WO2010038480A1

WO2010038480A1 - 伝送入力回路

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Publication number: WO2010038480A1
Application number: PCT/JP2009/005116
Authority: WO
Inventors: 栗本光広
Original assignee: ホーチキ株式会社
Priority date: 2008-10-02
Filing date: 2009-10-02
Publication date: 2010-04-08
Also published as: AU2009298996A1; EP2352134B1; AU2009298996B2; EP2352134A1; CN102105917B; EP2352134A4; JP5275360B2; JPWO2010038480A1; US20110187415A1; CN102105917A; US8362808B2

Abstract

　本発明の伝送入力回路は、伝送線を流れる線路電流を入力して線路電流検出電圧を生成する電流検出抵抗と、所定の基準電流を生成する定電流回路と、子機からの伝送電流が流れていない空きタイミングでスイッチング動作を行い、前記定電流回路から前記電流検出抵抗に前記基準電流と負荷電流とを流すことによって、負荷電流検出電圧に前記基準電流に対応した閾値電圧を加算した基準電圧を生成させる第１スイッチと、この第１スイッチに同期して前記基準電圧がサンプルホールドされるコンデンサと、入力端子の一方に前記電流検出抵抗で生成した前記線路電流検出電圧が入力されると共に、他方に前記基準電圧が入力され、前記線路電流検出電圧の、前記基準電圧を越える電圧成分を伝送電流検出信号として出力するコンパレータと、を備える。

Description

伝送入力回路

　本発明は、電源供給線を兼ねた伝送線を介して接続された火災感知器などの子機からの伝送電流を検出する受信機などの親機の伝送入力回路に関する。
　本願は、２００８年１０月０２日に、日本に出願された特願２００８－２５７１７２号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

　従来の監視システムでは、受信機からの伝送線に火災感知器、ガス検知器などのセンサを接続して火災、ガス漏れなどの異常を監視している（例えば、特許文献１，２を参照）。この監視システムでは、前記受信機から、制御情報などの下り信号であるデジタル信号を電圧モードで端末に伝送する。一方、端末は、センサ情報などの上り信号であるデジタル信号を電流モードで前記受信機に伝送している。

　図６は、従来の監視システムを示している。同図に示すように、親機である受信機１００からは電源供給線を兼ねた伝送線１０２ａ，１０２ｂが引き出され、子機であるアナログ型感知器１０４や中継器１０６が接続されている。アナログ型感知器１０４及び中継器１０６には、それぞれ固有のアドレスが設定されている。

　アナログ型感知器１０４は、火災発生に伴う煙の濃度又は周囲温度のアナログ値を検出し、煙濃度データ又は温度データを受信機１００に伝送する。そして、受信機１００は、前記煙濃度データ又は温度データに基づいて火災発生の有無を判断し、火災発生と判断した場合には火災警報を出す。

　中継器１０６からは感知器回線１０８ａ，１０８ｂが引き出され、伝送機能を持たない複数のオンオフ型感知器１１０が負荷として接続されている。オンオフ型感知器１１０が火災発生の兆候を検出すると、感知器回線１０８ａ，１０８ｂを介して中継器１０６に向かって発報電流を流す。この発報電流が中継器１０６で受信されると、中継器１０６から受信機１００に向かって火災発報データが伝送される。そして、受信機１００が火災警報を出す。

　受信機１００は、子機アドレスを順次指定してポーリング用の下り信号を、電圧モードで各子機（アナログ型感知器１０４や中継器１０６）に送っている。このポーリング用の下り信号を受信した子機は、自己アドレスを判別し、正常状態を示す上り信号である伝送電流を受信機１００に送り返す。

　図７は、図６に示した上記従来システムにおける受信機１００、アナログ感知器１０４及び中継器１０６を等価回路により示した図である。中継器１０６は、これに負荷として接続されているオンオフ型感知器１１０に電源を供給することによって定常的な動作電流を流しているので、抵抗で示される負荷１２２と見做すことができる。このため、伝送線１０２ａ，１０２ｂには、負荷１２２による負荷電流Ｉｚが定常的に流れている。

　アナログ型感知器１０４は、定電流源１１２とスイッチ１１４とを備えている。そして、アナログ型感知器１０４では、例えば受信機１００からのポーリングに対し、ＣＰＵ１１６が、正常を示す上り信号を所定ビット長の電流パルス信号により受信機１００に向かって送り返している。

