JPH06112869A - 二線式信号伝送器 - Google Patents
二線式信号伝送器Info
- Publication number
- JPH06112869A JPH06112869A JP26020692A JP26020692A JPH06112869A JP H06112869 A JPH06112869 A JP H06112869A JP 26020692 A JP26020692 A JP 26020692A JP 26020692 A JP26020692 A JP 26020692A JP H06112869 A JPH06112869 A JP H06112869A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- current
- signal
- transistor
- voltage
- transmission
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)
- Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 二線式信号伝送器の出力端子間での電圧変動
の影響を受けないように改良された二線式信号伝送器を
提供するにある。 【構成】 負荷側から2本の伝送線により所定の伝送電
流の供給を受けて回路電源とし測定すべき物理量を電気
信号に変換しこれを信号処理したデジタル信号を先の負
荷側に先の伝送線を介してデジタル伝送する二線式信号
伝送器において、先の伝送電流の振幅に比例する帰還電
圧を発生させる帰還抵抗と、先のデジタル信号の振幅が
先の帰還電圧に一致するようにベース電流が制御されて
先の帰還抵抗にエミッタ電流を流す出力トランジスタ
と、この出力トランジスタのコレクタ電流によりべース
電流が制御されて先の伝送電流を制御する制御トランジ
スタと、この制御トランジスタのエミッタ端子にカスケ
ード接続された安定化トランジスタと、この安定化トラ
ンジスタの先のベースに定電圧を供給する定電圧手段と
を具備するようにしたものである。
の影響を受けないように改良された二線式信号伝送器を
提供するにある。 【構成】 負荷側から2本の伝送線により所定の伝送電
流の供給を受けて回路電源とし測定すべき物理量を電気
信号に変換しこれを信号処理したデジタル信号を先の負
荷側に先の伝送線を介してデジタル伝送する二線式信号
伝送器において、先の伝送電流の振幅に比例する帰還電
圧を発生させる帰還抵抗と、先のデジタル信号の振幅が
先の帰還電圧に一致するようにベース電流が制御されて
先の帰還抵抗にエミッタ電流を流す出力トランジスタ
と、この出力トランジスタのコレクタ電流によりべース
電流が制御されて先の伝送電流を制御する制御トランジ
スタと、この制御トランジスタのエミッタ端子にカスケ
ード接続された安定化トランジスタと、この安定化トラ
ンジスタの先のベースに定電圧を供給する定電圧手段と
を具備するようにしたものである。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、負荷側から2本の伝送
線により所定の伝送電流の供給を受けて回路電源とし、
測定すべき物理量を電気信号に変換してこれを信号処理
したデジタル信号を先の負荷側に先の伝送線を介してデ
ジタル伝送する次世代の計装方式であるフイールドバス
による伝送を行う二線式信号伝送器に係り、特に、二線
式信号伝送器の出力端子間での電圧変動の影響を受けな
いように改良された二線式信号伝送器に関する。
線により所定の伝送電流の供給を受けて回路電源とし、
測定すべき物理量を電気信号に変換してこれを信号処理
したデジタル信号を先の負荷側に先の伝送線を介してデ
ジタル伝送する次世代の計装方式であるフイールドバス
による伝送を行う二線式信号伝送器に係り、特に、二線
式信号伝送器の出力端子間での電圧変動の影響を受けな
いように改良された二線式信号伝送器に関する。
【0002】
【従来の技術】図6は従来のアナログ伝送をベースとし
て採用する信号伝送器の構成を示すブロック図である。
10はプロセス変数などの物理量を電気信号に変換して
伝送する信号伝送器であり、直流電源11から負荷12
を介して電力が供給される。直流電源11と負荷12は
受信計器13に格納されている。
て採用する信号伝送器の構成を示すブロック図である。
10はプロセス変数などの物理量を電気信号に変換して
伝送する信号伝送器であり、直流電源11から負荷12
を介して電力が供給される。直流電源11と負荷12は
受信計器13に格納されている。
【0003】電気信号は伝送線L1、L2により信号伝送
器10に出力端子T1、T2を介して電流信号ILとし
て伝送され、負荷12の両端に生じる電圧変化を検出し
て受信計器13はプロセス変数を知る。
器10に出力端子T1、T2を介して電流信号ILとし
て伝送され、負荷12の両端に生じる電圧変化を検出し
て受信計器13はプロセス変数を知る。
【0004】電流信号ILは、例えば配管中の圧力に対
応したレンジに設定された信号伝送器10により4〜2
0mAの統一電流に変換されて負荷側の受信計器13に
伝送されると共にモニタに例えば4桁のデジタル表示さ
れる。
応したレンジに設定された信号伝送器10により4〜2
0mAの統一電流に変換されて負荷側の受信計器13に
伝送されると共にモニタに例えば4桁のデジタル表示さ
れる。
【0005】この場合に、例えば圧力レンジを変更した
り、各種のパラメータを変更したり、或いはモニタした
いときには信号伝送器10の外部から操作できれば便利
である。
り、各種のパラメータを変更したり、或いはモニタした
いときには信号伝送器10の外部から操作できれば便利
である。
【0006】このため、ハンドヘルドターミナル14を
伝送線L1´、L2´を用いて必要に応じて接続し、かつ
信号伝送器10にハンドヘルドターミナル14との専用
