JPS6247019B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はデータ伝送方式、さらに詳しく言え
ば、一対の伝送線で双方向データ送受を行ない、
また同時に該伝送線で一方の装置から無電源の相
手装置に電源供給を行なうデータ伝送方式に関す
る。

従来この種のデータ伝送方式では同期式データ
伝送が必要であり、換言すれば送信側の装置と受
信側の装置とのクロツクの同期を正確にとること
が必要であり、また無電源の装置に対しては、デ
ータ伝送とは別にフアンタム給電方式等による電
源供給を行なつているので、そのために１対のト
ランジスタが必要であり経済的ではなかつた。

従来のこの種のデータ伝送方式の一例を図面に
ついて説明する。

第１図は従来のこの種のデータ伝送方式の一例
の接続図である。図においては電源を有する主
装置、は電源を有せず主装置から電源供給を
受ける端末装置である。主装置と端末装置と
の間にデータ伝送線DLの外に電話線SLを有する
場合は、主装置と端末装置とにおいて、電話
線SLにそれぞれトランスT₁，T₂を挿入し、主装
置のトランスT₁の端末装置側の巻線の中点
に電源電圧Ｖ_CEを与え、端末装置のトランス
T₂の主装置側の巻線の中点から取出される電
圧を電源回路PSに供給し、電源回路PSから端末
装置用の電圧Ｖ_CCの電源を取出すようにし、い
わゆるフアンタム給電方式を行なう。

主装置から端末装置に送信するデータ信号
は、その入力端子In₁に、電圧のハイ、ローの信
号として入力し、電圧がハイのときトランジスタ
Q₁をオンとしてこのコレクタ電圧、すなわち、
データ伝送線DLの端子L₁₀の電圧を低下させ、こ
の低下した電圧が端末装置の端子L₁₁よりトラ
ンジスタQ₃のベースに達して、これをオフと
し、そのコレクタ電圧をハイとしこれを出力端
Out₂に出力し、また、主装置の入力端子In₁の
電圧がローとなれば、トランジスタQ₁はオフと
なり、このトランジスタQ₁のコレクタ電圧、す
なわち、データ伝送線DLの端子L₁₀の電圧は高く
（電源電圧Ｖ_CE）なり、この電圧が前記と同様に
端末装置のトランジスタQ₃のベースに達し
て、これをオンとし、このトランジスタQ₃のコ
レクタ電圧をローとしてこれを出力端Out₂に出
力する。すなわち、主装置のデータ信号入力端
In₁に印加される電圧のハイ、ローに従つて、端
末装置のデータ信号出力端Out₂に対応して電
圧のハイ、ローの信号が現われ、これにより主装
置より端末装置へデータ伝送を行なうことが
できる。ただし、主装置から端末装置へデー
タ伝送を行なう期間中は、端末装置のトランジ
スタQ₄はオフにしておくものとする。

端末装置から主装置に送信するデータ信号
は、その入力端子In₂に電圧のハイ・ローの信号
として入力し、この電圧がハイのときトランジス
タQ₄はオンとなり、データ伝送線DLの端子L₁₁の
電圧は低下し、これが主装置の端子L₁₀を経て
トランジスタQ₂のベースに達し、このトランジ
スタQ₂をオフとするので、図には示さないが抵
抗を経て電源に接続されているコレクタの電圧は
高く（電源電圧）なりハイ電圧として出力端
Out₁に出力し、また端末装置の入力端子In₂の
電圧がローとなればトランジスタQ₄はオフとな
り、端子L₁₁およびL₁₀の電圧は高く（電源電圧Ｖ
_CE）なり、トランジスタQ₂はオンとなり、その
出力端子Out₁の電圧はローとなる。すなわち、
端末装置のデータ信号入力端In₂に印加される
電圧のハイ、ローに従つて主装置のデータ信号
出力端Out₁に、対応して電圧のハイ、ローの信
号が現れ、これにより端末装置より主装置へ
データ伝送を行なうことができる。たゞし、端末
装置から主装置へデータ伝送を行なう期間中
は、主装置のトランジスタQ₁はオフにしてお
くものとする。

