JPH0824271B2 - Transmitter - Google Patents

Transmitter

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JPH0824271B2
JPH0824271B2 JP4708286A JP4708286A JPH0824271B2 JP H0824271 B2 JPH0824271 B2 JP H0824271B2 JP 4708286 A JP4708286 A JP 4708286A JP 4708286 A JP4708286 A JP 4708286A JP H0824271 B2 JPH0824271 B2 JP H0824271B2
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diode
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turned
transformer
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保彦 潮江
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Yokogawa Electric Corp
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はデータ伝送バスに接続されデータを送信する
送信装置に関し、特にトランス絶縁トランシーバにおけ
るデータ非伝送時の特性を改良したものである。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a transmitter connected to a data transmission bus for transmitting data, and particularly to a transformer isolated transceiver having improved characteristics when data is not transmitted.

(従来の技術) ケーブルを用いてデータ伝送を行う場合、周波数偏移
変調(frequency−shift keying,FSK)信号などのよう
に直流成分を含まない電気信号を用いることがある。
(Prior Art) When data transmission is performed using a cable, an electric signal that does not include a DC component such as a frequency shift keying (FSK) signal may be used.

第4図は従来のFSK信号の送信に用いられるトランス
絶縁トランシーバの構成回路図である。図において、TX
ONはオン/オフ制御信号、TXDは送信論理信号、RXDは受
信論理信号、L1,L2はケーブルに流れるケーブル信号で
ある。1はTXON信号によって制御される線路駆動部で、
TXD信号の2値に応じて2個の出力端子から相補的に定
電流信号を出力する。即ち、一つの出力端子について
は、定電流信号がTXD信号に応じてオン,オフされる。
2はケーブルを介して入力された信号をRXD信号に変換
する受信部で、コンパレータを含む。3はケーブルと線
路駆動部1及び受信部2とを絶縁するトランス、4はト
ランス3に中点電圧を供給する直流電源で、線路駆動部
1の出力電圧と、受信部2の入力電圧を考慮して定めら
れる。
FIG. 4 is a configuration circuit diagram of a conventional transformer isolation transceiver used for transmitting an FSK signal. In the figure, TX
ON is an on / off control signal, TXD is a transmission logic signal, RXD is a reception logic signal, and L 1 and L 2 are cable signals flowing in the cable. 1 is a line driver controlled by the TXON signal,
A constant current signal is complementarily output from two output terminals according to the binary value of the TXD signal. That is, for one output terminal, the constant current signal is turned on and off according to the TXD signal.
Reference numeral 2 is a receiving unit that converts a signal input via a cable into an RXD signal, and includes a comparator. Reference numeral 3 is a transformer that insulates the cable from the line driving unit 1 and the receiving unit 2, and 4 is a DC power source that supplies a midpoint voltage to the transformer 3, and considers the output voltage of the line driving unit 1 and the input voltage of the receiving unit 2. Determined.

このように構成された装置の動作は次の如くである。
送信を行う場合にはTXON信号によって線路駆動部1がオ
ンとなり、TXD信号に応じた信号をケーブルに送信し、
信号L1,L2を生成する。受信を行う場合にはTXON信号に
よって線路駆動部1がオフになると共に、ケーブルから
信号L1,L2を受信部2を介して受信し、RXD信号に変換し
て送る。
The operation of the device thus configured is as follows.
When transmitting, the line driver 1 is turned on by the TXON signal, and a signal corresponding to the TXD signal is transmitted to the cable,
Generate signals L 1 and L 2 . When receiving, the line driving unit 1 is turned off by the TXON signal, and the signals L 1 and L 2 are received from the cable via the receiving unit 2 and converted into the RXD signal and sent.

尚、この送信装置の用いられるバスは、(直接)並列
接続型又はインピーダンス整合タップを用いるツリー型
のバスになっている。
The bus used in this transmitter is a (direct) parallel connection type or a tree type bus using an impedance matching tap.

