JP5216907B2

JP5216907B2 - Frequency conversion circuit

Info

Publication number: JP5216907B2
Application number: JP2011266485A
Authority: JP
Inventors: 貫造関
Original assignee: Kyosan Electric Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Kyosan Electric Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2011-12-06
Filing date: 2011-12-06
Publication date: 2013-06-19
Anticipated expiration: 2031-12-06
Also published as: JP2013120962A

Description

本発明は、フェールセーフな低周波数の信号をフェールセーフな高周波数の信号に変換する周波数変換回路に関する。 The present invention relates to a frequency conversion circuit that converts a fail-safe low-frequency signal into a fail-safe high-frequency signal.

駅構内などで列車運行の安全を確保する電子連動装置では、故障が発生しても該故障によって乗客が危険な事態に陥らないようにするフェールセーフ対策が施されており、電子連動装置を構成する各種の回路は勿論のこと、電子連動装置の出力信号が入力される各種の回路についても、フェールセーフ性の確保が求められる。例えば、特許文献１に開示されたデジタル周波数逓倍回路は、回路素子の固定故障に対してフェールセーフ性が確保されるように構成されている。 In electronic interlocking devices that ensure the safety of train operations in stations, etc., even if a failure occurs, fail-safe measures are taken to prevent passengers from entering dangerous situations due to the failure. In addition to the various circuits to be used, it is also required to ensure fail-safety for various circuits to which the output signal of the electronic interlocking device is input. For example, the digital frequency multiplier disclosed in Patent Document 1 is configured to ensure fail-safety against a fixed failure of a circuit element.

特開２００９−４４２０９号公報JP 2009-44209 A

しかしながら、特許文献１に開示された回路では、出力信号の周波数が入力信号の周波数Ｆの偶数倍に制約されるといった問題がある。また、回路構成が比較的複雑であるために回路部品の故障に関する回路のフェールセーフ性の検証が比較的に複雑であるとともに、入力信号が低周波の場合には回路量が増加するといった問題もある。 However, the circuit disclosed in Patent Document 1 has a problem that the frequency of the output signal is restricted to an even multiple of the frequency F of the input signal. In addition, since the circuit configuration is relatively complex, verification of circuit fail-safety regarding circuit component failures is relatively complicated, and the amount of circuit increases when the input signal has a low frequency. is there.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、低周波数の信号を高周波数の信号に変換するとともに、変換後の周波数に制約が無く、フェールセーフ性が確保された周波数変換回路を実現することである。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and its object is to convert a low frequency signal into a high frequency signal, and there is no restriction on the frequency after conversion, ensuring fail-safety. It is to realize a frequency conversion circuit.

上記課題を解決するための第１の形態は、
フェールセーフな低周波数の信号を、フェールセーフな高周波数の信号に変換して出力する周波数変換回路であって、
前記低周波数の信号に基づいて負電圧を発生して出力する負電圧発生部と、
前記負電圧発生部の出力が負電圧の場合に、所与の高周波数の基準信号を用いて前記高周波数の信号を生成して出力する高周波信号生成部と、
を備えた周波数変換回路である。 The first form for solving the above problem is
A frequency conversion circuit that converts a fail-safe low-frequency signal into a fail-safe high-frequency signal and outputs the signal,
A negative voltage generator that generates and outputs a negative voltage based on the low frequency signal;
A high-frequency signal generation unit that generates and outputs the high-frequency signal using a given high-frequency reference signal when the output of the negative voltage generation unit is a negative voltage;
Is a frequency conversion circuit.

この第１の形態の周波数変換回路によれば、フェールセーフな低周波数の信号が入力された場合にのみ負電圧が発生・出力されるため、負電圧が出力された場合に生成・出力される高周波数の信号は、フェールセーフな信号となる。つまり、フェールセーフな低周波数の信号を、フェールセーフな高周波数の信号に変換・出力する周波数変換回路が実現される。また、変換後の信号の周波数（高周波数）は、基準信号の周波数によって決まり、入力される信号の周波数（低周波数）に制約されない。 According to the frequency conversion circuit of the first embodiment, since a negative voltage is generated / output only when a fail-safe low frequency signal is input, it is generated / output when a negative voltage is output. A high-frequency signal becomes a fail-safe signal. That is, a frequency conversion circuit that converts and outputs a fail-safe low-frequency signal to a fail-safe high-frequency signal is realized. Further, the frequency (high frequency) of the signal after conversion is determined by the frequency of the reference signal, and is not limited to the frequency (low frequency) of the input signal.

