブの開度制御を行う。上記のフィールドバスＦＢは、例えばプラントに敷設された有線の通信バスである。
演算回路１０は、フィールド機器１に設けられた不図示の流量センサから出力される信号に基づいて、測定対象である流体の流量を示すプロセス値を求める演算を行い、そのプロセス値を示す送信信号Ｓ１（伝送すべき信号であるディジタル信号）を出力する。また、演算回路１０は、フィールド機器１から出力されるディジタル信号（フィールドバスＦＢを介してコントローラＣＮＴに伝送されるバス信号ＳＢ）の出力制御を行うためのイネーブル信号Ｓ２を出力する。このイネーブル信号Ｓ２は、送信信号Ｓ１に同期し、送信信号Ｓ１が出力される期間（通信フレームＦＭ内）では「Ｈ」レベルになり、送信信号Ｓ１が出力されない期間（通信フレームＦＭ外）では「Ｌ」レベルになる信号である（図３参照）。尚、演算回路１０は、例えばＣＰＵ（中央処理装置）によって実現される。尚、信号伝送回路２０は、イネーブル信号Ｓ２が、送信信号Ｓ１が出力される期間では「Ｌ」レベルになり、送信信号Ｓ１が出力されない期間では「Ｈ」レベルになる信号である場合にも、動作するよう構成されていても良い。
信号伝送回路２０は、エッジ検出回路２１、発光部回路２２ａ（第１発光部回路）、発光部回路２２ｂ（第２発光部回路）、フォトカプラ２３ａ（第１フォトカプラ）、フォトカプラ２３ｂ（第２フォトカプラ）、受光部回路２４ａ（第１受光部回路）、受光部回路２４ｂ（第２受光部回路）、エッジ復調回路２５、出力制御回路２６、及び初期値設定回路２７を備える。このような信号伝送回路２０は、本質安全防爆規格を満たすよう構成されており、演算回路１０から出力される送信信号Ｓ１及びイネーブル信号Ｓ２に基づいてバス信号ＳＢの伝送を行う。
エッジ検出回路２１は、演算回路１０から出力される送信信号Ｓ１の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジを検出し、その検出結果を示すエッジ検出信号Ｓ１１を出力する。このエッジ検出回路２１は、フォトカプラ２３ａの一次側に設けられる。つまり、エッジ検出回路２１は、フォトカプラ２３ａに設けられた不図示の発光素子（発光ダイオード）及び受光素子（フォトトランジスタ又はフォトダイオード）のうち発光素子が設けられた側に設けられる。
図２は、本発明の一実施形態による信号伝送回路に設けられるエッジ検出回路の構成例を示すブロック図である。図２に示す通り、エッジ検出回路２１は、遅延回路３１及び排他的論理和回路（ＥＸＯＲ回路）３２（演算回路）を備える。遅延回路３１は、演算回路１０から出力される送信信号Ｓ１を予め規定された時間（例えば、送信信号Ｓ１のパルス幅の１／１０程度の時間）だけ遅延させる。排他的論理和回路３２は、演算回路１０から出力される送信信号Ｓ１と、遅延回路３１から出力される信号との排他的論理和を演算し、その演算結果をエッジ検出信号Ｓ１１として出力する。
発光部回路２２ａは、エッジ検出回路２１とフォトカプラ２３ａとの間に設けられ、エッジ検出回路２１から出力されるエッジ検出信号Ｓ１１に基づいて、フォトカプラ２３ａに設けられた不図示の発光素子を発光させる。尚、発光部回路２２ａは、フォトカプラ２３ａに設けられた不図示の発光素子を適切に発光させるために、発光素子に流れる電流を調整する抵抗等を備える回路である。
フォトカプラ２３ａは、上述した不図示の発光素子及び受光素子を備えており、一次側（発光素子が設けられた側）と、二次側（受光素子が設けられた側）とを、電気的に絶縁する絶縁回路である。受光部回路２４ａは、フォトカプラ２３ａの二次側に設けられ、フォトカプラ２３ａの出力信号（受光信号）を処理してエッジ検出信号Ｓ１２を出力する。尚、受光部回路２４ａは、例えば抵抗及び論理回路等によって構成され、例えばフォトカプラ２３ａの出力信号の波形整形等の処理を行う。
