JPS63299548A - デ−タ伝送装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は一般にデータ伝送装置に関し、特に、情報信号
の伝送と同時に送信局と受信局との動作電源の給電を、
伝送路を介して行なうデータ伝送装置に関する。

（従来の技術） 伝送路を動作電源の給電に利用する方法は、配線費の節
約効果が大きいので、従来から多くの方法が提案されて
いる。たとえば本発明者が先に行った発明（時分　昭５
９−３４０３１）はその代表例である。

この方式を第１図に示す。第１図において、電源兼クロ
ックを供給する制御装置１１情報信号を送信する送信局
２、情報信号を受信する受信局３が共用伝送路４および
４′に接続されている。送信局及び受信局は一般に共用
伝送路上に多数接続されている（ただし、第１図は各１
局の場合を示す）。

制御装置１は送信局２および受信局３が使用する電源を
送出する。その電源はオンオフされ第２図に示すような
りロック信号を兼ねている。この電源兼クロックは、共
用伝送路４を介して各送信局（図では送信局２）および
各受信局（図では受信局３）に供給されている。クロッ
ク信号は第２図に示すようにパルス幅の異なるフレーム
・クロックとビット・クロックよりなる。

送信局２および受信局３はこのクロックに同期して伝送
を行う。送信局２および受信局３は各々アドレスを持っ
ている。そしてアドレスの等しい局相互で送受信を行う
。送信局２および受信局３は制御局から共用伝送路４を
介して送られてきたフレーム・クロックによってフレー
ム同期ヲトル。

送信局２および受信局３はカウンタを有しており、フレ
ーム同期によってカウンタをプリセットする。

送信局２および受信局３はフレーム同期以降ピットクロ
ックによってカウンタをカウントダウンし、プリセット
値に達したときボロウ信号を発生する。

このプリセット値は、送信局２および受信局３のアドレ
スを意味する。すなわち、ボロウ発生をもって自局のア
ドレスに対応するタイミングと判定する。情報信号は、
送信局２から、このボロウ発生のタイミングに共用伝送
路４′を介して送られる。

受信局３は、このボロウ発生のタイミングに送られてき
た情報信号を取り込む。

この方式は、クロック兼電源用の共用伝送路４と情報信
号用の共用伝送路４′とが分離されているので、ロジッ
クが簡単でちり、したがって安価であるという大きな特
徴を持っている。しかも任意量伝送が可能である。また
、複数の受信局が同一のアドレスを持つ事によって同時
受信を行う事ができ、あるいは逆に複数の送信局が同一
のアドレスを持つ事によってワイヤド・オアであるが同
時送信を行う事ができる。

（発明が解決しようとする問題点） 以上のように安価でかつ高い機能を持つ優れた方式であ
るが、伝送路の本数が原理的には３本必要である。また
実用上は３本ではなく４本とする場合もあるが、これを
含めて３本線方式と呼ぶことにする。配線費の節約効果
からは、伝送路の本数は２本であることが望ましい。

伝送路の本数を２本にし電源兼クロックと情報信号を完
全に同一の共用伝送路にのせることは技術的に困難な事
ではない。したがって、２本線方式も提案されている。

たとえば特開昭６０−１３２４３８がある。この提案で
は単線式すなわち伝送路は１本となっている。しかし伝
送路のほかにアースがある。アースは伝送線路の代りで
あるから、これを本数に数えれば２本となる。以降アー
スを信号の帰路とする場合も含めて２本線方式と呼ぶこ
とにする。しかし２本線方式の場合、同一伝送路上にク
ロック信号と情報信号とが乗るために、これを識別し分
離検出することが必要である。一般にクロックと情報信
号とを識別するためにはロジックを必要とするため、高
価となってしまう。

システム・コストを評価すると、伝送路が短い場合には
局の単価が安い３本線方式が有利であり、伝送路が長い
場合には配線本数が少ない２本線方式が有利である。し
かし、安価に２本線方式が実現出来るならば、最も望ま
しい事になる。

本発明は以上のごとき観点に基づいてなされたもので、
２本線方式において、クロックと情報信号との信号レベ
ルを変えることによって、クロックと情報信号とをロジ
ックによることなく簡単に識別出来るようにし、よって
、安価に２本線方式を実現することを目的とする。しか
も本発明者の別の発明（特公昭５９−３４０３１）の大
きな特徴を保持する事を目的とする。

