JPH11298383A

JPH11298383A - データ伝送装置

Info

Publication number: JPH11298383A
Application number: JP9500698A
Authority: JP
Inventors: Kenji Kuniyoshi; 賢治國吉; Yasushi Yamaguchi; 泰史山口; Akihiko Katsuki; 昭彦甲木
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1998-04-07
Filing date: 1998-04-07
Publication date: 1999-10-29
Anticipated expiration: 2018-04-07
Also published as: JP3687337B2

Abstract

(57)【要約】【課題】２線式の信号線を介して直流電圧にベースバン
ド信号を重畳した形の電圧モード信号を伝送するマスタ
端末の小型化を可能にする。【解決手段】マスタ端末１はベースバンド信号を発生す
る制御回路１１と、ベースバンド信号よりも十分に高い
周波数でスイッチングされるトランジスタＱを備えたＤ
Ｃ−ＤＣコンバータよりなる送信回路１５とを有する。
送信回路１５は直流電源Ｅの両端間にスイッチング素子
ＱとインダクタＬ０とコンデンサＣ０との直列回路が接
続される。インダクタＬ０とコンデンサＣ０とからなる
ローパスフィルタのカットオフ周波数は、ベースバンド
信号の周波数を通過させスイッチング素子のスイッチン
グ周波数を阻止するように設定される。スイッチング素
子Ｑは、ベースバンド信号の信号値に応じてオンデュー
ティが制御され、信号線３にはベースバンド信号の信号
値に応じた電圧が印加される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、１台のマスタ端末
と複数台のスレーブ端末とを２線式の信号線を介して接
続し、マスタ端末からスレーブ端末に対して信号線を介
してデータ伝送とともに電源供給を行なうデータ伝送装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、図９に示すように、１台のマ
スタ端末１と複数台のスレーブ端末２とを２線式の信号
線３を介して接続し、信号線３を介してマスタ端末１と
スレーブ端末２との間でデータ伝送を行ない、スレーブ
端末２に接続した負荷ＬＤ１〜ＬＤｎを制御するデータ
伝送装置が知られている。スレーブ端末２には各種の負
荷ＬＤ１〜ＬＤｎあるいはセンサやスイッチが接続され
る。また、マスタ端末１には必要に応じてスイッチＳＷ
が接続される。しかして、マスタ端末１のスイッチＳＷ
やスレーブ端末２のスイッチが所定状態に操作されたり
スレーブ端末２に設けたセンサにより所定の状態が検出
されると、信号線３を通して伝送されるデータにより負
荷ＬＤ１〜ＬＤｎが制御されるのである。負荷ＬＤ１〜
ＬＤｎには、発光ダイオードなどを備える表示素子、複
数の表示素子を配列した表示器、他の負荷への電源の入
切を行なうリレーなどがある。

【０００３】マスタ端末１は、図１０に示すように、マ
イクロコンピュータ（以下、マイコンと略称する）を主
構成とする制御回路１１と、制御回路１１からの送信信
号のレベルを調整して信号線３に送出するドライバ回路
１２と、端末器２からの信号を検出する信号検出回路１
３とを備え、さらに、マスタ端末１はスレーブ端末２に
電源を供給するための電源回路１４を備えている。この
電源回路１４は電源Ｅを安定化して信号線３に定電圧を
印加するものである。制御回路１１からドライバ回路１
２を通して信号線３に送出する信号にはベースバンド信
号（つまり、線間電圧を変化させる電圧モード信号）を
採用している。

【０００４】ここに、スレーブ端末２からマスタ端末１
に返送される信号は、マスタ端末１からスレーブ端末２
への信号と区別することができるように、電流モードの
信号が用いられる。つまり、スレーブ端末２からマスタ
端末１に伝送されるデジタル信号の２つの論理値を、信
号線３の線間を低抵抗を介して短絡する状態と短絡しな
い状態とで表した信号を用い、マスタ端末１に設けた信
号検出回路１３は信号線３の電流変化を検出することに
よってスレーブ端末２からのデータの論理値を再生す
る。電源回路１４からスレーブ端末２に供給されるのは
直流電源であって、ドライバ回路１２から送出された信
号ないしスレーブ端末２からマスタ端末１への信号が直
流電圧に重畳された形で信号線３を伝送されることにな
る。

