JPH0211960B2 - - Google Patents
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- JPH0211960B2 JPH0211960B2 JP20110481A JP20110481A JPH0211960B2 JP H0211960 B2 JPH0211960 B2 JP H0211960B2 JP 20110481 A JP20110481 A JP 20110481A JP 20110481 A JP20110481 A JP 20110481A JP H0211960 B2 JPH0211960 B2 JP H0211960B2
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- circuit
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- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims description 25
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 20
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 10
- 230000008094 contradictory effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000004886 process control Methods 0.000 description 3
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
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- Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
発明の技術分野
本発明はプロセス制御等の工業計測分野に使用
する絶縁型信号変換装置に係り、特にノイズ等の
外乱によつて影響を受けない安定な制御系を得る
絶縁型信号変換装置に関する。
する絶縁型信号変換装置に係り、特にノイズ等の
外乱によつて影響を受けない安定な制御系を得る
絶縁型信号変換装置に関する。
発明の技術的背景
従来、プロセス制御系に使用されている絶縁型
信号変換装置は大略第１図のような構成をとつて
いる。即ち、この装置は、入力信号VINをオペア
ンプ等からなる入力アンプ１で増幅した後変調し
遠隔地に伝送する変調回路２と、被変調信号を復
調して入力信号VINを得る復調回路３との間に、
フオトカプラあるいは絶縁トランス等の信号絶縁
回路４を介挿するとともに、これらの入力アンプ
１、変調回路２等の送信系と、復調回路３、出力
アンプ５等の受信系とにそれぞれ個別に電源を供
給するために相互に絶縁構成をとつたDC−DCコ
ンバータ等の電源回路６を備えている。なお、出
力アンプ５の出力信号VOは図示していないが調
節計等のコントロール系に送られる。図中、VP
は直流電源である。
信号変換装置は大略第１図のような構成をとつて
いる。即ち、この装置は、入力信号VINをオペア
ンプ等からなる入力アンプ１で増幅した後変調し
遠隔地に伝送する変調回路２と、被変調信号を復
調して入力信号VINを得る復調回路３との間に、
フオトカプラあるいは絶縁トランス等の信号絶縁
回路４を介挿するとともに、これらの入力アンプ
１、変調回路２等の送信系と、復調回路３、出力
アンプ５等の受信系とにそれぞれ個別に電源を供
給するために相互に絶縁構成をとつたDC−DCコ
ンバータ等の電源回路６を備えている。なお、出
力アンプ５の出力信号VOは図示していないが調
節計等のコントロール系に送られる。図中、VP
は直流電源である。
背景技術の問題点
しかしながら上記装置にあつては、送信系と受
信系とに個別に電源を供給する必要があるために
何れか一方の電源給電線例えば７を長距離にわた
つて架線しなければならず、経済性並びに架設工
事が大変である。また一方の電源給電線７に混入
するノイズ等の影響を避けるために電線回路６は
各系統ごとに絶縁する必要があるが、このために
DC−DCコンバータのように複雑で高価なものを
使用しなければならない欠点がある。
信系とに個別に電源を供給する必要があるために
何れか一方の電源給電線例えば７を長距離にわた
つて架線しなければならず、経済性並びに架設工
事が大変である。また一方の電源給電線７に混入
するノイズ等の影響を避けるために電線回路６は
各系統ごとに絶縁する必要があるが、このために
DC−DCコンバータのように複雑で高価なものを
使用しなければならない欠点がある。
発明の目的
本発明は上記欠点を除去するためになされたも
ので、絶縁性電源回路を必要とせずに１つの直流
電源を用いて送受信系への給電を可能とし、かつ
信号絶縁回路の信号伝送効率を高めうる絶縁型信
号変換装置を提供するものとする。
ので、絶縁性電源回路を必要とせずに１つの直流