　アナログ型感知器１０４から伝送された前記電流パルス信号は、受信機１００の伝送入力回路１１８に入力し、この電流パルス信号に比例した電流検出電圧パルス信号を生成してＣＰＵ１２０に送る。その結果、電流検出電圧パルス信号を読み込んだＣＰＵ１２０は、アナログ型感知器１０４が正常であることを認識する。即ち、伝送入力回路１１８は、電源供給線を兼ねた伝送線１０２ａ，１０２ｂに負荷１２２が負荷電流Ｉｚを流している状態で、子機であるアナログ型感知器１０４からの伝送電流の有無を検出する。

　図８は、図７に示した受信機１００に設けられた従来の伝送入力回路１１８の回路図である。図８おいて、伝送入力回路１１８では、伝送線１０２ａに所定の電源電圧Ｖｃを印加する一方、信号線１０２ｂ側を、ダイオードＤ１１を介して電流検出抵抗Ｒ１１に接続している。

　伝送線１０２ａ，１０２ｂには、図７で示したように、中継器１０６とアナログ型感知器１０４とが接続され、伝送電流が流れていない空きタイミングでは、中継器１０６の負荷１２２に依存した負荷電流Ｉｚが流れている。そして、アナログ型感知器１０４が伝送信号を出力すると、負荷電流Ｉｚに上乗せして伝送電流Ｉａが流れる。

　図８に示す電流検出抵抗Ｒ１１の両端に発生した、線路電流に応じた検出電圧は、コンパレータ１２２のマイナス入力端子に加えられる。コンパレータ１２２のプラス入力端子にはコンデンサＣ１１が接続され、コンデンサＣ１１は更にスイッチＳＷ１１を介してダイオードＤ１１の入力側に接続されている。

　スイッチＳＷ１は、ＣＰＵ１２０により、アナログ型感知器１０４などの子機からの伝送電流Ｉａが流れていない空きタイミングでスイッチングされ、電流検出抵抗Ｒ１１の負荷電流検出電圧ＶｚにダイオードＤ１１の順方向降下電圧となる閾値電圧Ｖｆを加えた基準電圧Ｖｒ、即ちＶｒ＝（Ｖａ＋Ｖｆ）をコンデンサＣ１１にサンプルホールドする。

　図９は、図８の各部の信号波形を示したタイムチャートである。図９の（Ａ）はコンパレータ１１２の入力電圧であり、図９の（Ｂ）はスイッチＳＷ１１によるコンデンサＣ１１のサンプルタイミングを示している。

　図９の（Ａ）に示すように、伝送電流Ｉａのない状態で伝送線１０２ａ，１０２ｂに流れる負荷電流Ｉｚによる負荷電流検出電圧Ｖｚが、基底電圧として入力する。また、伝送電流Ｉａのない空きタイミングにおけるスイッチＳＷ１のスイッチングにより、コンデンサＣ１１に電流検出抵抗Ｒ１１の負荷電流検出電圧Ｖｚに対してダイオードＤ１１の順方向降下電圧である閾値電圧Ｖｆを加えた基準電圧Ｖｒを、サンプルホールドする。

　子機からの伝送信号の送信により伝送電流Ｉａが流れると、電流検出抵抗Ｒ１１に、伝送電流Ｉａに応じた伝送電流検出電圧Ｖａが負荷電流検出電圧Ｖｚに上乗せする形で発生する。コンパレータ１２２は、コンデンサＣ１１に保持された基準電圧Ｖｒ＝（Ｖｚ＋Ｖｆ）を越える受信電圧成分（電圧パルス成分）を抽出し、これを伝送電流検出信号としてＣＰＵ１２０に入力し、火災警報処理などを行わせる。

　図１０は、図９の時間軸を縮めて示したタイムチャートである。子機側からは一定周期でパルス信号を伝送電流により送出されており、その空きタイミングで、負荷電流検出電圧ＶｚにダイオードＤ１１の順方向降下電圧である閾値電圧Ｖｆを加えた基準電圧Ｖｒ＝（Ｖｚ＋Ｖｆ）を、コンデンサＣ１１にサンプリングホールドする。そして、その直後に得られる伝送電流検出電圧Ｖａの基準電圧Ｖｒを越える電圧成分を検出して、伝送電流検出信号としてＣＰＵ１２０に入力している。
　なお、負荷電流Ｉｚに対応した負荷電圧Ｖｚを一定電圧として示しているが、実際には、環境温度などに応じて負荷電流が緩やかに変化する。

