JP3106441B2 - 信号絶縁装置 - Google Patents
信号絶縁装置Info
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- JP3106441B2 JP3106441B2 JP04087014A JP8701492A JP3106441B2 JP 3106441 B2 JP3106441 B2 JP 3106441B2 JP 04087014 A JP04087014 A JP 04087014A JP 8701492 A JP8701492 A JP 8701492A JP 3106441 B2 JP3106441 B2 JP 3106441B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、プロセスに設置した例
えば温度センサ等、各種センサからの信号を規格化され
た信号に変換するための信号変換器に適用される信号絶
縁装置に関し、更に詳しくは、信号形態をパルス巾信号
とし、このパルス巾信号をフォトカプラを介して信号絶
縁を行い、再び電圧信号に戻して伝送するようにした信
号絶縁装置に関する。
えば温度センサ等、各種センサからの信号を規格化され
た信号に変換するための信号変換器に適用される信号絶
縁装置に関し、更に詳しくは、信号形態をパルス巾信号
とし、このパルス巾信号をフォトカプラを介して信号絶
縁を行い、再び電圧信号に戻して伝送するようにした信
号絶縁装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】各種センサからの信号を規格化された信
号に変換するための信号変換器としては、例えば、横河
技報 Vol.32 No.4(1988)の第５３頁から第５８頁に開
示されている。ここに示されている信号変換器は、入力
センサからの信号を増幅、リニアライズ演算処理を行っ
たあと、電圧／パルス巾変換回路により入力信号に比例
したパルス巾信号に変換し、このパルス巾信号をフォト
カップラで信号絶縁するように構成してある。そして、
フォトカップラにより信号絶縁されて出力されるパルス
巾信号は、パルス巾／電圧信号変換回路で、電圧信号に
再び戻されるようになっている。
号に変換するための信号変換器としては、例えば、横河
技報 Vol.32 No.4(1988)の第５３頁から第５８頁に開
示されている。ここに示されている信号変換器は、入力
センサからの信号を増幅、リニアライズ演算処理を行っ
たあと、電圧／パルス巾変換回路により入力信号に比例
したパルス巾信号に変換し、このパルス巾信号をフォト
カップラで信号絶縁するように構成してある。そして、
フォトカップラにより信号絶縁されて出力されるパルス
巾信号は、パルス巾／電圧信号変換回路で、電圧信号に
再び戻されるようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】この様な構成の信号変
換器においては、電圧／パルス巾変換回路からの信号が
ハイレベル（またはローレベル）の時には、常時フォト
カップラの発光素子（ＬＥＤ）に１０ｍＡ程度の電流が
流れているために、最大パルス巾（最大ディユーティレ
シオ）の時は、この１０ｍＡ程度の消費電流が流れ続く
こととなる。
換器においては、電圧／パルス巾変換回路からの信号が
ハイレベル（またはローレベル）の時には、常時フォト
カップラの発光素子（ＬＥＤ）に１０ｍＡ程度の電流が
流れているために、最大パルス巾（最大ディユーティレ
シオ）の時は、この１０ｍＡ程度の消費電流が流れ続く
こととなる。
【０００４】この為に、従来技術に示されているような
信号絶縁回路を用いた信号変換器は、全体装置での電力
消費量が大きい。このことは、信号変換器内で消費する
電力を２線式の伝送路を介して送られる信号から得ると
共に、絶縁した信号を規格化された信号として２線式の
伝送路を介して送るような２線式の信号変換器を構成す
る場合において問題となる。
信号絶縁回路を用いた信号変換器は、全体装置での電力
消費量が大きい。このことは、信号変換器内で消費する
