JP3021803B2 - 信号伝送方法 - Google Patents
信号伝送方法Info
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- H04L12/40—Bus networks
- H04L12/40006—Architecture of a communication node
- H04L12/40039—Details regarding the setting of the power status of a node according to activity on the bus
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- H04B3/54—Systems for transmission via power distribution lines
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- H04L25/02—Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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- H04B2203/54—Aspects of powerline communications not already covered by H04B3/54 and its subgroups
- H04B2203/5462—Systems for power line communications
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- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
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- Power Engineering (AREA)
- Dc Digital Transmission (AREA)
- Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
- Small-Scale Networks (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、工業計測や制御等の
分野において、伝送路に接続された端末に直流電源を供
給しつつ、この直流に信号を重畳させて端末間の交信を
行ない、さらに本質安全防爆（以下、本安ともいう）の
条件を満たし得る信号伝送方法に関する。具体的には、
現在ＩＥＣ（ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＥｌｅｃｔｒ
ｏ−ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ：国際
電気標準会議）等の機関において標準化が進められてい
る、通信規格“フィールドバス”における信号伝送方法
に関するものである。
分野において、伝送路に接続された端末に直流電源を供
給しつつ、この直流に信号を重畳させて端末間の交信を
行ない、さらに本質安全防爆（以下、本安ともいう）の
条件を満たし得る信号伝送方法に関する。具体的には、
現在ＩＥＣ（ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＥｌｅｃｔｒ
ｏ−ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ：国際
電気標準会議）等の機関において標準化が進められてい
る、通信規格“フィールドバス”における信号伝送方法
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図７に防爆式伝送システムの一般的な構
成例を示す。同図において、Ｄは爆発性のガスが存在ま
たは存在する可能性のある危険区域で、Ｓはこのような
危険のない安全区域を示す。本安ではこの危険区域Ｄに
流入する電圧，電流を制限するため、その境界にツエナ
ーバリヤ（以下、単にバリヤともいう）３を配置する。
一対の電線からなる伝送線５に並列に接続された端末７
は、このバリヤ３を介して他の端末（マスタ）６とも並
列に接続されている。なお、バリヤ３は通常の状態にお
いては単に直列の抵抗とみなすことができる。また、伝
送線５の両端には抵抗と直流カットのためのコンデンサ
からなるターミネータ４を接続する。端末７はバリヤ３
および伝送線５を介して、定電圧源であるバス電源１よ
り直流電源を供給される。インダクタ２は、この直流分
と端末が交信するときに発生する信号の交流分とを分離
するために設けられている。端末（マスタ）６および端
末７は、バス電源１から供給される直流に信号を重畳さ
せることにより、信号を伝送する。
成例を示す。同図において、Ｄは爆発性のガスが存在ま
たは存在する可能性のある危険区域で、Ｓはこのような
危険のない安全区域を示す。本安ではこの危険区域Ｄに
流入する電圧，電流を制限するため、その境界にツエナ
ーバリヤ（以下、単にバリヤともいう）３を配置する。