エッジ復調回路２５は、受光部回路２４ａと出力制御回路２６との間に設けられ、受光部回路２４ａから出力されるエッジ検出信号Ｓ１２に基づいて、伝送すべき信号である送信信号Ｓ１の復調を行って送信信号Ｓ１３として出力する。具体的に、エッジ復調回路２５は、受光部回路２４ａから出力されるエッジ検出信号Ｓ１２の立ち上がりエッジと立ち下がりエッジとの何れか一方のみを用いて復調して送信信号Ｓ１３として出力する。尚、本実施形態では、エッジ復調回路２５は、立ち上がりエッジを用いて復調して送信信号Ｓ１３として出力するものであるとする。
このエッジ復調回路２５は、例えばリセット付きエッジトリガ型Ｄフリップフロップで実現することができる。尚、このようなエッジ復調回路２５を用いる場合において、リセットを行うタイミングが不適切であると、復調された信号として論理が反転した送信信号Ｓ１３が出力されてしまう。これを避けるために、本実施形態では、初期値設定回路２７から出力されるリセット信号Ｓ２２（詳細は後述する）を用いてエッジ復調回路２５のリセット（初期値設定）を行うようにしている。
出力制御回路２６は、フィールドバスＦＢに接続されており、受光部回路２４ｂから出力されるイネーブル信号Ｓ２１（詳細は後述する）に基づいて、バス信号ＳＢの出力制御を行う。具体的に、出力制御回路２６は、イネーブル信号Ｓ２１が「Ｈ」レベルの場合には送信信号Ｓ１３に基づいたバス信号ＳＢを出力し、イネーブル信号Ｓ２１が「Ｌ」レベルの場合にはバス信号ＳＢの出力を行わない制御を行う。このような制御を行うのは、通信フレーム外で発生するノイズの悪影響による、バス信号ＳＢの誤送信を防止するためである。
発光部回路２２ｂは、発光部回路２２ａと同様の回路であり、フォトカプラ２３ｂの一次側に設けられ、演算回路１０から出力されるイネーブル信号Ｓ２に基づいて、フォトカプラ２３ｂに設けられた不図示の発光素子を発光させる。フォトカプラ２３ｂは、フォトカプラ２３ａと同様に、不図示の発光素子（発光ダイオード）及び受光素子（フォトトランジスタ又はフォトダイオード）を備えており、一次側（発光素子が設けられた側）と、二次側（受光素子が設けられた側）とを、電気的に絶縁する絶縁回路である。受光部回路２４ｂは、受光部回路２４ａと同様の回路であり、フォトカプラ２３ｂの二次側に設けられ、フォトカプラ２３ｂの出力信号を処理してイネーブル信号Ｓ２１を出力する。
初期値設定回路２７は、受光部回路２４ｂから出力されるイネーブル信号Ｓ２１に基づいて、エッジ復調回路２５をリセットするためのリセット信号Ｓ２２を出力する。具体的に、初期値設定回路２７は、イネーブル信号Ｓ２１に同期し、イネーブル信号Ｓ２１の立ち上がりのタイミングで所定の期間「Ｈ」レベルになり、それ以外では「Ｌ」レベルであるリセット信号Ｓ２２を出力する。
図１に示す通り、フィールド機器１は、フォトカプラ２３ａ，２３ｂによって、電気的に絶縁された領域Ｒ１と領域Ｒ２とに区分される。領域Ｒ１は、例えば商用電源の電圧の使用が許容される領域であり、演算回路１０並びに信号伝送回路２０のエッジ検出回路２１及び発光部回路２２ａ，２２ｂが配置される領域である。これに対し、領域Ｒ２は、例えば許容される電圧が本質安全防爆規格によって規定される電圧以下に制限される領域であり、信号伝送回路２０の受光部回路２４ａ，２４ｂ、エッジ復調回路２５、出力制御回路２６、及び初期値設定回路２７が配置される領域である。
次に、上記構成におけるフィールド機器１の動作について説明する。図３〜図５は、本発明の一実施形態による信号伝送回路における信号波形の一例を示す図である。尚、以下では、理解を容易にするために、フィールド機器１においては、測定対象である流体の流量を測定する処理が予め規定された一定の時間間隔で行われるものとする。このため、フィールド機器１に設けられた演算回路１０では、測定対象である流体の流量を示すプロセス値を求める演算が一定の時間間隔で行われる。これにより、演算回路１０からは、図３に示す通り、一定の時間間隔（通信フレームＦＭの送信間隔）でプロセス値を示す送信信号Ｓ１及びイネーブル信号Ｓ２が出力される。