(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、TXON信号によって線路駆動部1の2出
力端子がオフになる場合に、ケーブル側から見た負荷効
果を無視し得る高インピーダンス性を得られず、その結
果バスへのトランシーバの接続台数が制限される問題点
があった。例えば、線路駆動部1にオープンコレクタ・
トランジスタを有するドライバIC(具体的な型式名とし
てはモートロラ社製のMC10192等)を用いると、送信オ
フ時のトランジスタのオフ特性が不充分で、理想的には
漏れ電流は0mAが望ましいが、現実には2mA程度の漏れ電
流が流れる。この為、線路駆動部1がオフであるのに漏
れ電流が流れるから、ケーブル側からみて高インピーダ
ンスにならない。
(Problems to be Solved by the Invention) However, when the two output terminals of the line driving unit 1 are turned off by the TXON signal, a high impedance property in which the load effect seen from the cable side can be ignored cannot be obtained. As a result, there was a problem that the number of transceivers connected to the bus was limited. For example, an open collector
If a driver IC with a transistor (specifically, model name MC10192 manufactured by Motorola Co., Ltd.) is used, the transistor off characteristics during transmission off are insufficient, and ideally a leakage current of 0 mA is desirable, but in reality A leakage current of about 2mA flows through this. For this reason, a leakage current flows even though the line driving unit 1 is off, so that the impedance does not become high when viewed from the cable side.

本発明はこのような問題点を解決したもので、受信時
のような送信オフ時のインピーダンスが充分に高い送信
装置を実現することを目的とする。
The present invention solves such a problem, and an object of the present invention is to realize a transmitter having a sufficiently high impedance when transmission is off such as reception.

(問題点を解決する手段) このような目的を達成する本発明は、送信論理信号
(TXD)に応じて2個の出力端子から相補的に定電流信
号を出力する線路駆動部(1)と、送信状態ではこの線
路駆動部をオンにし、非送信状態ではこの線路駆動部を
オフに制御する制御信号(TXON)と、当該線路駆動部の
2個の出力端子を一次巻線に接続すると共に、二次巻線
に表れる2値信号(L1,L2)をケーブルに出力するトラ
ンス(3)と、このトランスの一次巻線に中点電圧
(E2)を供給する直流電源(4)とを備えた送信装置に
おいて、次の構成とするものである。
(Means for Solving Problems) According to the present invention which achieves such an object, a line driver (1) which complementarily outputs a constant current signal from two output terminals according to a transmission logic signal (TXD) is provided. , In the transmitting state, turn on the line driving unit, and in the non-transmitting state, control signal (TXON) to turn off the line driving unit, and connect the two output terminals of the line driving unit to the primary winding. , A transformer (3) for outputting the binary signal (L 1 , L 2 ) appearing in the secondary winding to the cable, and a DC power supply (4) for supplying the midpoint voltage (E 2 ) to the primary winding of the transformer The transmitting device having the following is configured as follows.

即ち、前記線路駆動部の2個の出力端子と前記トラン
スの一次巻線とを接続する線路にそれぞれ挿入された2
個のダイオード(5a,5b)と、前記線路駆動部の2個の
出力端子の間を接続する直列に接続された2個のブリー
ダ抵抗(63a,63b)と、逆バイアス電圧(E1)を前記ブ
リーダ抵抗の共通接続点に供給する線路に挿入されたス
イッチ手段(6)とを備え、前記制御信号がオフのとき
当該スイッチ手段はオンして前記ダイオードに逆バイア
ス電圧を供給し、前記制御信号がオンのとき当該スイッ
チ手段はオフして前記ダイオードに供給する逆バイアス
電圧を解除することを特徴としている。
That is, the two output terminals of the line driving section and the two windings respectively connected to the primary winding of the transformer are connected.
A diode (5a, 5b), two bleeder resistors (63a, 63b) connected in series that connect between the two output terminals of the line driver, and a reverse bias voltage (E 1 ) A switch means (6) inserted in a line supplied to a common connection point of the bleeder resistance, the switch means being turned on to supply a reverse bias voltage to the diode when the control signal is off, When the signal is on, the switch means is turned off to release the reverse bias voltage supplied to the diode.

