JPH06314992A - 電流ループ伝送システムの送信回路 - Google Patents

電流ループ伝送システムの送信回路

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JPH06314992A
JPH06314992A JP5101628A JP10162893A JPH06314992A JP H06314992 A JPH06314992 A JP H06314992A JP 5101628 A JP5101628 A JP 5101628A JP 10162893 A JP10162893 A JP 10162893A JP H06314992 A JPH06314992 A JP H06314992A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
photocoupler
transmission
series
signal
current
Prior art date
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Pending
Application number
JP5101628A
Other languages
English (en)
Inventor
Masayuki Kamijo
雅之 上條
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
Priority to JP5101628A priority Critical patent/JPH06314992A/ja
Publication of JPH06314992A publication Critical patent/JPH06314992A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】機器毎の送受信用フォトカプラを直列にループ
状に接続して伝送を行うシステムで、送信用フォトカプ
ラのターンオフ遅れによりループ電流波形が歪み高速伝
送困難となる事を改善する。 【構成】送信回路をフォトカプラ3,4、トランジスタ
18,19,28等により構成する。即ちロジック送信
信号aのL→Hの変化時、トランジスタ28,フォトカ
プラ4はオン→オフに、トランジスタ18,フォトカプ
ラ3はオフ→オンとなりフォトカプラ4のターンオフ遅
れに関わらず、フォトカプラ3の早いターンオンによっ
てスイッチングトランジスタ19も早くオンし電流信号
bは速やかに立上る。同様に送信信号aのH→Lの変化
時、フォトカプラ3はオン→オフ、フォトカプラ4はオ
フ→オンに変化し、フォトカプラ3のターンオフ遅れに
関わらずフォトカプラ4の早いターンオンでスイッチン
グトランジスタ19も速やかにオフする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は電力量の自動検針などの
ための電子機器が電流ループを用いて信号を送信するシ
ステムにおいて、伝送速度を高めるための送信回路に関
する。なお以下各図において同一の符号は同一もしくは
相当部分を示す。
【0002】
【従来の技術】図3は電子機器間の電流ループを用いた
従来の信号伝送システムの要部の構成例を示す。同図に
おいて1,2は電流ループを用いて互いに交信する電子
機器、3は機器1側の送信用フォトカプラ、5は機器1
側の受信用フォトカプラ、6は機器2側の送信用フォト
カプラ、7は機器2側の受信用フォトカプラ、20は機
器1,2間を結合する通信線で、この通信線20により
機器1側の送信用フォトカプラ3のフォトトランジス
タ,同じく受信用フォトカプラ5のフォトダイオード,
機器2側の送信用フォトカプラ6のフォトトランジス
タ,同じく受信用フォトカプラ7のフォトダイオードを
準じ連ねる電流ループが構成される。なお8はこの電流
ループに電流信号bを流すための直流電源、9はこのル
ープ電流を制限する抵抗である。
【0003】この伝送システムでは、送信フォトカプラ
3,6は常時はオン状態に保たれ(従って電流ループの
電流bもオン状態に保たれ)、この送信フォトカプラ
を、従ってループ電流を断続することによって電流信号
bを送信する。18は機器1側のこの送信のためのトラ
ンジスタで、このトランジスタ18は機器1側の送信用
フォトカプラ(のフォトダイオード)をロジック送信信
号aに応じて断続し、電流信号bを通信線20を介して
機器2の受信用フォトカプラ7に伝える。なお図示して
いないが機器2側にもトランジスタ18に相当する送信
トランジスタが設けられて機器2側の送信用フォトカプ
ラ6を断続し、電流信号bを機器1側の受信用フォトカ
プラ5に伝える。
【0004】図4はこのようにしてロジック送信信号a
と、これによって送信される電流信号bの夫々の正常伝
送時の波形の例を示す。即ち機器1から機器2に対して
ロジック送信信号aを送る場合、信号aがローの時、フ
ォトカプラ3はオフ、従って通信線20を介して形成さ
れている機器2との閉ループ回路には電流bが流れず、
機器2の受信用フォトカプラ7はオフとなる。