特開平９－９１５７６号公報特開平６－３０１８７６号公報

　上記従来の伝送入力回路では、子機からの伝送電流を検出するための閾値電圧Ｖｆを、ダイオードＤ１１の順方向電圧Ｖｆに依存して決めているため、任意の閾値電圧を設定することができず、また、温度による変動も大きく、充分な信頼性を確保することができないという問題があった。

　本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、伝送電流を検出するための閾値電圧を任意に設定でき、温度による変動もなく、正確に伝送電流を検出可能とする伝送入力回路の提供を目的とする。

　本発明は、上記問題を解決して係る目的を達成するために以下の手段を採用した。
（１）電源供給線を兼ねた伝送線に負荷からの負荷電流が流れている状態で、この伝送線に接続された子機からの伝送電流の有無を検出する親機の伝送入力回路であって、前記伝送線を流れる線路電流を入力して線路電流検出電圧を生成する電流検出抵抗と；所定の基準電流を生成する定電流回路と；前記伝送電流が流れていない空きタイミングでスイッチング動作を行うことにより、前記定電流回路から前記電流検出抵抗に前記基準電流を流し、前記負荷電流に対応した負荷電流検出電圧に対して、前記基準電流に対応した閾値電圧を加算した基準電圧を生成させる第１スイッチと；この第１スイッチを介して前記電流検出抵抗に接続されたコンデンサと；前記第１スイッチに同期したスイッチング動作を行うことにより、前記電流検出抵抗で生成した基準電圧を前記コンデンサにサンプルホールドする第２スイッチと；入力端子の一方に前記電流検出抵抗で生成した前記線路電流検出電圧が入力されると共に、前記入力端子の他方に前記コンデンサに保持した前記基準電圧を入力し、前記線路電流検出電圧の、前記基準電圧を越える電圧成分を伝送電流検出信号として出力するコンパレータと；を備える伝送入力回路。

（２）上記（１）に記載の伝送入力回路では、前記定電流回路が、前記伝送電流に対応した伝送電流検出電圧の１／２となる閾値電圧を生成する電流を、前記基準電流として供給する構成を採用してもよい。

　本発明によれば、負荷電流に上乗せして受信される、子機から送出された伝送電流を検出するための閾値電圧が、定電流源が流す所定の基準電流により決まるため、閾値電圧を任意の値に設定することができる。また、定電流源から供給されるため、温度により閾値電圧が変動せず、伝送電流を確実に検出して高い信頼性を確保できる。

　また、電流検出抵抗に誤差があっても、この誤差の影響をなくすように定電流源からの電流を調整することで、電流検出抵抗の誤差の影響を受けることなく、確実に伝送電流を検出することができる。

本発明が適用された監視システムにおける受信機を、アナログ型感知器及び中継器と共に示したブロック図である。本発明の伝送入力回路の一実施形態を示した回路図である。図２の実施形態におけるコンパレータ入力電圧及びサンプルホールドのタイミングを示したタイムチャートである。負荷電流が安定している場合のコンパレータ入力電圧及びサンプルホールドのタイミングを示したタイムチャートである。負荷電流が変動している場合のコンパレータ入力電圧及びサンプルホールドのタイミングを示したタイムチャートである。従来の監視システムを示したシステムブロック図である。従来の監視システムにおける中継器及びアナログ型感知器を等価回路で示したブロック図である。従来の伝送入力回路を示した回路図である。図８に示した従来の伝送入力回路におけるコンパレータ入力電圧及びサンプルホールドのタイミングを示したタイムチャートである。負荷電流が安定している場合の、従来の伝送入力回路におけるコンパレータ入力電圧及びサンプルホールドのタイミングを示したタイムチャートである。

　図１は、本発明が適用される監視システムにおける受信機の構成を、アナログ型感知器及び中継器と共に示したブロック図である。図１において、本発明が適用される監視システムでは、親機である受信機１０から警戒区域に向けて引き出された伝送線１２ａ，１２ｂに、子機であるアナログ型感知器１４及び中継器１６を複数接続している。