一対の電線からなる伝送線５に並列に接続された端末７
は、このバリヤ３を介して他の端末（マスタ）６とも並
列に接続されている。なお、バリヤ３は通常の状態にお
いては単に直列の抵抗とみなすことができる。また、伝
送線５の両端には抵抗と直流カットのためのコンデンサ
からなるターミネータ４を接続する。端末７はバリヤ３
および伝送線５を介して、定電圧源であるバス電源１よ
り直流電源を供給される。インダクタ２は、この直流分
と端末が交信するときに発生する信号の交流分とを分離
するために設けられている。端末（マスタ）６および端
末７は、バス電源１から供給される直流に信号を重畳さ
せることにより、信号を伝送する。
【０００３】図８（イ），（ロ）に端末が引き込む電流
と、そのときの伝送線上の電圧の波形をそれぞれ示す。
すなわち、端末は同図（イ）に示すように、例えば８ｍ
Ａの電流を常時引き込み、その一部を自分自身の電源と
して使用し、送信時には１５ｍＡｐｐ（ｐｐ：ｐｅａｋ
−ｔｏ−ｐｅａｋ）の大きさで引き込む電流を変化させ
ることにより、信号を送出する。１５ｍＡｐｐの電流変
化は伝送路のインピーダンス（５０オーム）により、同
図（ロ）の如く直流に重畳した０．７５Ｖｐｐの電圧信
号に変換される。信号には例えばマンチェスタ符号を使
用するので、ＨレベルとＬレベルのデューティ比は等し
く、送信中の電流の平均値は非送信時と同じく８ｍＡで
ある。この８ｍＡという値は１５ｍＡｐｐの平均値に若
干のマージンを加えたものであって、端末が内部の電源
として必要としている値ではない。また、電圧信号を得
るために電流を変化させて送信するのは、電圧を直接変
化させるものよりもバリヤの有無によらず信号電圧が一
定であることと、伝送線の短絡保護が容易であることな
どの点で優れているからである。
と、そのときの伝送線上の電圧の波形をそれぞれ示す。
すなわち、端末は同図（イ）に示すように、例えば８ｍ
Ａの電流を常時引き込み、その一部を自分自身の電源と
して使用し、送信時には１５ｍＡｐｐ（ｐｐ：ｐｅａｋ
−ｔｏ−ｐｅａｋ）の大きさで引き込む電流を変化させ
ることにより、信号を送出する。１５ｍＡｐｐの電流変
化は伝送路のインピーダンス（５０オーム）により、同
図（ロ）の如く直流に重畳した０．７５Ｖｐｐの電圧信
号に変換される。信号には例えばマンチェスタ符号を使
用するので、ＨレベルとＬレベルのデューティ比は等し
く、送信中の電流の平均値は非送信時と同じく８ｍＡで
ある。この８ｍＡという値は１５ｍＡｐｐの平均値に若
干のマージンを加えたものであって、端末が内部の電源
として必要としている値ではない。また、電圧信号を得
るために電流を変化させて送信するのは、電圧を直接変
化させるものよりもバリヤの有無によらず信号電圧が一
定であることと、伝送線の短絡保護が容易であることな
どの点で優れているからである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】 上記のような方式で
は、各端末は送信時において伝送路から引き込む電流の
平均値と同じ大きさの電流を非送信時にも引き込み続け
る。これは、端末が自分自身の電源として必要とする電
流よりも大きな値である。ところで、本安システムでは
規格に基づきバス電源から各端末に供給される電流の総
量がバリヤによって或る値に制限されるので、伝送路に
接続可能な端末の台数が、本来各端末が電源として必要
とする電流から求められる台数よりも少ない数に制限さ
れてしまうという問題がある。仮に、バリヤを通して危
険区域に供給し得る電流を３６ｍＡとすると、上記の例
では送信時，非送信時にかかわらず端末は1台当たり８
ｍＡの平均電流を引き込むので、多くても4台までしか
接続できないことになる。したがって、この発明の課題
は伝送路に接続し得る端末の台数を増やすことが可能な
信号伝送方法を提供することにある。
は、各端末は送信時において伝送路から引き込む電流の
平均値と同じ大きさの電流を非送信時にも引き込み続け
る。これは、端末が自分自身の電源として必要とする電
流よりも大きな値である。ところで、本安システムでは
規格に基づきバス電源から各端末に供給される電流の総
量がバリヤによって或る値に制限されるので、伝送路に
接続可能な端末の台数が、本来各端末が電源として必要
とする電流から求められる台数よりも少ない数に制限さ
れてしまうという問題がある。仮に、バリヤを通して危
険区域に供給し得る電流を３６ｍＡとすると、上記の例
では送信時，非送信時にかかわらず端末は1台当たり８
ｍＡの平均電流を引き込むので、多くても4台までしか
接続できないことになる。したがって、この発明の課題
は伝送路に接続し得る端末の台数を増やすことが可能な
信号伝送方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】 このような課題を解決
するため、第１の発明では、複数の端末間を伝送路を介
してマルチドロップ式に接続し、各端末へは電源から直
流電流を供給しつつ信号の伝送を行なうに当たり、前記
各端末は伝送路から引き込む直流電流に信号を重畳する
ことにより信号を送信し、信号を送信しないときは前記
伝送路から各端末が引き込む直流電流値を送信時に各端
末が引き込む直流電流の平均電流値よりも小さな或る値