電力を２線式の伝送路を介して送られる信号から得ると
共に、絶縁した信号を規格化された信号として２線式の
伝送路を介して送るような２線式の信号変換器を構成す
る場合において問題となる。
【０００５】本発明は、この様な問題点に鑑みてなされ
たもので、消費電流が小さく（２線式の信号変換器に適
用することができる程度の小さな消費電流）、また、全
体の回路を簡単な構成とすることの可能な信号絶縁装置
を提供することを目的とする。
たもので、消費電流が小さく（２線式の信号変換器に適
用することができる程度の小さな消費電流）、また、全
体の回路を簡単な構成とすることの可能な信号絶縁装置
を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
る本発明は、絶縁すべき信号をパルス巾信号とし、フォ
トカップラを用いて信号の絶縁を行うようにした信号絶
縁装置であって、前記パルス巾信号を受けその立ち上が
りエッジと立ち下がりエッジでそれぞれ微分パルスを出
力する微分パルス出力手段と、立ち上がりエッジで出力
される微分パルスにより駆動される第１のフォトカップ
ラと、立ち下がりエッジで出力される微分パルスにより
駆動される第２のフォトカップラと、第１，第２のフォ
トカップラから出力される各パルス信号によりセット／
リセットされる第１，第２のスイッチで構成されるフリ
ップフロップ回路と、このフリップフロップ回路から出
力されるパルス巾信号に応じてオン／オフする第３のス
イッチを備えたパルス巾／電圧信号変換手段と、前記第
１，第２のフォトカップラから出力される各パルス信号
を共通に受ける受信抵抗を有し、この受信抵抗に発生す
る信号に応じて、フリップフロップ回路にセット／リセ
ットパルスを出力するパルス受信回路を備えたことを特
徴とする信号絶縁装置である。
る本発明は、絶縁すべき信号をパルス巾信号とし、フォ
トカップラを用いて信号の絶縁を行うようにした信号絶
縁装置であって、前記パルス巾信号を受けその立ち上が
りエッジと立ち下がりエッジでそれぞれ微分パルスを出
力する微分パルス出力手段と、立ち上がりエッジで出力
される微分パルスにより駆動される第１のフォトカップ
ラと、立ち下がりエッジで出力される微分パルスにより
駆動される第２のフォトカップラと、第１，第２のフォ
トカップラから出力される各パルス信号によりセット／
リセットされる第１，第２のスイッチで構成されるフリ
ップフロップ回路と、このフリップフロップ回路から出
力されるパルス巾信号に応じてオン／オフする第３のス
イッチを備えたパルス巾／電圧信号変換手段と、前記第
１，第２のフォトカップラから出力される各パルス信号
を共通に受ける受信抵抗を有し、この受信抵抗に発生す
る信号に応じて、フリップフロップ回路にセット／リセ
ットパルスを出力するパルス受信回路を備えたことを特
徴とする信号絶縁装置である。
【０００７】
【作用】微分パルス出力手段は、パルス巾信号の立ち上
がりと立ち下がりのタイミングでそれぞれ微分パルスを
出力する。第１，第２の各フォトカップラは、これらの
微分パルスにより駆動され、微分パルスが印加されてい
る短い時間だけ消費電流が流れる。
がりと立ち下がりのタイミングでそれぞれ微分パルスを
出力する。第１，第２の各フォトカップラは、これらの
微分パルスにより駆動され、微分パルスが印加されてい
る短い時間だけ消費電流が流れる。
【０００８】第１，第２の各フォトカップラから異なっ
たタイミングで出力されるパルス信号は、フリップフロ
ップ回路のセット端子／リセット端子にそれぞれ印加さ
れ、ここでパルス巾信号に変換される。パルス巾信号変
換手段は、フリップフロップ回路からのパルス巾信号を
電圧信号に戻して出力する。
たタイミングで出力されるパルス信号は、フリップフロ
ップ回路のセット端子／リセット端子にそれぞれ印加さ
れ、ここでパルス巾信号に変換される。パルス巾信号変
換手段は、フリップフロップ回路からのパルス巾信号を
電圧信号に戻して出力する。
【０００９】
【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例を詳細に
