JPS63117269A - 複数信号の比較回路 - 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】 Ａ、産業上の利用分野 本発明は、開路検出回路に関するものであり、この開路
検出回路は、この回路に接続された入力線（２線式より
線ケーブルの線など）のどれかがその終端抵抗（すなわ
ち、起点抵抗と宛先抵抗）の間で開路したとき、その線
の状態を直ちに示す信号を確実に発生させるものである
。

本発明の回路は、さらに２つの信号グループを別個の２
つの基準と比較するという点で、異なる２つの機能を実
行する。基準レベルは任意であり、回路の直流動作パラ
メータによってのみ制限される。本発明は、第１のグル
ープの信号のどれかが第１の基準レベルよりも下に下降
したか否か、または第２のグループの信号のどれかが第
２の基準レベルよりも上に上昇したか否かを示す論理信
号出力をもたらす。

Ｂ、従来技術 トランシーバは、ホスト制禦装置または他の知能制御装
置を一組の周辺装置に接続するトランスミッタ（または
ドライバ）・レシーバ装置である。

そのようなトランシーバは通常双方向ドライバ・レシー
バ対またはチャネルから成り、各チャネルは、２線式よ
り線ケーブルの線のような人力線を介して伝送される差
信号レベルと、トランシーバが結合されている機械また
はコンピュータ内の内部論理信号レベルとの間のインタ
ーフェースを備えている。双方向ドライバ出力は、イン
ターフェース内の入力線を介してレシーバ入力に接続さ
れている。レシーバ出力は、ドライバ人力に接続されて
いる。

Ｃ０発明が解決しようとする問題点 上記差動システムの雑音余裕度は差動対に両方の信号が
存在するかどうかに依存するので、上記トランシーバは
、入力線が開路しているならそれを検出することを必要
とする。そのようなシステムでは、入力線に開路が生じ
たために差動信号が欠如すると、再生困難なランダム伝
送エラーがもたらされることがよくある。したがって、
そのような開路が直ちに検出できることが絶対に必要で
あるが従来は満足されていなかった。

Ｄ１問題点を解決するための手段 本発明は、実質的に比較回路から成る開路検出回路を提
供する。これらの比較回路の出力は互いに結合され、か
つ比較回路の出力で駆動されるオーブン・コレクタ・ド
ライバ段に結合されている。

検出回路は、所定の線電圧出力を設定するため、その線
入力に接続された２線式より線上に存在する電圧などの
電圧を比較する。検出回路に接続された入力線のどれか
が開路した場合、検出回路は、能動的にリセットされる
まで、そのような開路を示す指定された状態に保持され
る。この検出回路は異なる電圧電源に関して正の電圧も
負の電圧も比較することができる。

Ｅ、実施例 次にさらに詳細に図面を参照すると、第１図は本発明の
開路検出回路の概略図を示す。この開路検出回路は、電
流源１９を備えた第１の比較回路１０と、第２の比較回
路１２から成り、両方の比較回路は、電流源１４に結合
されたエミッタ結合型トランジスタ・スイッチ１３に結
合されている。

第２の比較回路１２は、さらに電流ミラーを介してオー
ブン・コレクタ出力ドライバ段１５に結合されている。

第１の比較回路１０は、３つのＰＮＰトランジスタ１６
．１７および１８を含み、これらのトランジスタはすべ
てそのエミッタが相互接続され、かつＰＮＰ電流源また
は電流制御トランジスタ１９のコレクタに接続されてい
る。トランジスタ１９のベースは正の基準電圧源２０に
接続され、そのエミッタは抵抗を介して正の電圧源２１
に接続されている。ＰＮＰ比較回路１０の基準トランジ
スタ１６のコレクタは、抵抗２２と、直列に配置された
３個のダイオード２３．２４および２５から成るレベル
・シフタ１１とを介して負の電圧源２６に結合されてい
る。希望するなら、このレベル・シフタな電池で置き換
えることができる。受信トランジスタ１７および１８の
コレクタは互いに接続され、かつもう１つの抵抗２７お
よび抵抗２２を介してトランジスタ１６のコレクタに結
合されている。トランジスタ１７および１８のコレクタ
は、またスイッチ１３のＮＰＮ）ランジスタ２８のベー
スにも結合され、さらにレベル・シフタ１１を介して電
圧源２６に結合されている。トランジスタ１６のコレク
タは、スイッチ１３のもう１つのＮＰＮトランジスタ２
９のベースに結合されている。トランジスタ１７および
１８のベースは、それぞれ入力信号源３０および３１に
結合され、一方、トランジスタ１６のベースは基準電圧
源３２に結合されている。