(作用) 送信状態では、制御信号がオンとなるので、通信論理
信号に対応する相補的な定電流信号が線路駆動部の2出
力端子より出力され、トランスの一次巻線に送られる。
この時、スイッチ手段はオフであるから、ダイオードに
は逆バイアス電圧は印加されず、ダイオードは送信に影
響を与えない。
(Operation) In the transmission state, since the control signal is turned on, a complementary constant current signal corresponding to the communication logic signal is output from the two output terminals of the line drive section and sent to the primary winding of the transformer.
At this time, since the switch means is off, the reverse bias voltage is not applied to the diode, and the diode does not affect the transmission.

非送信状態では、制御信号がオフとなるので、線路駆
動部はオフとなるが、漏れ電流が流れる。この時、スイ
ッチ手段はオンとなるから、ダイオードにはブリーダ抵
抗を介して逆バイアス電圧が印加される。するとダイオ
ードは高インピーダンス状態となり、線路駆動部の漏れ
電流はトランスの一次巻線と遮断され、ケーブル側から
みて高インピーダンス状態が確保される。
In the non-transmission state, the control signal is turned off, so that the line driver is turned off, but a leakage current flows. At this time, since the switch means is turned on, a reverse bias voltage is applied to the diode via the bleeder resistance. Then, the diode is in a high impedance state, the leakage current of the line driving unit is cut off from the primary winding of the transformer, and the high impedance state is secured when viewed from the cable side.

(実施例) 以下図面を用いて本発明を説明する。The present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図は本発明の第1の実施例を示す構成回路図であ
る。尚第1図において前記第4図と同一作用をするもの
には同一符号をつけ説明を省略する。
FIG. 1 is a configuration circuit diagram showing a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, the same reference numerals are given to those having the same functions as those in FIG. 4, and the description thereof will be omitted.

図において、5は線路駆動部1の出力端子とトランス
3を接続する線路に挿入されたダイオードで、当該出力
端子から電流を供給する場合が順方向となるように接続
されている。尚、線路駆動部1は2出力端子を切換えて
出力するので、これに対応してダイオード5に添字a,b
を付し区別する。このダイオード5は、逆バイアス電圧
を加えるとトランス3に対し十分な高インピーダンスと
なる素子で、静電容量が十分に小さく高抵抗になってい
る。
In the figure, 5 is a diode inserted in the line connecting the output terminal of the line driving unit 1 and the transformer 3, and is connected so that the case where a current is supplied from the output terminal is in the forward direction. Since the line driving unit 1 switches between the two output terminals and outputs, the corresponding subscripts a and b are added to the diode 5 accordingly.
To distinguish them. The diode 5 is an element that has a sufficiently high impedance with respect to the transformer 3 when a reverse bias voltage is applied, and has a sufficiently small electrostatic capacitance and a high resistance.

6はダイオード5に逆バイアス電圧を加えるトランジス
タ、61はオン/オフ制御信号に応じてトランジスタ6を
オフ/オンするベース制御部、62はトランジスタ6を介
してダイオード5に逆バイアス電圧を供給する直流電
源、63はダイオード5に流す所定の電流IDを定めるブリ
ーダ抵抗である。
6 is a transistor for applying a reverse bias voltage to the diode 5, 61 is a base control unit for turning on / off the transistor 6 according to an on / off control signal, and 62 is a direct current for supplying the reverse bias voltage to the diode 5 via the transistor 6. A power source 63 is a bleeder resistor that determines a predetermined current ID flowing through the diode 5.

TXON信号がオンの場合であって、TXD信号によってダ
イオード5a側の出力端子はオンで、ダイオード5b側の出
力端子はオフであるとする。このとき、オフとなった出
力端子側のダイオード5bには次式で表される電流IDが流
れる。
When the TXON signal is on, it is assumed that the output terminal on the diode 5a side is on and the output terminal on the diode 5b side is off by the TXD signal. At this time, the current I D represented by the following equation flows through the diode 5b on the output terminal side which is turned off.

