JPS5877321A - アナログ信号絶縁入力装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、特にアナログ信号を電気的に絶縁されえ■
路間な伝達させ、このアナログ信号をデジタル信号に変
換して６出力するアナログ信号絶縁入力装置に関する・ 一般に、電子計算機４１Ｋアナログ信奇を入力する入力
装置では、誘導ノイズまたはレベルｉ換勢Ｏ対策のため
に、アナログ信号を伝達するａｍ間を電気的に絶縁する
場合が多い、仁のような場合には、通常アナログ信号を
伝達する絶縁増幅器、およびこのアナログ信号をデジタ
ル信号に変換するアナ口ｒ・デジタル変換回路（以下Ａ
／Ｄ変！＄１ｆＭＵ路と称する）からなるアナＩＩ／Ｉ
ｌｌ絶縁入力装装置が使用される。

仁のアナＩＩ／ＩＦ４＃絶繊入力装置（以下単に入力装
置と称する）は、通常第１図に示すようにアナｗ／入力
信４＃Ａを増幅するオペアンプ勢の入力増幅Ｉ１１を備
。え、この入力増幅器１０出力信号が／譬ルス輻変調回
路ｚＫ入力する。ζＯΔルス暢変調−路１から周液数が
一定で入力１１Ｊ）ムＯ電位に比例したイルス＠を有す
るノ譬ルスｌｌ今ＩＳが出力する。このパルス信４＃１
８は、入出力間が電気的Ｋｌ！！縁され一＊＊えば光曽
合嵩子Ｓの発光儒すなわちホトトランジスタ等からＩ奢
ルス信号２８に対応する・譬ルス信号２冨が出力しで、
−臂ルメ幅復調回路４に入力する。このイルス幅復調回
路４からＩ譬ルス信号ｘｍｏｐ譬ルス暢に比例したアナ
賞ダ電位を有する信号が出力して、フィルタ回路５に入
力する。そして、このフィル−回路５からノイズ成分等
を除去したアナログ出力信号１が出力する。ここで、入
力増幅器１およびａ４ルス幅質調回路１は、直流電源回
路ｅかも電源が供給され、この直流電Ｓ回ＩＩＣ社外部
直流電源が供給される発振回路８かも変、圧器ｒを介し
てエネルザーが供給される。また、ｄルス幅変調■路４
およびフィルタ回路ｌには外部直流電源が直接供給され
る― さらに、フィルタ回路Ｉからのアナログ出力信号Ｂは、
ム／Ｄ賓換回路１０でデジタル信号１ａＤに変換され、
ζｏ’ｙ”ｙｐル□信号ｘｅＤは例えばデジタル電子計
算機（以下単に計算機と称する）１１に入力する。この
場合、ム／Ｄ変−−路１牡例えば計算＠１１からの変換
スタート信号１１８に同期してム／Ｄ変換を行ない、デ
ジタル信号１ｔｌＤの出力確定と同時に変換終了を示す
ストローク信号１＃３を計算機１１に入力する。計算機
ＩＪＪｋｉ、このストローク信号１０Ｂを受信した後デ
ジタル信号１０Ｄｔ−読み込み、このデジタル信号１−
Ｄを必要な符号化したデジタル信号に変換するｆｗａダ
ラムを予め記憶して匹る。なお、ム／Ｄ変’ａｍＷｋｌ
ａも上記外部直流電源から電源が供給されている。

このようにして、アナ曽ダ入力信号ム管入力＠ｉｊと出
力側ＩＪを電気的に絶縁し九絶縁増幅器によりて伝達し
てアナ四ダ出力信号農を出力することがで自重・さらに
、このアナログ出力信号１１ｔ−ム／Ｄ変換回路１０で
デジタル信号１０ＤＫ変換して、計算機１１等に入力で
自重、しかしながら、このような従来のアナ四ダ信号絶
縁人力装置では、アナログ信号′を伝達する絶縁増幅器
はアナ曹ダ系１１％であ、〕、これにム／Ｄ変換回１Ｉ
ｔ１１１み会せて構成する丸め、装置が複雑化する欠点
がある。ｔた、計算機は、入力装置から入力するデジタ
ル信号１ｅＤをさらに必要な情報に変換する処理プロダ
ラムが必要など、計算磯全体の計算処理が複雑化する欠
点４ある。