より具体的な回路構成の例である第２の形態として、第１の形態の周波数変換回路であって、
前記高周波信号生成部は、
前記基準信号を入力する入力部を有し、
前記負電圧発生部の出力が負電圧の場合に、前記入力部に入力された基準信号をスイッチング信号として用いて前記高周波数の信号を生成する、
周波数変換回路を構成しても良い。 As a second form which is an example of a more specific circuit configuration, the frequency conversion circuit of the first form,
The high-frequency signal generator is
An input unit for inputting the reference signal;
When the output of the negative voltage generator is a negative voltage, the reference signal input to the input unit is used as a switching signal to generate the high frequency signal.
A frequency conversion circuit may be configured.

また、他の具体的な回路構成の例である第３の形態として、第１の形態の周波数回路であって、
前記高周波信号生成部は、
前記負電圧発生部の出力が負電圧の場合に前記基準信号を生成する発振回路部を有し、
前記発振回路部で生成された基準信号をスイッチング信号として用いて前記高周波数の信号を生成する、
周波数変換回路を構成しても良い。 Further, as a third form which is an example of another specific circuit configuration, the frequency circuit of the first form,
The high-frequency signal generator is
An oscillation circuit unit that generates the reference signal when the output of the negative voltage generation unit is a negative voltage;
Using the reference signal generated by the oscillation circuit unit as a switching signal to generate the high-frequency signal;
A frequency conversion circuit may be configured.

また、第４の形態として、第１〜第３の何れかの形態の周波数変換回路であって、
前記負電圧発生部は、前記低周波数の信号に基づくスイッチ動作をして前記負電圧を発生させるチャージポンプ回路を有する、
周波数変換回路を構成しても良い。 Further, as a fourth form, the frequency conversion circuit according to any one of the first to third forms,
The negative voltage generation unit includes a charge pump circuit that generates the negative voltage by performing a switching operation based on the low-frequency signal.
A frequency conversion circuit may be configured.

第１実施形態における周波数変換回路の接続状態図。The connection state figure of the frequency converter circuit in 1st Embodiment. 第１実施形態における周波数変換回路の回路構成図。The circuit block diagram of the frequency converter circuit in 1st Embodiment. 第１実施形態における周波数変換回路の動作を説明するタイムチャート。The time chart explaining operation | movement of the frequency converter circuit in 1st Embodiment. 第２実施形態における周波数変換回路の回路構成図。The circuit block diagram of the frequency converter circuit in 2nd Embodiment. 第２実施形態における周波数変換回路の動作を説明するタイムチャート。The time chart explaining operation | movement of the frequency converter circuit in 2nd Embodiment.

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。但し、本発明の適用可能な実施形態がこれに限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the applicable embodiment of the present invention is not limited to this.

［第１実施形態］
＜接続構成＞
図１は、第１実施形態における周波数変換回路１０Ａの接続状態を示すブロック図である。周波数変換回路１０Ａは、制御信号入力端子１１と、クロック信号入力端子１２と、制御信号出力端子１３とを有している。 [First Embodiment]
<Connection configuration>
FIG. 1 is a block diagram showing a connection state of the frequency conversion circuit 10A in the first embodiment. The frequency conversion circuit 10 </ b> A has a control signal input terminal 11, a clock signal input terminal 12, and a control signal output terminal 13.

制御信号入力端子１１は、電子連動装置３０に接続され、リレーを駆動するためのリレー制御信号である、フェールセーフな低周波数のデジタル制御信号（低周波制御信号）が入力される。クロック信号入力端子１２は、電子連動装置３０に接続され、高周波数のデジタルクロック信号（クロック信号）が入力される。制御信号出力端子１３は、リレー駆動部４０に接続され、フェールセーフな高周波数のデジタル制御信号（高周波制御信号）が出力される。 The control signal input terminal 11 is connected to the electronic interlocking device 30 and receives a fail-safe low-frequency digital control signal (low-frequency control signal) that is a relay control signal for driving the relay. The clock signal input terminal 12 is connected to the electronic interlocking device 30 and receives a high frequency digital clock signal (clock signal). The control signal output terminal 13 is connected to the relay drive unit 40 and outputs a fail-safe high frequency digital control signal (high frequency control signal).

この周波数変換回路１０Ａは、制御信号入力端子１１から低周波制御信号が入力されているときに、クロック信号入力端子１２から入力されているクロック信号と同一周波数の高周波制御信号を制御信号出力端子１３から出力する。また、周波数変換回路１０Ａは、次段のリレー駆動部４０に入力する制御信号を高周波とし、その回路構成の小型化を図る目的で用いられる。 When a low frequency control signal is input from the control signal input terminal 11, the frequency conversion circuit 10 </ b> A sends a high frequency control signal having the same frequency as the clock signal input from the clock signal input terminal 12 to the control signal output terminal 13. Output from. Further, the frequency conversion circuit 10A is used for the purpose of reducing the circuit configuration by using a high-frequency control signal input to the relay drive unit 40 in the next stage.