演算回路１０から出力された送信信号Ｓ１は、信号伝送回路２０のエッジ検出回路２１に入力されて、立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジが検出される。これにより、エッジ検出回路２１からは、図４に示す通り、送信信号Ｓ１の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジで「Ｈ」レベルになるエッジ検出信号Ｓ１１が出力される。ここで、演算回路１０から出力される送信信号Ｓ１が、図４に示す通り、「Ｈ」レベルの期間の長さ４Ｔ、「Ｌ」レベルの期間の長さ４Ｔ、及び「Ｈ」レベルの期間の長さ４Ｔと続くパルス信号であるものとする。すると、エッジ検出回路２１から出力されるエッジ検出信号Ｓ１１は、図４に示す通り、時間４Ｔ毎に所定の期間「Ｈ」レベルになるパルス信号になる。
エッジ検出回路２１から出力されたエッジ検出信号Ｓ１１が発光部回路２２ａに入力されると、そのエッジ検出信号Ｓ１１に応じてフォトカプラ２３ａに設けられた不図示の発光素子が発光される。フォトカプラ２３ａに設けられた不図示の発光素子から発せられた光は、フォトカプラ２３ａに設けられた不図示の受光素子で受光され、フォトカプラ２３ａからは受光信号が出力される。フォトカプラ２３ａの出力信号は、受光部回路２４ａに入力されて処理され、受光部回路２４ａからエッジ復調回路２５に対して図４に示すエッジ検出信号Ｓ１２が出力される。
ここで、絶縁回路であるフォトカプラ２３ａの立ち上がり遅延時間がＴであり、立ち下がり遅延時間が２Ｔであるとする。また、フォトカプラ２３ｂについても、立ち上がり遅延時間がＴであり、立ち下がり遅延時間が２Ｔであるとする。尚、説明を簡単にするために、発光部回路２２ａ，２２ｂ及び受光部回路２４ａ，２４ｂについては遅延が生じないとする。このような遅延時間によって、エッジ検出信号Ｓ１２は、図４に示す通り、立ち上がりエッジの時間位置がエッジ検出信号Ｓ１１の立ち上がりエッジの時間位置に対して時間Ｔだけ遅れ、立ち下がりエッジの時間位置がエッジ検出信号Ｓ１１の立ち下がりエッジの時間位置に対して時間２Ｔだけ遅れた波形となる。
他方、演算回路１０から出力されたイネーブル信号Ｓ２は、信号伝送回路２０の発光部回路２２ｂに入力され、そのイネーブル信号Ｓ２に応じてフォトカプラ２３ｂに設けられた不図示の発光素子が発光される。フォトカプラ２３ｂに設けられた不図示の発光素子から発せられた光は、フォトカプラ２３ｂに設けられた不図示の受光素子で受光され、フォトカプラ２３ｂからは受光信号が出力される。フォトカプラ２３ｂの出力信号は、受光部回路２４ｂに入力されて処理され、図３に示す通り、受光部回路２４ｂから出力制御回路２６及び初期値設定回路２７に対してイネーブル信号Ｓ２１が出力される。
ここで、上述の通り、フォトカプラ２３ｂの立ち上がり遅延時間はＴである。このため、イネーブル信号Ｓ２１は、図５に示す通り、立ち上がりエッジの時間位置がイネーブル信号Ｓ２の立ち上がりエッジの時間位置に対して時間Ｔだけ遅れる。尚、図５は、図３の一部（通信フレームＦＭの先頭部分）を拡大した図である。
イネーブル信号Ｓ２１が初期値設定回路２７に入力されると、初期値設定回路２７からエッジ復調回路２５に対して、図３及び図５に示すリセット信号Ｓ２２が出力される。このリセット信号Ｓ２２は、イネーブル信号Ｓ２１に同期し、イネーブル信号Ｓ２１の立ち上がりのタイミングで所定の期間「Ｈ」レベルになり、それ以外では「Ｌ」レベルである信号である。このようなリセット信号Ｓ２２がエッジ復調回路２５に入力されると、リセット信号Ｓ２２に基づいてエッジ復調回路２５はリセットされる。
