JP3301229B2 - Serial signal transmission device and serial signal transmission method - Google Patents
Serial signal transmission device and serial signal transmission methodInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、シリアル信号の送受信
を行うシリアル信号伝送装置およびシリアル信号伝送方
法に係わり、特にデータの送受信を行う場合にデータの
送信と共に電力も同時に供給できるシリアル信号伝送装
置およびシリアル信号伝送方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a serial signal transmission apparatus for transmitting and receiving serial signals and a serial signal transmission method, and more particularly to a serial signal transmission apparatus capable of simultaneously supplying power together with data transmission when transmitting and receiving data. And a serial signal transmission method.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、装置間の信号の伝送においては、
一度に並列にデータを送受信するために大量のデータを
送信することのできるパラレル伝送およびデータを直列
に一つ一つ送受信するシリアル伝送などがある。これら
の伝送方式の違いにより装置を構成するハードウエア上
で最も異なる点は、送受信装置間を接続するケーブルの
本数に大きな違いがある。また、データの通信のみを考
慮した場合には、一度にデータを伝送できるパラレル伝
送の方が有利である。2. Description of the Related Art Conventionally, in signal transmission between devices,
There are parallel transmission that can transmit a large amount of data in order to transmit and receive data in parallel at one time, and serial transmission that transmits and receives data one by one in series. The most different point on the hardware constituting the apparatus due to the difference between these transmission systems is a great difference in the number of cables connecting the transmitting and receiving apparatuses. In addition, when only data communication is considered, parallel transmission that can transmit data at one time is more advantageous.
【0003】しかし、この送受信装置間を接続するケー
ブルは、ケーブルの配設工事およびケーブルを設置する
際のスペース的な問題などを考慮するとシリアル伝送を
採用した方が有利になる。つまり、装置間に接続される
ケーブルは、数の少ないほどケーブルの配設作業が省力
化され、また、ケーブルを設置するスペースに余裕が生
じるために他の装置のケーブルが配設可能となるのであ
る。[0003] However, it is more advantageous to adopt serial transmission as the cable for connecting the transmitting and receiving devices in consideration of the cable installation work and the space problem when installing the cable. In other words, as for the number of cables connected between the devices, the less the number, the labor for laying the cables is reduced, and the space for installing the cables has a margin, so that the cables for other devices can be laid out. is there.
【0004】したがって、近年にあっては、通信用半導
体素子の高速化、さらには光ファイバーなどを利用した
光通信が行われることもあって従来のシリアル伝送では
できなかった大量のデータの伝送も行われることにより
シリアル伝送が広く利用されることになってきた。[0004] Therefore, in recent years, the speed of communication semiconductor elements has been increased, and optical communication using an optical fiber or the like has been carried out. As a result, serial transmission has been widely used.
【0005】図10は、従来のシリアル伝送を行うシリ
アル信号伝送装置である。FIG. 10 shows a conventional serial signal transmission device for performing serial transmission.
【0006】本装置には、入力されるデータのパラレル
信号をシリアル信号として伝送するシリアル信号送信装
置1およびこのシリアル信号送信装置1からのシリアル
信号を受信し再びパラレル信号とするシリアル信号受信
装置5がある。この装置間は、シリアル信号を伝達する
ためのシリアル信号ケーブル9およびシリアル信号送信
装置1からの電力をシリアル信号受信装置5に供給する
ための電源ケーブル10がある。そして、シリアル信号
送信装置1は、外部から入力されるパラレル信号のイン
ターフェースを行いシリアル信号に変換するパラレル信
号入力部2と、シリアル信号を送信する際のデータ信号
の制御を行うシリアル信号送信部3と、外部電源からの
電力をシリアル信号受信装置5に供給するための電源供
給部4がある。また、シリアル信号受信装置5は、シリ
アル信号送信装置1からのシリアル信号を受信すると共
にデータ信号の制御を行うシリアル信号受信部6と、シ
リアル信号送信装置1からの電力を受けとる電源需要部
8と、受信したシリアル信号を再びパラレル信号に変換
し外部に出力するためのパラレル信号出力部7がある。This device includes a serial signal transmitting device 1 for transmitting a parallel signal of input data as a serial signal, and a serial signal receiving device 5 for receiving a serial signal from the serial signal transmitting device 1 and converting it into a parallel signal again. There is. A serial signal cable 9 for transmitting a serial signal and a power cable 10 for supplying power from the serial signal transmitting device 1 to the serial signal receiving device 5 are provided between the devices. The serial signal transmitting device 1 includes a parallel signal input unit 2 for interfacing a parallel signal input from the outside and converting the signal into a serial signal, and a serial signal transmitting unit 3 for controlling a data signal when transmitting the serial signal. And a power supply unit 4 for supplying power from an external power supply to the serial signal receiving device 5. The serial signal receiving device 5 includes a serial signal receiving unit 6 that receives a serial signal from the serial signal transmitting device 1 and controls a data signal, and a power demand unit 8 that receives power from the serial signal transmitting device 1. There is a parallel signal output unit 7 for converting a received serial signal into a parallel signal again and outputting it to the outside.
【0007】この装置は、次のように動作する。This device operates as follows.