のデータ通信機能を持たせて、ハンドヘルドターミナル
14から信号伝送器10にパラメータ変更などのデジタ
ルデータを送信する。
伝送線L1´、L2´を用いて必要に応じて接続し、かつ
信号伝送器10にハンドヘルドターミナル14との専用
のデータ通信機能を持たせて、ハンドヘルドターミナル
14から信号伝送器10にパラメータ変更などのデジタ
ルデータを送信する。
【0007】以上の全体構成に対して、信号伝送器10
は次のように構成される。SNRは圧力/差圧などを検
出して電気信号に変換する検出器(センサ)であり、変
換されたアナログ信号はアナログ/デジタル変換器A/
Dでデジタル信号に変換され、マイクロプロセッサμP
を介してメモリMEM1の中のランダムアクセスメモリ
部分に格納される。
は次のように構成される。SNRは圧力/差圧などを検
出して電気信号に変換する検出器(センサ)であり、変
換されたアナログ信号はアナログ/デジタル変換器A/
Dでデジタル信号に変換され、マイクロプロセッサμP
を介してメモリMEM1の中のランダムアクセスメモリ
部分に格納される。
【0008】マイクロプロセッサμPは、この格納され
たデジタル信号を用いてメモリMEM1の例えばリード
オンリメモリ部分に書き込まれた演算手順によりリニア
ライズなどの所定の演算を実行し、デジタル/アナログ
変換器D/Aを介してセンサ信号VSとして出力回路O
PC1に出力する。
たデジタル信号を用いてメモリMEM1の例えばリード
オンリメモリ部分に書き込まれた演算手順によりリニア
ライズなどの所定の演算を実行し、デジタル/アナログ
変換器D/Aを介してセンサ信号VSとして出力回路O
PC1に出力する。
【0009】一方、マイクロプロセッサμPでの所定の
演算結果は、内蔵のモニタLCDに必要な桁数でデジタ
ル表示される。出力回路OPC1はデジタル/アナログ
変換器D/Aでアナログ信号に変換された電圧信号を4
〜20mAの統一された電流信号ILに変換して伝送線
L1、L 2を介して受信計器13に伝送する。
演算結果は、内蔵のモニタLCDに必要な桁数でデジタ
ル表示される。出力回路OPC1はデジタル/アナログ
変換器D/Aでアナログ信号に変換された電圧信号を4
〜20mAの統一された電流信号ILに変換して伝送線
L1、L 2を介して受信計器13に伝送する。
【0010】また、出力回路OPC1は電流信号ILの
一部を用いて信号伝送器10の内部回路の電源を作る。
この場合に、例えばモニタLCDには電流信号ILに対
応する値がデジタル表示される。
一部を用いて信号伝送器10の内部回路の電源を作る。
この場合に、例えばモニタLCDには電流信号ILに対
応する値がデジタル表示される。
【0011】RTEは、ロータリエンコーダである。そ
の操作軸を回転することにより、例えば回転が順方向の
場合は、回転により発生する隣り合う2つのパルス信号
が回転方向により定まる所定の位相差を保持して出力さ
れる。回転が逆方向の場合は、回転により発生する隣り
合う2つのパルス信号が逆の位相差を保持して出力され
る。
の操作軸を回転することにより、例えば回転が順方向の
場合は、回転により発生する隣り合う2つのパルス信号
が回転方向により定まる所定の位相差を保持して出力さ
れる。回転が逆方向の場合は、回転により発生する隣り
合う2つのパルス信号が逆の位相差を保持して出力され
る。
【0012】インタフエイス回路INFは、このパルス
信号を用いて、ソフトウエア処理のし易い回転数に対応
したパルス数の2値の矩形波の回転数信号と、回転方向
に対応してローレベル或いはハイレベルの方向信号Yと
をマイクロプロセッサμPに割込信号として出力する。
信号を用いて、ソフトウエア処理のし易い回転数に対応
したパルス数の2値の矩形波の回転数信号と、回転方向
に対応してローレベル或いはハイレベルの方向信号Yと
をマイクロプロセッサμPに割込信号として出力する。
【0013】IFC1はハンドヘルドターミナル14と
データ通信をするためのインターフエイスであり、伝送
線L1、L2とマイクロプロセッサμPとの間に接続さ
れ、伝送線L1、L2からのデジタル信号を並列データと
してマイクロプロセッサμPに伝送し、逆にマイクロプ
ロセッサμPからのデータを直列信号として出力回路O
PC1に伝送する機能をもつ。
データ通信をするためのインターフエイスであり、伝送
線L1、L2とマイクロプロセッサμPとの間に接続さ
れ、伝送線L1、L2からのデジタル信号を並列データと
してマイクロプロセッサμPに伝送し、逆にマイクロプ
ロセッサμPからのデータを直列信号として出力回路O
PC1に伝送する機能をもつ。
【0014】ハンドヘルドターミナル14は、次のよう
に構成されている。SERはオペレータが操作する設定
器であり、モニタが内蔵され、信号伝送器10のゼロ調
とスパン調とを切換えるモード変更、モデル要求、表示
分解能の変更、レンジの変更、異常の検出、或いは電流
信号ILの値の表示など各種の設定或いは要求をするこ
とができる。
に構成されている。SERはオペレータが操作する設定
器であり、モニタが内蔵され、信号伝送器10のゼロ調
とスパン調とを切換えるモード変更、モデル要求、表示
分解能の変更、レンジの変更、異常の検出、或いは電流
信号ILの値の表示など各種の設定或いは要求をするこ
とができる。
【0015】μP´はマイクロプロセッサであり、例え
ば設定器SERからのデータが入力され、メモリMEM
´に格納された処理手順に従ってインターフエイスIF
C´を介して信号伝送器10にデジタル信号を送出す
る。
ば設定器SERからのデータが入力され、メモリMEM
´に格納された処理手順に従ってインターフエイスIF
C´を介して信号伝送器10にデジタル信号を送出す
る。
【0016】また、マイクロプロセッサμP´は、信号
伝送器10からの応答データをインターフエイスIFC
´を介してメモリMEM´に取り込み、さらにメモリM
EM´に格納された処理手順に従ってこれを解読し、設