第２の比較回路１２は、３つのＮＰＮトランジスタ４０
．４１および４２を含み、これらのトランジスタのエミ
ッタはすべて互いに結合され、かつスイッチ１３のトラ
ンジスタ２９のコレクタに結合されている。基準トラン
ジスタ４２のコレクタは、正の電圧源２１に結合されて
いる。受信トランジスタ４０および４１のコレクタは、
互いに結合され、かつＰＮＰソース・トランジスタ４４
、ＰＮＰデバイス・トランジスタ４６およびＰＮＰミラ
ー・トランジスタ４９と５０ならびに抵抗４５．４８．
５６とダイオード４７から成る、標準の緩＠ＰＮＰ電流
ミラー３９に結合されている。

トランジスタ４０および４１のコレクタは、またスイッ
チ１３のもう一方のＮＰＮトランジスタ２８のコレクタ
にも結合されている。　トランジスタ４０および４１の
ベースは、それぞれ差入力信号源３４および３５に結合
され、一方、トランジスタ４２のベースは基準電圧源３
６に結合されている。

スイッチ１３のＮＰＮ）ランジスタ２８および２９のエ
ミッタは、さらに互いに接続され、かつＮＰＮ）ランジ
スタ３８および３３から成る電流源１４を介して負の電
圧源２６に接続される。

出力ドライバ回路１５は、抵抗５２、ＮＰＮ出カ出歩ト
ランジスタ５３びダイオード５４から成る。ＰＮＰミラ
ー・トランジスタ４９および５０は、そのエミッタが抵
抗５６を介して正の電圧源２１に結合され、そのコレク
タがＮＰＮ出力トランジスタ４９のベースに接続され、
かつダイオード５４を介して出力５５に接続されている
。出力トランジスタ５３は、そのコレクタが出力５５に
接続され、そのエミッタが接地されている。

したがって、第１図に示す開路検出回路は、実質的に、
スイッチング回路に結合され、かつ電流ミラ、−を介し
てオーブン・コレクタ出力ドライバ段に結合された、Ｎ
ＰＮトランジスタ比較回路およびＰＮＰトランジスタ比
較回路から成る。

以上説明した本発明の回路は、別々の４つの人力３０．
３１．３４または３５のどれかに存在する電圧を比較す
る。別々の人力３０および３１上に存在する電圧が、所
定の障害電圧レベルにある基準電圧源３２の電圧と比較
され、一方、人力３４および３５上の電圧は、やはり所
定の障害電圧レベルにある基準電圧源３６の電圧と比較
される。

トランシーバに対する特定の１組の論理入力状態に対し
て、検出すべき導通が存在するとき、たとえば、ここで
考察しているトランシーバ中で一対の２線式より線また
は単線が障害を生じ、すなわち開路したとき、任意の人
力線上の正常線電圧と、同じ人力線上の最小線電圧の差
が最大になるような、基準電圧源３２および３６の電圧
を設定しなければならない。

それぞれの人力３０．３１．８４および３５で印加され
る電圧は、同じ極性にすることも、また異なる極性にす
ることもできる。これらの人力は通常、それぞれ特定の
抵抗で終端する端部を有する当該の各線に接続される。

通常これらの線は、既知の値を有する大きさが等しくか
つ方向が反対の電流を終端抵抗に強制的に流すことによ
り駆動される。人力３０．３１．３４または３５に結合
された綿の１本が開路したとき、その線の起点（駆動点
）から見た、線を終端させる抵抗の実効値は２倍に痴り
、定電流駆動によって生じる電圧も同様に２倍になる。

このことが起こったとき、比較回路の一方、すなわち、
１０と１２のどちらかがこの変化を感知し、それを、そ
れぞれ人力３２または３６に印加されたどちらかの基準
電圧レベルと比較する。人力３２および３６に存在する
電圧レベルが適正に選択されている場合、この回路は、
障害状態、すなわち、開路状態を正確に表わす信号を発
生する。