に維持することを特徴としている。また、第２の発明で
は、前記第１の発明において、前記各端末は伝送路上の
電圧の平均値の変化に追随して、受信のためのしきい値
レベルを変化させて信号を受信することを特徴としてい
る。さらに、第３の発明では、複数の端末間を伝送路を
介してマルチドロップ式に接続し、各端末へは電源から
直流電流を供給しつつ信号の伝送を行なうに当たり、前
記各端末は伝送路から引き込む直流電流に信号を重畳す
ることにより信号を送信し、信号を送信しないときは前
記伝送路から各端末が引き込む直流電流値を送信時に各
端末が引き込む直流電流の平均電流値よりも小さな或る
値に維持するとともに、送信時には或る値から送信時の
平均値まで緩やかに増加させ、送信終了後には前記平均
値から或る値まで緩やかに減少させることを特徴として
いる。
するため、第１の発明では、複数の端末間を伝送路を介
してマルチドロップ式に接続し、各端末へは電源から直
流電流を供給しつつ信号の伝送を行なうに当たり、前記
各端末は伝送路から引き込む直流電流に信号を重畳する
ことにより信号を送信し、信号を送信しないときは前記
伝送路から各端末が引き込む直流電流値を送信時に各端
末が引き込む直流電流の平均電流値よりも小さな或る値
に維持することを特徴としている。また、第２の発明で
は、前記第１の発明において、前記各端末は伝送路上の
電圧の平均値の変化に追随して、受信のためのしきい値
レベルを変化させて信号を受信することを特徴としてい
る。さらに、第３の発明では、複数の端末間を伝送路を
介してマルチドロップ式に接続し、各端末へは電源から
直流電流を供給しつつ信号の伝送を行なうに当たり、前
記各端末は伝送路から引き込む直流電流に信号を重畳す
ることにより信号を送信し、信号を送信しないときは前
記伝送路から各端末が引き込む直流電流値を送信時に各
端末が引き込む直流電流の平均電流値よりも小さな或る
値に維持するとともに、送信時には或る値から送信時の
平均値まで緩やかに増加させ、送信終了後には前記平均
値から或る値まで緩やかに減少させることを特徴として
いる。
【０００６】
【作用】第１の発明のように、非送信時に端末が伝送路
から引き込む電流を減らすようにし、本安システムにお
いて接続し得る端末の台数を増加させる。また、第１の
発明のようにすると、送信時と非送信時とで平均電流が
変化するため伝送路上の電圧が振動し、これに信号が重
畳されるので信号の受信が複雑となる。そこで、第２の
発明では、伝送路の平均電圧の変化に追随させて受信回
路における受信のためのしきい値を変化させるようにす
る。また、第３の発明の如く、端末が伝送路から引き込
む電流を、端末が自己の電圧として必要とする値以上で
かつ送信時の平均値以下の或る値から送信時の平均値に
まで緩やかに増加させ、送信終了後には逆に緩やかに減
少させることにより、受信回路の簡単化を図る。
から引き込む電流を減らすようにし、本安システムにお
いて接続し得る端末の台数を増加させる。また、第１の
発明のようにすると、送信時と非送信時とで平均電流が
変化するため伝送路上の電圧が振動し、これに信号が重
畳されるので信号の受信が複雑となる。そこで、第２の
発明では、伝送路の平均電圧の変化に追随させて受信回
路における受信のためのしきい値を変化させるようにす
る。また、第３の発明の如く、端末が伝送路から引き込
む電流を、端末が自己の電圧として必要とする値以上で
かつ送信時の平均値以下の或る値から送信時の平均値に
まで緩やかに増加させ、送信終了後には逆に緩やかに減
少させることにより、受信回路の簡単化を図る。
【０００７】
【実施例】図１はこの発明の実施例を説明するための波
形図で、同図（イ）は端末が引き込む電流波形例を示
し、同図（ロ）はそのときの伝送線上の電圧波形例を示
す。図１（イ）に示すように、端末はここでは非送信時
には伝送路から常に４ｍＡの電流を引き込み、送信時に
は端末に引き込む電流を８ｍＡを中心に１５ｍＡｐｐで
変化させ、伝送路上に０．７５Ｖｐｐの電圧信号を同図
（ロ）の如く発生させる。このとき、平均電流は４ｍＡ
〜８ｍＡ〜４ｍＡへと急激に変化するので伝送路の電圧
は振動し、０．７５Ｖｐｐの信号はこれに重畳されるこ
とになる。ここで、バリヤから危険区域へ供給可能な電
流を最大３６ｍＡと仮定すると、端末は１台あたり送信
時には８ｍＡ、非送信時には４ｍＡの電流を引き込み、
また或る瞬間に送信しているのは高々１台と考えられる
ことから、 接続台数≦｛（３６ｍＡ−８ｍＡ）÷４ｍＡ＋１｝台＝
８台 の如く最大で８台の端末を接続できることになり、従来
のものよりも接続可能な台数を増やすことができるのが
分かる。
形図で、同図（イ）は端末が引き込む電流波形例を示
し、同図（ロ）はそのときの伝送線上の電圧波形例を示
す。図１（イ）に示すように、端末はここでは非送信時
には伝送路から常に４ｍＡの電流を引き込み、送信時に
は端末に引き込む電流を８ｍＡを中心に１５ｍＡｐｐで
変化させ、伝送路上に０．７５Ｖｐｐの電圧信号を同図
（ロ）の如く発生させる。このとき、平均電流は４ｍＡ
〜８ｍＡ〜４ｍＡへと急激に変化するので伝送路の電圧
は振動し、０．７５Ｖｐｐの信号はこれに重畳されるこ
とになる。ここで、バリヤから危険区域へ供給可能な電
