JPH055709Y2

JPH055709Y2 -

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Publication number: JPH055709Y2
Application number: JP1985170925U
Authority: JP
Priority date: 1985-11-08
Filing date: 1985-11-08
Publication date: 1993-02-15
Anticipated expiration: 2000-11-08
Also published as: JPS6280447U

Description

【考案の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この考案は、複数のコンピユータ間及びコンピ
ユータと端末機器間で、２線式全二重方式で長距
離伝送する際に好適なマルチドロツプデータ伝送
用アダプタに関する。

〔従来の技術〕

近年、多数のパーソナルコンピユータ及び各種
端末機器等を接続してローカルエリアネツトワー
クを形成し、データの分散処理を行なうことが盛
んになつてきている。

このようなネツトワークにおいては、コンピユ
ータ相互間及びコンピユータと端末機器との間で
双方向にデータを伝送する必要があり、その場合
に、電圧レベルや信号波形などをマツチングさせ
るためにインタフエイスが必要になる。

このようなコンピユータ間の伝送インタフエー
スとして、EIA（米国電子工業会）が制定した
「RS232C」と称されるモデムインタフエース規
格が一般に普及している。

このRS232Cは、信号線の電気的仕様、その種
類及び機能、コネクタ仕様などからなるもので、
これを用いてインタフエースをとることにより伝
送方式が標準化される。

〔考案が解決しようとする問題点〕

しかしながら、このRS232C規格による信号ラ
インでは、データ伝送速度が最大20Kビツト／秒
以下では、伝送距離は15m以下程度であり、近接
して設置された機器間で１対１の送受を行なう場
合を対象とするものである。

したがつて、例えば、構内やビル内などの比較
的距離の離れた場所に設置された機器間でデータ
を送受したい場合には、RS232C規格は適用でき
なかつた。

そこで従来は、変複調器（モデム）や音響カプ
ラを用いた公衆回線、あるいは光フアイバーを用
いた光通信回線などによりデータ伝送の長距離化
を計つているが、これらは装置が大がかりで、価
格も高価な上にケーブルコストも高いものであ
る。

また、複数台の装置間でデータの送受を行なう
時にこれらの装置を適用する場合には、回線の中
間にチヤンネル切換機を設置して、送受を行なう
自局と他局を切換機内のリレーやマルチプレクサ
などによつて機械的あるいは電気的に切り換える
必要がある。

したがつて、機内などに設置される小規模シス
テムのデータ伝送ラインに簡易に組込んで使用す
る訳にはいかなかつた。

そこで、例えば実開昭59−187253号公報に見ら
れるように、RS232C規格のデータ伝送ラインに
介挿して、データ転送距離を伸ばすことのできる
小型のアダプタが提案されている。しかしなが
ら、これもアダプタ内に信号のジヤンパ切換えを
行なう切換手段を設けているため、構造が複雑に
なる。

しかも、複数のコンピユータ間でデータ伝送を
行なえるようにするためには、ホストコンピユー
タ側にデータの受け渡し及び伝送制御を行なうコ
ントローラを必要とするため高価になるばかり
か、多数のコンピユータ及び端末機器間で２線式
全二重方式の双方向データ伝送を自由に行なえる
ようにするのは難かしいという問題点があつた。

この考案は、このような多数のコンピユータ及
び端末機器間において双方向長距離データ伝送を
実現する場合の種々の問題を解決することを目的
とし、そのためのデータ伝送用アダプタを提供す
るものである。