＜回路構成＞
図２は、第１実施例における周波数変換回路１０Ａの回路構成図である。周波数変換回路１０Ａは、直流電圧発生部２２と、レベル変換部２４Ａとを有している。 <Circuit configuration>
FIG. 2 is a circuit configuration diagram of the frequency conversion circuit 10A in the first embodiment. The frequency conversion circuit 10A includes a DC voltage generation unit 22 and a level conversion unit 24A.

直流電圧発生部２２は、入力される低周波制御信号に基づいて、フェールセーフな負電圧を発生する負電圧発生部として機能する。この直流電圧発生部２２は、第１抵抗器Ｒ１と、第２抵抗器Ｒ２と、第３抵抗器Ｒ３と、第４抵抗器Ｒ４と、第１トランジスタＱ１と、第２トランジスタＱ２と、第１コンデンサＣ１と、第２コンデンサＣ２と、第１ダイオードＤ１と、第２ダイオードＤ２とを有して構成されるチャージポンプ回路である。第２コンデンサＣ２の両端電圧が、直流電圧発生部２２の出力電圧となる。 The DC voltage generator 22 functions as a negative voltage generator that generates a fail-safe negative voltage based on the input low frequency control signal. The DC voltage generator 22 includes a first resistor R1, a second resistor R2, a third resistor R3, a fourth resistor R4, a first transistor Q1, a second transistor Q2, and a first resistor The charge pump circuit includes a capacitor C1, a second capacitor C2, a first diode D1, and a second diode D2. The voltage across the second capacitor C <b> 2 becomes the output voltage of the DC voltage generator 22.

レベル変換部２４Ａは、直流電圧発生部２２によって生成された負電圧を動作電源として、入力されるクロック信号と同一周波数の制御信号（高周波制御信号）を生成する高周波数信号生成部として機能する。このレベル変換部２４Ａは、第５抵抗器Ｒ５と、第６抵抗器Ｒ６と、第７抵抗器Ｒ７と、第１フォトカプラＰ１と、第２フォトカプラＰ２とを有して構成される。 The level conversion unit 24A functions as a high frequency signal generation unit that generates a control signal (high frequency control signal) having the same frequency as that of the input clock signal, using the negative voltage generated by the DC voltage generation unit 22 as an operation power supply. The level conversion unit 24A includes a fifth resistor R5, a sixth resistor R6, a seventh resistor R7, a first photocoupler P1, and a second photocoupler P2.

＜動作＞
図３は、周波数変換回路１０Ａの動作を説明するタイムチャートである。図３では、横軸を時刻ｔとして、入力される低周波制御信号Ｆｌｉと、直流電圧発生部２２の出力電圧（負電圧）と、入力されるクロック信号Ｆｈｉと、出力される高周波制御信号Ｆｈｏとのそれぞれの信号波形を模式的に示している。 <Operation>
FIG. 3 is a time chart for explaining the operation of the frequency conversion circuit 10A. In FIG. 3, the horizontal axis represents time t, the input low frequency control signal Fli, the output voltage (negative voltage) of the DC voltage generator 22, the input clock signal Fhi, and the output high frequency control signal Fho. The respective signal waveforms are schematically shown.

時刻ｔ１までの期間は、「リレー制御無し」の期間であり、低周波制御信号Ｆｌｉは、論理信号レベルで「Ｌ（ローレベル）」の無信号の状態である。つまり、直流電圧発生部２２においては、第１トランジスタＱ１はオフであり、第１コンデンサＣ１は充電されない。このため、第２コンデンサＣ２が充電されず、直流電圧発生部２２の出力電圧は０（ゼロ）である。 The period up to time t1 is a period of “no relay control”, and the low frequency control signal Fli is in a no-signal state of “L (low level)” at the logic signal level. That is, in the DC voltage generator 22, the first transistor Q1 is off and the first capacitor C1 is not charged. For this reason, the second capacitor C2 is not charged, and the output voltage of the DC voltage generator 22 is 0 (zero).