（問題点を解決するための手段） 前記目的を達成するだめの本発明の特徴は、信号伝送路
を給電に兼用するデータ伝送装置において、電源をオン
オフしてクロック兼電源を供給する制御装置と、少なく
とも１つの送信局と、少なくとも１つの受信局と、これ
らを接続する２本の共用伝送路とを有し、前記送信局お
よび受信局は前記制御局からのクロックに同期して動作
し、送信局は制御局からの電源を兼ねるクロックから自
局の直流動作電源を得ると共に、クロックがオフの期間
にディジタル情報信号をクロックと異なるレベルで前記
共用伝送路に送出し、受信局は制御局からの電源を兼ね
るクロックから自局の直流動作電源を得ると共に、クロ
ックと情報信号とのレベル差を利用してクロックと情報
信号を識別するデータ伝送装置にある。

（実施例） 第３図は本発明によるデータ伝送装置の１実施例を示す
もので、制御装置５、送信局６及び受信局７で構成され
ている。一般には送信局及び受信局は多数で構成される
が、ここでは各１局の場合を示している。また制御装置
、送信局、受信局は単独でなく、２以上の機能を複合し
一体化したものであってもよい。制御装置５、送信局６
および受信局７は共用の伝送路１４および１８で互いに
接続されている。共用伝送路１４および１８は信号の往
きと帰りとで回路を構成するので２本必要である。

一般には耐ノイズ性を高めるためにツイストペア線が用
いられることが多い。しかしこれに限定される必要はな
く、信号の往きと帰りとを構成する導体であればよい。

たとえば先に示したように、帰りはアースを用いてもよ
い。このような場合には、必ずしも線状の導体とは限ら
ないが、それらも各１本と数えることにする。

制御装置５の詳細実施例を第４図に示す。第４図におい
て、制御装置５はクロック発生部（図示しない）からの
クロック信号９をバッファＩＯおよびバッファ１１で受
けとる。クロック信号は先に第２図に示したようにフレ
ーム・クロックとビット・クロックとからなっている。

バッファ１０の出力はＰＮＰ）ランジスタ１２のベース
で受ける。トランジスタ１２のエミッタは電源１３に接
続されている。

電源電圧はこの実施例では１２ボルトである。トランジ
スタ１２のコレクタは共用伝送路１４に接続されている
。したがって、トランジスタ１２がオンのときは、共用
伝送路１４には電源が供給される。この電源は送信局６
および受信局７で使用される。バッファ１１の出力はＮ
ＰＮ）ランジスタ１５のペースで受ける。トランジスタ
１５のコレクタは抵抗１６を介して共用伝送路１４に接
続されている。またトランジスタ１５のエミッタは情報
信号の電圧源１７に接続されている。電圧源１７の電圧
はこの実施例では一１２ボルトである。したがって、ト
ランジスタ１５がオンのときは、伝送路１４には電圧源
１７の電圧が抵抗１６を介して供給される。トランジス
タ１２とトランジスタ１５はクロック信号９によってオ
ンオフされる。そのオンオフは互いに逆であるから、電
源電圧と電圧源電圧とを振幅とするクロックが、共用伝
送路１４．に送出されることになる。この波形は、送信
局が後に示すような送信動作を行っていない場合には、
クロック信号９と同じである。今一方の共用伝送路１８
は制御装置のアース１９に接続され、共用伝送路１４と
共用伝送路１８とで回路を構成する。

送信局６の詳細実施例を第５図に示す。送信局６は共用
伝送路１４及び共用伝送路１８に接続される。

共用伝送路１８は送信局のアース３６に接続されている
。共用伝送路１４はダイオード加を介してコンデンサ２
１に接続され、共用伝送路上の電圧が平滑化されて、送
信局６の電源ｎとして利用される。共用伝送路１４はま
た、バッファｎを介して取り込まれ、プリセットカウン
タ冴のクロックＣとして利用される。このクロックはま
た抵抗５、コンデンサ加で構成されるフィルタを介し、
さらにバッフアゴを介してプリセットカウンタＵのプリ
セット人力Ｓとなる。前記フィルタはクロックの中から
ビットクロックを取り除きフレームクロックだけを取り
出すだめのもので、その原理を第６図に示す。第６図に
おいて、ビットクロックとフレームクロックとを含むク
ロック（イ）はフィルタで平滑化されるが、フィルタ定
数を適当に選ぶことによって、（ロ）に示すような波形
となる。バッファｎはシュミットトリガ特性を持ってお
り、したがってダブル・スレッショルドレベルである。