【0008】外部から入力されるデータのパラレル信号
は、パラレル信号入力部2によりパラレル信号からシリ
アル信号に変換されて、シリアル信号送信部3に入力さ
れる。シリアル信号送信部3に入力されるシリアル信号
は、シリアル信号送信部3によりシリアル信号受信装置
5に伝送される時に伝送の開始および終了などの制御が
行われる。こうしてシリアル信号ケーブル9を通過し伝
送されるシリアル信号は、シリアル信号受信部6により
受信されて内部の処理状況などに応じてシリアル信号送
信装置1に伝送の一時停止などの受信するシリアル信号
の制御を行う。シリアル信号受信部6で受信されるシリ
アル信号は、パラレル信号出力部7によりシリアル信号
から再びパラレル信号に変換されて外部に出力される。
一方、外部からの電力は、シリアル信号送信装置1に供
給された後に電源供給部4により電源ケーブル10を通
り電源需要部8に供給されてシリアル信号受信装置5を
稼働させる。A parallel signal of data input from the outside is converted from a parallel signal into a serial signal by a parallel signal input unit 2 and input to a serial signal transmitting unit 3. When the serial signal input to the serial signal transmission unit 3 is transmitted to the serial signal receiving device 5 by the serial signal transmission unit 3, control such as start and end of transmission is performed. The serial signal transmitted through the serial signal cable 9 in this manner is received by the serial signal receiving unit 6 and is controlled by the serial signal transmitting apparatus 1 according to the internal processing status. I do. The serial signal received by the serial signal receiving unit 6 is converted from a serial signal into a parallel signal again by the parallel signal output unit 7 and output to the outside.
On the other hand, after power from the outside is supplied to the serial signal transmitting device 1, the power is supplied to the power demanding portion 8 through the power cable 10 by the power supply portion 4 to operate the serial signal receiving device 5.
【0009】しかし、このようにシリアル信号の伝送と
電力を供給するためにシリアル信号ケーブルおよび電源
ケーブルを設けることは、シリアル伝送を行う上での利
点であるケーブルの配設作業の省力化および他の装置間
のケーブルを設置するスペースの増加を妨げることとな
り、結果として、ケーブルの配設作業が余り省力化でき
なかったり、他の装置のケーブルを配設するスペースが
確保されなかったりしていた。However, the provision of the serial signal cable and the power cable for transmitting the serial signal and supplying the electric power as described above is advantageous in performing the serial transmission, such as saving the labor of arranging the cable and other factors. This has hindered the increase in space for installing cables between devices, and as a result, labor for laying cables could not be saved much, and the space for arranging cables for other devices was not secured. .
【0010】このような問題点を解決すべく特開平5−
244174で公開されているようにシリアル信号の伝
送と同時に電力を供給する装置が公開されている。In order to solve such a problem, Japanese Patent Laid-Open No.
As disclosed in US Pat. No. 244,174, a device for supplying power simultaneously with transmission of a serial signal is disclosed.
【0011】この装置は、+24Vをデータのシリアル
信号とし、−24Vを受信側装置に供給する電力信号と
して利用している。したがって、前記装置は、電源ケー
ブルが不要となり、シリアル信号ケーブルのみとするこ
とができるので上記の問題点が低減されている。This device uses +24 V as a data serial signal and uses −24 V as a power signal to be supplied to a receiving device. Therefore, the above-described device eliminates the need for a power cable, and can use only a serial signal cable, thereby reducing the above-described problems.
【0012】しかしながら、この装置では、内部に+2
4Vおよび−24Vの電源を必要とするために異なる電
圧の電源回路である±24V電源回路が必要となるこ
と、または+24Vをデータの信号としているためにM
PU(マイクロ・プロセッサー・ユニット)でデータの
信号を処理する際には+5Vもしくは+3Vに降圧しな
ければならないのでそのための降圧回路が必要であっ
た。したがって、本装置は、回路構成が複雑となり、装
置の組み立て工程が増加したり、装置の保守性が低下し
ていた。However, in this device, +2
A power supply circuit of a different voltage of ± 24 V is required because a power supply of 4 V and −24 V is required, or M is required because a data signal of +24 V is used.
When a data signal is processed by a PU (microprocessor unit), the voltage must be reduced to +5 V or +3 V, and therefore a step-down circuit is required. Therefore, this device has a complicated circuit configuration, increases the number of assembling steps of the device, and lowers the maintainability of the device.
【0013】[0013]
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明の目的
は、係る問題点である回路構成を簡素化し、装置の組み
立て工程を減少させると共に装置の保守性を向上させ
て、さらにはケーブルの配設作業の省力化および他の装
置間のケーブルを設置するスペースの増加をすべく、シ
リアル信号の伝送および電力供給を同じケーブルで行う
ことができるシリアル信号伝送装置およびシリアル信号
伝送方法を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to simplify the circuit configuration, which is a problem, to reduce the assembly process of the device, to improve the maintainability of the device, and to arrange the cables. An object of the present invention is to provide a serial signal transmission device and a serial signal transmission method capable of performing serial signal transmission and power supply using the same cable in order to save labor and increase the space for installing cables between other devices. Aim.
【0014】[0014]
【課題を解決するための手段】上記の目的を解決するた
めの本発明は、以下の手段による。The present invention for solving the above-mentioned object is based on the following means.
