JPH04211526A - 信号・電力伝送回路 - Google Patents

信号・電力伝送回路

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JPH04211526A
JPH04211526A JP5496291A JP5496291A JPH04211526A JP H04211526 A JPH04211526 A JP H04211526A JP 5496291 A JP5496291 A JP 5496291A JP 5496291 A JP5496291 A JP 5496291A JP H04211526 A JPH04211526 A JP H04211526A
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JP
Japan
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transmitter
signal
wire
transformer
circuit
Prior art date
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Application number
JP5496291A
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English (en)
Inventor
Kiyoharu Inao
稲生 清春
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Yokogawa Electric Corp
Original Assignee
Yokogawa Electric Corp
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Publication date
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  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
  • Dc Digital Transmission (AREA)
  • Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)

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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、信号・電力伝送回路の
改良に関する。
【0002】
【従来の技術】プロセス工業等においては、フィ―ルド
に各種センサが分散されるため、信号とパワ―を同一の
伝送路により伝送するいわゆる二線式伝送が多用される
。近年、センサのディジタル化に伴ない二線式伝送器も
ディジタル化されてきている。図5はこの様な二線式伝
送回路の一例を示す図である。図において、変換器1は
プロセス変量を受けて変量に応じたデジタルデ―タに変
換するもので、出力信号はパルスになっている。平滑化
キャパシタ2は二線式信号線の両端に接続され、トラン
ジスタ4も二線式信号線の両端に接続されている。逆流
阻止ダイオ―ド3は平滑化キャパシタ2とトランジスタ
4のコレクタ端子の間に挿入されている。トランジスタ
4のベ―ス端子は変換器1の出力で駆動される。ディス
トリビュ―タ5はトランジスタ4から送られるパルスを
受信するもので、内部に電源を含んでいる。
【0003】このように構成された装置の動作を次に説
明する。変換器1のパルス出力によりトランジスタ4は
駆動されスイッチング動作を行なう。この様な構成の回
路では、トランジスタ4がオンのとき“0“が、オフの
とき“1“がディストリビュ―タ5に伝わることになる
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
成の回路によれば次のような課題があった。■  常に
1対1でしか使用できず、バス構成は不可能であること
。 ■  入出力間の絶縁がされていないこと。■  タ―
ミネ―ションがないため高速信号伝送が不可能であるこ
と。 また、本出願人は特公昭53−25768号(特許第9
45294号)「信号伝送路の電力分離回路」で、信号
に重畳して直流電力を伝送する方式において、この信号
と電力を分離する回路を提案しており、この回路はバス
で結合したシステムに用いて好適である。しかし、この
回路によれば伝送線路が単一で、工業用の制御システム
としては信頼性が不足しているという課題があった。本
発明はこの様な課題を解決したもので、入出力間の絶縁
が為されかつバス構成が可能な信頼性の高い信号・電力
伝送回路を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
る本発明は、少なくとも2以上設けられる二線式信号線
(L1,L2)と、これら二線式信号線毎に設けられる
電源(E)と、これら二線式信号線毎に2以上設けられ
、この二線式信号線の一方の信号線と他方の信号線の間
に接続されるトランス(T)とキャパシタ(C)を有す
る直列回路と、当該キャパシタの両端から電源パワ―を
取出す電源回路(P)と、各二線式信号線と信号伝送線
(SL)及び電源パワ―伝送線(PL)を用いて一対一
で接続され、少なくとも2以上設けられると共に少なく
とも一方の信号伝送線を用いてパルス信号の送受信を行
なうトランスミッタ回路(M)と、前記トランスと当該
トランスミッタ回路を接続して、当該二線式信号線に流
れるパルス信号を伝送し若しくは当該トランスミッタ回
路の出力するパルス信号を当該二線式信号線に伝送する
前記信号伝送線と、前記電源回路と当該トランスミッタ
回路を接続して、電源パワ―を当該トランスミッタ回路
に伝送する前記電源パワ―伝送線とを具備している。
【0006】
【作用】本発明の各構成要素はつぎの作用をする。二線
式信号線は複数設けられているので、トランスミッタ回
路の信号伝送路が冗長化されている。二線式信号線は電
源を有しており、電源パワ―をトランスミッタ回路に伝
送しているから、電源も冗長化されている。トランスは
信号伝送線を介して二線式信号線とトランスミッタ回路
とのパルス信号授受を担当しているが、入出力絶縁にも
役立つ。電源装置はキャパシタを用いて電源パワ―を二
線式信号線から取出し、電源パワ―伝送線を介してトラ
ンスミッタ回路に供給している。
【0007】
【実施例】以下図面を用いて、本発明を説明する。図1
は、本発明の一実施例を示す構成ブロック図である。図
において、二線式信号線L1,L2は冗長化された信号
・電力伝送路で、二重化することにより信頼性を向上さ
せている。抵抗R1とキャパシタC1は整合用回路(タ
―ミネ―ション回路)で、二線式信号線L1の一端に設
けられている。二線式信号線L2に接続された抵抗R2
とキャパシタC2も同様である。リアクトルl1と電源
E1は、二線式信号線L1の電源部を構成している。リ
アクトルl1は信号に対しては高インピ―ダンスを呈し
、直流に対してはゼロインピ―ダンスとなる。二線式信
号線L2に設けられたリアクトルl2と電源E2も同様
である。
【0008】トランスT11は信号伝送に用いられ、キ
ャパシタC11はパワ―供給に用いられるもので、両者
は直列回路を構成している。この直列回路は、トランス
T11が二線式信号線L1の一方の信号線と接続され、
キャパシタC11が他方の信号線と接続されている。こ
の間の事情は、トランスT12とキャパシタC12、ト
ランスT21とキャパシタC21及びトランスT22と
キャパシタC22についても同様である。電源回路P1
1はキャパシタC11の両端からパワ―を取出す電源で
、電源回路P12,P21,P22についても同様にキ
ャパシタC12,C21,C22の両端からパワ―を取
出す。トランスミッタM1は二線式信号線L1、L2に