さらに、上記やように絶縁増幅器を伝゛達する信号は、
アナログ信号の丸め、耐ノイズ性に劣る点もある。

この発明は、上記の事情を麿みてなされた亀ので、アナ
ログ信号を電気的に絶縁され九信号転送手段を介して伝
達するアナ四ダ信号絶縁人力装置［ｊｌ−いて、アナロ
グ信号をデジタル信号に変換スるアナログ・デジタル変
換手段と、このアナログ・デジタル変換手段の動作を制
御し上記デジタル信号を符号化し九直判デシタル信号に
変換して出力するデータ処！Ｉａ路と、上記信号転送手
段を介して伝達される上記直列デジタル信号を並列に変
換して出力する信号変換手段とを＾備し九ことを要旨と
し、計算機等に必要な符号化したデジタル信号を直接入
力することができ、しかも装置垂体の大部分をデジタル
回路化して回路の構成を簡単にでき、耐ノイズ性に優れ
たアナログ信号絶縁入力装置を提供することを目的とす
る・ 以下図面を参照して仁の発明の一実施例について説明す
る・１１Ｅ２図はこの発明の一実施例に係るアナログ信
号絶縁入力１！ｔ（以下単に入力偏置と称する）の構成
を示すもので、アナログ入力信号Ａを増幅するオ（アン
プ等の入力増幅器１が設けられる。こＯ入力増幅器ＩＯ
出力信号がアナログ・デジタル変換回路（以下ム／Ｄ変
換ａ路と称する）１６に入力してデジタル信号ｆ　＃Ｄ
Ｋ蜜換される・こ６Ａ／Ｄ変換回路Ｉ−は。

！イタ四デ四七、す等のデータ処理回路１００蜜換スＪ
−）信号１０．８に同期してＡ／Ｄ変換を行ない、変換
されたデジタル信号１ａＤが確定したと會に変換終了を
示すストローブ償−１）ｆ＃Ｉｌをデータ処ｊｌＷＩＩ
１１０に入力する・このデーー処ｍａ路２０社、スト璽
−デ信号ｔ　ｏｌＫ岡期してデジタル信号ｒａＤを読み
込み１、予め設定ｓ１れたソフトウェアで伝送ツー１’
ｆ換処理を行た例えば光結合素子Ｓ＃の発光＠ｊＦａ、
すなわち発光〆イオード等に入力する。この光結合素子
３０の受光側ｓ　ｏ　ｂ　ｓすなわちホトトランジスタ
等には信号１０ＤＫ対応するデジタル信号１０８が直列
に出力する′、この信号２０翼はシフトレジスタ回路４
０に入力し、ζＯシフトレジスタ圏絡路４０データ処理
回路２０から光結合素子２００発光１１ＪＪａＫ入力す
るシ７トノヤルス信号ｊＪＩ、すなわち受光＠１１ｂか
ら出力するシフト／譬ルス信号１１Ｍ、に同期して直列
のデジタル信号ｊ＃Ｒ１１１み込み、アナ田ダ情報コー
ＷＫ対応する並列のデｙｊｌｌル信号４ａＤＫ変換して
出力する。さらに、データ処理回路ｊ６からデジタル信
号４ａＤＯ転送終了時に転送終了信号ＺＸａを一光結合
票子２００発光備Ｊｊａに入力して、その受光側ａｓｈ
から信号ト■に対応する信号２１１を出力する。このデ
ジタル信号４＃Ｄおｉび転送終了信号ｊＪＲは、例えば
デｙ＃ル電子計算機（以下単に計算機と称する）（図示
せず）に入力する。ζこで、上記入力層ＩＩ器ｌ、ム／
Ｄ変換回路１０およびデータ処理回路ｊＯ等に電源を供
給する電源系は帥記第１ｓと同様であるため、同一符号
を付して説明は省略すゐ。

このように構成される入力装置において、アナ四ダ入力
信号ムが入力増幅器ＩＫ大入力れゐと、入力増幅ＩＩＩ
の出力信号がム／Ｄ変換回路１０と、ム／Ｄ変換を開始
して、置換終了後にストロープ信号１０Ｓをデータ処理
回路２＃に入力す為。

