JPH02500155A - 情報の導電分離伝送用装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 従来の技術 本発明は、主請求項の上位概念による、情報の導電分離伝送用装置から出発し、 ビット毎に整理を行う端末マルチマスタネットワークに対する、欠落に寛大な導 電分離型バス接続回路を提供しようとするものである。端末マルチマスタネット ワークでの非常に効果的なバス許可はビット毎の整理により行われる。（例えば 、ＣＡＭ　、エエＣ，ＤＤＥ） ビット毎に整理を行うマルチマスタネットワークは、論理レベル”優性、ｄｏｍ ｉｎａｎｔ″と７劣性、ｒｅｚｅｓｓｉｖ″で動作する。各時点で劣性バスレベ ルを優性レベルの送出により置き換えることができる。同時に優性ビットを走査 検出した場合、バスの競合状態は劣性ビットの送信機側が送信要求の競争を諦め 、受信機側になることにより決定される。

この技術手段では信号の直流成分が線路を介して伝送される。この論理ビットレ ベルに対する例として：優性　劣性 低抵抗　高抵抗 点　灯　点灯せず 電　圧　電圧なし エネルギー　エネルギーなし 現在の技術では、ビット毎に整理を行うネットワークにおいて、個々の加入ステ ーションを導電的に分離するために少なくとも送信側で光学的構成素子を用いな ければならなＡｏなぜなら光学的１１１成素子は直流成分を共に伝送することが できるからである。ニー電気線路を有するバスへの結合を行うオプトカプラース ターカブ５を有する光波導体バスへの光学的送信器および受信器 ここでオプトカプラは比較的に高い故障率を胃する槽底素子であわ、極端な温度 また１儂急速な温度変化をする場所１ｚは使用できない。

目標ネットワークに対して、所要とされるバスレベル”優性”と”劣性”のため 、オープンコレクタ出力側を有するオツドカプラのみが考えられる。この出力ト ランジスタの導通時ＩＣパスレベル”優性”が形成され、全ネットワークは目標 セットに対してゾロツクされる。

スターカプラを有する光波導体における光学的送信器と受信器を車両の回路網に 使用するには高価であり、信頼性が低い。

光導体または光学的ンクット接続を使用する際の制限は、現在のところ極端な条 件（例えば自動車）での使用を許可しない。

出力素子のドライバが故障すると光が継続して発生され（″優性″）、全ネット ワークがゾロツクされる。

スターカプラの故障の際も同様にネットワークがブロックされる。

本発明の課題は、ステーションの故障時にも伝送区間のゾロツクされなＡ１信頼 性のある情報の導電分離伝送用装置を提供し、しかも例えば自動車分野のように 大量に使用することも考慮した安価な装置を提供することである。

発明の利点 一装置の入力側と出力側との間で電位分離が行われるので、装備したネットワー クステーションを、個々のステーションが種々異なる電位に在るときも、または 高い同一タイミング（クロック）障害が発生したときも駆動することができる。

一バス線路を介して当該ステーションにもチ込まれる差分障害が復調器にて減結 合（正の差分障害）ないし制限（負の差分障害）される。それにより、バス線路 から見て復調器の後にある回路ブロックが破壊から保護される。

一分雄装置、例えばドライバまたはインターフェースブロックの前での結合回路 ブロックの故障でたけ短絡の際に、残りのステーション間のバス線路でのバス流 通は損害を受けない。なぜならバスが分離装置と復調器によシ減結合されている からである。

−装置は非常に信頼性が高く、安価であり、例えば自動車に使用することができ る。

図　面 本発明の実施例が図面に示されており、以下詳細に説明する。

第１図は例えば自動車の全体ネットワークに使用した装置のおおよそのブロック 回路図、 第２図は装置の作用？説明するだめのタイムチャート図、 第６図はモデュレータの２つの実施例、第４図はドライバ回路の実施例、 Ｍ５図は端末ネットワークの実施例、 第６図は導電分離の実施例、 第７図は復調用の回路装置、 第８図はバス結合ネットワーク用の回路装置、　第９図と第１０図１は全体的構 成を示す図である。