　アナログ型感知器１４及び中継器１６は、受信機１０との間で、上り信号及び下り信号を送受信する伝送機能を備えている。アナログ型感知器１４及び中継器１６には、１本の伝送回線当たり、例えば１２７アドレスを最大アドレスとする固有のアドレスが、予め割り当てられている。
　アナログ型感知器１４は、火災により発生した煙の濃度（煙濃度）または温度（例えば室温）を検出し、検出した値をアナログデータとして受信機１０に伝送する。一方、受信機１０では、受信した煙濃度または温度のアナログデータから火災発生の有無を判断し、火災発生と判断された場合には警報を発する。

　中継器１６は、伝送機能を持たない複数のオンオフ型感知器２０を伝送線１２ａ，１２ｂに接続するために設けられている。中継器１６は、受信機１０との間で伝送機能を持つ。中継器１６から引き出された感知器回線１８ａ，１８ｂには、各オンオフ型感知器２０が接続されている。オンオフ型感知器２０は、火災を検出すると、感知器回線１８ａ，１８ｂ間に発報電流を流し、この発報電流を中継器１６で受信し、火災発生を示す火災発報データを受信機１０に伝送する。

　受信機１０から、子機であるアナログ型感知器１４及び中継器１６に向かう下り信号は、電圧モードで伝送している。例えば受信機１０は、一定のポーリング周期で子機アドレスを順次指定してポーリング信号を伝送している。このポーリング信号は、伝送線１２ａ，１２ｂ間の電圧を例えば１８ボルトと３０ボルトとの間で変化させる電圧パルスとして伝送される。

　これに対し、アナログ型感知器１４及び中継器１６から受信機１０に向かう上り信号は、電流モードで伝送される。即ち、伝送線１２ａ，１２ｂ間に伝送データのビット１のタイミングで信号電流を流し、いわゆる電流パルス列として上り信号が受信機１０に伝送され、この時に伝送電流が流れる。

　伝送線１２ａ，１２ｂは、子機であるアナログ型感知器１４及び中継器１６に対する電源供給線としても使用されている。即ち、伝送線１２ａ，１２ｂは、電圧モードによる下り信号の伝送時において１８ボルトから３０ボルトの範囲で供給電圧を変動させており、最低でも１８ボルトの電圧供給が行われている。すなわち、親機である受信機１０から子機であるアナログ型感知器１４及び中継器１６に向かって電源供給が継続的に行われている。

　中継器１６から引き出されている感知器回線１８ａ，１８ｂに対しても、伝送線１２ａ，１２ｂを介して供給される電力が中継器１６を経由して供給される。その結果、感知器回線１８ａ，１８ｂを介して各オンオフ型感知器２０に電力が供給される。

　受信機１０には、ＣＰＵ２２と、このＣＰＵ２２に対応する伝送回路部２４とが設けられている。そして、伝送回路部２４より、伝送線１２ａ，１２ｂが引き出されている。

　伝送回路部２４には、伝送出力回路２６と本発明の一実施形態に係る伝送入力回路２８とが設けられている。伝送出力回路２６は、ＣＰＵ２２からの例えばポーリングなどのコマンド指示に基づき、電圧モードで下り信号を伝送線１２ａ，１２ｂに出力する。

　伝送入力回路２８は、子機であるアナログ型感知器１４または中継器１６からの電流モードによる上り信号、即ち伝送電流を受信した場合に、この受信を示す伝送電流検出信号をＣＰＵ２２に出力し、火災警報動作をＣＰＵ２２に行わせる。

　受信機１０には、ＣＰＵ２２に対応して、表示部３０と、操作部３２と、記憶部３４と、移報部３６とが設けられており、火災監視に必要な各種の警報出力、警報表示、操作、監視情報の記憶、移報信号の出力などができる。

　アナログ型感知器１４には、ＣＰＵ３８と、センサ部４０と、伝送回路部４２とが設けられている。センサ部４０は、火災発生により生じた煙の濃度（煙濃度）あるいは温度などを検出してＣＰＵ３８に出力する。

　伝送回路部４２は、受信機１０から自己アドレスを指定したポーリングコマンドの下り信号を受信し、ＣＰＵ３８が正常であると判断すれば、正常を示す応答上り信号を電流モードで受信機１０に送信する。ＣＰＵ３８は、火災発生を検出すると、自己アドレスを指定したポーリングコマンドへの応答として、火災割込みの上り信号である火災発報信号を受信機１０に送信する。