流を最大３６ｍＡと仮定すると、端末は１台あたり送信
時には８ｍＡ、非送信時には４ｍＡの電流を引き込み、
また或る瞬間に送信しているのは高々１台と考えられる
ことから、 接続台数≦｛（３６ｍＡ−８ｍＡ）÷４ｍＡ＋１｝台＝
８台 の如く最大で８台の端末を接続できることになり、従来
のものよりも接続可能な台数を増やすことができるのが
分かる。
【０００８】図２に端末の送信回路例を示す。同図にお
いて、１１，１４は演算増幅器（オペアンプ）、１２は
電圧リファレンス（正確な定電圧を作るためのＩＣ回
路）、１３は抵抗、１５，１６はトライステートゲート
を示し、ＴＸＥＮは送信時にはＨ（ハイ）、非送信時に
はＬ（ロー）となる制御信号、ＴＸＤはデータ信号を示
す。すなわち、同図のＡ点の電圧は２Ｖの電圧リファレ
ンス１２，その一定電圧（２Ｖ）をリファレンス電圧と
するオペアンプ１１などにより常に４．０Ｖに安定化さ
れ、これが各端末の内部電源として利用される。トライ
ステートゲート１６はＴＸＥＮ信号をコントロール信号
として受け、これがＨのとき遮断（ハイインピーダン
ス）状態となり、Ｌのとき通常のバッファとして作用す
る。同様に、トライステートゲート１５はＴＸＥＮ信号
を反転させた信号をコントロール信号として受け、これ
がＬのときは遮断状態となり、Ｈのときはデータ（ＴＸ
Ｄ）信号に応じてＨまたはＬとなる。したがって、非送
信時（ＴＸＥＮ信号がＬのとき）にはトライステートゲ
ート１５の出力はハイインピーダンス、トライステート
ゲート１６の出力はＬとなり、オペアンプ１４がＢ点の
電圧を４．４Ｖに安定化するような基準電圧をオペアン
プ１４に対して与える。このとき、Ａ点とＢ点間の１０
０オームの抵抗１３を流れる電流は４ｍＡとなり、端末
７は伝送路より４ｍＡの電流を引き込むことになる。
いて、１１，１４は演算増幅器（オペアンプ）、１２は
電圧リファレンス（正確な定電圧を作るためのＩＣ回
路）、１３は抵抗、１５，１６はトライステートゲート
を示し、ＴＸＥＮは送信時にはＨ（ハイ）、非送信時に
はＬ（ロー）となる制御信号、ＴＸＤはデータ信号を示
す。すなわち、同図のＡ点の電圧は２Ｖの電圧リファレ
ンス１２，その一定電圧（２Ｖ）をリファレンス電圧と
するオペアンプ１１などにより常に４．０Ｖに安定化さ
れ、これが各端末の内部電源として利用される。トライ
ステートゲート１６はＴＸＥＮ信号をコントロール信号
として受け、これがＨのとき遮断（ハイインピーダン
ス）状態となり、Ｌのとき通常のバッファとして作用す
る。同様に、トライステートゲート１５はＴＸＥＮ信号
を反転させた信号をコントロール信号として受け、これ
がＬのときは遮断状態となり、Ｈのときはデータ（ＴＸ
Ｄ）信号に応じてＨまたはＬとなる。したがって、非送
信時（ＴＸＥＮ信号がＬのとき）にはトライステートゲ
ート１５の出力はハイインピーダンス、トライステート
ゲート１６の出力はＬとなり、オペアンプ１４がＢ点の
電圧を４．４Ｖに安定化するような基準電圧をオペアン
プ１４に対して与える。このとき、Ａ点とＢ点間の１０
０オームの抵抗１３を流れる電流は４ｍＡとなり、端末
７は伝送路より４ｍＡの電流を引き込むことになる。
【０００９】一方、送信時すなわちＴＸＥＮ信号がＨの
時は、トライステートゲート１６の出力はハイインピー
ダンス、トライステートゲート１５の出力はＴＸＤ（デ
ータ信号）に従ってＬまたはＨとなって、オペアンプ１
４に与える規準電圧を電圧リファレンス１２が作る２Ｖ
の電圧を中心に振ることになる。オペアンプ１４はこの
基準電圧に従い、Ｂ点の電圧を４．０５〜５．５５Ｖに
振る。このとき、Ａ点とＢ点間の１００オームの抵抗１
３を流れる電流も０．５ｍＡ〜１５．５ｍＡの範囲で振
れるので、端末７は８ｍＡを中心に１５ｍＡｐｐの電流
を伝送路より引き込むことになる。図３に端末の受信回
路の例を示す。なお、同図の２１はコンパレータ、２
２，２６はコンデンサ、２３，２４，２５，２７および
２８は抵抗を示す。コンパレータ２１は受信信号を２値
化するためのもので、その非反転入力（＋）には伝送路
の電圧の直流分を除去した信号が印加される。コンデン
サ２２、抵抗２３，２４により直流分の除去が行なわれ
る。この信号をさらに抵抗２５およびコンデンサ２６か
らなる平滑回路にて平滑した信号が、コンパレータ２１
の反転入力（−）に加えられる。そして、この信号は非
反転入力の信号を２値化する際のスレッショルドレベル
（しきい値）となるので、図１（ロ）のように伝送路の
信号が直流的に変化しても、しきい値がこれに追随する
ので正しく２値化することが可能となる。抵抗２７，２
８は信号がないときでもコンパレータ２１の動作を安定
にするため、一般に高抵抗とされる。
時は、トライステートゲート１６の出力はハイインピー
ダンス、トライステートゲート１５の出力はＴＸＤ（デ
ータ信号）に従ってＬまたはＨとなって、オペアンプ１
４に与える規準電圧を電圧リファレンス１２が作る２Ｖ
の電圧を中心に振ることになる。オペアンプ１４はこの
基準電圧に従い、Ｂ点の電圧を４．０５〜５．５５Ｖに
振る。このとき、Ａ点とＢ点間の１００オームの抵抗１
３を流れる電流も０．５ｍＡ〜１５．５ｍＡの範囲で振
れるので、端末７は８ｍＡを中心に１５ｍＡｐｐの電流
を伝送路より引き込むことになる。図３に端末の受信回