定器SERのモニタに表示する。
伝送器10からの応答データをインターフエイスIFC
´を介してメモリMEM´に取り込み、さらにメモリM
EM´に格納された処理手順に従ってこれを解読し、設
定器SERのモニタに表示する。
【0017】図7は、本発明の改良のベースとなる図6
に示す出力回路OPC1の具体的な構成を示す回路図で
ある。出力端子T1はトランジスタQ1のエミッタに接続
され、トランジスタQ1のエミッタとコレクタの間には
起動抵抗RSが接続され、そのベースはトランジスタQ2
のコレクタに接続されている。トランジスタQ2のエミ
ッタは帰還抵抗Rfの一端と共に共通電位点COMに接
続されている。帰還抵抗Rfの他端は出力端子T2に接続
されている。
に示す出力回路OPC1の具体的な構成を示す回路図で
ある。出力端子T1はトランジスタQ1のエミッタに接続
され、トランジスタQ1のエミッタとコレクタの間には
起動抵抗RSが接続され、そのベースはトランジスタQ2
のコレクタに接続されている。トランジスタQ2のエミ
ッタは帰還抵抗Rfの一端と共に共通電位点COMに接
続されている。帰還抵抗Rfの他端は出力端子T2に接続
されている。
【0018】トランジスタQ1のコレクタと共通電位点
COMとの間にはツエナーダイオードDzが接続され、
この両端に回路で使用する定電圧Vbを発生させる。ト
ランジスタQ2のベースは偏差増幅器Q3の出力端が接続
され、この偏差増幅器Q3の反転入力端(−)は抵抗R1
とR2で定電圧Vbを分圧した分圧電圧が印加れている。
この分圧点にはインターフエイス回路IFC1から通信
用のデジタル信号DSが抵抗RDを介して入力されてい
る。
COMとの間にはツエナーダイオードDzが接続され、
この両端に回路で使用する定電圧Vbを発生させる。ト
ランジスタQ2のベースは偏差増幅器Q3の出力端が接続
され、この偏差増幅器Q3の反転入力端(−)は抵抗R1
とR2で定電圧Vbを分圧した分圧電圧が印加れている。
この分圧点にはインターフエイス回路IFC1から通信
用のデジタル信号DSが抵抗RDを介して入力されてい
る。
【0019】また、偏差増幅器Q3の非反転入力端
(+)には、抵抗R3、R4、Rfで定電圧Vbを分圧した
分圧電圧が直流バイアスとして印加され、さらにセンサ
信号VS0は帰還電圧Vf1と共にこれ等の抵抗で分圧され
て印加されている。
(+)には、抵抗R3、R4、Rfで定電圧Vbを分圧した
分圧電圧が直流バイアスとして印加され、さらにセンサ
信号VS0は帰還電圧Vf1と共にこれ等の抵抗で分圧され
て印加されている。
【0020】以上の構成で、偏差増幅器Q3はセンサ信
号VS0と帰還電圧Vf1とが一致するように、トランジス
タQ2のベース電流を制御し、そのコレクタ電流を介し
て、結果としてトランジスタQ1のコレクタ電流を制御
する。
号VS0と帰還電圧Vf1とが一致するように、トランジス
タQ2のベース電流を制御し、そのコレクタ電流を介し
て、結果としてトランジスタQ1のコレクタ電流を制御
する。
【0021】このコレクタ電流は主としてツエナーダイ
オードDzに流れ、帰還抵抗Rfを介して出力端子T2に
流出する。つまり、センサ信号VS0に対応する電流信号
ILが負荷12に流れる。
オードDzに流れ、帰還抵抗Rfを介して出力端子T2に
流出する。つまり、センサ信号VS0に対応する電流信号
ILが負荷12に流れる。
【0022】以上のように、センサで検出されたアナロ
グ信号を負荷側に4〜20mAの電流信号として伝送す
ると共にデジタルの通信信号をこの電流信号に重畳して
伝送する従来のアナログ伝送方式に対して、今後はフイ
ルドバス形のオールデジタル信号の伝送方式を採る二線
式伝送方式が採用される傾向にある。
グ信号を負荷側に4〜20mAの電流信号として伝送す
ると共にデジタルの通信信号をこの電流信号に重畳して
伝送する従来のアナログ伝送方式に対して、今後はフイ
ルドバス形のオールデジタル信号の伝送方式を採る二線
式伝送方式が採用される傾向にある。
【0023】この伝送方式では、負荷12に流れる検出
器SNRで検出された電気信号に対応するデジタル信号
ID、つまりフイールドバス信号の振幅としては、例え
ば10mAmAの矩形波状のパルス波形をなしており、
そのデジタル信号IDの伝送速度としては31.25K
bps程度の値をとる。このときに、直流電源11から
伝送される伝送電流は10mAである。
器SNRで検出された電気信号に対応するデジタル信号
ID、つまりフイールドバス信号の振幅としては、例え
ば10mAmAの矩形波状のパルス波形をなしており、
そのデジタル信号IDの伝送速度としては31.25K
bps程度の値をとる。このときに、直流電源11から
伝送される伝送電流は10mAである。
【0024】この場合の信号伝送器の構成は、図6に示
す信号伝送器10とかなりの部分に亘って類似の構成を
とる。ただし、センサ信号VS0に対応するものが、デジ
タル信号VDSに対応するものとなる。
す信号伝送器10とかなりの部分に亘って類似の構成を
とる。ただし、センサ信号VS0に対応するものが、デジ
タル信号VDSに対応するものとなる。
【0025】更に、出力トランジスタQ2は電流信号IL
がセンサ信号VS0に対応する大きさと1対1の関係で伝
送するように制御したのに対し、フイールドバス方式に
おける出力トランジスタはデジタル信号IDの振幅が1
0mA±8mAになるように制御し、検出器SNRの出
力に対応するパルス部分は制御しない点で構成上異なっ
ている。
がセンサ信号VS0に対応する大きさと1対1の関係で伝
送するように制御したのに対し、フイールドバス方式に
おける出力トランジスタはデジタル信号IDの振幅が1
0mA±8mAになるように制御し、検出器SNRの出
力に対応するパルス部分は制御しない点で構成上異なっ
ている。
【0026】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図6に