前述の通り、エッジ復調回路２５には、受光部回路２４ａから出力されたエッジ検出信号Ｓ１２も入力される。エッジ復調回路２５は、図４に示す通り、受光部回路２４ａから出力されるエッジ検出信号Ｓ１２の立ち上がりエッジのみを用いて復調して送信信号Ｓ１３として出力する。つまり、送信信号Ｓ１３は、エッジ検出信号Ｓ１２の立ち上がりエッジ毎に、信号のレベルが変化する信号となる。これにより、復調された送信信号Ｓ１３は、図４に示す通り、「Ｈ」レベルの期間の長さ４Ｔ、「Ｌ」レベルの期間の長さ４Ｔ、及び「Ｈ」レベルの期間の長さ４Ｔと続くパルス信号になる。つまり、送信信号Ｓ１３は、送信信号Ｓ１と同じパルス信号になる。
エッジ復調回路２５で復調された送信信号Ｓ１３は、出力制御回路２６に入力され、受光部回路２４ｂから出力されるイネーブル信号Ｓ２１が「Ｈ」レベルの場合に、バス信号ＳＢとして出力される。出力制御回路２６から出力されたバス信号ＳＢは、フィールドバスＦＢを介してコントローラＣＮＴに送信される。尚、受光部回路２４ｂから出力されるイネーブル信号Ｓ２１が「Ｌ」レベルの場合には、バス信号ＳＢの出力は行われない。
以上の通り、本実施形態では、フォトカプラ２３ａの一次側にエッジ検出回路２１を設けて、送信信号Ｓ１の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジを検出し、フォトカプラ２３ａの二次側にエッジ復調回路２５を設けて、エッジ検出回路２１から出力されてフォトカプラ２３ａを介したエッジ検出信号Ｓ１２の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジの何れか一方のみを用いて復調して送信信号Ｓ１３として出力するようにしている。これにより、コストの上昇を招くことなく、絶縁回路であるフォトカプラ２３ａを介する信号のパルス幅の変化を防止することができる。
以上、本発明の一実施形態による信号伝送回路について説明したが、本発明は上記実施形態に制限される訳ではなく、本発明の範囲内で自由に変更が可能である。例えば、上述した実施形態で説明した信号伝送回路２０は、フィールドバスＦＢを介して外部のコントローラＣＮＴにディジタル信号を送信するものであった。しかしながら、信号伝送回路２０は、フィールドバスＦＢを介して外部のコントローラＣＮＴから送信されてくるディジタル信号を受信するものであっても、フィールドバスＦＢを介して外部のコントローラＣＮＴとの間でディジタル信号の送受信を行うものであっても良い。つまり、信号伝送回路２０は、フォトカプラを介して信号を伝送することができるものであれば良い。
例えば、図１に示す信号伝送回路２０を以下の（１）〜（３）に示す通りに変更することで、フィールドバスＦＢを介して送信されてくるディジタル信号を受信することが可能になる。
（１）信号伝送回路２０の入力と出力とを逆にする。
（２）エッジ検出回路２１の前段に受信回路（フィールドバスＦＢを介して送信されてくるディジタル信号を受信する回路）を設ける。
（３）発光部回路２２ｂ、フォトカプラ２３ｂ、受光部回路２４ｂ、出力制御回路２６、及び初期値設定回路２７を省略する。
このような構成の信号伝送回路２０において、フィールドバスＦＢを介して送信されてきたディジタル信号は受信回路で受信され、受信回路からは図１中の送信信号Ｓ１に相当する信号が出力される。受信回路から出力された信号は、エッジ検出回路２１、発光部回路２２ａ、フォトカプラ２３ａ、受光部回路２４ａ、及びエッジ復調回路２５からなる回路によって復調されて図１中の送信信号Ｓ１３に相当する信号として出力される。