〔問題点を解決するための手段〕

そのため、この考案によるデータ伝送用アダプ
タは、RS232C規格の信号線に接続されるコネク
タと、両端をケーブルの特性インピーダンス（線
路インピーダンスともいう）と等しい抵抗で終端
される共有線路側に接続される２組の並列接続さ
れた入出力端子と、上記コネクタの送信データ端
子を通して入力されるRS232Cレベルの信号をダ
イオードを介して負電圧をカツトした後分圧する
ことにより小振幅のNRZ信号に変換して上記入
出力端子を通して共有線路側に送出する送信用回
路と、共有線路側から上記入出力端子を通して入
力される小振幅のNRZ信号をRS232Cレベルの信
号に変換して上記コネクタの受信データ端子を通
してRS232C規格の信号線に送出する受信用回路
と、この受信用回路の入力側と上記送信用回路の
出力側との間に、上記各入出力端子に接続される
共有線路及びその両端を終端する抵抗を一辺とし
て等価的に形成される平衡ブリツジ回路とを備え
たものである。

〔作用〕

この発明によるデータ伝送用アダプタは、長距
離伝送を可能にするため、NRZ信号（符号化パ
ルス信号）を用いることを前提としており、それ
によつて低い周波数成分で狭い周波数帯域とな
り、共有線路での波形歪を小さくすることができ
る。

また、歪の原因として線路の反射によることが
あるが、共有線路の両端をその特性インピーダン
スと等しい抵抗で終端することによつて、これを
防ぐことができる。

なお、ケーブル（線路）の特性インピーダンス
とは、長さ方向に一様なケーブル（線路）におい
て、終端を無反射終端したときの入力インピーダ
ンスの値をいうことは周知のとうりである。

一方、電波障害の原因となる伝送路からの電磁
波発生量を少なくするためには、伝送路にチヤー
ジする電荷量を少なくすることが必要である。す
なわち、送信電圧が高く伝送路にチヤージする電
流が大きいと、送信電圧の波高値に対応した伝送
路チヤージ電流が大きく流れてノイズ源となる。

これを防ぐため、RS232Cレベルの信号を小振
幅のNRZ信号に変換して送出する。したがつて、
このアダプタを使用することにより電波障害の少
ない伝送が可能になる。

そして、多数のコンピユータ及び端末機器（以
下これらを総称して「機器」という）間で双方向
データ伝送を行なう場合には、各機器のRS232C
規格の信号線を、各機器毎に配置したアダプタの
コネクタに接続し、その各アダプタ間を２組の入
出力端子を用いて２線の共有線路によつて順次並
列に接続し、共有線路の両端のアダプタでは、１
組の入出力端子に終端抵抗を接続すればよい。

この場合、共有線路中に切換機やコントローラ
等を設ける必要はない。

データの送信と受信は共通の入出力端子を通し
て行なわれることになるが、自局からの送信信号
は、送信用回路の出力側と受信用回路の入力側と
の間に形成される平衡ブリツジによつて打ち消さ
れて受信用回路に入力されず、自局からの送信中
に他局からの信号が到達しても、それを確実に受
信することができる。

〔実施例〕

以下、この考案の実施例を図面に基づいて説明
する。

第１図は、この考案によるデータ伝送用アダプ
タの概略構成を示す内部構成図、第２図は外観
図、第３図は回路図である。

第１図及び第２図に示す筐体１の片側に、
RS232C規格の信号線に接続されるコネクタ２が
設けられており、これを通して本アダプタと送信
側又は受信側の機器との間がRS232C方式による
信号線によつて接続されるようになつている。

筐体１のコネクタ２と反対側の面には、共有線
路のケーブルを通すための開口３が設けられてお
り、第１図に示すように２組の２線ケーブル１
１，１２の各端部をこの開口を通して挿入し、固
定具４によつて固定することができる。

筐体１内には回路基板５を内蔵しており、その
開口３側の端部に２組の入出力端子６ａ，６ｂと
７ａ，７ｂを並列接続（端子６ａと７ａ，６ｂと
７ｂをそれぞれ接続）して設けており、１組の端
子６ａ，６ｂにケーブル１１の２本の導線をねじ
止め等により接続し、他の１組の端子７ａ，７ｂ
にケーブル１２の２本の導線を同様に接続するこ
とができる。