　中継器１６には、ＣＰＵ４４と、発報受信部４６と、伝送回路部４８とが設けられている。発報受信部４６からは感知器回線１８ａ，１８ｂが引き出されており、これら感知器回線１８ａ，１８ｂに各オンオフ型感知器２０が負荷として接続されている。

　オンオフ型感知器２０が火災発生を検出すると、感知器回線１８ａ，１８ｂ間に発報電流を流し、この発報電流を発報受信部４６が受信してＣＰＵ４４に出力する。すると、ＣＰＵ４４は、伝送回路部４８により、自己アドレスを指定したポーリングコマンドへの応答として火災割込みの上り信号を受信機１０に向けて送信する。

　中継器１６も、アナログ型感知器１４と同様に、受信機１０からの自己アドレスを指定したポーリングコマンドの下り信号を受信した場合、異常がなければ、正常を示す上り信号を電流モードで受信機１０に伝送する。

　受信機１０と子機との間の伝送処理の詳細について、以下に説明する。
　受信機１０は、通常の監視時では、子機アドレスを順次指定した正常監視用のポーリングコマンドを送信している。アナログ型感知器１４及び中継器１６は、自己の設定アドレスに一致するポーリングコマンドを受信すると、正常監視応答を行う。このため、受信機１０は、ポーリングコマンドに対する応答の有無により、アナログ型感知器１４又は中継器１６の障害の有無を検出することができる。

　アナログ型感知器１４は、受信機１０の全ての感知器アドレスに対するポーリングコマンドの送信周期ごとに繰り返し出力される一括ＡＤ変換コマンドを受信する。そして、受信した際に、アナログ型感知器１４は、これに内蔵された火災検出機構（センサ部４０）により、煙濃度や温度などのアナログ検出データをサンプリングし、予め定めた火災レベルと比較し、この火災レベルを超えたときに火災発生検出と判断する。

　アナログ型感知器１４において、一括ＡＤ変換コマンドに基づくサンプリング結果から火災発生と判断した場合には、その後の自己の感知器アドレスを指定したポーリングコマンドを送信するタイミングで、受信機１０に対して火災割込信号を送信する。火災割込信号としては、応答ビットをオール１とするような、通常では使用されない信号が用いられる。

　中継器１６も、受信機１０からの一括ＡＤ変換コマンドに基づいて発報受信部４６による受信状態をサンプリングする。そして、中継器１６は、発報受信を検出した場合に、その後の自己の感知器アドレスを指定したポーリングコマンドを送信するタイミングで、受信機１０に対して火災割込信号を送信する。

　受信機１０は、アナログ型感知器１４又は中継器１６から火災割込信号を受信した場合、グループ検索コマンドを発行して、火災を検出したアナログ型感知器１４又は中継器１６を含むグループからの火災割込応答を受信してグループを判別する。続いて、受信機１０は、判別したグループに含まれる個々のアナログ型感知器１４や中継器１６に対し、アドレスを順次指定してポーリングを行い、火災応答（アナログデータや火災発報データ）を受けることで、火災を検出したアナログ型感知器１４又は中継器１６の感知器アドレスを認識し、火災警報動作を行う。

　伝送線１２ａ，１２ｂに接続される最大１２７台のアナログ型感知器１４及び中継器１６は、例えば８台ごとにグループアドレスが設定されている。そして、受信機１０から送信されるグループ検索コマンドに対し、火災発生を検出しているアナログ型感知器１４が含まれるグループから火災割込応答が行われる。これにより、火災発生を検出しているアナログ型感知器１４又は中継器１６を含むグループを特定できる。

　図２は、本発明の一実施形態に係る伝送入力回路２８の構成を示した回路図である。図２に示すように、受信機１０に設けた伝送入力回路２８は、電流検出抵抗Ｒ１と、コンパレータ４８と、コンデンサＣ１と、第１スイッチＳＷ１と、第２スイッチＳＷ２と、定電流回路５０と、プルアップ抵抗Ｒ２とを備えている。

　プラス側の伝送線１２ａに対して所定の電源電圧Ｖｃを印加すると、マイナス側の伝送線１２ｂに、例えば図１で示した中継器１６を一定負荷とする負荷電流Ｉｚが流れる。さらに、図１で示したアナログ型感知器１４や中継器１６によるポーリングに対する応答として、伝送線１２ｂには伝送電流Ｉａが一定の時間間隔で流れている。