示す従来のアナログ伝送方式の信号伝送器10の構成を
この構成上の差異を考慮して単にデジタル方式のフイー
ルドバス方式の構成に編成変えをしただけでは、図6に
示す方式のデジタル信号の伝送速度が1.2Kbpsで
あるのに対して、フイールドバス方式のデジタル信号の
伝送速度が31.25Kbps或いはそれ以上の高速で
あるので、正常に機能を発揮できない。
示す従来のアナログ伝送方式の信号伝送器10の構成を
この構成上の差異を考慮して単にデジタル方式のフイー
ルドバス方式の構成に編成変えをしただけでは、図6に
示す方式のデジタル信号の伝送速度が1.2Kbpsで
あるのに対して、フイールドバス方式のデジタル信号の
伝送速度が31.25Kbps或いはそれ以上の高速で
あるので、正常に機能を発揮できない。
【0027】以下、図8を用いてこの点について説明す
る。図8は図7における出力トランジスタQ2の高周波
等価回路を示している。図7の回路で偏差増幅器Q3に
よりトランジスタQ2のコレクタ電流i1を制御すること
により電流信号ILを制御しているが、出力端子T1、T
2間の端子間電圧VS1が変動すると、トランジスタQ1の
エミッタ電圧も変動する。
る。図8は図7における出力トランジスタQ2の高周波
等価回路を示している。図7の回路で偏差増幅器Q3に
よりトランジスタQ2のコレクタ電流i1を制御すること
により電流信号ILを制御しているが、出力端子T1、T
2間の端子間電圧VS1が変動すると、トランジスタQ1の
エミッタ電圧も変動する。
【0028】このエミッタ電圧が変動すると図8に示す
ようにトランジスタQ1のベースに対するエミッタ/コ
レクタ間の接合容量C1、C2のためトランジスタQ2の
コレクタ電流i1とトランジスタQ1のコレクタ電流i2
が変動することとなる。但し、図8において、rbはベ
ース抵抗、rcはアーリ効果によるコレクタ内部抵抗、
IBはベース電流、βは電流増幅率である。
ようにトランジスタQ1のベースに対するエミッタ/コ
レクタ間の接合容量C1、C2のためトランジスタQ2の
コレクタ電流i1とトランジスタQ1のコレクタ電流i2
が変動することとなる。但し、図8において、rbはベ
ース抵抗、rcはアーリ効果によるコレクタ内部抵抗、
IBはベース電流、βは電流増幅率である。
【0029】この結果、電源電圧の変動に対して弱くな
り、出力端子T1、T2間のインピーダンスが低くなる。
特に、フイールドバス方式の場合は、39KHZ以下で
の出力端子T1、T2間の入力インピーダンスが3KΩ以
上になるように規定されているのでこれをクリアさせる
のも困難となる。
り、出力端子T1、T2間のインピーダンスが低くなる。
特に、フイールドバス方式の場合は、39KHZ以下で
の出力端子T1、T2間の入力インピーダンスが3KΩ以
上になるように規定されているのでこれをクリアさせる
のも困難となる。
【0030】また、フイールドバス方式などでの高周波
信号の伝送では、出力段のトランジスタによるミラー効
果のため、伝送帯域幅が狭くなり、高速で伝送すると誤
差要因になるという問題がある。
信号の伝送では、出力段のトランジスタによるミラー効
果のため、伝送帯域幅が狭くなり、高速で伝送すると誤
差要因になるという問題がある。
【0031】
【課題を解決するための手段】本発明は、以上の課題を
解決するための第1の構成として、負荷側から2本の伝
送線により所定の伝送電流の供給を受けて回路電源とし
測定すべき物理量を電気信号に変換しこれを信号処理し
たデジタル信号を先の負荷側に先の伝送線を介してデジ
タル伝送する二線式信号伝送器に係り、先の伝送電流の
振幅に比例する帰還電圧を発生させる帰還抵抗と、先の
デジタル信号の振幅が先の帰還電圧に一致するようにベ
ース電流が制御されて先の帰還抵抗にエミッタ電流を流
す出力トランジスタと、この出力トランジスタのコレク
タ電流によりべース電流が制御されて先の伝送電流を制
御する制御トランジスタと、この制御トランジスタのエ
ミッタ端子にカスケード接続された安定化トランジスタ
と、この安定化トランジスタの先のベースに定電圧を供
給する定電圧手段とを具備するようにしたものである。
解決するための第1の構成として、負荷側から2本の伝
送線により所定の伝送電流の供給を受けて回路電源とし
測定すべき物理量を電気信号に変換しこれを信号処理し
たデジタル信号を先の負荷側に先の伝送線を介してデジ
タル伝送する二線式信号伝送器に係り、先の伝送電流の
振幅に比例する帰還電圧を発生させる帰還抵抗と、先の
デジタル信号の振幅が先の帰還電圧に一致するようにベ
ース電流が制御されて先の帰還抵抗にエミッタ電流を流
す出力トランジスタと、この出力トランジスタのコレク
タ電流によりべース電流が制御されて先の伝送電流を制
御する制御トランジスタと、この制御トランジスタのエ
ミッタ端子にカスケード接続された安定化トランジスタ
と、この安定化トランジスタの先のベースに定電圧を供
給する定電圧手段とを具備するようにしたものである。
【0032】更に、第2の構成として、負荷側から2本
の伝送線により所定の伝送電流の供給を受けて回路電源
とし測定すべき物理量を電気信号に変換しこれを信号処
理したデジタル信号を先の負荷側に先の伝送線を介して
デジタル伝送する二線式信号伝送器に係り、先の伝送電
流の振幅に比例する帰還電圧を発生させる帰還抵抗と、
先のデジタル信号の振幅が先の帰還電圧に一致するよう
にベース電流が制御されて先の帰還抵抗にエミッタ電流
を流す出力トランジスタと、この出力トランジスタのコ
レクタ電流によりべース電流が制御されて先の伝送電流
を制御する制御トランジスタと、この制御トランジスタ
に並列に接続され先の伝送電流から一定電流をバイパス
させる定電流回路とを具備するようにしたものである。
の伝送線により所定の伝送電流の供給を受けて回路電源
とし測定すべき物理量を電気信号に変換しこれを信号処
理したデジタル信号を先の負荷側に先の伝送線を介して
デジタル伝送する二線式信号伝送器に係り、先の伝送電