実施例の説明 ａ）バスシステム 第１図はバスシステムのブロック回路図を示す。

この図は全体的バスステーション１，２．３と全体的ネットワーク４からなる。

バスステーション１，２゜３は線路４１，４２．４３を介して全体的ネットワー ク４に接続されて２る。各バスステーションはモデュレータ１０．ドライバ２０ ．端末ネットワーク３０゜導電分離部４０．復調器５０およびバス結合ネットワ ーク６０からなる。伝送すべき信号はインターフエ−スブロック７により形成さ れ、線路１０１にて取り出される。インター７エースブロツク７は、別のブロッ クにより変調され、線路７１に印加される受信信号を処理する。

ｂ）バスステーションのブロック回路の説明（バスステーション１の例） 伝送さるべき信号は線路１０１を介してインターフェースブロック７からモデュ レータ１０へ供給される。

このモデュレータは直流成分のある送信信号から直流成分のない中間信号を生成 する。モデュレータ１０の出力側は線路２０１を介してドライバ２０の入力側に 供給される。ドライバ２０の出力側は線路３０１を介して端末ネットワーク３０ の入力側１ｃ接続されて１ハる。

このネットワークは別のインター７エースブロツクと適用回路をモデュンータお よびドライバを介して結合するために別の入力側３０２と３０３′ｔ−有する。

端末ネットワーク３０の出力側は線路４０１ｆｆｉ介して導電分離部４０の入力 側に接続される。導電分離部４０の出力側は線路５０１を介して復調器５０の入 力側に達する。ここで直流成分のない、導電的に減結合された中間信号から再び 直流成分のある信号が生成される。

復調器５０■出力側は線路６０１を介してバス結合ネットワーク６０の入力側に 至る。バス結合ネットワーク６０の出力側は線路４１を介して全体的ネットワー ク４の入力側に接続されている。さらにここから受信信号は場合によっては別の ゾロツクおよび線路７１を介してインター７エースブロツク７へフィードバック される。このインター７エースブロツクは読出したビットから伝送情報を組成し 、これを適用回路５に転送する。全体的ネットワーク４１／ｃより多数のバス加 入者も大きな区間を介して接続される。

端末ネットワーク３０も省略することができる。そうするとドライバ２０の６カ 側３０１は直接導電分離部４０の入力側４０１に接続される。

モデュレータ１０とドライバ２０もインターフェースブロック内に安価に集積化 することができる。従ってこれらも直接インターフェースブロックと接続するこ とができる。

第２図はタイムチャートを用いた作用の説明図である。第２ａ図は到来するビッ トストリームてよりランチさルるクロック周波数を示す。伝送すべき信号Ｆｉ第 ２ｂ図に示されている。ビットレベルの変動はそれぞれクロック周波数のラスク 内でのみ可能である。伝送すべき信号はモデュンータにより２つの中間信号（第 ２Ｃ図、第２ｄ図）に変換され、２つの中間信号は導電分離部の制御に用いる。

第２Ｃ図と第２ｄ図による中間信号は劣性ビットの送信の際に両刃とも論理Ｏに なり、これに対し優性ビットの送信の際には交互に論理１になる。第２ｅ図は導 電分離後の信号を示す。ここで、優性ビットの場合には正または負の電圧が発生 し、これに対し劣性ビットの場合ては電圧は発生しな一０復調の後、第２ｆ図に 示したように再び元の信号経過が得られる。生成結果は電位分離された信号であ り、オリジナル信号第２ｂ図の経過に相当する。

以下第１図のブロック回路図の圓々のブロックの実施例全詳細に説明する。

Ｃ）復調器 第３ａ図と第３ｂ図はモデュレータ１０に対する２つの実施例を示す。

モデュレータ１０は、伝送すべき信号全１導電分離部の接続のために処理するこ とｔ−課題とする。そのために送信信号はモデュレータクロックにより重畳され る。このモデュレータクロックは有利にはビットクロック自身と同じ周波数、ま たは比較的に高い周波数とすることかできる。モデュレータを７リーランさせる か、または例えばすべてのバス加入者のモデュレータを各伝送の開始時に同じよ うにスタートさせてモデュレータを同期化させるという手段がある。同期化によ りすべてのバス加入者の中間信号が同位相になることが保証される。このことは 複数の加入者の中間信号が端末ネットワーク３０で結合される場合に必要である 。