　伝送線１２ｂに流れる線路電流は、電流検出抵抗Ｒ１に供給されて、線路電流電圧Ｖｉに変換される。線路電流電圧Ｖｉは、子機からの伝送電流の送出がない場合には、負荷電流Ｉｚに対応した負荷電流検出電圧Ｖｚとなる。そして、図３の（Ａ）に示すように、負荷電流検出電圧Ｖｚが基底となる電圧が発生し、この負荷電流検出電圧Ｖｚに上乗せする形で、伝送電流Ｉａによる伝送電流検出電圧Ｖａが生ずる。

　なお、負荷電流Ｉｚは、主に中継器１６に接続されているオンオフ型感知器２０を負荷として流れる電流であるが、正確には、これにアナログ型感知器１４及び中継器１６の定常的な消費電流を合わせた電流となる。
　電流検出抵抗Ｒ１は、コンパレータ４８のマイナス入力端子に接続されている。コンパレータ４８のプラス入力端子には、コンデンサＣ１が接続されている。コンデンサＣ１は、第１スイッチＳＷ１を介して、電流検出抵抗Ｒ１が接続されているコンパレータ４８のマイナス入力端子の入力ラインに接続されている。また、コンパレータ４８のマイナス入力端子及びプラス入力端子に対する入力ラインには、電源電圧Ｖｃの電源ライン上の定電流回路５０が第２スイッチＳＷ２を介して接続されている。

　第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ２は、ＣＰＵ２２による制御で、子機からの伝送電流の空きタイミングにおいてオン、オフされる。子機からの伝送電流の空きタイミングでは、図１に示した中継器１６の負荷による基底電流としての負荷電流Ｉｚのみが流れるので、電流検出抵抗Ｒ１には、負荷電流Ｉｚに対応した負荷電流検出電圧Ｖｚが発生する。

　このため、ＣＰＵ２２により伝送電流の空きタイミングで第１スイッチＳＷ１をオンにされると、この時に電流検出抵抗Ｒ１に発生している基底的な負荷電流検出電圧Ｖｚが、コンデンサＣ１にサンプルホールドされる。

　本実施形態では、ＣＰＵ２２が、第１スイッチＳＷ１と同時に第２スイッチＳＷ２をオン、オフしており、これによって定電流回路５０から第２スイッチＳＷ２を介して電流検出抵抗Ｒ１に所定の基準電流Ｉｅが流れる。すると、負荷電流Ｉｚにより電流検出抵抗Ｒ１に発生した負荷電流検出電圧Ｖｚに対して上乗せする形で、基準電流Ｉｅによる閾値電圧Ｖｅが加わる。その結果、コンデンサＣ１には、負荷電流検出電圧Ｖｚに対し、基準電流Ｉｅに対応した閾値電圧Ｖｅを加算した基準電圧Ｖｒ＝（Ｖｚ＋Ｖｅ）が保持される。

　このようにしてコンデンサＣ１に基準電圧Ｖｒ＝（Ｖｚ＋Ｖｅ）が保持された後、子機側より伝送電流Ｉａが送出されて電流検出抵抗Ｒ１に流れると、負荷電流検出電圧Ｖｚに上乗せする形で、伝送電流Ｉａに対応した伝送電流検出電圧Ｖａが生じ、コンパレータ４８のマイナス入力端子に加わる。

　コンパレータ４８は、マイナス入力端子に加わる受信電圧（Ｖｚ＋Ｖａ）と、コンデンサＣにサンプルホールドされている基準電圧Ｖｒ＝（Ｖｚ＋Ｖｅ）とを比較し、伝送電流検出電圧Ｖａの、基準電圧Ｖｒを超えている部分に対応した伝送電流検出信号を、ＣＰＵ２２に出力する。具体的には、伝送電流検出電圧Ｖａの、基準電圧Ｖｒを超えている部分をＬレベルに反転した伝送電流検出信号を、ＣＰＵ２２に出力する。

　図３は、上述のコンパレータ入力電圧とサンプルホールドとのタイミングを示したタイムチャートである。図３の（Ａ）は、図２に示したコンパレータ４８の入力側電圧であり、図３の（Ｂ）は、第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ２をオン、オフするサンプルホールドのタイミングである。