第６図の（ロ）において点線Ｔ、およびＴ、で示しであ
るのはバッフアゴのダブル・スレッショルドレベルであ
る。

したがって、バッファｎの出力は、第６図（→に示した
波形のように、フレームクロックだけを取り出す事がで
きる。

プリセット・カウンタＵはこのフレームクロックによっ
て、予め周毎に定められた、ある一定値にプリセットさ
れ、以降プリセットカウンタ列のクロック人力Ｃからの
ビットクロックによってカラントダウンされる。そして
プリセット値だけカウンタがカウントダウンされるとボ
ロウ信号がプリセットカウンタ２４のＢから出力される
。プリセット値はこの局のアドレスとなっている。そし
て、このボロウ信号が出力されているときが、この局の
送信タイミングとなる。このボロウ信号Ｂはナントゲー
トあの一方の入力に入力される。ナンドゲー）２８の今
一方の入力は、送信局が送信すべき情報信号を受は取る
入力端子四に接続されている。

したがって送信すべき情報信号はこのポロウ信号がオン
の期間出力されることになる。

このナントゲートあの出力はＰＮＰ　）ランジスタ（９
）のペースに接続されている。またトランジスタＩのエ
ミッタは端子３１を介して電源ｎに接続されている。ト
ランジスタ加のコレクタは抵抗３２を介シてＮＰＮ）ラ
ンジスタあのペースに接続されている。トランジスタあ
のコレクタはアース謁に、トランジスタあのエミッタは
ダイオード話を介して共用伝送路１４に接続されている
。またトランジスタあのペースとエミッタは抵抗あを介
して接続されている。

第７図は送信時の共用伝送路１４の波形を示したもので
ある。カウンタ冴のボロウ信号Ｂおよび送信すべき情報
信号四がともにオンの場合にはナントゲート２８の出力
はロウであり、トランジスタ加および詔はオンになる。

ボロウ信号がオンの期間はクロック信号に同期しており
、そのタイミングは第７図のＪで示した期間である。こ
のタイミングの前半すなわち第７図のＡの期間は、制御
装置５のトランジスタ１２がオン、したがって共用伝送
路１４に電源が供給されている期間であって、共用伝送
路の電圧は１２ボルトである。このため、トランジスタ
おがオンであっても、電流は流れない。

すなわち、非送信時と同様であり共用伝送路１４の波形
は変化しない。

これに対してタイミングＪの後半すなわち第７図のＢの
期間は、制御装置５のトランジスタ１５がオンの期間で
ある。したがって、共用伝送路１４は、制御装置５の抵
抗１６を介して一１２ボルトにプルダウンされている期
間である。したがって、トランジスタあがオンの時には
トランジスタあには電流が流れる。この電流は共用伝送
路１４を介して制御装置５の抵抗１６に流れる。その結
果共用伝送路１４の電圧は制御装置５の抵抗１６の電圧
降下により０となる。

以上から、次の結果を得る。送信局６が送信を行わない
期間は、共用伝送路１４の電圧は１２ボルトと一１２ボ
ルトの振輻でクロック信号（を源を兼ねる）が乗ってい
る。送信局６が情報信号の送信を行うときは、情報信号
は自分のアドレスで決められたクロック・タイミングで
、かつクロック、したがって電源がオフの期間に送られ
る。情報信号がオンの場合にはトランジスタ３３はオン
であり、したがって、第７図のＢに示したように送信信
号レベルは０となる。情報信号がオフの場合にはトラン
ジスタ３３はオフであり、したがって、送信信号レベル
は第７図のＦに示したように一１２ボルトである。すな
わち、情報信号の送信レベルは、オンがＯボルト、オフ
が一１２ボルトとなる。これに対して、制御装置５から
送られてくるクロック信ような波形からクロック信号成
分を抽出することが必要である。これは、次のようにし
て行われる。