【０００５】スレーブ端末２からマスタ端末１への信号
は信号線３を流れる電流の変化により検出するものであ
るから、電源回路１４からの直流が信号検出回路１３に
回り込んでも問題はないが、ドライバ回路１２と電源回
路１４とは互いに干渉する可能性があるから、干渉を防
止することが必要になる。たとえば、電源回路１４が出
力部に平滑コンデンサを有するとすれば、ドライバ回路
１２から信号線３に送出される信号が平滑コンデンサに
より平滑されて正常な波形の信号を伝送することができ
なくなることがある。また、ドライバ回路１２から出力
される信号がベースバンド信号であってドライバ回路１
２の出力段にスイッチング素子が用いられているとする
と、電源回路１４からドライバ回路１２に直流電圧が印
加されてスイッチング素子が破壊されるおそれがある。
このような干渉を防止するために、ドライバ回路１２と
信号線３との間には直流の回り込みを防止するコンデン
サＣ１を挿入し、電源回路１４と信号線３との間にはド
ライバ回路１２からの信号が電源回路１４に回り込むの
を防止するインダクタＬ１が設けられる。

【０００６】一方、スレーブ端末２は、マスタ端末１の
ドライバ回路１２からコンデンサＣ１を通して信号線３
に送出された電圧モード信号を、コンデンサＣ２を通し
て直流電源から分離しコンパレータ２２に入力する。コ
ンデンサＣ２を通して信号線３から受け取った電圧モー
ド信号をコンパレータ２２で適宜の閾値Ｖｒｅｆと比較
すれば、閾値Ｖｒｅｆ以上のレベルの信号を波形整形し
てマスタ端末１からのデータを再生することができる。
こうしてコンパレータ２２で再生されたデータをマイコ
ンを主構成とする制御回路２１に入力すれば、マスタ端
末１からのデータを処理することができる。また、マス
タ端末１に返送するデータは、信号送信回路２３を通し
て信号線３に送出される。信号送信回路２３はたとえば
トランジスタと低抵抗との直列回路を信号線３の線間に
挿入する構成を有し、制御回路２１で発生するデータに
応じてトランジスタをオンオフさせることにより、信号
線３に流れる電流を変化させるように構成されている。
制御回路２１にはスイッチＳＷや負荷ＬＤ（図示例では
発光ダイオード）が接続され、マスタ端末１からのデー
タにより負荷がオンオフされたり、スイッチＳＷの操作
情報をマスタ端末１に返送したりする。

【０００７】ところで、スレーブ端末２の内部電源は、
信号線３を通して電源回路１４から供給される直流電源
をインダクタＬ２を通して分離し、電源回路２４に入力
することにより得られる。この電源回路２４は信号線３
に印加されている電圧を降圧し安定化してスレーブ端末
２の内部回路に供給する。また、電源回路２４の出力は
スイッチＳＷの操作状態の検出や負荷ＬＤの制御にも用
いられる。ただし、電流容量の大きい負荷を制御する場
合には、負荷ＬＤとしてのリレーを介して別電源から電
源を供給するのであって、電源回路２４の出力はリレー
の駆動用に用いられる。

【０００８】マスタ端末１とスレーブ端末２との間で授
受される信号を図１１に示す。図１１（ａ）は基本的な
伝送手順を示しており、１フレームＦＭの信号は、マス
タ端末１からスレーブ端末２にデータを伝送するタイム
スロットＴＳ１と、スレーブ端末２からマスタ端末１に
データを伝送するタイムスロットＴＳ２とを備える。図
示例は伝送制御としてポーリング・セレクティング方式
を採用しており、各スレーブ端末２に設定したアドレス
を用いてマスタ端末１が一定規則でスレーブ端末２を呼
び出すようになっている。もっとも簡単には、マスタ端
末１がアドレス順にスレーブ端末２を呼び出す方式が採
用され、スレーブ端末２に接続された負荷ＬＤの制御を
要求し、スレーブ端末２に接続されたスイッチの操作状
態を受け取る。マスタ端末１からスレーブ端末２への信
号は電圧モード信号であるから、図１１（ｂ）のように
タイスロットＴＳ１では信号線３の線間電圧が変化し、
スレーブ端末２からマスタ端末２に信号を返送するタイ
ムスロットＴＳ２では、図１１（ｃ）のように信号線３
に流れる電流が変化する。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、マス
タ端末１とスレーブ端末２とを接続する信号線３を通し
てデータの伝送だけではなく電源の供給も行なっている
から、上述のようにマスタ端末１およびスレーブ端末２
において、データ伝送用の信号と電源とを分離するため
のコンデンサＣ１，Ｃ２およびインダクタＬ１，Ｌ２が
必要になる。

