JPH0528158U - 通信装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】フォトカプラのＣＴＲ劣化を、事前に検出して
通信装置の信頼性を向上させる。 【構成】受信回路内にフォトカプラの負荷抵抗の値を選
択可能とする第１のスイッチ手段を設け、送信回路内に
フォトカプラの順電流の値を選択可能とする第２のスイ
ッチ手段を設け、通信制御回路は、診断時において第
１，第２の各スイッチ手段をオン／オフに駆動すると共
に、診断通信を実行しその受信状況から受信回路または
送信回路のフォトカプラが劣化したかどうかを判断する
ように構成した。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、送受信信号（データ）の絶縁手段としてフォトカプラを用いるよう にした通信装置に関し、さらに詳しくは、通信媒体を介して送られた信号を受け るフォトカプラを有する受信回路と、通信媒体へ信号を送りだすフォトカプラを 有する送信回路と、受信回路と送信回路との動作を制御する通信制御回路とを備 えた通信装置における信頼性の向上に関する。

【０００２】

【従来の技術】

通信媒体を介して通信を行う通信システムにおいて、耐ノイズ性能の向上のた めに、通信媒体（通信ケーブルなど）と通信装置との間を電気的に絶縁すること が一般的に行われており、この場合信号絶縁手段として、フォトカプラがしばし ば用いられる。 図２は、絶縁手段として、フォトカプラを用いた従来の通信装置の構成ブロッ ク図である。図において、１は通信媒体、２はこの通信媒体１に結合する通信装 置である。通信装置１において、Ｕ１は通信媒体１を介して送られた信号を受け る通信レシーバ、ＰＣ１は受信データを絶縁するためのフォトカプラで、通信レ シーバＵ１の出力端に接続されているトランジスタＱ１によって駆動される。Ｕ ４はフォトカプラＰＣ１の出力を受けるコンパレータで、受信データは通信制御 回路ＣＮＴを経て取り込まれる。 Ｕ３は通信制御回路ＣＮＴから出力される送信データのドライバ、ＰＣ２は送 信データを絶縁するためのフォトカプラで、ドライバＵ３の出力端に接続されて いるトランジスタＱ２によって駆動される。Ｕ２はフォトカプラＰＣ２の出力を 受ける通信ドライバ（オープンコレクタタイプ）で、送信データを通信媒体１に 送出する。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

信号絶縁のためにフォトカプラを用いたこの様な構成の従来装置においては、 フォトカプラの電流伝達率（ＣＴＲと称される）が劣化することに起因する故障 モードが存在する。この様な故障になると、時間と共にＣＴＲが低下して行き、 ある時点で突然データの伝達ができなくなるという重大な事故に至る。 本考案は、この様な点に鑑みてなされたもので、フォトカプラの電流伝達率が 劣化することに起因する事故を未然に防止し、信頼性の高い通信装置を実現する ことにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

この様な目的を達成する本考案は、 通信媒体を介して送られた信号を受けるフォトカプラを有する受信回路と、通 信媒体へ信号を送りだすフォトカプラを有する送信回路と、受信回路と送信回路 との動作を制御する通信制御回路とを備えた通信装置において、 前記受信回路内にフォトカプラの負荷抵抗の値を選択可能とする第１のスイッ チ手段を設け、 前記送信回路内にフォトカプラの順電流の値を選択可能とする第２のスイッチ 手段を設け、 通信制御回路は、診断時において第１，第２の各スイッチ手段をオン／オフに 駆動すると共に、診断通信を実行しその受信状況から受信回路または送信回路の フォトカプラが劣化したかどうかを判断することを特徴とする通信装置である。

【０００５】

【作用】

第１，第２のスイッチ手段は、通常動作時には、各フォトカプラに定格電流を 供給するように抵抗の値を選択している。通信制御回路は、各フォトカプラの劣 化診断を行う場合、第１，第２のスイッチ手段を所定の状態に駆動し、各フォト カプラに定格電流とは異なる、例えば定格電流より小さい電流を供給する。この 状態で診断通信を行い、それが正常であれば各フォトカプラのＣＴＲの劣化は未 だないと判断する。