従来のこの種のデータ伝送方式は、第１図に示
すように構成され、データを同期式に伝送する必
要があるため送受信側のクロツクの同期を正確に
とる必要があり、また、フアンタム給電方式をと
るため、トランスが必要であり経済的でない欠点
があつた。

本発明は、従来の方式の上記の欠点を除去し、
主装置側と端末装置側のクロツクにずれがあつて
も確実なデータ送受信が保障され、かつ、フアン
タム給電方式によらず、フアンタム給電の際必要
であつた２個のトランスを除去して経済化された
この種のデータ伝送方式を提供することを目的と
する。

次に本発明の実施例を図面について説明する。

第２図は本発明の一実施例の接続図である。

図において、は主装置、は端末装置であ
り、主装置の端子L₁₀およびL₂₀はそれぞれ端末
装置の端子L₁₁およびL₂₁とデータ伝送線DLに
より接続され、端子L₂₀およびL₂₁はデータ伝送線
DLで接続するとともにそれぞれ地気に接続され
ている。

なお、抵抗R₂は抵抗R₁に比してその値を大き
く選定してある。なお、Q₁，Q₂，Q₃はトランジ
スタ、COM₁，COM₂は電圧比較回路、PSは電源
安定化回路であり、例えば出力側に容量の大きい
コンデンサを設け、電力の供給が瞬間的に一時停
止しても、安定化された電圧Ｖ_CCを出力する。

また、抵抗R₁はデータ伝送をおこなつていな
い時間に主装置より端末装置の電源安定化回
路PSへ給電をおこなうため低抵抗、例えば10Ω
程度に選定し、また抵抗R₂は端末装置から主
装置へデータを送る時間のときに、データ０ま
たは１を端末装置のトランジスタQ₃のオン、
オフにより接続点ｍの電位を決定するためのプル
アツプ抵抗であり、データ伝送線DLの線路抵抗
（構内通信の場合最大100Ω程度）に比べて大きな
値例えば10KΩ程度を採用し、上記線路抵抗の大
小により接続点ｍの電位が影響されないようにす
る必要がある。

主装置は、第１のトランジスタQ₁および第
２のトランジスタQ₂を直列接続し、第１のトラ
ンジスタQ₁を電源に、第２のトランジスタQ₂を
地気に接続し、両トランジスタの接続点ｍを高抵
抗R₂を介して電源Ｖ_CEに接続し、上記トランジ
スタQ₁，Q₂のオン・オフに対応して上記接続点
ｍの状態が変化するように構成されたトランジス
タ回路を有する。なお接続点ｍは端子L₁₀に接続
される。トランジスタQ₁，Q₂のオン・オフの状
態により、主装置および端末装置は次の３つの状
態をとる。

(1) 状態Ａ：トランジスタQ₁をオンとし、トラ
ンジスタQ₂をオフとする（端末装置のトラ
ンジスタQ₃はオフとしておく）。主装置の電
源電圧Ｖ_CEは低抵抗R₁、トランジスタQ₁を経
て、接続点ｍより端子L₁₀に現れ、さらにデー
タ伝送線DLを経て端末装置の端子L₁₁に現れ
る。

これにより、端末装置の電源安定化回路
PSは主装置の電源から、一定量以上の十分
な電圧および電流の供給を受け、端末装置に
安定化された電圧Ｖ_ccの電力を供給する。

(2) 状態Ｂ：トランジスタQ₁をオフとし、トラ
ンジスタQ₂をオンとする（端末装置のトラ
ンジスタQ₃は、前と同様オフとしておく）。ト
ランジスタQ₁がオフのため、主装置の端子
L₁₀にはオンとなつているトランジスタQ₂を介
してアース電位が与えられ（抵抗R₂は抵抗値
大）、さらに、端末装置の端子L₁₁もデータ伝
送線DLを経て、このアース電位が与えられ
る。

