WO2026014161A1 - 送信器及び通信装置 - Google Patents

送信器及び通信装置

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signal
differential
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self
diagnosis
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陽介 三谷
貴仁 早川
直樹 鵜生
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L25/00—Baseband systems
    • H04L25/02—Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines

Definitions

  • This disclosure relates to a transmitter used for insulated communications, and a communication device equipped with a self-diagnostic function using the transmitter.
  • isolators used in isolated communication systems for high-voltage equipment are composed of multi-chip semiconductor devices that transmit signals while the input and output sides are electrically isolated by isolation elements. Passive elements such as capacitors and transformers are used as isolation elements. Communication systems for high-voltage equipment are often carried out in noisy environments.
  • Technology disclosed in Patent Document 1 for example, is used as a communication method using differential signals that are highly resistant to noise. Self-diagnosis technology for semiconductor communication circuits has also been proposed in Patent Documents 2 to 4, for example.
  • Patent Document 2 discloses a device for diagnosing faults by superimposing an auxiliary signal on the main signal to be transmitted and then using a filter on the receiving side to separate the frequencies. This is said to enable detection of open circuits in the communication path, short circuits to the power supply, and short circuits to ground, but does not disclose how to detect short circuit faults between both terminals of an isolation element.
  • This disclosure has been made in light of the above circumstances, and its purpose is to provide a transmitter that can generate a signal for performing self-diagnosis, and a communication device that can detect a fault in an insulation section without requiring an additional receiving circuit.
  • the transmitter of claim 1 transmits an electrical signal through an insulating unit.
  • the modulated signal generator digitally modulates the input signal based on the clock signal, if the input self-diagnosis switching signal is inactive, it converts the modulated signal into a differential out-of-phase modulated signal. On the other hand, if the self-diagnosis switching signal is active, it outputs the modulated signal to the differential signal line as a differential in-phase modulated signal for diagnosis.
  • the receiver when the receiver receives the signal transmitted from the transmitter, it can determine whether or not the insulation section is faulty based on the demodulation results when it receives the diagnostic differential in-phase modulated signal.
  • the modulated signal generation unit performs on-off modulation as digital modulation.
  • the communication device of claim 3 comprises the transmitter of claim 1 or 2, a receiver that receives and demodulates the modulated signal transmitted by the transmitter, an isolation unit connected between the transmitter and receiver, and a receiving-side control unit.
  • the receiving-side control unit determines whether the signal is normal or abnormal based on the signal demodulated by the receiver, and transmits the diagnosis result to a higher-level control device.
  • the receiver receives and demodulates the differential in-phase modulated diagnostic signal, the demodulation result differs depending on whether the isolation unit is normal or abnormal. This makes it possible to determine whether the isolation unit is faulty.
  • FIG. 1 is a functional block diagram showing the configuration of a transmitter in a first embodiment
  • FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the transmitter in terms of a logic circuit
  • FIG. 3 is a functional block diagram showing the configuration of a communication device
  • FIG. 4 is a functional block diagram showing the configuration of a receiver
  • FIG. 5 is a waveform diagram showing an example of an input signal modulated and demodulated into an output signal.
  • FIG. 6 is a flowchart showing the processing of the communication device
  • FIG. 7 is a diagram showing waveforms demodulated on the receiving side when a differential signal and an in-phase signal are transmitted under normal conditions.
  • FIG. 8 is a diagram showing waveforms demodulated on the receiving side when a differential signal is transmitted in a state where a capacitor has an open fault or a short fault.
  • FIG. 9 is a diagram showing a waveform demodulated on the receiving side when an in-phase signal is transmitted in a state where a capacitor has an open fault or a short fault.
  • FIG. 10 is a functional block diagram showing the configuration of a communication device in the second embodiment;
  • FIG. 11 is a flowchart showing the processing of the communication device.
  • the communication device 1 of this embodiment includes a transmitter 2, an isolator 3, a receiver 4, and a logic circuit 5.
  • the transmitter 2 digitally modulates an input signal based on a clock signal to generate a modulated signal, which is then transmitted to the receiver 4 via the isolator 3.
  • a self-diagnosis switching signal is also input to the transmitter 2.
  • the communication line between the transmitter 2, the isolator 3, and the receiver 4 is a differential signal line. If the self-diagnosis switching signal is inactive, the communication device 2 transmits the modulated signal as a differential out-of-phase modulated signal.