この例では、バッファ乙のスレッショルド電圧を約６ボ
ルトに取るならば、送信信号レベルに関係なくクロック
信号を抽出することが可能である。

すなわち、第７図のＴは約６ボルトのスレッショルド電
圧を示す。これによって、送信信号レベルとは無関係に
クロック信号を抽出出来る。バッファ２３ＫＣ−ＭＯＳ
を使用しているならば、そのスレッショルド電圧は電源
電圧の約２分の１であるから、簡単に実現出来る。なお
一般にＣ−ＭＯＳは入力レベルがマイナスになると素子
を破壊する恐れがあるので、適当な保護回路（図には示
していない）を付加する事になろう。Ｃ−ＭＯＳであっ
ても保護回路を内蔵している機種があり、この場合には
外付けの保護回路は不要である。またＣ−ＭＯ３以外の
素子でも電源とグラウンドとの中間にスレッショルドレ
ベルを有するものであればよい。

受信局７の詳細実施例を第８図に示す。伝送路との接続
、クロック検出およびボロウ出力の部分は送信局と同じ
であるから説明は省略する。図における番号も送信局と
同じ番号で示しである。情報信号の受信は以下に示すと
うりである。伝送路１４はツェナダイオード３７（ツェ
ナ電圧１２ポルト）を介して、さらに抵抗３９、コンデ
ンサ４０で構成されるフィルタを介してバッファ４１に
入力される。

またツェナダイオード３７の出力はプルアップ抵抗あを
介して電源ｎに接続されプルアップされている。伝送路
１４の入力波形は第７図に示したとうりである。ツェナ
ダイオード３７と抵抗間はレベル変換回路を構成してい
る。すなわち、第９図に示すようになる。（イ）は第７
図をそのまま示したものである。（ロ）はツェナダイオ
ードの出力側すなわちレベル変換後の波形を示す。Ａの
タイミングはクロックがオンすなわち電源がオンの期間
であるから、情報信号の受信とは関係のない期間である
。この間はツェナダイオード３７には順電圧が掛かつて
いるので、電圧降下は略ゼロである。すなわち（ロ）に
示すようにレベル変換後の電圧は１２ボルトである。

Ｄの期間は、送信の情報信号がオフでしたがって伝送路
１４の電圧は一１２ボルトである。この期間はツェナダ
イオード３７には逆電圧ががかり、ツェナ電圧だけの電
圧降下が生じ、したがってレベル変換後の電圧は０ボル
トとなる。Ｅの期間は送信の情報信号がオンで伝送路１
４の電圧は０ボルトである。したがって、この場合にも
ツェナダイオード３７には逆電圧がかかり、レベル変換
後の電圧は１２ボルトとなる。バッファ４１のスレッシ
ョルド電圧を約６ボルトにとるならば、その電圧は第９
図（ロ）のＳに示すとうりである。したがって、バッフ
ァ４１の出力も第９図（ロ）のようになる。

バッファ４１の出力はＤ形フリップフロップ４２のデー
タ人力りになる。一方ブリセットカウンタ冴のボロウ出
力Ｂはインバータ４３で反転されてロートルーのアンド
ゲート４４に入力される。アンドゲート４４の今一方の
入力はバッファ乙の出力すなわちクロック信号である。

ボロウ出力Ｂはアドレスで指定された受信タイミングで
ある。したがって、アンドゲート４４の出力は受信タイ
ミングにおいてのみ１発のクロック信号（ロートルー）
を出すことになる。そしてこの信号はフリップフロップ
４２のクロック人力Ｃとなる。すなわち、フリップ７０
ツブ４２は受信タイミングにおける情報信号の後縁を記
憶することになる。受信情報信号は抵抗間とコンデンサ
３９によるフィルタを介しているので遅れがある。した
がって、情報信号は確実にフリップフロップ４２に記憶
される。すなわち、フリップフロップ４２には、その時
の受信信号がオンであるかオフであるかによって、第９
図のＤまたはＥの値が記憶される。すなわち受信を行う
ことになる０ なお以上の説明においては、簡単のために伝送路、トラ
ンジスタ、ダイオードの順電圧などによる、電圧降下を
無視しである。実際にはこれらの電圧降下は無視できな
いが、システムとしての、ノイズマージンを十分に取っ
てあれば、動作は、すでに説明した通りとなる。またこ
の実施例では電源電圧のレベルが１２ボルトで電源兼ク
ロックの電圧レベルが一１２ボルトと１２ボルト、情報
信号のレベルがＯと一１２ボルトの例を示したが、その
他の電圧レベルの組み合わせであってもよい。所定のレ
ベルの送出が簡単で、かつロジックレベルへのレベル変
換も容易な組み合わせであればよい。

