JPH03143135A

JPH03143135A - 遠隔センサ通信系と方法

Info

Publication number: JPH03143135A
Application number: JP2202327A
Authority: JP
Inventors: Martin Michael J St; マイケル・ジェイ・エスティー・マーチン; Roger A Hala; ロジャー・エイ・ハラ
Original assignee: Bently Nevada Inc
Current assignee: Bently Nevada Inc
Priority date: 1989-09-01
Filing date: 1990-07-30
Publication date: 1991-06-18
Also published as: CA2024503A1; EP0415760A2; EP0415760A3

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】

本発明は、広く通信系を指向し、特に、上位ステーショ
ンが複数の遠隔センサ・ステーションと２対の回線を通
して通信する通信系を指向している。上位ステーションと幾つかの遠隔ステーション間で限ら
れた数の回線を通して行われる通信は、数々の特許及び
構成提案で主題とされてきた領域である。これらで取り
上げられる主要な領域として、上位ステーションと遠隔
ステーションとを相互接続する回線の数と機能、遠隔ス
テーションへの電力供給、上位ステーションによる遠隔
ステーションへのアドレス指定、遠隔ステーションから
上位ステーションへの返信要請、及び遠隔ステーション
と相互接続回線間のインターフェイス要件が含まれる。これらの系に係る費用は、そこで採用されている個々の
構成に拠る。採用されている個々の構成の特徴によって
、系が個々の環境で使用可能であるかどうかも支配され
る。アクセスが制限されていたり、電力供給ができなか
ったり、危険な状況があったり、地域に出入りする配線
に特別な要件があったりする環境においては、現在の技
術水準の構成では満足な解決が得られない。普遍的な通信バスの典型として、Ｒ３２３２とＲ３４８
５バス規格がある。これらの構成では、電力用、アドレ
ス用、及びディジタル用にそれぞれ別の回線を用いる。カリフォルニア州カールスパッド（Ｃａｒｌｓｂａｄ、
　Ｃａ１ｉｆｏｒｎｉａ）のパロマ・テクノロジー・イ
ンターナショナル（Ｐａｌｏｍａｒ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏ
ｇｙ　Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ）社の９０００シリ
ーズの製品では、ローカル監視装置間にＲ３４８５規格
に基づくローカル・エリア・ネットを用いている。カリ
フォルニア州フレモント（Ｆｒｅｍｏｎｔ、　Ｃａ１ｉ
ｆｏｒｎｉａ）のトランセンサリ　（Ｔｒａｎｓｅｎｓ
ｏｒｙ）柱製造のセンサバス（Ｓｅｎｓｏｒｂｕｓ）の
製品、ニューヨーク州ロチェスター（Ｒｏｃｈｅｓｔｅ
ｒ、　Ｎｅｗ　Ｙｏｒｋ）のロチニスター・インストウ
ルメント・システムズ（Ｒｏｃｈｅ−ｓｔａｒ　Ｉｎｓ
ｔｒｕｍｅｎｔ　Ｓｙｓｔｅｍｓ）柱製造のディジタル
送信器シリーズＲ２０００の製品、カリフォルニア州す
ンディエゴ（Ｓａｎ　Ｄｉｅｇｏ、　Ｃａ１ｉｆｏｒ−
ｎｉａ）のアクション・インストウルメンツ（Ａｃｔｉ
ｏｎ　Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ）柱製造のオクタバック
（Ｏｃｔａｐａｃｋ）の製品では、遠隔装置間にＲ３２
３２規格の相互接続形式を用いている。２線系では、共通の１対の回線を通して、電力、アドレ
ス、及びデータを交換する。回線をこのような異なった
目的に同時に使用できるようにするために種々の技術が
用いられている。マチダその他（Ｍａｃｈｉｄａ　ａｔ　ａｌ）によるア
メリカ合衆国特許第４，５５５，６９５号、及びユチそ
の他（Ｙｕｃｈｉ　ｅｔ　ａｌ）によるアメリカ合衆国
特許第４．７２７，３５９号では、本発明に関連する２
線系を開示している。しかし、これらで開示している２
線系では、とりわけ、データを遠隔ステーションから取
１１シ、総てのデータの・哨報内容を送信する方法を大
きく制限する、データ送信及びアドレス形式を用いてい
る。その他の２！Ｉ！系として、搬送波電流方式に関す
るキャンベルその他（Ｃａコｐｂｅｌｌ　ｅｔ　ａｌ）
　によるアメリカ合衆国特許第４，２００，８６２号と
、別の回線にアナログ・データからのアドレスを与え、
遠隔ステーションの局地において独立に電力を供給する
チャボースキ（Ｃｈａｂｏｒｓｋｉ）によるアメリカ合
衆国特許第４，４４１，１０７号と、１対の同一の回線
上に電力、アドレス、及びディジタル・データを与える
、キタガワ（にｉｔａｇａｗａ）　によるアメリカ合衆
国特許第４゜５７３．０４１号、ファーゾ−（Ｆａｒｌ
ｅｙ）　によるアメリカ合衆国特許第４，２０３，０９
６号、及びワトキンズ（Ｗａｔｋｉｎｓ）　　によるア
メリカ合衆国特許第４，６１３，８４８号とが含まれる
。ペンシルバニア州ピッツバーグ（Ｐｉｔｔｓｂｕｒｇｈ
。Ｐｅｎ５ｉｌｖａｎｉａ）のウェスチングハウス・イナ
ージ１システムズ（Ｗｅｓｔｉｎｇｈｏｕａｅ　Ｅｎｅ
ｒｇｙ　Ｓｙｓ−ｔｅｍｓ）社核技術部門（Ｎｕｃｌｅ
ａｒ　ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＤｉｖｉｓｉｏｎ）製造の
センサ・ハイウェイ　（ＳｅｎｓｏｒＨｉｇｈ％ｒａｙ
）　　と称する製品では、１対の同一の回線上に交流電
力、及びアナログ・データを与えている。英国ハンプシ
ャ（Ｈａｍｐｓｈｉｒｅ、　Ｅｎｇｌａｎｄ）のシュル
ンベルジェ・ソラトロン（Ｓｏ−１ａｔｒｏｎ、　Ｓｃ
ｈｕｌｕｍｂｅｒｇｅｒ）社製造のＳネット（Ｓ−Ｎｅ
ｔ）　　と称する製品では、２＃ｌのケーブルを隔絶さ
れた遠隔測定筒間での電力、及び双方向データの伝送に
用いている。カリフォルニア州すンディエゴ（Ｓａｎ　
Ｄｉｅｇｏ、　Ｃａ１ｉｆｏｒｎｉａ）のアクション・
インストゥルメンツ（Ａｃｔｉｏｎ　Ｉｎｓｔ−ｒｕｍ
ｅｎｔｓ）社製造のトランスバック（Ｔｒａｎｓｐａｋ
）と称する製品では、遠隔センサへ電力を供給し遠隔セ
ンサからの信号の通路を与えるために２線を用いている
。４線系では、各対が電力、アドレス及び信号情報を異な
る組み合わせて伝送する、２対の電線を用いる。ギヤル
ピンその他（Ｇａｌｖｉｎ　ｅｔａｌ）によるアメリカ
合衆国特許第４，３３１゜９５２号では、「信号用」、
「電力用」、及び「搬送波用」の機能のためのｌ線ずつ
を有し、余分なセンサを取り扱うアダプタを相互接続す
る、４線系を開示している。ファーニーその池（Ｆａｒ
ｎｙ　ｅｔ　ａｌ）によるアメリカ合衆国特許第４．２
９０，０５５号では、１線で遠隔検知語ステーションか
らのデータ・パルスを送り返し、別の電線で電力を供給
し、遠隔検知器ステーションを直列に相互接続する第３
の電線で、検知器ステーションから検知器ステーション
へ質問パルスを通す、４線系を用いている。ギヤルピンその他（Ｃａｌｖｉｎ　ｅｔ　ａｌ）による
アメリカ合衆国特許第４，０３２，９１６号では、個々
のトランシーバ装置をアドレスする方法を用いていると
は思われない５線系を開示している。現在の技術水準を示すこの他の参考例として、ヤマダ（