  • the communication device 2 outputs the modulated signal to the differential signal line as a differential in-phase modulated signal for diagnosis.
  • the receiver 4 demodulates the received signal and outputs it to the logic circuit 5.
  • the transmitter 2 comprises a differential signal/diagnostic signal generator 11, a modulated signal generator 12, and an output buffer 13.
  • a clock signal and a self-diagnosis switch signal are input to the differential signal/diagnostic signal generator 11.
  • the differential signal/diagnostic signal generator 11 Based on these signals, the differential signal/diagnostic signal generator 11 generates a differential signal used for normal communication and a diagnostic signal used to diagnose the isolation unit 3.
  • the modulated signal generator 12 performs on/off modulation of the input signal using the signal output from the differential signal/diagnostic signal generator 11, generates a modulated signal, and outputs it to the output buffer 13.
  • the differential signal/diagnostic signal generator 11 also constitutes a modulated signal generator.
  • the differential signal/diagnostic signal generator 11 is composed of NOT gates 14a and 14b, and NAND gates 15a to 15c, 16p, and 16m.
  • the modulated signal generator 12 is composed of NAND gates 17p and 17m, and the output buffer 13 is composed of NAND gates 18p and 18m.
  • the self-diagnostic switch signal is provided to one input terminal of NAND gate 15b and, via NOT gate 14b, to one input terminal of NAND gate 15c.
  • the clock signal is provided to both input terminals of NAND gate 15a, the other input terminal of NAND gate 15b, and, via NOT gate 14a, the other input terminal of NAND gate 15c.
  • the output terminal of NAND gate 15a is connected to both input terminals of NAND gate 16p, and the output terminals of NAND gates 15b and 15c are connected to the input terminals of NAND gate 16m.
  • the output terminals of NAND gates 16p and 16m are connected to the input terminals of NAND gates 18p and 18m that constitute output buffer 13 via one of the input terminals of NAND gates 17p and 17m that constitute modulated signal generation unit 12.
  • the input signal is provided to the other of the input terminals of NAND gates 17p and 17m.
  • transmitter 2 when the self-diagnosis switching signal is inactive at a low level, and the input signal is high, the P output and M output from output buffer 13 output clock signals that are opposite in phase. On the other hand, when the self-diagnosis switching signal is active at a high level, and the input signal is high, the P output and M output output clock signals that are in phase.
  • the receiver 4 is equipped with a differential amplifier 21 and an envelope detector 22.
  • the digital modulation performed by the transmitter 2 is, for example, on-off modulation, and when the input signal is high level (H), the modulated signal becomes a differential, inverse-phase modulated signal.
  • the differential, inverse-phase modulated signal is demodulated by the envelope detector 22 and a high-level signal is output.
  • the insulating unit 3 is composed of a series circuit of two capacitors 23 and 24, which are insulating and capacitance elements. Also, in Figure 7, the transmitter 2 is simply shown with only the transceiver symbol.
  • the receiver 4 is shown as a receiver 21 including a differential amplifier, and a demodulator 25 and comparator 26 that make up the envelope detector 22.
  • the communication device 1 is shipped after the differential communication lines, including the insulating section 3, are inspected.
  • the communication device 1 of this embodiment is equipped with a function to self-diagnose insulation failures in the field after shipment.
  • the process shown in Figure 6 is specified as a protocol for the communication device 1 to be executed after startup.
  • the transmitter 2 transmits a communication signal H as a differential output. In other words, it transmits a signal in which the P output and M output are opposite in phase to each other (S1).
  • the sequence proceeds to the next step, and the transmitter 2 transmits a diagnostic signal. That is, it transmits a signal that causes the P output and M output to be in phase (S3).
  • the logic circuit 5 determines whether the signal demodulated by the receiver 4 is at a low level (L) (S4). If a signal L is received here (YES), this means that isolated communication is occurring normally, and the process ends.
  • step S2 logic circuit 5 determines that a fault has occurred, such as a break in the differential communication line (S5). Furthermore, if signal H is received in step S4 (NO), logic circuit 5 determines that a fault has occurred, such as a fault in the insulating unit 3 (S6). If a fault is determined in step S2 or S4, logic circuit 5 transmits the determination result to a higher-level control device, as shown in the second embodiment described below.
  • steps S2 and S4 will now be described with reference to FIGS. 7A, when communication is normal, if a signal H is transmitted as a differential signal, the receiver 4 demodulates the signal H, which is the expected value in step S2. Also, as shown in FIG. 7B, when the signal H is transmitted as an in-phase signal, the receiver 4 demodulates the signal L, which is the expected value in step S4.