【0005】一方、信号aがハイの時、フォトカプラ3
はオン、従って閉ループ回路には電源8及び制御抵抗9
で決定される電流bを流れ、機器2の受信用フォトカプ
ラ7はオンとなり、機器2はこれを受信信号として検出
する。但し機器2の送信用フォトカプラ6は常にオン状
態である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで一般に市販さ
れているフォトカプラのスイッチング特性は、フォトト
ランジスタがオフからオンになるターンオン時間が数μ
s程度であるのに対し、フォトトランジスタがオンから
オフになるターンオフ時間は数十μsと遅延が大きい。
この遅延時間は信号の伝送速度が数kbps程度までな
ら問題ないが、それ以上の高速な伝送速度になると通信
信号の信頼性において無視できなくなる。
【0007】図3の回路構成において、機器1から機器
2に対し10kbpsの信号を送信した場合の各部の波
形を図5に示す。ロジック送信信号aがローからハイに
なると、フォトカプラ3はターンオン時間cの数μsの
遅延後、オフからオンになる。10kbpsの信号では
ハイ及びローの区間が各100μsであるので数μsの
遅延は問題にならない。しかしロジック信号aがハイか
らローになると、フォトカプラ3はターンオフ時間dの
数十μsの遅延後、オフされる。従って電流波形bはロ
ジック波形aの立ち上がりに対しては正常に反応する
が、立ち下がりに対して遅延が大きくなってしまい、機
器2では受信信号を正常な信号として判別できなくな
る。
【0008】本発明は上記問題点を解決するものであ
り、その課題は伝送速度が大きくなっても信号伝送の信
頼性に影響を与えない電流ループ伝送システムの送信回
路を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
めに、請求項1の送信回路は、交信を行う複数の機器
(1,2など)が夫々送信用フォトカプラのフォトトラ
ンジスタと受信用フォトカプラ(5,7など)のフォト
ダイオードとを通電可能な極性に直列に接続した直列回
路を持ち、この機器ごとの複数の直列回路を直流電源
(8など),電流制限抵抗(9など)と共に順次通電可
能な極性に直列に接続してループを形成し、各機器はそ
の送信用フォトカプラを常時はオンに保つと共に、送信
の際は当該の機器がその送信用フォトカプラを介し前記
ループの電流(bなど)を断続して信号を送出する電流
ループ伝送システムにおいて、前記送信用フォトカプラ
を制御信号に応じ高速に開閉し得る半導体のスイッチン
グ手段に置換えて、対となる受信用フォトカプラのフォ
トダイオードと直列に接続し、各機器ごとに別に第1,
第2の2つのフォトカプラ(3,4など)を設け、少な
くともこの2つのフォトカプラのフォトトランジスタを
通電可能な極性に直列に接続して、この直列回路を各当
該の機器の前記スイッチング手段と受信用フォトカプラ
のフォトダイオードとの直列回路に対する並列回路内に
通電可能な極性に設け、前記対となる第1,第2のフォ
トカプラの夫々のフォトダイオードをロジック送信信号
(aなど)のH,Lに対応して一方をオン,オフ、他方
をオフ,オンするフォトカプラ1次制御手段を設け、こ
の対となる第1,第2のフォトカプラのフォトトランジ
スタの相互の接続点の電位変化を対応する前記スイッチ
ング手段への制御信号として与えるようにする。
【0010】また請求項2の送信回路では、請求項1に
記載の送信回路において、前記スイッチング手段はスイ
ッチングトランジスタ(19など)であるようにする。
また請求項3の送信回路では、請求項1または請求項2
に記載の送信回路において、前記フォトカプラ1次制御
手段は前記ロジック送信信号のH,Lに対応して一方が
オン,オフ、他方がオフ,オンする2つのトランジスタ
(18,28など)を夫々第1,第2のフォトカプラの
フォトダイオードに対応して持つものであるようにす
る。
【0011】
【作用】先ず従来の送信用フォトカプラのフォトトラン
ジスタのターンオフの遅れによって電流信号が歪むこと
を防ぐために送信用フォトカプラをスイッチングトラン
ジスタに置換え電流の高速しゃ断を可能とする。次にロ
ジック送信信号のH,Lに応じてフォトダイオードが互
いにオン/オフ、オフ/オンの逆動作を行う2つのフォ
トカプラのフォトトランジスタを直列接続しこの接続点
の電位が、(フォトトランジスタのターンオン時間がタ
ーンオフ時間より早いことから)ターンオンのフォトト
ランジスタ側に引張られることを利用し、この接続点の
電位を前記スイッチングトランジスタのベースに与えて
スイッチングトランジスタのオフの速度を高める。
【0012】
【実施例】以下図1および図2に基づいて本発明の実施
例を説明する。図1は本発明の一実施例としての伝送シ
ステムの構成図で図3に対応するものである。図1にお
いては、図3のトランジスタ18,送信用フォトカプラ
3を主構成要素とする電子機器1の送信回路が、トラン
ジスタ18,28、送信用フォトカプラ3,4、スイッ
チングトランジスタ19を主構成要素とする回路に置換