(3) 状態Ｃ：トランジスタQ₁およびQ₂をともに
オフとする。主装置の端子L₁₀は高抵抗R₂お
よびR₃を介して、他と接続されることとな
り、端子L₁₀と端子L₂₀の間はハイインピーダン
ス状態となる。この状態のとき、端末装置の
トランジスタQ₃をオンとすれば、その端子L₁₁
とデータ伝送線DLを経て主装置の端子L₁₀にア
ース電位が与えられる。また該トランジスタ
Q₃をオフとすれば、主装置の端子L₁₀には高
抵抗R₂を通して電源電圧Ｖ_CEが与えられる。
なお端子L₁₀の電圧は、高抵抗R₃を経て信号電
圧を検知する信号受信回路に入力する。すなわ
ち、信号受信回路を構成する電圧比較回路
COM₁に導かれ、電源電圧Ｖ_CEを分圧して得ら
れる基準電圧と比較され、トランジスタQ₃が
オンのとき端子L₁₀に現れるアース電位は、上
記基準電位より低く、またトランジスタQ₃が
オフのとき端子L₁₀に現れる電位（高抵抗R₂を
経た電源電圧Ｖ_CE）は上記基準電位より高いの
で、電圧比較回路COM₁は信号受信回路として
前者の場合は出力“０”を、後者の場合出力
“１”を送出する。

次にデータ伝送の動作を説明する。

前記の状態Ａ（トランジスタQ₁オン、トラン
ジスタQ₂オフ）において、主装置の端子L₁₀の
電圧（電源電圧Ｖ_CE）がデータ伝送線DLより端
末装置の端子L₁₁を経て信号電圧を検知する信
号受信回路として構成された電圧比較回路COM₂
の入力端に達し、電源安定化回路PSの出力電圧
Ｖ_CCを分圧して得られた基準電圧と比較される。
この際は端子L₁₁を経て電圧比較回路COM₂に入
力した電圧は上記基準電圧より高いので、該電圧
比較回路COM₂は信号受信回路として“１”を出
力する。

また、前記の状態Ｂ（トランジスタQ₁オフ、
トランジスタQ₂オン）において、主装置の端
子L₁₀の電圧（アース電位）も前記と同様に端末
装置の信号受信回路（電圧比較回路COM₂）に
達し、上記の基準電圧と比較されるが、この際は
電圧比較回路COM₂に入力した電圧（アース電
位）は上記基準電位より低いので、電圧比較回路
COM₂は信号受信回路として“０”を出力する。

第３図ａはデータ伝送中の端子L₁₀および端子
L₁₁の電圧波形すなわち電圧変化の状態を示す図
であつて、同じくｂは主装置から端末装置に送
られる信号波形、およびｃは端末装置から主装
置に送られる信号波形の詳細を示す図である。

平常状態においては第３図ａに示すように、主
装置を前記状態Ａしておく。

主装置から端末装置にデータを送るには次
のようにする。ここにＴ_Mは主装置から端末装
置にデータを送信する期間であつて、b₁，b₂，
b₃…で示す期間に、それぞれデータの１ビツトの
情報が送られる。第３図ｂはb₁，b₂に示す期間の
波形の詳細を示すものであつて、１ビツトの情報
を送る期間b₁，b₂…は３つのタイミングt₁，t₂，
t₃に分割され、第１のタイミングt₁において、主
装置は上記状態Ｂとされ、端子L₁₀に電圧
“０”のスタート信号STが送られ、次の第２のタ
イミングt₂においてデータ信号Ｄが送られるが、
この場合、送るべきデータのビツト情報が“１”
の場合は主装置を前記状態Ａとしてデータ信号
Ｄの送信に割当てられたタイミングt₂において端
子L₁₀に電圧Ｖ_CEを送る。b₁にこの状態を示す。
また送るべきデータのビツト情報が“０”の場合
はタイミングt₂において主装置を前記状態Ｂと
して端子L₁₀に電圧０を送る。b₂にこの状態を示
す。データ信号Ｄの送信に割当てたタイミングt₂
が終了すると次のタイミングt₃において主装置
を前記状態Ａとして端子L₁₀に電圧Ｖ_CEのストツ
プ信号を送る。これにより１ビツトの情報が送出
される。１ビツト送出期間b₁，b₂に続く、期間b₃
…において、上記と同様にしてそれぞれビツト情
報が送られる。