  • capacitor 24m has an open circuit fault, for example, when signal H is transmitted as a differential signal, the signal on the m side of the differential communication line is not transmitted to receiver 4, and only the signal on the p side is transmitted. Therefore, if the signal input to comparator 26 is sufficiently amplified, signal H will be demodulated by receiver 4, and a fault in capacitor 24m cannot be detected.
  • a short circuit fault shown in Figure 8 (d) when signal H is transmitted as a differential signal, the amplitude of the signal on the m side becomes larger than normal, destroying the differential characteristic, but signal H will still be demodulated by receiver 4, and the fault cannot be detected.
  • a period for detecting faults is set after the communication device 1 is started, and a diagnostic in-phase signal is transmitted from the transmitter 2.
  • a diagnostic in-phase signal is transmitted from the transmitter 2.
  • the communication device 1 comprises a transmitter 2, an isolator 3, a receiver 4, and a logic circuit 5.
  • the transmitter 2 transmits a differential signal through the isolator 3.
  • the signal generators 11 and 12 on-off modulate the input signal based on the clock signal, if the input self-diagnosis switching signal is inactive, the signal generators 11 and 12 convert the modulated signal into a differential out-of-phase modulated signal.
  • the self-diagnosis switching signal is active, the modulated signal is output to the differential signal line as a diagnostic differential in-phase modulated signal.
  • the receiver 4 when the receiver 4 receives and demodulates the diagnostic differential in-phase modulated signal, the demodulation result differs depending on whether the isolator 3 is normal or abnormal. This makes it possible to determine through self-diagnosis whether the isolator is faulty.
  • a communication device 31 in the second embodiment includes a transmitter 2(1), an insulating unit 3(1), and a receiver 4(1) for transmitting a signal from a control circuit 32(1) to a control circuit 32(2), and a transmitter 2(2), an insulating unit 3(2), and a receiver 4(2) for transmitting a signal from the control circuit 32(2) to the control circuit 32(1).
  • the control circuit 32 has the function of the logic circuit 5 in the first embodiment, and the control circuit 32(1) outputs a self-diagnosis switching signal to the transmitter 2(1), and the control circuit 32(2) outputs a self-diagnosis switching signal to the transmitter 2(2).
  • steps S11 to S16 correspond to steps S1 to S6 in the first embodiment, and when the communication device 31 is started, the transmitter (1) first executes the same processing as in the first embodiment.
  • the fault determination in steps S15 and S16 is performed by the control circuit 32(2).
  • the occurrence of a fault is transmitted from the control circuit 32(2) via the transmitter 2(2), the insulating section 3(2) and the receiver 4(2) to the control circuit 32(1), and is then transmitted from the control circuit 32(1) to the MCU (Micro Control Unit) 33, which is a higher-level control device.
  • MCU Micro Control Unit
  • Steps S11 to S16 are similar to steps S11 to S16, but are performed by the control circuit 32(2), transmitter 2(2), insulating unit 3(2), and receiver 4(2).
  • the fault determinations in steps S21 and S22 are performed by the control circuit 32(1).
  • the digital modulation is not limited to on-off modulation, but may be other modulations such as frequency modulation, and therefore the demodulation method at the receiver is not limited to that using an envelope detector.
  • the insulating section is not limited to two capacitors connected in series, but may be composed of one or three or more insulating elements, or may be composed of an inductive coupling element.