そして、レベル変換部２４Ａにおいては、第１フォトカプラＰ１の第１フォトトランジスタＰｔ１は、直流電圧発生部２２の出力電圧が印加されるエミッタ電圧が０（ゼロ）のため、コレクタ・エミッタ間に電位が生じず、そのオン／オフに関わらず非導通である。このため、第２フォトカプラＰ２の第２フォトダイオードＰｄ２に電流が流れず、第２フォトトランジスタＰｔ２はオフとなる。従って、第７抵抗器Ｒ７を介して２４Ｖの電圧にプルアップされている制御信号出力端子１３から出力される高周波制御信号Ｆｈｏは、論理信号レベルで「Ｈ（ハイレベル）」の一定信号となる。 In the level converter 24A, the first phototransistor Pt1 of the first photocoupler P1 has a potential between the collector and the emitter because the emitter voltage to which the output voltage of the DC voltage generator 22 is applied is 0 (zero). Does not occur and is non-conductive regardless of the on / off state. For this reason, no current flows through the second photodiode Pd2 of the second photocoupler P2, and the second phototransistor Pt2 is turned off. Therefore, the high frequency control signal Fho output from the control signal output terminal 13 pulled up to a voltage of 24V via the seventh resistor R7 becomes a constant signal of “H (high level)” at the logic signal level. .

時刻ｔ１において、「リレー制御有り」に変化すると、低周波制御信号Ｆｌｉは、論理信号レベルで「Ｈ」と「Ｌ」に交互に変化する。すなわち、時刻ｔ１において、低周波制御信号Ｆｌｉが「Ｈ」となると、第１トランジスタＱ１がオンとなるとともに、第２トランジスタＱ２がオフとなる。すると、第１トランジスタＱ１、及び、第３抵抗器Ｒ３の経路に電流が流れ、第１コンデンサＣ１が充電される。 When changing to “with relay control” at time t1, the low frequency control signal Fli alternately changes to “H” and “L” at the logic signal level. That is, when the low frequency control signal Fli becomes “H” at time t1, the first transistor Q1 is turned on and the second transistor Q2 is turned off. Then, a current flows through the path of the first transistor Q1 and the third resistor R3, and the first capacitor C1 is charged.

次いで、時刻ｔ２において、低周波制御信号Ｆｌｉが「Ｌ」に変化すると、第１トランジスタＱ１がオフとなるとともに、第２トランジスタＱ２がオンとなる。すると、第１コンデンサＣ１が放電し、これによって第２コンデンサＣ２が充電される。すなわち、第１コンデンサＣ１から第２コンデンサＣ２への転流が行われる。この第２コンデンサＣ２の充電に伴って、直流電圧発生部２２の出力電圧が低下する（負電圧の発生）。 Next, when the low frequency control signal Fli changes to “L” at time t2, the first transistor Q1 is turned off and the second transistor Q2 is turned on. Then, the first capacitor C1 is discharged, thereby charging the second capacitor C2. That is, commutation from the first capacitor C1 to the second capacitor C2 is performed. As the second capacitor C2 is charged, the output voltage of the DC voltage generator 22 decreases (generation of a negative voltage).

そして、時刻ｔ３において、出力電圧（負電圧）が、レベル変換部２４Ａの動作電圧となる「−Ｖ」に達すると、クロック信号と同一の周波数の信号（高周波信号）が、制御信号出力端子１３から出力される。 At time t3, when the output voltage (negative voltage) reaches “−V”, which is the operating voltage of the level converter 24A, a signal (high frequency signal) having the same frequency as the clock signal is supplied to the control signal output terminal 13. Is output from.

すなわち、出力電圧が「−Ｖ」に達し、且つ、第１フォトトランジスタＰｔ１がオンのときは、第２フォトカプラＰ２の第２フォトダイオードＰｄ２に電流が流れて第２フォトトランジスタＰｔ２がオンとなり、高周波制御信号Ｆｈｏは「Ｌ」となる。一方、出力電圧が「−Ｖ」に達し、且つ、第１フォトトランジスタＰｔ１がオフのときは、第２フォトダイオードＰｄ２に電流が流れず第２フォトトランジスタＰｔ２がオフとなり、高周波制御信号は「Ｈ」となる。つまり、第１フォトトランジスタＰｔ１の「オン／オフ」に同期して、「Ｌ／Ｈ」に変化する高周波制御信号が出力される。 That is, when the output voltage reaches “−V” and the first phototransistor Pt1 is on, a current flows through the second photodiode Pd2 of the second photocoupler P2, and the second phototransistor Pt2 is turned on. The high frequency control signal Fho becomes “L”. On the other hand, when the output voltage reaches “−V” and the first phototransistor Pt1 is off, no current flows through the second photodiode Pd2, the second phototransistor Pt2 is turned off, and the high frequency control signal is “H”. " That is, a high frequency control signal that changes to “L / H” is output in synchronization with “on / off” of the first phototransistor Pt1.