【００１０】データ伝送用の信号はベースバンド信号で
あるから、コンデンサＣ１，Ｃ２の容量をあまり小さく
することはできず、また、この信号を十分に阻止するた
めにはインダクタＬ１にもインダクタンスの比較的大き
なものが必要になる（インダクタＬ２のインダクタンス
は小さくても電源回路２４で安定化するから問題はな
い）。つまり、コンデンサＣ１，Ｃ２やインダクタＬ１
として大型のものが必要になるから、マスタ端末１やス
レーブ端末２の小型化が阻害されることになる。また、
スレーブ端末２の台数が多い場合やスレーブ端末２での
使用電力が大きい場合には、マスタ端末１に設けた電源
回路１４から信号線３に流す電流量が増加するから、イ
ンダクタＬ１の巻線抵抗（直流抵抗）による電力損失が
大きくなり、直流電力の供給効率が低下するという問題
が生じる。

【００１１】本発明は上記事由に鑑みて為されたもので
あり、その目的は、２線式の信号線を介してデータの伝
送とともに電源の供給を可能としながらも、大型のイン
ダクタを用いる必要がなく小型化が可能であって、しか
も電力の供給効率が高いデータ伝送装置を提供すること
にある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、２線
式の信号線を介してマスタ端末とスレーブ端末とが接続
され、直流電圧にベースバンド信号を重畳した形の電圧
モード信号をマスタ端末から信号線に送出し、スレーブ
端末において直流電圧をベースバンド信号から分離し内
部電源として供給するデータ伝送装置において、マスタ
端末器は、ベースバンド信号を発生する制御回路と、ベ
ースバンド信号よりも十分に高い周波数でスイッチング
されるスイッチング素子を備え直流電源を入力電源とし
て信号線の線間に出力電圧を印加するＤＣ−ＤＣコンバ
ータよりなる送信回路と、制御回路から出力されたベー
スバンド信号の信号値に応じて前記スイッチング素子の
オンデューティを変化させることにより送信回路から信
号線の線間に印加する電圧をベースバンド信号の信号値
に応じて変化させるＰＷＭ回路とを備え、送信回路はス
イッチング素子と信号線との間にベースバンド信号の周
波数を通過させスイッチング素子のスイッチング周波数
を阻止するローパスフィルタを備えるものである。

【００１３】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、前記送信回路が、前記直流電源の両端間に接続した
スイッチング素子とインダクタとコンデンサとの直列回
路と、インダクタとコンデンサとの直列回路に並列接続
された還流用のダイオードとを備える降圧形のチョッパ
回路であって、インダクタとコンデンサとにより前記ロ
ーパスフィルタが構成され、コンデンサの両端電圧が信
号線に印加されるものである。

【００１４】請求項３の発明は、請求項１または請求項
２の発明において、前記送信回路の出力電圧と前記制御
回路から出力されるベースバンド信号の信号値との差を
検出する誤差増幅器を備え、送信回路の出力電圧とベー
スバンド信号の信号値との差を一定に保つように誤差増
幅器の出力によりＰＷＭ回路の出力が制御されるもので
ある。

【００１５】請求項４の発明は、請求項３の発明におい
て、前記ローパスフィルタのカットオフ周波数が、ベー
スバンド信号の送信中には非送信中よりも高く設定され
るものである。請求項５の発明は、請求項３の発明にお
いて、前記誤差増幅器におけるベースバンド信号の周波
数帯域に対するゲインがスイッチング素子のスイッチン
グ周波数を含む周波数帯域に対するゲインよりも高く設
定されているものである。

