JPS584856B2 - 伝送回路装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、計測監視制御装置と端末機器を結ぶ伝送線
を通じて制御信号を供給電源電圧に重畳して伝送し、端
末で制御信号および安定化電源電圧を取り出すことので
きる伝送回路装置に関するものである。

従来、建造物等の中央監視制御システムに採用されてい
る端末機器と中央監視制御盤との伝送ラインの構成は、
各端末機器毎に電源電圧および制御信号を必要とするこ
とから、それぞれ個別の伝送線を用いるものであり、端
末点数が多いときには数百にも及び、莫大な数の伝送線
を使用するという現状にある。

このため電源供給線に制御信号を重畳して伝送する重多
化の試みがなされたが、各端末毎に変復調装置を必要と
するため、伝送線の減少による節減経費よりも変復調装
置の経費がかさみ、且つ周波数分割による多重化に伴い
搬送周波数が高くなり、線間結合による信号の劣化、雑
音の混入を生じ、伝送線路長が数十メートルから数百メ
ートルにとどまる伝送システム構成における実用化には
適さない。

また、電源供給線で制御信号をスイッチング伝送する方
式も考えられるが、重畳される制御信号のパルス幅およ
び周波数もしくは外部誘導電圧により供給電源電圧が変
動し、端末機器で必要とされる安定化電源電圧が得られ
ず、誤動作を起すという問題が残されていた。

この発明の目的は、電源供給回路に直流定電圧制御回路
および制御信号を重畳せしめるためのスイッチング回路
を組み込むと共に、これらの出力回路部により出力イン
ピーダンスを低減せしめて、端末側で安定化電源電圧が
取り出せると共に、制御信号の伝送特性を改善すること
ができ、使用する伝送線の数を低減せしめることによっ
て設備費用の節減と伝送線布設工事を容易ならしめる伝
送回路装置を提供するものである。

以下に、図面に基づいて、この発明の望ましい実施例を
説明する。

第１図は、現在用いられている一般的な直流定電圧回路
の基本構成を示すもので、ツエナダイオードＤ１により
基準電圧（ｅ３）を作り出し、可変抵抗ＶＲ１で取り出
される分割された出力電圧（ｅ２）を差動型の比較増巾
器Ａ１に帰還して、基準電圧（ｅ３）に対する誤差電圧
を作り出し、これに応じて出力トランジスタＴｒｉを制
御し、出力電圧を（ｅ１＋ｅ２）なる一定値に維持する
ものである。

しかしながら、第１図の如き定電圧回路では、出力イン
ピーダンスが高いため出力回路に外部より正の誘導電圧
が加わると、トランジスタＴｒ１のエミツタ電圧がベー
ス制御電位より上昇し、その結果トランジスタＴｒ１が
カットオフされて定電圧制御機能が失なわれる。

従って、第１図の回路をこの発明で使用することは適当
といえない。

一般に、出力インピーダンスを低くするためにはコンブ
リメンタリ回路が使用され、第１図における出力トラン
ジスタＴｒ１の出力インピーダンスを低くするためには
、第２図の如く、ＮＰＮトランジスタＴｒ１に異極性の
ＰＮＰトランジスタＴｒ２を縦接続し、それらのベース
を共通接続して入力端を取り出し、且つ両トランジスタ
Ｔｒ１，Ｔｒ２のエミツタ接続部から出力端を取り出し
たコンブリメンタリ回路とすれば良い。

第３図は、第２図に示すコンブリメンタリ回路を、その
出力回路部に用いた、この発明の伝送回路装置で用いる
直流定電圧回路の一実施例を示したものであり、第１図
と同じ部分は同一符号を付してその説明を省略する。

第３図の回路において、もし仮に出力線路に正の外部誘
導電圧が生じたとすると、比較増巾器Ａ１により制御信
号でトランジスタＴｒｌが定電圧制御され、同時にトラ
ンジスタＴｒ２のベースに制御電圧が加わっているから
、誘導電圧でトランジスタＴｒ２のエミツタ電位が上昇
すると、トランジスタＴｒ２が導通して誘導電圧が吸収
される。

このため出力電圧は、外部誘導電圧の影響を受けずに安
定な電圧となる。

即ち、トランジスタＴｒ２が導通することで出力インピ
ーダンスは非常に下ることになる。

第４図は、第３図に示す定電圧回路を用いて実現された
、この発明による伝送回路装置の一実施例を示したもの
であり、第３図の回路と同じ部分には同一符号を付して
その説明を省略する。