【０００６】

【実施例】 以下、図面を用いて本考案の実施例を詳細に説明する。 図１は、本考案の一実施例を示す構成ブロック図である。この図で図２の各部 分と同じものには同一の符号を付して示す。通信装置２において、３は通信媒体 １を介して送られた信号を受ける受信回路で、内部に信号絶縁用のフォトカプラ ＰＣ１を有している。４は通信媒体１へ信号を送りだす送信回路で、内部に信号 絶縁用のフォトカプラＰＣ２を有している。５は受信回路３と送信回路４との動 作を制御する通信制御回路である。 受信回路３において、Ｒ１はフォトカプラＰＣ１の順電流（ＩＦ１）を設定す るための抵抗、Ｒ２，Ｒ３はフォトカプラＰＣ１の負荷抵抗、ＳＷ１は第１のス イッチ手段で、このスイッチ手段ＳＷ１を駆動することにより、負荷抵抗の値を 選択できるようになっている。

【０００７】 送信回路４において、Ｒ４はフォトカプラＰＣ２の負荷抵抗、Ｒ５，Ｒ６はフ ォトカプラＰＣ２の順電流（ＩＦ２）を設定するための抵抗、ＳＷ２は第２のス イッチ手段で、このスイッチ手段ＳＷ２を駆動することにより、フォトカプラＰ Ｃ２の順電流の値を選択できるようになっている。 通信制御回路５において、５１はフォトカプラの劣化診断を行う時において、 第１，第２の各スイッチ手段をオン／オフに駆動するスイッチ駆動手段、５２は フォトカプラの劣化診断時において、診断通信を実行しその受信状況から受信回 路または送信回路のフォトカプラが劣化したかどうかを判断する劣化判断手段で ある。なお、この通信制御回路５内には、図示してないが通常の通信動作を行う ための各種の機能が設けられている。

【０００８】 このように構成した装置の動作を、通常の動作時と、一定の期間ごとあるいは 上位の計算機からの指示等で行われるフォトカプラの劣化診断時とに分けて次に 説明する。 （通常の動作時） 通信制御回路５内のスイッチ駆動手段５１は、第１のスイッチ手段ＳＷ１をオ フ状態に、第２のスイッチ手段ＳＷ２をオン状態に駆動している。 受信回路３において、フォトカプラＰＣ１の負荷抵抗は抵抗Ｒ２とＲ３の直列 抵抗で構成されており、コレクタ電流Ｉｃ１は、（Ｒ２＋Ｒ３）の負荷抵抗値に 応じて流れ、通信媒体１を介して送られたデータを電圧信号に変換する。コンパ レータＵ４は、フォトカプラＰＣ１の出力端に得られた電圧信号を入力し、デー タの変化を検出する。検出されたデータの変化は、通信制御回路５に受信データ として取り込まれる。 送信回路４において、第２のスイッチ手段ＳＷ２はオン状態にあり、フォトカ プラＰＣ２の順電流ＩＦ２は、並列接続される抵抗Ｒ５，Ｒ６の並列抵抗値で決 定される。この状態で通信制御回路５から送信データが出力されると、フォトカ プラＰＣ２内で順電流ＩＦ２に応じた光信号となり、データ絶縁が行われ通信ド ライバＵ２を経て通信媒体１にデータが出力される。通信媒体１に出力された送 信データは、受信回路３において読み返され、通信制御回路５は出力したデータ と、読み返したデータとを照合チェックして、動作が正常に行われたか監視して いる。

【０００９】 （フォトカプラの劣化診断時） フォトカプラの劣化診断は、一定の時間が経過するごとにあるいは通信媒体１ に接続されている上位の計算機からの指令を受けて実行される。 劣化診断の指令を通信制御回路５が受けると、スイッチ駆動手段５１は、フォ トカプラＰＣ１かＰＣ２かのいずれの劣化診断を行うかによって、第１のスイッ チ手段ＳＷ１および第２のスイッチ手段ＳＷ２を、オン状態あるいはオフ状態に 駆動すると共に診断通信を実行することとなる。 ここで、受信回路３において、第１のスイッチ手段ＳＷ１がオン状態に駆動さ れると、フォトカプラＰＣ１の負荷抵抗は抵抗Ｒ２だけとなり、コンパレータＵ ４側から見たフォトカプラＰＣ１のＣＴＲは、通常の動作時の、Ｒ２／（Ｒ２＋ Ｒ３）倍に減少したのと等価となる。 また、送信回路４において、第２のスイッチ手段ＳＷ２がオフ状態に駆動され ると、抵抗Ｒ５だけを通ってフォトカプラＰＣ２の順電流ＩＦ２が流れることと なるので、この順電流ＩＦ２はＲ６／（Ｒ５＋Ｒ６）倍に減少し、通信ドライバ Ｕ２側から見たフォトカプラＰＣ２のＣＴＲが、通常動作時のＲ６／（Ｒ５＋Ｒ ６）倍に減少したのと等価になる。