ところで、クロック信号Ｆｈｉが「Ｌ」のときは、第１フォトカプラＰ１の第１フォトダイオードＰｄ１に電流が流れ、第１フォトトランジスタＰｔ１がオンとなる。一方、クロック信号Ｆｈｉが「Ｈ」のときは、第１フォトカプラＰ１の第１フォトダイオードＰｄ１に電流が流れないため、第１フォトトランジスタＰｔ１はオフとなる。つまり、クロック信号Ｆｈｉの「Ｌ／Ｈ」に同期して、第１フォトトランジスタＰｔ１が「オン／オフ」と変化する。 By the way, when the clock signal Fhi is “L”, a current flows through the first photodiode Pd1 of the first photocoupler P1, and the first phototransistor Pt1 is turned on. On the other hand, when the clock signal Fhi is “H”, no current flows through the first photodiode Pd1 of the first photocoupler P1, and thus the first phototransistor Pt1 is turned off. That is, the first phototransistor Pt1 changes to “on / off” in synchronization with “L / H” of the clock signal Fhi.

従って、直流電圧発生部２２からの出力電圧が「−Ｖ」に達している場合、クロック信号の「Ｌ／Ｈ」に同期して「Ｌ／Ｈ」に変化する高周波制御信号、すなわち、クロック信号と同一の周波数の高周波制御信号が出力される。出力される高周波制御信号の信号レベルは、第７抵抗器Ｒ７の抵抗値によって決まる。 Accordingly, when the output voltage from the DC voltage generator 22 reaches “−V”, the high-frequency control signal that changes to “L / H” in synchronization with the clock signal “L / H”, that is, the clock signal A high frequency control signal having the same frequency as is output. The signal level of the output high frequency control signal is determined by the resistance value of the seventh resistor R7.

このように、低周波制御信号が「Ｈ」の期間において、第１コンデンサＣ１が充電され、続く低周波制御信号が「Ｌ」の期間において、第１コンデンサＣ１が放電し、これによって第２コンデンサＣ２が充電される。 In this way, the first capacitor C1 is charged during the period when the low frequency control signal is “H”, and the first capacitor C1 is discharged during the period when the low frequency control signal is “L”. C2 is charged.

なお、低周波制御信号が「Ｌ」のときは、第１コンデンサＣ１の放電によって第２コンデンサＣ２が充電されるが、第１コンデンサＣ１が放電し終わると、第２コンデンサＣ２が放電してその両端電圧が低下する。しかし、低周波制御信号は「Ｈ」と「Ｌ」を繰り返す。つまり、第２コンデンサＣ２の充電が断続的に繰り返されるため、直流電圧発生部２２からの出力電圧は、一定の負電圧（−Ｖｍ）に保たれる。 When the low frequency control signal is “L”, the second capacitor C2 is charged by the discharge of the first capacitor C1, but when the first capacitor C1 is completely discharged, the second capacitor C2 is discharged and The voltage at both ends decreases. However, the low frequency control signal repeats “H” and “L”. That is, since the charging of the second capacitor C2 is intermittently repeated, the output voltage from the DC voltage generator 22 is maintained at a constant negative voltage (−Vm).

ここで、レベル変換部２４Ａの動作電圧である「−Ｖ」は、第２フォトトランジスタＰｔ２をオンとする電流を第２フォトダイオードＰｄ２に流すのに必要な電圧であり、第６抵抗器Ｒ６の抵抗値によって決まる。 Here, “−V”, which is the operating voltage of the level conversion unit 24A, is a voltage necessary for flowing a current for turning on the second phototransistor Pt2 to the second photodiode Pd2, and the voltage of the sixth resistor R6 It depends on the resistance value.

＜フェールセーフの確保＞
上述のように、低周波制御信号Ｆｌｉが「Ｌ」で固定されるとき（リレー制御無しのとき）、直流電圧発生部２２の出力電圧は０（ゼロ）となり、高周波制御信号Ｆｈｏは「Ｈ」に固定される。 <Ensuring failsafe>
As described above, when the low frequency control signal Fli is fixed at “L” (without relay control), the output voltage of the DC voltage generator 22 becomes 0 (zero), and the high frequency control signal Fho is “H”. Fixed to.