流の振幅に比例する帰還電圧を発生させる帰還抵抗と、
先のデジタル信号の振幅が先の帰還電圧に一致するよう
にベース電流が制御されて先の帰還抵抗にエミッタ電流
を流す出力トランジスタと、この出力トランジスタのコ
レクタ電流によりべース電流が制御されて先の伝送電流
を制御する制御トランジスタと、この制御トランジスタ
に並列に接続され先の伝送電流から一定電流をバイパス
させる定電流回路とを具備するようにしたものである。
【0033】
【作 用】第1の構成では、帰還抵抗には、負荷側から
2本の伝送線により伝送される伝送電流の振幅に比例す
る帰還電圧が発生させられる。出力トランジスタは、測
定すべき物理量が電気信号に変換されこれが信号処理さ
れたデジタル信号の振幅が先の帰還電圧に一致するよう
にベース電流が制御されて先の帰還抵抗にエミッタ電流
を流す。
2本の伝送線により伝送される伝送電流の振幅に比例す
る帰還電圧が発生させられる。出力トランジスタは、測
定すべき物理量が電気信号に変換されこれが信号処理さ
れたデジタル信号の振幅が先の帰還電圧に一致するよう
にベース電流が制御されて先の帰還抵抗にエミッタ電流
を流す。
【0034】制御トランジスタは、この出力トランジス
タのコレクタ電流によりべース電流が制御されて先の伝
送電流を制御する。そして、安定化トランジスタは、こ
の制御トランジスタのエミッタ端子にカスケード接続さ
れて定電圧手段からこの安定化トランジスタのベースに
定電圧が供給される。
タのコレクタ電流によりべース電流が制御されて先の伝
送電流を制御する。そして、安定化トランジスタは、こ
の制御トランジスタのエミッタ端子にカスケード接続さ
れて定電圧手段からこの安定化トランジスタのベースに
定電圧が供給される。
【0035】このようにして、二線式信号伝送器の端子
に負荷側から印加される電源電圧が変動してもその影響
を受けず、フイールドバスとしての高速のデジタル伝送
が可能となる。
に負荷側から印加される電源電圧が変動してもその影響
を受けず、フイールドバスとしての高速のデジタル伝送
が可能となる。
【0036】第2の構成では、帰還抵抗には、負荷側か
ら2本の伝送線により伝送される伝送電流の振幅に比例
する帰還電圧が発生させられる。出力トランジスタは、
測定すべき物理量が電気信号に変換されこれが信号処理
されたデジタル信号の振幅が先の帰還電圧に一致するよ
うにベース電流が制御されて先の帰還抵抗にエミッタ電
流を流す。
ら2本の伝送線により伝送される伝送電流の振幅に比例
する帰還電圧が発生させられる。出力トランジスタは、
測定すべき物理量が電気信号に変換されこれが信号処理
されたデジタル信号の振幅が先の帰還電圧に一致するよ
うにベース電流が制御されて先の帰還抵抗にエミッタ電
流を流す。
【0037】制御トランジスタは、この出力トランジス
タのコレクタ電流によりべース電流が制御されて先の伝
送電流を制御する。定電流回路はこの制御トランジスタ
に並列に接続され先の伝送電流から一定電流をバイパス
させる。
タのコレクタ電流によりべース電流が制御されて先の伝
送電流を制御する。定電流回路はこの制御トランジスタ
に並列に接続され先の伝送電流から一定電流をバイパス
させる。
【0038】このようにして、二線式信号伝送器の端子
に負荷側から印加される電源電圧が変動してもその影響
を受けず、フイールドバスとしての高速のデジタル伝送
が可能となる。
に負荷側から印加される電源電圧が変動してもその影響
を受けず、フイールドバスとしての高速のデジタル伝送
が可能となる。
【0039】
【実施例】以下、本発明の実施例について図を用いて説
明する。図1は本発明の1実施例の要部構成を示すブロ
ック図である。なお、図6、図7に示す従来の信号伝送
器と同一の機能を有する部分には同一の符号を付して適
宜にその説明を省略する。
明する。図1は本発明の1実施例の要部構成を示すブロ
ック図である。なお、図6、図7に示す従来の信号伝送
器と同一の機能を有する部分には同一の符号を付して適
宜にその説明を省略する。
【0040】本発明の全体構成は、基本的には図6に示
す構成と同様である。但し、ハンドヘルドターミナル1
4とインターフエイスIFCは高速通信に適するように
モデファイされた形で存在し、マイクロプロセッサμP
は検出器SNRからの信号に対する信号処理演算して直
列のデジタル信号VDSに変換して出力回路OPC2に出
力する。
す構成と同様である。但し、ハンドヘルドターミナル1
4とインターフエイスIFCは高速通信に適するように
モデファイされた形で存在し、マイクロプロセッサμP
は検出器SNRからの信号に対する信号処理演算して直
列のデジタル信号VDSに変換して出力回路OPC2に出
力する。
【0041】出力端子T1には安定化トランジスタQ4の
コレクタが接続され、そのエミッタは抵抗R5を介して
制御トランジスタQ1のエミッタに接続されている。制
御トランジスタQ1のコレクタはツエナダイオードDZを
介して共通電位点COMに接続されている。
コレクタが接続され、そのエミッタは抵抗R5を介して
制御トランジスタQ1のエミッタに接続されている。制
御トランジスタQ1のコレクタはツエナダイオードDZを
介して共通電位点COMに接続されている。
【0042】制御トランジスタQ1のベースは出力トラ
ンジスタQ2のコレクタに接続されている。制御トラン
ジスタQ1のコレクタとツエナダイオードDZとが接続さ
れた接続点CN1と出力端子T1との間には、電流制限
用の抵抗R6と順方向に接続された3個のダイオード
D1、D2、D3が直列に接続されている。そして、ダイ
オードD1と抵抗R6との接続点CN2に発生した電圧V
C1が安定化トランジスタQ4のベースに印加されてい
る。
ンジスタQ2のコレクタに接続されている。制御トラン
ジスタQ1のコレクタとツエナダイオードDZとが接続さ
れた接続点CN1と出力端子T1との間には、電流制限
用の抵抗R6と順方向に接続された3個のダイオード
