KR20060107650A - 교통신호제어장치용 신호모순검지회로 - Google Patents

교통신호제어장치용 신호모순검지회로 Download PDF

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KR20060107650A
KR20060107650A KR1020050029879A KR20050029879A KR20060107650A KR 20060107650 A KR20060107650 A KR 20060107650A KR 1020050029879 A KR1020050029879 A KR 1020050029879A KR 20050029879 A KR20050029879 A KR 20050029879A KR 20060107650 A KR20060107650 A KR 20060107650A
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Abstract

본 발명은 교통신호제어장치용 신호모순검지회로에 관한 것으로서, 적색등 및 녹색등에 점등전력을 공급하는 전력공급부와, 소정의 교통신호주기에 기초하여 상기 적색등과 상기 녹색등이 교대로 점등되도록 상기 전력공급부의 전력공급동작을 제어하는 점등제어부와, 상기 적색등과 상기 녹색등의 동작상태를 검출하는 검출부와, 상기 검출부의 검출결과 및 상기 교통신호주기에 기초하여 신호일치여부를 판단하고 상기 적색등과 상기 녹색등 각각에 대하여 신호일치상태는 로우레벨전압으로 나타나고 신호불일치상태는 하이레벨전압으로 나타나도록 적색등상태신호와 녹색등상태신호를 생성하는 동작상태피드백부와; 상기 적색등 및 상기 녹색등의 신호불일치상태가 소정의 허용지연시간이상 계속됨을 나타내는 신호모순신호에 기초하여 신호모순상태를 처리하는 신호모순처리부를 갖는 교통신호제어장치에 설치되어 상기 신호모순처리부에 상기 신호모순신호를 출력하는 교통신호제어장치용 신호모순검지회로에 있어서, 상기 녹색등상태신호의 입력라인에 연결된 입력인버터와, 상기 적색등상태신호의 입력라인에 인가되는 하이레벨전압이 상기 입력인버터에 입력되도록 상기 녹색등상태신호의 입력라인에 연결된 입력다이오드를 갖는 상태신호입력부와; 일 측이 접지된 판단커패시터와 상기 적색등상태신호의 입력라인에 베이스가 연결된 PNP형 충전트랜지스터와 상기 입력인버터의 출력단에 베이스가 연결되고 에미터는 접지되며 컬렉터는 상기 판단커패시터에 연결된 NPN형 충전트랜지스터와 상기 PNP형 충전트랜지스터의 컬렉터와 에미터사이에 연결된 제1충전저항과 상 기 NPN형 충전트랜지스터의 컬렉터와 상기 PNP형 충전트랜지스터의 컬렉터사이에 연결된 제2충전저항을 가지고, 상기 적색등상태신호의 입력라인에 인가되는 하이레벨전압이 상기 적색등의 허용지연시간을 넘어 계속될 때 상기 판단커패시터를 신호모순기준값으로 충전시키고 상기 녹색등상태신호의 입력라인에 인가되는 하이레벨전압이 상기 녹색등의 허용지연시간을 넘어 계속될 때 상기 판단커패시터를 상기 모순판단기준값으로 충전시키는 충전부와; 상기 판단커패시터가 상기 모순판단기준값으로 충전되었을 때 상기 신호모순신호를 상기 신호모순처리부로 출력하는 모순신호생성부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해, 설치공간을 줄이고 경제성을 향상시킬 수 있다.
교통신호, 신호모순, 상태신호, 충전, 허용지연시간

Description

교통신호제어장치용 신호모순검지회로{Signal Conflict Detecting Circuit For Traffic Signal Controller}
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 교통신호제어장치용 신호모순검지회로의 상세도,
도2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 교통신호제어장치용 신호모순검지회로의 상세도,
도3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 교통신호제어장치용 신호모순검지회로의 상세도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
10, 10' : 상태신호입력부 20, 20' : 충전부
30, 30' : 모순신호생성부 40, 40' : 인에이블부
I : 인버터 D : 다이오드
TR : 트랜지스터 R : 저항
C : 커패시터 FF : 플립플립
본 발명은 교통신호제어장치용 신호모순검지회로에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 적색등 및 녹색등의 점등동작이 소정의 허용지연시간이상 정상동작상태로부터 이탈되었는 지 여부를 검지하기 위한 회로에 관한 것이다.
일반적으로 교통신호제어장치는 기본적으로 적색등 및 녹색등에 점등전력을 공급하는 전력공급부와, 소정의 교통신호주기에 기초하여 적색등과 녹색등이 교대로 점등되도록 전력공급부의 전력공급동작을 제어하는 점등제어부를 갖고 있다.
점등제어부는 메모리에 저장된 프로그램과 교통신호주기정보에 기초하여 적색등과 녹색등의 점등과 소등이 반복되도록 전력공급부를 제어한다.
그러나 적색등과 녹색등의 점등동작은 전력공급부의 고장, 등기선로의 단선, 신호등의 단선 등 여러 가지 원인으로 미리 설정된 교통신호주기와 일치하지 않는 경우가 발생하게 된다.
이와 같이 적색등과 녹색등의 점등동작이 교통신호주기와 일치하지 않게 되면 교통사고가 발생할 위험이 있기 때문에 적색등과 녹색등의 점등동작이 교통신호주기와 일치여부를 확인하는 수단을 마련할 필요가 있다.
이를 위해 적색등과 상기 녹색등의 동작상태를 검출하는 검출부와, 검출부의 검출결과와 교통신호주기에 기초하여 신호일치여부를 판단하여 적색등과 녹색등 각각에 대하여 적색등상태신호와 녹색등상태신호를 생성하는 동작상태피드백부와, 동작상태피드백부에서 생성한 적색등상태신호와 녹색등상태신호에 기초하여 적색등 및 녹색등이 각각 소정의 허용지연시간이상 계속적으로 신호불일치상태에 있음을 나타내는 신호모순신호를 출력하는 신호모순검지부와, 신호모순검지부로부터 신호 모순신호가 입력될 때 신호모순상태를 처리하는 신호모순처리부를 더 포함하는 교통신호제어장치가 안출되어 사용되고 있다.