第３ａ図は非同期モデュレータの実施例である。

送信信号は入力線路１０１１に印加され、Ｄフリップフロップ１０２のＤ入力側 とトグル７リツプフロツプ１０３のＴ入力側に供給される。モデュレータクロッ クは入力線路１０１２を介して２つの７リツプ７０ツブ１０２と１０３のクロッ ク入力側に達する。Ｄフリップフロップ１０２のＱ出力側は論理ＡＮＤデート１ ０４と１０５のそれぞれ１つＱ入力側に接続され、出力線路２０１１にも達する 。トグルフリップ７０ツブ１０３のＱ出力側ＡＮＤデート１０４の第２入力端に 接続され、互出力側はＡＮＤデート１０５の第２入力端に接続される。ＡＮＤデ ート１０４と１０５の出力側は出力線路２０１２と２０１６を形成する。

作用： Ｄフリップ７０ツブ１０２とトグル７リツデ７Ｉ：Ｉッ、ｙ’１０３ｉｄモデュ レータクロックによりクロック制御される。２つの７リツプ７０ツブのＤおよび Ｔ入力側に送信信号が印加される。その際優性レベルは論理１であり、劣性レベ ルは論理０である。Ｄ７リツプフロツプ１０２は送信信号にモデュレータクロッ クで同期する。トグルフリップ７０ツブ１０３は優性送信信号の際に各クロック 縁により切り換わり、そのＱ出力側と互出力側は各クロックで極性を交番する。

トグル７リツプフロツゾＱおよび互出力側を同期送信信号でＡＮＤ結合すること により、劣性ビットの送信時に出力線路２０１２と２０１３は共に論理０となり 、優性ビア）の送信時にモデュレータクロックで出力が交互に論理Ｏと論理１に なる。

第３ｂ図は同期モデュレータの実施例を示す。

第３ａ図の非同期モデュレータとは反対にここではトグル７リツプフロツプは同 期信号によりリセットされる。そのために同期信号は線路１ｏｉ６’ｔ−介して トグルフリップフロップ１０６のリセット入力側に印加される。同期信号は例え ば新しＡメツセージの開始時の短込パルスとすることができる。このモデュレー タの出力側は非同期モデュレータと同様の論理特性を有れた同期モデュレータ出 力側ｐζ関連して定められる。

ｄ）　ドライバ 第４ａ図と第４ｂ図はオープンコレクタドライバとブツシュゾルドライバに対す る実施例を示す。　この種のプッシュプルドライバは例えばテキサスインスツル メント社の５Ｎ７４１２６から得られる。どの種類のドライバを使用するかは導 電分離の態様に依存する。

中点タップを有するオーバドライバを一次側に使用する際には例えばオープンコ レクタドライバを用い、中点タップを有しないオーバドライバを一次側に使用す る際にはプッシュプルドライバを用いる。

第４ａ図はオープンコレクタドライバの実施例に示す。

ここではモデュレータから到来する入力信号２Ｄ１２と２０１３は抵抗２０２と ２０３を介してＮＰＮ　）ランゾスタ２０４と２０５のベース端子に供給される 。トランジスタ２０４と２０５のエミッタ端子はアース電位に接続される。コレ クタ端子は出力線路３０１１と６０１２とに接続される。それらから増幅された 信号を取り出すことができる。

第４ｂ図はプッシュプルドライバの実施例を示す。

ここではモデュレータから到来する入力信号２０１２と２０１３は２つのブツシ ュゾルドライバ２０６と２０７の信号入力側に供給される。モデュレータクロッ クで同期化される送信信号の印加される線路２０１１を介してドライバは高抵抗 で接続される。２つのプッシュプルドライバ２０６と２０７の出力側は出力線路 ３０１１と３０１２に達する。