　まず、子機からの伝送電流のない空きタイミング中の時刻ｔ１～ｔ２に亘り、第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ２をオンにしている。このサンプルホールドのタイミングとなる時刻ｔ１以前では、線路電流が、図１に示した中継器１６などの負荷による負荷電流Ｉｚのみであるので、電流検出抵抗Ｒ１には負荷電流Ｉｚに対応した負荷電流検出電圧Ｖｚのみが発生している。

　この状態で、時刻ｔ１～ｔ２に示すように第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ２をオンにすると、電流検出抵抗Ｒ１には伝送線１２ｂからの負荷電流Ｉｚに加え、第２スイッチＳＷ２のオンにより定電流回路５０からの基準電流Ｉｅが流れる。したがって、電流検出抵抗Ｒ１の両端には、負荷電流検出電圧Ｖｚに対して、定電流Ｉｅに対応した閾値電圧Ｖｅを加算した基準電圧Ｖｒ＝（Ｖｚ＋Ｖｅ）が発生する。しかも、この時は第１スイッチＳＷ１も同時にオンにされているので、検出抵抗Ｒ１の基準電圧ＶｒがコンデンサＣ１にサンプルホールドされる。

　ここで、本実施形態では、定電流回路５０からの基準電流Ｉｅにより発生する閾値電圧Ｖｅが、図３の（Ａ）に示すように、子機からの伝送電流Ｉａに対応した伝送電流検出電圧Ｖａの半分、即ちＶｅ＝Ｖａ／２となるように、定電流回路から流す基準電流Ｉｅを決めている。

　時刻ｔ１～ｔ２に続いて、時刻ｔ３～ｔ４のタイミングで、子機からの上り信号の伝送によりパルス状の伝送電流Ｉａが流れると、電流検出抵抗Ｒ１には負荷電流Ｉｚに対応した負荷電流検出電圧Ｖｚに上乗せする形で、伝送電流Ｉａに対応した伝送電流検出電圧Ｖａが発生する。

　この伝送電流検出電圧Ｖａに対し、コンデンサＣ１には伝送電流検出電圧Ｖａの変化分の２分の１となる閾値電圧Ｖｅを負荷電流検出電圧Ｖｚに加算した基準電圧Ｖｒ＝（Ｖｚ＋Ｖｅ）が保持されている。そのため、基準電圧（Ｖｚ＋Ｖｅ）を上回る伝送電流検出電圧Ｖａの部分につき、コンパレータ４８は、上回った部分でＬレベル、下回った部分でＨレベルとなる反転したパルス列となる伝送電流検出信号を、ＣＰＵ２２に出力する。

　このように、本実施形態では、伝送電流の空きタイミングで伝送電流の検出のために流す定電流Ｉｅを調整することで、コンパレータ４８のコンデンサＣ１にサンプルホールドにより保持する基準電圧Ｖｒを任意に調整し、望ましくは図３の（Ａ）に示すように伝送電流検出電圧Ｖａの２分の１となる閾値電圧Ｖｅが得られるように定電流Ｉｅを調整している。

　また、基準電圧Ｖｒ＝（Ｖｚ＋Ｖｅ）を決める閾値電圧Ｖｅは、定電流回路５０が流す定電流Ｉｅにより決定され、定電流回路５０は温度による影響を受けることがないため、温度によって基準電圧Ｖｒ＝（Ｖｚ＋Ｖｅ）が変動することはない。よって、負荷電流Ｉｚに上乗せして流れる伝送電流Ｉａを確実に検出することで、高い信頼性を確保することができる。

　図４の（Ａ）及び（Ｂ）は、負荷電流Ｉｚが安定している場合のコンパレータ４８への入力電圧及びサンプルホールドのタイミングを示したタイムチャートである。図４の（Ａ）は、コンパレータ４８に入力する線路電流検出電圧であり、図１に示した中継器１６などによる負荷に変動がない場合には、負荷電流検出電圧Ｖｚは一定であり、ここに上乗せする形で伝送電流検出電圧Ｖａが加わっている。しかも、基準電圧Ｖｒ＝（Ｖｚ＋Ｖｅ）は、閾値電圧Ｖｅが伝送電流検出電圧Ｖａの変化分の２分の１となるように設定されている。

　図５の（Ａ）及び（Ｂ）は、負荷電流Ｉｚが変動している場合におけるコンパレータ４８への入力電圧及びサンプルホールドのタイミングを示したタイムチャートである。図５の（Ａ）に示すコンパレータ入力電圧にあっては、図１に示した中継器１６などによる負荷電流Ｉｚが時間に応じて変化し、その結果、負荷電流検出電圧Ｖｚに変動が表れている。このように変動する負荷電流検出電圧Ｖｚに上乗せする形で、子機から一定の時間間隔で送出される伝送電流Ｉａに基づく伝送電流検出電圧Ｖａが発生している。

　図５の（Ｂ）における伝送電流の空きタイミングでサンプルホールドすることによって、基準電圧Ｖｒは、サンプルホールドした時の負荷電流検出電圧Ｖｚに、定電流回路５０による一定電流Ｉｅに対応した閾値電圧Ｖｅを加算した値として設定される。したがって、基準電圧Ｖｒは、負荷電流検出電圧Ｖｚの変動に追従して変動するが、閾値電圧Ｖｅは常に一定であることから、基準電圧Ｖｒを、負荷電流検出電圧Ｖｚに上乗せする形で発生する伝送電流検出電圧Ｖａの２分の１の最適なレベルに維持することができる。よって、負荷電流Ｉｚが変動しても確実に伝送電流を検出することができる。

　なお、上記実施形態では、伝送線１２ａ，１２ｂに対する定常的な負荷として、中継器１６を接続した場合を例にとっているが、これ以外に、中継器１６を介してガス漏れ警報器や盗難警報器などを接続した場合も同様である。

　また、本発明は、その目的と利点とを損なうことのない適宜の変形例を含み、更に上記実施形態に示した数値のみによる限定は受けない。

　本発明によれば、負荷電流に上乗せして受信される、子機から送出された伝送電流を検出するための閾値電圧が、定電流源が流す所定の基準電流により決まるため、閾値電圧を任意の値に設定することができる。また、定電流源から供給されるため、温度により閾値電圧が変動せず、伝送電流を確実に検出して高い信頼性を確保できる。
　また、電流検出抵抗に誤差があっても、この誤差の影響をなくすように定電流源からの電流を調整することで、電流検出抵抗の誤差の影響を受けることなく、確実に伝送電流を検出することができる。

　１０　　受信機
　１２ａ，１２ｂ　伝送線
　１４　　アナログ型感知器
　１６　　中継器
　１８ａ，１８ｂ　感知器回線
　２０　　オンオフ型感知器
　２２，３８，４４　ＣＰＵ
　２４　　伝送回路部
　２６　　伝送出力回路
　２８　　伝送入力回路
　３０　　表示部
　３２　　操作部
　３４　　記憶部
　３６　　移報部
　４０　　センサ部
　４２，４８　伝送回路部
　４６　　発報受信部
　４８　　コンパレータ
　５０　　定電流回路

Claims

　電源供給線を兼ねた伝送線に負荷からの負荷電流が流れている状態で、この伝送線に接続された子機からの伝送電流の有無を検出する親機の伝送入力回路であって、
　前記伝送線を流れる線路電流を入力して線路電流検出電圧を生成する電流検出抵抗と；
　所定の基準電流を生成する定電流回路と；
　前記伝送電流が流れていない空きタイミングでスイッチング動作を行うことにより、前記定電流回路から前記電流検出抵抗に前記基準電流を流し、前記負荷電流に対応した負荷電流検出電圧に対して、前記基準電流に対応した閾値電圧を加算した基準電圧を生成させる第１スイッチと；
　この第１スイッチを介して前記電流検出抵抗に接続されたコンデンサと；
　前記第１スイッチに同期したスイッチング動作を行うことにより、前記電流検出抵抗で生成した基準電圧を前記コンデンサにサンプルホールドする第２スイッチと；
　入力端子の一方に前記電流検出抵抗で生成した前記線路電流検出電圧が入力されると共に、前記入力端子の他方に前記コンデンサに保持した前記基準電圧を入力し、前記線路電流検出電圧の、前記基準電圧を越える電圧成分を伝送電流検出信号として出力するコンパレータと；
を備えたことを特徴とする伝送入力回路。
　前記定電流回路は、前記伝送電流に対応した伝送電流検出電圧の１／２となる閾値電圧を生成する電流を、前記基準電流として供給することを特徴とする請求項１に記載の伝送入力回路。