Ｙｍａｄａ）による日本国特許第５９−１６０３５０号
、タダチ（ｉａｄａｃｈｉ）による日本国特許第５９−
１７２８５７号、才力（Ｏｋａ）による日本国特許第５
６−４０３４５号、ケルチ（Ｋｅｌｃｈ）によるアメリ
カ合衆国特許第４，６８３．５３１号、コテ４　（Ｃｏ
ｔｉｅ）によるアメリカ合衆国特許第４，６６７．１９
３号、パトラ−（Ｂｕｔｌｅｒ）によるアメリカ合衆国
特許第４，６５４．６５４号、ワン（Ｗａｎｇ）による
アメリカ合衆国特許第４，５９５，９２１号、ハース（
Ｈａａｓ）によるアメリカ合衆国特許第３，７５５．７
８１号、ロウツエンバイザー（Ｌａｕｚｅｎ−ｈｓｉｓ
ｅｒ）によるアメリカ合衆国特許第４，３６９．４３６
号、ジェームズ（Ｊａｍｅｓ）によるアメリカ合衆国特
許第４．．５２９，９７１号、スズキその他（Ｓｕｚｕ
ｋｉ　ｅｔ　ａｌ）によるアメリカ合衆国特許第４，５
７５，７１１号、及びロバート（Ｒｏｂｅｒｔ）　によ
るアメリカ合衆国特許第４゜６２８．３０８号がある。既往の通信構成に関する前述の問題点及び短所は、上位
ステーションと複数の遠隔ステーション間で通ず４を行
うための、本発明の４線系によてて克服される。この４
１ｉ！系は、複数の遠隔ステーションを分路の形で接続
する２対の電線がら戊り、１対は通信を９望する上位ス
テーションが明々の、１ｇ隔ステーションをアドレスし
、複数の遠隔ステーションに電力を供給するために用い
られ、残りの■対は上位ステーションが遠隔ステーショ
ンから実晴間のアナログ情報を受け取るために用いられ
る。遠隔ステーションは、受信装置と送（ｊ”ｓ装置を含む
。受（ｆｉ装置は、１対の電線上に顕れるアドレスが個
々の遠隔ステーションに対応しているかどうかを判定し
、もし対応しているならば、送驕装置及び使用されるべ
き総てのｆｉｒ号調整回路への電力を＃５人する。送信
装置は、受（Ｒ装置からの制御情報に応答し、選択され
た丈吋門情報を残りの１対の回線を通して差動電圧形式
でＬ１位ステーションに送り返す。受信装置は、上位ステーションから受け取るアドレス・
ｉ！′７報から制御・ｉｎ報を抽出する。制御情報には
、送信装置によって上位ステーションに送られるべき実
時間情報の源に関する命令が含まれる。上に指摘したように、４線の中の１対は電力とアドレス
指定を与える。本発明の好ましい実施例においては、電
源装置が１対の電線に接続されていて遠隔ステーション
に電力を供給する。更に、上位ステーションからのアドレス・ビット・シー
ケンスに応答して差動電圧アドレス信号を発生できるよ
うに、この１対の電線に対する接続を逆転するための装
置が用意されている。この方ン去によって、上位ステーションがらの電力及び
アドレス情報が同一の１対の電線上に共存できる。残り
の１対の電線は、遠隔ステーションがアナログ差動電圧
形式を送り返すために用いられる。本発明の好ましい実施例において、コモンモード雑音ｆ
８号を排除して遠隔ステーションからの差動電圧信号を
受け取るために、上位ステーションでは差動演算増幅器
の形態を用いる。遠隔ステーションは送ＩＳを行う一方でアドレスを検出
てき、上はステーションは遠隔ステーシコンの送信中に
アドレスを送信できるが、しかし、本発明の好ましい実
施例においては、」二（立ステーションはアドレス送信
中

【こは遠隔ステーションからのアナログ・データの処
理を行わない。本発明の４線系によって、ステーション当りの費用は大
幅に削減され、最少の用地を整えるたけで追カロの遠隔
ステーションを加えることができる。したがって、本発明の目的は、最少の相互接続用電線を
用いるｉｌ！ｌ！信系を提（共することである。本発明のもう１つの目的は、２対の電線を通して、遠隔
ステーションにア［パレス指定と電力が供給され、遠隔
ステーションからデータが供給される、通ｆ（系を提供
することである。本発明の史なる目的は、受１３部が絶えず動作状セ、（
＝あり、送部部が−１位ステーションが個マの遠隔ステ
ーションにｈ１報の送り返しを求めた峙Ｃ；のみ動作状
態になる、複数の遠隔ステーションを有するＪ　１Ｍ系
を提供することである。加えて本発明の目的は、実時間のアナログ・ｔｎ報を遠
隔ステーションから上位ステーションへ差動電圧形式で
送信する、上位ステーションと複数の遠隔ステーション
間の通信系を提供することである。本発明のもう１つの目的は、上位ステーションと複数の
遠隔ステーション間の通信系で、遠隔ステーションを直
流的に絶縁している１対の電線を通して電力とアドレス
指定を上ｆ立ステーションから遠隔ステーションが受け
取り、絶縁された１対の電線を通して遠隔ステーション
から上位ステーションにアナログ情報が供給される、通
１８系を提供することである。本発明のもう１つの更なる目的は、２対の電線を通して
通信する上位ステーションと複数の遠隔ステーション間
の通信系で、１対の電線上で逆相に切り替えられるよう
に編成された４ｆ［！！のスイッチで上位ステーション
が１対の電線に結合され、第２の１対の電線を通して上
ｆ立ステーションへ実時間のアナログ情報が遠隔ステー
ションによって送り返される、通信系を提供することで
ある。更に本発明の目的は、２対の電線を通して通信する上位
ステーションとｉｔの遠隔ステーション間の通ず３系で
、上位ステーションが遠隔ステーションへの供給電力相
の逆転によって複数の遠隔ステーションをアドレスして
差動電圧アドレス信号を与え、遠隔ステーションが１対
の電線から電力を抽出するための整流装置を具えている
、通信系を提供することである。本発明のこれら及び他の特徴と利点については、以下の
詳細な叙述と添付図面を考察することによって容易に理
解されよう。ここで第１図を参照する。本発明の通信系には、上位ス
テーション１０及び多数の遠隔ステーション１２が含ま
れている。第１の対電線１４が上位ステーション１０か
ら遠隔ステーション１２に電力とアドレス指定とを供給
し、遠隔ステーションから上位ステーションにデータを
供給する。対電線１４Ａは、遠隔ステーション１２から
上位ステーション１０へ実時間のアナログ・情報を送り
返す送信の通路となる。各遠隔ステーション１２は、分
路の形で２対の電線１４及び１４Ａに接続される。各遠隔ステーション１２は、受ｆｉ部１２Ａ、送信部１
２Ｂ、及び電源部１２Ｃを含む。各遠隔ステーション１
２にはまた、（１）プログラム可能な個々のアドレス１
８と、（２）上位ステーション１０への情報の送り返し
送信のための情報を組み合わせの遠隔ステーション１２
に与えるトランスジューサ又はセンサ２０とを含む。本発明の通信系は、−旦設置された後：こは接近するこ
とが容易ではなく、また危険な条件があって特別な動作
特性や応用が要求されるが費用は最低に抑えなければな
らない設備で用いるのに特に適している。次に第２図を参照する。ここでは、本発明による典型的
な遠隔ステーションについて更に詳細に述べる。通常、
送信部１２Ｂは非動作状態になっているが、総ての遠隔
ステーションの受ｆε部１２Ａは常に動作状態にある。受信部１２Ａは、組み合わせの遠隔ステーションに指定
されるアドレスを監視しており、−旦指定されたアドレ
スが受信されると、組み合わせの送信部１２Ｂを起動す
る。上位ステーションによってアドレスされると、個々
の送ｆｉ部のＴ！、源が供給されて、上位ステーション
１０に向けて情報を送り近し送信する。第２図に関連して、典型的な遠隔ステーションに関して
本発明の通信系の動作を述べるが、総ての遠隔ステーシ