たとえば、耐ノイズ性を高めるために、電源電圧を冴ボ
ルト、情報信号の信号源′電圧を一讃ボルトとすること
が考えられる。この場合には、制御装置５０回路構成は
前記実施例と同じでよく、単に電源電圧と情報信号の電
圧源電圧とをそれぞれ列ボルトと−Ｕボルトとにすれば
よい。また、送信局６および受信局７も、使用するロジ
ック素子に適合する電源電圧調整回路を必要に応じて追
加することし、クロック抽出のためのバッファ乙の前に
、ツェナダイオードと抵抗による簡単なレベル変換回路
を付加することと、受信局１０のレベル変換回路のツェ
ナダイオード３７のツェナ電圧を１２ボルトから冴ボル
トに変更するのみでよい。またさらに、電圧レベルでは
なく、電流のレベルとして識別することも可能であり、
これも本発明に含まれる事は明らかである。

また実施例では、送信局および受信局は１点を送受信す
る例を示したが、複数のアドレスに対応した複数のタイ
ミング信号を取り出すことによシ、複数点を送信し、ま
たは受信することも容易である。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、伝送路を２本に
することが可能である、しかも伝送路を、３本とした本
発明者の別の発明（特公昭５９−３４０３１）と同程度
の簡単さに送信局６および受信局７を保つ事ができる。

したがって、伝送路が２本で済む分だけ、システム・コ
ストを下げる事ができる。しかも前記側の発明と同様な
機能を確保できる。すなわち、任意量伝送が可能、同時
複数の局で受信可能、ワイヤド・オアであるが、同時複
数の局からの送信が可能である等の機能を満足すること
ができる。

本発明においてもシステムのコストアップ要因は存在す
る。システムのコストアップ要因としては、電源兼クロ
ックの電圧レベルと情報信号のレベルを変えるために制
御装置５に複数の電源を必要とし、このために若干の費
用を要する。しかし、制御装置５はシステムに１台あれ
ば良いので、システム全体としてのコストからは無視出
来る程度と考えられる。したがって、総合的にはシステ
ム・コストの引き下げに大幅に寄与すると考えられる０

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のデータ伝送装置の例、第２図は第１図の
動作説明図、第３図は本発明によるデータ伝送装置の実
施例のブロック図、第４図は制御装置の回路例、第５図
は送信局の回路例、第６図はクロックの中からビットク
ロックを除きフレームクロックだけを取出す動作の説明
図、第７図は送信時の共用伝送路の波形図、第８図は受
信局の回路例、第９図は受信局におけるレベル変換動作
の説明図である。 第２図 第４図 第５図 レーム　　　ッ　　　　　　　　　　ｒニーｔドア０ツ
ク第６図 第８図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 信号伝送路を給電に兼用するデータ伝送装置において、 電源をオンオフしてクロック兼電源を供給する制御装置
   と、少なくとも１つの送信局と、少なくとも１つの受信
   局と、これらを接続する２本の共用伝送路とを有し、 前記送信局および受信局は前記制御局からのクロックに
   同期して動作し、 送信局は制御局からの電源を兼ねるクロックから自局の
   直流動作電源を得ると共に、クロックがオフの期間にデ
   ィジタル情報信号をクロックと異なるレベルで前記共用
   伝送路に送出し、 受信局は制御局からの電源を兼ねるクロックから自局の
   直流動作電源を得ると共に、クロックと情報信号とのレ
   ベル差を利用してクロックと情報信号を識別することを
   特徴とするデータ伝送装置。