説明する。図１は、本発明の一実施例を示す構成ブロッ
ク図である。図において、ＩＮは絶縁すべき信号がパル
ス巾信号として印加される入力端子、１はパルス巾信号
を受け、その立ち上がりエッジと立ち下がりエッジでそ
れぞれ微分パルスを出力する微分パルス出力手段、２は
立ち上がりエッジで出力される微分パルスにより駆動さ
れる第１のフォトカップラ（ＰＣ１）、３は立ち下がり
エッジで出力される微分パルスにより駆動される第２の
フォトカップラ（ＰＣ２）、４は第１，第２のフォトカ
ップラ２，３から出力される各パルス信号をセット／リ
セット信号として受け、パルス巾信号を出力するフリッ
プフロップ回路で、本発明においては、このフリップフ
ロップ回路が、第１，第２のスイッチＳＷ１，ＳＷ２で
構成してある。
説明する。図１は、本発明の一実施例を示す構成ブロッ
ク図である。図において、ＩＮは絶縁すべき信号がパル
ス巾信号として印加される入力端子、１はパルス巾信号
を受け、その立ち上がりエッジと立ち下がりエッジでそ
れぞれ微分パルスを出力する微分パルス出力手段、２は
立ち上がりエッジで出力される微分パルスにより駆動さ
れる第１のフォトカップラ（ＰＣ１）、３は立ち下がり
エッジで出力される微分パルスにより駆動される第２の
フォトカップラ（ＰＣ２）、４は第１，第２のフォトカ
ップラ２，３から出力される各パルス信号をセット／リ
セット信号として受け、パルス巾信号を出力するフリッ
プフロップ回路で、本発明においては、このフリップフ
ロップ回路が、第１，第２のスイッチＳＷ１，ＳＷ２で
構成してある。
【００１０】５はフリップフロップ回路４からのパルス
巾信号により駆動される第３のスイッチＳＷ３を有し、
パルス巾信号を電圧信号に変換するＰＷＭ／電圧変換手
段である。６は少なくともスイッチ回路が３個以上組み
込まれているアナログスイッチＩＣで、例えば、Ｃ2Ｍ
ＯＳディジタル集積回路のＴＣ４０５３ＢＰ／ＢＦが用
いられ、前述した第１〜第３のスイッチＳＷ１〜ＳＷ３
は、このＩＣ内に組み込まれているスイッチ回路を用い
て構成してある。
巾信号により駆動される第３のスイッチＳＷ３を有し、
パルス巾信号を電圧信号に変換するＰＷＭ／電圧変換手
段である。６は少なくともスイッチ回路が３個以上組み
込まれているアナログスイッチＩＣで、例えば、Ｃ2Ｍ
ＯＳディジタル集積回路のＴＣ４０５３ＢＰ／ＢＦが用
いられ、前述した第１〜第３のスイッチＳＷ１〜ＳＷ３
は、このＩＣ内に組み込まれているスイッチ回路を用い
て構成してある。
【００１１】微分パルス出力手段１は、ＣＭＯＳインバ
ータＩＣ１０と、微分コンデンサＣ１０で構成され、端
子ＩＮに印加されるパルス巾信号の立ち上がりと、立ち
下がりでそれぞれ、負極性方向／正極性方向の微分パル
ス信号を出力する。第１のフォトカップラ２は、発光素
子（ＬＥＤ）に立ち上がりエッジで発生する微分パルス
が順方向に流れるように、また、第２のフォトカップラ
３は、発光素子（ＬＥＤ）に立ち下がりエッジで発生す
る微分パルスが順方向に流れるように、微分コンデンサ
Ｃ１０の一端が接続されている。
ータＩＣ１０と、微分コンデンサＣ１０で構成され、端
子ＩＮに印加されるパルス巾信号の立ち上がりと、立ち
下がりでそれぞれ、負極性方向／正極性方向の微分パル
ス信号を出力する。第１のフォトカップラ２は、発光素
子（ＬＥＤ）に立ち上がりエッジで発生する微分パルス
が順方向に流れるように、また、第２のフォトカップラ
３は、発光素子（ＬＥＤ）に立ち下がりエッジで発生す
る微分パルスが順方向に流れるように、微分コンデンサ
Ｃ１０の一端が接続されている。
【００１２】すなわち、第１のフォトカップラ２のＬＥ
Ｄのアノードは抵抗Ｒ１０を介して電圧源Ｖ１に接続さ
れ、カソードに微分パルスが印加されるように、また、
第２のフォトカップラ３のＬＥＤのカソードは抵抗Ｒ１
０を介して電圧源Ｖ１に接続され、アノードに微分パル
スが印加されるように接続されている。そして、第１，
第２のフォトカップラ内の各フォトトランジスタは、エ
ミッタが共通に接続されコレクタが、それぞれ負荷抵抗
Ｒ１，Ｒ２に接続されている。負荷抵抗Ｒ１，Ｒ２の他