路の例を示す。なお、同図の２１はコンパレータ、２
２，２６はコンデンサ、２３，２４，２５，２７および
２８は抵抗を示す。コンパレータ２１は受信信号を２値
化するためのもので、その非反転入力（＋）には伝送路
の電圧の直流分を除去した信号が印加される。コンデン
サ２２、抵抗２３，２４により直流分の除去が行なわれ
る。この信号をさらに抵抗２５およびコンデンサ２６か
らなる平滑回路にて平滑した信号が、コンパレータ２１
の反転入力（−）に加えられる。そして、この信号は非
反転入力の信号を２値化する際のスレッショルドレベル
（しきい値）となるので、図１（ロ）のように伝送路の
信号が直流的に変化しても、しきい値がこれに追随する
ので正しく２値化することが可能となる。抵抗２７，２
８は信号がないときでもコンパレータ２１の動作を安定
にするため、一般に高抵抗とされる。
【００１０】図４はこの発明の別の実施例を説明するた
めの波形図である。すなわち、非送信時には端末が伝送
路から常に４ｍＡ（端末が電源として必要とする電流に
或るマージンを付加した値）の電流を引き込む点は図１
と同じであるが、ここでは送信開始時に引き込む電流を
同図（イ）に示すように、４ｍＡから８ｍＡへと緩やか
に増加させる点、また送信終了時には逆に８ｍＡから４
ｍＡへと緩やかに減少させるようにした点で異なってい
る。そして、送信時には、端末に引き込む電流を８ｍＡ
を中心に１５ｍＡｐｐで変化させ、伝送路上に０．７５
Ｖｐｐの電圧信号を発生させる。これにより、平均電流
は４ｍＡ〜８ｍＡ〜４ｍＡへと緩やかに変化するので、
伝送路の電圧は同図（ロ）に示すようにほとんど振動せ
ず、或る直流電圧に０．７５Ｖｐｐの信号が重畳するこ
とになる。したがって、この信号を受信するには図３の
如き複雑な受信回路は必要なく、簡単な受信回路で充分
である。また、この場合も図１の場合と同じ仮定，計算
により最大８台の端末を接続可能なことは勿論である。
めの波形図である。すなわち、非送信時には端末が伝送
路から常に４ｍＡ（端末が電源として必要とする電流に
或るマージンを付加した値）の電流を引き込む点は図１
と同じであるが、ここでは送信開始時に引き込む電流を
同図（イ）に示すように、４ｍＡから８ｍＡへと緩やか
に増加させる点、また送信終了時には逆に８ｍＡから４
ｍＡへと緩やかに減少させるようにした点で異なってい
る。そして、送信時には、端末に引き込む電流を８ｍＡ
を中心に１５ｍＡｐｐで変化させ、伝送路上に０．７５
Ｖｐｐの電圧信号を発生させる。これにより、平均電流
は４ｍＡ〜８ｍＡ〜４ｍＡへと緩やかに変化するので、
伝送路の電圧は同図（ロ）に示すようにほとんど振動せ
ず、或る直流電圧に０．７５Ｖｐｐの信号が重畳するこ
とになる。したがって、この信号を受信するには図３の
如き複雑な受信回路は必要なく、簡単な受信回路で充分
である。また、この場合も図１の場合と同じ仮定，計算
により最大８台の端末を接続可能なことは勿論である。
【００１１】図５に図４の場合の端末に於ける送信回路
の例を示す。これは図２に示すトライステートゲート１
５，１６の代わりにアナログスイッチ３１，３２、トラ
イステートゲート３３、抵抗３４，３５およびコンデン
サ３６等に置き換えて構成される。すなわち、Ａ点の電
圧は２Ｖの電圧リファレンス１２、およびオペアンプ１
１などにより常に４．０Ｖに安定化され、端末内部の電
源として利用される。非送信時つまりＴＸＥＮ信号およ
びＴＸＥＮ１信号がともにＬのときは、トライステート
ゲート３３の出力はＬ、アナログスイッチ３１はオフ、
アナログスイッチ３２はオンとなり、電圧リファレンス
１２がつくる電圧２Ｖよりも低い基準電圧がオペアンプ
１４に与えられ、これによりオペアンプ１４はＢ点の電
位を４．４Ｖに安定化する。その結果、Ａ点とＢ点間の
１００オームの抵抗１３に流れる電流は４ｍＡとなり、
端末７は伝送路より４ｍＡの電流を引き込むことにな
る。
の例を示す。これは図２に示すトライステートゲート１
５，１６の代わりにアナログスイッチ３１，３２、トラ
イステートゲート３３、抵抗３４，３５およびコンデン
サ３６等に置き換えて構成される。すなわち、Ａ点の電
圧は２Ｖの電圧リファレンス１２、およびオペアンプ１
１などにより常に４．０Ｖに安定化され、端末内部の電
源として利用される。非送信時つまりＴＸＥＮ信号およ
びＴＸＥＮ１信号がともにＬのときは、トライステート
ゲート３３の出力はＬ、アナログスイッチ３１はオフ、
アナログスイッチ３２はオンとなり、電圧リファレンス
１２がつくる電圧２Ｖよりも低い基準電圧がオペアンプ
１４に与えられ、これによりオペアンプ１４はＢ点の電
位を４．４Ｖに安定化する。その結果、Ａ点とＢ点間の
１００オームの抵抗１３に流れる電流は４ｍＡとなり、
端末７は伝送路より４ｍＡの電流を引き込むことにな
る。
【００１２】一方、送信時にはまずＴＸＥＮ１信号をＨ
にする。すると、トライステートゲート３３がハイイン
ピーダンスとなり、オペアンプ１４への基準電圧は抵抗
３４とコンデンサ３６により緩やかに２Ｖへと増加す
る。このとき、オペアンプ１４によりＢ点の電圧を４．
８Ｖに安定化すれば、Ａ点とＢ点間の１００オームの抵
抗１３に流れる電流は８ｍＡとなる。つまり、端末７が
伝送路から引き込む電流は４ｍＡから８ｍＡに緩やかに