対し信号の受信及び送信(送信のみであっても良い)を
行なうと共にパワ―の供給を受けるもので、トランスミ
ッタM2と二線式信号線L1、L2の間も同様の関係に
ある。
【0009】信号伝送線SL11はトランスT11の二
次巻線とトランスミッタM1を接続する伝送路で、この
トランスミッタM1の出力するパルス信号を二線式信号
線L1、L2に伝え、或いは二線式信号線L1、L2に
流れるパルス信号をトランスミッタM1に送る。電源パ
ワ―伝送線PL11は電源回路P11とトランスミッタ
M1を接続する伝送路で、電源回路P11の出力する電
源パワ―をトランスミッタM1に送っている。信号伝送
線SL12,21,22及び電源パワ―伝送線PL12
,21,22についても同様である。
【0010】尚、トランスミッタM1,M2は例えば図
5で説明した変換器1と送受信回路2〜4を内蔵して、
上述した機能を実現している。外部装置10はトランス
ミッタM1に接続されている。また、トランスミッタM
1,M2は二線式信号線L1,L2の両方に対して同一
内容の信号を送信しても良く、また片方のみに送信して
も良い。この場合、受信側となるトランスミッタは両方
の二線式信号線L1,L2の信号を聞いて、信号の受信
を行なう。JISZ8103(計測用語)では、トラン
スミッタを伝送器と呼んで検出器からの信号を伝送する
機能を有するものを言うが、ここでは更に外部からの信
号を受信する機能を合わせて有するものを言う。
【0011】このように構成された装置の動作を次に説
明する。まず信号の伝送について説明する。ここでは信
号伝送はトランスミッタM1の送信をトランスミッタM
2が受信するものとし、送受信は二線式信号線L1,L
2に同一信号を流して行われるとして、説明する。パル
ス信号は、トランスミッタM1からトランスT11を介
して二線式信号線L1に送られて、トランスT12を介
してトランスミッタM2に伝送される。同一のパルス信
号は、トランスミッタM2からトランスT21を介して
二線式信号線L2に送られて、トランスT22を介して
トランスミッタM2に伝送される。トランスミッタM2
では、両方のパルス信号が同一であるので、受信デ―タ
を正常に受けとることができる。逆に、トランスミッタ
M2からトランスミッタM1に信号を送出すことも可能
である。
【0012】外部装置10から出力されたパルス信号の
場合は、トランスミッタM1を介してトランスT11に
送られ、該トランスから二線式信号線L1に伝送される
と同時に、二線式信号線L2にも伝送され、トランスミ
ッタM2で受信することが可能になる。この様に、二線
式信号線L1,L2とトランスミッタM1,M2とは双
方向性の信号やりとりが可能である。
【0013】また、送信側のトランスミッタが二線式信
号線L1,L2の一方のみを使用して伝送を行なう場合
には、トランスミッタM1,M2を介して、二線式信号
線L1(L2)で伝送されてきた信号を二線式信号線L
2(L1)へ送出することも可能になる。この場合、ト
ランスミッタM1,M2は内部で一方の二線式信号線L
1,L2に流れる信号を他方の二線式信号線に流すよう
な構成になっている。このような構成のトランスミッタ
は、例えばトランスの一次巻線と二次巻線に各二線式信
号線を接続したものである。この種のトランスミッタを
採用すれば、二線式信号線L1,L2を論理的に結び付
けることができるので、バス構成が可能である。
【0014】次に、パワ―の伝送について説明する。ト
ランスミッタM1に供給される電源パワ―はキャパシタ
C11の両端から取出される。ここで、キャパシタC1
1は信号に対しては充分低いインピ―ダンスになるよう
にする。即ち、信号的にはトランス結合、直流電力的に
はトランスの主インダクタンスとキャパシタC11とで
低域フィルタ回路が構成される。この様に、本発明回路
は並列結合形式のデ―タバスと並列給電形式の給電ライ
ンを共用している。一方、二線式信号線L2のキャパシ
タC21の両端からも電源パワ―が取出される。
【0015】図2は、この様にして取出された電源の冗
長化構成を示す図である。電源回路P11,P21の出
力はそれぞれダイオ―ドD1,D2を介して共通接続さ
れている。ヒュ―ズF1,F2は電源回路P11,P2
1の入力側に挿入されている。この様な冗長化構成にす
ると、一方の電源が故障しても残りの電源で給電を続行
できる。
【0016】図3は本発明の他の実施例の説明図である
。両方の二線式信号線L1,L2に同一信号を伝送する
ことは、二線式のように消費電力を小さくしなければ機
器には、送信エネルギを増大させるので大規模化の制限
となる。また受信側のトランスミッタも同時に二線式信
号線L1,L2を受信する必要があり、混信などの要因
を増大させる。そこで一方の二線式信号線を指定して送
受信をすることが大規模化や省エネルギに有用である。 図では、トランスミッタM1にスイッチSW1を設けて
、信号系統を二線式信号線L1側か二線式信号線L2側
のいずれか一方に切替える。トランスT11,T21は
図1のトランスT11,21に相当しているので、二線
式信号線L1,L1との接続は図1と同様に行われてい
る。この様にすると、信号の伝送において、二線式信号
線L1,L2を用いて信号・電力伝送路を二重化してい
るので、一方の信号線が損傷を受けても待機側の信号線
に切替えて通信が確保できるから、信頼性が向上する。
【0017】図4は本発明の別の実施例を示す構成図で
、電源の具体的構成を開示している。電源回路P11,
P21等をDC−DCコンバ―タで構成し、このコンバ
―タ自体を突合わせにしてしている。この様な電源を図
1の回路に採用すると、各トランスミッタM1,M2を
給電路から絶縁できると言う効果がある。
【0018】尚、上記実施例においては二線式信号線L
1,L2が二個の場合を例にとって説明したが、本発明
はこれに限定されるものではなく、3以上の任意の数で
も差し支えない。またトランスミッタ等の数も、同様に
任意の数で良い。更に供給される電源も図1に示すよう
に直流である必要はなく、商用周波数等の低周波交流で
あっても良い。このときには、キャパシタの両端からで
はなくトランスを介するようにする必要がある。
【0019】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば次のような効果がある。■  その一端に電源を有
する二線式信号線を複数個設けて、それぞれにトランス
ミッタ回路と接続しているので、信号伝送路に加えて電
力伝送路も冗長化され、信頼性が高い。■  信号の授
受は二線式信号線L1,L2とトランスT11〜T22
を介して行なっているので、入出力絶縁が成されている
。■  実施例のように、図1の二線式信号線L1,L
2に2個以上のトランスミッタ回路を接続し、トランス
ミッタ回路が二線式信号線の一方を送信用にし他方を受
信用として用いれば、バス構成とすることが可能である
。この際に、第4図のようなスイッチ回路を設けて二線
式信号線L1,L2を切替えるようにすると、信号授受
の信頼性が高まる。■  実施例のように、各二線式信
号線に整合用回路を接続すると、二線式信号線L1,L
2のインピ―ダンスと整合終端されることにより、反射
が抑圧されて高速信号伝送ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す構成ブロック図である
【図2】電源の冗長化構成を説明する図である。
【図3】本発明の他の実施例の説明図である。
【図4】本発明の他の実施例の説明図である。
【図5】従来の二線式伝送回路の説明図である。
【符号の説明】
C1,C11,C12,C21,C22…キャパシタE
1,E2…電源 l1,l2…リアクトル L1,L2…二線式信号線 M1,M2…トランスミッタ P11,P12,P21,P22…電源回路PL11,
PL12,PL21,PL22…電源パワ―伝送線 R1…抵抗 SL11,SL12,SL21,SL22…信号伝送線
T11,T12,T21,T22…トランス10…外部
装置

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】少なくとも2以上設けられる二線式信号線
    (L1,L2)と、これら二線式信号線毎に設けられる
    電源(E)と、これら二線式信号線毎に2以上設けられ
    、この二線式信号線の一方の信号線と他方の信号線の間
    に接続されるトランス(T)とキャパシタ(C)を有す
    る直列回路と、当該キャパシタの両端から電源パワ―を
    取出す電源回路(P)と、各二線式信号線と信号伝送線
    (SL)及び電源パワ―伝送線(PL)を用いて一対一
    で接続され、少なくとも2以上設けられると共に少なく
    とも一方の信号伝送線を用いてパルス信号の送受信を行
    なうトランスミッタ回路(M)と、前記トランスと当該
    トランスミッタ回路を接続して、当該二線式信号線に流
    れるパルス信号を伝送し若しくは当該トランスミッタ回
    路の出力するパルス信号を当該二線式信号線に伝送する
    前記信号伝送線と、前記電源回路と当該トランスミッタ
    回路を接続して、電源パワ―を当該トランスミッタ回路
    に伝送する前記電源パワ―伝送線と、を具備することを
    特徴とする信号・電力伝送回路。
JP5496291A 1991-03-19 1991-03-19 信号・電力伝送回路 Pending JPH04211526A (ja)

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Effective date: 19950110