D1、D2、D3が直列に接続されている。そして、ダイ
オードD1と抵抗R6との接続点CN2に発生した電圧V
C1が安定化トランジスタQ4のベースに印加されてい
る。
【0043】一方、ツエナダイオードDZの両端の定電
圧Vbは、抵抗R7とツエナダイオードDZ2との直列回路
に印加され、ツエナダイオードDZ2の両端に発生した定
電圧は抵抗R8を介して偏差増幅器Q3の非反転入力端
(+)にバイアス電圧として印加されている。偏差増幅
器Q3の反転入力端(−)に抵抗RDを介してデジタル信
号VDSが印加されている。
圧Vbは、抵抗R7とツエナダイオードDZ2との直列回路
に印加され、ツエナダイオードDZ2の両端に発生した定
電圧は抵抗R8を介して偏差増幅器Q3の非反転入力端
(+)にバイアス電圧として印加されている。偏差増幅
器Q3の反転入力端(−)に抵抗RDを介してデジタル信
号VDSが印加されている。
【0044】なお、出力端子T1、T2間には負荷側から
伝送された高速のデジタル信号IDを電圧信号VS2とし
て検知し、これをマイクロプロセッサμPに伝送するイ
ンターフエイス回路IFC2が接続されている。
伝送された高速のデジタル信号IDを電圧信号VS2とし
て検知し、これをマイクロプロセッサμPに伝送するイ
ンターフエイス回路IFC2が接続されている。
【0045】次に、以上のように構成された出力回路O
PC2の動作について説明する。デジタル信号VDSが偏
差増幅器Q3に入力されない状態では、負荷12に流れ
るデジタル信号IDは、例えば10mAの一定電流とし
て流れるように各部の定数が設定されている。
PC2の動作について説明する。デジタル信号VDSが偏
差増幅器Q3に入力されない状態では、負荷12に流れ
るデジタル信号IDは、例えば10mAの一定電流とし
て流れるように各部の定数が設定されている。
【0046】この状態からデジタル信号VDSが入力され
ると、この信号の内容に応じてデジタル的に変化する
が、その変化の振幅は10mAに対して±8mAの範囲
でパルス状に変化するデジタル信号IDとなる。このデ
ジタル信号IDは帰還抵抗Rfで検出され帰還電圧Vf2と
して偏差増幅器Q3に負帰還される。
ると、この信号の内容に応じてデジタル的に変化する
が、その変化の振幅は10mAに対して±8mAの範囲
でパルス状に変化するデジタル信号IDとなる。このデ
ジタル信号IDは帰還抵抗Rfで検出され帰還電圧Vf2と
して偏差増幅器Q3に負帰還される。
【0047】偏差増幅器Q3はデジタル信号VDSとこの
帰還電圧Vf2の振幅が一致するように出力トランジスタ
Q2のベース電流を制御する。これに対応して流れる出
力トランジスタQ2のコレクタ電流で制御トランジスタ
Q1のベース電流を制御し、結果としてデジタル信号ID
の振幅が10mA±8mAになるように制御される。
帰還電圧Vf2の振幅が一致するように出力トランジスタ
Q2のベース電流を制御する。これに対応して流れる出
力トランジスタQ2のコレクタ電流で制御トランジスタ
Q1のベース電流を制御し、結果としてデジタル信号ID
の振幅が10mA±8mAになるように制御される。
【0048】一方、安定化トランジスタQ4のエミッタ
電圧VC2は、VBE1をそのベース/エミッタ間の電圧と
すると、おおよそ VC2=VC1−VBE1 となる。
電圧VC2は、VBE1をそのベース/エミッタ間の電圧と
すると、おおよそ VC2=VC1−VBE1 となる。
【0049】ここで、VC1は VC1≒Vb+3VBE2 となる。但し、VBE2はダイオードD1、D2、D3の順方
向の電圧降下値であり、VBE1とほぼ同じ値である。
向の電圧降下値であり、VBE1とほぼ同じ値である。
【0050】したがって、VC2は VC2≒Vb+2VBE2 となり、電圧信号VS2が変動しても、安定化トランジス
タQ4のエミッタ電圧VC 2が顕著に変化することはな
く、電圧信号VS2の変化に対して強くなり、帯域幅が広
くなる。
タQ4のエミッタ電圧VC 2が顕著に変化することはな
く、電圧信号VS2の変化に対して強くなり、帯域幅が広
くなる。
【0051】図2は図1に示す安定化トランジスタQ4
のエミッタ電圧VC2を安定化する他の出力回路OPC3
の要部実施例を示す。この場合は、出力端子T1と共通
電位点COMとの間に抵抗R9とツエナダイオードDZ3
との直列回路を設け、このツエナダイオードDZ3の両端
に生じる定電圧を安定化トランジスタQ4のベースに印
加して安定化トランジスタQ4のエミッタ電圧VC2を安
定化するようにしたものである。
のエミッタ電圧VC2を安定化する他の出力回路OPC3
の要部実施例を示す。この場合は、出力端子T1と共通
電位点COMとの間に抵抗R9とツエナダイオードDZ3
との直列回路を設け、このツエナダイオードDZ3の両端
に生じる定電圧を安定化トランジスタQ4のベースに印
加して安定化トランジスタQ4のエミッタ電圧VC2を安
定化するようにしたものである。
【0052】図3は第2請求項に対応する発明の1実施
例を示す出力回路OPC4の構成である。この場合は、
安定化トランジスタQ4の両端に接合形の電界効果トラ
ンジスタQ5を並列に接続しツエナダイオードDZの両端
の定電圧Vbを抵抗R10、R1 1で分圧した分圧電圧をゲ
ートGに印加して定電流回路CC1を構成するものであ
る。
例を示す出力回路OPC4の構成である。この場合は、
安定化トランジスタQ4の両端に接合形の電界効果トラ
ンジスタQ5を並列に接続しツエナダイオードDZの両端
の定電圧Vbを抵抗R10、R1 1で分圧した分圧電圧をゲ
ートGに印加して定電流回路CC1を構成するものであ
る。
【0053】この構成により、ドレインDとソースS間
に流れる電流i3を一定に保持することができるので、
電圧信号VS2の変化の影響を受けないようにすることが
できる。ドレイン電圧が変化してもドレイン電流はほと
んど変化しないので、電圧信号VS2の変化による電流i