【００１６】

【発明の実施の形態】（実施形態１）本実施形態は、図
１に示すように、図１０に示した従来構成でのマスタ端
末１におけるドライバ回路１２と電源回路１４との機能
を兼ね備えた送信回路１５を設けているものである。

【００１７】本実施形態の送信回路１５は、降圧形のチ
ョッパ回路の構成を有し、スイッチング用のトランジス
タＱをＰＷＭ制御することによって出力電圧を変化させ
て電圧モード信号を発生させるように構成されている。
すなわち、直流電源である電源Ｅの両端間にトランジス
タＱのエミッタ−コレクタとインダクタＬ０とコンデン
サＣ０との直列回路を接続し、インダクタＬ０とコンデ
ンサＣ０との直列回路には還流用のダイオードＤ０を並
列接続してある。トランジスタＱにはｐｎｐ形のものを
用い、エミッタ−ベース間に抵抗Ｒ０を接続してある。
コンデンサＣ０の両端間には、信号線３に流れる電流を
検出することができる検出回路１６を接続してある。電
源Ｅは直流電源であることを示すために図１には電池の
記号を用いて示しているが、一般には商用電源を整流し
平滑ないし安定化した直流電源を用いる。

【００１８】周知のように、この回路ではトランジスタ
Ｑが高周波でオンオフされ、トランジスタＱのオン期間
にインダクタＬ０およびコンデンサＣ０を通して電流が
流れ、この期間にインダクタＬ０に蓄積されたエネルギ
が、トランジスタＱ０のオフ期間にコンデンサＣ０およ
びダイオードＤ０を通して放出されるものである。つま
り、電源Ｅの電圧を降圧した電圧がコンデンサＣ０の両
端電圧となるのであって、コンデンサＣ０の両端電圧は
トランジスタＱのオンオフの比率に応じて調節可能にな
っている。言い換えると、トランジスタＱにより電源Ｅ
を高周波で断続させ、インダクタＬ０とコンデンサＣ０
とからなるチョークインプット形のローパスフィルタで
平滑していることになる。

【００１９】ところで、制御回路１１は複流ＮＲＺ信号
を用いて図２（ａ）のようなベースバンド信号のデータ
Ｖｓｉｇを出力する。また、制御回路１１からは、図２
（ｂ）のような基準電圧Ｖｓｆｔおよび図２（ｄ）のよ
うな一定周波数の鋸歯状波（三角波を用いてもよい）で
ある基準信号Ｖｏｓｃが出力される。データＶｓｉｇお
よび基準電圧Ｖｓｆｔは、差動増幅器３１に入力されて
基準電圧ＶｓｆｔからデータＶｓｉｇを減算した図２
（ｃ）のような信号値の信号が出力される。ここに、基
準電圧ＶｓｆｔはデータＶｓｉｇの正極の信号値よりも
高く設定され、差動増幅器３１の出力値がつねに正にな
るように定められている。

【００２０】差動増幅器３１の出力は、基準信号Ｖｏｓ
ｃとともにＰＷＭ回路３２（コンパレータを主構成とす
る）に入力され、基準信号Ｖｏｓｃが差動増幅器３１の
出力と比較される。ここに、基準信号Ｖｏｓｃの周波数
ｆｓｗはデータＶｓｉｇの周波数ｆｓｉｇよりも十分に
高く、たとえば、データＶｓｉｇの周波数ｆｓｉｇを１
０ｋＨｚとし、基準信号Ｖｏｓｃの周波数を１ＭＨｚな
どと設定する。また、インダクタＬ０とコンデンサＣ０
とで構成されているローパスフィルタのカットオフ周波
数ｆｌｐは、基準信号ｆｓｗの通過を阻止する程度であ
ってベースバンド信号であるデータＶｓｉｇの周波数ｆ
ｓｉｇの信号は通過させるように設定される（つまり、
ｆｓｉｇ＜ｆｌｐ＜ｆｓｗ）。しかして、ＰＷＭ回路３
２の出力は、図３（ｃ）に示すように、差動増幅器３１
の出力電圧Ｖａ（図３（ａ））が基準信号Ｖｏｓｃの瞬
時電圧（図３（ｂ））よりも高い期間にＨレベルになる
のであって、差動増幅器３１の出力電圧の高い期間に低
い期間よりもパルス幅の広くなる矩形波信号が出力され
る。この矩形波信号の周波数は基準信号Ｖｏｓｃの周波
数ｆｓｗと一致するのはいうまでもない。