このようにして送られた信号は前記したように
端末装置の信号受信回路を構成する電圧比較回
路COM₂で受けられ、上記第３図ａ，ｂで示す波
形に対応して、波形の高電圧Ｖ_CEのとき、“１”
を低電圧（０あるいはアース電位）のとき“０”
を出力する。この出力から前記したスタート信号
とストツプ信号とを除去してデータ信号を得てこ
のデータ信号の“１”、“０”に従つてビツト情報
を得る。

このようにして、主装置から端末装置にデ
ータが伝送される。

端末装置から主装置にデータを伝送するに
は次のようにする。第３図ａにおいてＴ_Tは端末
装置から主装置にデータを送る期間であつ
て、b₁₁，b₁₂，b₁₃…で示す期間にそれぞれデータ
の１ビツトの情報が送られることは前記と同様で
ある。

第３図ｃはb₁₁，b₁₂で示す期間の波形の詳細を
示すものであつて、１ビツトの情報を送る上記の
期間b₁₁，b₁₂…は３つのタイミングt₁，t₂，t₃に分
割されている。主装置を第１のタイミングt₁の
間、前記の状態Ｂとすることにより端子１０に電
圧“０”（あるいはアース電位）のスタート信号
STを送り、次の第２のタイミングt₂において、
前記の状態Ｃ（トランジスタQ₁，Q₂をともにオ
フとし、端子L₁₀をハイインピーダンス状態とす
る）とし、さらにタイミングt₃において、状態Ａ
として端子L₁₀に電圧Ｖ_CEを送り、ストツプ信号
SPとする。この場合も、タイミングt₁およびt₃に
おけるスタート信号STおよびストツプ信号SPは
主装置から送出される。この信号は前記と同様
に端末装置の電圧比較回路COM₂で受信され、
スタート信号STの受信終了によりデータＤ伝送
のタイミングt₂となることを検知する。なお、タ
イミングt₂において主装置が状態Ｃにある間
に、端末装置において送出すべきデータのビツ
ト情報が“１”であれば、タイミングt₂において
トランジスタQ₃をオフとする。これにより前記
したように主装置の電圧比較回路COM₁から出
力“１”を送出する。この場合の端子L₁₀の電圧
波形を第３図ａおよびｃのb₁₁に示す。この際第
３図ｃのb₁₁のタイミングT₂における電圧波形は
次のようにして生起する。すなわち主装置から
端末装置へ端子L₁₀よりデータ伝送線DLを経て
流れる電流が高抵抗R₂を通して流れるため、電
流値は小さくなるが接続点ｍ（あるいは端子
L₁₀）の電圧は抵抗R₂における電圧降下のため、タ
イミングT₃のとき（トランジスタQ₁はオン）に
比して電圧Ｖ_CEより若干低下する。そのため第３
図ｃのb₁₁に示す波形となる。なお、端末装置
において送出すべきデータのビツト情報が“０”
であれば、トランジスタQ₃をオンとする。これ
により前記したように主装置の電圧比較回路
COM₁から出力“０”を送出する。この場合の端
子L₁₀の電圧波形を第３図ａおよびｃのb₁₂に示
す。なお端末装置から主装置にデータ伝送を
行なう場合、上記タイミングt₁におけるスタート
信号は前記したように端末装置の電圧比較回路
COM₂の出力“０”として識別され、次のデータ
Ｄ伝送用タイミングt₂において、送出すべきデー
タのビツト情報の“１”あるいは“０”に従つて
トランジスタQ₃をオフあるいはオンする。この
データＤ伝送用のタイミングt₂が終ればタイミン
グt₃においてストツプ信号が送られる。

上記のようにデータの伝送に際しては、主装置
から端末装置に送る場合も、逆に端末装置
から主装置に送る場合も、主装置から発生す
るスタート信号ST（アース電位）とストツプ信
号SP（電源電位）との間にビツト情報を示すデ
ータ信号を挾んで主装置で制御されるタイミン
グにより送る。