電源を用いて送受信系への給電を可能とし、かつ
信号絶縁回路の信号伝送効率を高めうる絶縁型信
号変換装置を提供するものとする。
発明の概要
本発明は入力信号に比例するパルス性信号に変
換し、このパルス性信号から互いに相反する２つ
の波形信号に変換して出力する送信系回路と、こ
の送信系回路に給電する直流電源と、１次側巻線
両端に前記送信系回路の各信号が供給されかつ中
間端子に前記直流電源が供給される信号絶縁トラ
ンスと、この信号絶縁トランスの２次側巻線両端
から得られる各信号を復調して入力信号に比例す
る信号に変換する受信系回路と、この信号絶縁ト
ランスの出力電圧を整流して受信系回路の電源と
する整流回路とを設けることにより、１つの直流
電源で受信系回路の電源を兼用させ、かつ磁気飽
和させずに信号を信号絶縁トランスの２次側巻線
に伝達し、上記目的を達成するものである。
換し、このパルス性信号から互いに相反する２つ
の波形信号に変換して出力する送信系回路と、こ
の送信系回路に給電する直流電源と、１次側巻線
両端に前記送信系回路の各信号が供給されかつ中
間端子に前記直流電源が供給される信号絶縁トラ
ンスと、この信号絶縁トランスの２次側巻線両端
から得られる各信号を復調して入力信号に比例す
る信号に変換する受信系回路と、この信号絶縁ト
ランスの出力電圧を整流して受信系回路の電源と
する整流回路とを設けることにより、１つの直流
電源で受信系回路の電源を兼用させ、かつ磁気飽
和させずに信号を信号絶縁トランスの２次側巻線
に伝達し、上記目的を達成するものである。
発明の実施例
第２図は本発明の一実施例を示す構成図であつ
て、例えばオペアンプ等からなる入力アンプ１１
はプロセスの入力信号VINを増幅後、回路絶縁を
容易にするための信号変換回路１２に供給する。
この信号変換回路１２としては、例えば積分アン
プ、コンパレータ等で構成され入力信号VINに比
例するパルス幅デユーテイサイクル信号に変換す
る電圧−パルス幅変換回路又は入力信号VINを周
波数に変換する電圧−周波数変換回路を用いる。
この信号変換回路１２の出力側にはパルス幅−バ
イフエーイズ変換回路１３が接続される。パルス
幅−バイフエーイズ変換回路１３はパルス幅デユ
ーテイサイクル信号とクロツクCLKとを用いて
互いに相反する２つの波形信号に変換し同信号が
次段に使用する信号絶縁トランス１４を通りやす
くし、かつ信号絶縁トランス１４の構成を簡単に
することにある。この信号絶縁トランス１４は１
次側巻線および２次側巻線とも中間端子を有し、
その１次側巻線の両端はパルス幅−バイフエーイ
ズ変換回路１３の両出力端に接続し、１次側巻線
の中間端子には入力アンプ１１、信号変換回路１
２およびパルス幅−バイフエーズ変換回路１３等
の電源の用に供する直流電源１５が供給される。
この信号絶縁トランス１４の２次側巻線にはバイ
フエーイズ−パルス幅変換回路１６およびパルス
幅を電圧に変換して入力信号を得る復調機能を持
つ信号変換回路１７を介してオペアンプ等からな
る出力アンプ１８が接続される。また、信号絶縁
トランス１４の２次側巻線両端にはダイオード
D1，D2が接続され、ここで２次側巻線の両端に
現われた電圧を整流してバイフエーイズ−パルス
幅変換回路１６、信号変換回路１７および出力ア
ンプ１８等に供給する。２次側巻線の中間端子は
回路１６，１７，１８等の零電位ラインとして使
用している。なお、出力アンプ１８から出力され
た信号VOは図示していないがプロセス制御系等
に送出される。
て、例えばオペアンプ等からなる入力アンプ１１
はプロセスの入力信号VINを増幅後、回路絶縁を
容易にするための信号変換回路１２に供給する。
この信号変換回路１２としては、例えば積分アン
プ、コンパレータ等で構成され入力信号VINに比
例するパルス幅デユーテイサイクル信号に変換す
る電圧−パルス幅変換回路又は入力信号VINを周
波数に変換する電圧−周波数変換回路を用いる。
この信号変換回路１２の出力側にはパルス幅−バ
イフエーイズ変換回路１３が接続される。パルス
幅−バイフエーイズ変換回路１３はパルス幅デユ
ーテイサイクル信号とクロツクCLKとを用いて
互いに相反する２つの波形信号に変換し同信号が
次段に使用する信号絶縁トランス１４を通りやす
くし、かつ信号絶縁トランス１４の構成を簡単に
することにある。この信号絶縁トランス１４は１
次側巻線および２次側巻線とも中間端子を有し、
その１次側巻線の両端はパルス幅−バイフエーイ
ズ変換回路１３の両出力端に接続し、１次側巻線
の中間端子には入力アンプ１１、信号変換回路１
２およびパルス幅−バイフエーズ変換回路１３等
の電源の用に供する直流電源１５が供給される。
この信号絶縁トランス１４の２次側巻線にはバイ
フエーイズ−パルス幅変換回路１６およびパルス
幅を電圧に変換して入力信号を得る復調機能を持
つ信号変換回路１７を介してオペアンプ等からな
る出力アンプ１８が接続される。また、信号絶縁
トランス１４の２次側巻線両端にはダイオード
D1，D2が接続され、ここで２次側巻線の両端に
現われた電圧を整流してバイフエーイズ−パルス
幅変換回路１６、信号変換回路１７および出力ア
ンプ１８等に供給する。２次側巻線の中間端子は