端は、電圧源Ｖ２に接続されている。なお、電圧源Ｖ１
と電圧源Ｖ２との間は、例えばトランスなどにより電気
的に絶縁されているものとする。
Ｄのアノードは抵抗Ｒ１０を介して電圧源Ｖ１に接続さ
れ、カソードに微分パルスが印加されるように、また、
第２のフォトカップラ３のＬＥＤのカソードは抵抗Ｒ１
０を介して電圧源Ｖ１に接続され、アノードに微分パル
スが印加されるように接続されている。そして、第１，
第２のフォトカップラ内の各フォトトランジスタは、エ
ミッタが共通に接続されコレクタが、それぞれ負荷抵抗
Ｒ１，Ｒ２に接続されている。負荷抵抗Ｒ１，Ｒ２の他
端は、電圧源Ｖ２に接続されている。なお、電圧源Ｖ１
と電圧源Ｖ２との間は、例えばトランスなどにより電気
的に絶縁されているものとする。
【００１３】フリップフロップ回路（Ｆ／Ｆ）４は、第
１，第２のスイッチＳＷ１，ＳＷ２で構成されており、
互いに相手のスイッチから出力される信号により駆動さ
れるようになっている。ＰＷＭ／電圧変換手段５は、定
電圧ダイオードＤ１に発生する定電圧をオン／オフする
スイッチＳＷ３と、オン／オフされた電圧信号を平滑す
る抵抗Ｒ４，コンデンサＣ１およびアンプＡＭＰ１で構
成され、出力端子ＯＵＴから、パルス巾信号に対応した
電圧信号を出力するようになっている。
１，第２のスイッチＳＷ１，ＳＷ２で構成されており、
互いに相手のスイッチから出力される信号により駆動さ
れるようになっている。ＰＷＭ／電圧変換手段５は、定
電圧ダイオードＤ１に発生する定電圧をオン／オフする
スイッチＳＷ３と、オン／オフされた電圧信号を平滑す
る抵抗Ｒ４，コンデンサＣ１およびアンプＡＭＰ１で構
成され、出力端子ＯＵＴから、パルス巾信号に対応した
電圧信号を出力するようになっている。
【００１４】図２は、フォトカップラ（ＰＣ）とスイッ
チＳＷとの間で構成される回路の等価回路と、入力信号
Ａ，Ｂと出力信号Ｘとの関係を示す図である。スイッチ
ＳＷは、ゲート回路と等価であり、これらの回路は、イ
ンバータとゲートとの組み合わせ回路として表すことが
できる。従って、２組のゲート回路をその出力信号を他
のゲートの入力信号として、たすき掛けの接続とするこ
とにより、フリップフロップ回路を構成することができ
る。
チＳＷとの間で構成される回路の等価回路と、入力信号
Ａ，Ｂと出力信号Ｘとの関係を示す図である。スイッチ
ＳＷは、ゲート回路と等価であり、これらの回路は、イ
ンバータとゲートとの組み合わせ回路として表すことが
できる。従って、２組のゲート回路をその出力信号を他
のゲートの入力信号として、たすき掛けの接続とするこ
とにより、フリップフロップ回路を構成することができ
る。
【００１５】このように構成した装置の動作を次に説明
する。図３は、図１の装置において各部分での信号波形
の一例を示すタイムチャートである。ここでは、抵抗Ｒ
１０の一端が接続されている電圧源の電圧Ｖ１を、５
Ｖ、抵抗Ｒ１，Ｒ２の一端が接続されている電圧源の電
圧Ｖ２を、１０Ｖとしている。
する。図３は、図１の装置において各部分での信号波形
の一例を示すタイムチャートである。ここでは、抵抗Ｒ
１０の一端が接続されている電圧源の電圧Ｖ１を、５
Ｖ、抵抗Ｒ１，Ｒ２の一端が接続されている電圧源の電
圧Ｖ２を、１０Ｖとしている。
【００１６】いま、（ａ）に示すようなパルス巾信号が
入力端子ＩＮに印加されているものとすれば、ＣＭＯＳ
インバータＩＣ１０によりこのパルス巾信号は、（ｂ）
に示すように反転したパルス巾信号となり、これが微分
パルス出力手段１を構成している微分コンデンサＣ１０
を通過する。これにより、（ｃ）に示すように、パルス
巾信号の立ち下がりのタイミングで負極性の微分パルス
が、パルス巾信号の立ち上がりのタイミングで正極性の
微分パルスがそれぞれ出力される。
入力端子ＩＮに印加されているものとすれば、ＣＭＯＳ
インバータＩＣ１０によりこのパルス巾信号は、（ｂ）
に示すように反転したパルス巾信号となり、これが微分
パルス出力手段１を構成している微分コンデンサＣ１０
を通過する。これにより、（ｃ）に示すように、パルス
巾信号の立ち下がりのタイミングで負極性の微分パルス