검출부는 일반적으로 적색등 및 녹색등에 인가되는 전압이나 흐르는 전류를 검출하여 적색등 및 녹색등의 동작상태를 검출한다.
동작상태피드백부는 검출부로부터의 검출전류값 또는 전압값을 소정의 기준값과 비교한 후, 신호일치상태는 로우레벨전압으로 나타나고 신호불일치상태는 하이레벨전압으로 나타나도록 적색등상태신호와 녹색등상태신호를 생성할 수 있다.
신호모순처리부는 신호모순상태가 발생한 경우 적색등을 반복적으로 점멸시키거나 상위제어부로 통지하는 절차 등을 실행하게 된다.
신호모순검지부는 소프트웨어적인 방법 또는 하드웨어적인 방법으로 구현할 수 있다.
하드웨어적인 방법의 신호모순검지부는 CPLD(Complex Programmable Logic Device), FPGA(Field Programmable Gate Array) 등의 고가의 논리회로를 사용하여 구현되고 있다.
최근 교통신호제어장치의 신호모순검지기능을 안정적으로 확보하기 위해 소프트웨어적인 방법으로 구현된 신호모순검지부와 하드웨어적인 방법으로 구현된 신호모순검지부를 이중으로 마련하도록 교통신호제어장치의 표준안이 제정되어 있는 바와 같이 소프트웨어적인 방법으로 구현된 신호모순검지부가 프로그래밍상의 오류 등에 의해 신호모순검지기능을 안정적으로 수행할 수 없게 되는 경우를 대비하여 하드웨어적인 방법으로 구현된 신호모순검지부를 마련할 필요가 있다.
이와 같이 하드웨어적인 방법으로 신호모순검지부를 구현하는 경우 설치공간을 최소화하면서 경제성을 확보하는 것이 바람직하다.
따라서 본 발명의 목적은, 설치공간을 줄이고 경제성이 향상되도록 한 교통신호제어장치용 신호모순검지회로를 제공하는 것이다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 적색등 및 녹색등에 점등전력을 공급하는 전력공급부와, 소정의 교통신호주기에 기초하여 상기 적색등과 상기 녹색등이 교대로 점등되도록 상기 전력공급부의 전력공급동작을 제어하는 점등제어부와, 상기 적색등과 상기 녹색등의 동작상태를 검출하는 검출부와, 상기 검출부의 검출결과 및 상기 교통신호주기에 기초하여 신호일치여부를 판단하고 상기 적색등과 상기 녹색등 각각에 대하여 신호일치상태는 로우레벨전압으로 나타나고 신호불일치상태는 하이레벨전압으로 나타나도록 적색등상태신호와 녹색등상태신호를 생성하는 동작상태피드백부와; 상기 적색등 및 상기 녹색등의 신호불일치상태가 소정의 허용지연시간이상 계속됨을 나타내는 신호모순신호에 기초하여 신호모순상태를 처리하는 신호모순처리부를 갖는 교통신호제어장치에 설치되어 상기 신호모순처리부에 상기 신호모순신호를 출력하는 교통신호제어장치용 신호모순검지회로에 있어서, 상기 녹색등상태신호의 입력라인에 연결된 입력인버터와, 상기 적색등상태신호의 입력라인에 인가되는 하이레벨전압이 상기 입력인버터에 입력되도록 상기 녹색등상태신호의 입력라인에 연결된 입력다이오드를 갖는 상태신호입력부와; 일 측이 접지된 판단커패시터 와 상기 적색등상태신호의 입력라인에 베이스가 연결된 PNP형 충전트랜지스터와 상기 입력인버터의 출력단에 베이스가 연결되고 에미터는 접지되며 컬렉터는 상기 판단커패시터에 연결된 NPN형 충전트랜지스터와 상기 PNP형 충전트랜지스터의 컬렉터와 에미터사이에 연결된 제1충전저항과 상기 NPN형 충전트랜지스터의 컬렉터와 상기 PNP형 충전트랜지스터의 컬렉터사이에 연결된 제2충전저항을 가지고, 상기 적색등상태신호의 입력라인에 인가되는 하이레벨전압이 상기 적색등의 허용지연시간을 넘어 계속될 때 상기 판단커패시터를 신호모순기준값으로 충전시키고 상기 녹색등상태신호의 입력라인에 인가되는 하이레벨전압이 상기 녹색등의 허용지연시간을 넘어 계속될 때 상기 판단커패시터를 상기 모순판단기준값으로 충전시키는 충전부와; 상기 판단커패시터가 상기 모순판단기준값으로 충전되었을 때 상기 신호모순신호를 상기 신호모순처리부로 출력하는 모순신호생성부를 포함하거나, 상기 적색등상태신호의 입력라인에 연결된 제1a입력인버터와, 상기 녹색등상태신호의 입력라인에 연결된 제1b입력인버터를 갖는 상태신호입력부와; 각각 일 측이 접지된 제1a판단커패시터 및 제1b판단커패시터와 상기 제1a입력인버터에 베이스가 연결되고 에미터는 접지되며 컬렉터는 상기 제1a판단커패시터에 연결된 된 NPN형 제1a충전트랜지스터와 상기 제1b입력인버터에 베이스가 연결되고 에미터는 접지되며 컬렉터는 상기 제1b판단커패시터에 연결된 NPN형 제1b충전트랜지스터와 상기 NPN형 제1a충전트랜지스터의 컬렉터에 연결된 제1a충전저항과 상기 NPN형 제1b충전트랜지스터의 컬렉터에 연결된 제1b충전저항을 가지고, 상기 적색등상태신호의 입력라인에 인가되는 하이레벨전압이 상기 적색등의 허용지연시간을 넘어 계속될 때 상기 제1a판단커패시 터를 적색등신호모순기준값으로 충전시키고 상기 녹색등상태신호의 입력라인에 인가되는 하이레벨전압이 상기 녹색등의 허용지연시간을 넘어 계속될 때 상기 제1b판단커패시터를 녹색등모순판단기준값으로 충전시키는 충전부와; 상기 제1a판단커패시터가 상기 적색등모순판단기준값으로 충전되거나 상기 제1b판단커패시터가 상기 녹색등모순판단기준값으로 충전되었을 때 상기 신호모순처리부로 출력하는 모순신호생성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 교통신호제어장치용 신호모순검지회로에 의해 달성된다.
여기서 상기 모순신호생성부는 입력단이 상기 판단커패시터에 연결되고 상기 신호모순기준값에 동작하는 제1신호생성인버터와, 캐소드가 상기 제1신호생성인버터의 출력단에 연결된 제1신호생성다이오드와, 상기 제1신호생성다이오드의 애노드에 연결된 입력저항과, 입력단이 상기 제1신호생성다이오드의 애노드에 연결된 제2신호생성인버터와, 상기 제2신호생성인버터의 출력단에 베이스가 연결되고 에미터는 접지된 NPN형 신호생성트랜지스터와, 상기 NPN형 신호생성트랜지스터의 컬렉터에 연결된 출력저항을 포함하도록 구성하거나 또는 상기 모순신호생성부는 입력단이 상기 판단커패시터에 연결되고 상기 신호모순기준값에 동작하는 제1신호생성인버터와, 프리세트입력단자가 상기 제1신호생성인버터의 출력단에 연결된 D플립플롭과, 상기 D플립플롭의 클리어입력단자에 연결된 모순상태해제인버터와, 상기 D플립플롭의 정상출력단자에 베이스가 연결되고 에미터는 접지된 NPN형 신호생성트랜지스터와, 상기 NPN형 신호생성트랜지스터의 컬렉터에 연결된 출력저항을 포함하도록 구성할 수 있다.
그리고 상기 모순신호생성부를 제2신호생성인버터를 포함하도록 구성하는 경우 신호모순신호의 출력상태를 안정적으로 해제할 수 있도록, 상기 모순신호생성부는 폐루프를 이루도록 상기 제2신호생성제인버터에 연결된 제3신호생성인버터와, 애노드가 상기 제2신호생성인버터의 출력단에 연결된 모순상태해제다이오드와 출력단이 상기 모순상태해제다이오드의 캐소드에 연결된 모순상태해제인버터와 일 측은 접지되고 타 측은 상기 모순상태해제다이오드의 애노드에 연결된 모순상태해제커패시터를 가지고 상기 제2신호생성인버터의 출력을 로우레벨전압으로 복귀시키는 모순상태해제부를 더 포함하도록 구성하는 것이 바람직하다.
이하에서, 첨부도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 교통신호제어장치용 신호모순검지회로의 상세도이다.
본 발명의 실시예에 따른 교통신호제어장치용 신호모순검지회로는, 도1에 도시된 바와 같이, 녹색등상태신호의 입력라인(GI)과 적색등상태신호의 입력라인(RI)에 연결된 상태신호입력부(10)와, 일 측이 접지된 판단커패시터(C1)를 가지고 적색등상태신호의 입력라인(RI) 또는 녹색등상태신호의 입력라인(GI)에 하이레벨전압(5볼트 이하 동일)이 인가될 때 판단커패시터(C1)를 모순판단기준값으로 충전시키는 충전부(20)와, 충전부(20)의 충전동작을 제어하기 위한 인에이블부(40)와, 판단커패시터(C1)가 모순판단기준값으로 충전되었을 때 신호모순신호를 생성하여 신호모순처리부로 출력하는 모순신호생성부(30)를 갖고 있다.
상태신호입력부(10)는 녹색등상태신호의 입력라인(GI)에 연결된 입력인버터 (I1)와, 적색등상태신호의 입력라인(RI)에 연결된 입력다이오드(D1)로 구성되어 있다.
입력다이오드(D1)의 캐소드는 녹색등상태신호의 입력라인(GI)에 연결되어 있다. 이에 따라 적색등상태신호의 입력라인(RI)에 인가되는 하이레벨전압은 녹색등상태신호의 입력라인(GI)을 통해 입력인버터(I1)에 전달되나, 녹색등상태신호의 입력라인(GI)에 인가되는 하이레벨전압은 적색등상태신호의 입력라인(RI)에 전달되지 않게 된다.
충전부(20)는 판단커패시터(C1)이외 적색등상태신호의 입력라인(RI)에 연결된 PNP형 충전트랜지스터(TR1)와, 입력인버터(I1)에 연결된 NPN형 충전트랜지스터(TR2)와, PNP형 충전트랜지스터(TR1)의 컬렉터와 에미터사이에 연결된 제1충전저항(R1)과, NPN형 충전트랜지스터(TR2)의 컬렉터와 PNP형 충전트랜지스터(TR1)의 컬렉터사이에 연결된 제2충전저항(R2)을 포함하도록 구성되어 있다.
PNP형 충전트랜지스터(TR1)의 베이스는 전류제한저항 R5를 통해 적색등상태신호의 입력라인(RI)에 연결되어 있고, 에미터에는 5볼트의 전원전압(VCC)이 연결되어 있다.
NPN형 충전트랜지스터(TR2)의 베이스는 전류제한저항 R3 및 R4를 통해 입력인버터(I1)에 연결되어 있고, 에미터는 접지되어 있으며, 컬렉터는 판단커패시터(C1)에 연결되어 있다.
판단커패시터(C1)의 정전용량값 및 제1충전저항(R1)과 제2충전저항(R2)의 저 항값 은 다음과 같이 선택된다.
즉, PNP형 충전트랜지스터(TR1)가 온상태이고 NPN형 충전트랜지스터(TR2)가 오프상태일 때 판단커패시터(C1)에 대한 시상수 R2*C1이 녹색등의 신호불일치상태 허용지연시간(국내의 경우 400mm초)이 되고, PNP형 충전트랜지스터(TR1)와 NPN형 충전트랜지스터(TR2)가 모두 오프상태일 때 판단커패시터(C1)에 대한 시상수 (R1+R2)*C1이 적색등의 신호불일치상태 허용지연시간(국내의 경우 900mm초)이 될 수 있도록 선택된다.
이에 따라 모순판단기준값은 적색등상태신호의 입력라인(RI)에 하이레벨전압이 인가된 후 (R1+R2)*C1이 경과할 때 판단커패시터(C1)에 충전되는 전압값(이 값은 녹색등상태신호의 입력라인(GI)에 하이레벨전압이 인가된 후 R1*C1이 경과할 때 판단커패시터에 충전된 전압값과 동일함)이 된다.
인에이블부(40)는 상위제어부에 연결된 인에이블인버터(I6)와, 인에이블인버터(I6)와 NPN형 충전트랜지스터(TR2)사이에 연결된 인에이블다이오드(D3)로 구성되어 있다.
인에이블다이오드(D3)의 캐소드는 전류제한저항 R4를 통해 NPN형 충전트랜지스터(TR2)의 베이스에 연결되어 있다.
인에이블부(40)의 동작을 설명하면 다음과 같다.
상위제어부로부터 인에이블인버터(I6)에 로우레벨전압(제로볼트, 이하 동일)이 입력되면 NPN형 충전트랜지스터(TR2)의 베이스에 하이레벨전압이 인가되어 온상태가 되므로 판단커패시터(C1)는 충전될 수 없으나, 상위제어부로부터 인에이블인 버터(I6)에 하이레벨전압이 입력되면 NPN형 충전트랜지스터(TR2)는 오프상태가 되어 판단커패시터(C1)는 충전될 수 있다. 이에 따라 상위제어부로부터 인에이블인버터(I6)에 입력되는 전압의 크기를 조절하면 충전부(20)에서의 충전동작을 제어할 수 있게 된다.
모순신호생성부(30)는 판단커패시터(C1)에 연결된 제1신호생성인버터(I2)와, 신호모순처리부에 연결된 NPN형 신호생성트랜지스터(TR3)와, 제1신호생성인버터(I2)와 NPN형 신호생성트랜지스터(TR3)사이에 연결된 제1신호생성다이오드(D2), 입력저항(R6), 제2신호생성인버터(I3), 출력저항(R10), 제3신호생성인버터(I4) 및 모순상태해제부(31)로 구성되어 있다.
제1신호생성인버터(I2)는 신호모순기준값에 동작하도록 선택된다.
제1신호생성다이오드(D2)의 캐소드는 제1신호생성인버터(I2)의 출력단에 연결되어 있고, 애노드는 입력저항(R6)을 통해 5볼트의 전원전압에 연결되어 있다.
제2신호생성인버터(I3)의 입력단은 제1신호생성다이오드(D2)의 애노드에 연결되어 있다.
NPN형 신호생성트랜지스터(TR3)의 베이스는 제2신호생성인버터(I3)의 출력단에 전류제한저항 R9를 통해 연결되어 있고, 에미터는 접지되어 있다.
출력저항(R10)은 NPN형 신호생성트랜지스터(TR3)의 컬렉터에 연결되어 있다.
제3신호생성인버터(I4)는 전류제한저항 R7과 R8과 함께 폐루프를 이루도록 제2신호생성인버터(I3)에 연결되어 있다.
제3신호생성인버터(I4)의 출력은 제3신호생성인버터(I4)에 의해 하이레벨전 압이면 하이레벨전압으로, 로우레벨전압이면 로우레벨전압으로 고정되게 된다.
모순상태해제부(31)는 제2신호생성인버터(I3)의 출력단에 각각 연결된 모순상태해제커패시터(C2) 및 모순상태해제다이오드(D3)와, 상위제어부에 연결된 모순상태해제인버터(I5)로 구성되어 있다.
모순상태해제커패시터(C2)의 타 측은 접지되어 있다.
모순상태해제다이오드(D3)의 애노드는 제2신호생성인버터(I3)의 출력단에 연결되어 있다.
모순상태해제부(31)의 동작을 설명하면 다음과 같다.
초기에 전원전압이 공급될 때 모순상태해제커패시터(C2)는 R7*C2의 시상수로 충전되어 제2신호생성인버터(I3)의 출력이 하이레벨전압으로 급상승하는 것을 저지한다. 이에 따라 초기 전원전압 공급시 NPN형 신호생성트랜지스터(TR3)에 로우레벨전압이 입력되므로 신호모순신호가 신호모순처리부로 출력되는 것을 방지할 수 있게 된다.
그리고 모순상태해제커패시터(C2)는 제2신호생성인버터(I3)의 출력으로부터 하이레벨전압이 출력될 때 R7*C2의 시상수로 충전된다.
제2신호생성인버터(I3)로부터 하이레벨전압이 NPN형 신호생성트랜지스터(TR3)로 출력되는 상태에서(즉, 신호모순신호가 신호모순처리부로 출력되고 모순상태해제커패시터(C2)가 충전된 상태에서) 상위제어부로부터 하이레벨전압을 모순상태해제인버터(I5)에 인가시키면, 모순상태해제다이오드(D3)는 도통한다.
모순상태해제다이오드(D3)가 도통하면 모순상태해제커패시터(C2)에 충전된 전하는 모순상태해제다이오드(D3) 및 모순상태해제인버터(I5)를 통해 방전되고 이에 따라 제2신호생성인버터(I3)의 출력은 로우레벨전압으로 복귀하게 된다.
이러한 구성을 갖는 교통신호제어장치용 신호모순검지회로의 동작을 설명하면 다음과 같다. 설명의 편의를 위해 상위제어부로부터 인에이블인버터(I6)의 입력단에 하이레벨전압이 인가되어 충전부(20)에서의 충전동작이 가능한 상태에 있는 것으로 가정한다.
먼저 동작상태피드백부로부터 적색등상태신호의 입력라인(RI)을 통해 하이레벨전압의 신호불일치신호가 입력되고, 녹색등상태신호의 입력라인(GI)을 통해 로우레벨전압의 신호일치신호가 입력되는 경우 적색등상태신호의 입력라인(RI)에 입력되는 하이레벨전압에 의해 PNP형 충전트랜지스터(TR1)는 오프된다.
한편 NPN형 충전트랜지스터(TR2)는 적색등상태신호의 입력라인(RI)에 입력되는 하이레벨전압이 입력다이오드(D1)와 입력인버터(I1)를 통해 로우레벨전압으로 반전되어 베이스에 인가됨에 따라 오프상태를 계속 유지하게 된다.
이와 같이 PNP형 충전트랜지스터(TR1)와 NPN형 충전트랜지스터(TR2)가 오프된 상태에서 판단커패시터(C1)는 (R1+R2)*C1의 시상수로 모순판단기준값으로 충전된다.
다음에 동작상태피드백부로부터 녹색등상태신호의 입력라인(GI)을 통해 하이레벨전압의 신호불일치신호가 입력되고 적색등상태신호의 입력라인(RI)을 통해 로우레벨전압의 신호일치신호가 입력되는 경우 적색등상태신호의 입력라인(RI)에 입력되는 로우레벨전압의 신호일치신호에 의해 PNP형 충전트랜지스터(TR1)는 온된다.
한편 NPN형 충전트랜지스터(TR2)는 녹색등상태신호의 입력라인(GI)에 입력되는 하이레벨전압이 입력다이오드(D1)와 입력인버터(I1)를 통해 로우레벨전압으로 반전되어 베이스에 인가됨에 따라 오프상태를 계속 유지하게 된다.
이와 같이 PNP형 충전트랜지스터(TR1)가 온되고 NPN형 충전트랜지스터(TR2)가 오프된 상태에서 판단커패시터(C1)는 R2*C1의 시상수로 모순판단기준값으로 충전된다.
다음에 동작상태피드백부로부터 녹색등상태신호의 입력라인(GI)과 적색등상태신호의 입력라인(RI) 양쪽 모두를 통해 로우레벨전압의 신호일치신호가 입력되는 경우 녹색등상태신호의 입력라인(GI)에 입력되는 로우레벨전압이 하이레벨전압으로 반전되어 NPN형 충전트랜지스터(TR2)의 베이스에 인가되기 때문에 NPN형 충전트랜지스터(TR2)는 온된다.
이와 같이 NPN형 충전트랜지스터(TR2)가 온된 상태에서 판단커패시터(C1)는 충전되지 아니하므로 신호모순신호가 신호모순처리부로 출력되지 아니한다.
판단커패시터(C1)의 충전전압이 모순판단기준값에 도달하면, 제1신호생성다이오드(D2)는 도통하고 제2신호생성인버터(I3)에 로우레벨전압이 입력된다.
제2신호생성인버터(I3)에 로우레벨전압이 입력되면 즉, 제2신호생성인버터(I3)로부터 하이레벨전압이 출력되면 신호생성트랜지스터(TR3)는 온된다.
신호생성트랜지스터(TR3)가 온되면, 로우레벨전압의 신호모순신호가 신호모순처리부로 출력된다. 여기서 신호모순처리부로 신호모순신호가 출력되는 상태는 제3신호생성인버터(I4)에 의해 제2신호생성인버터(I3)의 출력이 하이레벨전압으로 고정됨으로써, 안정적으로 유지될 수 있다.
그리고 제2신호생성인버터(I3)로부터 하이레벨전압이 출력되는 동안 모순상태해제커패시터(C2)는 충전된다.
한편 신호모순신호가 신호모순처리부에 출력되는 상태는 전술한 바와 같이 상위제어부로부터 모순상태해제인버터(I5)에 하이레벨전압을 입력시킴으로써 해제시킬 수 있다.
한편 전술한 실시예에서는 적색등상태신호와 녹색등상태신호가 상호 영향을 미치도록 입력라인들을 구성하고 있으나, 적색등상태신호와 녹색등상태신호가 상호 분리되도록 구성하여 본 발명을 실시할 수 있다.
도2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 교통신호제어장치용 신호모순검지회로의 상세도이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 교통신호제어장치용 신호모순검지회로는, 도2에 도시된 바와 같이, 상태신호입력부(10'), 충전부(20'), 인에이블부(40') 및 모순신호생성부(30')의 전단 구성을 제외하고 본 발명의 일 실시예에 따른 교통신호제어장치용 신호모순검지회로와 동일한 구성을 갖고 있다. 이하 설명의 편의를 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 교통신호제어장치용 신호모순검지회로와 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 명칭과 번호를 사용하기로 한다.
상태신호입력부(10')는 적색등상태신호의 입력라인(RI)에 연결된 제1a입력인버터(I11)와, 녹색등상태신호의 입력라인(GI)에 연결된 제1b입력인버터(I12)로 구성되어 있다.
충전부(20')는 일측이 각각 접지된 제1a판단커패시터(C11) 및 제1b판단커패시터(C12)와, 제1a입력인버터(I11)에 연결된 NPN형 제1a충전트랜지스터(TR11)와, 제1b입력인버터(I12)에 연결된 NPN형 제1b충전트랜지스터(TR12)와, NPN형 제1a충전트랜지스터(TR11)의 컬렉터에 연결된 제1충전저항(R15)과, NPN형 제1b충전트랜지스터(TR12)의 컬렉터에 연결된 제2충전저항(R16)으로 구성되어 있다.
NPN형 제1a충전트랜지스터(TR11)의 베이스는 전류제한저항(R11, R12)을 통해 제1a입력인버터(I11)에 연결되어 있고, 에미터는 접지되어 있다.
그리고 NPN형 제1a충전트랜지스터(TR11)의 컬렉터는 제1a판단커패시터(C11)에 연결되어 있고, 제1충전저항(R15)을 통해 5볼트의 전원전압에 연결되어 있다.
NPN형 제1b충전트랜지스터(TR12)의 베이스는 전류제한저항(R13, R14)을 통해 제1b입력인버터(I12)에 연결되어 있고, 에미터는 접지되어 있다.
그리고 NPN형 제1b충전트랜지스터(TR12)의 컬렉터는 제1b판단커패시터(C12)에 연결되어 있고, 제2충전저항(R16)을 통해 5볼트의 전원전압이 인가되어 있다.
제1a충전저항(R15)의 저항값과 제1a판단커패시터(C11)의 정전용량값은 NPN형 제1a충전트랜지스터(TR11)가 오프상태일 때 제1a판단커패시터(C11)에 대한 시상수 R15*C11이 적색등의 신호불일치상태 허용지연시간(국내 900밀리초)이 되도록 결정할 수 있다.
이에 따라 적색등모순판단기준값은 적색등상태신호의 입력라인(RI)에 하이레벨전압이 입력된 후 R15*C11이 경과할 때 제1a판단커패시터(C11)에 충전되는 전압값이 된다.
그리고 제1b충전저항(R16)의 저항값과 제1b판단커패시터(C12)의 정전용량값은 NPN형 제1b충전트랜지스터(TR12)가 오프상태일 때 제1b판단커패시터(C12)에 대한 시상수 R16*C12가 녹색등의 신호불일치상태 허용지연시간(국내 400밀리초)이 되도록 결정할 수 있다.
이에 따라 녹색등모순판단기준값은 녹색등상태신호의 입력라인(GI)에 하이레벨전압이 인가된 후 R15*C12가 경과할 때 제1b판단커패시터(C12)에 충전되는 전압값이 된다.
인에이블부(40')는 상위제어부에 연결된 인에이블인버터(I15)와, 인에이블인버터(I15)와 NPN형 제1a충전트랜지스터(TR11) 및 NPN형 제1b충전트랜지스터(TR12)사이에 각각 연결된 제1a인에이블다이오드(D11) 및 제1b인에이블다이오드(D12)로 구성되어 있다.
제1a인에이블다이오드(D11)의 캐소드는 전류제한저항 R12를 통해 NPN형 제1a충전트랜지스터(TR11)의 베이스에 연결되어 있다.
제1b인에이블다이오드(D12)의 캐소드는 전류제한저항 R14를 통해 NPN형 제1b충전트랜지스터(TR12)의 베이스에 연결되어 있다.
인에이블부(40')의 동작을 설명하면 다음과 같다.
상위제어부로부터 인에이블인버터(I15)에 로우레벨전압이 입력되면 제1a충전트랜지스터(TR11)는 온되어 제1a판단커패시터(C11)를 충전시킬 수 없으나, 상위제어부로부터 인에이블인버터(I15)에 하이레벨전압이 인가되면 제1a충전트랜지스터(TR11)는 오프되어 제1a 판단커패시터(C11)를 충전시킬 수 있게 된다.
이러한 인에이블부(40')의 동작은 제1b충전트랜지스터(TR12)와 제1b판단커패시터(C12)에 대해서도 동일하게 설명할 수 있다.
이에 따라 상위제어부로부터 인에이블인버터(I15)에 입력되는 전압의 크기를 조절하면 충전부(30')에서의 충전동작을 제어할 수 있게 된다.
모순신호생성부(30')의 전단은 제1a판단커패시터(C11)에 연결된 제1a신호생성인버터(I13)와, 제1b판단커패시터(C12)에 연결된 제1b신호생성인버터(I14)와, 제2신호생성인버터(I3)와 제1a신호생성인버터(I13) 및 제1b신호생성인버터(I14)사이에 각각 연결된 제1a신호생성다이오드(D13) 및 제1b신호생성다이오드(D14)로 구성되어 있다.
제1a신호생성인버터(I13)는 적색등신호모순기준값에 동작하도록 선택되고, 제1b신호생성인버터(I14)는 녹색등신호모순기준값에 동작하도록 선택된다.
제1a신호생성다이오드(D13)의 캐소드는 제1a신호생성인버터(I13)의 출력단에 연결되어 있고, 애노드는 입력저항(R6)을 통해 5볼트의 전원전압에 연결되어 있다.
제1b신호생성다이오드(D14)의 캐소드는 제1b신호생성인버터(I14)의 출력단에 연결되어 있고, 애노드는 입력저항(R6)을 통해 5볼트의 전원전압에 연결되어 있다.
그리고 제1a신호생성다이오드(D13)의 애노드와 제1b신호생성다이오드(D14)의 애노드는 제2신호생성인버터(I3)에 연결되어 있다.
이러한 구성을 갖는 교통신호제어장치용 신호모순검지회로의 동작을 설명하면 다음과 같다. 모순신호생성부(30)의 동작은 본 발명의 일 실시예에 따른 교통신호제어장치용 신호모순검지회로의 경우와 동일하므로 생략하기로 한다. 설명의 편 의를 위해 상위제어부로부터 인에이블인버터(I15)에 하이레벨전압이 입력되어 충전부(20')에서의 충전동작이 가능한 상태에 있는 것으로 가정한다.
적색등상태신호의 입력라인(RI)을 통해 하이레벨전압의 신호불일치신호가 입력되면, 제1a충전트랜지스터(TR11)의 베이스에 로우레벨전압이 인가되므로 오프된다.
제1a충전트랜지스터(TR11)의 오프상태에서 제1a판단커패시터(C11)는 R15*C11의 시상수로 적색등모순판단기준값으로 충전된다.
한편 적색등상태신호의 입력라인(RI)을 통해 로우레벨전압의 신호일치신호가 입력되면, 제1a충전트랜지스터(TR11)의 베이스에 하이레벨전압이 인가되어 온상태가 되므로 제1a판단커패시터(C11)에는 충전이 이루어지지 아니한다.
그리고 녹색등상태신호의 입력라인(GI)을 통해 하이레벨전압의 신호불일치신호가 입력되면, 제1b충전트랜지스터(TR12)의 베이스에 로우레벨전압이 인가되므로 오프된다.
제1b충전트랜지스터(TR12)의 오프상태에서 제1b판단커패시터(C12)는 R16*C12의 시상수로 녹색등모순판단기준값으로 충전된다.
한편 녹색등상태신호의 입력라인(GI)을 통해 로우레벨전압의 신호일치신호가 입력되면, 제1b충전트랜지스터(TR12)의 베이스에 하이레벨전압이 인가되므로 온되고 제1b판단커패시터(C12)에는 충전이 이루어지지 아니한다.
제1a판단커패시터(C11)가 적색등모순판단기준값으로 충전될 때 제1a신호생성다이오드(D13)는 도통하게 되고, 제1b판단커패시터(C12)가 녹색등모순판단기준값 으로 충전될 때 제1b신호생성다이오드(D14)는 도통한다.
제1a신호생성다이오드(D13) 또는 제1b신호생성다이오드(D14)가 도통하면, 제2신호생성인버터(I3)에 로우레벨전압이 입력된다.
제2신호생성인버터(I3)에 로우레벨전압이 입력되면, 신호생성트랜지스터(TR3)가 온되므로 신호모순처리부에 로우레벨전압의 신호모순신호가 출력된다.
한편 전술한 실시예들에서는 신호모순상태를 유지하고 해제하는 동작을 별도의 소자를 사용하여 구현하고 있으나, 플립플립소자를 사용하여 구현할 수 있다.
도3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 교통신호제어장치용 신호모순검지회로의 상세도이다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 교통신호제어장치용 신호모순검지회로는, 도3에 도시된 바와 같이, 모순신호생성부(30')를 제외하고 본 발명의 일 실시예에 따른 교통신호제어장치용 신호모순검지회로와 동일한 구성을 갖고 있다. 이하 설명의 편의를 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 교통신호제어장치용 신호모순검지회로와 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 명칭과 번호를 사용하기로 한다.
모순신호생성부(30')는 판단커패시터(C1)에 연결된 제1'신호생성인버터(I21)와, 제1'신호생성인버터(I21)에 프리세트단자(PR)가 연결된 D플립플롭(FF1)과, D플립플롭(FF1)에 연결된 NPN형 제2신호생성트랜지스터(TR21) 및 제2'신호생성인버터(I22)와, NPN형 제2신호생성트랜지스터(TR21)의 컬렉터에 연결된 출력저항(R21)으로 구성되어 있다.
D플립플롭(FF1)의 입력단자(D)와 클럭단자(CLK)는 접지되어 있으며, 반전출 력단자는 개방되어 있다.
NPN형 제2신호생성트랜지스터(TR21)의 베이스는 전류제한저항 R22를 통해 D플립플롭(FF1)의 정상출력단자(Q)에 연결되어 있고, 에미터는 접지되어 있으며, 컬렉터는 출력저항(R21)을 통해 5볼트의 전원전압에 연결되어 있다.
제2'신호생성인버터(I22)는 D플립플롭(FF1)의 클리어단자(CL)와 상위제어부에 각각 연결되어 있다.
이러한 구성을 갖는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 교통신호제어장치용 신호모순검지회로는 모순신호생성부(30')의 동작을 제외하고 본 발명의 일 실시예에 따른 교통신호제어장치용 신호모순검지회로와 동일하게 동작한다.
모순신호생성부(30')의 동작을 설명하면 다음과 같다.
판단커패시터(C1)가 모순판단기준값으로 충전되면, 제1'신호생성인버터(I21)를 통해 D플립플롭(FF1)의 프리세트단자에 로우레벨전압이 인가되고 정상출력단자로부터 하이레벨전압이 출력된다.
D플립플롭(FF1)의 정상출력단자로부터 출력된 하이레벨전압에 의해 제2신호생성트랜지스터(TR21)는 온된다.
제2신호생성트랜지스터(TR21)가 온상태가 되면, 신호모순처리부에 로우레벨전압의 신호모순신호가 출력된다. 여기서 신호모순처리부에 로우레벨전압의 신호모순신호가 출력되는 상태는 D플립플롭(FF1)의 클리어단자에 로우레벨전압이 인가될 때까지 계속된다.
신호모순신호가 신호모순처리부에 출력되는 상태를 해제시키고자 할 경우에 는 제2'신호생성인버터(I22)에 하이레벨전압을 입력한다.
제2'신호생성인버터(I22)에 하이레벨전압이 입력되면, D플립플롭(FF1)의 클리어단자에 로우레벨전압이 인가되고 정상출력단자로부터 로우레벨전압이 출력된다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예들에 따르면, 소형이고 저가인 아날로그 또는 디지털소자를 사용하여 신호모순을 검지할 수 있도록 함으로써, 설치공간을 줄이고 경제성을 향상시킬 수 있게 된다.
따라서 본 발명에 따르면, 소형이고 저가인 아날로그 또는 디지털소자를 사용하여 설치공간을 줄이고 경제성을 향상시킬 수 있다.

Claims (5)

  1. 적색등 및 녹색등에 점등전력을 공급하는 전력공급부와, 소정의 교통신호주기에 기초하여 상기 적색등과 상기 녹색등이 교대로 점등되도록 상기 전력공급부의 전력공급동작을 제어하는 점등제어부와, 상기 적색등과 상기 녹색등의 동작상태를 검출하는 검출부와, 상기 검출부의 검출결과 및 상기 교통신호주기에 기초하여 신호일치여부를 판단하고 상기 적색등과 상기 녹색등 각각에 대하여 신호일치상태는 로우레벨전압으로 나타나고 신호불일치상태는 하이레벨전압으로 나타나도록 적색등상태신호와 녹색등상태신호를 생성하는 동작상태피드백부와; 상기 적색등 및 상기 녹색등의 신호불일치상태가 소정의 허용지연시간이상 계속됨을 나타내는 신호모순신호에 기초하여 신호모순상태를 처리하는 신호모순처리부를 갖는 교통신호제어장치에 설치되어 상기 신호모순처리부에 상기 신호모순신호를 출력하는 교통신호제어장치용 신호모순검지회로에 있어서,
    상기 녹색등상태신호의 입력라인에 연결된 입력인버터와, 상기 적색등상태신호의 입력라인에 인가되는 하이레벨전압이 상기 입력인버터에 입력되도록 상기 녹색등상태신호의 입력라인에 연결된 입력다이오드를 갖는 상태신호입력부와;
    일 측이 접지된 판단커패시터와 상기 적색등상태신호의 입력라인에 베이스가 연결된 PNP형 충전트랜지스터와 상기 입력인버터의 출력단에 베이스가 연결되고 에미터는 접지되며 컬렉터는 상기 판단커패시터에 연결된 NPN형 충전트랜지스터와 상기 PNP형 충전트랜지스터의 컬렉터와 에미터사이에 연결된 제1충전저항과 상기 NPN 형 충전트랜지스터의 컬렉터와 상기 PNP형 충전트랜지스터의 컬렉터사이에 연결된 제2충전저항을 가지고, 상기 적색등상태신호의 입력라인에 인가되는 하이레벨전압이 상기 적색등의 허용지연시간을 넘어 계속될 때 상기 판단커패시터를 신호모순기준값으로 충전시키고 상기 녹색등상태신호의 입력라인에 인가되는 하이레벨전압이 상기 녹색등의 허용지연시간을 넘어 계속될 때 상기 판단커패시터를 상기 모순판단기준값으로 충전시키는 충전부와;
    상기 판단커패시터가 상기 모순판단기준값으로 충전되었을 때 상기 신호모순신호를 상기 신호모순처리부로 출력하는 모순신호생성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 교통신호제어장치용 신호모순검지회로.