【0015】1.本発明のシリアル信号伝送装置は、パ
ラレル信号が入力され、当該パラレル信号をシリアル信
号に変換し送信するシリアル信号送信装置と、当該シリ
アル信号装置からのシリアル信号をパラレル信号に変換
するシリアル信号受信装置と、からなるシリアル信号伝
送装置において、前記シリアル信号送信装置には、デー
タの信号であるパラレル信号をシリアル信号であるデー
タ信号に変換するシリアル信号変換手段と、一定周期に
変化する電力を前記シリアル信号受信装置に供給するた
めの電力信号を発生させる信号発生手段と、前記シリア
ル信号変換手段からの前記データ信号および前記電力信
号を変調する信号変調手段と、当該信号変調手段により
変調された前記データ信号および前記電力信号の変調信
号の電力容量を増加させるための電力容量増加手段と、
を有し、前記シリアル信号受信装置には、前記変調信号
を前記電力信号に復調し電力を得る電力復調手段と、当
該電力復調手段の影響を受けずに前記変調信号を検出す
るシリアル信号検出手段と、当該シリアル信号検出手段
からの前記変調信号を前記シリアル信号送信装置からの
データ信号に復調するためのシリアル信号復調手段と、
当該シリアル信号復調手段からのデータ信号をパラレル
信号に変換するためのパラレル信号変換手段と、を有す
ることを特徴とする。1. A serial signal transmission device according to the present invention includes a serial signal transmission device that receives a parallel signal, converts the parallel signal into a serial signal, and transmits the serial signal, and a serial signal reception device that converts a serial signal from the serial signal device into a parallel signal Wherein the serial signal transmitting device includes a serial signal converting means for converting a parallel signal as a data signal into a data signal as a serial signal; and Signal generating means for generating a power signal to be supplied to a signal receiving device; signal modulating means for modulating the data signal and the power signal from the serial signal converting means; and the data modulated by the signal modulating means. Signal for increasing the power capacity of the signal and the modulation signal of the power signal. And a capacity increase means,
Wherein the serial signal receiving device includes: a power demodulator for demodulating the modulated signal into the power signal to obtain power; and a serial signal detecting means for detecting the modulated signal without being affected by the power demodulator. And, a serial signal demodulating means for demodulating the modulated signal from the serial signal detecting means to a data signal from the serial signal transmitting device,
And a parallel signal conversion means for converting the data signal from the serial signal demodulation means into a parallel signal.
【0016】[0016]
【0017】[0017]
【0018】2.本発明のシリアル信号伝送方法は、デ
ータの信号であるパラレル信号をシリアル信号であるデ
ータ信号に変換し、当該変換したデータ信号および一定
周期で変化する当該データ信号と共に外部に電力を供給
するための電力信号の排他的論理和を行い変調し、当該
変調した変調信号の電力容量を増加し、電力容量を増加
した前記変調信号を外部に伝送し、受信する当該変調信
号を復調し電力および前記データ信号を得て、得られた
前記データ信号をパラレルに変換することを特徴とす
る。 2 . The serial signal transmission method of the present invention converts a parallel signal that is a data signal into a data signal that is a serial signal, and supplies power to the outside together with the converted data signal and the data signal that changes at a constant cycle. The power signal is modulated by performing an exclusive OR operation, the power capacity of the modulated signal is increased, the modulated signal having the increased power capacity is transmitted to the outside, the received modulated signal is demodulated, and the power and the data are received. A signal is obtained, and the obtained data signal is converted into parallel data.
【0019】[0019]
1.本発明のシリアル信号伝送装置は、シリアル信号送
信装置内において、外部から入力されるパラレル信号を
シリアル信号変換手段によりシリアル信号であるデータ
信号に変換する。この変換されたデータ信号およびシリ
アル信号受信装置に電力を供給するために信号発生手段
で発生される一定周期の電力信号を信号変換手段によっ
て排他的論理和を行うことにより変調しシリアル信号で
ある変調信号とする。この変調された変調信号は、電力
容量増加手段により電力容量を増加されてシリアル信号
受信装置に伝送される。シリアル信号受信装置に伝送さ
れた変調信号は、シリアル信号受信装置内において、電
力復調手段により平滑されてシリアル信号受信装置に供
給される電力となる。一方、変調信号は、シリアル信号
検出手段により電力復調手段の影響を受けずに検出され
る。この検出された変調信号は、シリアル信号復調手段
により電力信号が取り除かれてデータ信号のみとされ、
パラレル変換手段によって、再びパラレル信号とされて
外部に出力される。1. The serial signal transmission device of the present invention converts a parallel signal input from the outside into a data signal which is a serial signal by a serial signal conversion means in the serial signal transmission device. The converted data signal and the power signal of a fixed period generated by the signal generating means for supplying power to the serial signal receiving apparatus are modulated by performing an exclusive OR operation by the signal converting means, and the serial signal is modulated. Signal. This modulated signal is transmitted to the serial signal receiving device after the power capacity is increased by the power capacity increasing means. The modulated signal transmitted to the serial signal receiving device is smoothed by power demodulation means in the serial signal receiving device to become power supplied to the serial signal receiving device. On the other hand, the modulated signal is detected by the serial signal detecting means without being affected by the power demodulating means. The detected modulated signal is a data signal only after the power signal is removed by the serial signal demodulating means,
The signal is converted into a parallel signal again by the parallel conversion means and output to the outside.
【0020】[0020]
【0021】2.本発明のシリアル信号伝送方法は、パ
ラレル信号をシリアル信号であるデータ信号に変換す
る。この変換されたデータ信号およびこのデータ信号と
共に外部に電力を供給するための一定周期の電力信号の
排他的論理和を行うことにより変調しシリアル信号であ
る変調信号とする。この変調された変調信号は、電力容
量を増加されて外部に伝送される。受信した変調信号
は、平滑されて受信した装置に電力を供給する。一方、
変調信号は、平滑の影響を受けずに電力信号が取り除か
れてデータ信号のみとなり再びパラレル信号に変換され
る。したがって、本方法は、装置間の伝送においてシリ
アル信号および電力の供給を同時に行えることになる。 2 . The serial signal transmission method of the present invention converts a parallel signal into a data signal that is a serial signal. The converted data signal and a power signal having a predetermined period for supplying power to the outside together with the converted data signal are subjected to an exclusive OR operation to modulate the data signal into a modulated signal as a serial signal. This modulated signal is transmitted to the outside with its power capacity increased. The received modulated signal is smoothed to provide power to the receiving device. on the other hand,
The modulated signal is removed from the power signal without being affected by the smoothing, becomes a data signal only, and is converted into a parallel signal again. Therefore, the method can simultaneously supply a serial signal and power in transmission between devices.
【0022】[0022]
【実施例】以下、添付した図面を使用して本発明のシリ
アル信号伝送装置およびシリアル信号伝送方法を説明す
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A serial signal transmission device and a serial signal transmission method according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
【0023】本装置は、図1に示すようにシリアル信号
送信装置1およびシリアル信号受信装置5がある。This device includes a serial signal transmitting device 1 and a serial signal receiving device 5 as shown in FIG.