が、パルス巾信号の立ち上がりのタイミングで正極性の
微分パルスがそれぞれ出力される。
【００１７】負極性の微分パルスは実線に示すように駆
動電流を流して、第１のフォトカップラ２をオンとす
る。同様に、正極性の微分パルスは破線に示すように駆
動電流を流して、第２のフォトカップラ３をオンとす
る。これにより、第１のフォトカップラ２のＬＥＤに流
れる電流は、（ｄ）に示すように微分波形となり、ま
た、第２のフォトカップラ３のＬＥＤに流れる電流も、
（ｅ）に示すように微分波形になって、いずれも消費電
流は少なくなる。
動電流を流して、第１のフォトカップラ２をオンとす
る。同様に、正極性の微分パルスは破線に示すように駆
動電流を流して、第２のフォトカップラ３をオンとす
る。これにより、第１のフォトカップラ２のＬＥＤに流
れる電流は、（ｄ）に示すように微分波形となり、ま
た、第２のフォトカップラ３のＬＥＤに流れる電流も、
（ｅ）に示すように微分波形になって、いずれも消費電
流は少なくなる。
【００１８】第１，第２のフォトカップラ２，３から
は、（ｆ），（ｇ）に示すようにパルス状の信号が出力
され、フリップフロップ回路４はこれらのパルス信号を
受けて、セット／リセットされる。この結果、フリップ
フロップ回路４からは、（ｈ），（ｉ）に示すようなパ
ルス巾信号をその出力端から得ることができる。ＰＷＭ
／電圧変換手段５において、第３のスイッチＳＷ３は、
フリップフロップ回路４から出力されるパルス巾信号に
より、基準電圧と０Ｖとを交互に切り換えて取り出し、
それを抵抗Ｒ４、コンデンサＣ１、アンプＡＭＰ１で構
成される平滑回路（ローパスフィルタ）を通過させるこ
とにより、パルス巾信号のデューティレシオに比例した
アナログ出力Ｅ０を出力端子ＯＵＴから得ることができ
る。
は、（ｆ），（ｇ）に示すようにパルス状の信号が出力
され、フリップフロップ回路４はこれらのパルス信号を
受けて、セット／リセットされる。この結果、フリップ
フロップ回路４からは、（ｈ），（ｉ）に示すようなパ
ルス巾信号をその出力端から得ることができる。ＰＷＭ
／電圧変換手段５において、第３のスイッチＳＷ３は、
フリップフロップ回路４から出力されるパルス巾信号に
より、基準電圧と０Ｖとを交互に切り換えて取り出し、
それを抵抗Ｒ４、コンデンサＣ１、アンプＡＭＰ１で構
成される平滑回路（ローパスフィルタ）を通過させるこ
とにより、パルス巾信号のデューティレシオに比例した
アナログ出力Ｅ０を出力端子ＯＵＴから得ることができ
る。
【００１９】図４は、第１、第２のフォトカップラと、
第１，第２のスイッチで構成されるフリップフロップ回
路４の動作の、更に詳細を示すタイムチャートである。
この実施例では、第１、第２のフォトカップラＰＣ１，
ＰＣ２の負荷抵抗Ｒ１，Ｒ２は、いずれもエミッタ側に
接続されているものとする。（ａ）に示すようなパルス
巾信号が入力端子ＩＮに印加されているものとする。パ
ルス巾信号のレベルが、０Ｖの時は、第１，第２のフォ
トカップラのＬＥＤには電流が流れずに、第１，第２の
スイッチＳＷ１，ＳＷ２の各端子１Ｙ，１Ｚに印加され
る電圧は、いずれも０Ｖとなつている。いま、各スイッ
チの接続状態が図示する状態にあるものとすれば、第１
のスイッチＳＷ１のＹ端子は、０Ｖであり、第２のスイ
ッチＳＷ２のＣ端子に０Ｖ電圧が印加される。
第１，第２のスイッチで構成されるフリップフロップ回
路４の動作の、更に詳細を示すタイムチャートである。
この実施例では、第１、第２のフォトカップラＰＣ１，
ＰＣ２の負荷抵抗Ｒ１，Ｒ２は、いずれもエミッタ側に
接続されているものとする。（ａ）に示すようなパルス
巾信号が入力端子ＩＮに印加されているものとする。パ
ルス巾信号のレベルが、０Ｖの時は、第１，第２のフォ
トカップラのＬＥＤには電流が流れずに、第１，第２の
スイッチＳＷ１，ＳＷ２の各端子１Ｙ，１Ｚに印加され
る電圧は、いずれも０Ｖとなつている。いま、各スイッ
チの接続状態が図示する状態にあるものとすれば、第１
のスイッチＳＷ１のＹ端子は、０Ｖであり、第２のスイ
ッチＳＷ２のＣ端子に０Ｖ電圧が印加される。
【００２０】この為に、第２のスイッチＳＷ２のＺ端子