一方、低周波制御信号Ｆｌｉが「Ｈ」で固定されるときは、第１トランジスタＱ１がオンとなって第１コンデンサＣ１が充電されるが、第２コンデンサＣ２は充電されずその両端電圧は０（ゼロ）となり、高周波制御信号は「Ｈ」に固定される。第２コンデンサＣ２が充電されるのは、第１トランジスタＱ１がオンとなって第１コンデンサＣ１が充電された後、第１トランジスタＱ１がオフとなるとともに第２トランジスタＱ２がオンとなった場合のみである。つまり、直流電圧発生部２２の出力電圧が直流の負電圧となるのは、低周波制御信号が「Ｈ」と「Ｌ」を交互に繰り返すように変化した場合のみであり、この場合にのみ、レベル変換部２４Ａが動作して、クロック信号と同一の周波数の高周波制御信号が出力される。 On the other hand, when the low frequency control signal Fli is fixed at “H”, the first transistor Q1 is turned on and the first capacitor C1 is charged, but the second capacitor C2 is not charged and the voltage between both ends thereof is 0. (Zero), and the high frequency control signal is fixed to “H”. The second capacitor C2 is charged only when the first transistor Q1 is turned on and the first capacitor C1 is charged, and then the first transistor Q1 is turned off and the second transistor Q2 is turned on. It is. That is, the output voltage of the DC voltage generator 22 becomes a DC negative voltage only when the low frequency control signal changes to alternately repeat “H” and “L”, and only in this case, The level conversion unit 24A operates to output a high frequency control signal having the same frequency as the clock signal.

また、例えば、第１トランジスタＱ１、第１コンデンサＣ１、及び、第２ダイオードＤ１が、ともに導通故障した場合、第２コンデンサＣ２の端子電圧は正電圧となる。つまり、直流電圧発生部２２の出力電圧は正電圧となる。この場合、レベル変換部２４Ａは動作しない。すなわち、レベル変換部２４Ａにおける第１フォトトランジスタＰｔ１は、そのオン／オフに関わらずに非導通である。そして、第２フォトトランジスタＰｔ２はオフとなり、高周波制御信号は「Ｈ」に固定される。これらにより、周波数変換回路１０Ａのフェールセーフが確保される。 For example, when the first transistor Q1, the first capacitor C1, and the second diode D1 all fail in conduction, the terminal voltage of the second capacitor C2 becomes a positive voltage. That is, the output voltage of the DC voltage generator 22 is a positive voltage. In this case, the level conversion unit 24A does not operate. That is, the first phototransistor Pt1 in the level conversion unit 24A is non-conductive regardless of its on / off state. Then, the second phototransistor Pt2 is turned off, and the high frequency control signal is fixed to “H”. Thus, the fail safe of the frequency conversion circuit 10A is ensured.

［第２実施形態］
次に、第２実施形態を説明する。第２実施形態は、上述の第１実施形態における周波数変換回路１０Ａにおいて、クロック信号を入力せず、回路内部で、クロック信号に相当する信号を生成する構成とした実施形態である。なお、以下の説明において、上述の第１の実施形態と同一の要素については同符号を付し、詳細な説明を省略する。 [Second Embodiment]
Next, a second embodiment will be described. The second embodiment is an embodiment in which the frequency conversion circuit 10A in the first embodiment described above is configured to generate a signal corresponding to the clock signal inside the circuit without inputting the clock signal. In the following description, the same elements as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

＜回路構成＞
図４は、第２実施形態における周波数変換回路１０Ｂの回路構成図である。周波数変換回路１０Ｂは、直流電圧発生部２２と、発振器２６と、レベル変換部２４Ｂとを有し、発振器２６及びレベル変換部２４Ｂによって高周波信号生成部として機能する。 <Circuit configuration>
FIG. 4 is a circuit configuration diagram of the frequency conversion circuit 10B in the second embodiment. The frequency conversion circuit 10B includes a DC voltage generation unit 22, an oscillator 26, and a level conversion unit 24B, and functions as a high-frequency signal generation unit by the oscillator 26 and the level conversion unit 24B.

発振器２６は、直流電圧発生部２２の出力電圧（負電圧）を動作電源として動作し、「Ｈ」をゼロ電圧、「Ｌ」を負電圧とする所定の高周波数の発振信号を出力する。具体的には、動作電圧として、所定の負電圧「−Ｖ」が供給されると、高周波数の発振信号Ｆｏを出力する。 The oscillator 26 operates using the output voltage (negative voltage) of the DC voltage generator 22 as an operation power supply, and outputs a predetermined high-frequency oscillation signal having “H” as a zero voltage and “L” as a negative voltage. Specifically, when a predetermined negative voltage “−V” is supplied as the operating voltage, a high-frequency oscillation signal Fo is output.

レベル変換部２４Ｂは、発振器２６から入力された発振信号と同一の周波数の高周波制御信号を生成する。このレベル変換部２４Ｂは、第８抵抗器Ｒ８と、第９抵抗器Ｒ９と、第３フォトカプラＰ３とを有して構成される。 The level conversion unit 24B generates a high frequency control signal having the same frequency as the oscillation signal input from the oscillator 26. The level conversion unit 24B includes an eighth resistor R8, a ninth resistor R9, and a third photocoupler P3.