このアダプタを正常に動作させるために、共有
線路の両端をケーブルの特性インピーダンスと同
じ値の抵抗を終端する必要がある。

そこで、このアダプタを接続した場所が共有線
路の終端となる場合には、２組の入出力端子６
ａ，６ｂ及び７ａ，７ｂのうち一方の組に、ケー
ブル１１又は１２の代りに抵抗R₀₁（第１図に仮
想線で示す）を接続する。

ケーブル１１及び１２（終端の場合は一方の
み）の他端は、それぞれ別の送受信機器に接続さ
れたアダプタに接続される。それによつて、各々
の接続すべき相手方の送受信側の双方に設置した
アダプタ間がケーブル１１及び１２によつて順次
接続され、各アダプタを介在して各送受信機器が
物理的に一本の共有線路に接続される（第６図参
照）。

なお、このケーブル１１，１２としては、例え
ば電話用ケーブルが用いられる。

回路基板５にはさらに、コネクタ２の送信デー
タ端子（第３図の２番端子）から入力される
RS232Cレベルの信号を小振幅のNRZ信号に変換
して入出力端子６ａ，６ｂ及び７ａ，７ｂから送
出する送信用回路８と、共有線路側から入出力端
子６ａ，６ｂ又は７ａ，７ｂを通して入力される
小振幅のNRZ信号をRS232Cレベルの信号に変換
して、コネクタ２の受信データ端子（第３図の３
番端子）から送出する受信用回路９と、この受信
用回路９の入力側と送信用回路８の出力側との間
に形成される平衡ブリツジ回路１０と、これらの
各回路に電源電圧を供給するための給電回路１３
とが設けられている。

第３図はこれらの各回路の具体例と、一対の機
器間をこのアダプタを介して共有線路で接続した
場合の接続状態を示している。

また、第４図はRS232C側の信号線の種類、名
称及びそれに接続されるコネクタ２の対応する端
子番号を示している。

ここで、第１図と第３図との対応関係を説明す
ると、送信用回路８は、ダイオード１４と抵抗
R₁及び共有線路のケーブル１１とその両端の終
端抵抗R₀₁，R₀₂を利用して構成されている。

受信用回路９は、差動増幅器１５とその入力抵
抗R₅，R₆、帰還抵抗R₇と、コンパレータ１６と
その入力抵抗R₈と帰還抵抗R₉及び出力側と電源
ラインとの間に接続した抵抗R₁₀とによつて構成
されている。

平衡ブリツジ回路１０は、共有線路のケーブル
１１及びその両端の終端抵抗R₀₁，R₀₂（２個並列
に接続されているので、１個の抵抗値をR₀とし
た時の合成抵抗値 R₀′＝R₀／２となる）を一辺
として、他の３辺を抵抗R₁，R₂、R₃によつて形
成されており、その等価回路を第５図に示す。

給電回路１３は、カソード側を共通接続したダ
イオード１７，１８と、電圧レギユレータ１９及
びコンデンサＣからなる。

なお、第３図及び第５図に示されるダイオード
１４′及び抵抗R₁′は、他局側のデータ伝送用ア
ダプタ内に設けられており、上述した自局側の送
信用回路８及び平衡ブリツジ回路１０を構成する
ダイオード１４及び抵抗R₁と同じ役目（その作
用は後述する）をなすものである。

また、第３図には他局側のデータ伝送用アダプ
タはその入出力端子付近の一部分しか示されてい
ないが、実際には自局側のデータ伝送用アダプタ
と同じ回路構成になつている。

次に、この実施例の作用を説明する。

このアダプタを介在して送受信を行なうには、
RS232C規格の信号線に接続されるコネクタ２の
20番端子か４番端子のいずれかに正電圧を加える
ことにより、第３図のダイオード１７又は１８及
び電圧レギユレータ１９を通して正電圧V_cc（＋
5V）及び負電圧V_ss（−5V）が各回路に供給さ
れ、送受信あるいは送信又は受信が可能となる。