わった点が異なる。なおフォトカプラ4はフォトカプラ
3のターンオフの遅れをカバーする役割を持ち、スイッ
チングトランジスタ19は受信用フォトカプラ5と直列
にあって従来の送信用フォトカプラの代りの役割を持
つ。
【0013】ここで送信用フォトカプラ3,4の夫々の
フォトダイオードは一旦、直列に接続され、さらにこの
直列回路は夫々のフォトダイオードの電流制限抵抗1
2,13と共に直列に+5Vの電源Vccとグランド間
に接続されている。そしてPNPトランジスタ28は送
信用フォトカプラ3のフォトダイオード及び抵抗12の
直列回路と並列に接続され、NPNトランジスタ18は
送信用フォトカプラ4のフォトダイオード及び抵抗13
の直列回路と並列に接続され、かつこの2つのトランジ
スタ28,18のベースは夫々抵抗24,14を介して
共通にロジック送信信号aの入力端子に接続されてい
る。
【0014】またフォトカプラ3,4のフォトトランジ
スタは一旦、直列に接続され、フォトカプラ3のフォト
トランジスタのコレクタは電源制限抵抗10を介して機
器1の通信線20の電流流入側の端子T1に接続され、
フォトカプラ4のフォトトランジスタのエミッタ1は電
流制限抵抗11を介して機器1の通信線20の電流流出
側の端子T2に接続されている。
【0015】また機器1の通信線20の端子T1,T2
間にはさらにスイッチングトランジスタ19としてのN
PNトランジスタと受信用フォトカプラ5のフォトダイ
オードとが直列に設けられ、トランジスタ19のベース
は抵抗16を介してフォトカプラ3,4のフォトトラン
ジスタの相互の接続点に接続されている。この送信回路
ではロジック送信信号aのハイ,ローに応じてフォトカ
プラ3はオン,オフ、フォトカプラ4はその逆にオフ,
オンとなり、スイッチングトランジスタ19はフォトカ
プラ3と同様にオン,オフとなる。
【0016】即ちロジック送信信号aがハイ(約+5
V)のときはトランジスタ18はオン、トランジスタ2
8はオフ、従ってフォトカプラ3はオン、フォトカプラ
4はオフとなり、これによりスイッチングトランジスタ
19はオンとなる。またロジック送信信号aがロー(約
0V)のときはトランジスタ18はオフ、トランジスタ
28はオン、従ってフォトカプラ3はオフ、フォトカプ
ラ4はオンとなり、これによりスイッチングトランジス
タ19はオフとなる。この場合、電子機器1を流れる電
流信号bはスイッチングトランジスタ19及び受信用フ
ォトカプラ5を通ることになる。
【0017】なお電子機器2からの高速送信のためには
機器2側にも機器1側と同様な送信回路の変更が必要で
あるが、この図1ではこの変更は省略されており、ここ
では機器2は受信のみを行う場合を考える。図2は図1
の動作説明用の波形図で図5に対応するものである。但
し図2においてa,b,cは図5と同じく夫々、ロジッ
ク送信信号,電流信号,フォトカプラ3のターンオン時
間であるが、d1はフォトカプラ4のターンオン時間で
ある。
【0018】次に図2を用いて図1の動作を説明する。
機器1から機器2に10kbpsの信号を送る場合、ロ
ジック送信信号aがローのときフォトカプラ3はオフ、
フォトカプラ4はオンになる。従ってスイッチングトラ
ンジスタ19はオフ、従って通信線20を介して形成さ
れている機器2との閉ループ回路には電流信号bが流れ
ず、機器2の受信用フォトカプラ7はオフとなる。
【0019】ロジック送信信号aがローからハイになる
とフォト3はオン、フォトカプラ4はオフになる。この
とき、フォトカプラ3はロジック送信信号aの立ち上が
りに対してターンオン時間cの数μs後にオンになるた
め、フォトカプラ4のターンオフ時間の遅延に関係なく
スイッチングトランジスタ19はフォトカプラ3がオン
になったことによりオンし、機器2との閉ループ回路に
は電流信号bが流れる。抵抗10,11は2つのフォト
カプラが同時にオンになった時に流れる電流を制限する
ための制限用抵抗である。
【0020】一方、ロジック送信信号aがハイからロー
になるとフォトカプラ3はオフ、フォトカプラ4はオン
になる。このとき、フォト4はロジック送信信号aの立
ち下がりに対してターンオン時間d1の数μs後にオン
になるため、フォトカプラ3のターンオフ時間の遅延に
関係なくスイッチングトランジスタ19はフォトカプラ
4がオンになったことによりオフし、機器2との閉ルー
プ回路に流れていた電流信号bは遮断される。従って機
器1と機器2間の閉ループに流れる電流信号bの波形
は、電流が流れ始める時間、及び遮断される時間共にロ
ジック信号aの波形に対しフォトカプラのターンオン時
間分だけ遅延した波形となり、機器2において正常な信
号として処理することができる。
【0021】
【発明の効果】従来の回路構成では、数kbps程度以
上の伝送速度で通信を行った場合、フォトカプラのター
ンオフ時間の遅延が大きいため受信側の機器に信号が正
常に伝わらないという問題があった。ターンオフ時間が
小さい高速動作用のフォトカプラも市販はされている
が、コスト高であり入手性も悪いため実用的ではない。
【0022】しかし本発明によれば、例えば機器1にお