＜動作＞
図５は、周波数変換回路１０Ｂの動作を説明するタイムチャートである。図５では、横軸を時刻ｔとして、入力される低周波制御信号と、直流電圧発生部２２の出力電圧（負電圧）と、発振器２６の出力信号（発振信号）と、出力される高周波制御信号とのそれぞれの信号波形を模式的に示している。 <Operation>
FIG. 5 is a time chart for explaining the operation of the frequency conversion circuit 10B. In FIG. 5, with the horizontal axis as time t, the input low frequency control signal, the output voltage (negative voltage) of the DC voltage generator 22, the output signal (oscillation signal) of the oscillator 26, and the output high frequency control. The signal waveform with each signal is schematically shown.

時刻ｔ１１までの期間は「リレー制御無し」の期間であり、低周波制御信号は信号レベルが「Ｌ」である。この期間では、直流電圧発生部２２の出力電圧は０（ゼロ）である。従って、発振器２６は動作せず、発振器２６の出力信号（発振信号）は「Ｈ」の一定信号となる。このため、レベル変換部２４Ｂにおいては、第３フォトカプラＰ３の第３フォトダイオードＰｄ３に電流が流れず、第３フォトトランジスタＰｔ３はオフとなり、制御信号出力端子１３から出力される高周波制御信号は「Ｈ」となる。 The period up to time t11 is a period of “no relay control”, and the signal level of the low frequency control signal is “L”. During this period, the output voltage of the DC voltage generator 22 is 0 (zero). Accordingly, the oscillator 26 does not operate, and the output signal (oscillation signal) of the oscillator 26 is a constant signal of “H”. For this reason, in the level converter 24B, no current flows through the third photodiode Pd3 of the third photocoupler P3, the third phototransistor Pt3 is turned off, and the high-frequency control signal output from the control signal output terminal 13 is “ H ".

続いて、時刻ｔ１１において「リレー制御有り」に変化すると、低周波制御信号は、「Ｈ」と「Ｌ」に交互に変化する信号となる。すなわち、低周波制御信号が「Ｈ」から「Ｌ」に変化する時刻１２において、第２コンデンサＣ２への充電が開始されて直流電圧発生部２２の出力電圧が低下する。 Subsequently, when it changes to “with relay control” at time t11, the low-frequency control signal becomes a signal that changes alternately between “H” and “L”. That is, at time 12 when the low-frequency control signal changes from “H” to “L”, charging of the second capacitor C2 is started and the output voltage of the DC voltage generator 22 decreases.

時刻ｔ１３において、直流電圧発生部２２の出力電圧が発振器２６の動作電圧である「−Ｖ」に達すると（負電圧の発生）、発振器２６から発振信号が出力され、その発振信号と同一の周波数の高周波制御信号が制御信号出力端子１３から出力される。 At time t13, when the output voltage of the DC voltage generator 22 reaches “−V” that is the operating voltage of the oscillator 26 (generation of a negative voltage), an oscillation signal is output from the oscillator 26 and has the same frequency as the oscillation signal. Are output from the control signal output terminal 13.

そして、発振信号の「Ｈ／Ｌ」の変化に同期して、第３フォトカプラＰ３の第３フォトトランジスタＰｔ３がオン／オフし、高周波制御信号が「Ｌ／Ｈ」に変化する。すなわち、発振信号が「Ｈ」のときは、第３フォトダイオードＰｄ３に電流が流れず第３フォトトランジスタＰｔ３がオフとなり、高周波制御信号は「Ｈ（ハイレベル）」となる。一方、発振信号が「Ｌ」のときは、第３フォトダイオードＰｄ３に電流が流れて第３フォトトランジスタＰｔ３がオンとなり、高周波制御信号は「Ｌ」となる。 Then, in synchronization with the change of the oscillation signal “H / L”, the third phototransistor Pt3 of the third photocoupler P3 is turned on / off, and the high frequency control signal is changed to “L / H”. That is, when the oscillation signal is “H”, no current flows through the third photodiode Pd3, the third phototransistor Pt3 is turned off, and the high-frequency control signal is “H (high level)”. On the other hand, when the oscillation signal is “L”, a current flows through the third photodiode Pd3, the third phototransistor Pt3 is turned on, and the high frequency control signal is “L”.