自分の局から相手方に送信する場合には、コネ
クタ２の送信データ端子（２番端子）から入力さ
れるRS232Cレベルの送信信号は、ダイオード１
４で負電圧がカツト（整流）され、抵抗R₁と共
有線路側の合成インピーダンスR₀／２によつて
分圧されて振幅1V以下のNRZ信号に変換され、
入出力端子６ａ，６ｂを通して共有線路のケーブ
ル１１へ送信される。

抵抗R₁は線路共有度（最大接続数）を多くす
るためには高抵抗であることが望ましいが、ここ
ではRS232C規格の負荷抵抗で定めるところの抵
抗値に設定する。

両端を抵抗値R₀で終端した共有線路の合成イ
ンピーダンスR₀′はR₀／２であり、これと３本の
抵抗R₁，R₂，R₃は第５図に明示するようにブリ
ツジ回路を構成しており、これらの抵抗の抵抗値
を選択することによりこれを平衡ブリツジにする
ことができ、それによつて自局の送信信号を受信
不能状態に設定している。

ブリツジ回路の一端である抵抗R₂とR₃の接続
部は、バイアス用高抵抗R₄を介して電源Vccへ接
続されると共に、差動増幅器１５の入力抵抗R₅
に接続される。

ブリツジ回路の他の一端である抵抗R₁と共有
線路の合成インピーダンスR₀′との接続部分に
は、差動増幅器１５のもう一方の入力抵抗R₆に
接続される。

この入力抵抗R₅及びR₆に加わる電圧は、差動
増幅器１５によつて増幅され、コンパレータ（電
圧比較器）１６の一方の入力端子に加えられる。
そして、他方の入力端子に加えられた基準電圧
V_refと比較され、コンパレータ１６の出力、つま
りコネクタ２の受信データ端子（３番端子）に
は、低レベルがV_ssで高レベルがV_ccなる振幅の信
号（RS232Cレベルの信号）が出力されることに
なる。

抵抗R₁₀はコンパレータ１６の出力信号の振幅
を決める抵抗であり、電源V_ccに接続されている。

相手方からの信号を受信する時には、自局の送
信データ端子（コネクタ２の２番端子）は負電圧
の状態のままなので、ダイオード１４は非導通状
態を保ち、インピーダンスR₀／２の共有線路と
抵抗R₁，R₂，R₃はブリツジ回路として作用しな
くなる。

相手先から共有線路のケーブル１１及び入出力
端子６ａ，６ｂを通して送られてきた小振幅の
NRZ信号は、高抵抗R₁，R₂及び入力抵抗R₅を通
して差動増幅器１５の一方の入力端子へ、また入
力抵抗R₆のみを通して差動増幅器１５のもう一
方の入力端子へ入力される。

このとき、抵抗R₂及びR₄が抵抗R₃に対して十
分大きな値に設定されているので、差動増幅器１
５の入力抵抗R₅とグランド間に加わる電圧は、
入力抵抗R₆とグランド間に加わる電圧に比べて
非常に小さくなり、差動増幅器１５の出力端子に
は、入力電圧（入力抵抗R₆とグランド間の電圧）
に増幅度を掛けた電圧値にほぼ近い信号が出力さ
れることになる。

自局が送信状態の時に相手先からの信号を受信
する場合、自局の差動増幅器１５の入出電圧VR
は次のように表わされる。

VRを時相に分けて、自局の送信時における自
局の受信電圧をVR₁とし、他局の送信時における
自局の受信電圧をVR₂とする。

自局の送信電圧をVT₁とすれば、 VR₁＝（R₁／R₁＋R₀′−R₃／R₂＋R₃）VT₁ … 他局の送信電圧をVT₂とすれば、 VR₂＝（R₁＋R₂／R₁＋R₂＋R₃）VT₂ … 自局と他局が同時に送信したときは重ねの理が成
りたち、VRは次式により得られる。

VR＝VR₁＋VR₂ … ここで、R₁，R₂，R₃は各抵抗の抵抗値、R₀′
は共有線路の合成抵抗値であるが、これらによつ
て平衡ブリツジを形成している場合式におい
て、次式が成り立つ。