3への影響が小さくできる訳である。
に流れる電流i3を一定に保持することができるので、
電圧信号VS2の変化の影響を受けないようにすることが
できる。ドレイン電圧が変化してもドレイン電流はほと
んど変化しないので、電圧信号VS2の変化による電流i
3への影響が小さくできる訳である。
【0054】図4は出力回路OPC4の定電流回路CC
1の一部を変形した出力回路OPC5の要部構成であ
る。この場合は、安定化トランジスタQ1と抵抗R5の直
列回路に並列にゲートGとソースSを共に安定化トラン
ジスタQ1のコレクタに接続した接合形の電界効果トラ
ンジスタQ6を接続して定電流回路CC2を構成したも
のである。この構成によれば、抵抗R10、R11を省略出
来る。
1の一部を変形した出力回路OPC5の要部構成であ
る。この場合は、安定化トランジスタQ1と抵抗R5の直
列回路に並列にゲートGとソースSを共に安定化トラン
ジスタQ1のコレクタに接続した接合形の電界効果トラ
ンジスタQ6を接続して定電流回路CC2を構成したも
のである。この構成によれば、抵抗R10、R11を省略出
来る。
【0055】図5は出力回路OPC4の定電流回路CC
1の一部を更に変形した出力回路OPC6の要部構成で
ある。この場合は、安定化トランジスタQ1と抵抗R5の
直列回路に、ゲートGとソースSとを抵抗R12を介して
接続しそのゲートGを安定化トランジスタQ1のコレク
タに接続した接合形の電界効果トランジスタQ6を、並
列に接続して定電流回路CC3を構成したものである。
この構成によれば、抵抗R10、R11の内の1本を省略出
来る。
1の一部を更に変形した出力回路OPC6の要部構成で
ある。この場合は、安定化トランジスタQ1と抵抗R5の
直列回路に、ゲートGとソースSとを抵抗R12を介して
接続しそのゲートGを安定化トランジスタQ1のコレク
タに接続した接合形の電界効果トランジスタQ6を、並
列に接続して定電流回路CC3を構成したものである。
この構成によれば、抵抗R10、R11の内の1本を省略出
来る。
【0056】なお、以上の説明では、フイールドバス方
式に適用することをベースとしてきたが、この出力段の
構成を図7に示す従来のアナログ方式の制御トランジス
タQ 1に対して適用することもできる。このアナログ方
式に適用した場合は、ノルマルモードノイズの除去効果
が得られる。
式に適用することをベースとしてきたが、この出力段の
構成を図7に示す従来のアナログ方式の制御トランジス
タQ 1に対して適用することもできる。このアナログ方
式に適用した場合は、ノルマルモードノイズの除去効果
が得られる。
【0057】
【発明の効果】以上、実施例と共に具体的に説明したよ
うに特許請求の範囲第1項に記載された発明によれば制
御トランジスタに対して直列に安定化トランジスタを、
また第2項に記載された発明によれば制御トランジスタ
に対して並列に定電流回路を接続する構成としたので、
信号伝送器の出力端の電圧変動の影響が受け難くなり、
また伝送可能な周波数帯域が広がることにより、デジタ
ル信号の波形を高速伝送することができる。
うに特許請求の範囲第1項に記載された発明によれば制
御トランジスタに対して直列に安定化トランジスタを、
また第2項に記載された発明によれば制御トランジスタ
に対して並列に定電流回路を接続する構成としたので、
信号伝送器の出力端の電圧変動の影響が受け難くなり、
また伝送可能な周波数帯域が広がることにより、デジタ
ル信号の波形を高速伝送することができる。
【図1】本発明の1実施例の要部構成を示す回路図であ
る。
る。
【図2】本発明の第2の実施例の要部構成を示す回路図
である。
である。
【図3】本発明の第3の実施例の要部構成を示す回路図
である。
である。
【図4】本発明の第4の実施例の要部構成を示す回路図
である。
である。
【図5】本発明の第5の実施例の要部構成を示す回路図
である。
である。
【図6】従来の信号伝送装置の構成を示すブロック図で
ある。
ある。
【図7】図7に示す出力回路の具体的な回路構成を示す
回路図である。
回路図である。
【図8】図7に示す出力回路の問題点を説明する等価回
路図である。
路図である。
10 信号伝送器 11 直流電源 12 負荷 13、15 受信計器 14 ハンドヘルドターミナル MEM1 メモリ OPC1、〜OPC6 出力回路 CC1、〜CC3 定電流回路 IFC1、IFC2 インターフエイス回路 μP マイクロプロセッサ Q1 制御トランジスタ Q2 出力トランジスタ Q3 偏差増幅器 Q4 安定化トランジスタ Q5、〜Q7 電界効果トランジスタ Vf 帰還電圧 VDS デジタル信号 VS2 電圧信号
Claims (2)
- 【請求項1】負荷側から2本の伝送線により所定の伝送
電流の供給を受けて回路電源とし測定すべき物理量を電
気信号に変換しこれを信号処理したデジタル信号を前記
負荷側に前記伝送線を介してデジタル伝送する二線式信
号伝送器において、前記伝送電流の振幅に比例する帰還
電圧を発生させる帰還抵抗と、前記デジタル信号の振幅
が前記帰還電圧に一致するようにベース電流が制御され
て前記帰還抵抗にエミッタ電流を流す出力トランジスタ
と、この出力トランジスタのコレクタ電流によりべース
電流が制御されて前記伝送電流を制御する制御トランジ
スタと、この制御トランジスタのエミッタ端子にカスケ
ード接続された安定化トランジスタと、この安定化トラ
ンジスタの前記ベースに定電圧を供給する定電圧手段と
を具備することを特徴とする二線式信号伝送器。 - 【請求項2】負荷側から2本の伝送線により所定の伝送
電流の供給を受けて回路電源とし測定すべき物理量を電
気信号に変換しこれを信号処理したデジタル信号を前記
負荷側に前記伝送線を介してデジタル伝送する二線式信
号伝送器において、前記伝送電流の振幅に比例する帰還
電圧を発生させる帰還抵抗と、前記デジタル信号の振幅
が前記帰還電圧に一致するようにベース電流が制御され