【００１０】 （フォトカプラＰＣ１の劣化診断）） 通信制御回路５内のスイッチ駆動手段５１は、第１のスイッチ手段ＳＷ１をオ ン状態に、第２のスイッチ手段ＳＷ２をオン状態（通常の動作と同じ状態）に駆 動すると共に、診断通信を送信回路４を経て送信する。また、この送信データを 受信回路３を経て読み返す。 この様なスイッチ状態とすることにより、フォトカプラＰＣ１側のＣＴＲだけ が、通常の動作時の、Ｒ２／（Ｒ２＋Ｒ３）倍に減少し、送信回路４は通常の動 作状態となっている。この様な状態で受信回路３は、データを受信する。劣化判 断手段５２は、受信回路３を経て読み返したデータが正常であれば、フォトカプ ラＰＣ１側のＣＴＲが通常の動作時より減少した状態でも正常に受信できるので 、そのフォトカプラＰＣ１の劣化はないと判断する。これに対して、受信データ が異常であればＰＣ１の劣化が検出されたと判断する。

【００１１】 （フォトカプラＰＣ２の劣化診断）） 通信制御回路５内のスイッチ駆動手段５１は、第１のスイッチ手段ＳＷ１をオ フ状態（通常の動作と同じ状態）に、第２のスイッチ手段ＳＷ２をオフ状態に駆 動すると共に、診断通信を送信回路４を経て送信する。また、この送信データを 受信回路３を経て読み返す。 この様なスイッチ状態とすることにより、フォトカプラＰＣ２側のＣＴＲだけ が、通常の動作時のＲ６／（Ｒ５＋Ｒ６）倍に減少し、受信回路３は通常の動作 状態となっている。この様な状態で、送信回路４はデータを送信する。劣化判断 手段５２は、受信回路３を経て読み返したデータが正常であれば、フォトカプラ ＰＣ２側のＣＴＲが通常の動作時より減少した状態でも正常に送信されているの で、フォトカプラＰＣ２の劣化はないと判断する。これに対して、受信データが 異常であればＰＣ２の劣化が検出されたと判断する。

【００１２】 この様な、フォトカプラの劣化が検出された場合、通信制御回路５は通常動作 時において、フォトカプラのＣＴＲ劣化を検出したことを例えば外部や上位の計 算機等に通達する。これにより、何等かの対策を事前にとることが可能となる。 なお、この実施例では、通常動作時に第１のスイッチ手段をオフ、第２のスイ ッチ手段をオン状態にするものであるが、通常動作時に第１のスイッチ手段をオ ン、第２のスイッチ手段をオフ状態にしておいて、フォトカプラのＣＴＲの劣化 によって通信ができなくなった場合、第１のスイッチ手段をオフ、第２のスイッ チ手段をオン状態にすることで、通信動作を継続させることもできる。

【００１３】

【考案の効果】

以上詳細に説明したように、本考案によれば信号の絶縁手段としてフォトカプ ラを用いた場合に生ずるＣＴＲの劣化という特有の問題を、事前に検出すること が可能となり、通信装置の信頼性を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示す構成ブロック図であ
る。

【図２】従来の通信装置の構成ブロック図である。

【符号の説明】

１ 通信媒体 ２ 通信装置 ３ 受信回路 ４ 送信回路 ５ 通信制御回路 ５１ スイッチ駆動手段 ５２ 劣化判断手段 ＳＷ１ 第１のスイッチ手段 ＳＷ２ 第２のスイッチ手段 Ｕ１ 通信レシーバ ＰＣ１，ＰＣ２ フォトカプラ Ｑ１，Ｑ２ トランジスタ Ｕ２，Ｕ３ 通信ドライバ Ｕ４ コンパレータ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】通信媒体を介して送られた信号を受けるフ
   ォトカプラを有する受信回路と、通信媒体へ信号を送り
   だすフォトカプラを有する送信回路と、受信回路と送信
   回路との動作を制御する通信制御回路とを備えた通信装
   置において、 前記受信回路内にフォトカプラの負荷抵抗の値を選択可
   能とする第１のスイッチ手段を設け、 前記送信回路内にフォトカプラの順電流の値を選択可能
   とする第２のスイッチ手段を設け、 通信制御回路は、フォトカップラの劣化診断時において
   第１，第２の各スイッチ手段をオン／オフに駆動すると
   共に、診断通信を実行しその受信状況から受信回路また
   は送信回路のフォトカプラが劣化したかどうかを判断す
   ることを特徴とする通信装置。