R₁／R₁＋R₀′−R₃／R₂＋R₃＝０ … この式から R₃＝R₁R₂／R₀′の関係が得ら
れる。

したがつて、この関係を満たすように抵抗R₃
の値を調整することにより、式において、VR₁＝０となり、式において、
VR＝VR₂にすることができるから、自局が送信
中に他局が送信しても、他局の送信信号だけを受
信することが可能となる。

第６図は、このアダプタを用いて多数の機器間
で送受信を行なう場合の接続例を示すもので、本
アダプタ２０は、データ送受信を行なう端末であ
るパーソナルコンピユータ２２，２３，２４，２
６，２７，２８と、プリンタ２５及びホストコン
ピユータ３０の回線インタフエース２９に、それ
ぞれRS232C規格の信号線２１と前述のケーブル
１１，１２に相当する共有線路のケーブル３１を
介して接続されている。

いま、一組の端末間の送受信を行なう場合を例
にとると、例えばパーソナルコンピユータ２２と
パーソナルコンピユータ２６間で送受信しようと
する場合、双方の端末２２及び２６から各々
RS232C信号線２１を通して、アダプタ２０のコ
ネクタ２（第３図）の20番端子にデータターミナ
ルレデイ信号として正電圧が加えられることによ
り、双方とも受信可能状態となる。

送信信号は、双方の端末から、随時コネクタ２
（第３図）の２番端子を通つてアダプタ２０に入
力し、小振幅のNRZ信号に変換されて、アダプ
タ２０の入出力端子からケーブル３１を通つて
各々相手先のアダプタ２０へ送られる。

このようにして、コンピユータ２２と２６間で
双方向の全二重通信がなされる。

さらに、この図中にはプリンタ２５が図示され
ており、パーソナルコンピユータ２２，２３，２
４，２６，２７，２８などが、時分割でプリンタ
２５を使用できるように構成されている。

この他に、ホストコンピユータ３０の側にデー
タの送受信及び制御を行なう回路インタフエース
２９が接続されている。ホストコンピユータ３０
には、回路インタフエース２９を通して複数の回
線が接続され、回路インタフエースの接続端子群
の一部からRS232C信号線２１及びアダプタ２０
を通して共有線路に接続されている。

この回線接続例で表現されるように、任意の端
末相互の全二重通路が容易に設定可能となるわけ
である。この例は構内等における比較的遠距離間
でのデータ伝送にあたり、回線インタフエース２
９や端末機器のRS232Cコネクタに本アダプタを
接続することにより、簡単に端末の増設を行なう
ことが可能である。

すなわち、このデータ伝送用アダプタを使用す
れば、RS232C信号を直接無電源回路でNRZ信号
に変換し、マルチドロツプ（多点接続）の全二重
通信を行なうことができる。

また、線路での反射による信号の歪やノイズの
発生による電波障害等を生ずるようなことがな
い。

そのデータ伝送距離は、RS232C規格だけによ
るものに比べて1Km以上の長さに延長すること
が可能であり、伝送速度もモデムや調歩同期式の
伝送速度と同等のものが得られ、伝送速度を遅く
することなく伝送距離の長距離化を実現すること
が可能である。しかも、変復調器（モデム）や公
衆回線、あるいは回線切換機などの高価で複雑な
構成のものも用いることなく、極めて安価な構造
により端末を増設することができる。

また、このアダプタは、当然ながらポイントツ
ーポイント方式の接続を簡単に行なうことがで
き、ケーブルの両端の各２線を、各々のアダプタ
に接続するだけで済み、データ伝送の長距離化を
容易に行なうことができる。

〔考案の効果〕

以上説明してきたように、この発明によるデー
タ伝送用アダプタを使用すれば、RS232C規格の
多数のコンピユータあるいは端末機器（機器と総
称する）の各RS232C規格の信号線にそれぞれこ
のアダプタのコネクタを接続し、その各アダプタ
の並列接続された２組の入出力端子を１組ずつ順
次共有線路を形成するケーブルで接続し、その全
長の両端をそのケーブルの特性インピーダンスと
等しい抵抗で終端することにより、上記多数の機
器間でマルチドロツプの全二重通信方式で長距離
データ伝送を実現することができる。

