JPH09130311A - インテリジェント伝送器 - Google Patents

インテリジェント伝送器

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Publication number
JPH09130311A
JPH09130311A JP28481095A JP28481095A JPH09130311A JP H09130311 A JPH09130311 A JP H09130311A JP 28481095 A JP28481095 A JP 28481095A JP 28481095 A JP28481095 A JP 28481095A JP H09130311 A JPH09130311 A JP H09130311A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
reference voltage
circuit
reception
value
Prior art date
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Pending
Application number
JP28481095A
Other languages
English (en)
Inventor
Noritoshi Okabe
典利 岡部
Teruo Kobayashi
照雄 小林
Yukio Ito
幸男 伊東
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.)
Hitachi Instruments Engineering Co Ltd
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Instruments Engineering Co Ltd
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Instruments Engineering Co Ltd, Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Instruments Engineering Co Ltd
Priority to JP28481095A priority Critical patent/JPH09130311A/ja
Publication of JPH09130311A publication Critical patent/JPH09130311A/ja
Pending legal-status Critical Current

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  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
  • Dc Digital Transmission (AREA)
  • Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】受信回路の検波特性を負荷抵抗値に応じて最適
制御するインテリジェント伝送器を提供する。 【解決手段】ハンドヘルドターミナル102により4〜
20mAループ電流に重畳された既知の送信信号は、受
信フィルタ回路10を通過してから検波回路9で基準電
圧と比較されディジタル信号に変換される。マイクロプ
ロセッサ4は基準電圧を制御することにより予めメモリ
6内に記憶されている範囲を掃引し、受信エラーが発生
する基準電圧値と受信割込みが発生しなくなる基準電圧
値とを検索し、両者の中間値に基準電圧値を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は二線式ループを介し
て通信を行うインテリジェント伝送器に係り、特に、受
信特性の自己補正が可能なインテリジェント伝送器に関
する。
【0002】
【従来の技術】インテリジェント伝送器は配線が2本で
済むため二線式が主流であり、図3に示すように出力端
子外部に定電圧電源と負荷抵抗を接続して二線式ループ
を構成し、出力端子間にハンドヘルドターミナルやディ
ストリビュータを接続してホスト側との通信を行う。こ
の場合、インテリジェント伝送器は、オンライン時に
は、例えば、プロセス変量などの物理量に対応する4〜
20mAのアナログ信号としてのループ電流に内部情報
としてディジタル信号化された通信用ディジタル信号電
流を重畳させて外部ホスト側に送信すると共に、外部ホ
スト側から送出された4〜20mAのループ電流に重畳
されている通信用ディジタル信号電流を受信するといっ
た通信を行う。また、オフライン時には、プロセス変量
などの物理量には関係しない通信、例えば、製造時にハ
ンドヘルドターミナル等から伝送器内部のメモリに温度
補償データ等の各種データを転送したり、保守時に伝送
器内部のメモリの内容をハンドヘルドターミナルで確認
するといった通信を行う場合もある。
【0003】従来のインテリジェント伝送器において、
二線式ループを介して外部ホスト側に信号を送信すると
共に、外部ホスト側からの信号を二線式ループを介して
受信するものは、例えば、特開昭60−119139号公報及
び特開平5−89394号公報に開示のものがある。従来技
術は、二線式ループとマイクロプロセッサとの間に伝
送指令信号読み込み手段を設け、二線式ループを介して
受信端側から送られてくる伝送指令信号を検出すると共
に、この伝送指令信号をマイクロプロセッサに読み込ま
せるものである。また、従来技術は、二線式ループと
マイクロプロセッサとの間にハンドヘルドターミナルと
データ通信をするためのインターフェースを接続し、二
線式ループからのディジタル信号を並列データとしてマ