ＰＮＰ）ランジスタ１６．１７および１８から形成され
るＰＮＰ比較回路１０は、トランジスタ１６のベースに
結合された基準電圧源３２よりも負である、当該の線３
０および３１上のどのようなレベルも感知する。このＰ
ＮＰ比較回路１０は、ＰＮＰ電流源トランジスタ１９に
よってバイアスされ、トランジスタ１９は基準電圧源２
０からその電流基準を引き出す。。トランジスタ１９中
を流れるコレクタ電流の値に等しい電流が、常にダイオ
ード２３．２４および２５から成るダイオード・ストリ
ングを通って流れる。この電流は、線３０または３１上
のレベルが基準電圧源３２よりも負であるか否かに応じ
て、トランジスタ１６および抵抗２２を通るか、または
トランジスタ１７かトランジスタ１８のどちらか一方を
通り、さらにコレクタ坪抗２７を通るように切換えるこ
とができる。同様に、比較回路１２′、は、それぞれの
入力線３４および３５を正の電圧源３（３と比較する。

ＮＰＮトランジスタ４０．４１および４２から形成され
るＮＰＮ比較回路１２は、トランジスタ４２のベースに
結合された基準電圧源３６よりも正であるそれぞれの線
３４および３５上のどのようなレベルをも感知する。こ
のＮＰＮ比較回路１２は、スイッチ・トランジスタの１
つ、すなわち、スイッチ・トランジスタ２９を介してＮ
ＰＮ電流源トランジスタ３８により制御される。電流源
トランジスタ３８は、基準電流源３７からその電流基準
を引き出す。ＰＮＰ比較回路はこのスイッチ１３の状態
を設定するので、トランジスタ３８を流れるコレクタ電
流の値に等しい電流が、ＰＮＰ比較回路１０の状態に応
じて、常にスイッチ・トランジスタ２８または２９のど
ちらか一方を通って流れる。比較回路１０に対する差入
力３０または３１のどちらか一方が、トランジスタ１６
のベースに供給される基準電圧源８２よりも負である場
合、トランジスタ１６は遮断し、電流は、−層負にバイ
アスされたトランジスタ１７または１８、および電流電
圧抵抗２７を通って流れる。したがって、トランジスタ
１６が遮断し、トランジスタ１７か１８のどちらか一方
がオンになったとき、トランジスタ２８のベースにおけ
る電圧は上昇し、トランジスタ２９のベースにおける電
圧は下降するので、電流スイッチ１３はその状態を切り
換える。すなわち、トランジスタ２９がオフになり、ト
ランジスタ２９を通っていた電流は電流スイッチのもう
一方のトランジスタ２８を通るようになる。これにより
トランジスタ４４がオンになり、そのためトランジスタ
４９および５０がオンになり、さらにトランジスタ５３
がオンになり、出力線が接地される。

要するに、線３０または３１のいずれかで障害状態が発
生した場合、すなわち、差入力線３０または３１のどち
らかが、トランジスタ１６のベースに結合された電圧源
３２よりも下に下降した場合、電流源１９からの電流は
トランジスタ１７および１８のどちらか一方を介して抵
抗２７を通って流れる。この電流が抵抗２７を通って流
れるとき、電圧降下が抵抗２７の両端間に現れる。しか
し、ダイオード２３のアノードは、負の電圧源２６より
上の最大の指定電圧に留まる。このとき抵抗２２に電流
は流れないので、抵抗２２の両端間で電圧降下はなく、
トランジスタ１６のコレクタおよびトランジスタ２９の
ベースは、ダイオード２３のアノードに現れる電圧と同
一電圧で平らになる。したがって、抵抗２７の両端間で
の電圧降下は、トランジスタ２９のベースに関してトラ
ンジスタ２８のベースに現れる。このため、電流源トラ
ンジスタ３８からの電流が、トランジスタ４２を通る流
れからトランジスタ２８を介してトランジスタ４０およ
び４１のコレクタに向う流れに切り換わる。その結果、
トランジスタ４４中を電流が流れ、トランジスタ４９の
ベース電圧が変更され、それにより線３０または３１の
一方における障害状態を示す。

電流ミラー・トランジスタ４４のコレクタ中を流れる電
流はＮＰＮ比較回路１２の状態のみによって決定される
わけではないことに留意すべきである。トランジスタ２
８および２９から成るエミッタ結合トランジスタ・スイ
ッチ１３は、ＰＮＰ比較回路１０の出力に基いて、電流
をトランジスタ４４のコレクタに向けることもできる。