こＯＡ：Ｉ、ム／Ｄ変換回路１＃から確定したデジタル
信号１０Ｄが出力する。データ処ｍａ路Ｘａはこのデジ
タル信号１０Ｄを読み込み、そＯ４ｌスタート信号１０
Ｂをム／Ｄ変換回路１ｍＫ人力す為、したがって、ム／
Ｄ変換回路１０からのデジタル信号１０Ｄは、一定時間
間隔毎に更新されルコとＫｅ！、そして、テータ処１ｌ
ＷＩ回路１＃は、読み込んだデジタル信号１ｅＤをアナ
田ダ入力信号ムのアナログ情報コー、ド忙対応する直列
のデシタル信号ｘｏｏｖｃ変換して、光結合素子３００
発光側３０１に入力する。さらに、シフト／４ルス信１
号７２Ｂを光結合素子Ｊ＃の発光１１ＪＪａＫ入力する
。したがって、シフトレジスタ回路４ｔｌＫは光結合素
子Ｊ０の受光ｔａｓｏｂから直列デジタル信号２０Ｒが
受ｆｔ、＠３１ｂから供給されるシフト／昔ルス信号１
１罠に同期して読み込すれる。このシフトレジスタ回路
４０から直列Ｏデジタル信号１０翼をアナログ情報コー
ドに対応する並列のデジタル信号４＃Ｄ［変換して出力
する。そして、このデジタル信号４００が転送終了した
稜、−一！処理回路２０から転送終了信号１ｊ１１が出
力して、その結果光結合素子の受光側ｘｚｂが信号１１
８に対応する信号ｘｚｙｈが出力する−ことになる。し
★がって、計算機等はこの転送終了信号１１ＲＫ応じて
、デジタル信号４ａＤｔ−読み込み、一定の処理を行な
うことになる。

このようにして、アナログ入力信号ムを予めデジタル信
号に変換して、このデジタル信号を電気的に絶縁した入
力装置の入力＠１００と出力＠＃＃聞を伝達させるため
、耐ノイズ性を著しく向上することができる。また、入
力装置全体ＯＩｌ路の大部分ｔｆｙタル回路化できるた
め、回路を簡単に構成でき、集積回路化もきわめて一容
島である。しかも、マイクロデロセ、す勢のデータ処理
回路ｊｏを設けることにようて、アナ■ダ信号を変換し
たデジタル信号を予め計算機等に必要なアナログ情報コ
ー　ドに対応した符号、化のデジタル信号として伝達し
、計算機等に入力で自る。したがって、計算機等は、入
力信号であるデジタル信号を必要な情報コードに変換す
る旭珊デーダラムを必・要としない丸め、計算処理効率
等を大４１１に向上することができる。

１ｇ３図は、この発明の他の実権例に係る入力装置の構
成を示すもので、二種類のアナ四ダ入力儒号ムｌＩＡ＊
を伝達ｌ＆理する場合である。

すなわち、入力信号Ａ重　、ム禦がそれぞれ入力する入
力増幅器ｘ＊、１ｂが設けられる。この入力増幅器１ｍ
、１ｂの各出力信号は、アナログスイッチＦ６に入力す
る。ヒのアナログ信号、チ１０は、ＭＯＳ）ランジスタ
等のスイッチＦ　Ｏａ　ａ　Ｆ　Ｏｂを備え、データ処
理回路２００制御信号１１８．２４８に応じて入力増幅
器Ｊｍ、ｆｂの各出力信号を選択してＡ／Ｄ変換回路１
ｅｌｌＣ入力する。そして、データ処理回路２０はアナ
ログ信号ＡＩ　、ム−の各アナログ情報コードに対応す
る直列のデジタル信号ｊＯＤを転送終了した場合に、そ
れぞれの転送終了信号ｚｚｉｉｍ　　、ｚ２ｍ、−をラ
ッチ回路ａ　ＯｈＪｅｂに供給する。このう、子回路ａ
ｅ＊、ａＯｂはシフトレジスタ回路４０からのデジタル
信号ｄｅＤを一時記憶し、上記信号１１　Ｒｔ　ｗ　２
１　Ｒ１に応じてデジタル信号４０Ｄ＠、★たは４０Ｄ
。