＜フェールセーフの確保＞
上述の第１実施例と同様に、直流電圧発生部２２は、低周波制御信号が「Ｈ」と「Ｌ」に交互に変化する場合にのみ、その出力電圧が直流の負電圧となる。そして、発振器２６が動作して発振信号を出力し、この発振信号と同一の周波数の高周波制御信号が出力される。一方、低周波制御信号が「Ｈ」或いは「Ｌ」に固定されている場合には、直流電圧発生部２２の出力電圧は０（ゼロ）となり、発振器２６は動作せず、高周波制御信号は「Ｈ」に固定される。これにより、周波数変換回路１０Ｂのフェールセーフが確保される。 <Ensuring failsafe>
Similar to the first embodiment described above, the direct-current voltage generator 22 has a direct-current negative voltage only when the low-frequency control signal alternately changes between “H” and “L”. Then, the oscillator 26 operates to output an oscillation signal, and a high frequency control signal having the same frequency as the oscillation signal is output. On the other hand, when the low frequency control signal is fixed to “H” or “L”, the output voltage of the DC voltage generator 22 becomes 0 (zero), the oscillator 26 does not operate, and the high frequency control signal is “ Fixed to “H”. Thereby, the fail safe of the frequency conversion circuit 10B is ensured.

また、発振器２６の発振信号は「Ｈ」がゼロ電圧の信号であり、第３フォトカプラＰ３の第３フォトトランジスタＰｔ３は、発振信号が負電圧でなければオンしない。従って、発振器２６が故障し、発振器２６の出力信号が正電圧或いはゼロ電圧の信号となったとしても、第３フォトトランジスタＰｔ３が動作せず、高周波制御信号は「Ｈ」に固定される。 Further, the oscillation signal of the oscillator 26 is a signal whose “H” is zero voltage, and the third phototransistor Pt3 of the third photocoupler P3 is not turned on unless the oscillation signal is a negative voltage. Therefore, even if the oscillator 26 fails and the output signal of the oscillator 26 becomes a positive voltage or zero voltage signal, the third phototransistor Pt3 does not operate and the high frequency control signal is fixed to “H”.

［変形例］
なお、本発明の適用可能な実施形態は、上述の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能なのは勿論である。 [Modification]
It should be noted that embodiments to which the present invention can be applied are not limited to the above-described embodiments, and can be appropriately changed without departing from the spirit of the present invention.

（Ａ）直流電圧発生部２２
例えば、上述の各実施形態において、直流電圧発生部２２は、入力される低周波制御信号Ｆｌｉをスイッチング信号として用いて直流電圧を発生するチャージポンプ回路を有する構成としたが、低周波制御信号Ｆｌｉが入力された場合にのみ直流の負電圧を発生するのであれば、例えばトランス結合整流回路といった他の回路構成でも良い。 (A) DC voltage generator 22
For example, in each of the above-described embodiments, the DC voltage generation unit 22 is configured to include a charge pump circuit that generates a DC voltage using the input low frequency control signal Fli as a switching signal. As long as a negative DC voltage is generated only when the signal is input, another circuit configuration such as a transformer coupled rectifier circuit may be used.

（Ｂ）レベル変換部２４Ａ，２４Ｂ
また、上述の各実施形態において、レベル変換部２４Ａ，２４Ｂが第１フォトカプラＰ１〜第３フォトカプラＰ３を有して構成されるとしたが、フォトモスリレーなどの他の種類の半導体素子を有して構成されることにしても良い。また、これらの第１フォトカプラＰ１〜第３フォトカプラＰ３に代えて、トランジスタを用いても良い。 (B) Level converters 24A and 24B
In each of the above-described embodiments, the level conversion units 24A and 24B are configured to include the first photocoupler P1 to the third photocoupler P3. However, other types of semiconductor elements such as a photomoss relay are used. It may be configured to have. A transistor may be used instead of the first photocoupler P1 to the third photocoupler P3.

（Ｃ）発振器２６
また、上述の第２実施形態において、発振器２６に代えて発振回路によって構成しても良い。 (C) Oscillator 26
In the second embodiment described above, an oscillator circuit may be used instead of the oscillator 26.

１０Ａ，１０Ｂ周波数変換回路
２２直流電圧発生部
２４Ａ，２４Ｂレベル変換部
２６発振器
３０電子連動装置、４０リレー駆動部 10A, 10B Frequency conversion circuit 22 DC voltage generation unit 24A, 24B Level conversion unit 26 Oscillator 30 Electronic interlocking device, 40 Relay drive unit

Claims

The predetermined low frequency signal, a frequency converting circuit for converting the predetermined high frequency signal,
A negative voltage generator having a charge pump circuit that performs a switching operation based on the low-frequency signal, and generating and outputting a negative voltage by the charge pump circuit ;
An oscillation circuit for generating a reference signal of a given high frequency when the output of the negative voltage generator is a negative voltage,
A high-frequency signal generation unit that generates and outputs the high-frequency signal using a reference signal generated by the oscillation circuit unit as a switching signal ;
A frequency conversion circuit comprising: