JPH05235707A - 低速ラッチ回路 - Google Patents

低速ラッチ回路

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JPH05235707A
JPH05235707A JP4031790A JP3179092A JPH05235707A JP H05235707 A JPH05235707 A JP H05235707A JP 4031790 A JP4031790 A JP 4031790A JP 3179092 A JP3179092 A JP 3179092A JP H05235707 A JPH05235707 A JP H05235707A
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JP
Japan
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logic
noise
output
signal
pass filter
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Pending
Application number
JP4031790A
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English (en)
Inventor
Tsuyoshi Umemoto
強志 梅本
Atsushi Ito
温司 伊藤
Tetsunori Kaji
哲徳 加治
Makoto Marumoto
愿 丸本
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】耐ノイズ性を飛躍的に改善した半導体素子を用
いたラッチ回路を得ることが目的である。 【構成】図1に示すラッチ回路において、出力信号を入
力側に帰還させる回路の一部に、時定数が1マイクロ秒
〜1秒の低域通過フィルタ1を挿入する。 【効果】簡単な低域通過フィルタの追加により、半導体
素子を用いたラッチ回路のノイズ性を飛躍的に向上させ
ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は論理回路に係り、特に機
械駆動系の制御や電力系の制御等ノイズの多い雰囲気中
での制御に好適な低速ラッチ回路に関する。
【0002】
【従来の技術】機械駆動系の制御や電力系の制御等ノイ
ズの多い雰囲気中での制御は通常リレーが用いられてい
るが、近年、小型化のために半導体論理回路が用いられ
てきている。しかし、半導体論理回路ではパルス幅が数
ナノ秒〜数拾ナノ秒の微小な高速のノイズでも動作する
ため、これを避けるためのノイズ対策が困難であるとい
う欠点があった。特に、フリップフロップ回路に代表さ
れるラッチ回路は微小ノイズにより状態が変化するため
影響が大きい。
【0003】図7に従来のラッチ回路の一例を示し(松
下電器編著「プログラム学習による無接点リレーシーケ
ンス制御」科学情報社,’79,01,22発行P138
〜P139)、図8に図7の動作を示す。動作信号Aの
論理入力により出力Cは論理1となり、起動信号Aが論
理0となっても出力Cは論理1の状態を保持し、停止信
号Bの論理1の入力により出力Cは論理0となり、停止
信号Bが論理0となっても出力Cは論理0の状態を保持
する。
【0004】ところで、起動信号Aが論理1→0に変化
した後、停止信号Bが論理0→1に変化するまでの間
に、停止信号に数ナノ秒〜数拾ナノ秒の微小なノイズが
重畳されると、そのノイズにより出力Cは論理1→0に
誤動作をしてしまう。このような不具合を避けるため、
従来は起動信号Aや停止信号Bの入力部にフィルタを設
けたり、フォトカプラによる絶縁を施したりして対策さ
れているが、ノイズは信号ライン経由のみならず電源ラ
インやグランドラインにも侵入するため、完璧な対策は
行なえないのが現状である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、微小
な高速のノイズでも動作し、これを避けるためのノイズ
対策が困難であるという問題があった。
【0006】本発明の目的は、半導体素子を用いたラッ
チ回路において、1マイクロ秒〜1秒以下の微小ノイズ
が重畳されても誤動作を生じない回路を得ることにあ
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、帰還ループ中に時定数が1マイクロ秒〜1秒の低域
通過フィルタを設けることにより、低域通過フィルタの
時定数程度より小さいノイズが侵入してもラッチ回路の
状態が変化しないようにしたものである。低域通過フィ
ルタの時定数は、起動信号Aや停止信号Bのパルス幅よ
り短く設定することにより、正常な動作(状態の変化)
が得られる。なお、侵入するノイズとして、論理回路の
論理レベル以上のものが入力されると半導体素子自身が
正常な動作が得られないため、本ラッチ回路の信号の入
力部や出力部にノイズのレベルを制限する回路を併用す
ることが望ましい。
【0008】
【作用】上記のように構成することにより、低域通過フ
ィルタを通過した後の帰還信号はノイズ信号が大幅に低
減され、論理回路の遷移レベル以下となって、帰還信号
にノイズが重畳されず、正常な出力動作が得られる。
【0009】
【実施例】図1に本発明の対策例と動作を示す。すなわ
ち、図7の帰還信号Dの部分に抵抗と容量で構成した低
域通過フィルタ1を挿入している。停止信号Bにノイズ
が重畳されると帰還信号Eにはノイズが重畳されるが、
抵抗Rと容量Cで構成した低域通過フィルタ1を通過し
た後の帰還信号Fではノイズ信号が大幅に低減され、論
理回路の遷移レベル以下となり、帰還信号Dにはノイズ
は重畳されず、出力Cは正常動作が得られる。なお、起
動信号Aに論理1のノイズが重畳すると出力Cにはノイ
ズ幅に相当した論理1出力が重畳され、帰還信号Dに論
理0のノイズが重畳すると出力Cにはノイズ幅に相当し
た論理0出力が重畳されるが、ノイズがなくなった後に
は、低域通過フィルタ1に保持された信号により正常の
動作を行う。また、通常ノイズのパルス幅は数マイクロ
秒程度以下であり、このような微小パルスが重畳されて
も機械駆動系の制御や電子制御のような低速制御系にお
いては問題とはならない。
【0010】また、低域通過フィルタ1を挿入すること
により、停止信号Bに論理1が入力されて出力Cが論理
0となる迄に、図1に示すようなT1の遅れ時間が発生
するが、使用目的に応じ、T1として系の動作に問題と
ならず、かつ、ノイズ入力に対しては効果のある値を選
定すればよい。
【0011】なお、図7の帰還信号C’の部分に低域回
路1を設けた図2を採用すれば、図1に示した低域通過
フィルタ1に挿入による遅れ時間T1はなくすことがで
きる。
【0012】なお、これまでは図7に示したラッチ回路
に対して述べたが、図9(a),(b)に示すようなラ
ッチ回路においても帰還ループに低域通過フィルタを挿
入することにより、図1,2と同様な効果があるのはも
ちろんである。また、対象のラッチ回路は図7や図9
(a),(b)に限定されず、起動信号の論理1の入力
により出力が論理1となり起動信号が論理0となっても
出力は論理1を保持し、停止信号の論理1の入力により
出力が論理0となり、停止信号が論理0となっても出力
は論理0を保持するものであればよい。この保持機能を
満たすためには、図9(c)に示すように、出力信号と
第2の入力信号を第2の論理回路に入力し、第2の論理
回路の出力と第1の入力信号を第1の論理回路に入力
し、第1の論理回路の出力を出力信号とするように出力
信号を入力に帰還させる帰還ループを必然的に有する。
この帰還ループのいずれかの場所に低域通過フィルタを
設置すれば、上述の所望の特性が得られる。
【0013】また、低域通過フィルタとしては、抵抗と
コンデンサを組合せたものが最も簡便であるが、差動増
幅器を用いたアクティブフィルタや、シフトレジスタと
一致回路により構成されるデジタルフィルタを用いるこ
とができることはもちろんである。
【0014】図3に本発明の一実施例を示す。信号発生
源4の出力はノイズ制限回路3を経由し、論理回路部2
に入力される。論理回路部2は、起動信号/停止信号生
成回路2−1とラッチ回路2−2で構成され、ラッチ回
路2−2の帰還ループの一部が論理回路部2の外に取り
出され低域通過フィルタ1が挿入される。論理回路部2
の出力はノイズ制限回路5を経由して出力され、リレー
6を経由してモータ7に印加される。
【0015】この場合、信号発生源4には起動指令発生
部や各種センサ出力を含む。また、ノイズ制限回路3
は、図4に示す光結合素子3−1を用いたり、図5に示
す信号振幅制限回路、あるいは図6に示すフィルタ回路
などにより構成し、外部から入力されるノイズのレベル
を半導体素子で扱えるレベル内に減少させる。論理回路
部2は通常の汎用論理集積回路を組合せて構成すること
もできるが、PLA(プログラマブルロジックアレイ)
を用いると1個の集積回路で論理回路部2を構成するこ
とができる。低域通過フィルタ1は、数百オームの抵抗
Rと、0.01〜100マイクロファラッドのコンデン
サCにより構成する。
【0016】なお、コンデンサCとして高周波特性の良
い大容量のコンデンサがない場合には、高周波特性の良
い小容量のコンデンサと大容量のコンデンサとを並列に
接続することにより、所望の特性が得られる。ノイズ制
限回路5は必要に応じて設置し、内容はノイズ制限回路
3と同じである。
【0017】モータ7の起動時のノイズやリレー6のノ
イズ等が、リレー6の入力ラインや信号発生源4に重畳
されてもノイズ制限回路3,5により論理回路レベル以
下に低下し、かつ、論理回路部2に挿入したノイズも低
域通過フィルタ1により誤動作しないレベルに低下し、
誤動作は生じない。
【0018】ノイズ制限回路3の入力部やノイズ制限回
路5の出力部のケーブルに誘導のノイズ(パルス幅:1
マイクロ秒)を加えた試験で、低域通過フィルタ1がな
い回路の場合の誤動作を生じないノイズ電圧が500V
であったものが、低域通過フィルタ1(時定数:0.1
ミリ秒)付の回路にしたら、誤動作を生じないノイズ電
圧として2KV以上に改善された。(起動信号,停止信
号パルス幅は0.1幅)。
【0019】また、信号発生源4中のセンサに静電ノイ
ズを印加した試験で、低域通過フィルタ1がない場合の
誤動作を生じないノイズ電圧が2KVであったものが、
低域通過フィルタ1付の回路にしたら誤動作を生じない
ノイズ電圧として20KV以上に改善された。
【0020】なお、低域通過フィルタ1の時定数として
は、1マイクロ秒未満では効果が少なく、1秒以上では
低域通過フィルタ1が大きくなると共に、起動信号パル
ス幅や停止信号パルス幅より大きくなるケースが多くな
り使用が困難となる。
【0021】
【発明の効果】本発明によれば、ラッチ回路の入・出力
部のノイズ低減回路を高性能化することなく、簡単な抵
抗1個とコンデンサ1個ないしは複数個の追加により耐
ノイズ性を飛躍的に改善することができるという効果が
得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のラッチ回路例および動作を示す図であ
る。
【図2】本発明の他のラッチ回路例および動作を示す図
である。
【図3】本発明の一実施例を示す図である。
【図4】ノイズ制限回路の例を示す図である。
【図5】他のノイズ制限回路の例を示す図である。
【図6】さらに他のノイズ制限回路の例を示す図であ
る。
【図7】従来のラッチ回路を示す図である。
【図8】図7の動作説明図である。
【図9】従来の他のラッチ回路を示す図である。
【符号の説明】
1…低域通過フィルタ、2…論理回路部、3…ノイズ制
限回路、4…信号発生源、5…ノイズ制限回路、6…リ
レー、7…モータ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 丸本 愿 山口県下松市大字東豊井794番地 株式会 社日立製作所笠戸工場内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】起動信号の論理1の入力により出力が論理
    1となり、起動信号が論理0となっても論理1を持続
    し、停止信号の論理1の入力により出力が論理0とな
    り、停止信号が論理0となっても出力は論理0を持続す
    る半導体素子を用いたラッチ回路において、出力信号を
    入力側に帰還させるループ中に、1マイクロ秒〜1秒の
    時定数を有する低域通過フィルタを設けたことを特徴と
    する低速ラッチ回路。
  2. 【請求項2】請求項1記載の低速ラッチ回路において、
    起動信号の論理1のパルス幅、ならびに停止信号の論理
    1の状態のパルス幅を、低域通過フィルタの時定数より
    大きくした低速ラッチ回路。
  3. 【請求項3】請求項1に記載の低速ラッチ回路におい
    て、起動信号・停止信号の入力側、あるいは起動信号生
    成論理回路・停止信号生成論理回路の入力側、あるいは
    出力信号の出力側に、ノイズ制限回路もしくはノイズ低
    減回路を設けた低速ラッチ回路。
JP4031790A 1992-02-19 1992-02-19 低速ラッチ回路 Pending JPH05235707A (ja)

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JP4031790A JPH05235707A (ja) 1992-02-19 1992-02-19 低速ラッチ回路

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JP4031790A Pending JPH05235707A (ja) 1992-02-19 1992-02-19 低速ラッチ回路

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009111685A (ja) * 2007-10-30 2009-05-21 Fuji Electric Device Technology Co Ltd レベルシフト回路およびこれを用いたdc−dcコンバータ

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009111685A (ja) * 2007-10-30 2009-05-21 Fuji Electric Device Technology Co Ltd レベルシフト回路およびこれを用いたdc−dcコンバータ

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