【００２１】この矩形波信号は駆動回路３３を通してト
ランジスタＱに与えられ、矩形波信号によりトランジス
タＱがオンオフされる。つまり、トランジスタＱのスイ
ッチング周波数は基準信号Ｖｏｓｃの周波数ｆｓｗによ
って決まり、オンデューティはデータＶｓｉｇの電圧値
と基準電圧Ｖｓｆｔとの差によって決まる。その結果、
コンデンサＣ０の両端電圧つまり信号線３の線間電圧
は、図３（ｄ）のように、データＶｓｉｇに対応したも
のになり、直流電圧にベースバンド信号を重畳した形の
従来構成と同様の電圧モード信号を信号線３に送出する
ことができる。つまり、スレーブ端末２は従来構成のも
のを変更することなく用いることができる。なお、図３
における期間Ｔａは、図２における期間Ｔａに対応す
る。

【００２２】上述したように、インダクタＬ０およびコ
ンデンサＣ０は、基準信号Ｖｏｓｃの周波数ｆｓｗを阻
止する程度に設定すればよいから、基準信号Ｖｏｓｃの
周波数ｆｓｗをデータＶｓｉｇの周波数ｆｓｉｇよりも
十分に高く設定しておけば、インダクタＬ０のインダク
タンスおよびコンデンサＣ０の容量を小さく設定するこ
とができ、結果的に小型化が可能になるのである。しか
も、インダクタＬ０が小型であることにより、インダク
タＬ０の直流抵抗は小さく、損失が少ないものである。

【００２３】ところで、スレーブ端末２からの電流モー
ド信号の受信時には、検出回路１６（従来構成における
信号検出回路１３と等価なものである）により信号線３
に流れる電流を検出し（抵抗を信号線３に挿入し抵抗の
両端電圧を検出したり、変流器を用いて信号線３の通過
電流を検出する）、スレーブ端末２からのデータを検出
する。つまり、電流モード信号の受信に関しては従来構
成と同様である。

【００２４】上述した構成において、制御回路１１から
出力するデータＶｓｉｇとしてベースバンド信号を用い
ているが、台形波や正弦波状の波形を用いてもよい。デ
ータＶｓｉｇとしてこのような波形の信号を用いると、
ベースバンド信号のような矩形波に比較して差動増幅器
３１やＰＷＭ回路３２に用いている演算増幅器ないしコ
ンパレータの周波数特性やスルーレートのような素子特
性による波形歪の影響が軽減されるからである。

【００２５】送信回路１５として、上述した例では降圧
形のチョッパ回路を用いているが、昇圧形あるいは極性
反転形のチョッパ回路を用いたり、フォワード形やフラ
イバック形のＤＣ−ＤＣコンバータを用いたりすること
も可能である。いずれの構成においても、スイッチング
素子を高周波でオンオフさせ、かつスイッチング素子の
制御によって出力電圧の調節が可能であるから、インダ
クタを小型化することが可能である。

【００２６】（実施形態２）本実施形態は、図４に示す
ように、マスタ端末１においてコンデンサＣ０の両端電
圧つまり信号線３の線間電圧を抵抗Ｒ１，Ｒ２により分
圧して検出し、線間電圧をフィードバック制御すること
により、コンデンサＣ０の両端電圧を安定に保つように
したものである。

【００２７】本実施形態では、実施形態１における差動
増幅器３１の出力に相当する信号を制御回路１１から出
力して誤差増幅器３４の一端に入力しており、誤差増幅
器３４の他端にはコンデンサＣ０の両端電圧を抵抗Ｒ
１，Ｒ２により分圧した電圧が入力される。つまり、誤
差増幅器３４はコンデンサＣ０の両端電圧とデータ（Ｖ
ｓｉｇ＋Ｖｓｆｔ）との差をほぼ一定に保つようにトラ
ンジスタＱのオンデューティをフィードバック制御する
ものである。つまり、制御回路１１からの出力されたデ
ータ（Ｖｓｉｇ＋Ｖｓｆｔ）を目標値としてフィードバ
ック制御されるから、信号線３に接続されている機器の
インピーダンス変化などにより外乱が生じてもその影響
を受けにくく、電圧モード信号の電圧値が安定してスレ
ーブ端末２でのデータの再現性が高くなる。つまり、伝
送エラーの発生が少なくなる。

【００２８】また、スレーブ端末２からの電流モード信
号の受信時においても、コンデンサＣ０の両端電圧（信
号線３の線間電圧）をほぼ一定に保つから、電流モード
信号の検出精度が高くなる。なお、信号線３の線間電圧
をフィードバック制御により一定に保っているから、電
流モード信号の伝送時における線間電圧の変動を抑制す
るためにコンデンサＣ０の容量を大きくする必要がな
い。このことは小型化につながるとともに、トランジス
タＱのスイッチング周波数とベースバンド信号であるデ
ータの周波数との分離性を高めることにもつながる。他
の構成および動作は実施形態１と同様である。

【００２９】（実施形態３）本実施形態は、図５に示す
ように、図４に示した実施形態２の構成において、コン
デンサＣ０に代えて２個のコンデンサＣ０ａ，Ｃ０ｂを
用い、一方のコンデンサＣ０ｂにトランジスタＱ１を直
列接続するとともに、トランジスタＱ１とコンデンサＣ
０ｂとの直列回路をコンデンサＣ０ａに並列接続してい
るものである。この構成ではトランジスタＱ１をオンに
するかオフにするかに応じてインダクタＬ０とコンデン
サＣ０ａ，Ｃ０ｂとからなるローパスフィルタのカット
オフ周波数が変化する。

【００３０】具体的には、電圧モード信号の送出時には
トランジスタＱ１をオフにしておき、それ以外の期間に
はトランジスタＱ１をオンにする。このような制御によ
って、電流モード信号の受信時における信号線３の線間
電圧の安定性が向上し、電流モード信号の検出精度が高
くなる。また、電圧モード信号の送出時以外にはローパ
スフィルタのカットオフ周波数が低いから、スイッチン
グ素子Ｑのスイッチングにより生じるリップル成分の除
去率が高くなり、電圧モード信号の送出時にはローパス
フィルタのカットオフ周波数が高いことによって電圧モ
ード信号の波形歪の増加を抑制することができる。

【００３１】なお、実施形態２の構成ではローパスフィ
ルタは、インダクタＬ０とコンデンサＣ０とにより構成
されているから、コンデンサＣ０を二分する代わりに、
インダクタＬ０を二分する構成を採用してもよく、ま
た、コンデンサＣ０とインダクタＬ０との両方を二分す
る構成としてもよい。他の構成および動作は実施形態２
と同様である。

【００３２】（実施形態４）本実施形態は、図６に示す
ように、実施形態２と同様の構成において、コンデンサ
Ｃ０の両端電圧を分圧用の抵抗Ｒ１，Ｒ２を介して検出
する代わりに、図７に示す構成のフィルタ回路Ｆを通し
て検出するものである。フィルタ回路Ｆは、データＶｓ
ｉｇの周波数帯域を通過させるローパスフィルタＦ１
と、基準信号Ｖｏｓｃの周波数帯域を通過させるバンド
パスフィルタＦ２と、ローパスフィルタＦ１およびバン
ドパスフィルタＦ２の出力を加算する加算回路３５とに
より構成されている。

【００３３】ローパスフィルタＦ１のゲイン特性は図８
（ａ）のように設定され、バンドパスフィルタＦ２のゲ
イン特性は図８（ｂ）のように設定される。また、加算
回路３５を含めたフィルタ回路Ｆのゲイン特性は図８
（ｃ）のように設定されている。したがって、このフィ
ルタ回路Ｆをフィードバックループ内に備えていること
により、データＶｓｉｇの周波数ｆｓｉｇに対するフィ
ードバックゲインが基準信号Ｖｏｓｃの周波数ｆｓｗ
（トランジスタＱのスイッチング周波数）に対するフィ
ードバックゲインよりも大きくなる。その結果、電圧モ
ード信号に対するフィードバック制御の応答性が高くな
り、線間電圧の変化に追随した電圧制御が可能になるの
であって、信号線３に接続されている機器のインピーダ
ンス変化による外乱が生じても電圧モード信号への影響
が少なくなる。また、低周波側でフィードバックゲイン
が大きいから信号線３を伝送される電圧モード信号のう
ち直流成分の安定度が高くなる（直流電圧が一定に保た
れる）。他の構成および動作は実施形態２と同様であ
る。

【００３４】なお、上述の実施形態において、送信回路
１５を構成するスイッチング素子としてトランジスタＱ
を用いているが、スイッチング素子としてはトランジス
タではなく、ＭＯＳＦＥＴなどを用いてもよいのはもち
ろんのことである。

【００３５】

【発明の効果】請求項１の発明は、２線式の信号線を介
してマスタ端末とスレーブ端末とが接続され、直流電圧
にベースバンド信号を重畳した形の電圧モード信号をマ
スタ端末から信号線に送出し、スレーブ端末において直
流電圧をベースバンド信号から分離し内部電源として供
給するデータ伝送装置において、マスタ端末器は、ベー
スバンド信号を発生する制御回路と、ベースバンド信号
よりも十分に高い周波数でスイッチングされるスイッチ
ング素子を備え直流電源を入力電源として信号線の線間
に出力電圧を印加するＤＣ−ＤＣコンバータよりなる送
信回路と、制御回路から出力されたベースバンド信号の
信号値に応じてスイッチング素子のオンデューティを変
化させることにより送信回路から信号線の線間に印加す
る電圧をベースバンド信号の信号値に応じて変化させる
ＰＷＭ回路とを備え、送信回路はスイッチング素子と信
号線との間にベースバンド信号の周波数を通過させスイ
ッチング素子のスイッチング周波数を阻止するローパス
フィルタを備えるものであり、高周波でオンオフされる
スイッチング素子を備えるＤＣ−ＤＣコンバータを送信
回路として用いるとともに、ベースバンド信号の周波数
を通過させスイッチング素子のスイッチング周波数を阻
止するローパスフィルタを送信回路に設けているから、
スイッチング素子のオンデューティを制御すれば送信回
路から信号線に印加される線間電圧を変化させることが
でき、結果的に直流電圧にベースバンド信号を重畳した
形の信号を伝送することができる。ローパスフィルタ
は、スイッチング素子のスイッチング周波数を阻止すれ
ばよいから、従来構成のようにベースバンド信号をカッ
トする素子を設ける必要がなく、高周波阻止用の小型の
ものになって、マスタ端末の小型化が可能になるという
利点がある。しかも、ＤＣ−ＤＣコンバータを用いてい
るから、直流電源の電力利用効率が高いとともに高周波
阻止用のローパスフィルタでは電力損失も少ないから、
マスタ端末からスレーブ端末への電力の供給効率が高い
という利点もある。

【００３６】請求項２の発明のように、送信回路が、直
流電源の両端間に接続したスイッチング素子とインダク
タとコンデンサとの直列回路と、インダクタとコンデン
サとの直列回路に並列接続された還流用のダイオードと
を備える降圧形のチョッパ回路であって、インダクタと
コンデンサとによりローパスフィルタが構成され、コン
デンサの両端電圧が信号線に印加されるものでは、一般
的な構成の降圧形のチョッパ回路を送信回路として用い
ることができ、スイッチング素子のオンデューティの制
御によって信号線の線間電圧を制御することができる。

【００３７】請求項３の発明のように、送信回路の出力
電圧と制御回路から出力されるベースバンド信号の信号
値との差を検出する誤差増幅器を備え、送信回路の出力
電圧とベースバンド信号の信号値との差を一定に保つよ
うに誤差増幅器の出力によりＰＷＭ回路の出力が制御さ
れるものでは、送信回路の出力電圧をベースバンド信号
に合わせてフィードバック制御しているから、信号線に
出力される電圧モード信号の電圧値が安定し、スレーブ
端末のインピーダンス変化などによって外乱が生じたと
しても電圧モード信号の波形の変動を抑制することがで
きるという利点がある。

【００３８】請求項４の発明のように、ローパスフィル
タのカットオフ周波数がベースバンド信号の送信中に非
送信中よりも高く設定されるものでは、ベースバンド信
号の送信中にはカットオフ周波数を高く設定してベース
バンド信号の波形に歪が生じないようにし、ベースバン
ド信号を送信していないときにはカットオフ周波数を低
くしてスイッチング素子のスイッチングにより生じるリ
ップル成分を除去し、不要輻射を低減することができ
る。

【００３９】請求項５の発明のように、誤差増幅器にお
けるベースバンド信号の周波数帯域に対するゲインがス
イッチング素子のスイッチング周波数を含む周波数帯域
に対するゲインよりも高く設定されているものでは、信
号線を伝送される信号のうち直流電圧成分の安定性を高
めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態１を示す回路図である。

【図２】同上の動作説明図である。

【図３】同上の動作説明図である。

【図４】本発明の実施形態２を示す回路図である。

【図５】本発明の実施形態３を示す回路図である。

【図６】本発明の実施形態４を示す回路図である。

【図７】同上の要部回路図である。

【図８】同上の動作説明図である。

【図９】従来例を示すブロック図である。

【図１０】同上の回路図である。

【図１１】同上の動作説明図である。

【符号の説明】

１マスタ端末２スレーブ端末３信号線１１制御回路１５送信回路３２ＰＷＭ回路３４誤差増幅器Ｃ０コンデンサＤ０ダイオードＬ０インダクタＱトラジスタ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】２線式の信号線を介してマスタ端末とス
レーブ端末とが接続され、直流電圧にベースバンド信号
を重畳した形の電圧モード信号をマスタ端末から信号線
に送出し、スレーブ端末において直流電圧をベースバン
ド信号から分離し内部電源として供給するデータ伝送装
置において、マスタ端末器は、ベースバンド信号を発生
する制御回路と、ベースバンド信号よりも十分に高い周
波数でスイッチングされるスイッチング素子を備え直流
電源を入力電源として信号線の線間に出力電圧を印加す
るＤＣ−ＤＣコンバータよりなる送信回路と、制御回路
から出力されたベースバンド信号の信号値に応じて前記
スイッチング素子のオンデューティを変化させることに
より送信回路から信号線の線間に印加する電圧をベース
バンド信号の信号値に応じて変化させるＰＷＭ回路とを
備え、送信回路はスイッチング素子と信号線との間にベ
ースバンド信号の周波数を通過させスイッチング素子の
スイッチング周波数を阻止するローパスフィルタを備え
ることを特徴とするデータ伝送装置。
【請求項２】前記送信回路は、前記直流電源の両端間
に接続したスイッチング素子とインダクタとコンデンサ
との直列回路と、インダクタとコンデンサとの直列回路
に並列接続された還流用のダイオードとを備える降圧形
のチョッパ回路であって、インダクタとコンデンサとに
より前記ローパスフィルタが構成され、コンデンサの両
端電圧が信号線に印加されることを特徴とする請求項１
記載のデータ伝送装置。
【請求項３】前記送信回路の出力電圧と前記制御回路
から出力されるベースバンド信号の信号値との差を検出
する誤差増幅器を備え、送信回路の出力電圧とベースバ
ンド信号の信号値との差を一定に保つように誤差増幅器
の出力によりＰＷＭ回路の出力が制御されることを特徴
とする請求項１または請求項２記載のデータ伝送装置。
【請求項４】前記ローパスフィルタのカットオフ周波
数は、ベースバンド信号の送信中には非送信中よりも高
く設定されることを特徴とする請求項３記載のデータ伝
送装置。
【請求項５】前記誤差増幅器は、ベースバンド信号の
周波数帯域に対するゲインがスイッチング素子のスイッ
チング周波数の周波数帯域に対するゲインよりも高く設
定されていることを特徴とする請求項３記載のデータ伝
送装置。