ョンは第２図に示す遠隔ステーションと同様な形で動作
することが理解されよう。本発明の好ましい実ｆｆ例に
おいては、上位ステーション１０は対電線１４を通して
遠隔ステーション１２に電力を供給する。対電線１４の
各電線は電ｆｇ２８の端子に接続される。上に述べたように、上位ステーション１０から遠隔ステ
ーション１２へのアドレスも対電線１４を通して与えら
れる。このアドレスはより長いビットシリアル・ワード
中に含まれる。ビットシリアル・ワードは、上位ステー
ション１０からの各ビットの論理的状態の機能として、
対１！線１４と＠［２８との接続を逆転することによっ
て対電線１４に加えられる。対のスイッチ３０Ａ及び３
０Ｂはスイッチ制御ブロック３２で制御される。スイッ
チ制御ブロック３２は次に上位ステーション１０からの
ビットシリアル・ワードによって制御される。スイッチ
制御ブロック３２は、光学絶縁式、磁気誘導式、静電誘
導式、又はその地回様な結合装置の使用によって実現さ
れるような形で、対電線１４とＮＨ２８に対して絶縁さ
れていることが好ましい。これにより、上位ステーション１０と対電線１４との間
の電気的絶縁をｆする。第２図では、対のスイッチ３ＯＡ及び３０Ｂは、論理Ｏ
の状態を持つアドレス・ビットに対応する位置で示され
ている。この状態で、スイッチ３０Ａを電源２８の正側
の端子を対電線１４の上側の電線に、スイッチ３０Ｂを
電源２８の負側の端子を対電線ｉ４の下側の１１線に接
続する。論理１の状態を持つアドレス・ビットに対して
は、制御ブロック３２が、スイッチ３０ＡがＷ、源２８
の正側の端子を対電線１４の下側の電線に、スイッチ３
０Ｂが電源２８の負側の端子を対電線１４の上側の電線
に接続されるようにする。この方法によって、差動電圧
アドレス信号が上位ステーション１０からのアドレス指
定に応答して対電線１４上に生じる。第２図で分かるように、遠隔ステーション１２は対？！
ｔｗＡ１４に分路で接続されている。電源部１２Ｃはブ
リッジ整流回路３４を通じて対１１線１４に接続してい
るが、受信部１２Ａは対電線１４に直接接続されている
。ブリッジ整流回路３４は、対電線１４上の総ての差動
電圧信号を単一極性の電圧に変換するように動作する。上位ステーション１０が遠隔ステーション１２をアドレ
スすると、差動電圧信号を呼び出すことを想起して欲し
い。第２図において、受信部１２Ａと送信部１２Ｂを囲む破
線１３は、本発明を商品化する際にＡ　Ｓ　Ｉ　Ｃ（ａ
ｐｐｌｉｃａＨｏｎ　５ｐｅｃｉｆｉｃ　ｉｎｔｅｇ−
ｒａｔｅｄ　ｃｉｒｃｕｉｔ）の形で実体化される回路
を表す。この破線の外側にある回路は遠隔ステーション
の回路ではあるが、ＡＳＩＣ中には含まれない。１ｊ濾１舅Ｌ３二（各遠隔ステーションの電源部１２Ｃ中には電圧制御器が
具えられていて、受ｆｓ部１２Ａと送信部１２Ｂの両方
に対して動作電圧Ｖ−を与えるべくブリッジ整流回路３
４からの整流電圧を制御する。この動作電圧は常に供給
されている。しかし、送信部１２Ｂに関しては、回路の動作状態は回
路内の制御バイアス電流によって制御される。制御バイ
アスｒＭ電流が断たれると、回路は休止状態にされ、送
信部１２Ｂには極く僅かな電流しか流れない。制御バイ
アス電流が正常値に回復すると、回路は完全に動作状態
になる。この技術は、カリフォルニア州すンタ・クララ（Ｓａｎ
ｔａ　ｃ、ａｒａ、　Ｃａ１ｉｆｏｒｎｉａ）のナショ
ナル・セミコンダクタ（Ｎａｔｉｏｎａｌ　Ｓｅｍ１ｃ
ｏｎｄｕｃｔｏｒ）社製造のＬ　Ｍ　４２５０型のよう
な商業的に入手可能なプログラマフル増幅器で用いられ
ている。このように、送信部１２ＢにはＶ＋ｄが常に与
えられているが、受信部１２Ａによって回線７０Ａに送
信器起動信号が供給されるまでは、送信部１２Ｂは休止
状態に留まる。電源部１２Ｃの電圧制御器は在来の直列型電圧制御器で
良い。第２図では、直９１１型電圧制御用トランジスタ
３６Ｂと誤差増幅器３６Ａを用いた電圧制御器の一つが
示されている。制御電圧■ｄ−はトランジスタ３６Ｂの
端子３７から遠隔ステーション１２の残りの回路に供給
される。動作電圧Ｖｄｄは抵抗分割器３８で標本化され、誤差増
幅器３６Ａ中で基準回路４０から供給される基準電圧と
比較される。■、６が正常な大きさになるように、誤差
増幅器３６Ａの出力が直列型電圧制御器トランジスタ３
６Ｂに与えられる。Ｉ」１１覧Ｅ」−ζ 受信部１２Ａが、遠隔ステーション１２に対して指定さ
れるアドレスが対電線１４上に顕れるのを監視している
ことを想起し′て欲しい。制御情報もまた、アドレス情
報と共に含まれている。このアドレス及び制御情報は、
ワードとして組織化された一連の論理ビットである。ワ
ードの各ビットは上位ステーション１０の制御の下に送
り出される。受信部１２Ａは、上位ステーションから完
全なワードを受け取った後、ワード全体についてパリテ
ィとフレーム指示を検査する。これを行うために、受信部１２Ａは対電線１４上に顕れ
る各ワードを捕捉し、遠隔ステーションに対して指定さ
れたワード中の選択されたビットを遠隔ステーションに
対して指定されたアドレスと比較する。同時に、パリテ
ィ検査を行い、全ワードについてフレーム指示誤差を検
出する。もし、アドレスが合致し、パリティが正しく、
フレーム指示誤差がなければ、送ｆＭ部１２Ｂが起動さ
れる。受信部もまた、捕捉されたワードをから制御情報
を抽出する。その復、上位ステーション１０に送り返さ
れるべき情報を選択するためにこの抽出制御情報を送ｆ
ｇ部１２Ｂに通す。受信部１２Ａの実施例では、対電線１４からのｆ４号は
在来型の差動線路受信器４４に与えられる。その後、差
動線路受（ｉ器４４の出力は、静的送りレジスタ５０及
びスタート・ビット検出器ブロック５２に供給される前
にシュミットトリガ−回路で成形される。スタート・ビット検出器ブロック５２は対電線１４上の
スタート・ビットの存在を検出する。スタート・ビット検出器ブロック５２は、スタート・ビ
ットの前縁でクロック発生回路５４に対する起動１３号
を供給し、クロック発生回路５４が発振器５６からの信
号との同期を開始するのを可能にする。クロック発生回
路５４は発振器５６からの信号を受け取り、その信号を
選択された値にまで逓減させて、逓減信号を受信部１２
Ａ中の他の回路に供給する。本発明の実施例では、発振器５６は水晶制御型で、公称
周波数３２．７６８ｋＨｚで動作する。本発明の実８１
例では、クロッ′り発生回路５４は静的送りレジスタ５
０のクロック入力に対して５１２Ｈｚ　（３２，７６８
ｋＨｚ÷６４）のクロックを供給する。この５１２Ｈｚ
のクロックは、上位ステーションＩＯが対電線１４上に
シリアル・データ（すなわち、アドレス・ビット）を与
える５１２ボーのビット・レート（ご対応する。この５
１２Ｈｚのクロックは、上位ステーション１０からの対
電線１４上の各ビットのほぼ中心に発生する前縁を有す
る。発ＦＡ器５６は上位ステーション１０からのシリア
ル・データの開始点に対して非同期であるが、発振器周
波数はシリアル・データのビット・レートのボー値に対
して選択され、５１２Ｈｚのクロックが静的送りレジス
タ５０へ供給されて、対電１１４上の最後のビットの中
心と５１２　Ｈｚのクロックの前縁との間の累積誤差が
５０％以下になる。本発明の実施例では、上位ステーションはアドレス及び
制御・情報を含む１６ビツトのワードを用いる。クロッ
ク発生回路５４はまた、送信器電力判定ブロック５８に
対する３２Ｈｚ（５１２Ｈｚ÷１６）のクロックをも供