【0024】このシリアル信号送信装置1には、パラレ
ル信号入力部2と、このパラレル信号入力部2からのシ
リアル信号であるデータ信号および電力を変調しシリア
ル信号受信装置に伝送するシリアル信号送信伝送部11
がある。一方、シリアル信号受信装置5には、パラレル
信号出力部7と、シリアル信号送信装置1からのシリア
ル信号を復調しデータ信号および電力を得るシリアル信
号受信伝送部12と、シリアル信号ケーブル9がある。The serial signal transmitting apparatus 1 includes a parallel signal input section 2 and a serial signal transmitting / transmitting section for modulating a data signal and power as serial signals from the parallel signal input section 2 and transmitting the modulated signal and the power to the serial signal receiving apparatus. 11
There is. On the other hand, the serial signal receiving device 5 includes a parallel signal output unit 7, a serial signal receiving and transmitting unit 12 for demodulating a serial signal from the serial signal transmitting device 1 to obtain a data signal and power, and a serial signal cable 9.
【0025】さらにパラレル信号入力部2は、パラレル
信号に異常電圧を含み外部より印加された場合に他の回
路を過電圧などから保護する保護回路部21と、この保
護回路部21からのパラレル信号をシリアル信号である
データ信号に変換するシリアル信号変換手段であるシリ
アル変換部22がある。そして、シリアル信号送信伝送
部11は、電力信号である一定周期の方形波を発生させ
る信号発生手段であるクロック発生部32と、シリアル
変換部22からのデータ信号およびクロック発生部32
からの電力信号の排他的論理和を行い変調する信号変調
手段である信号変調部31と、この信号変調部31から
の変調信号の電力容量を増加させる電力容量増加手段で
ある増幅部33と、変調信号をシリアル信号受信装置5
にシリアル信号を伝送するときに通信の開始信号である
スタートビットなどの通信データを付加し通信制御を行
う送信制御部34がある。Further, the parallel signal input section 2 includes a protection circuit section 21 for protecting other circuits from overvoltage or the like when the parallel signal contains an abnormal voltage and applied from outside, and a parallel signal from the protection circuit section 21. There is a serial conversion unit 22 that is a serial signal conversion unit that converts a data signal that is a serial signal. The serial signal transmission / transmission unit 11 includes a clock generation unit 32 that is a signal generation unit that generates a square wave having a constant period as a power signal, and a data signal and a clock generation unit 32 from the serial conversion unit 22.
A signal modulating unit 31 that is a signal modulating unit that performs an exclusive OR operation on the power signal from the unit and modulates the power signal; an amplifying unit 33 that is a power capacity increasing unit that increases the power capacity of the modulated signal from the signal modulating unit 31; Serial signal receiving device 5 for modulated signal
There is a transmission control unit 34 for adding communication data such as a start bit as a communication start signal when transmitting a serial signal to perform communication control.
【0026】またさらに、シリアル信号受信伝送部12
は、シリアル信号送信装置1からの変調信号を平滑し電
力を得る電力復調手段である平滑回路部41と、この平
滑回路部41の影響を受けずに変調信号を検出するシリ
アル信号検出手段であるシリアル信号検出部42と、こ
のシリアル信号検出部42で演出される変調信号のノイ
ズ成分を低減するフィルタ部43と、フィルタ部43か
らの変調信号より電力信号を取り除きデータ信号のみと
するシリアル信号復調手段である信号復調部44と、復
調されたデータ信号が設定されているシリアル信号のフ
ォーマット形式となっているかなどを検出するエラー検
出部45がある。そして、パラレル信号出力部7は、信
号復調部44で復調されたデータ信号を再びパラレル信
号に変換するパラレル信号変換手段であるパラレル信号
変換部51と、このパラレル信号変換部51からのパラ
レル信号に通信の終了であるエンドビットなどの通信デ
ータを付加し通信制御を行う出力制御部52と、パラレ
ル信号の電力容量を増加させるための増幅部53があ
る。Further, the serial signal receiving and transmitting section 12
Are a smoothing circuit section 41 which is a power demodulating section for obtaining a power by smoothing the modulated signal from the serial signal transmitting apparatus 1 and a serial signal detecting section for detecting the modulated signal without being affected by the smoothing circuit section 41. A serial signal detection unit 42, a filter unit 43 for reducing noise components of the modulated signal produced by the serial signal detection unit 42, and a serial signal demodulation in which the power signal is removed from the modulated signal from the filter unit 43 and only the data signal is output. There are a signal demodulation unit 44 as a means, and an error detection unit 45 for detecting whether the demodulated data signal is in a set serial signal format. The parallel signal output unit 7 converts the data signal demodulated by the signal demodulation unit 44 into a parallel signal again. The parallel signal conversion unit 51 converts the data signal into a parallel signal. There are an output control unit 52 for adding communication data such as an end bit at the end of the communication and performing communication control, and an amplification unit 53 for increasing the power capacity of the parallel signal.
【0027】なお、増幅部33,53は、サーボアンプ
などであり、信号の波形を鈍らせないで電力容量のみを
増加させるものである。フィルタ部43は、変調信号の
ノイズ成分を除去できるものであれば、LCフィルタお
よびアクティブフィルタなど適当なものを使用すれば良
い。The amplifiers 33 and 53 are servo amplifiers or the like, and increase only the power capacity without dulling the signal waveform. As the filter unit 43, an appropriate filter such as an LC filter and an active filter may be used as long as it can remove the noise component of the modulated signal.
【0028】以上のような本装置は、次のように動作す
る。The above-described apparatus operates as follows.
