JPH033535A

JPH033535A - 高速ディジタル信号伝送装置

Info

Publication number: JPH033535A
Application number: JP13810889A
Authority: JP
Inventors: Taku Ito; 卓伊藤; Hideetsu Hirunuma; 蛭沼　秀悦
Original assignee: Nihon Cement Co Ltd
Current assignee: Taiheiyo Cement Corp
Priority date: 1989-05-31
Filing date: 1989-05-31
Publication date: 1991-01-09
Anticipated expiration: 2013-06-25
Also published as: JP2769631B2

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】ａ、産業上の利用分野本発明は高速ディジタル信号伝送装置に関し、特に心線
間の静電容量が大きい多心ケーブルを使用した高速ディ
ジタル信号伝送装置に関する。

ｂ、　従来の技術 −ａ的なデイ、ジタル電気信号のシリアル伝送には、例
えばＲ３−２３２Ｃ通信やＲ３−４２２通信などがある
。このＲ３−２３２Ｃ通信（アメリカ電子工業会が制定
した規格による通信）とは、直列伝送方式によるデータ
端末装置とデータ回線終端装置間を接続するインタフェ
ースを介して行われるデータ伝送であり、通常複数のデ
ータをディジタル信号に変換したものを、時分割により
連続一定周期で伝送する。

この種の伝送装置の送受信は電圧パルスを用いて行われ
ていたが、多心ケーブル、特に心線間の静電容量が無視
できないほど大きい多心ケーブルを用いて、高速ディジ
タル信号のシリアル伝送を行なうことは非常に困難であ
った。すなわち、電圧パルスによる信号伝送は、ケーブ
ル心線間の静電容量による減衰が著しかった。このため
、最近では電流パルスによるディジタル信号のシリアル
伝送装置が採用されるようになっている。

第４図は従来の電流パルスによるディジタル信号伝送装
置の回路図である。同図において、多心ケーブルｌ内の
一対２本の心線２．３を送受信線とし、該善心線２．３
の送信側（Ｅ＋、Ｅｇ）にはオープンコレクタの送信用
トランジスタＴ　ｒｌ＋　　Ｔ’ｒｚを、受信側（Ｆｌ
、ＦりにはホトカブラＰ　ＣＩ＋　　Ｐ　Ｃ１をそれぞ
れ接続するとともに、その送信側端子をＥ＋、Ｅｘおよ
び受側側端子をＦｌ、Ｆｔ　とし、両方向から同時にデ
ータ伝送を可能にしている。４は多心ケーブルｌの外装
線、Ｒ，Ｌは心線２．３の抵抗およびインダクタンス、
Ｃは心線２．３間の静電容量、■は前記トランジスタＴ
ｒ＋、ＴＰＩおよびホトカブラＰ　ｅｌ＋　　Ｐ　Ｃ１
の電源電圧である。

この回路図において、送信側端子Ｅ＋、Ｅｔに入力され
たディジタル信号はトランジスタ’ｒｒ＋。

Ｔ、で増幅され、多心ケーブル１の各心線２，３に送出
される。送出されたディジタル信号は、ホトダイオード
とホトトランジスタから成るホトカブラＰｃｔ、Ｐｃｔ
を介して、前記ディジタル信号のみを受信側端子Ｆ＋、
Ｆｚに出力する。

Ｃ６発明が解決しようとする課題前記第４図に示す回路の特徴は、シンプルな回路で高速
ディジタル信号のシリアル伝送を行えることにある。し
かしながら、通常、送信用のオープンコレクタのトラン
ジスタと受信用ホトカプラのみの組み合わせでは、長距
離について多心ケーブルを使用した高速ディジタル信号
のシリアル伝送は、該ケーブルの各心線間の静電容量Ｃ
により、その信号ラインに影響を与えるという問題点が
あった。すなわち、ホトカブラＰｃｔまたはｐｃｔの電
源電圧の急激な変動や他の何らかの原因により、線間容
量Ｃを介して受信用ホトカプラＰＣＩまたはｐｃｔのダ
イオードに電流が流れ、該ホトカブラｐｃ＋またはＰ、
！が誤動作することがある。また、トランジスタＴ　Ｐ
＋が動作すると、同様の線間容量Ｃを介して、受信用ホ
トカプラＰＣ！のダイオードに電流が流れ、該ホトカブ
ラｐｃｉが誤動作してしまう。

他方、前記送受信線に光フアイバケーブルを使用すれば
、超高速なディジタル信号の伝送はできるが、この伝送
装置の使用目的（例えば地層などを探査するジオホンゾ
ンデ用など）によっては、光フアイバケーブルは曲げ半
径が大きい、スリップリング部の製作が困難、接続部の
防水構造が高価、および張力に弱いなど多くの点で問題
があった。

本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、その目的は
前記問題点を解消し、ディジタル信号のシリアル伝送用
ケーブルとして多心ケーブルを使用しても、その心線間
の静電容量などが基で、誤動作しないような高速ディジ
タル信号伝送装置を提供することにある。

ｄ、　課題を解決するための手段前記目的を達成するための本発明の構成は、多心ケーブ
ル内の１本または一対２本の心線を送受信線とし、該善
心線の一端にオープンコレクタの送信用トランジスタを
、他端に受信用ホトカプラを接続した一方向または両方
向の高速ディジタル信号伝送装置において、前記ホトカブラのダイオードカソード側とその電源との
間に、抵抗器を接続したことを特徴とする。

ｅ、　作用第１図は、本発明による高速ディジタル信号装置の要部
の構成の例を示す回路図であり、第４図と同一部分には
同一符号を付してその説明を省略する。第１図において
、それぞれの心線２，３における受信用ホトカプラＰ　
ＣＩ　＋　　Ｐ　Ｃ１のダイオードカソード側とその電
源■との間に抵抗器Ｒ＋、Ｒｚを接続することにより、
該ホトカブラＰ　ＣＩ　ｌ　　Ｐ　Ｃ２の電源電圧■の
急激な変動時や送信用トランジスタＴｒ＋、　　ＴＦ！
の動作時などに、多心ケーブル１の心線２．３間に形成
されている静電容ＩＣを介して、前記ホトカプラＰｃ＋
、Ｐｃｔのダイオードに流れようとする電流の大部分を
、この抵抗器Ｒｔ、Ｒｚに分流させて、該ホトカプラＰ
ＣＩ　ｒ　　Ｐ　ＣＭのａｌｌ　作意以下の電流値まで
低下させ、該ホトカプラＰＣＩ＋Ｐｃｔの誤動作を防止
する。

ｒ、　実施例以下、図面に基づいて本発明の好適な実施例を例示的に
詳しく説明する。

第２図および第３図は本発明の一実施例を地層探査装置
に適用した高速ディジタル信号伝送装置であり、第２図
は地層探査装置の構成図、第３図は同装置の地層探査状
況を示す説明図である。

同図において、地層探査装置２０は、地表２１に穿設さ
れた穴２２内に懸吊しながら地層に密着して使用する三
軸ジオホンゾンデ２３と、地表２１上に設置して前記ジ
オホンゾンデ２３を制御するとともに、該ジオホンゾン
デ２３からのディジタル信号による各種のデータを受信
するコントローラ２４と、それらの間を接続する多心外
装ケーブル（検層ケーブル）２５とから構成する。なお
、２６は該多心ケーブル用の小形ウィンチ、２７は滑車
材のやぐらであり、懸吊用鋼索は省略されている。

三軸ジオホンゾンデ２３は、ディジタルテレメークリ部
３１．方位検出部３２．　＠術部３３．三軸ジオホンセ
ンサ部３４およびゾンデ固定機構部３５とから成る。

ディジタルテレメータ部３１は、主として、地表上のコ
ントローラ２４から多心ケーブル２５のＣＯＭＭＡＮＤ
線１１．　ＴＲＩＧＧＥＲ線１３を介して、各種の指令
を処理し実行するＣＰＵ回路、三輪ジオホンセンサ部３
４の三軸（Ｘ、Ｙ、Ｚ）のセンサ３４ａ＋　３４ｂ＋　
３４ｃで検出された地震波や地中振動波などのアナログ
信号をＡ−Ｄ変換しメモリ内に蓄える回路、及びメモリ
内のデータまたは、方位検出部３２からの方位データを
前記コントローラ２４に、多心ケーブル２５のＤＡＴＡ
線１２線通２て、高速でディジタル信号伝送を行なう回
路から成る。

方位検出部３２は、方位計回路３２ａにより方位センサ
３２ｂからの方位信号を度単位（ディジタル）で検出し
、前記ディジタルテレメークリ部３１にディジタル信号
として送出する。

緩衝部３３はゴム製のものであり、地表上から多心ケー
ブル２５を伝わって三輪ジオホンセンサ部３４に侵入す
る地表上の有害な振動を減衰させるためのものである。

三輪ジオホンセンサ部３４はＸ、Ｙ、Ｚ軸方向における
ジオホンセンサ３４ａ、　３４ｂ、　３５ｃから成り、
Ｘ（南北方向）、Ｙ（東西方向）、Ｚ（垂直方向）とも
に２個のセンサを直列に接続し感度をよ（している。

ゾンデ固定機構部３５は三軸ジオホンセンサ部３４を一
方の穴壁に密着させるため、反対側の穴壁に張り出すよ
うにしたアーム３５ａ　と、これを駆動する固定用モー
タ３５ｂ　とから成り、コントローラ２４からの指令に
より、ＣＯＭＭＡＮＤ線１１を介して前記ジオホンゾン
デ２３を穴壁へ密着、固定する。

コントローラ２４は、多心外装ケーブル２５の心線１１
、１２．１３を介して、高速でディジタル信号を送受す
るとともに、心線１４．１５を介してジオホンゾンデ２
３に電ｉ！Ｉ（±Ｖ）を供給する。なお、心線１６は外
装線である。

このように構成された地層探査装置２ｏは、地表２１に
穿設した穴２２内に懸吊した三輪ジオボンゾンデ２３内
のセンサ３４ａ、　３４ｂ、　３４ｃなどで検出した地
震波や地中振動波などのアナログ電気信号を、ディジタ
ルテレメークリ部３１でディジタル電気信号に変換し、
多心外装ケーブル２５を介して地表上のコントローラ２
４に各種のデータを伝送する。また、コントローラ２４
から前記ジオホンゾンデ２３に対し各１１（７）　１ｍ
令ティシタル信号（ＣＯＭＭＡＮＤ信号、ＴＲＩＧＧＥ
Ｒ信号）を送出する。

この場合、前記多心ケーブル２５の各心線１１．１２゜
１３の送信側にオープンコレクタのトランジスタＴ　ｐ
Ｈｌ　Ｔｒ＋ｚ＋　Ｔｒｌｓを、受信側にホトカプラＰ
　ｅｌｌ＋Ｐｃｔ□、ｐｃ’ｓをそれぞれ接続するとと
もに、該各ホトカブラＰ　ＣＩｌ＋　Ｐ　ｃ＋ｘ＋　Ｐ
　ｃｔｓのダイオードカソード側とその電源との間にそ
れぞれ抵抗器ＲＩ　Ｉ　＋ＲＩｌ＋　　Ｒ１３を接続す
る。

このとき、前記多心ケーブル２５として物理検層用ケー
ブル５００−を使用して、１ｏｏｋＨｚのディジタル信
号を相互に伝送することができる結果を得た。

この値は、ｌｏｏｋｂｐｓ１５００ｍ　（前記ケーブル
５００−当り）に相当し、Ｒ３−２３２Ｃ通信では９６
００ｂｐｓ／１５ｍ。

Ｒ３−４２２通信では２ｋＭ！１５００ｍに比べて、非
常に大容量で高速の長距離伝送が可能である。

更に、この装置に物理検層用ケーブル（５心）５００−
を用いることにより、１６ビツトＸ　２０４８個×３チ
ャンネルのデータを、デッドタイムを含めて約１．２秒
で伝送することができた。

このため、高速ディジタル信号のシリアル伝送装置とし
て、本実施例による装置は、物理検層用穴に挿入される
ゾンデのように、狭い空間に多くの電子回路を実装しな
ければならない場合に非常に有効である。

なお、本実施例の前記コントローラ２４は、伝送された
ディジタル信号による各種データをメモリ内に一時記憶
するとともに、記憶されたデータをＤ−Ａ変換してアナ
ログ量で出力する読み出し機能も備えている。

なお、本発明の技術は前記実施例における技術に限定さ
れるものではなく、同様な機能を果たす他の態様の手段
によってもよく、また本発明の技術は前記構成の範囲内
において種々の変更、付加が可能である。

ｇ、　発明の効果以上の説明から明らかなように本発明によれば、それぞ
れの受信用ホトカプラのダイオードカソード側とその電
源との間に抵抗器を接続したことにより、ホトカプラの
電源電圧の変動時や送信用トランジスタの動作時などに
おいて、多心ケーブルの線間静電容量を介して前記ホト
カプラのダイオードに流れようとする電流の大部分を、
前記抵抗器に分流させたので、前記電流により前記ホト
カプラの誤動作はなくなる。このため、送受信線にわざ
わざ光フアイバケーブルを使用しな（でも、多心ケーブ
ルを用いて安定して高速ディジタル信号を伝送すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による高速ディジタル信号伝送装置の要
部の構成の例を示す回路図、第２図および第３図は本発
明の一実施例を地層探査装置に適用した高速ディジタル
信号伝送装置であり、第２図は地層探査装置の構成図、
第３図は同装置の地層探査状況を示す説明図、第４図は
従来の電流パルスによるディジタル信号伝送装置の要部
回路図である。第３図１．２５・・・多心ケーブル、　２，３．１１−１３・
・・心線、２３・・・三輪ジオホンゾンデ、２４・・・
コントローラ、３２ｂ・・・方位センサ、３４ａ、３４ｂ、３４ｃ・・・ジオホンセンサ、Ｐｃ＋
、Ｐｃｔ＋Ｐｃ＋＋、Ｐｃ＋ｚ＋　ＰＣ＋１”’ホトカ
プラ、Ｒ＋、　Ｒｚ、　Ｒｚ、　Ｒ＋茸、Ｒ１，・・・
抵抗器、Ｔｒ＋、Ｔｒｔ、Ｔｒ＋ｔ、Ｔｒ＋ｇ、　Ｔｒ
＋ｓ”・トランジスタ。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）多心ケーブル内の１本または一対２本の心線を送
受信線とし、該各心線の一端にオープンコレクタの送信
用トランジスタを、他端に受信用ホトカプラを接続した
一方向または両方向の信号伝送装置において、前記ホトカプラのダイオードカソード側とその電源との
間に、抵抗器を接続したことを特徴とする高速ディジタ
ル信号伝送装置。
（２）地表に穿設した穴内に懸吊したジオホンゾンデ内
のセンサからのアナログ電気信号を、該ゾンデ内でディ
ジタル電気信号に変換して、多心ケーブルを介して地表
上に伝送するとともに、地表上から前記ジオホンゾンデ
に制御用ディジタル電気信号を伝送するため、前記多心
ケーブル内の１本または一対２本の心線を送受信線とし
、該各心線の一端にオープンコレクタの送信用トランジ
スタを、他端に受信用ホトカプラを接続した一方向また
は両方向の信号伝送装置において、前記ホトカプラのダイオードカソード側とその電源との
間に、抵抗器を接続したことを特徴とする高速ディジタ
ル信号伝送装置。