ｅ）端末ネットワーク 第５図は受動端末ネットワーク６０に対する実施例を示す。

個々ノ端末ステーションのドライバ出力側（３０１１゜３０１２）、（３０２１ ，３０２２）および（３０３１゜３０３２）は同じように抵抗３０６−３１１を 介して端末バス線路３０４と３０５に接続される。抵抗３１２と３１３を介して 出力側４０１１と４０１２は同様にバス線路３０４と３０５に接続される。抵抗 ３０６−３１１ないし３１２．３１３は選択として省略することもできる。

ｆ）導電分離 第６ａ図から第６Ｃ図までは導電分離部４０の実施例を示す。第６ａ図と第６ｂ 図は中継器を用いた導電分離の実施例を示し、第６Ｃ図１儂コンデンサによる導 電分離を示す。

第６ａ図には簡単な一次巻き線と二次巻き線を有する導電分離用の中継器４０２ が示されている。ここで入力側４０１１と４０１２は中継器の一次巻き線１で接 続され、二次巻き線は出力線路５０１１と５０１２に接続されている。

第６ｂ図には一次巻き線と二次巻き線に中点タップを有する導電分離用の中継器 ４０３が示されている。

入力線路４０１１と４０１２は一次巻き線の外側端子に接続され、入力線路４０ １３は中点タップに接続されている。二次巻き線の外側端子は出力線路５０１１ と５０１２．！’−統され、中点タップは出力線路５０１３と接続されている。

第６ａ図と第６ｂ図による導電分離ではバス線路に発生しうる直流クロック障害 が中継器により遮断される。障害が中継器の二次側に達することはできない。

第６Ｃ図では導電分離のために２つのコンデ／すが用いられている。入力線路４ ０１１と４０１２はそれぞれ２つのコンデンサ４０４と４０５を介して出力線路 ５０１１と５０１２に接続されている。

ｇ）復調器 第７ａ図と第７ｂ図は復調器５０に対する２つの実施例を示す。

第７ａ図は全波整流器を示す。入力線路５０１１と５０１２は導電分離部４０の 出力側に接続されて騒る。

全波整流器５０２の出力側６０１１と６０１２にて復調信号が取シ出される。

第７ｂ図は復調器を示し、有利には中点タップを有する中継器の出力側に二次側 が接続されている。ここで入力線路５０１１と５０１２はダイオード５０３と５ ０４を介して出力線路６０１１と接続されてｈる。

入力線路５０１３は直接出力線路６０１２に達している。

ｈ）バス結合ネットワーク 第８図はバス結合ネットワーク６０に対する実施例を示す＠ 入力線路６０１１と６０１２は抵抗６０２と６０３を介して出力線路４１１と４ １２に接続されている。

出力線路４１１と４１２の間のゼナーダイオード６０４を接続することができる 。このダイオードは極端なバスレベルが実効信号領域外に発生するのを阻止でる 。

それにより差分バス障害が遮断され、その他誤接続に基づいて発生しうる、バス 線路上の反射が減衰される。

第９図と第１０図はバスシステムの２つの実施例を示す。その際インターフェー ス構成要素内のブロック、部は共に集積化されている（例えばＣＡＭコントロー ラ構成要素）。従って、安価に実現することのできるわずかな外部構成要素のみ が必要であるだけである。

第９図は、第６ａ図による中継器と第７ａ図にょる全波整流器を備えた導電減結 合部を有するバスシステムの実施例を示す。ここでは、第３ａ図によるモデュレ ータとｇ４ｂ図によるドライバはインターフェース構成要素８に！ＪＢｉ化され てめる。

Ｍ９図による装置の利点ニ 一パス線路上の直流クロック障害が中継器の二次側で差分信号に作用を及ぼし得 ない。すなわち障害の作用が中継器の一次側およびインターフェース構成要素８ に達することができなｈｏ −バス線路上の正の差分障害が送信側に止どまり作用しない。なぜなら整流器の すべてのダイオードが阻止するからである。