【0029】シリアル信号送信装置1において、外部よ
り入力されるパラレル信号は、例えば異常電圧などがシ
リアル信号送信装置1に入力されたとしても保護回路部
21により過電圧保護などが行われて他の回路への不具
合は防止される。保護回路部21を通過したパラレル信
号は、シリアル変換部22によりクロック発生部32で
発生する方形波に同期してシリアル信号に変換される。
このシリアル信号に変換されたデータ信号は、信号変調
部31によりクロック発生部32で発生される方形波で
ある電力信号と変調される。この変調信号は、例えば図
4のマンチェスタ変調のようにデータ信号および電力信
号の排他的論理和を行い変調信号とする。この変調信号
は、増幅部33により電力容量を増加され、送信制御部
34によってクロック発生部32で発生する方形波に同
期して制御されてシリアル信号受信装置5に伝送され
る。In the serial signal transmitting device 1, even if an abnormal voltage or the like is input to the serial signal transmitting device 1, the parallel signal input from the outside is subjected to overvoltage protection and the like by the protection circuit section 21 and other circuits are provided. Malfunctions are prevented. The parallel signal that has passed through the protection circuit unit 21 is converted into a serial signal by the serial conversion unit 22 in synchronization with a square wave generated by the clock generation unit 32.
The data signal converted into the serial signal is modulated by the signal modulation unit 31 with a power signal that is a square wave generated by the clock generation unit 32. The modulated signal is a modulated signal obtained by performing an exclusive OR operation on the data signal and the power signal as in the Manchester modulation shown in FIG. 4, for example. The power of the modulated signal is increased by the amplifying unit 33, controlled by the transmission control unit 34 in synchronization with the square wave generated by the clock generating unit 32, and transmitted to the serial signal receiving device 5.
【0030】この伝送される変調信号は、シリアル信号
受信装置5において、平滑回路部41で平滑されてシリ
アル信号受信装置5の電力として供給される。一方、変
調信号は、シリアル信号検出部42により平滑回路部4
1の影響を受けずに変調信号を検出する。シリアル信号
検出部42で検出される変調信号は、フィルタ部43で
ノイズ成分を除去された後に信号復調部44によって、
電力信号が取り除かれてデータ信号のみとなる。このデ
ータ信号は、エラー検出部45でシリアル信号のフォー
マット形式となっているかどうかを検出されて異常があ
ればエラー信号を出力する。また、データ信号は、パラ
レル変換部51によりパラレル信号に変換されて、出力
制御部によって信号の出力の開始もしくは終りなどの通
信制御が行われる。こうして得られたパラレル信号は、
さらに増幅部53で電力容量を増加された後に他の設備
に伝送されることになる。The transmitted modulated signal is smoothed by the smoothing circuit section 41 in the serial signal receiving device 5 and supplied as power to the serial signal receiving device 5. On the other hand, the modulated signal is sent to the smoothing circuit unit 4 by the serial signal detection unit 42.
The modulation signal is detected without being affected by 1. The modulated signal detected by the serial signal detection unit 42 is filtered by the signal demodulation unit 44 after the noise component is removed by the filter unit 43.
The power signal is removed, leaving only the data signal. This data signal is detected by the error detection unit 45 as to whether or not it is in a serial signal format, and if there is an abnormality, an error signal is output. The data signal is converted into a parallel signal by the parallel conversion unit 51, and communication control such as start or end of signal output is performed by the output control unit. The parallel signal obtained in this way is
After the power capacity is further increased by the amplifier 53, the power is transmitted to another facility.
【0031】図5は、本装置の制御のフローチャートで
ある。FIG. 5 is a flowchart of the control of the present apparatus.
【0032】パラレル信号をシリアル信号であるデータ
信号に変換し(S1)、このデータ信号および一定周期
で変化する電力信号と排他的論理和を行い変調する(S
2)。変調した変調信号の電力容量を増加させて(S
3)、変調信号を伝送する(S4)。受信した変調信号
を復調しデータ信号とすると共に変調信号を平滑し受信
側装置の電力とする(S5)。そして、データ信号を再
びパラレル信号に変換する(S6)。The parallel signal is converted into a data signal which is a serial signal (S1), and the data signal and the power signal which changes at a constant period are subjected to exclusive OR to be modulated (S1).
2). By increasing the power capacity of the modulated signal (S
3) Transmit the modulated signal (S4). The received modulated signal is demodulated to be a data signal, and the modulated signal is smoothed and used as the power of the receiving device (S5). Then, the data signal is converted into a parallel signal again (S6).
【0033】前述のシリアル信号検出部42および平滑
回路部41は、例えば以下のような回路により構成され
作用する。The above-described serial signal detection section 42 and smoothing circuit section 41 are constituted and operated by the following circuits, for example.
【0034】図6は、トランスTR1 により1次側と2
次側を絶縁し、変調信号を平滑する平滑回路部41の影
響を受けないようにすると共に平滑回路部41をDC-DC
コンバータとしたものである。このDC-DC コンバータ
は、本装置の場合、トランスの1次側を単電源によりス
イッチング素子でスイッチングさせることによりトラン
スのインダクタンスに電荷を充電または放電を行うこと
によりトランス内部に交流電流を発生させて、トランス
の2次側で整流素子を用いることにより再び単電源つま
り直流電源に変換するものである。そして、シリアル信
号検出部42は、トランスTR1 の1次側に接続された
コンパレータCMPであり、トランスTR1 の1次側よ
り平滑回路部41の影響を受けずに変調信号を検出でき
る。また、平滑回路部42は、トランスTR1 によりト
ランスTR1 の変圧比により昇圧または降圧もしくは1
次側に印加される電圧をそのまま出力される変調信号を
ダイオードD1 によって半波整流する。半端整流された
電圧は、コンデンサC1 により平滑されて抵抗R1 およ
びコンデンサC2 で構成されるフィルタにより高周波成
分が取り除かれる。さらに抵抗R1 は、トランスの2次
側の電力が大量に使用された場合に1次側で変調信号が
検出できなくなるのを防止するために他の回路へ供給す
る電力の制限を行う。FIG. 6 shows that the primary side and the secondary side are connected by the transformer TR1.