いて受信用フォトカプラ5と直列の今までの送信用フォ
トカプラをスイッチングトランジスタ19に置換えると
共に、別に送信用フォトカプラ3のターンオフ遅れをカ
バーするための送信用フォトカプラ4を設けて、この2
つのフォトカプラ3,4のフォトダイオードに夫々ロジ
ック送信信号のH/Lに応じてオン/オフ,オフ/オン
の逆動作を行わせると共に、2つのフォトカプラ3,4
のフォトトランジスタを直列接続してこの接続点の電位
をスイッチングトランジスタ19のベースに伝え、この
トランジスタ19のオフ時間を早めるようにしたので、
電流ループ回路に流れる電流波形の遅延時間はフォトカ
プラのターンオン時間だけで済むため、数十kbps程
度の伝送速度による通信を信頼性を損なうことなく行う
ことができる。しかも本発明の回路は従来の回路に市販
の普通のフォトカプラを1個増やしただけで構成するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例としての伝送システムの要部
構成を示す図
【図2】図1の高速伝送時の動作波形図
【図3】図1に対応する従来のシステム構成図
【図4】図3の正常伝送時の動作波形図
【図5】図3の高速伝送時の動作波形図
【符号の説明】
1 電子機器 2 電子機器 3 送信用フォトカプラ 4 送信用フォトカプラ 5 受信用フォトカプラ 6 送信用フォトカプラ 7 受信用フォトカプラ 8 電源 9 抵抗 10 抵抗 11 抵抗 12 抵抗 13 抵抗 14 抵抗 15 抵抗 16 抵抗 17 抵抗 18 トランジスタ 19 スイッチングトランジスタ 20 通信線 24 抵抗 25 抵抗 28 トランジスタ a ロジック送信信号 b 電流信号 c フォトカプラ3のターンオン時間 d1 フォトカプラ4のターンオン時間

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】交信を行う複数の機器が夫々送信用フォト
    カプラのフォトトランジスタと受信用フォトカプラのフ
    ォトダイオードとを通電可能な極性に直列に接続した直
    列回路を持ち、この機器ごとの複数の直列回路を直流電
    源,電流制限抵抗と共に順次通電可能な極性に直列に接
    続してループを形成し、各機器はその送信用フォトカプ
    ラを常時はオンに保つと共に、送信の際は当該の機器が
    その送信用フォトカプラを介し前記ループの電流を断続
    して信号を送出する電流ループ伝送システムにおいて、 前記送信用フォトカプラを制御信号に応じ高速に開閉し
    得る半導体のスイッチング手段に置換えて、対となる受
    信用フォトカプラのフォトダイオードと直列に接続し、 各機器ごとに別に第1,第2の2つのフォトカプラを設
    け、少なくともこの2つのフォトカプラのフォトトラン
    ジスタを通電可能な極性に直列に接続して、この直列回
    路を各当該の機器の前記スイッチング手段と受信用フォ
    トカプラのフォトダイオードとの直列回路に対する並列
    回路内に通電可能な極性に設け、 前記対となる第1,第2のフォトカプラの夫々のフォト
    ダイオードをロジック送信信号のH,Lに対応して一方
    をオン,オフ他方をオフ,オン、するフォトカプラ1次
    制御手段を設け、 この対となる第1,第2のフォトカプラのフォトトラン
    ジスタの相互の接続点の電位変化を対応する前記スイッ
    チング手段への制御信号として与えるようにしたことを
    特徴とする電流ループ伝送システムの送信回路。
  2. 【請求項2】請求項1に記載の送信回路において、前記
    スイッチング手段はトランジスタであることを特徴とす
    る電流ループ伝送システムの送信回路。
  3. 【請求項3】請求項1または請求項2に記載の送信回路
    において、前記フォトカプラ1次制御手段は前記ロジッ
    ク送信信号のH,Lに対応して一方がオン,オフ、他方
    がオフ,オンする2つのトランジスタを夫々第1,第2
    のフォトカプラのフォトダイオードに対応して持つもの
    であることを特徴とする電流ループ伝送システムの送信
    回路。
JP5101628A 1993-04-28 1993-04-28 電流ループ伝送システムの送信回路 Pending JPH06314992A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT409056B (de) * 2000-06-30 2002-05-27 Fernwaerme Wien Ges M B H Verfahren zur kompensation der kapazitiven wirkung einer datenleitung und system zur durchführung des verfahrens
JP2020005197A (ja) * 2018-06-29 2020-01-09 川崎重工業株式会社 二値信号伝送回路

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