イクロプロセッサに伝送し、逆にマイクロプロセッサか
らのデータを直列信号として二線式ループ側に伝送す
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来技術では
以下の問題点が存在する。上記のようなインテリジェン
ト伝送器がホスト側と通信を行う場合には、二線式ルー
プ電流に重畳されたディジタル通信信号電流を電圧信号
に変換するための負荷抵抗Rlを二線式ループ内に挿入
するが、この負荷抵抗値の範囲はユーザ側の利便性を考
慮して、最小値Rl(MIN)と最大値Rl(max)
との間に5倍程度の裕度を与えて250Ω〜1200Ω
としている。通信信号電流の振幅は±0.5mA に固定
されているため、受信信号の振幅電圧は±0.5mA×
Rl で表され負荷抵抗値に比例する。一方、受信通信
信号に含まれている通信周波数領域外のノイズ成分を除
去するための通信フィルタ回路は、2次ハイパスフィル
タと1次ローパスフィルタの組合せをオペアンプで構成
するが、図2に示すようにステップ入力信号に対して必
ずオーバシュート出力が発生する特性を持つ。このオー
バシュート量は入力信号の振幅に比例するため、負荷抵
抗値が大きい場合、後段の検波回路で受信信号をディジ
タル信号に変換する際に検波回路を構成するコンパレー
タの基準入力側の電位Vr(1)をオーバシュート電位
が横切る状態が発生し、この時エラー信号が生じる。こ
こでエラー信号の発生を防止するためにコンパレータの
基準入力側の電位と信号入力側のDC電位Vcとの差を
大きくとり基準入力側の電位をVr(3)とすると、上
述の場合とは逆に負荷抵抗値が小さい場合に受信裕度が
減少し、通信エラーあるいは受信不能状態が発生する。
【0005】本発明の目的は、受信条件が負荷抵抗値に
影響されないインテリジェント伝送器を提供することに
ある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は次の構成とする。すなわち、二線式ループ
に重畳された受信信号はフィルタ回路でノイズ除去さ
れ、続いて後段の検波回路でディジタル信号に変換され
るが、検波回路のしきい値を決定する基準電圧を可変と
なるように制御する手段を設ける。
【0007】二線式ループに接続される負荷抵抗値が比
較的大きく、受信フィルタ回路の出力側に発生するオー
バシュート電位が検波回路のしきい値を横切る場合、余
分な信号が生成し受信エラーが発生する。この場合は、
検波回路の基準電圧入力側の電位Vrと信号入力側のD
C電位Vcとの差を増加させる方向に検波回路の基準電
圧Vrを変化させる。一方、負荷抵抗値が比較的小さ
く、受信フィルタ回路の振幅の絶対値が検波回路のしき
い値に達しない場合は、受信データが取り込まれず受信
割込みが発生しない。この場合は、検波回路の基準電圧
入力側の電位Vrと信号入力側のDC電位Vcとの差を
減少させる方向に検波回路の基準電圧Vrを変化させ
る。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図1及び
図2を用いて説明する。図1で、D/Aコンバータ8は
マイクロプロセッサ4から送られてきたデータに応じて
電圧・電流変換回路(V/I変換回路)14を駆動して
ループ電流を一定値に制御する。送信信号TxDはマイ
クロプロセッサ4のシリアル通信出力端子SOからディ
ジタル信号で送出され、送信回路7で波形整形された
後、加減算回路13でD/Aコンバータ8の出力信号に
加算され、V/I変換回路14でアナログ4〜20mA
ループ電流に重畳される。一方、ループ電流に重畳され
ている通信信号はコンデンサ11によるACカップリン
グでDC分が除去された後、受信フィルタ回路10でノ
イズ成分を除去してから検波回路9でディジタル信号に
変換されマイクロプロセッサ4のシリアル通信入力端子
SIに入力される。受信フィルタ回路10は、通常シリ
アル通信速度600BPSを中心周波数foとする1次
のローパスフィルタ(LPF)と2次のハイパスフィル
タ(HPF)の組合せであるバンドパスフィルタ(BP
F)構成とする。通常、検波回路9はコンパレータを使
用し、本実施例では非反転入力端子を基準電圧入力側、
反転入力端子を受信信号入力側としている。受信フィル
タ10から出力される受信信号のDC電位Vcは、検波
回路9および受信フィルタ回路10のダイナミックレン
ジを最大とするために回路電源電圧Vppの1/2とす
る。一方、基準電圧Vrはマイクロプロセッサ4から第
2のD/Aコンバータ15に送信されるデータに従い任
意に変更可能であり、可変範囲は以下の通りである。
【0009】受信フィルタ回路10の増幅度(ゲイン)を
G,最大オフセット電圧をVof1 ,負荷抵抗値Rlが最
小のときの最大オーバシュート出力電圧をVh,検波回
路9の最大オフセット電圧をVof2 とすると、受信信号
が正常に検波されるためには数1及び数2を満足する必
要がある。
【0010】
【数1】 Vc−Vr>Rl(MAX)×Vh/Rl(MIN) +|Vof1|×G+|Vof2| …(数1)
【0011】
【数2】 Vc−Vr<0.5mA×Rl(MIN)×G−|Vof1| ×G−|Vof2| …(数2) 一般的な数値として、Vh=10mV,Vof1=Vof2=
10mV,G=3,Rl(MAX)/Rl(MIN)=
5とすると、数1及び数2より数3の関係式を得る。
【0012】
【数3】 90mV<(Vc−Vr)<(1.5mA×Rl(MIN))−40mV …(数3) 数3より、コンパレータのしきい値電圧(Vc−Vr)
を90mVから335mVの範囲で掃引させることによ
り、検波条件が最適となるしきい値電圧を検索できるこ
とが分かる。しきい値電圧範囲は、デバイスのばらつき
や温度影響を考慮し、裕度を持たせた値を予めメモリ6
に記憶させておく。
【0013】最適しきい値電圧を検索する手順は次のと
おりである。まず、ハンドヘルドターミナル102によ
ってアナログ4〜20mAループ電流に既知の送信信号
電流を重畳させる。伝送器内部のマイクロプロセッサ4
は、しきい値電圧(Vc−Vr)を335mVから一定
の周期で減少させる方向にD/Aコンバータ15に送信
するD/Aデータを変化させると同時に受信信号をモニ
タする。しきい値電圧(Vc−Vr)が受信フィルタ回
路10の出力側に発生しているオ−バシュ−ト電圧Vh
と一致すると受信エラ−が発生するが、この時のD/A
データ値Vr(1)をメモリ6に記憶させる。この遷移
点でのコンパレータ9の出力波形は、図2に示すように
RxD(2)からRxD(1)に変化している。次にマ
イクロプロセッサ4は、しきい値電圧(Vc−Vr)を
90mVから一定の周期で増加させる方向にD/Aコン
バータ15に送信するD/Aデータを変化させると同時
に受信信号をモニタする。しきい値電圧(Vc−Vr)
が受信フィルタ回路10の出力電圧の最大振幅を超える
とコンパレータ9の出力がカットオフし、マイクロプロ
セッサ4には受信信号SIによる通信割込みが発生しな
くなるが、この時のD/Aデータ値Vr(3)をメモリ
6に記憶させる。この遷移点でのコンパレータ9の出力
波形は、図2に示すようにRxD(2)からRxD
(3)に変化している。以上の検索により得たD/Aデ
ータ値Vr(1)及びVr(3)より最適しきい値電圧
(Vc−Vr)を発生させるためのD/Aデータ値Vr
(2)は数4で得られる。
【0014】
【数4】 Vr(2)=(Vr(1)+Vr(3))/2 …(数4) 数4をマイクロプロセッサ4内部で演算した結果求めら
れるD/Aデータ値Vr(2)は、メモリ6に記憶され
ると共にD/Aコンバータ15に送信され最適しきい値
電圧が設定される。
【0015】以上の説明では最適しきい値を数4で規定
しているが、ノイズ環境が悪い場合にはVr(2)をV
r(3)側に遷移させることで耐ノイズ性を向上させる
ことが考えられる。あるいは逆にノイズ環境が良く負荷
抵抗値を小さくしたい場合にVr(2)をVr(1)側
に遷移させることで対応できる。
【0016】
【発明の効果】本発明によれば負荷抵抗値およびデバイ
スのばらつきにに依存しない受信回路を構成できるた
め、伝送器の設計裕度が増すとともに設置条件に対する
制約を緩和することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す回路のブロック図。
【図2】図1の実施例の動作を説明する波形図。
【図3】二線式伝送器の結線方法を説明する接続図。
【符号の説明】
4…マイクロプロセッサ、6…メモリ、9…検波回路、
10…受信フィルタ回路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 照雄 茨城県ひたちなか市大字市毛882番地 株 式会社日立製作所計測器事業部内 (72)発明者 伊東 幸男 茨城県ひたちなか市堀口字長久保832番地 2 日立計測エンジニアリング株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】センサからの信号に応じて演算処理を実行
    すると共に内部情報をディジタル信号化した送信信号を
    生成し、その演算処理の結果をメモリ回路に格納,記憶
    する手段と、前記演算処理の結果に応じたループ電流を
    二線式ループ内に流す電圧,電流変換手段と、前記ディ
    ジタル信号化した送信信号を前記二線式ループを介して
    外部に送信する送信回路手段と、外部からの信号を前記
    二線式ループを介して受信する受信回路を有するインテ
    リジェント伝送器において、前記受信回路に設けられ、
    外部からの信号をディジタル信号に変換する検波回路の
    基準電圧入力側の電位を変更可能とする手段を有するこ
    とを特徴とするインテリジェント伝送器。
  2. 【請求項2】請求項1において、前記検波回路の信号入
    力側の電位を変更可能とする手段を有するインテリジェ
    ント伝送器。
JP28481095A 1995-11-01 1995-11-01 インテリジェント伝送器 Pending JPH09130311A (ja)

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JP28481095A JPH09130311A (ja) 1995-11-01 1995-11-01 インテリジェント伝送器

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ID=17683311

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JP28481095A Pending JPH09130311A (ja) 1995-11-01 1995-11-01 インテリジェント伝送器

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017158864A (ja) * 2016-03-10 2017-09-14 旭化成エレクトロニクス株式会社 測定装置、測定システム、靴、生体情報測定方法および自立発電センサ

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017158864A (ja) * 2016-03-10 2017-09-14 旭化成エレクトロニクス株式会社 測定装置、測定システム、靴、生体情報測定方法および自立発電センサ

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