The secondary side is insulated so as not to be affected by the smoothing circuit unit 41 for smoothing the modulation signal, and the smoothing circuit unit 41 is
It is a converter. In the case of this DC-DC converter, in the case of this device, the primary side of the transformer is switched by a switching element with a single power supply to charge or discharge the inductance of the transformer, thereby generating an alternating current inside the transformer. The rectifier is used on the secondary side of the transformer to convert it again to a single power supply, that is, a DC power supply. The serial signal detector 42 is a comparator CMP connected to the primary side of the transformer TR1 and can detect a modulation signal from the primary side of the transformer TR1 without being affected by the smoothing circuit section 41. Further, the smoothing circuit section 42 uses the transformer TR1 to increase or decrease the voltage of the transformer TR1 or 1 according to the transformation ratio of the transformer TR1.
The modulation signal output directly from the voltage applied to the next side is half-wave rectified by the diode D1. The partially rectified voltage is smoothed by a capacitor C1, and a high frequency component is removed by a filter including a resistor R1 and a capacitor C2. Further, the resistor R1 limits the power supplied to other circuits in order to prevent the modulation signal from being undetectable on the primary side when a large amount of power on the secondary side of the transformer is used.
【0035】図7は、平滑回路部41を図6で示した平
滑回路部41の構成と同様にDC-DCコンバータとしたも
のである。トランスTR1 の1次側の変調信号をフォト
カプラPC1 により電源線と信号線に絶縁し分離するこ
とにより電源線に流れる負荷変動ノイズなどの影響を受
けないようにした回路である。シリアル信号検出部42
は、フォトカプラPC1 に接続された抵抗R1 〜R3 に
よりスイッチング動作を向上させて変調信号のなまりを
低減すると共にフォトカプラPC1 に流れる電流を制限
しフォトカプラPC1 を保護している。また、平滑回路
部41は、図6の平滑回路部41と同じ構成で同様に動
作する。FIG. 7 shows a DC-DC converter in which the smoothing circuit section 41 has the same configuration as the smoothing circuit section 41 shown in FIG. This is a circuit in which the modulation signal on the primary side of the transformer TR1 is insulated and separated by a photocoupler PC1 into a power supply line and a signal line so as not to be affected by load fluctuation noise flowing through the power supply line. Serial signal detector 42
, The switching operation is improved by resistors R1 to R3 connected to the photocoupler PC1, the rounding of the modulation signal is reduced, and the current flowing through the photocoupler PC1 is limited to protect the photocoupler PC1. Further, the smoothing circuit unit 41 operates in the same manner as the smoothing circuit unit 41 of FIG. 6 with the same configuration.
【0036】図8は、平滑回路部41をシリーズレギュ
レータで構成し、シリアル信号検出部42にフォトカプ
ラを使用することにより平滑回路部41の影響を受けず
に変調信号を検出できるようにした回路である。シリア
ル信号検出部42は図7のシリアル信号検出部42と同
じ構成で同様に動作する。また、平滑回路部41は、ツ
ェナーダイオードZD1 によりトランジスタQ1 で降圧
される電圧が決定されて抵抗R5によってトランジスタ
Q1 に流れ込む電流が制限されるシリーズレギュレータ
であり、抵抗R1 およびコンデンサC1 ,C2 は、図6
と同様の動作を行う。FIG. 8 shows a circuit in which the smoothing circuit section 41 is composed of a series regulator, and a serial signal detecting section 42 is provided with a photocoupler so that a modulation signal can be detected without being affected by the smoothing circuit section 41. It is. The serial signal detector 42 has the same configuration as the serial signal detector 42 of FIG. 7 and operates similarly. The smoothing circuit section 41 is a series regulator in which the voltage stepped down by the transistor Q1 is determined by the Zener diode ZD1 and the current flowing into the transistor Q1 is limited by the resistor R5. The resistor R1 and the capacitors C1 and C2 are shown in FIG. 6
The same operation as is performed.
【0037】図9は、フォトカプラにより平滑回路部4
1の影響を受けずに変調信号を検出できるようにした回
路である。シリアル信号検出部42は、フォトカプラP
C1に接続されている抵抗R1 によりフォトカプラPC1
に内蔵されている発光ダイオードに流れる電流を制限
し保護している。また、平滑回路部41は、図6の平滑
回路部41と同じ構成で同様に動作する。FIG. 9 shows a smoothing circuit unit 4 using a photocoupler.
1 is a circuit that can detect a modulation signal without being affected by the signal of the first embodiment. The serial signal detector 42 is provided with a photocoupler P
The photocoupler PC1 is connected by the resistor R1 connected to C1.
The current flowing through the light-emitting diode built in is limited and protected. Further, the smoothing circuit unit 41 operates in the same manner as the smoothing circuit unit 41 of FIG. 6 with the same configuration.
