JP5505742B2 - 計測用アナログフロントエンド回路 - Google Patents
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Description
図1は、本実施形態に係る計測用アナログフロントエンド回路30の構成を示すブロック図である。図1によれば、本実施形態に係る計測用アナログフロントエンド回路30は、センサ10と、システム側のメインコントローラ20(制御装置)とのインタフェースとしての役割を持ち、センサ10とのインタフェースを担う絶縁部31と、メインコントローラ20とのインタフェースを担う非絶縁部32と、からなる。この絶縁部31と非絶縁部32は、半二重の絶縁通信を行う絶縁通信部33により接続され、これら絶縁部31、非絶縁部32、絶縁通信部33、および後述する絶縁電源用トランスは、本実施形態に係る計測用アナログフロントエンド回路30が実装される唯一の基板に実装される。
以下、本実施形態に係る計測用アナログフロントエンド回路30の動作について詳細に説明する。
以上説明のように本実施形態に係る計測用アナログフロントエンド回路30によれば、絶縁部31(AD変換回路313)と非絶縁部32(制御回路321)との間で絶縁することにより、絶縁通信で伝送するデータ量を削減することができる。このとき、絶縁通信は半二重通信双方向のデータ送信を1系統で実現する。また、クロックの伝送は、データ通信にクロックの成分を重畳して送信し、絶縁部31(クロック再生回路316)でクロックのリカバリを行う。このため、半二重による絶縁通信により、絶縁部31と非絶縁部32間に必要な信号の伝送を行うことが可能になる。ここで必要な信号は、設定、測定により得られるAD変換結果、ステータスのようなデータに加え、クロック、リセットも含まれる。
Claims (8)
- センサと制御装置とのインタフェースとして使用される計測用アナログフロントエンド回路であって、
前記センサとのインタフェースを担う少なくともAD変換回路を含む絶縁部と、
前記制御装置とのインタフェースを担う少なくとも制御回路を含む非絶縁部と、
前記絶縁部と前記非絶縁部との間に設けられる絶縁通信用トランスを介して半二重絶縁通信を行う絶縁通信部とを備え、
前記絶縁通信用トランスは、
前記絶縁部と、前記非絶縁部が実装される基板の配線パターンで形成され、
前記制御回路は、
前記絶縁部に対して前記絶縁通信部を介して測定に関する設定を行った後、前記AD変換回路に対してAD変換実行命令を送信し、前記絶縁部から前記絶縁通信部を介して前記AD変換回路によるAD変換結果を取得して前記制御装置に転送することを特徴とする計測用アナログフロントエンド回路。 - 前記非絶縁部は、
前記絶縁部に対し、前記絶縁通信部を介して前記AD変換実行命令と次のAD変換実行命令との間にNOP命令を連続して等間隔に挟んで送信し、
前記絶縁部は、
前記AD変換実行命令とNOP命令に重畳されたクロック成分を抽出することにより内部で使用するクロックを再生し、前記非絶縁部に対し、前記絶縁通信部を介して前記AD変換結果およびステータス応答を行うことを特徴とする請求項1記載の計測用アナログフロントエンド回路。 - 前記絶縁部は、
1以上のセンサ出力の入力切替えを行う入力切替回路と、非絶縁部により設定される前記測定に関する設定内容が格納される設定モニタレジスタと、
前記設定内容に含まれるレンジで選択された前記センサの出力を増幅して前記AD変換回路に出力する増幅器と、
前記非絶縁部との間で絶縁通信用トランスを介して前記半二重の絶縁通信を行う通信回路と、
前記制御装置から、前記非絶縁部および絶縁電源用トランスを介して供給される電力を必要な電圧に変換するDC−DCコンバータと、を有することを特徴とする請求項1または2記載の計測用アナログフロントエンド回路。 - 前記絶縁部は、
前記センサと前記入力切替回路との間に、前記センサの出力による過大入力から内部の回路を保護する過大入力保護回路を更に有することを特徴とする請求項3記載の計測用アナログフロントエンド回路。 - 前記非絶縁部は、
内部バスに接続される、前記制御回路、および前記絶縁通信部を介して半二重絶縁通信を行う通信回路を含む周辺回路と、
前記制御装置から供給される電力を前記絶縁部に供給する絶縁電源用トランスを駆動するトランスドライバと、を有することを特徴とする請求項1記載の計測用アナログフロントエンド回路。 - 前記絶縁電源用トランスは圧電トランスであることを特徴とする請求項3から5のいずれか1項記載の計測用アナログフロントエンド回路。
- 前記絶縁部、前記非絶縁部、前記絶縁通信部、のそれぞれは、同一基板上に実装されることを特徴とする請求項1から6のいずれか1項記載の計測用アナログフロントエンド回路。
- 前記絶縁部、前記非絶縁部、前記絶縁通信部、前記絶縁電源用トランス、のそれぞれは、同一基板上に実装されることを特徴とする請求項3から6のいずれか1項記載の計測用アナログフロントエンド回路。
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