第４図において、コンブリメンタリ回路を構成するトラ
ンジスタＴｒ１，Ｔｒ２の共通ベース端には、比較増巾
器Ａ１の出力端に加えて、トランジスタＴｒ３が共通線
との間に接続される。

このトランジスタＴｒ３は所望の端末に対する制御信号
を電源供給線に重畳すべく、ベースに印加される制御パ
ルスで駆動されるスイッチング回路を形成する。

また、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２で成るコンブリメン
タリ回路の出力端には、ダイオードＤ２とコンデンサＣ
１の直列接続回路が設けられ、ダイオードＤ２は制御パ
ルスが重畳された電圧出力を整流して、コンデンサＣ１
を充電せしめる。

即ち、ダイオードＤ２とコンデンサＣ１の直列回路は、
制御パルスが重畳された出力電圧を直流電圧として取り
出す第１の変換回路を形成するものである。

このコンデンサＣ１で得られた直流電圧は、抵抗Ｒ１を
介してツエナーダイオードＤ１で基準電圧（ｅ３）とさ
れて比較増巾器Ａ１の正極入力端に与えられると共に、
可変抵抗ＶＲＩで分割された出力電圧（ｅ２）として比
較増巾器Ａ１に帰還され比較増巾器Ａ１は基準電圧（ｅ
３）と出力帰還電圧（ｅ２）との誤差が零となるように
、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２のベースに制御信号を与
え定電圧出力（ｅｌ＋ｅ２）を制御信号と共に供給する
フィードバック制御系を形成する。

一方、端子１，１′より伝送線Ｌｌ，Ｌ２を介して端子
２，２′により接続された端末には、電源供給側の第１
の変換回路と同じダイオードＤ３とコンデンサＣ２との
直列接続で成る第２の変換回路が設けられ、ダイオード
Ｄ３は伝送された制御信号を重畳した電圧信号を整流し
てコンデンサＣ２を充電して直流定電圧（ｅ１＋ｅ２）
を再生し、出力端４より所望の端末機器に安定化直流電
圧を供給する。

また、伝送された制御信号は、変換器Ａ２により直流分
を除去した制御パルスのみが取り出され、出力端３より
所望の端末機器に印加される。

変換器Ａ２としては、フォトトランジスタ、フォトダイ
オード等の光電変換器又はトランジスタ回路が用いられ
、取り出された制御信号と電源供給電圧とのアイソレー
ションを十分にしている。

次に、第４図の実施例における動作をみるに、トランジ
スタＴｒ３に制御パルスが与えられていない状態におい
ては、第３図に示した定電圧回路と同様にして、直流定
電圧出力（ｅｌ＋ｅ２）が伝送線Ｌｌ，Ｌ２を介して端
末のコンデンサＣ２の両端に供給されている。

今、トランジスタＴｒ３のベースに正極性に立上る制御
パルスが印加されると、トランジスタＴｒ３が導通し、
このためトランジスタＴｒ１，Ｔｒ２の共通ベースが略
零電位となり、トランジスタＴｒｌ，Ｔｒ２の増巾作用
により、Ｔｒ３のベースに対してその出力端に反転され
た制御パルスが現われ、伝送線Ｌ１を介して端末の変換
器Ａ２より取り出される。

制御パルスが出力されると、電源供給側の変換回路にお
けるダイオードＤ２は逆バイアスされて非導通となり、
制御パルス巾に対し、コンデンサＣ１と可変抵抗ＶＲ１
、抵抗Ｒ１とによる時定数が十分に大きくなるように選
んでおくことによりコンデンサＣ１で取り出される出力
帰還電圧（ｅ１＋ｅ２）は一定の値に保たれる。

それ故、定電圧回路のフィードバック制御系は、制御パ
ルスの電源供給電圧への重畳にかかわらず、比較増巾器
Ａ１によって、定電圧出力（ｅ１＋ｅ２）を与える制御
信号を送出し続ける。

従って、制御パルスが消滅してトランジスタＴｒ３が非
導通となっても、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２のコンブ
リメンタリ回路は、直ちに定電圧出力制御動作に復帰す
ることができる。