【0038】以上のように構成し動作する本装置は、デ
ータ信号と方形波である電力信号の排他的論理和を行う
ことにより、例えデータ信号が出力されないときにも平
滑回路部などで構成するDC-DC コンバータを動作させて
シリアル信号受信装置に電力を供給することができる。
波形の平滑回路部などにトランスを使用することにより
DC-DC コンバータを構成し、単電源のみでシリアル信号
送信装置からデータ信号と共に電力をシリアル信号受信
装置に供給することができる。また、この場合には、前
述のトランスの変圧比を調整するだけで所望の電圧とす
ることができるのでシリアル信号受信装置の用途などに
応じて容易に電源電圧を可変することができる。シリア
ル信号受信装置に供給する電圧を減圧のみを目的とした
場合には、シリーズレギュレータなどを平滑回路部に用
いることにより簡素な回路構成で容易に目的の電圧を得
ることができて、データ信号と共に電力を得ることがで
きる。そして、シリアル信号送信装置から伝送する信号
の電圧レベルとシリアル信号受信装置で処理する信号の
電圧レベルが等しい場合には、フォトカプラを利用し
た、より簡素な回路によりデータ信号および電力をシリ
アル信号受信装置に伝送することができる。The present apparatus configured and operated as described above performs an exclusive OR operation of the data signal and the power signal which is a square wave, and is constituted by a smoothing circuit section even when the data signal is not output. The DC-DC converter can be operated to supply power to the serial signal receiving device.
By using a transformer for the waveform smoothing circuit, etc.
A DC-DC converter can be configured to supply power to a serial signal receiving device together with a data signal from a serial signal transmitting device using only a single power supply. Further, in this case, since the desired voltage can be obtained only by adjusting the transformer transformation ratio, the power supply voltage can be easily changed according to the use of the serial signal receiving device. If the voltage supplied to the serial signal receiver is intended only to reduce the voltage, the desired voltage can be easily obtained with a simple circuit configuration by using a series regulator or the like for the smoothing circuit section, and the data signal can be obtained. Power can be obtained. When the voltage level of the signal transmitted from the serial signal transmitting device is equal to the voltage level of the signal processed by the serial signal receiving device, the data signal and the power are received by a simpler circuit using a photocoupler. Can be transmitted to the device.
【0039】[0039]
【発明の効果】以上、述べたように本発明の装置は、次
の効果がある。As described above, the apparatus according to the present invention has the following effects.
【0040】1.本発明のシリアル信号伝送装置は、シ
リアル信号送信装置内において、信号変換手段により信
号発生手段で発生される一定周期の電力信号および伝送
するデータの信号であるデータ信号を排他的論理和を行
いシリアル信号受信装置に電力およびデータ信号を伝送
するので、例えデータ信号が何も入力されない状態であ
っても電力は伝送することができる。一方、本装置は、
シリアル信号受信装置内において、電力復調手段、シリ
アル信号検出手段およびシリアル信号復調手段により構
成されるDC-DC コンバータなどによって単電源での電力
およびデータ信号の伝送が可能となると共に、シリアル
信号受信装置で得る電力の電圧を所望の電圧とすること
ができる。したがって、本装置は、回路構成を簡素化
し、装置の組み立て工程を減少させると共に装置の保守
性を向上させて、さらにはケーブルの配設作業の省力化
および他の装置間のケーブルを設置するスペースを増加
させることができる。1. The serial signal transmission device of the present invention performs an exclusive OR operation on a power signal of a fixed period generated by a signal generation unit and a data signal which is a data signal to be transmitted in a serial signal transmission device. Since power and data signals are transmitted to the signal receiving device, power can be transmitted even when no data signal is input. On the other hand, this device
In the serial signal receiving device, the power and data signals can be transmitted with a single power supply by a DC-DC converter or the like constituted by the power demodulating means, the serial signal detecting means, and the serial signal demodulating means. Can be set to a desired voltage. Therefore, the present apparatus simplifies the circuit configuration, reduces the number of assembling steps of the apparatus, improves the maintainability of the apparatus, and further saves labor for arranging cables and installs a space between other apparatuses. Can be increased.
【0041】[0041]
【0042】[0042]
【0043】2.本発明のシリアル信号伝送方法は、デ
ータ信号およびこのデータ信号と共に外部に電力を供給
するための一定周期の電力信号の排他的論理和を行い受
信側に伝送するので、例えデータ信号が入力されなくで
も電力を伝送することができる。また、本方法は、伝送
されてきた信号を平滑し電力を得ると共に平滑の影響を
受けずにデータ信号に復調することができるので装置間
の伝送においてシリアル信号および電力の供給を同時に
行えることになる。 2 . Since the serial signal transmission method of the present invention performs an exclusive OR operation on the data signal and a power signal of a fixed period for supplying power to the outside together with the data signal and transmits the signal to the receiving side, for example, the data signal is not input. But it can transmit power. Further, according to the present method, a transmitted signal can be smoothed to obtain power and demodulated into a data signal without being affected by the smoothing, so that serial signals and power can be simultaneously supplied in transmission between devices. Become.
【図1】 本発明のシリアル信号伝送装置の構成を説明
するための図面である。FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a serial signal transmission device according to the present invention.
【図2】 本発明のシリアル信号送信装置の構成を説明
するための図面である。FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of a serial signal transmission device according to the present invention.
【図3】 本発明のシリアル信号受信装置の構成を説明
するための図面である。FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of a serial signal receiving device according to the present invention.
【図4】 本発明のシリアル信号伝送装置によるマンチ
ェスタ変調を説明するための図面である。FIG. 4 is a drawing for explaining Manchester modulation by the serial signal transmission device of the present invention.
【図5】 本発明のシリアル信号伝送装置の制御を説明
するためのフローチャートである。FIG. 5 is a flowchart for explaining control of the serial signal transmission device of the present invention.
【図6】 本発明のシリアル信号伝送装置のシリアル信
号検出手段および電力復調手段の一実施例の構成を説明
するための図面である。FIG. 6 is a diagram for explaining a configuration of an embodiment of a serial signal detection unit and a power demodulation unit of the serial signal transmission device of the present invention.
【図7】 本発明のシリアル信号伝送装置のシリアル信
号検出手段および電力復調手段の一実施例の構成を説明
するための図面である。FIG. 7 is a diagram for explaining a configuration of an embodiment of a serial signal detection unit and a power demodulation unit of the serial signal transmission device of the present invention.