給する。これにより、送信器を動作させるべきかどうかを判定す
べく送信器電力判定ブロック５８の出力がｆｉ認される
前に、１６ビツトのデータを完全に静的送りレジスタ５
０にけた送りすることが可能になる。静的送りレジスタ５０はシリアル入力を受け取ってパラ
レル出力を与えるので、上位ステーション１０からのア
ドレス及び制御ビットに対するシリアル対パラレル変換
器となる。ここで第３図を参照しながら、本発明の実施例での上位
ステーション１０て用いるアドレス及び制御情報プロト
コルについて更に詳細に述べる。第３図の＃（ａ）は上
位ステーション１０によって送り出される１６ビツトの
ワードを示す。すなわち、１）は論理１の状態を有する
スタート・ビットＳ、２）はＡＯからＡ７までの８ビツ
トのアドレス・ビット、３〉はり。及びＤｌの２ビツトの制御ビット、４）はラッチ・ビッ
トし、５）パリティ・ビット（ビットＳ及びＥを除く奇
数）、６）は両方とも論理０の状態を有する２ピツトの
制御ビット、及び７）は論理１の状態を有する終了ビッ
トＥである。本発明の実施例では、下に示すように、制御ビットＤＯ
及びＤｌは、上位ステーション１０に送り返されるべき
情報を指定する。０　０　　高校正レベル低校正レベル実際のトランスジューサ信号第３図ではまた、６４分割されたクロック信号の線（ｄ
）、及びクロック発生回路５４から与えられる１６分割
されたクロック信号の線（ｅ　）に対する、発振器５６
からの公称３２゜７６８　ｋ　Ｈｚの信号の線（ｂ）に
関するタイミング［Ａも与えられる。ここでＭ２図及び第３図の両者を参照すると、１６分割
されたクロックは、ラッチ６６へのクロックｆ３号とし
て動作し、これによって送ｆ＋＝　Ｉｓ電力判定フロッ
ク５８がラッチ６６に１７１捉されるべき時期を判定す
ることが分かる。更に明確に述べると、このクロックは
、上イ１７ステーシヨン１０からのデータが静的送りレ
ジスタ５０に１−分に回期された徨にのみ、すなわち５
１２Ｈｚのクロックの１６周期後にのみ現われる。この時期以前ｌこは送信器電力判定フロック５８の出力
は効果的に無視される。送信器電力判定ブロック５８への入力は、振幅比較器６
０、パリティ検査回路６２、及びフレーミング誤差検査
回路６３から与えられる。静的送りレジスタ５０　ｉ、ｔ、そこに記憶されるデー
タの並列の出力を与える。ビット８から１５までのデー
タ（アドレス・ビット）は、フロック１８からのプログ
ラムされたアドレスを比較する振幅比較器６０に与えら
れる。プログラムされたアドレス・ブロック１８は、例
えば製造ｊｆｆｉ　Ｎ若しくはその佳ユーザーによって
選択された切り替え位置になっている、１群のマイクロ
スイッチ又はＤＩＰスイッチで実現することができる。静的送りレジスタ５０の総てのビット位置からのデータ
は、開始及び終了ビットＳ及びＥを除いて、パリティ検
査回路６２に与えられる。本発明の実施例では、奇数パリティを用いている。第３図のプロトコルでは、終了ヒ゛ットＥは論理１の状
態を持つ。終了ビットＥはフレーミング誤差検査回路６
３１：供給される。本発明の実施例では、送信器電力判定ブロック５８は３
つの人力について論理的ＮＯＲを演じる。パリティ検査
回路６２及びフレーミング誤差検査回路６３の振幅比較
器６０が総て論理０の状態にある時には、ＮＯＲゲート
からの出力は論理１の状態になる。送信器電力判定７０ツク５８の出力は、論理１の状態の
場合には、クロック発生回路５４からの１６分割された
出力が現われる時にラッチ６６（負方向の縁）に保行さ
れる。１６ビツトが静的送りレジスタ５０に同期した時
に１６分割された出力が現われることを想起して欲しい
。記憶された電力判定ビットが論理１の状態である時、送
信起動信号が送信部１．２　Ｂを起動するにつれて線路
７０Ａを経由して信号が供給される。遠４’Ｍスデーションがその後アドレスされないでも、
アドレスされた遠隔ステーションの送信部をＯＮ状態に
維持するために、静的送りレジスタ５０のラッチ・ビッ
ト位置からの論理状態が用いられる。更に明確に述べる
と、ラッチ６６はまた、悶々の遠隔ステーションにアド
レスした１％　９Ｈのワードからのラッチ・ビット状態
をも記憶する。この論理状態は送ｆ、４器電力判定論理
状態と否定論理和が取られ、その結果が送（ｆｉ部の電
力供給を制御するために用いられる。ここで第５図を参照して、ラッチ６６の好ましい実施例
について更に詳細に述べる。ラッチ６６は、その各々が
送信器電力判定論理状態（フリップフロップ６７Ａ）、
ラッチ・ビット論理状態（フリップフロップ６７Ｂ）、
ＤＯ論理状態（フリップフロラ１６７Ｃ）、及びＤ１論
理状態（フリップフロップ６７Ｄ）を記憶するための、
４つのＤ型フリップフロップを有することが望ましい。各り型フリップフロップはクロック発生回路５４からの
１６分割されたクロックによって同期を与えられ、電源
起動復帰ブロック７４によって復帰される。フリップフロップ６７Ａ（送信器電力判定論理状態）及
び６７Ｂ（ラッチ・ビット）の逆転していない出力は、
ＮＯＲゲート６５への入力となる。ＮＯＲゲート６５の
出力は、送信部１２Ｂの起動を制御するために用いられ
る。したがって、フリップフロップ６７Ａと６７Ｂの両
方、若しくは片方が論理１の状態を与えれば、送信器電
力を与えるべきであることを示してＮＯＲゲート６５が
論理０の状態を与えることが分かる。ラッチ・ビット論理状態、Ｄｏ論理状態、及びＤ　Ｉ　
Ｑ理状態をそれぞれのフリップフロップに供給する各線
路にアナログ・スイッチが配置されている。これらのア
ナログ・スイッチ６９Ａ、７１Ａ、及び７３Ａは、送信
器電力判定ブロック５８の出力の論理状態によって制御
される。かくして、送信器電力判定フロック５８の出力
が論理１の状態の時、ラッチ・ビットＤＯ及びＤｌは６
７Ｂから６７Ｄまてのそれぞれのフリップフロップに受
け渡される。６７Ｂから６７０までのフリップフロップの逆転してい
ない出力は、アナログ・スイッチ６９Ｂ、７１Ｂ、及び
７３Ｂによってそれぞれの人力に供給されていることに
も留意すべきである。これらのアナログ・スイッチは送
１８　ＲＲＮ力判定ブロック５８の出力の逆転した論理
状態によって制御される。この逆転はインバータ６３に
よって行われる。かくして、送信器電力判定ブロック５
８は、分析されるワードが個々の遠隔ステーションをア
ドレスしていない時、その時に６７Ｂから６７Ｄまでの
フリップフロップに存在する論理状態を自身に送り戻し
、ラッチ・ビット、ラッチ６６の入力ＤＯ及びＤＪに与
えられるべき新しい論理状態を総て阻止するように判定
する。それ以前に存在していたラッチ・ビット、Ｄｏ及
びＤＩ論理状態は、維持され、送１８部１２Ｂを制御す
るために用いられる。送信器電力判定ブロック５８の出力をＤ型フリップフロ
ップ６７Ａの入力に結合する回線はアナログ・スイッチ
を全く含んでいないことに留意すべきである。このよう
に、Ｄ型フリップフロップ６７Ａの内容は、１６分割さ
れたクロック信りの出現復、送信器電力判定フロック５
８の電流状態を反映する。上記の構成を用いて、上位ステーション１０が他の遠隔
ステーションをアドレスする状態に留まった徨において
さえも、個々の遠隔ステーション１２が情報を送ｆＳシ
続けるように設定できる。この遠隔ステーションを論理
○状態のラッチ・ビットを含むワードで再びアドレスす
ることによって、停止できることに留意すべきである。これによって、論理０状態をフリップフロップ６７Ｂ中
に固定させる。個々の遠隔ステーション１２をアドレス
しない上位ステーション１０からの次のワードを用いて
、ＮＯＲゲート６５が論理１となり、送信器電力が切断
される。送（ｉ器電力を与えるべきかどうかを指示する
ために回線７０Ａ上で用いられる１固々の論理状態は、
制御を受けるべき回路の機能であることに留意すべきで
ある。どのような論理状態になっていようとも、上位ス
テーション１０が個々の遠隔ステーションをアドレスし
ていることを送信器電力判定ブロック５８が指示するか
、若しくは記憶された個々の遠隔ステーションが送信す
べきであるとラッチ・ビットが指示すると、送信器は起
動される。もう−度第３図の線（ａ）から（ｅ）までを参照すると
、スタート・ビットＳを受け取るとスタート・ビット検
出器５２は線（Ｃ）の低い側に行くことが分かる。これ
によって、クロック発生回路５４の６４分割された出力
が静的送りレジスタ５０に１６個のクロック・パルスを
与え始めるようにさせる。１６個のクロック・パルスの
終了時には、」１位ステーション１０からのワードの１
６ビツトは静的送りレジスタ５０に移し換えられていて
、ラッチ・ビット位置はラッチ・ビットを、ＤＯ及びＤ
１位置は制御情報を含んでいなければならない。１６個のクロック・パルスの終了時には、クロック発生
回路５４の１６分割された出力は、ラッチ６６に送信器
電力判定ブロック５８の出力状態を記憶させるクロック
「変換」、ラッチ・ビットＤＯ及びＤｌを与える。１６個のクロック・パルスの矛冬了時にはまた、受信器
復帰回路７２が、スタート・ビット検出器５２に復帰「
変換」を発信する。これによってスタート・ビット検出
器５２を復帰させて、クロック発生回路５４を停止させ
る。本発明の好ましい実施例においては、スタート・ビット
検出器は、Ｊ入力をシュミット・トリガ回路４８に、Ｋ
入力を受ｆＲ器復帰回路７２に、Ｑ出力をクロック発生
回路５４に、またクロック人力を発振器５６に接続して
いる、ＪＫ型ラフリップフロップある。電力が遠隔ステーション１２に再供給された時には何８
Ｇでも受信部１２Ａのアドレス検出回路を初期化するよ
うに、電源起動復帰ブロック７４が用意されている。個々の遠隔ステーション１２に向けられたものてはない
アト゛レスを受信部１２Ａが受けた時には、送ＩＭ　Ｂ
電力判定ブロック５８がこれを検出して、ラッチ６６の
論理Ｏの状態を与える。これによって、もしフリップフロップ６７Ｂ（第５図）
に前から記憶されているラッチ・ビ・・ト状態が論理Ｏ
であれば、送信器電源４２を休止状態に戻す。一送」を部１２Ｂ送信部１２　Ｂ　＋：電力が供給されると、対電線１４
Ａを通じて上位ステーション１０に情報が送り返し送信
される。本発明の好ましい実施例においては、差動電圧
が用いられる。本発明の好ましい実施例においては、この差動電圧は、
第７図に示す演算増幅器を用いて上位ステーション１０
で検出される。抵抗器１１１は対電線１４Ａに対する終
端抵抗である。コモンモード信号を除去して差動電圧を受け取るために
、演算増幅器１１３が在来型の差動電圧増幅器の形態で
接続されている。高周波信号を除去するために、抵抗器
１１６．１１８、及び１２０に関連して動作するように
コンデンサ１１４が配置されている。例えば、３ｋＨｚ
以下の信号を受信するためには、コンデンサ１１４と抵
抗器１１６．１１８、及び１２０はｘｏｏｋＨｚ以上の
信号を除去するように選ばれることになろう。抵抗器１
１６．１１８、及び１２０の値はまた、対電線１４Ａが
高インピーダンスになり、上位ステーション１０と対電
線１４Ａとの間を高インピーダンス絶縁に保つように選
ばれる。演算増幅器１２２は、比較器として用いられ、非逆転の
入力において合算ノード１２４を与える。抵抗器１２６
及び１２８は、対電線１．４　Ａの１線を合算ノード１
２４にそれぞれ接続する。このようにして、合算ノード１２４に現われる電圧は、
対電＃１１４Ａに現われる信号の平均値となる。演算増
幅器１２２の逆転入力は基Ｐ＄雷電圧受け取るが、本発
明の好ましい実施例においては、この値は１．７５Ｖで
ある。演算増幅器１２２の出力は、対電線１４Ａ上に現
われるｆ３号の平均が基準電圧以下に下がると、下側に
行く。この状態が起きている時には、遠隔ステーション
１２の総てが専ら受信状態になっていることを示す。平
均電圧が基準電圧以上になっていることは１つ又は２つ
以上の遠隔ステーション１２が送信を行っていることを
示す。送信部１２Ｂにおいて、差動電圧駆動増幅器７６は切替
ｍ構９４から供給される信号に従つて実時間のアナログ
信号を対電ｍ１４Ａ上に配置する。切替機ＪｉＩＩ９４
から差動電圧駆動増幅器７６に供給される信号は、実時
間であり、真正なアナログ形式であることを理解すべき
である。かくして、トランスジューサ２０からの信号の本来の動
的な性質が上位ステーション１０に送信され、トランス
ジューサ信号の情報内容が保存される。更に明確に述べれば、第２図を再び参照すると、切替機
構９４は差動電圧駆動増幅器７６番２片側接地の信号を
与える。差動電圧駆動増幅器７６は保護用電流制限抵抗
器７７を通じて対電線１４Ａに結合されるＶ十及び■−
出力を有する。本発明によれば、最大領域校正電圧、Ｏレベル校正電圧
、及びトランスジューサ２０からの実際の信号が切替機
構９４を用いて差動電圧駆動増幅器７６に供給される。第２図を参照のこと。切替機構９４はモード選択回路９
３によって制御され、モード選択回路９３はラッチ６６
からの線路７０Ｂ経由のデータ・ビットＤｏ及びＤｌを
復号する。切替機構９４は、トランスジューサ２０から
の信号を差動電圧騒動増幅器７６に接続する固体スイッ
チを含み、また相補型のスイッチ９５Ａ及び９５Ｂをも
含む。スイッチ９５Ａは、機能したｔｔｙ、Ｖａｄを駆
動増幅器７６に接続する。スイッチ９５Ｂは、機能した
時、送信器共通電圧を駆動増幅器７６に接続する。これ
らのスイッチの起動は、前に述べた第１表に従って行わ
れる。本発明の好ましい実施例においては、モード選択回路９
３はラッチ６６に組み込まれている。これについては第６図で更に詳細に示しである。ここて、ＮＯＲゲート７３Ａ、７３Ｂ、及び７３Ｃとフ
リップフロップ６７Ｃ及び６７Ｄの逆転及び非逆転出力
は、上に述べた第１表に従ってＤｏ及びＤｌに接続され
ることが分かる。Ｎ○Ｒゲート６５の出力は、記憶され
たラッチ・ビット若しくは記憶された送信器電力判定状
態の何れもが論理ｌの状態にない時に実質的に無能化さ
れるように、３つのＮＯＲゲート７３Ａ、７３Ｂ、及び
７３Ｃの総てに入力として与えられる。ＮＯＲゲート７３Ａは、差動電圧駆動増幅器７６へのｖ
−一の供給を制御するためにインバータを経由して第２
図のゲート９５Ａに与えられる、制Ｗｆｆｉ号を与える
。ＮＯＲゲート７３Ｂは、差動電圧駆動増幅器７６への
送信器共通電圧の供給を制御するために第２図のゲート
９５Ｂに与えられる、制９１１　（８号を与える。ＮＯ
Ｒゲート７３Ｃは、差動電圧駆動増幅器７６へのトラン
スジューサ信号の供給を制御するために第２図のアナロ
グ・スイッチ９１に与えられる、制御信号を与える。上に叙述したｉｔにおいて、電圧■ｄ６はトランスジュ
ーサに予期される最大６ｉ域電圧として、また、送信器
共通電圧はトランスジューサ１こ予期される○レベル電
圧として取り扱われる。これらの電圧及びｆＲ号は抵抗
分割器９７によって差動電圧駆動増幅器７６に与えられ
ることにも留意すべきである。この分割器は最大ＭＩ域
零電圧０レベル、及び実際のトランスジューサ信号電圧
を差動電圧駆動増幅器７６の感度に相当するレベルに対
して判断するために用いられる。これらの電圧は総て同
一の抵抗分割器９７を通じて差動電圧駆動増幅器７６に
与えられるので、誤差は減少する。第４図では、上位ステーション１０と個々の遠隔ステー
ションとの間の情報交換のシーケンスの１つの形を単純
化して説明している。第４図の線（ａ）は、上位ステー
ション１０からのシルアル・ワードを表し、遠隔ステー
ションがアドレスされている指示を含んでいる。線（ｂ
）は受ｆｇ部１２Ａでのアドレス比較動作を表す。１１Ａ　（ｃ）は、第２図の細線７０Ａの論理状態を表
し、送信器電力起動信号である。ｍ　（ｄ）は、個々の
遠隔ステーション、この例では遠隔ステーションＩによ
って上位ステーション１０に送り退し送信される情報を
表す。第４図のｍ（ａ）において、波形の最左端部分は上位ス
テーション１０からのアドレスがステーションＸのアド
レスであることを示す。このように、遠隔ステーション
Ｉにおける比較動作の出力は論ＦＩＯの状態であり、送
ｆｓ部は休止状態に留まっている。したがって、個々の
ステーションに対する送信器電力出力はない。線（ａ）における次のアドレスは遠隔ステーション【に
対するものである。このアドレスは制御情報ＯＯをも含
んでいることに留意して欲しい。前に示した第１表によ
れば、このアドレスは遠隔ステーションｌからの最大レ
ベル又は高校正レベルを要求する。これは、上位ステー
ションが遠隔ステーションＩをアドレスする際、上位ス
テーションが最大レベル信号の送り返し送信を要求する
ことを意味する。このアドレスに応じて、比較動作、線
（ｂ）は論理ｌの状態となり、送信器電力起動信号は高
レベルになって送信部を動作状態にする。送信器出力の
内容はトランスジューサ最大出力を表す差動電圧である
。上位ステーション１０と遠隔ステーション１２との間の
通信の典型的なシーケンスにおいて、上位ステーション
は、個々の遠隔ステーシンに対するアドレスと、トラン
スジューサに関する最大値の送ｆＳを要求する制御情報
とを含むアドレスを対電線］４上に最初に配置する。次に、遠隔ステーションＩの７１：レスがアドレス線上
に再び曲れるが、この時には０レベルを要求する。比較
動作は論理０の出力を続け、送１３器電力起動は顕れた
ままとなる。その後、送１言器出力は、トランスジュー
サ２０のＯレベル出力に相当する差動電圧に変わる。次に、遠隔ステーション■のアドレスが対電線１４上に
頷れるが、この時には実際のｆｉ′Ｉ報を要求する。比
較動作は論理１の出力を続け、送信器電力起動は顕れた
ままとなる。送信器の内容は実際のトランスジューサ信
号を表す差動電圧に変わる。送信部１２Ｂによって送ｆ
言される差動電圧は実時間でトランスジューサｌＲ号の
変化に比例して変わり、送信される差動電圧の変化率は
実時間でトランスジューサ信号の変化率に比例する。し
たがって、上位ステーション１０で受け入れられるこの
情報は、実際のトランスジューサ信号の動的特性の総て
を保有している。第４図のｎ　（ａ）は、異なる遠隔ステーションＺから
の最大値を要求する、異なる遠隔ステーションＺに対す
るアドレスの出現を示す。この新しいアドレスに応じて
、比較動作は論理Ｏとなり、遠隔ステーション■中の送
信部は停止され、送信器信号は休止状態に入る。本発明の好ましい実施例では、遠隔ステーションに電力
を供給する電ｆｅ１．２８からの電圧は低く、約］、　
７　Ｖであることが望ましい。この電圧は危険領域に関
する要件にも適合する。差動電圧駆動増幅器７６は、○
Ｖに対して±３ｖの範囲で変化する差動電圧を与えるこ
とが望ましい。各トランスジューサに対する信号は最大
５Ｖの公称電圧を有することが望ましい。これらの値は
ケーブルの伝送特性とアナログ信号の帯域幅の機能に従
って選ばれたものであることを理解すべきである。本発明の好ましい実施例では、トランスジューサ信号調
整回路からの信号を監視するためにウィンドウ比較器９
９が用いられる。高比較レベル（ＣＭ　Ｐ　Ｉｌ　）と
低比較レベル（ＣＭＰＬ）がウィンドウ比較器９９への
人力となる。ウィンドウ比較器９９内に、トランスジュ
ーサ・チャネルで監視される信号の正常動作ｆ；ｒ１域
に相当するウィンドウ又は領域を決定する回路（示され
ていない）がある。もし監視される信号がこのウィンド
ウの外側に外れると、差動電圧駆動増幅ａ７６からの差
動電圧は高インピーダンス、又１よ○ＦＦ状態となる。これは、例えば、断線したトランスジューサ又はケーブ
ル、若しくは正常範囲を大きく逸脱した信号に対して生
じる。第６図を参照しつつ、典型的なトランスジューサ信号調
整回路の例について述べる。この例では、差動電圧増幅
器段を与えるために第２図の増幅器１００が用いられる
。増幅器１００は、これまで参照してきた本発明の実Ｉ
Ｍ例のＡＳＩＣチップ上に含まれた補助増幅器である。特別な増幅器性能特性が望まれるような、これと異なる
環境では独立のＩＣ回路を用いることもできる。第６図において、トランスジューサ１０２がトランスジ
ューサ・ケーブル１０４によって遠隔ステーション１２
に接続されていることが分かる。増幅！３１００は平衡
型差動電圧増幅器として構成されている。増１１！器１
００の出力はアナログ・スイッチ９１の入力に接続され
ている。抵抗器１０６．１０８、及び１１０は、トランスジュー
サ・ケーブル１０４及びトランスジューサ１０２を通じ
て低レベル直流電流を設定するために、接続されている
。抵抗器１０８及び１１０の接続点において、トランス
ジューサが正常に動作していてトランスジューサ・ケー
ブルが完全である時にウィンドウ比較器９９のウィンド
ウ内に納まる電圧を発生する。例えば、トランスジュー
サ・ケーブル１０４が断線している時には、抵抗器１０
８及び１．１０の接続点での電圧は送信器共通接地とな
って、ウィンドウ比較器９９のウィンドウ内の外側にな
る。抵抗器１０６はスイッチ４２の一端に接続されている。スイッチ４２は、遠隔ステーション１２のトランスジュ
ーサ又はトランスジューサ調整回路のようなＡＳＩＣの
外側にある回路への電力を供給する。抵抗器〕０６のも
う一端は、トランスジューサ・ケーブル１０４の導線の
片側に接続されている。抵抗器１０８の一端は、トラン
スジューサ・ケーブル１０４の導線のもう一方の片側に
接続され、もう一端は抵抗器１１０に接続されている。抵抗器１１０のもう一端は送信器共通接地に接続されて
いる。これによって、スイッチ４２から抵抗器】０６へ
、その峰、トランスジューサ・ケーブル１０４を通じて
トランスジューサ１０２へと流れるＮ　流を生じる電流
ループが設定される。その佳、電流は、トランスジュー
サ１０２に生じ、トランスジューサ・ケーブル１０４の
もう片側と更に抵抗器１０８及び１１０を通じて、送信
器共通接地に還流する。コンデンサ１１２は、トランス
ジューサ１０２を通じて流れる直流電流を増幅器回路か
ら遮断するための直流阻止コンデンサとして役立つ。こ
のａ流ループてもし何らかの電流障害が生じると、抵抗
器１０８及び１１０の接続点での電圧がＯとなる。例として、ウィンドウ比較器９９が０．２５■から４．
７５Ｖの電圧を持つと仮定してみよう。もし、スイッチ
４２によって供給される電圧が約５ＶＴ、抵抗器１０６
．１０８．及び１１０の抵抗値がそれぞれ３４８にΩ、
２４９にΩ、及び１００にΩで、トランスジューサ及び
ケーブルが３００Ωから１にΩの共通抵抗値を持ってい
るとすれば、抵抗器１０８及び１１０の接続点では０．
７Ｖの電圧が顕れる。これは、ウィンドウ比較器９９の電圧ウィンドウの十分
内側に入る。トランスジューサ・ケーブル１０４に断線
が生じた時には、直流電流は停止し、抵抗器１１０の電
圧は、ウィンドウ比較器９９の電圧ウィンドウの０．２
５Ｖの低領域より十分に低い値、Ｏとなる。本発明の好ましい実施例では、受信部１２Ａ、送信部１
２Ｂ、及び電源部１２Ｃの一部は、大部分を特別注文の
ＡＳＩＣ集積回路で実現している。前に述べたように、
ＡＳＩＣチップ中に実体化されている回路は破線１３で
囲んである。そこで実現される機能は本発明を個別部品で実現できる
Ｑｌ　ａと同様であるとはいうものの、特別注文の集積
回路を用いて実現される、実際の機能の実現に使用され
る集積回路、及びこのような特別注文の集積回路の製造
に使用される技術は、市販の集積回路と異なる方法で達
成されることを理解すべきである。本発明を個別集積回路で実現する場合、送１３部１２Ｂ
、モード選択回路９３、及びＦ１１替機構９４はカリフ
ォルニア州すニーペイル（Ｓｕｎｎｙｖａｌｅ、　Ｃａ
１ｉｆｏｎｉａ）のシグネテイツクス・コーポレーショ
ン（Ｓｙｇｎｅｔｌａｓ　Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）柱
製造の部品番号７４ＨＣ４０５２て実現てき、差動電圧
駆動増幅器７６は同社の部品番号ＬＭ３４６で実現でき
る。本発明の受信部１２Ａを個別集積回路で実現する場合、
差動電圧受信器４４は、′ナショナル・セミコンダクタ
（Ｎａｔｉｏｎａｌ　Ｓｅｍ１ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）柱
製造の部品番号ＬＭ４３６で良い。振幅比較器６０は部
品番号７４　ＨＣ６８８、パリティ検査回路６２は部品
番号７４ＨＣ２８０、静的送りレジスタ５０は部品番号
７４ＨＣ４０１５、クロック発生回路５４は部品番号７
４ＨＣ４０４０て実現できる。これらは総てシグネテイ
ツクス・コーポレーション社の製造による。本発明の上位ステーション】０はパーソナル・コンピュ
ータのような汎用のコンピュータで良い。上で論じたよ
うに、遠隔ステーション１２からの送信は、対電線１．
４Ａ上の表われる差動電圧変化を第７図に示すように検
出することによって、上位ステーションで受信される。次に、第７図の差動電圧検出器の出力は、在来式の分析
技術を用いる汎用コンピュータによつて処理される２進
ワードを与えるために、望ましくは１２ビツトの分解能
を有するアナログ対ディジタル変換器（示されていない
）に供給される。上位ステーション１０によるアドレス指定は、汎用コン
ピュータ（示されていない）のディジタル・ボートを通
じて実行され、これによって絶縁スイッチ３２を駆動す
る。第８図は、スイッチ３０Ａ及び３０Ｂの実現法を説明し
ている。この構成において、１組の電界効果トランジス
タ２００及び２０２がスイ・；チ３０Ａを、もうＩＭの
電界効果トランジスタ２０４及び２０６がスイッチ３０
Ｂを実現するために用いられている。上位ステーション
１０からのアドレス１３号が、直接に電界効果トランジ
スタ２００及び２０６のゲートに、また、変換器２０ｇ
を経由して電界効果トランジスタ２０２及び２０４のゲ
ートに与えられる。したがって、上位ステーション１０
からのアドレス指定が論理１であると、１！源２８の正
側端子が電界効果トランジスタ２００を通じて対電線１
４の上側電線に接続され、負側端子が電界効果トランジ
スタ２０６を通じて対電線１４の下側電線に接続される
。逆に、上位ステーション１０からのアドレス指定が論
理Ｏであると、電ｆｉ２８の正側端子が電界効果トラン
ジスタ２０４を通じて対電線１４の下側電線に接続され
、負側端子が電界効果トランジスタ２０２を通じて対電
線１４の上側電線に接続される。本発明の系は、１８ゲージ電線を用いて１゜２００　ｍ
　（４，０００ｆｅｅｔ）の長さの回線を取り扱うこと
を考えている。更に、本発明の装置系では、保安抵抗器
を対１！ｉ１４中の各線に使用する。対電１ｓ１４をツ
イストペアとして撚り合わせ、対電線１４Ａを第２のツ
イストペアとして撚り合わせ、更にこれら２つのツイス
トペアを全体シールド９６で被覆することを考えている
。本発明による系は、遠隔ステーションが休止状態にある
時には約４２μＡの電力消費、遠隔ステーションが送信
状態にある時には約５ｍＡ（最大）にトランスジューサ
の要求電力を加えた電力消費で設営された。本出願中に用いた用語及び表現は、叙述上の用語として
用いたもので、制約を与えるものではない。このような
用語及び表現を用いたことによって、呈示、叙述された
特徴と同等な構想を除外する意図はない。請求項に挙げ
る本発明の範囲内で種々の変形が可能であることを認め
るべきである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の系の単純化したフロック図である。第２図は、本発明による典型的な遠隔ステーションの詳
細なブロック図である。第３図は、本発明で用いられるアドレス指定及び制御情
報プロトコルを説明する単純化したタイミング図である
。第４図は、本発明の上位ステーションと遠隔ステーショ
ンの間での典型的な交換を示す単純化したタイミング図
である。第５図は、本発明のラッチ及び制御情報符号化回路の詳
細な口０図である。第６図は、変換器信号に関連して用いられる信号調整、
及び送信部ウィンドウ比ｓ２器に対する信号源の典型的
な倒である。第７図は、上位ステーションで用いられる、遠隔ステー
ションによって送信される信号を検出するための差動演
算増幅器の回路である。第８図は、１対の電線上で電力とアドレス指定とを供給
するための、本発明による実際的なスイッチ配列を示す
。上位ステーション　　　　　　　　　　１０遠隔ステー
シヨン　　　　　　　　　　１２対電線　　　　　　　
　　　　　　　　１４受信部　　　　　　　　　　　　
　　１２Ａ送信部　　　　　　　　　　　　　　１２Ｂ
差動電圧駆動増幅器　　　　　　　　　７６ウインドウ
比較器　　　　　　　　　　９９クロック発生回路　　
　　　　　　　　５４モ一ド選択回路　　　　　　　　
　　　９３アナログ・スイッチ電源図面の浄書丁キえ → トＦＩＧ。ｆ（ −さＦＩＧ。手続ネ１ｒ１正巳薯平成２年Ｓ〉月ｅ７日

Claims

【特許請求の範囲】

（１）通信系であって、上位ステーションと、複数の遠隔ステーションと、前記複数遠隔ステーションを分路で結合する第１、及び
第２の対回線にして、前記上位ステーションが、通信を
望む該複数遠隔ステーションの任意の１つをアドレスし
、該遠隔ステーションに電力を供給するために該第１対
回線を用いることができ、かつ、該上位ステーションが
、該アドレスされた遠隔ステーションの該上位ステーシ
ョンに対する通信信号を受信するために該第２対回線を
用いることができる対回線とから成り、前記上位ステーションが、アドレス及び制御情報を含む
ワードを介することにより前記第１対回線を通して個々
の遠隔ステーションをアドレスすることができ、更に、前記遠隔ステーションの各々が、前記第１対回線に結合されて、前記上位ステーションか
らの前記ワードに応答する受信装置にして、該受信装置
を結合する前記遠隔ステーションを該上位ステーション
がアドレスする時を定め、かつ、該上位ステーションに
よって供給される該ワードから前記制御情報を抽出する
ための、受信装置と、前記受信装置によって抽出される前記制御情報に応答す
る送信装置にして、前記第２対回線を通して実時間信号
を前記上位ステーションに送信するための送信装置とを
含む、通信系。
（２）前記送信装置が、前記受信装置によって起動され
るまで休止状態にある、請求項（１）記載の通信系。
（３）前記第２対回線に結合する、差動電圧形式で該第
２対回線に前記実時間信号を与えるための差動電圧駆動
装置を介して、前記送信装置が前記上位ステーションに
該実時間信号を送信する、請求項（１）記載の通信系。
（４）請求項（１）記載の通信系であって、前記遠隔ス
テーションを前記上位ステーションがアドレスすること
が決定される時に、前記受信装置が送信器起動信号を発
生し、更に、前記遠隔ステーションの各々が、センサ信号を受け取るための装置と、前記センサ信号の予期される最大振幅を表す最大信号、
及び該センサ信号の予期されるＯレベル振幅を表すＯレ
ベル信号を発生するための装置とを更に含み、更に、前記送信装置が前記差動電圧駆動装置に結合する装置にして、前記受信
装置からの前記制御信号に応答して、前記最大信号、前
記Ｏレベル信号、又は前記センサ信号の何れかの１つを
実時間信号として選択するための装置と、前記受信装置からの前記送信器起動を８号に応答する、
前記送信装置への動作電力の供給を制御するための装置とを更に含む、通信系。
（５）請求項（１）記載の通信系であって、前記受信装
置が、前記対面線上に顕れる前記上位ステーションからのワー
ドを取得するための装置と、前記取得ワードからアドレスを抽出し、該抽出アドレス
を前記結合された遠隔ステーションに予め付与されてい
るアドレスに対して比較するための装置と、前記抽出アドレスが前記付与アドレスと合致する時、前
記取得ワードから前記制御情報を抽出するための装置とを含む、通信系。
（６）請求項（５）記載の通信系であって、前記ワード
取得装置が、前記対回線の第１対回線に結合される、取得されるべき
ワードを記憶するためのリアル対パラレル・レジスタ装
置と、前記対回線の第１対回線及び前記シリアル対パラレル・
レジスタ装置に結合される、該対面線上に顕れる該ワー
ド中の開始ビットに応答するクロック装置にして、前記
取得されるべきワードを該シリアル対パラレル・レジス
タ装置中に記憶させるために該シリアル対パラレル・レ
ジスタ装置を予定された回数クロック同期させるための
装置、とを含む、通信系。
（７）請求項（４）記載の通信系であって、前記送信装
置が共通接地電圧を基準とする動作電圧で動作を停止し、更に、トランスジューサからの信号を調整して、該調整
済信号を前記選択装置に供給するための、該トランスジ
ューサに結合する装置を介することによって、前記セン
サ信号を前記選択装置に与え、前記最大信号及び前記Ｏレベル信号をそれぞれ、前記送
信装置の動作電圧及び共通接地電圧とする、通信系。
（８）請求項（７）記載の通信系であって、前記選択装
置が、１つの出力を有し、かつ、１組のスイッチにして、１つのスイッチが前記動作電圧
を前記選択装置出力に前記最大電圧として結合するよう
に制御可能で、もう１つのスイッチが前記送信装置共通
接地電圧を該選択装置出力に前記Ｏレベル電圧として結
合するように制御可能なスイッチと、前記トランスジューサ信号を前記選択装置出力に結合す
るように制御可能なアナログ・スイッチとから成る、通信系。
（９）請求項（４）記載の通信系であって、前記受信装
置からの前記制御情報がラッチ・ビットを含み、更に、
該ラッチ・ビット及び前記送層器起動信号の存在に応答
する装置にして、前記上位ステーションが次々と他の遠
隔ステーションをアドレスしている際にも前記送信装置
に該送信器起動信号を供給するための装置を含む、通信
系。
（１０）通信系であつて、第１、及び第２の対回線と、前記第１対回線に結合される電源と、前記２つの対回線に分路で結合される複数の遠隔ステー
ションにして、各々が、前記第１対面線上に配置される
異なる独自のアドレスに応答し、該第１対面線上で通信
される制御情報に応じて制御を受けて前記第２対回線上
に実時間情報を配置できる遠隔ステーションと、前記２つの対回線に分路で結合される上位ステーション
にして、異なる独自の遠隔ステーションのアドレスの何
れでも前記第１対面線上に配置して、選択される前記複
数の遠隔ステーションの何れをもアドレスすることがで
き、アドレスされた各遠隔ステーションによって前記第
２対回線上に配置される実時間情報を受信できる上位ス
テーションとから成る、通信系。
（１１）請求項（１０）記載の通信系であって、前記電
源が正極及び負極端子を有し、前記第１対回線が第１、及び第２の線を有し、更に、前記上位ステーションが、異なる独自の遠隔ステーションのアドレスを前記第１対
回線上に配置するための、該上位ステーションによって
制御される、第１、及び第２のスイッチ装置にして、前記第１のスイッチ装置が前記電源正極端子と前記第１
対回線の第１、及び第２の線との間に結合され、前記第
２のスイッチ装置が前記電源負極端子と前記第１対回線
の第１、及び第２の線との間に結合され、更に、前記第１、及び第２のスイッチ装置が、前記第１
スイッチ装置が前記電源正極端子を前記第１対回線の第
１線に結合し、前記第２スイッチ装置が前記電源負極端
子を前記第１対回線の第２線に結合する第１の動作状態
と、前記第１スイッチ装置が前記電源正極端子を前記第
１対回線の第２線に結合し、前記第２スイッチ装置が前
記電源負極端子を前記第１対回線の第１線に結合する第
２の動作状態とを有し、これによって、前記第１、及び
第２のスイッチ装置が第１動作状態にある時には、前記
電源を前記第１対回線に１つの極性で結合し、前記第１
、及び第２のスイッチ装置が第２動作状態にある時には
、前記電源を逆の極性で結合する、スイッチ装置を含む、通信系。
（１２）第１、及び第２の対回線に分路で結合される上
位ステーションと複数の遠隔ステーション間の該第１、
及び第２の対回線に沿って行われる通信方法であって、前記第１対回線が前記遠隔ステーションに電力を供給し
、該遠隔ステーションをアドレスするために用いられ、
前記第２対回線が該遠隔ステーションから前記上位ステ
ーシヨンへ情報を通信するために用いられ、かつ、ａ、前記上位ステーションによつて制御できる切り替え
装置を介して、前記第１対回線に該上位ステーションを
結合し、ｂ、前記切り替え装置及び前記第１対回線中の電線に直
列に電源を接続して、前記複数の遠隔ステーションに電
力を供給し、ｃ、前記上位ステーションからのビット・シリアル・ア
ドレスに応じて前記切り替え装置を制御することによつ
て、前記電源の前記対回線に対する接続極性を換えて、
個々の前記複数の遠隔ステーションをアドレスし、ｄ、アドレスされた遠隔ステーションからの実時間情報
の形の差動電圧を、個々の遠隔ステーシヨンに前記第２
対回線上に配置させる、段階を含む、通信方法。
（１３）請求項（１２）記載の通信方法であって、前記
段階ｃが、ａ、前記上位ステーションからのビット・シリアル・ア
ドレス中に制御データを挿入して、前記アドレスされた
遠隔ステーションによって送信されるべき実時間情報の
形式を明示し、ｂ、前記アドレスされた遠隔ステーションのシリアル・
ビット・ストリームから前記制御データを抽出し、ｃ、前記上位ステーションからの次の制御データによっ
て停止が指示されるまで、前記明示された実時間情報を
送信する段階である、通信方法。