増加する。次に、電流が８ｍＡに達する時間（ｔｒ）を
見計らってＴＸＥＮ信号をＨにすると、アナログスイッ
チ３２はオフ、アナログスイッチ３１はオンになり、オ
ペアンプ１４に与えられる基準電圧は送信データＴＸＤ
信号に従い、２Ｖを中心に振られることになる。オペア
ンプ１４はこの基準電圧に従い、Ｂ点の電圧を４．０５
〜５．５５Ｖに振るので、端末７は８ｍＡを中心に１５
ｍＡｐｐの電流を伝送路より引き込むことになる。
にする。すると、トライステートゲート３３がハイイン
ピーダンスとなり、オペアンプ１４への基準電圧は抵抗
３４とコンデンサ３６により緩やかに２Ｖへと増加す
る。このとき、オペアンプ１４によりＢ点の電圧を４．
８Ｖに安定化すれば、Ａ点とＢ点間の１００オームの抵
抗１３に流れる電流は８ｍＡとなる。つまり、端末７が
伝送路から引き込む電流は４ｍＡから８ｍＡに緩やかに
増加する。次に、電流が８ｍＡに達する時間（ｔｒ）を
見計らってＴＸＥＮ信号をＨにすると、アナログスイッ
チ３２はオフ、アナログスイッチ３１はオンになり、オ
ペアンプ１４に与えられる基準電圧は送信データＴＸＤ
信号に従い、２Ｖを中心に振られることになる。オペア
ンプ１４はこの基準電圧に従い、Ｂ点の電圧を４．０５
〜５．５５Ｖに振るので、端末７は８ｍＡを中心に１５
ｍＡｐｐの電流を伝送路より引き込むことになる。
【００１３】送信終了後、ＴＸＥＮ信号とＴＸＥＮ１信
号をともにＬにする。ＴＸＥＮ信号をＬにすることによ
り、アナログスイッチ３１はオフ、アナログスイッチ３
２はオンとなり、オペアンプ１４には基準電圧として２
Ｖが与えられる。また、ＴＸＥＮ１信号をＬとすること
によりトライステートゲート３３の出力はＬとなり、抵
抗３４，３５とコンデンサ３６によりオペアンプ１４に
与えられる基準電圧は緩やかに減少し、一定時間（ｔ
ｆ）経つと、当初の２Ｖよりも低い或る電圧に戻る。こ
のとき、オペアンプ１４はＢ点の電圧を４．４Ｖに安定
化するので、Ａ点とＢ点間の１００オームの抵抗１３に
流れる電流は４ｍＡとなる。つまり、端末７が伝送路か
ら引き込む電流は、緩やかに元の４ｍＡに戻ることにな
る。
号をともにＬにする。ＴＸＥＮ信号をＬにすることによ
り、アナログスイッチ３１はオフ、アナログスイッチ３
２はオンとなり、オペアンプ１４には基準電圧として２
Ｖが与えられる。また、ＴＸＥＮ１信号をＬとすること
によりトライステートゲート３３の出力はＬとなり、抵
抗３４，３５とコンデンサ３６によりオペアンプ１４に
与えられる基準電圧は緩やかに減少し、一定時間（ｔ
ｆ）経つと、当初の２Ｖよりも低い或る電圧に戻る。こ
のとき、オペアンプ１４はＢ点の電圧を４．４Ｖに安定
化するので、Ａ点とＢ点間の１００オームの抵抗１３に
流れる電流は４ｍＡとなる。つまり、端末７が伝送路か
ら引き込む電流は、緩やかに元の４ｍＡに戻ることにな
る。
【００１４】図６に以上の動作を示す。同図（イ）はデ
ータＴＸＤ信号、同図（ロ）はＴＸＥＮ信号、同図
（ハ）はＴＸＥＮ１信号、同図（ニ）は電流波形をそれ
ぞれ示している。なお、以上では端末が電源として必要
とする電流を４ｍＡとして説明したが、これは単なる１
例であってこの値に限定されないことは云うまでもな
い。すなわち、必要な電流が４ｍＡよりも小さくなれ
ば、非送信時に端末が伝送路から引き込む電流も小さく
でき、その結果伝送路に接続可能な端末の台数をさらに
増やすことが可能となる。
ータＴＸＤ信号、同図（ロ）はＴＸＥＮ信号、同図
（ハ）はＴＸＥＮ１信号、同図（ニ）は電流波形をそれ
ぞれ示している。なお、以上では端末が電源として必要
とする電流を４ｍＡとして説明したが、これは単なる１
例であってこの値に限定されないことは云うまでもな
い。すなわち、必要な電流が４ｍＡよりも小さくなれ
ば、非送信時に端末が伝送路から引き込む電流も小さく
でき、その結果伝送路に接続可能な端末の台数をさらに
増やすことが可能となる。
【００１５】
【発明の効果】この発明によれば、端末が非送信時に伝
送路から引き込む電流を、送信時の平均値から必要最小
限な或る値にまで減らすようにしたので、伝送路に接続
し得る端末の台数を大幅に増やすことができる利点が得
られる。
送路から引き込む電流を、送信時の平均値から必要最小
限な或る値にまで減らすようにしたので、伝送路に接続
し得る端末の台数を大幅に増やすことができる利点が得
られる。
【図１】この発明の実施例を説明するための説明図であ
る。
る。
【図２】端末の送信回路の例を示す回路図である。
【図３】端末の受信回路の例を示す回路図である。
【図４】この発明の他の実施例を説明するための説明図
である。
である。
【図５】図４の場合の端末の送信回路の例を示す回路図
である。
である。
【図６】図５の動作を説明するための波形図である。
【図７】防爆式伝送システムの一般的な例を示す構成図
である。
である。
【図８】従来の信号伝送方式を説明するための波形図で
ある。
ある。
１ バス電源 ２ インダクタ ３ ツェナーバリア ４ ターミネータ ５ 伝送線 ６ 端末（マスタ） ７ 端末８ 抵抗 ９ 抵抗 １０ 抵抗 １１ オペアンプ １２ 電圧リファレンス １３ 抵抗 １４ オペアンプ １５ トライステートゲート １６ トライステートゲート１７ 抵抗 １８ 抵抗 １９ 抵抗 ２０ 抵抗 ２１ コンパレータ ２２ コンデンサ ２３ 抵抗 ２４ 抵抗 ２５ 抵抗 ２６ コンデンサ ２７ 抵抗 ２８ 抵抗２９ 抵抗 ３０ 抵抗 ３１ アナログスイッチ ３２ アナログスイッチ ３３ トライステートゲート ３４ 抵抗 ３５ 抵抗 ３６ コンデンサ４０ 抵抗 ４１ 抵抗