ID=(VT−VDa−VDb)/2R (1) ここで、VTはトランス3の入力側の電圧、VDaはダイ
オード5aの順方向電圧、VDbはダイオード5bの順方向電
圧、Rはブリーダ抵抗63a,63bの値で、ここでは両者の
値は等しく選定されている。
I D = (V T −V Da −V Db ) / 2R (1) where V T is the input voltage of the transformer 3, V Da is the forward voltage of the diode 5a, and V Db is the forward voltage of the diode 5b. Voltage and R are values of the bleeder resistors 63a and 63b, and both values are selected to be equal here.

しかして、この電流IDによりオフとなった出力端子側
のダイオード5bをオン状態に保持する。このように構成
すると、TXD信号によって当該出力端子がオフからオン
に変化した場合、ダイオード5bがオンする必要がなくな
り、応答遅れのない良好な送信波形が得られる。尚、TX
ON信号がオンの場合はトランジスタ6はオフとなり、逆
バイアス電圧はダイオード5a,5bに印加されていない。
Then, the diode 5b on the output terminal side, which has been turned off by the current ID , is held in the on state. With this configuration, when the output terminal changes from off to on due to the TXD signal, it is not necessary to turn on the diode 5b, and a good transmission waveform with no response delay can be obtained. Incidentally, TX
When the ON signal is on, the transistor 6 is off, and the reverse bias voltage is not applied to the diodes 5a and 5b.

次にブリーダ抵抗63の抵抗値Rは次の如く定める。抵
抗値Rは大きい方が電力損失が小さいため望ましいが、
他方出力端子がオフのときダイオード5に十分な逆バイ
アス電圧を供給できる値とする必要がある。従って抵抗
値Rは次式により定められる。
Next, the resistance value R of the bleeder resistance 63 is determined as follows. It is desirable that the resistance value R is larger because the power loss is smaller, but
On the other hand, when the output terminal is off, the diode 5 needs to have a value capable of supplying a sufficient reverse bias voltage. Therefore, the resistance value R is determined by the following equation.

R<(E1−E2−VRECMAX−VCE)/IOFFMAX (2) このように構成された装置の動作を次に説明する。第
2図は第1図の装置の動作を説明する波形図で、(A)
は制御信号TXON、(B)は送信論理信号TXD、(C)は
線路駆動部1の正駆動端子電流、(D)は線路駆動部1
の負駆動端子電流、(E)はケーブルの線路電圧であ
る。
R <(E 1 −E 2 −V RECMAX −V CE ) / I OFFMAX (2) The operation of the apparatus thus configured will be described below. FIG. 2 is a waveform diagram for explaining the operation of the apparatus shown in FIG.
Is a control signal TXON, (B) is a transmission logic signal TXD, (C) is a positive drive terminal current of the line driver 1, and (D) is a line driver 1.
(E) is the line voltage of the cable.

制御信号TXONがオンのとき線路駆動部1は送信状態に
ある。送信論理信号TXDのオン、オフ(H,L)に応じて、
線路駆動部1の正駆動端子と負駆動端子では相補的に電
流Isinkが流れる。ここで、正駆動端子は第1図でオン
と記した側の出力端子であり、負駆動端子は第1図でオ
フと記した側の出力端子である。電流Isinkはオンとな
った出力端子から流れる定電流駆動値で、例えば16mAと
する。トランス3の一次巻線の両側とセンタータップ間
の巻数N11、N12と、二次巻線の巻数N22との比は等しい
とする(N11:N12:N22=1:1:1)。すると、ケーブルの線
路電圧には+Eoutと−Eoutが交互に表れる。
When the control signal TXON is on, the line driver 1 is in the transmitting state. Depending on the ON / OFF (H, L) of the transmission logic signal TXD,
A current Isink complementarily flows at the positive drive terminal and the negative drive terminal of the line drive unit 1. Here, the positive drive terminal is the output terminal on the side marked ON in FIG. 1, and the negative drive terminal is the output terminal on the side marked OFF in FIG. The current Isink is a constant current drive value that flows from the output terminal that is turned on, and is set to, for example, 16 mA. The ratio between the number of turns N 11 and N 12 between both sides of the primary winding and the center tap of the transformer 3 and the number of turns N 22 of the secondary winding are equal (N 11 : N 12 : N 22 = 1: 1: 1). Then, + Eout and −Eout appear alternately in the line voltage of the cable.