回路１６，１７，１８等の零電位ラインとして使
用している。なお、出力アンプ１８から出力され
た信号VOは図示していないがプロセス制御系等
に送出される。
次に、以上のように構成された絶縁型信号変換
装置の作用を説明する。入力アンプ１１はプロセ
ス等の入力信号VINを増幅して第３図Ａに示すよ
うな信号Ａ＝VIN・Ｋ（但し、Ｋは増幅度）を得、
これを後続の例えば電圧−パルス幅変換回路等の
信号変換回路１２に供給する。この信号変換回路
１２では入力アンプ１１の出力に比例する第３図
Ｂのようなパルス幅デユーテイサイクル信号に変
換し、これをパルス幅−バイフエーイズ回路１３
に供給する。このとき、同回路１３にはクロツク
CLKが供給されている。ここで、パルス幅−バ
イフエーイズ変換回路１３は、信号ＢのうちT1
期間内に入力するクロツクCLKの立下りで立上
がり、T2期間内に入力するクロツクCLKの立上
りで立上がりを呈するパルス性の信号Ｃと、この
信号Ｃと全く逆の波形を呈するパルス性の信号
C′とを作成し、それぞれの信号Ｃ，C′を信号絶縁
トランス１４の１次側巻線両端に供給する。従つ
て、信号絶縁トランス１４の２次側巻線から得ら
れる信号波形に着目すると、時間軸方向は電圧−
パルス幅変調後のバイフエーズ波形であり、振幅
は直流電源１５の電圧VPによつて得られる信号
Ｄ，D′となる。なお、直流電源VPは２次側巻線
以後の回路電源として利用できるような電圧（例
えば15V）に設定されている。そこで、２次側巻
線から得られた信号Ｄ，D′をダイオードD1，D2
で整流すれば、１つの直流電源１５で送信系回路
１１〜１３のみならず、２次側巻線以後の受信系
回路１６〜１８の電源としても利用できる。
装置の作用を説明する。入力アンプ１１はプロセ
ス等の入力信号VINを増幅して第３図Ａに示すよ
うな信号Ａ＝VIN・Ｋ（但し、Ｋは増幅度）を得、
これを後続の例えば電圧−パルス幅変換回路等の
信号変換回路１２に供給する。この信号変換回路
１２では入力アンプ１１の出力に比例する第３図
Ｂのようなパルス幅デユーテイサイクル信号に変
換し、これをパルス幅−バイフエーイズ回路１３
に供給する。このとき、同回路１３にはクロツク
CLKが供給されている。ここで、パルス幅−バ
イフエーイズ変換回路１３は、信号ＢのうちT1
期間内に入力するクロツクCLKの立下りで立上
がり、T2期間内に入力するクロツクCLKの立上
りで立上がりを呈するパルス性の信号Ｃと、この
信号Ｃと全く逆の波形を呈するパルス性の信号
C′とを作成し、それぞれの信号Ｃ，C′を信号絶縁
トランス１４の１次側巻線両端に供給する。従つ
て、信号絶縁トランス１４の２次側巻線から得ら
れる信号波形に着目すると、時間軸方向は電圧−
パルス幅変調後のバイフエーズ波形であり、振幅
は直流電源１５の電圧VPによつて得られる信号
Ｄ，D′となる。なお、直流電源VPは２次側巻線
以後の回路電源として利用できるような電圧（例
えば15V）に設定されている。そこで、２次側巻
線から得られた信号Ｄ，D′をダイオードD1，D2
で整流すれば、１つの直流電源１５で送信系回路
１１〜１３のみならず、２次側巻線以後の受信系
回路１６〜１８の電源としても利用できる。
一方、２次側巻線両端から出力された信号Ｄ，
D′はバイフエーズ−パルス幅変換回路１６でパ
ルス幅に変換され（第３図Ｅ参照）、さらにフイ
ルタ等を用いたパルス幅−電圧変換手段とつた信
号変換回路１７で復調して入力信号に比例した第
３図Ｆのような信号Ｆを取り出すものである。
D′はバイフエーズ−パルス幅変換回路１６でパ
ルス幅に変換され（第３図Ｅ参照）、さらにフイ
ルタ等を用いたパルス幅−電圧変換手段とつた信
号変換回路１７で復調して入力信号に比例した第
３図Ｆのような信号Ｆを取り出すものである。
なお、本発明は上記実施例に限定されるもので
はない。上記実施例はデイジタル信号の伝送回路
として述べたが、アナログ信号の伝送回路として
も使用できる。即ち、第２図に示す構成のものに
おいて例えば送信系回路等１１〜１５をローカル
サイドに設置し、信号絶縁トランス１４から出力
されたアナログ信号をセンタサイドに設けた受信
系回路１６〜１８で復調して入力信号を得るよう
にする構成でもよい。この例を第４図に示す。こ
の場合、信号絶縁トランス１４の２次側巻線に接
続される信号回路Ｈ，Ｌは耐ノズル性を強化する
ために撚線を用いると有効である。その他、本発
明はその要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実
施できる。
はない。上記実施例はデイジタル信号の伝送回路
として述べたが、アナログ信号の伝送回路として
も使用できる。即ち、第２図に示す構成のものに
おいて例えば送信系回路等１１〜１５をローカル
サイドに設置し、信号絶縁トランス１４から出力
されたアナログ信号をセンタサイドに設けた受信
系回路１６〜１８で復調して入力信号を得るよう
にする構成でもよい。この例を第４図に示す。こ
の場合、信号絶縁トランス１４の２次側巻線に接
続される信号回路Ｈ，Ｌは耐ノズル性を強化する
ために撚線を用いると有効である。その他、本発