この点でＮＰＮ比較回路１２とＰＮＰ比較回路１０が互
いに結合される。

逆に、それぞれの線３４または３５のどちらかが基準電
圧源３６よりも正である場合は、そのベースに一層正の
信号がかかるトランジスタ４０または４１がオンになり
、トランジスタ４２はオフになり、したがって、トラン
ジスタ４２を通って流れていた電流は切り換えられて、
今度は選択されたトランジスタ４０または４１、および
トランジスタ４４を通って流れ、トランジスタ４９のベ
ースにおける電圧を再び変更することになる。

選択されたトランジスタ４０または４１のコレクタ、し
たがって、またＰＮＰトランジスタ４４のコレクタおよ
びトランジスタ４９のベースにこの電流が流れると、そ
れぞれの人力線３４または３５のどちらかに障害状態が
あることを明らかに示す。

要するに、たとえば、ＰＮＰ比較回路１０が障害を示し
た場合、トランジスタ１７および１８のコレクタがトラ
ンジスタ１６に関して正になる。

電流源１４からの電流は、電流スイッチ１３のトランラ
スタ２８ｆ！：通るように切り換えられる。この電流は
、電流スイッチ・トランジスタ２８を通ることにより、
ＮＰＮ比較回路のトランジスタ４２を通る流れからそれ
、そのかわり、トランジスタ４４を通って流れるように
切り換えられる。これは、ＮＰＮ比較回路がそれぞれの
！１ｉ１３４または３５のどちらかで障害を検出した場
合と同じである。ＰＮＰ比較回路１０がそれぞれの線３
０または３１で障害を検出しない場合、ＮＰＮ比較回路
１２はトランジスタ２９を介して起動され、差入力線３
４および３５についてその検査を実行する。

最終的には、比較回路１０または１２のどちらか一方で
障害を検出した結果、ソース・トランジスタ４４のコレ
クタに電流の流れが生じる。

この電流はトランジスタ４６．４９および５０を介して
出力トランジスタ５３に反映され、その結果出力抵抗５
２の両端間に電圧降下が生じるため、出力トランジスタ
５３が強く導通し、そのため出力線５５がプルダウンさ
れ、比較回路１０または１２のどちらかの差入力線の一
本における開路障害があることを示す。

一度出力線５５がプルダウンされると、障害が訂正され
、プルアップ回路（図示せず）を介して線４６がプルア
ップされるまで、出力線５５はプルダウン状態に留まる
。

上記の例では、電圧電源２１および２６を正および負で
あるものとして示してきたが、これらは任意的なもので
、変えることができ、その回路に対して選択された直流
動作パラメータによってのみ制限されることに留意すべ
きである。

本発明は、第１のグループの信号のどれかが第１の基準
レベルよりも下に下降したか否が、または第２のグルー
プの信号のどれかが第２の基準レベルよりも上に上昇し
たか否かを示す論理信号出力をもたらす。

本発明のその他の実施例および変更が可能であることは
明らかである。たとえば、もっと多くの差入力線、すな
わち、比較回路当りの信号人力、およびもっと多くの比
較回路を同一の点に結合）ることができる。

Ｆ０発明の効果 本発明の回路は例えば開路（オブンサーキット）の検出
に適した広範な状態で複数の入力電圧の差を検出するこ
とができ、その検出速度はトランジスタを製造するのに
使用される技術以外によっては制限されない。たとえば
、縦型ＰＮＰトランジスタを製造するための技術を用い
れば、この回路は論理的速度で動作する。さらに、性能
上の制限をまったく生じることなく、それぞれのトラン
ジスタをＦＥＴで置き換えることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の開路検出回路の構成図である。 １０．１２・・・・比較回路、１３・・・・スイッチ、
１４・・・・電流源、１５・・・・出力ドライバ段。 出願人　　インターナショナル・ビジネス・マシーンズ
・コーポレーション

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 第１の型のトランジスタ（例えばＰＮＰ型トランジスタ
   ）を複数個有する第１の比較段と、上記第１の型のトラ
   ンジスタとは異なつた型の第２の型のトランジスタ（例
   えばＮＰＮ型トランジスタ）を複数個有する第２の比較
   段と、 上記第１の比較段及び第２の比較段は、それぞれ基準電
   圧受入れ端子を有する基準トランジスタと、入力信号受
   入れ端子を有する少なくとも１つの比較入力受信トラン
   ジスタとを含むことと、上記第１の比較段は、上記第２
   の比較段の比較入力受信トランジスタを通って流れる電
   流を制御するため上記第２の比較段へ接続されているこ
   とと、を特徴とする複数信号の比較回路。