また、ベース制御部61は制御信号TXONによりオフとさ
れているから、ダイオード5a,5bには逆バイアス電圧が
供給されず、トランス3を介してケーブルに信号±Eout
が表れる。ここで送信論理信号TXDのオン、オフによ
り、線路駆動部1の正駆動端子と負駆動端子の一方はオ
フ状態となっているが、このオフ端子側に接続されたダ
イオード5a,5bはブリーダ抵抗63a,63bによってオンとな
っている。第2図(C),(D)ではオフ端子では電流
がゼロとなっているが、厳密には漏れ電流Ioffが2mA程
度流れている。
Further, since the base control unit 61 is turned off by the control signal TXON, the reverse bias voltage is not supplied to the diodes 5a and 5b, and the signal ± Eout is supplied to the cable via the transformer 3.
Appears. Here, one of the positive drive terminal and the negative drive terminal of the line drive unit 1 is turned off by turning on and off the transmission logic signal TXD. However, the diodes 5a and 5b connected to the off terminal side have bleeder resistance. It is turned on by 63a and 63b. In FIGS. 2C and 2D, the current at the OFF terminal is zero, but strictly speaking, the leakage current Ioff is about 2 mA.

制御信号TXONがオフのとき線路駆動部1は非送信状態
にあり、第1図の場合は受信状態に移行する。ベース制
御部61は制御信号TXONによりオンとされているから、ト
ランジスタ6を介して直流電圧E2により逆バイアス電圧
がダイオード5a,5bに供給される。すると、ダイオード5
a,5bは完全にオフとなり、仮に線路駆動部1がオフ状態
の時に正駆動端子と負駆動端子に漏れ電流Ioffが流れて
いても、ケーブル側からみて高インピーダンス状態にな
っている。
When the control signal TXON is off, the line driver 1 is in the non-transmission state, and in the case of FIG. 1, it shifts to the reception state. Since the base control unit 61 is turned on by the control signal TXON, the reverse bias voltage is supplied to the diodes 5a and 5b by the DC voltage E 2 via the transistor 6. Then diode 5
The a and 5b are completely turned off, and even if the leakage current Ioff flows through the positive drive terminal and the negative drive terminal when the line drive unit 1 is in the off state, it is in a high impedance state when viewed from the cable side.

第3図は本発明の第2の実施例を示す構成回路図であ
る。ダイオード7は第1の実施例のダイオード5と極性
を逆にして挿入されている。8はダイオード7に逆バイ
アス電圧を加えるトランジスタ、81はTXON信号に応じて
トランジスタ8を制御するベース制御部、82はダイオー
ド7に逆バイアス電圧を供給する直流電源で第1の実施
例と逆の極性になっている。83はブリーダ抵抗である。
FIG. 3 is a constitutional circuit diagram showing a second embodiment of the present invention. The diode 7 is inserted with the polarity reversed from that of the diode 5 of the first embodiment. Reference numeral 8 is a transistor for applying a reverse bias voltage to the diode 7, 81 is a base control unit for controlling the transistor 8 according to the TXON signal, and 82 is a DC power supply for supplying the reverse bias voltage to the diode 7, which is the reverse of the first embodiment. It is polar. 83 is a bleeder resistance.

この構成の回路は第1の実施例に準じた動作を行って
いる。
The circuit having this configuration operates according to the first embodiment.

尚、上記実施例では直流電圧E2を発生する直流電源4
と、直流電圧E1を発生する直流電源62(又は82)を設け
ているが、線路駆動部1の電位との関係でこれら直流電
圧E2,E1は零ボルトであってもよい。
In the above embodiment, the DC power supply 4 that generates the DC voltage E 2
, And a DC power source 62 (or 82) for generating a DC voltage E 1 is provided, but these DC voltages E 2 and E 1 may be zero volts in relation to the potential of the line driver 1.