て前記帰還抵抗にエミッタ電流を流す出力トランジスタ
と、この出力トランジスタのコレクタ電流によりべース
電流が制御されて前記伝送電流を制御する制御トランジ
スタと、この制御トランジスタに並列に接続され前記伝
送電流から一定電流をバイパスさせる定電流回路とを具
備することを特徴とする二線式信号伝送器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP04260206A JP3127607B2 (ja) | 1992-09-29 | 1992-09-29 | 二線式信号伝送器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP04260206A JP3127607B2 (ja) | 1992-09-29 | 1992-09-29 | 二線式信号伝送器 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06112869A true JPH06112869A (ja) | 1994-04-22 |
JP3127607B2 JP3127607B2 (ja) | 2001-01-29 |
Family
ID=17344818
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP04260206A Expired - Fee Related JP3127607B2 (ja) | 1992-09-29 | 1992-09-29 | 二線式信号伝送器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3127607B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007139130A (ja) * | 2005-11-21 | 2007-06-07 | Ckd Corp | 流体圧シリンダ用センサ |
-
1992
- 1992-09-29 JP JP04260206A patent/JP3127607B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007139130A (ja) * | 2005-11-21 | 2007-06-07 | Ckd Corp | 流体圧シリンダ用センサ |
JP4608419B2 (ja) * | 2005-11-21 | 2011-01-12 | シーケーディ株式会社 | 流体圧シリンダ用センサ |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3127607B2 (ja) | 2001-01-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2111543C1 (ru) | Трехпроводной передатчик | |
CA2175639C (en) | Arrangement for signal transmission between a transmitting station and a receiving station | |
JPS6240832A (ja) | 送信機から電流ル−プへのオンラインシリアル通信インタ−フエ−ス | |
EP0213767B1 (en) | Current loop arrangements | |
US6259259B1 (en) | Method and apparatus for automatically adjusting the measurement range of admittance level sensors | |
JP3127607B2 (ja) | 二線式信号伝送器 | |
JP3185948B2 (ja) | 信号伝送器 | |
EP0212897B1 (en) | On-line serial communication interfaces | |
JP3398950B2 (ja) | フィールドバスインターフェース回路 | |
US4651027A (en) | Current-to-frequency converter | |
JP2668166B2 (ja) | データ伝送システムにおける端末調整装置 | |
JP3057613B2 (ja) | 2線式信号伝送器 | |
JPH0628713Y2 (ja) | 電流信号発生器 | |
JP2928970B2 (ja) | 2線式通信装置 | |
JP2838650B2 (ja) | 電磁流量計 | |
JPH0650555B2 (ja) | 4線式フイールド計器装置とその通信方法 | |
JPH021676Y2 (ja) | ||
JPS6220080Y2 (ja) | ||
JPH0348713Y2 (ja) | ||
JPS6360434B2 (ja) | ||
JP2001052282A (ja) | 2線式伝送器 | |
JP3094663B2 (ja) | 2線式伝送器 | |
JPH0613941A (ja) | 信号処理装置 | |
JPH04286219A (ja) | アナログ・ディジタル通信方法およびその装置 | |
JPH07128085A (ja) | 制御回路 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071110 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081110 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 9 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091110 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |