KR930004496B1

KR930004496B1 - 양방향 데이타 통신회로

Info

Publication number: KR930004496B1
Application number: KR1019900015094A
Authority: KR
Inventors: 김도완
Original assignee: 삼성전자주식회사; 정용문
Priority date: 1990-09-22
Filing date: 1990-09-22
Publication date: 1993-05-27
Also published as: KR920007389A

Abstract

내용 없음.

Description

양방향 데이타 통신회로

제1도는 종래의 회로도.

제2도는 본 발명의 회로도.

제3도 및 제4도는 본 발명의 동작 파형도.

본 발명은 통신 시스템에 있어서 양방향 데이타 송수신 회로에 관한 것으로, 특히 단일 전원을 사용하여 절연 특성을 갖는 2선식 양방향 데이타 통신 회로에 관한 것이다.

일반적으로 통신기기간의 데이타의 송수신시 접지를 공통으로 할 경우 외부 낙뢰등에 의해 양쪽 기기의 주요부가 동시에 손상을 입게되는 경우가 있었다. 또한 다른 한쪽의 기기 이상이 상기와 같은 공통 접지로 인해 타기기의 내부 회로에 고장을 유도하게 되는 문제점이 있었다.

종래의 공통 접지 방식의 일예를 설명하면, 제1도에 도시된 바와 같이 모기측에서 데이타를 전송하기 위해 제1송신단자(Tx1)를 통해 발광다이오드(LD1)를 구동하면 수광 트랜지스터(PQ1)가 턴온된다. 그러므로 상기 수광 트랜지스터(PQ1)의 에미터단으로 제1전원(V1)이 출력된다. 이 출력은 발광다이오드(LD2) 및 저항(R1)을 통해 제2전원(-V2)으로 흐르고, 동시에 전송선로를 통해 저항(R2) 및 발광다이오드(LD3)를 통해 접지 단자로 흐르게 된다. 그 결과 수광 트랜지스터(PQ3)가 턴온되어 제2수신단자(Rx2)를 통해 자기측에서 상기 모기측으로부터 송신되는 데이타를 수신하게 된다. 반대로 자기측에서 모기측으로 데이타를 전송하기 위해서 제2송신단자(Tx2)를 통해 발광다이오드(LD4)에 전류를 흘리며, 수광 트랜지스터(PQ4)가 턴온되어 접지로 부터 전류가 흘러, 상기 발광다이오드(LD2)를 구동한다. 그 결과 상기 수광 트랜지스터(PQ2)가 턴온되어 제1수신단자(RX1)를 통해 모기측에서 상기 자기측으로부터 송신된 데이타를 수신하게 된다. 그러나 상기와 같은 종래의 기술은 제1 및 제2전원(+전원 : V1, -전원 : V2)을 가지므로 회로가 복잡해지는 문제점이 있었다.

또한 모기측에서 데이타를 전송할 때 제2전원(-V2)쪽으로 전류가 공급되므로 발광다이오드(LD2)가 턴온되고, 동시에 수광 트랜지스터(PQ2)가 턴온되어 보내는 데이타가 자신에게 되돌아오는 에코가 발생하여 회로의 오동작을 유발하는 단점이 있었다.

또한 전송선로가 길어지면 데이타를 보내는 쪽보다 받는쪽의 저항 성분이 커지게 되고, 이로 인해 받는 쪽의 발광다이오드가 턴온되지 않는 위험이 많을 뿐더러 포토 트랜지스터 2개를 턴온시켜야 하므로 소비전류의 양도 그 만큼 커지게 되는 문제점도 있었다.

여기서 모기측이라 하면 먼저 통신을 주관하는 쪽을 의미하며, 자기측은 모기측의 명령에 따라 데이타를 처리하는 쪽을 의미하고, 예를 들어 PC와 팩시밀리간의 통신을 가정할 경우 PC를 모기측이라 하면 팩시밀리를 자기측으로 볼 수 있다.

그러므로 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위해서는 통신기기 상호간의 통신을 외부의 영향으로부터 분리시키고, 다른 기기의 이상이 또다른 기기의 주요부에 손상을 미치는 것을 막을 수 있는 기술의 개발이 중요한 과제로 대두되기에 이르렀다.

따라서 본 발명의 목적은 단일 전원을 사용하여 전기적으로 절연 특성을 갖는 절전형 2선식 양방향 데이타 통신회로를 제공함에 있다.

이하 본 발명을 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 제2도는 본 발명의 회로도로써, 제어단자(CNTL)에 베이스가 접속되고, 모기측의 송신단자(Tx1)에 에미터가 접속된 제2트랜지스터(Q2)와, 모기측의 제1전원단자(Vcc1)와 상기 제2트랜지스터(Q2)의 콜렉터 사이에 접속된 전류제한 저항(R1)과, 상기 제어단자(CNTL)에 접속된 인버터(INV)와, 상기 인버터(INV)의 출력단에 베이스가 접속되고, 모기측의 수신단자(Rx1)에 에미터가 접속된 제1트랜지스터(Q1)와, 모기측의 제2전원 단자(Vcc2)와 상기 제1트랜지스터(Q1)의 콜렉터 사이에 접속된 전류제한 저항(R5)과, 상기 모기측의 수신단자(Rx1)에 콜렉터가 접속되고, 상기 모기측의 송신단자(Tx1)에 에미터가 접속되며, 소정의 빛을 받아 동작하는 제1수광 트랜지스터(TR1)와, 자기측의 송신단자(Tx2)에 캐소드가 접속되고, 전류 제한 저항(R4)에 애노드가 접속되며, 빛을 발하여 상기 제1수광 트랜지스터(TR1)의 동작을 제어하는 제1발광다이오드(D1)와, 상기 제1발광다이오드(D1)의 애노드와 제4전원단자(Vcc4) 사이에 접속된 상기 전류제한 저항(R4)과, 제3전원단자(Vcc3)에 콜렉터가 접속되고, 자기측의 수신단자(Rx2)에 에미터가 접속되어 소정의 빛을 받아 동작하는 제2수광 트랜지스터(TR2)와, 상기 제2수광 트랜지스터(TR2)의 에미터와 접지 사이에 접속된 저항(R3)과, 상기 모기측의 송신단자(Tx1)가 저항(R2)을 통해 애노드에 접속되고, 캐소드가 상기 모기측의 수신단자(Rx1)에 접속되며, 빛을 발하여 상기 제2수광트랜지스터(TR2)의 동작을 제어하는 제2발광다이오드(D2)로 구성된다.

제3도 및 제4도는 본 발명의 동작 파형도로써, 제3도는 모기측의 송신단자(Tx1)에서 데이타를 송신할시 자기측의 수신단자(RX2)에서 상기 데이타를 수신하는 동작을 파형으로 표시한 것으로, (3a)는 모기측의 송신단자(TX1)의 전압 레벨을 나타낸 것이고, (3b)는 자기측의 수신단자(RX2)의 전압 레벨을 나타낸 것이다.

제4도는 자기측의 송신단자(TX2)에서 데이타를 송신할 시 모기측의 수신단자(RX1)에서 상기 데이타를 수신하는 동작을 파형으로 표시한 것으로, (4a)는 자기측의 송신단자(TX2)의 전압레벨을 나타낸 것이고, (4b)는 모기측의 수신단자(RX1)의 전압레벨을 나타낸 것이다.

상기한 구성에 의거 본 발명을 상세히 설명한다.

제2도에서 모기측의 제1전원단자(Vcc1-VCC2)와 자기측의 제3-제4전원단자(Vcc3-Vcc4)로 공급되는 전원은 5V의 단일전원이 되며, 접지는 자기쪽만 갖게된다.(여기서 단일전원은 모기측과 자기측의 전원 장치에서 각각 공급되는 5V의 전원이다.) 송신시에는 모기측의 수신단자(RX1)가 접지가 되고, 수신시는 모기측의 송신단자(TX1)가 접지가 되는 교호접지 방식을 취하도록 구현한다.

그리고 데이타를 전송하는 선로는 2선으로 양방향 통신을 구현하고, 데이타의 수집은 제1 및 제2광결합기(ISO1,ISO2)가 담당토록 하여 모기측과 자기측을 전기적으로 절연시킨다.

한편 모기측은 제어단자(CNTL)를 갖고, 상기 제어단자(CNTL)에 직접 접속된 제2트랜지스터(Q2)와, 상기 제어단자(CNTL)에 인버터(INV)를 통해 접속된 제1트랜지스터(Q1)를 제어하여 전류방향을 전환시킴으로써 데이타를 송수신한다.

먼저 모기측의 데이타를 전송하고, 자기측이 이를 수신하는 과정을 설명하면 하기와 같다. 모기측이 데이타를 전송하기 위해 모기측의 수신단자(RX1)를 로우상태로 한 후 제어단자(CNTL)를 통해 송신제어신호인 하이상태를 입력시킬 경우를 가정하면, 이때 상기 제어단자(CNTL)에 베이스가 접속된 제2트랜지스터(Q2)는 턴온된다. 그러므로 모기측의 제1전원단자(Vcc 1)로부터 전류제한 저항(R1)을 통해 상기 제2트랜지스터(Q2)의 콜렉터로 공급되는 전압은 엠미터를 거쳐 선로상에 인가된다.

그러나 제1트랜지스터(Q1)는 제어단자(CNTL)에 공급된 하이상태 신호가 인버터(INV)를 통해 반전되어 베이스로 공급되는 관계로 턴오프 상태를 유지한다. 이때 모기측에서는 상기 송신단자(TX1)를 통해 데이타를 송신한다. 상기 모기측의 송신단자(TX1)가 하이상태일 경우 전류는 상기 모기측의 송신단자(TX1)쪽으로 흐르지 못하고 선로를 따라 저항(R2)를 통해 흐르게 된다. 이 전류는 제2광결합기(OPTO-COUPLER)(ISO2)의 제2발광다이오드(D2)로 흘러 상기 제2발광다이오드(D2)를 점등시키고, 모기측의 수신단자(RX1)로 귀환하는 전류귀환 방식을 취한다.

한편 상기 제2광결합기(IOS2)의 제2발광다이오드(D2)가 점등되면 제1수광트랜지스터(TR2)에 빛을 공급하여 상기 제2수광트랜지스터(TR2)을 턴온 시킨다. 그러므로 제3전원단자(Vcc3)로부터 공급되는 전원이 상기 제2수광트랜지스터(TR2)로 흘러 풀 다운(full down)된 저항(R3)에 인가됨으로써 자기측의 수신단자(RX2)를 통해 하이상태의 데이타를 수신하게 된다.

다음으로 모기측의 송신단자(Tx1)가 로우상태인 경우를 가정하면, 전술한 바와 같이 컨트롤단자(CNTL)가 하이상태이므로 제2트랜지스터(Q2)는 턴온상태이다. 그러나 상기 제2트랜지스터(Q2)의 에미터로 흐르는 전압은 모기측의 송신단자(Tx1)가 로우상태이므로 전류제한 저항(R2)으로 인해 선로로 흐르지 못하고, 모기측의 송신단자(Tx1)쪽으로 전류가 흐르게 된다. 그러므로 제2광결합기(ISO2)의 제2발광다이오드(D2)는 턴오프되고, 이로인해 상기 제2수광트랜지스터(TR2)가 턴오프되어 자기측의 수신단자(Rx2)에는 로우상태의 데이타를 수신하게 된다. 이에 대한 타이밍 관계는 제3도에 나타낸 바와 같다.

상기와 같이 모기측의 송신단자(Tx1)의 로우 혹은 하이상태는 자기측의 수신단자에 그대로 나타게 되어 데이타를 송수신하게 된다. 이때 자기측의 송신단자(TX2)는 하이상태를 유지하므로 제4전원단자(Vcc4)로 부터 공급되는 전원의 전류가 흐르지 못하여 제1광결합기(ISO1)는 턴오프 된다. 그러므로 에코현상(송신 데이타가 수신측으로 되돌아오는 메아리현상)을 막게 된다.

다음은 자기측에서 데이타를 송신하고, 모기측에서 데이타를 수신하는 과정을 살펴본다.

모기측에서는 전송하고자 하는 데이타를 자기측에 모두 보낸후에 제어단자(CNTL)를 통해 수신제어신호인 로우상태를 입력하게 되며, 제2트랜지스터(Q2)를 턴오프시키고 반대로 제1트랜지스터(Q1)는 턴온시키며, 모기측의 송신단자(TX1)가 로우상태를 유지하도록 한다.

먼저 자기측의 송신단자(TX2)가 하이상태일 경우를 살펴보면, 상기 자기측의 송신단자(Tx2)가 하이상태이므로 제1광결합기(ISO1)의 제1발광다이오드(D1)는 턴오프 된다. 상기 제1발광다이오드(D1)가 턴오프되면 제1수광트랜지스터(TR1) 역시 오프상태를 유지한다. 이때 모기측의 제2전원단자(Vcc2)로 공급되는 전원은 전류제한 저항(R5)을 통해 흐르게 되어 모기측의 수신단자(Rx1)를 하이상태로 유지하게 한다.

반대로 상기 자기측의 송신단자(Tx2)가 로우상태가 되는 경우는 상기 제1광결합기(ISO1)의 제1발광다이오드(D1가 도통되어 전류가 흐르게 되고, 이 빛에 의해 제1수광트랜지스터(TR1)가 턴온된다. 이때 모기측의 제2전원단자(Vcc2)로 공급되는 전원은 턴온된 제1트랜지스터(Q1)을 통해 상기 제1수광트랜지스터(TR1)를 지나 모기측의 송신단자(Tx1)로 인가되므로, 상기 모기측의 수신단지(Rx1)는 로우상태가 된다. 그리고 상기 모기측의 송신단자(Tx1)로 인가되는 전원은 제2광결합기(ISO2)의 제2발광다이오드(D2)를 턴온시킬 수 없는데 이는 전류흐름 제한 저항(R2)때문이다.

그러므로 자기측의 송신단자(Tx2)단자의 로우 혹은 하이상태에 따라 모기측의 수신단자(RX1)가 로우 혹은 하이상태를 각각 나타냄으로써, 데이타를 송수신할 수 있게 된다. 이에 대한 타이밍 관계는 제4도에 도시된 바와 같다.

상술한 바와 같이 단일 전원을 사용하여 모기측과 자기측간의 데이타 전송을 2선식으로 수행토록 함으로써 회로의 안정을 기하여 정확한 동작이 가능할 뿐 아니라, 회로의 결선을 간단히 할 수 있어 구성의 간단화 및 비용절감 효과를 얻을 수 있다.

또한 광학적 결합방식에 의해 모기측과 자기측이 전기적으로 절연되어 있으므로 인해 선로의 이상, 전기적 충격, 타기기에 미치는 영향 및 고전압으로 부터 기기의 고장을 대폭적으로 감소시킬 수 있고, 불의한 고장이 발생할지라도 광결합기의 교체로 기기를 다시 정상적으로 동작시킬 수 있어 기기의 신뢰성, 내구성 효율을 극대화 할 수 있는 이점이 있다.

Claims

모기측에 송신단자(TX1)와 수신단자(RX1)를 가지며, 자기측에 송신단자(TX2)와 수신단자(RX2)를 가지는 양방향 데이타 송수신 시스템에 있어서, 상기 모기측의 데이타 전송모드에 따라 송신 혹은 수신제어 신호를 입력하는 제어단자(CNTL)와, 상기 제어단자(CNTL)로 공급되는 송신 또는 수신제어신호를 받아 데이타 전송 방향을 결정하기 위해 상기 모기측의 송신단자(Tx1)나 상기 모기측의 수신단자(Rx1)를 접지되도록 제어하는 데이타전송방향 제어수단과, 상기 데이타전송방향 제어수단에서 상기 모기측의 수신단자(Rx1)를 접지 시킬시, 상기 모기측의 송신단자(Tx1)를 통해 전송되는 데이타를 상기 자기측의 수신단자(Rx2)로 전달하는 제1데이타 전달 수단과, 상기 데이타전송방향 제어수단에서 상기 모기측의 송신단자(Tx1)를 접지 시킬시, 상기 자기측의 송신단자(Tx2)를 통해 전송되는 데이타를 상기 모기측의 수신단자(RX1)로 전달하는 제2데이타 전달 수단으로 구성됨을 특징으로 하는 양방향 데이타 통신회로.
제1항에 있어서, 상기 데이타전송방향 제어수단이, 상기 제어단자(CNTL)에 베이스가 접속되고, 모기측의 제1전원단자(Vcc1)에 콜렉터가 접속되며, 상기 모기측의 송신단자(Tx1)에 에미터가 접속된 제2트랜지스터(Q2)와, 상기 제어단자(CNTL)에 접속된 인버터(INV)와, 상기 인버터(INV)의 출력단에 베이스가 접속되고, 상기 모기측의 수신단(RX1)에 에미터가 접속되며, 모기측의 제2전원단(Vcc2)가 콜렉터에 접속된 제1트랜지스터(Q1)로 구성됨을 특징으로 하는 양방향 데이타 통신회로.
제2항에 있어서, 상기 제1데이타 전달 수단이, 제2광결합기(ISO2)로 구성됨을 특징으로 하는 양방향 데이타 통신회로.
제3항에 있어서, 상기 제2데이타 전달 수단이, 제1광결합기(ISO1)로 구성됨을 특징으로 하는 양방향 데이타 통신회로.
제4항에 있어서, 상기 제1광결합기(ISO1)가, 상기 모기측의 수신단자(Rx1)에 콜렉터가 접속되고, 상기 모기측의 송신단자(Tx1)에 에미터가 접속되며, 소정의 빛을 받아 동작하는 제1수광 트랜지스터(TR1)와, 상기 자기측의 송신단자(Tx2)에 캐소드가 접속되고, 자기측의 제4전원단자(Vcc4)에 애노드가 접속되며, 빛을 발하여 상기 제1수광 트랜지스터(TR1)의 동작을 제어하는 제1발광다이오드(D1)로 구성됨을 특징으로 하는 양방향 데이타 통신회로.
제3항에 있어서, 상기 제2광결합기(ISO2)가, 모기측의 제3전원단자(Vcc3)에 콜렉터가 접속되고, 상기 자기측의 수신단자(Rx2)에 에미터가 접속되어 소정의 빛을 받아 동작하는 제2수광트랜지스터(TR2)와, 상기 모기측의 송신단자(Tx1)에 애노드가 접속되고, 상기 모기측의 수신단자(Rx1)에 캐소드가 접속되며, 빛을 발하여 상기 제2수광트랜지스터(TR2)의 동작을 제어하는 제2발광다이오드(D2)로 구성됨을 특징으로 하는 양방향 데이타 통신회로.