(発明の効果) 以上説明したように、本発明によれば線路駆動部1とト
ランス3の間にダイオード5a,5bを挿入し、非送信時に
線路駆動部1をオフ状態としても充分な高インピーダン
ス状態が得られなくても、このダイオードに逆バイアス
電圧を加えているので、非送信時にケーブル側からみて
充分な高インピーダンス状態が得られるという効果があ
る。
(Effects of the Invention) As described above, according to the present invention, even if the diodes 5a and 5b are inserted between the line driving unit 1 and the transformer 3 and the line driving unit 1 is turned off during non-transmission, the impedance is sufficiently high. Even if the state is not obtained, since a reverse bias voltage is applied to this diode, there is an effect that a sufficiently high impedance state can be obtained as seen from the cable side during non-transmission.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明の第1の実施例の構成回路図、第2図は
第1図の装置の動作を説明する波形図、第3図は第2の
実施例の構成回路図、第4図は従来装置の接続図であ
る。 1……線路駆動部、3……トランス、5……ダイオー
ド、6……トランジスタ(スイッチ手段)、TXD……制
御信号。
FIG. 1 is a structural circuit diagram of the first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a waveform diagram for explaining the operation of the apparatus of FIG. 1, FIG. 3 is a structural circuit diagram of the second embodiment, and FIG. The figure is a connection diagram of a conventional device. 1 ... Line drive part, 3 ... Transformer, 5 ... Diode, 6 ... Transistor (switch means), TXD ... Control signal.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】送信論理信号(TXD)に応じて2個の出力
端子から相補的に定電流信号を出力する線路駆動部
(1)と、 送信状態ではこの線路駆動部をオンにし、非送信状態で
はこの線路駆動部をオフに制御する制御信号(TXON)
と、 当該線路駆動部の2個の出力端子を一次巻線に接続する
と共に、二次巻線に表れる2値信号(L1,L2)をケーブ
ルに出力するトランス(3)と、 このトランスの一次巻線に中点電圧(E2)を供給する直
流電源(4)とを備えた送信装置において、 前記線路駆動部の2個の出力端子と前記トランスの一次
巻線とを接続する線路にそれぞれ挿入された2個のダイ
オード(5a,5b)と、 前記線路駆動部の2個の出力端子の間を接続する直列に
接続された2個のブリーダ抵抗(63a,63b)と、 逆バイアス電圧(E1)を前記ブリーダ抵抗の共通接続点
に供給する線路に挿入されたスイッチ手段(6)と、 を備え、前記制御信号がオフのとき当該スイッチ手段は
オンして前記ダイオードに逆バイアス電圧を供給し、前
記制御信号がオンのとき当該スイッチ手段はオフして前
記ダイオードに供給する逆バイアス電圧を解除すること
を特徴とする送信装置。
1. A line driving unit (1) which complementarily outputs a constant current signal from two output terminals according to a transmission logic signal (TXD), and in the transmitting state, this line driving unit is turned on and non-transmission is performed. In this state, the control signal (TXON) that controls this line driver to turn off.
And a transformer (3) for connecting the two output terminals of the line drive section to the primary winding and outputting the binary signals (L 1 , L 2 ) appearing in the secondary winding to the cable, In a transmitter equipped with a DC power supply (4) for supplying a midpoint voltage (E 2 ) to a primary winding of the transformer, a line connecting two output terminals of the line driver and the primary winding of the transformer. Two diodes (5a, 5b) respectively inserted in the two, two bleeder resistors (63a, 63b) connected in series for connecting between the two output terminals of the line driver, and a reverse bias Switch means (6) inserted in a line for supplying a voltage (E 1 ) to the common connection point of the bleeder resistance, and the switch means is turned on when the control signal is off to reverse-bias the diode. Voltage is supplied, and the switch is turned on when the control signal is on. Chi means transmitting apparatus characterized by releasing the reverse bias voltage supplied to the diode off.
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