また、制御パルスが重畳された電源供給電圧を受ける端
末においても、制御パルスの供給でダイオードＤ３が逆
バイアスされて、コンデンサＣ２の電位は影響を受けず
、コンデンサＣ２と電源供給負荷との時定数を制御パル
ス巾に対し十分に大きく選ぶことにより、電源供給側の
コンデンサＣ１に現われる定電圧出力（ｅｌ＋ｅ２）を
、端末のコンデンサＣ２で再現することができる。

さらに、電源供給電圧の変動要因となる外部的な誘導に
よる正の電圧が伝送線Ｌ１に生じても、トランジスタＴ
ｒ１，Ｔｒ２で構成されるコンブリメンタリ回路により
、電源供給側の出力インピーダンスは非常に小さいから
、誘導電圧分は吸収除去され、端末のコンデンサＣ２の
充電電圧に影響を与えることはなく、安定した直流電圧
を出力端４に取り出すことができる。

以上の実施例は、正の直流定電圧を端末に供給する場合
を説明したが、同様の回路構成をもって負の直流定電圧
を供給する伝送回路装置も、この発明の範囲に含まれる
ものである。

また、直流定電圧回路の制御部として比較増巾器による
例を示したが、スイッチングレギュレータを使用したも
のであっても良いことは勿論である。

さらに電源供給側に設けられた制御パルスで駆動される
スイッチング回路は、トランジスタＴｒ３に限定されず
、直列型、並列型、直並列型等の各種のものが使用され
る。

また、このスイッチング回路に対する制御パルスの供給
は、電源供給回路部とのアイソレーションをとるため、
光電変換器によって結合するものである。

加えて、上述の実施例における各能動素子はトランジス
タを使用するものであったが、電解効果トランジスタを
使用することにより同様の回路動作を実現できるもので
ある。

以上説明した如く、この発明の伝送回路装置によって、
電源供給電圧に信号劣化を生ずることなく制御信号を重
畳して伝送することができ、受信側となる端末において
は、電源供給側で作り出された直流定電圧を制御信号の
有無にかかわらず安定して再現することができ、供給電
圧変動の主要因となる伝送線での誘導電圧分は、電源側
の出力インピーダンスを極めて低くできたことで、供給
定電圧に対する影響を起さず、これをもって電源供給線
に制御信号を重畳せしめて伝送するシステム構成が実現
できたものである。

それ故、従来の伝送システムにおいて使用された伝送線
の数を大巾に低減することができて、設置費用および作
業の困難性を大巾に改善でき、船舶等のエンジンモニタ
ーシステムとしてのデータロガー、その他の構造物にお
ける計測監視制御システムもしくはデジタルコントロー
ルシステム等での適用をもって、この発明による効果が
顕著に実現されるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は一般的な直流定電圧回路の一例を示す回路図、
第２図は、この発明の定電圧回路出力部で用いられるコ
ンプリメンタリ回路を示す回路図、第３図は、この発明
の電源供給回路として用いられる直流定電圧回路の一実
施例を示す回路図、第４図は、この発明による伝送回路
装置の一実施例を示す回路図である。 Ｔｒｉ，Ｔｒ２，Ｔｒ３・・・・・・トランジスタ、Ａ
１・・・・・・比較増巾器、Ａ２・・・・・・変換回路
、ＶＲ１・・・・・・可変抵抗、Ｒ１・・・・・・抵抗
、Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３・・・・・・ダイオード、Ｃ１，Ｃ
２・・・・・・コンデンサ、Ｌｌ，Ｌ２・・・・・・伝
送線。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 制御信号が重畳された直流安定化電源電圧を伝送し
   、受信側で当該直流安定化電源電圧および制御信号をそ
   れぞれ取り出す伝送回路装置において、送信側の直流安
   定化電源回路における出力回路部を一対の異極性能素子
   を用いたコンプリメンタリ回路で構成し、該コンプリメ
   ンタリ回路の共通ベースに接続され、直流安定化電源電
   圧に制御信号を重畳すべく制御パルスにより駆動される
   スイッチング回路を設け、前記直流安定化電源回路での
   誤差電圧の検知に用いられる直流電圧出力を．前記コン
   ブリメンタリ回路の出力から取り出す第１の変換回路を
   設け、さらに、伝送線を介して前記コンブリメンタリ回
   路出力端に接続される受信側には、制御信号が重畳され
   た直流安定化電源電圧から当該直流安定化電源電圧を取
   り出す第２の変換回路を設けたことを特徴とする伝送回
   路装置。