一員の差分障害が中継器の差分信号ｉ（作用しなめ。なぜなら全波整流器のすべ てのダイオードが導電し、従って二次巻き線の端子は同じ電位になるからである 。

−１つまたは２つのドライバの故障の際または中継器の一次または二次巻き線の 短絡の際も、バス線路上の残りのバス流通Ｖ′ｉｍ害を受けな−。なぜならバス は整流器により減結合されて−るからである。

第１０図には、−次側と二次側ＩＣ中点タップを有する第６ｂ図による中継器と 第７ｂ図にょる二路整流器を備えた導電減結合部を有したバスシステムの実施例 が示されている。ここでは第３ａ図によるモデュレータと第４ａ図によるドライ バがインターフェース構成要素８に集積化されている。端末ネットワークに対す る実施例としてブロック９がさらに接続されて論る。

このブロックは５から８と同様のブロックを有する。

第１０図による装置の利点 一バス線路上の直流クロック障害が中継器二次側の差分信号に作用を及ぼし得な 一〇すなわち、障害の作用が中継器の一次側Ｃ′こ達することができない。

−バス線路上の正の差分障害が送信側に留どまり作用しな込。なぜなら整流器の すべてのダイオードが阻止するからである。

一員の差分障害が中継器の差分信号１・で作用しない。なぜなら、二次側巻＠線 内を同じ大きさの２つの電流が反対方向で流れるからである。

−１つまたは２つのドライバの故障の際、または中継器の一次側ないし二次側巻 き線の短絡の際にバス線路上の残りのバス流通が障害を受けることがない。なぜ なら、バスが整流器により減結合されてｈるからである。

一複数の端末ステーションが存在するときに分離装置と復調器は一度必要になる だけである。それ１（より特に安価な手段が可能である。

Ｆｔ”ｇ、　？ Ｆどり、！ 国際調査報告　。Ｅ　８８００３５４

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. １．モデユレータと、導電分離装置と、復調器とを有し、ビツト毎に整理を行う 直列ネツトワークにて情報を導電分離して伝送する装置において、モデユレータ １０では入力情報が等間隔時間で問い合わされ、入力情報の優性成分は等間隔時 間で交互に２つの信号線路に切り換えられ、２つの信号線路は分離装置の２つの 入力側に配設されており、分離装置の出力側には復調器が接続されている導電分 離伝送用装置。
2. ２．分離装置は、少なくとも２つの入力端子を有する変成器である請求の範囲第 １項記載の装置。
3. ３．分離装置の２つの入力側には１つ以上の入力信号対が入力される（端末ネツ トワーク）請求の範囲第１項または第２項記載の装置。
4. ４．分離装置に至る信号線路にはトリステートドライバが接続されている請求の 範囲第１項から第３項いずれか１項記載の装置。
5. ５．分離装置に至る信号線路にはオープンコレクタ出力側を有するトランジスタ が接続されている請求の範囲第１項から第３項いずれか１項記載の装置。
6. ６．モデユレータは機能的にＤフリツプフロツプとＴフリツプフロツプを有し、 ２つのフリツプフロツプの信号入力側には伝送すべき信号が供給され、それらフ リツプフロツプの２つのクロック入力側にはサンプリングクロツクが供給され、 出力側には２つのＡＮＤゲートが設けられており、それらＡＮＤゲートのそれぞ れの入力側はＤフリツプフロツプの出力側に配属され、他方の入力側はＴフリツ プフロツプの２つの出力側（Ｑ，Ｑｑｕｅｒ）に配属されている請求の範囲第１ 項記載の装置。
7. ７．復調器として多路整流器、例えば二路整流器または全波整流器が設けられて いる請求の範囲第１項記載の装置。
8. ８．出力側には電圧に依存する素子、例えばゼナーダイオードが配置されている 請求の範囲第７項記載の装置。
9. ９．分離装置として中点タツプを有する変成器が用いられている請求の範囲第１ 項記載の装置。
10. １０．分離装置としてコンデンサ４極が使用されている請求の範囲第１項記載の 装置。
11. １１．自動車の電源システム（自動車の端末ネツトワーク）に使用される請求の 範囲第１項から第１０項記載の装置。