  2. 적색등 및 녹색등에 점등전력을 공급하는 전력공급부와, 소정의 교통신호주기에 기초하여 상기 적색등과 상기 녹색등이 교대로 점등되도록 상기 전력공급부의 전력공급동작을 제어하는 점등제어부와, 상기 적색등과 상기 녹색등의 동작상태를 검출하는 검출부와, 상기 검출부의 검출결과 및 상기 교통신호주기에 기초하여 신호일치여부를 판단하고 상기 적색등과 상기 녹색등 각각에 대하여 신호일치상태는 로우레벨전압으로 나타나고 신호불일치상태는 하이레벨전압으로 나타나도록 적색등상태신호와 녹색등상태신호를 생성하는 동작상태피드백부와; 상기 적색등 및 상기 녹색등의 신호불일치상태가 소정의 허용지연시간이상 계속됨을 나타내는 신호모순신호에 기초하여 신호모순상태를 처리하는 신호모순처리부를 갖는 교통신호제어장치에 설치되어 상기 신호모순처리부에 상기 신호모순신호를 출력하는 교통신호제어 장치용 신호모순검지회로에 있어서,
    상기 적색등상태신호의 입력라인에 연결된 제1a입력인버터와, 상기 녹색등상태신호의 입력라인에 연결된 제1b입력인버터를 갖는 상태신호입력부와;
    각각 일 측이 접지된 제1a판단커패시터 및 제1b판단커패시터와 상기 제1a입력인버터에 베이스가 연결되고 에미터는 접지되며 컬렉터는 상기 제1a판단커패시터에 연결된 된 NPN형 제1a충전트랜지스터와 상기 제1b입력인버터에 베이스가 연결되고 에미터는 접지되며 컬렉터는 상기 제1b판단커패시터에 연결된 NPN형 제1b충전트랜지스터와 상기 NPN형 제1a충전트랜지스터의 컬렉터에 연결된 제1a충전저항과 상기 NPN형 제1b충전트랜지스터의 컬렉터에 연결된 제1b충전저항을 가지고, 상기 적색등상태신호의 입력라인에 인가되는 하이레벨전압이 상기 적색등의 허용지연시간을 넘어 계속될 때 상기 제1a판단커패시터를 적색등신호모순기준값으로 충전시키고 상기 녹색등상태신호의 입력라인에 인가되는 하이레벨전압이 상기 녹색등의 허용지연시간을 넘어 계속될 때 상기 제1b판단커패시터를 녹색등모순판단기준값으로 충전시키는 충전부와;
    상기 제1a판단커패시터가 상기 적색등모순판단기준값으로 충전되거나 상기 제1b판단커패시터가 상기 녹색등모순판단기준값으로 충전되었을 때 상기 신호모순처리부로 출력하는 모순신호생성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 교통신호제어장치용 신호모순검지회로.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 모순신호생성부는 입력단이 상기 판단커패시터에 연결되고 상기 신호모순기준값에 동작하는 제1신호생성인버터와, 캐소드가 상기 제1신호생성인버터의 출력단에 연결된 제1신호생성다이오드와, 상기 제1신호생성다이오드의 애노드에 연결된 입력저항과, 입력단이 상기 제1신호생성다이오드의 애노드에 연결된 제2신호생성인버터와, 상기 제2신호생성인버터의 출력단에 베이스가 연결되고 에미터는 접지된 NPN형 신호생성트랜지스터와, 상기 NPN형 신호생성트랜지스터의 컬렉터에 연결된 출력저항을 포함하는 것을 특징으로 하는 교통신호제어장치용 신호모순검지회로.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 모순신호생성부는 폐루프를 이루도록 상기 제2신호생성제인버터에 연결된 제3신호생성인버터와, 애노드가 상기 제2신호생성인버터의 출력단에 연결된 모순상태해제다이오드와 출력단이 상기 모순상태해제다이오드의 캐소드에 연결된 모순상태해제인버터와 일 측은 접지되고 타 측은 상기 모순상태해제다이오드의 애노드에 연결된 모순상태해제커패시터를 가지고 상기 제2신호생성인버터의 출력을 로우레벨전압으로 복귀시키는 모순상태해제부를 더 포함하는 것을 교통신호제어장치용 신호모순검지회로.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 모순신호생성부는 입력단이 상기 판단커패시터에 연결되고 상기 신호모 순기준값에 동작하는 제1신호생성인버터와, 프리세트입력단자가 상기 제1신호생성인버터의 출력단에 연결된 D플립플롭과, 상기 D플립플롭의 클리어입력단자에 연결된 모순상태해제인버터와, 상기 D플립플롭의 정상출력단자에 베이스가 연결되고 에미터는 접지된 NPN형 신호생성트랜지스터와, 상기 NPN형 신호생성트랜지스터의 컬렉터에 연결된 출력저항을 포함하는 것을 특징으로 하는 교통신호제어장치용 신호모순검지회로.
KR1020050029879A 2005-04-11 2005-04-11 교통신호제어장치용 신호모순검지회로 KR100684880B1 (ko)

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