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−92951（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−110252（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−46643（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H04L 25/02
Claims (3)
- 【請求項１】 複数の端末間を伝送路を介してマルチド
ロップ式に接続し、各端末へは電源から直流電流を供給
しつつ信号の伝送を行なうに当たり、 前記各端末は伝送路から引き込む直流電流に信号を重畳
することにより信号を送信し、信号を送信しないときは
前記伝送路から各端末が引き込む直流電流値を送信時に
各端末が引き込む直流電流の平均電流値よりも小さな或
る値に維持することを特徴とする信号伝送方法。 - 【請求項２】 前記各端末は伝送路上の電圧の平均値の
変化に追随して、受信のためのしきい値レベルを変化さ
せて信号を受信することを特徴とする請求項1に記載の
信号伝送方法。 - 【請求項３】 複数の端末間を伝送路を介してマルチド
ロップ式に接続し、各端末へは電源から直流電流を供給
しつつ信号の伝送を行なうに当たり、 前記各端末は伝送路から引き込む直流電流に信号を重畳
することにより信号を送信し、信号を送信しないときは
前記伝送路から各端末が引き込む直流電流値を送信時に
各端末が引き込む直流電流の平均電流値よりも小さな或
る値に維持するとともに、送信時には或る値から送信時
の平均値まで緩やかに増加させ、送信終了後には前記平
均値から或る値まで緩やかに減少させることを特徴とす
る信号伝送方法。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3174983A JP3021803B2 (ja) | 1991-05-30 | 1991-07-16 | 信号伝送方法 |
| EP92106617A EP0522244B1 (en) | 1991-05-30 | 1992-04-16 | Method and apparatus for transmitting signals on a transmission line |
| DE69231199T DE69231199T2 (de) | 1991-05-30 | 1992-04-16 | Verfahren und Vorrichtung zum Senden von Signalen auf einer Übertragungsleitung |
| BR929202008A BR9202008A (pt) | 1991-05-30 | 1992-05-27 | Processo e aparelho para transmissao de sinais em uma linha de transmissao |
| AU17303/92A AU647276B2 (en) | 1991-05-30 | 1992-05-29 | Method and apparatus for transmitting signals on a transmission line |
| US07/890,082 US5448231A (en) | 1991-05-30 | 1992-05-29 | Method and apparatus for transmitting signals on a transmission line |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3-153756 | 1991-05-30 | ||
| JP15375691 | 1991-05-30 | ||
| JP3174983A JP3021803B2 (ja) | 1991-05-30 | 1991-07-16 | 信号伝送方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0541709A JPH0541709A (ja) | 1993-02-19 |
| JP3021803B2 true JP3021803B2 (ja) | 2000-03-15 |
Family
ID=26482286
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3174983A Expired - Lifetime JP3021803B2 (ja) | 1991-05-30 | 1991-07-16 | 信号伝送方法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5448231A (ja) |
| EP (1) | EP0522244B1 (ja) |