そして、このアダプタは受信用回路の入力側と
送信用回路の出力側との間に平衡ブリツジ回路を
設けているので、自局の送信中に他局が送信して
も、他局から送信されたデータだけを確実に受信
することができ、自局の送信データと他局からの
受信データが混信するようなことがなく、しかも
入出力端子に接続される共有線路の両端をその特
性インピーダンスと等しい抵抗で終端し、その共
有線路及び両終端抵抗が上記平衡ブリツジの一辺
を構成するので、接続する機器の種類や数及び共
有線路の長さに係わらず常にインピーダンス・マ
ツチングが完全（完全整合）に保たれ、伝送線路
での歪の原因となる反射波が発生することがな
い。

また、このアダプタではコネクタに接続した機
器から入力するRS232Cレベルの信号を小振幅の
NRZ信号に変換して上記共有線路を介して他の
機器へ送信するので、ノイズの発生を防止して電
波障害の少ないデータ伝送を可能にし、且つ
RS232C規格の信号線だけで機器間を接続した場
合に比べて、伝送速度を低下させることなく、デ
ータ伝送距離を大幅に延長することができる。

また、RS232C規格に適合する機器間であれ
ば、簡単に本アダプタ及びケーブルを接続するだ
けで使用することができ、高価な変復調器や回線
変換機等を必要としない。

さらに、この考案によれば、差動式トランス方
式のようにハイブリツドトランスを使用しなくて
もよく、２個の増幅器と少数の受動部品だけで構
成されるので、経済化と小型集積化できる利点が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案によるデータ伝送用アダプタ
の概略構成を示す内部構成図、第２図は同じくそ
の外観を示す斜視図、第３図は同じくその具体的
回路構成の一例を示す回路図、第４図はRS232C
側の信号線の種類、名称及びそれに接続されるコ
ネクタ２の対応する端子番号を示す図、第５図は
平衡ブリツジ回路形成部分の等価回路図、第６図
は本アダプタを用いてデータ伝送を行なう場合の
接続例を示す図である。１……筐体、２……コネクタ、３……開口、５
……回路基板、６ａ，６ｂ，７ａ，７ｂ……入出
力端子、８……送信用回路、９……受信用回路、
１０……平衡ブリツジ回路、１１，１２……共有
線路のケーブル、１３……給電回路、１４，１
７，１８……ダイオード、１５……差動増幅器、
１６……コンパレータ、１９……電圧レギユレー
タ、R₀₁，R₀₂……終端抵抗、R₁，R₂，R₃……ブ
リツジ回路を構成する抵抗、２０……アダプタ、
２１……RS232C信号線、２２〜２４，２６〜２
８……パーソナルコンピユータ、２５……プリン
タ、２９……回路インタフエース、３０……ホス
トコンピユータ、３１……共有線路のケーブル。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】 RS232C規格の信号線に接続されるコネクタ
と、両端をケーブルの特性インピーダンスと等しい
抵抗で終端される共有線路側に接続される２組の
並列接続された入出力端子と、前記コネクタの送信データ端子を通して入力さ
れるRS232Cレベルの信号をダイオードを介して
負電圧をカツトした後分圧することにより小振幅
のNRZ信号に変換して、前記入出力端子を通し
て前記共有線路側に送出する送信用回路と、前記共有線路側から前記入出力端子を通して入
力される小振幅のNRZ信号をRS232Cレベルの信
号に変換して前記コネクタの受信データ端子を通
してRS232C規格の信号線に送出する受信用回路
と、該受信用回路の入力側と前記送信用回路の出力
側との間に、前記各入出力端子に接続される前記
共有線路及びその両端を終端する抵抗を一辺とし
て等価的に形成される平衡ブリツジ回路とを備えていることを特徴とするデータ伝送用ア
ダプタ。