を出力する。なお、他の構成は上記第２図の入力装置と
同様であるため説明は省略する。

このような構成の入力装置で蝋、データ処理回路２０か
らの時分割された制御信号３７８゜３４１１がアナログ
スイッチ１０に入力しで、二種類のアナログ入力信号ム
１ｓＡＩを時分割でデジタル信号−１ＯＤに変換するこ
とができる。

そして、データ処理回路２０からアナログ信号Ａ、Ｉム
−の各アナログ情報コードに対応する直列のデジタル信
１１ｊｌＯＤ管シフトレジスタ回路４＃に転送へする。

このシフトレジスタ回路４−は、データ処理回路２０の
シフト／９ルス信号２１ｓ１すなわち信号ｊＪＢに応じ
て直列のデジタル信号５ｏｏｔ並伺のデジタル信号＃）
Ｋ変換して出力する・こｏ’ｒｙタル信号４０Ｄは、ラ
ッチ回路１１０ｍａｌｌｏｂｆｔＣ一時記憶されて、出
力す為、仁の場合、データ処理回路２−からの転送終了
信号１１８１　　ｍ　２１８＠　、すなわち信号ｚｘｍ
ｌ　　、ｘｘｎ嘗が時分割で出力し、この信号ｚｚｍ宜
　、２２ｍ雪がう、子回路８０ａ。

ｓｏｂのそれぞれに入力する・したがりて、各う、子回
路ｌＯｈ、１ＩＯｂからは、信号ｘｘ＊＠。

ｊｊｌｌｓＮ：同期してデジタル信号４０Ｄｓ、４０Ｔ
４が時分割に一時記憶され九後出力することになる。そ
して、このデジタル信号４０Ｄ１．　Ｊ　ＤＤ。

がデジタル計算機（図示せず）等に入力する。

このよう和して、多種類のアナログ入力信号を時分割で
ム／Ｄ変換、符号化および伝達等の処理を行なって１．
デジタル計算機等に必要な信号を入力することができる
。なお、他の回路の動作および効果は上記実施例と同様
であるため説明は省略する。

なお、上記第２図および第３因に示す実権例において、
電気的に絶縁された信号転送手段社党結合素子３０に限
ることなくノ臂ルストランス等でもよい・ 以上詳述したようにこの発明によれば、アナ謬ダ信号を
電気的に絶縁された信号転送手段を介して伝達するアナ
ログ信号絶縁入力装置におイテーアナログ信号ｔデジタ
ル信号に変換するアナログ・デジタル変換手段と、この
アナロー、ν・デジタル変換手段の動作を制御し上記デ
シタル信号を符号化し九直列デジタル信号ＫＲ換して出
力するデータ処理回路と、上記信号転送手段を介して伝
達される上記直列デジタル信号を並列Ｋｌ換して出力す
る信号変換手段とｔ具備したことを要旨とし、アナログ
入力信号を計算機等に必要な符号化したデジタル信号に
処理し、伝達することができる。したがって、計算機等
＋ＩＤＪ６理効率を失効率向上できる。さらに、入力装
置の入出力回路間を伝達する信号がデシタル信号である
ため、装噴全体の大部分をデジタル回路化して回路の構
成を簡単にでき、集積回路化も容易にできる。また、耐
ノイズ性等の耐環境性にも優れ、高い信頼性を得ること
ができるものである。

【図面の簡単な説明】

第ｆｍａｉｌ来のアナログ信号絶縁入力装置の構成図、
第２図は仁の発明の一実施例に係るアナ冒ダ信号絶縁入
力装置の構成図、第Ｓａはこの＊＊０他の実線例に係為
アナログ信号絶像入力装置Ｏ構成図である。 １．１０−光結合素子、デー変圧器、１０−・アナログ
・デジタル変換回路、ｊ＃−一一タ、処理回暗。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. アナログ信号を電気的に絶縁され良信号転送手段を介し
   て伝達するアナログ信号絶縁入力装置において、アナロ
   グ信号をデジタル信号に変換するアナログ・デジタル変
   換手段と、このアナログ・デジタル変換手段の動作を制
   御し上記デジタル信号を符号化し九厘列デジタル信号に
   変換して出力するデータ鵠通回路と、上記信号転送手段
   ・を介して伝達される上記直列デジタル信号を並列Ｋｇ
   換して出力する信号変換手段とを真備したことｔ％徴と
   するアナログ信号絶縁入力装置。