には、図示する０Ｚ端子に接続された状態にあるので、
１０Ｖの電圧信号が出力される。この電圧信号は、第２
のスイッチＳＷ２のＢ端子に印加される。この為、第１
のスイツチＳＷ１のＹ端子出力は、１Ｙ端子が選択され
０Ｖ電圧信号が出力される。従って、図示する回路の状
態では、フリップフロップ回路の一つの出力端子ＯＵＴ
には、（ｈ）に示すように０Ｖレベルの信号（Ｌレベ
ル）が、他の出力端子バーＯＵＴには、（ｉ）に示すよ
うに１０Ｖレベルの信号（Ｈレベル）が出力されている
状態で安定している。
には、図示する０Ｚ端子に接続された状態にあるので、
１０Ｖの電圧信号が出力される。この電圧信号は、第２
のスイッチＳＷ２のＢ端子に印加される。この為、第１
のスイツチＳＷ１のＹ端子出力は、１Ｙ端子が選択され
０Ｖ電圧信号が出力される。従って、図示する回路の状
態では、フリップフロップ回路の一つの出力端子ＯＵＴ
には、（ｈ）に示すように０Ｖレベルの信号（Ｌレベ
ル）が、他の出力端子バーＯＵＴには、（ｉ）に示すよ
うに１０Ｖレベルの信号（Ｈレベル）が出力されている
状態で安定している。
【００２１】このような状態において、パルス巾信号の
波形が、ローレベルからハイレベルに遷移すると、第１
のフォトカップラＰＣ１がオンとなり、第１のスイッチ
ＳＷ１の１Ｙ端子に、１０Ｖのパルスが生ずる。このパ
ルス信号のエッジ（１）により、第１のスイッチＳＷ１
の１Ｙ端子に１０Ｖ→Ｙ端子に１０Ｖ→第２のスイッチ
ＳＷ２のＣ端子に１０Ｖ→第２のスイッチＳＷ２は０Ｚ
端子側から１Ｚ側に選択される→第２のスイッチＳＷ２
のＺ端子に０Ｖ電圧が出力される→第１のスイッチＳＷ
１のＢ端子に０Ｖ→第１のスイッチＳＷ１は１Ｙ側から
０Ｙ側に選択される→第１のスイッチＳＷ１のＹ端子に
１０Ｖが出力される。
波形が、ローレベルからハイレベルに遷移すると、第１
のフォトカップラＰＣ１がオンとなり、第１のスイッチ
ＳＷ１の１Ｙ端子に、１０Ｖのパルスが生ずる。このパ
ルス信号のエッジ（１）により、第１のスイッチＳＷ１
の１Ｙ端子に１０Ｖ→Ｙ端子に１０Ｖ→第２のスイッチ
ＳＷ２のＣ端子に１０Ｖ→第２のスイッチＳＷ２は０Ｚ
端子側から１Ｚ側に選択される→第２のスイッチＳＷ２
のＺ端子に０Ｖ電圧が出力される→第１のスイッチＳＷ
１のＢ端子に０Ｖ→第１のスイッチＳＷ１は１Ｙ側から
０Ｙ側に選択される→第１のスイッチＳＷ１のＹ端子に
１０Ｖが出力される。
【００２２】このようにして、負荷抵抗Ｒ１の一端に、
１０Ｖのパルスが生ずることにより、フリップフロップ
回路の一つの出力端子ＯＵＴには、（ｈ）に示すように
０Ｖ→１０Ｖに変化し、ハイレベルの信号（Ｈレベル）
が、他の出力端子バーＯＵＴには、（ｉ）に示すように
０Ｖレベルの信号（Ｌレベル）が出力されるように状態
が変化し安定することとなる。
１０Ｖのパルスが生ずることにより、フリップフロップ
回路の一つの出力端子ＯＵＴには、（ｈ）に示すように
０Ｖ→１０Ｖに変化し、ハイレベルの信号（Ｈレベル）
が、他の出力端子バーＯＵＴには、（ｉ）に示すように
０Ｖレベルの信号（Ｌレベル）が出力されるように状態
が変化し安定することとなる。
【００２３】同様に、パルス巾信号の波形が、ハイレベ
ルからローレベルに遷移すると、エッジ（２）に示すよ
うに、各波形が変化して、フリップフロップ回路の一つ
の出力端子ＯＵＴには、（ｈ）に示すようにローレベル
の信号（Ｌレベル）が、他の出力端子バーＯＵＴには、
（ｉ）に示すように１０Ｖレベルの信号（Ｈレベル）が
出力されるように状態が変化し安定する。この様な動作
により、各フォトカップラから出力されるパルス信号を
受けて、入力端子ＩＮに印加されたパルス巾信号と対応
するパルス巾信号を出力するフリップフロップ回路が、
２つのスイッチＳＷ１，ＳＷ２により実現されている。
ルからローレベルに遷移すると、エッジ（２）に示すよ
うに、各波形が変化して、フリップフロップ回路の一つ
の出力端子ＯＵＴには、（ｈ）に示すようにローレベル
の信号（Ｌレベル）が、他の出力端子バーＯＵＴには、
（ｉ）に示すように１０Ｖレベルの信号（Ｈレベル）が
出力されるように状態が変化し安定する。この様な動作