【図8】 本発明のシリアル信号伝送装置のシリアル信
号検出手段および電力復調手段の一実施例の構成を説明
するための図面である。FIG. 8 is a diagram for explaining a configuration of an embodiment of a serial signal detecting unit and a power demodulating unit of the serial signal transmission device of the present invention.
【図9】 本発明のシリアル信号伝送装置のシリアル信
号検出手段および電力復調手段の一実施例の構成を説明
するための図面である。FIG. 9 is a drawing for explaining a configuration of an embodiment of a serial signal detecting means and a power demodulating means of the serial signal transmission device of the present invention.
【図10】 従来のシリアル信号伝送装置の構成を説明
するための図面である。FIG. 10 is a diagram illustrating a configuration of a conventional serial signal transmission device.
1…シリアル信号送信装置、 2…パラ
レル信号入力部、3…シリアル信号送信部、
4…電源供給部、5…シリアル信号受信装置、
6…シリアル信号受信部、7…パラレ
ル信号出力部、 8…電源需要部、9
…シリアル信号ケーブル、 10…電源
ケーブル、11…シリアル信号送信伝送部、
21…保護回路部、22…シリアル変換部、
31…信号変換部、32…クロック発生
部、 33,53…増幅部、34…
送信制御部、 41…平滑回路
部、42…シリアル信号検出部、 43
…フィルタ部、44…信号復調部、
45…エラー検出部、51…パラレル変換部、
52…出力制御部。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Serial signal transmission device, 2 ... Parallel signal input part, 3 ... Serial signal transmission part,
4: power supply unit, 5: serial signal receiving device,
6: Serial signal receiving unit, 7: Parallel signal output unit, 8: Power demand unit, 9
... Serial signal cable, 10 ... Power cable, 11 ... Serial signal transmission / transmission unit,
21: protection circuit section, 22: serial conversion section,
31 ... signal conversion unit, 32 ... clock generation unit, 33, 53 ... amplification unit, 34 ...
Transmission control section 41 Smoothing circuit section 42 Serial signal detection section 43
... Filter section, 44 ... Signal demodulation section,
45: error detection unit, 51: parallel conversion unit,
52 ... Output control unit.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G08C 13/00 - 25/04 H03M 9/00 H04L 25/02 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) G08C 13/00-25/04 H03M 9/00 H04L 25/02
Claims (2)
信号をシリアル信号に変換し送信するシリアル信号送信
装置と、当該シリアル信号装置からのシリアル信号をパ
ラレル信号に変換するシリアル信号受信装置と、からな
るシリアル信号伝送装置において、 前記シリアル信号
送信装置には、データの信号であるパラレル信号をシリ
アル信号であるデータ信号に変換するシリアル信号変換
手段と、一定周期に変化する電力を前記シリアル信号受
信装置に供給するための電力信号を発生させる信号発生
手段と、前記シリアル信号変換手段からの前記データ信
号および前記電力信号を変調する信号変調手段と、当該
信号変調手段により変調された前記データ信号および前
記電力信号の変調信号の電力容量を増加させるための電
力容量増加手段と、を有し、 前記シリアル信号受信装
置には、前記変調信号を前記電力信号に復調し電力を得
る電力復調手段と、当該電力復調手段の影響を受けずに
前記変調信号を検出するシリアル信号検出手段と、当該
シリアル信号検出手段からの前記変調信号を前記シリア
ル信号送信装置からのデータ信号に復調するためのシリ
アル信号復調手段と、当該シリアル信号復調手段からの
データ信号をパラレル信号に変換するためのパラレル信
号変換手段と、を有することを特徴とするシリアル信号
伝送装置。1. A serial signal transmitting device that receives a parallel signal, converts the parallel signal into a serial signal, and transmits the serial signal, and a serial signal receiving device that converts a serial signal from the serial signal device into a parallel signal. In the serial signal transmission device, the serial signal transmission device includes a serial signal conversion unit that converts a parallel signal that is a data signal into a data signal that is a serial signal, and a power that changes in a constant cycle to the serial signal reception device. Signal generating means for generating a power signal to be supplied, signal modulating means for modulating the data signal and the power signal from the serial signal converting means, and the data signal and the power modulated by the signal modulating means Power capacity increasing means for increasing the power capacity of the modulated signal of the signal; Having, the serial signal receiving device, a power demodulation means for demodulating the modulated signal to the power signal to obtain power, a serial signal detection means for detecting the modulated signal without being affected by the power demodulation means, A serial signal demodulating means for demodulating the modulated signal from the serial signal detecting means to a data signal from the serial signal transmitting device, and a parallel signal for converting the data signal from the serial signal demodulating means to a parallel signal. And a signal conversion unit.
アル信号であるデータ信号に変換し、 当該変換したデ
ータ信号および一定周期で変化する当該データ信号と共
に外部に電力を供給するための電力信号の排他的論理和
を行い変調し、 当該変調した変調信号の電力容量を増
加し、 電力容量を増加した前記変調信号を外部に伝送
し、 受信する当該変調信号を復調し電力および前記デ
ータ信号を得て、 得られた前記データ信号をパラレル
に変換することを特徴とするシリアル信号伝送方法。2. An exclusive power signal for converting a parallel signal, which is a data signal, into a data signal, which is a serial signal, and supplying power to the outside together with the converted data signal and the data signal which changes at a constant cycle. Logical modulation is performed, the power capacity of the modulated signal is increased, the modulated signal having the increased power capacity is transmitted to the outside, and the received modulated signal is demodulated to obtain the power and the data signal. A serial signal transmission method comprising converting the obtained data signal into parallel.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22346994A JP3301229B2 (en) | 1994-09-19 | 1994-09-19 | Serial signal transmission device and serial signal transmission method |
Applications Claiming Priority (1)
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Publication Number | Publication Date |
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JPH0887694A JPH0887694A (en) | 1996-04-02 |
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