なおデータ伝送の間に、主装置はしばしば状
態ＢあるいはＣとなり、主装置から端末装置
の安定化電源回路PSへの給電が中断されるが、
この中断期間は僅かであるので、安定化電源回路
PSから安定化された電圧Ｖ_CCの出力は中断しな
い。

上記実施例において、データ伝送線DLで結合
されている端子L₁₀，L₁₁の電圧を検出するため
に、信号受信回路として電圧比較回路を使用した
が、本発明はこれに限定されることなく、同様な
動作をする他の手段を使用し得る。

本発明は上記のように構成されているので、主
装置より、データ伝送線経由で端末装置に電源供
給が可能であり、かつこの際、従来採用されてい
たフアンタム給電において、送信側と受信側とに
それぞれ必要であつた２個のトランスを節約し経
済化が達せられ、また、データ伝送に当つては、
データ伝送は、伝送方向に関係なく、両方向とも
に、主装置のタイミング制御によつて行なわれる
ため、主装置側と端末装置側のクロツクに多少の
ずれがあつても相互に確実なデータの送受信を行
なわすことができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のデータ伝送方式の接続図、第２
図は本発明の一実施例の接続図、第３図は第２図
の実施例におけるデータ伝送線上のデータ伝送時
の電圧波形図である。 ……主装置、……端末装置、DL……デー
タ伝送線、L₁₀，L₂₀……主装置のデータ伝送用端
子、L₁₁，L₂₁……端末装置のデータ伝送用端子、
Q₁，Q₂，Q₃，Q₄……トランジスタ、PS……安定
化電源回路、T₁，T₂……トランス、SL……電話
線。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 主装置は、第１および第２の２個のトランジ
   スタを直列接続し、第１のトランジスタを電源に
   第２のトランジスタを地気に接続しかつ両トラン
   ジスタの接続点を高抵抗を介して電源に接続し、
   上記トランジスタのオンオフに対応して上記接続
   点の状態が変化するように構成されたトランジス
   タ回路と、信号電圧を検知する信号受信回路と、
   上記トランジスタ回路における上記接続点および
   上記信号受信回路の入力点を接続した端子とを具
   備し、端末装置は、信号電圧を検知する信号受信
   回路と、送出すべきデータに対応してオン・オフ
   制御されるトランジスタと、安定化した電圧を供
   給する安定化電源回路と、上記信号受信回路の入
   力点、上記トランジスタの出力点および上記安定
   化電源回路の入力点を接続した端子とを具備し、
   上記主装置の上記端子と端末装置の上記端子とは
   データ伝送線を介して接続され、主装置から端末
   装置への電力の供給は主装置の上記トランジスタ
   回路の第１および第２のトランジスタをそれぞれ
   オン・オフの状態として主装置より上記データ伝
   送線を介して行なわれ、主装置から端末装置への
   データ伝送は、上記トランジスタ回路において、
   第１および第２のトランジスタをそれぞれオフ・
   オンとすることにより所定のタイミングのスター
   ト信号を送出し、これに続いて送出すべきビツト
   情報に対応して上記第１および第２のトランジス
   タをそれぞれオン・オフあるいはオン・オフとし
   て所定のタイミングのデータ信号を送出し、さら
   にその後上記第１および第２のトランジスタをオ
   ン・オフとすることにより所定のタイミングのス
   トツプ信号を送出し、これ等信号を上記データ伝
   送線に送出して行ない、また端末装置から主装置
   へのデータ伝送は、主装置において上記トランジ
   スタ回路の第１および第２のトランジスタをそれ
   ぞれオフ・オンとすることにより所定のタイミン
   グのスタート信号を送出し、これに続いて所定の
   タイミングで第１および第２のトランジスタを両
   方共にオフとして主装置においてデータ信号を受
   信し得る状態とするとともに端末装置において
   は、そのトランジスタを送出すべきビツト情報に
   対応してオン・オフ制御して所定のタイミングで
   データ信号を上記データ伝送線に送出し、さらに
   その後主装置において上記トランジスタ回路の第
   １および第２のトランジスタを所定のタイミング
   でそれぞれオン・オフしてストツプ信号を送出す
   ることにより行なうことを特徴とするデータ伝送
   方式。