| JP (1) | JP3021803B2 (ja) |
| AU (1) | AU647276B2 (ja) |
| BR (1) | BR9202008A (ja) |
| DE (1) | DE69231199T2 (ja) |
Families Citing this family (31)
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|---|---|---|---|---|
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| US5325355A (en) * | 1993-03-19 | 1994-06-28 | Apple Computer, Inc. | Method and apparatus for implementing a common mode level shift in a bus transceiver incorporating a high speed binary data transfer mode with a ternary control transfer mode |
| JP3123629B2 (ja) * | 1993-09-16 | 2001-01-15 | 富士電機株式会社 | 信号伝送用ｌｓｉ |
| JP2911748B2 (ja) * | 1994-05-31 | 1999-06-23 | 株式会社日立製作所 | フィールドバスシステムにおける通信装置 |
| JP3067604B2 (ja) * | 1995-08-25 | 2000-07-17 | 株式会社日立製作所 | 本質安全防爆バリア及びフィールドバスシステム |
| US7146230B2 (en) | 1996-08-23 | 2006-12-05 | Fieldbus Foundation | Integrated fieldbus data server architecture |
| US20040194101A1 (en) * | 1997-08-21 | 2004-09-30 | Glanzer David A. | Flexible function blocks |
| US6424872B1 (en) | 1996-08-23 | 2002-07-23 | Fieldbus Foundation | Block oriented control system |
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| DE3715590A1 (de) * | 1987-05-09 | 1988-12-01 | Gewerk Eisenhuette Westfalia | Stromversorgungseinrichtung fuer elektrohydraulische ausbausteuerungen oder sonstige steuerungssysteme im berg- und tiefbau |
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1991
- 1991-07-16 JP JP3174983A patent/JP3021803B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1992
- 1992-04-16 DE DE69231199T patent/DE69231199T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1992-04-16 EP EP92106617A patent/EP0522244B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1992-05-27 BR BR929202008A patent/BR9202008A/pt not_active IP Right Cessation
- 1992-05-29 AU AU17303/92A patent/AU647276B2/en not_active Ceased
- 1992-05-29 US US07/890,082 patent/US5448231A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
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| US5448231A (en) | 1995-09-05 |
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| AU1730392A (en) | 1992-12-03 |
| EP0522244A2 (en) | 1993-01-13 |
| JPH0541709A (ja) | 1993-02-19 |
| DE69231199T2 (de) | 2000-11-23 |
| EP0522244A3 (en) | 1994-06-15 |
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