により、各フォトカップラから出力されるパルス信号を
受けて、入力端子ＩＮに印加されたパルス巾信号と対応
するパルス巾信号を出力するフリップフロップ回路が、
２つのスイッチＳＷ１，ＳＷ２により実現されている。
【００２４】図５は、本発明の他の実施例を示す構成ブ
ロック図である。この実施例においては、第１，第２の
フォトカップラ２，３と、フリップフロップ回路４との
間に、第１，第２のフォトカップラ２，３から出力され
る各パルス信号を共通に受ける受信抵抗Ｒ１０を有し、
この受信抵抗に発生する信号に応じて、フリップフロッ
プ回路４にセット／リセットパルスを出力するパルス受
信回路７を設けるようにしたものである。
ロック図である。この実施例においては、第１，第２の
フォトカップラ２，３と、フリップフロップ回路４との
間に、第１，第２のフォトカップラ２，３から出力され
る各パルス信号を共通に受ける受信抵抗Ｒ１０を有し、
この受信抵抗に発生する信号に応じて、フリップフロッ
プ回路４にセット／リセットパルスを出力するパルス受
信回路７を設けるようにしたものである。
【００２５】このような構成とすることにより、第１，
第２のフォトカップラ２，３を介して同じタイミングで
混入するノイズは、受信抵抗において互いに逆方向に流
れることとなるので、ここでキャンセルされる。従っ
て、ノイズの影響を受けない効果がある。
第２のフォトカップラ２，３を介して同じタイミングで
混入するノイズは、受信抵抗において互いに逆方向に流
れることとなるので、ここでキャンセルされる。従っ
て、ノイズの影響を受けない効果がある。
【００２６】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明は、
２つのフォトカップラを用い、これらを微分パルスによ
り駆動すると共に、異なったタイミングで伝達される差
動パルス信号成分のみを取り出すように構成したもの
で、消費電力を低くすることができる上に、外来ノイズ
の影響を受けず安定した動作を行う信号絶縁装置を実現
することができる。また、フリップフロップ回路を構成
する２つのスイッチと、ＰＷＭ／電圧変換手段に用いる
スイッチとを、１つのＩＣに組み込まれているスイッチ
素子を用いる様にしたもので、全体を簡単な構成とする
ことができる。
２つのフォトカップラを用い、これらを微分パルスによ
り駆動すると共に、異なったタイミングで伝達される差
動パルス信号成分のみを取り出すように構成したもの
で、消費電力を低くすることができる上に、外来ノイズ
の影響を受けず安定した動作を行う信号絶縁装置を実現
することができる。また、フリップフロップ回路を構成
する２つのスイッチと、ＰＷＭ／電圧変換手段に用いる
スイッチとを、１つのＩＣに組み込まれているスイッチ
素子を用いる様にしたもので、全体を簡単な構成とする
ことができる。
【図１】本発明の一実施例を示す構成ブロック図であ
る。
る。
【図２】第１，第２のフォトカップラ（ＰＣ１，ＰＣ
２）と第１，第２のスイッチとの間で構成される回路の
等価回路と、入力信号Ａ，Ｂと出力信号Ｘとの関係を示
す図である。
２）と第１，第２のスイッチとの間で構成される回路の
等価回路と、入力信号Ａ，Ｂと出力信号Ｘとの関係を示
す図である。
【図３】図２の装置において各部分での信号波形の一例
を示すタイムチャートである。
を示すタイムチャートである。
【図４】第１、第２のフォトカップラと、第１，第２の
スイッチで構成されるフリップフロップ回路の動作の詳
細を示すタイムチャートである。
スイッチで構成されるフリップフロップ回路の動作の詳
細を示すタイムチャートである。
【図５】本発明の他の実施例を示す構成ブロック図であ
る。
る。