また、上記実施形態では、フィールド機器１に接続された外部のフィールドバスＦＢを介して信号を送信する例について説明した。しかしながら、本発明は、機器の内部（例えば、フィールド機器１の内部）で用いられる信号を送受信する用途にも用いることができる。
また、上述した実施形態では、フィールド機器１が流量計であるものとして説明した。しかしながら、フィールド機器は、流量計以外に、例えば温度センサ等のセンサ機器、流量制御弁や開閉弁等のバルブ機器、ファンやモータ等のアクチュエータ機器、プラント内の状況や対象物を撮影するカメラやビデオ等の撮像機器、プラント内の異音等を収集したり警報音等を発したりするマイクやスピーカ等の音響機器、各機器の位置情報を出力する位置検出機器、その他の機器であっても良い。
また、上述した実施形態で説明した信号伝送回路２０は、プラントの現場に敷設された有線の通信バスであるフィールドバスＦＢを介してディジタル信号をコントローラＣＮＴに送信するものであった。しかしながら、信号伝送回路２０は、ＩＳＡ１００．１１ａやＷｉｒｅｌｅｓｓＨＡＲＴ（登録商標）等の産業用無線通信規格に準拠した無線通信を行って、コントローラＣＮＴと通信を行うものであっても良い。
尚、プラントとしては、化学等の工業プラントの他、ガス田や油田等の井戸元やその周辺を管理制御するプラント、水力・火力・原子力等の発電を管理制御するプラント、太陽光や風力等の環境発電を管理制御するプラント、上下水やダム等を管理制御するプラント等がある。
２０ 信号伝送回路
２１ エッジ検出回路
２２ａ，２２ｂ 発光部回路
２３ａ，２３ｂ フォトカプラ
２４ａ，２４ｂ 受光部回路
２５ エッジ復調回路
２６ 出力制御回路
２７ 初期値設定回路
３１ 遅延回路
３２ 排他的論理和回路
Ｓ１ 送信信号
Ｓ２ イネーブル信号
Ｓ１１，Ｓ１２ エッジ検出信号
Ｓ１３ 送信信号
Ｓ２１ イネーブル信号

Claims (5)

  1. 絶縁回路としての第１フォトカプラを備え、前記第１フォトカプラを介して信号を伝送する信号伝送回路において、
    前記第１フォトカプラの一次側に設けられ、伝送すべき信号の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジを検出するエッジ検出回路と、
    前記第１フォトカプラの二次側に設けられ、前記エッジ検出回路から出力されて前記第１フォトカプラを介したエッジ検出信号の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジの何れか一方のみを用いて前記伝送すべき信号を復調するエッジ復調回路と、
    を備える信号伝送回路。
  2. 絶縁回路としての第２フォトカプラと、
    前記第２フォトカプラを介して伝送されるイネーブル信号に基づいて、前記エッジ復調回路によって復調された信号の出力制御を行う出力制御回路と、
    を備える請求項１記載の信号伝送回路。
  3. 前記第２フォトカプラを介して伝送されるイネーブル信号に基づいて、前記エッジ復調回路で復調される信号の初期値を設定する初期値設定回路を備える、請求項２記載の信号伝送回路。
  4. 前記第１，第２フォトカプラの一次側にそれぞれ設けられた第１，第２発光部回路と、
    前記第１，第２フォトカプラの二次側にそれぞれ設けられた第１，第２受光部回路と、
    を備える請求項２又は請求項３記載の信号伝送回路。
  5. 前記エッジ検出回路は、前記伝送すべき信号を予め規定された時間だけ遅延させる遅延回路と、
    前記伝送すべき信号と前記遅延回路で遅延された信号との排他的論理和を演算する演算回路と、
    を備える請求項１から請求項４の何れか一項に記載の信号伝送回路。
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