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Abstract

通信装置１は、送信器２、絶縁部３、受信器４及びロジック回路５を備える。送信器２は絶縁部３を通じて差動信号を送信する。信号生成部１１及び１２はクロック信号に基づいて入力信号をオンオフ変調する際に、入力される自己診断切替信号がインアクティブであれば被変調信号を差動逆相変調信号とする。自己診断切替信号がアクティブであれば被変調信号を診断用の差動同相変調信号として差動信号線に出力する。

Description

送信器及び通信装置 関連出願の相互参照
　本出願は、２０２４年７月８日に出願された日本出願番号２０２４－１０９６２８号に基づくもので、ここにその記載内容を援用する。
　本開示は、絶縁通信に利用される送信器、及びその送信器を用いて自己診断機能を備える通信装置に関する。
　一般的に、高電圧機器の絶縁通信システムにおいて使用されるアイソレータは、入力側と出力側がと絶縁素子により電気的に絶縁された状態で信号を伝達する、マルチチップ構成の半導体装置により構成される。絶縁素子には、例えばキャパシタやトランス等の受動素子が用いられる。高電圧機器の通信システムは、ノイズが多い環境下で行われることが多い。ノイズに対して高い耐性を持つ差動信号を用いた通信方式として、例えば特許文献１等に開示される技術が使用される。また、半導体通信回路における自己診断技術については、例えば特許文献２～４等が提案されている。
米国特許第８４５１０３２号公報 特許第５５８５０９１号公報 特許第６２２７１７０号公報 特表２０１２－５０７２０４号公報
　特許文献２には、送信する主信号に補助信号を重畳させて、受信側でフィルタを用いて周波数分離する方式で故障診断する装置が開示されている。これにより、通信路のオープン、電源へのショート、グランドへのショートが検出可能とされているが、絶縁素子の両側端子のショート故障の検出については開示されていない。
　特許文献３には、差動通信の故障検出に関する装置が開示されているが、この手法は受信機を少なくとも３つ備える構成であるため、製造コストの増加を招く。特許文献４には、差動通信線をそのまま用いて、同相信号に含まれる直流信号により信号を伝達する方法が開示されている。しかしながら、絶縁通信は容量結合又は誘導結合であるため、直流信号は伝達できない。
　本開示は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、自己診断を行うための信号を生成できる送信器、及び追加の受信回路を必要とせず絶縁部の故障を検出できる通信装置を提供することにある。
　請求項１記載の送信器によれば、絶縁部を通じて電気信号を送信する。被変調信号生成部は、クロック信号に基づいて入力信号をデジタル変調する際に、入力される自己診断切替信号がインアクティブであれば、被変調信号を差動逆相変調信号とする。一方、自己診断切替信号がアクティブであれば、被変調信号を診断用の差動同相変調信号として差動信号線に出力する。
　このように構成すれば、送信器より送信された信号を受信する側では、診断用の差動同相変調信号を受信した際に、その復調結果によって絶縁部が故障しているか否かを判別できる。
　請求項２記載の送信器によれば、被変調信号生成部は、デジタル変調としてオンオフ変調を行なう。
　請求項３記載の通信装置によれば、請求項１又は２記載の送信器、この送信器より送信された被変調信号を受信して復調する受信器、及び送信器と受信器との間に接続される絶縁部、及び受信側制御部を備える。受信側制御部は、自己診断切替信号がアクティブとなる自己診断時に、受信器により復調された信号に基づいて正常か異常かを判定し、診断結果を上位の制御装置に送信する。受信器が診断用の差動同相変調信号を受信して復調すると、絶縁部が正常か異常かによって復調結果が異なるようになる。これにより、絶縁部が故障しているか否かを判別できる。
　本開示についての上記目的およびその他の目的、特徴や利点は、添付の図面を参照しながら下記の詳細な記述により、より明確になる。その図面は、
図１は、第１実施形態において、送信器の構成を示す機能ブロック図であり、 図２は、送信器の構成を論理回路で示す図であり、 図３は、通信装置の構成を示す機能ブロック図であり、 図４は、受信器の構成を示す機能ブロック図であり、 図５は、入力信号が変調、復調されて出力信号となる一例を示す波形図であり、 図６は、通信装置の処理を示すフローチャートであり、 図７は、正常時に差動信号、同相信号をそれぞれ送信した際に、受信側で復調される波形を示す図であり、 図８は、コンデンサがオープン故障、ショート故障した状態で差動信号を送信した場合に、受信側で復調される波形を示す図であり、 図９は、コンデンサがオープン故障、ショート故障した状態で同相信号を送信した場合に、受信側で復調される波形を示す図であり、 図１０は、第２実施形態において、通信装置の構成を示す機能ブロック図であり、 図１１は、通信装置の処理を示すフローチャートである。
　　（第１実施形態）
　図３に示すように、本実施形態の通信装置１は、送信器２、絶縁部３、受信器４及びロジック回路５を備えている。送信器２は、入力信号をクロック信号に基づいてデジタル変調した被変調信号を、絶縁部３を介して受信器４に送信する。また、送信器２には自己診断切替信号が入力されている。送信器２、絶縁部３及び受信器４間の通信線は差動信号線である。通信器２は、自己診断切替信号がインアクティブであれば、被変調信号を差動逆相変調信号として電気信号を送信する。一方、自己診断切替信号がアクティブであれば、被変調信号を診断用の差動同相変調信号として差動信号線に出力する。受信器４は、受信した信号を復調してロジック回路５に出力する。
　図１に示すように、送信器２は、差動信号・診断信号生成部１１、被変調信号生成部１２及び出力バッファ１３を備えている。差動信号・診断信号生成部１１には、クロック信号と自己診断切替信号とが入力されている。差動信号・診断信号生成部１１は、これらの信号に基づいて、通常の通信に使用する差動信号と、絶縁部３の診断に使用する診断信号とを生成する。被変調信号生成部１２は、入力信号を差動信号・診断信号生成部１１から出力される信号によりオンオフ変調し、被変調信号を生成して出力バッファ１３に出力する。尚、差動信号・診断信号生成部１１も、被変調信号生成部を構成する。
　図２に示すように、差動信号・診断信号生成部１１は、ＮＯＴゲート１４ａ及び１４ｂ，ＮＡＮＤゲート１５ａ～１５ｃ並びに１６ｐ及び１６ｍで構成されている。被変調信号生成部１２はＮＡＮＤゲート１７ｐ及び１７ｍで構成され、出力バッファ１３はＮＡＮＤゲート１８ｐ及び１８ｍで構成されている。自己診断切替信号は、ＮＡＮＤゲート１５ｂの入力端子の一方と、ＮＯＴゲート１４ｂを介してＮＡＮＤゲート１５ｃの入力端子の一方とに与えられている。
　クロック信号は、ＮＡＮＤゲート１５ａの入力端子の双方と、ＮＡＮＤゲート１５ｂの入力端子の他方と、ＮＯＴゲート１４ａを介してＮＡＮＤゲート１５ｃの入力端子の他方とに与えられている。ＮＡＮＤゲート１５ａの出力端子は、ＮＡＮＤゲート１６ｐの入力端子の双方に接続され、ＮＡＮＤゲート１５ｂ及び１５ｃの出力端子は、ＮＡＮＤゲート１６ｍの入力端子のそれぞれに接続されている。
　ＮＡＮＤゲート１６ｐ，１６ｍの出力端子は、それぞれ被変調信号生成部１２を構成するＮＡＮＤゲート１７ｐ，１７ｍの入力端子の一方を介して、出力バッファ１３を構成するＮＡＮＤゲート１８ｐ，１８ｍの入力端子に接続されている。入力信号は、ＮＡＮＤゲート１７ｐ，１７ｍの入力端子の他方に与えられている。
　送信器２では、自己診断切替信号がインアクティブとなるローレベルであれば、入力信号がハイレベルを示す際に、出力バッファ１３より出力されるＰ出力及びＭ出力は、互いに逆相となるクロック信号が出力される。一方、自己診断切替信号がアクティブとなるハイレベルであれば、同じく入力信号がハイレベルを示す際に、Ｐ出力及びＭ出力は、同相となるクロック信号が出力される。
　図４に示すように、受信器４は、差動アンプ２１及び包絡線検波器２２を備えている。図５に示すように、送信器２で行われるデジタル変調は例えばオンオフ変調であり、入力信号がハイレベル；Ｈであれば、被変調信号は差動の逆相変調信号となる。受信器４では、差動逆相変調信号を包絡線検波器２２より復調してハイレベルの信号を出力する。
　図７に示すように、絶縁部３は、絶縁素子及び静電容量素子である２つのコンデンサ２３及び２４の直列回路で構成されている。また、図７では、送信器２をトランシーバのシンボルのみで簡略的に示している。受信器４については、差動アンプを含むレシーバ２１と、包絡線検波器２２を構成する復調部２５及びコンパレータ２６とで示している。
　次に、本実施形態の作用について説明する。通信装置１については、絶縁部３を含む差動通信線の検査を行った上で出荷する。しかし、出荷時には想定していなない原因等により絶縁部３に故障が生じる可能性を考慮して、本実施形態の通信装置１に、出荷後に市場にて絶縁故障を自己診断する機能を搭載する。
　図６に示す処理は、通信装置１のプロトコルとして起動後に実行されるように規定されている。起動すると、送信器２は、通信信号Ｈを差動出力で送信する。つまり、Ｐ出力及びＭ出力が互いに逆相となる信号を送信する（Ｓ１）。受信側制御部に相当するロジック回路５は、受信器４により復調された信号がハイレベル；Ｈか否かを判断する（Ｓ２）。
　ここで信号Ｈを受信すれば（ＹＥＳ）シーケンスが次に進み、送信器２は、診断用信号を送信する。つまり、Ｐ出力及びＭ出力が同相となる信号を送信する（Ｓ３）。ロジック回路５は、受信器４により復調された信号がローレベル；Ｌか否かを判断する（Ｓ４）。ここで信号Ｌを受信すれば（ＹＥＳ）、絶縁通信が正常に行われていることになり、処理を終了する。
　ステップＳ２で信号Ｌを受信した場合は（ＮＯ）、ロジック回路５は、例えば差動通信線が途絶している等の故障が発生していると判定する（Ｓ５）。また、ステップＳ４で信号Ｈを受信した場合は（ＮＯ）、ロジック回路５は、例えば絶縁部３の故障が発生していると判定する（Ｓ６）。ステップＳ２、又はＳ４で故障を判定した場合、ロジック回路５は、後述する第２実施形態に示すように、判定結果を上位の制御装置に送信する。
　ここで、ステップＳ２及びＳ４の判断について、図７から図９を参照して説明する。
尚、図中に示す「ＢＩＳＴ」は、自己診断機能（Built In Self-Test）を意味する。図７の（ａ）に示すように、通信が正常に行われている際に、信号Ｈを差動信号で送信すれば、受信器４では、ステップＳ２での期待値である信号Ｈが復調される。また、（ｂ）に示すように、信号Ｈを同相信号で送信すれば、受信器４では、ステップＳ４での期待値である信号Ｌが復調される。
　これに対して、図８の（ｃ）に示すように、例えばコンデンサ２４ｍがオープン故障している場合に、信号Ｈを差動信号で送信すると、差動通信線のｍ側の信号は受信器４に伝達されず、ｐ側の信号だけが伝達される。そのため、コンパレータ２６に入力される信号が十分に増幅されていれば、受信器４では信号Ｈが復調されてしまうため、コンデンサ２４ｍが故障していることは検出できない。図８の（ｄ）に示すショート故障の場合は、信号Ｈを差動信号で送信すると、ｍ側の信号の振幅が正常時よりも大きくなり差動性が崩れるが、やはり受信器４では信号Ｈが復調されてしまうため、故障は検出できない。
　そこで、本実施形態では、通信装置１の起動後に故障を検出する期間を設定し、送信器２より診断用の同相信号を送信する。すると、図７の（ｂ）に示したように、差動通信線が健全であれば受信器４では信号Ｌが復調されるのに対して、図９の（ｅ），（ｆ）に示すように、例えばコンデンサ２３ｍがオープン故障、ショート故障している場合には、何れも信号Ｈが復調される。これにより、絶縁部３の故障が自己診断で検出できるようになる。
　以上のように本実施形態によれば、通信装置１は、送信器２、絶縁部３、受信器４及びロジック回路５を備える。送信器２は、絶縁部３を通じて差動信号を送信する。信号生成部１１及び１２は、クロック信号に基づいて入力信号をオンオフ変調する際に、入力される自己診断切替信号がインアクティブであれば、被変調信号を差動逆相変調信号とする。一方、自己診断切替信号がアクティブであれば、被変調信号を診断用の差動同相変調信号として差動信号線に出力する。このように構成すれば、受信器４が診断用の差動同相変調信号を受信して復調すると、絶縁部３が正常か異常かによって復調結果が異なるようになる。これにより、絶縁部が故障しているか否かを自己診断で判別できる。
　　（第２実施形態）
　以下、第１実施形態と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、異なる部分について説明する。図１０に示すように、第２実施形態の通信装置３１は、制御回路３２（１）から制御回路３２（２）へ信号を送信するための送信器２（１）、絶縁部３（１）及び受信器４（１）と、制御回路３２（２）から制御回路３２（１）へ信号を送信するための送信器２（２）、絶縁部３（２）及び受信器４（２）とを備えている。制御回路３２は、第１実施形態のロジック回路５の機能を備えており、制御回路３２（１）は送信器２（１）に、制御回路３２（２）は送信器２（２）にそれぞれ自己診断切替信号を出力する。
　次に、第２実施形態の作用について説明する。図１１において、ステップＳ１１～Ｓ１６は第１実施形態のステップＳ１～Ｓ６に対応するもので、通信装置３１が起動すると、先ず送信器（１）側が第１実施形態と同様の処理を実行する。ステップＳ１５及びＳ１６の故障判定は、制御回路３２（２）によって行われる。故障が発生したことは、制御回路３２（２）より、送信器２（２）、絶縁部３（２）及び受信器４（２）を介して制御回路３２（１）に伝達され、更に制御回路３２（１）から上位の制御装置であるＭＣＵ（Micro Control Unit）３３に伝達される。
　ステップＳ１１～Ｓ１６は、ステップＳ１１～Ｓ１６と同様の処理を、制御回路３２（２）送信器２（２）、絶縁部３（２）及び受信器４（２）によって行うものである。ステップＳ２１及びＳ２２の故障判定は、制御回路３２（１）によって行われる。
　本件は、特許請求の範囲の記載の発明に加え、以下のような発明を含む。
［１］
　絶縁部（３）を通じて電気信号を送信するもので、
　クロック信号に基づいて入力信号をデジタル変調する際に、
　入力される自己診断切替信号がインアクティブであれば、被変調信号を差動逆相変調信号とし、
　前記自己診断切替信号がアクティブであれば、被変調信号を診断用の差動同相変調信号として差動信号線に出力する被変調信号生成部（１１，１２）と、を備える送信器。
［２］
　前記被変調信号生成部は、オンオフ変調を行なう［１］記載の送信器。
［３］
　［１］又は［２］記載の送信器（２）と、
　この送信器より送信された被変調信号を受信して復調する受信器（４）と、
　前記送信器と前記受信器との間に接続される絶縁部（３）と、
　前記自己診断切替信号がアクティブとなる自己診断時に、前記受信器により復調された信号に基づいて正常か異常かを判定し、診断結果を上位の制御装置に送信する受信側制御部（５，３２）と、を備える通信装置。
［４］
　前記復調される信号は、前記自己診断切替信号がアクティブとなる自己診断の際に、正常であれば論理値がローレベルを示し、異常であれば論理値がハイレベルを示す［３］記載の通信装置。
［５］
　前記受信器は、差動アンプ（２１）と、包絡線検波器（２２）とを備え、
　前記被変調信号を復調する［３］又は［４］記載の通信装置。
［６］
　前記絶縁部は、２以上の静電容量素子（２３，２４）を直列に接続して構成されている［３］から［５］の何れか１つに記載の通信装置。
　　（その他の実施形態）
　デジタル変調は、オンオフ変調に限ることなく、その他例えば周波数変調でも良い。したがって、受信器での復調方式も、包絡線検波器によるものに限らない。
　絶縁部は、２つのコンデンサを直列に接続するものに限らず、１つ又は３つ以上の絶縁素子で構成しても良い。また、誘導結合素子により構成しても良い。
　本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。

Claims (6)

  1. 　絶縁部（３）を通じて電気信号を送信するもので、
    　クロック信号に基づいて入力信号をデジタル変調する際に、
    　入力される自己診断切替信号がインアクティブであれば、被変調信号を差動逆相変調信号とし、
    　前記自己診断切替信号がアクティブであれば、被変調信号を診断用の差動同相変調信号として差動信号線に出力する被変調信号生成部（１１，１２）と、を備える送信器。
  2. 　前記被変調信号生成部は、オンオフ変調を行なう請求項１記載の送信器。
  3. 　請求項１又は２記載の送信器（２）と、
    　この送信器より送信された被変調信号を受信して復調する受信器（４）と、
    　前記送信器と前記受信器との間に接続される絶縁部（３）と、
    　前記自己診断切替信号がアクティブとなる自己診断時に、前記受信器により復調された信号に基づいて正常か異常かを判定し、診断結果を上位の制御装置に送信する受信側制御部（５，３２）と、を備える通信装置。
  4. 　前記復調される信号は、前記自己診断切替信号がアクティブとなる自己診断の際に、正常であれば論理値がローレベルを示し、異常であれば論理値がハイレベルを示す請求項３記載の通信装置。
  5. 　前記受信器は、差動アンプ（２１）と、包絡線検波器（２２）とを備え、
    　前記被変調信号を復調する請求項３記載の通信装置。
  6. 　前記絶縁部は、２以上の静電容量素子（２３，２４）を直列に接続して構成されている請求項３記載の通信装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US20020170011A1 (en) * 2001-05-09 2002-11-14 Lai Benny W. H. Method and apparatus of boundary scan testing for AC-coupled differential data paths
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