１ 微分パルス出力手段 ２ 第１のフォトカップラ（ＰＣ１） ３ 第２のフォトカップラ（ＰＣ２） ４ フリップフロップ回路 ５ ＰＷＭ／電圧変換手段 ６ アナログスイッチＩＣ ７ パルス受信回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭64−34010（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−293815（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−58532（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−165050（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H03K 17/78 H03H 11/02
Claims (1)
- 【請求項１】絶縁すべき信号をパルス巾信号とし、フォ
トカップラを用いて信号の絶縁を行うようにした信号絶
縁装置であって、 前記パルス巾信号を受けその立ち上がりエッジと立ち下
がりエッジでそれぞれ微分パルスを出力する微分パルス
出力手段と、 立ち上がりエッジで出力される微分パルスにより駆動さ
れる第１のフォトカップラと、 立ち下がりエッジで出力される微分パルスにより駆動さ
れる第２のフォトカップラと、 第１，第２のフォトカップラから出力される各パルス信
号によりセット／リセットされる第１，第２のスイッチ
で構成されるフリップフロップ回路と、 このフリップフロップ回路から出力されるパルス巾信号
に応じてオン／オフする第３のスイッチを備えたパルス
巾／電圧信号変換手段と、前記第１，第２のフォトカップラから出力される各パル
ス信号を共通に受ける受信抵抗を有し、この受信抵抗に
発生する信号に応じて、フリップフロップ回路にセット
／リセットパルスを出力するパルス受信回路を備えた こ
とを特徴とする信号絶縁装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04087014A JP3106441B2 (ja) | 1992-04-08 | 1992-04-08 | 信号絶縁装置 |
| US08/008,372 US5434694A (en) | 1992-03-31 | 1993-01-25 | Signal isolating device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04087014A JP3106441B2 (ja) | 1992-04-08 | 1992-04-08 | 信号絶縁装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05291876A JPH05291876A (ja) | 1993-11-05 |
| JP3106441B2 true JP3106441B2 (ja) | 2000-11-06 |
Family
ID=13903115
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04087014A Expired - Lifetime JP3106441B2 (ja) | 1992-03-31 | 1992-04-08 | 信号絶縁装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3106441B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07264034A (ja) * | 1994-03-18 | 1995-10-13 | Pfu Ltd | データ伝送装置 |
| DE4444307A1 (de) * | 1994-12-13 | 1996-06-20 | Siemens Ag | Verfahren und Anordnung zur Übertragung mindestens eines digitalen Signals |
-
1992
- 1992-04-08 JP JP04087014A patent/JP3106441B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05291876A (ja) | 1993-11-05 |
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