明はその要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実
施できる。
発明の効果
以上詳記したように本発明によれば、信号絶縁
用トランスの入出力端間にパルス幅−バイフエー
ズおよびバイフエーズおよびパルス幅の変換手段
を設けたので、トランスの小形化が図れ、トラン
スの磁気飽和を防いで信号伝達特性および入出力
精度を高めることができる。また、１つの直流電
源を用いて送信系はもとより、受信系の電源とし
ても共用させることができ、これにより複雑、高
価な絶縁性電源を不要とすることができる。ま
た、１つの信号絶縁トランスで信号絶縁と電源絶
縁とを可能としうる絶縁型信号変換装置を提供で
きる。
用トランスの入出力端間にパルス幅−バイフエー
ズおよびバイフエーズおよびパルス幅の変換手段
を設けたので、トランスの小形化が図れ、トラン
スの磁気飽和を防いで信号伝達特性および入出力
精度を高めることができる。また、１つの直流電
源を用いて送信系はもとより、受信系の電源とし
ても共用させることができ、これにより複雑、高
価な絶縁性電源を不要とすることができる。ま
た、１つの信号絶縁トランスで信号絶縁と電源絶
縁とを可能としうる絶縁型信号変換装置を提供で
きる。
第１図は従来装置の構成図、第２図は本発明に
係る絶縁型信号変換装置の一実施例を示す構成
図、第３図は本発明装置の動作を説明する波形
図、第４図は本発明の他の実施例を示す構成図で
ある。 １２……信号変換回路（電圧−パルス幅変換回
路）、１３……パルス幅−バイフエーイズ変換回
路、１４……信号絶縁トランス、１５……直流電
源、１６……バイフエーイズ−パルス幅変換回
路、１７……信号変換回範、D1，D2……ダイオ
ード。
係る絶縁型信号変換装置の一実施例を示す構成
図、第３図は本発明装置の動作を説明する波形
図、第４図は本発明の他の実施例を示す構成図で
ある。 １２……信号変換回路（電圧−パルス幅変換回
路）、１３……パルス幅−バイフエーイズ変換回
路、１４……信号絶縁トランス、１５……直流電
源、１６……バイフエーイズ−パルス幅変換回
路、１７……信号変換回範、D1，D2……ダイオ
ード。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 入力信号に比例するパルス性信号に変換し、
このパルス性信号から互いに相反する２つの波形
信号に変換して出力する送信系回路と、この送信
系回路に給電する直流電源と、１次側巻線両端に
前記送信系回路の各信号が供給されかつ中間端子
に前記直流電源が供給される信号絶縁トランス
と、この信号絶縁トランスの２次側巻線両端から
得られる各信号を復調して入力信号に比例する信
号に変換する受信系回路と、この信号絶縁トラン
スの出力電圧を整流して受信系回路の電源とする
整流回路とを備えたことを特徴とする絶縁型信号
変換装置。 ２ パルス性信号に変換する手段は、入力信号に
比例するパルス幅デユーテイサイクル信号に変換
する電圧−パルス幅変換回路を用いたことを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の絶縁型信号変
換装置。 ３ パルス性信号に変換する手段は、入力信号に
比例する周波数のパルス信号に変換する電圧−周
波数変換回路を用いたことを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載の絶縁型信号変換装置。 ４ 送信系回路は、電圧−パルス幅変換回路と、
パルス幅−バイフエーイズ変換回路とを備えたこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の絶縁
型信号変換装置。 ５ 受信系回路は、バイフエーズ−パルス幅変換
回路と、パルス幅−電圧変換回路とを備えたこと
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の絶縁型
信号変換装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20110481A JPS58103095A (ja) | 1981-12-14 | 1981-12-14 | 絶縁型信号変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20110481A JPS58103095A (ja) | 1981-12-14 | 1981-12-14 | 絶縁型信号変換装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58103095A JPS58103095A (ja) | 1983-06-18 |
| JPH0211960B2 true JPH0211960B2 (ja) | 1990-03-16 |
Family
ID=16435462
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20110481A Granted JPS58103095A (ja) | 1981-12-14 | 1981-12-14 | 絶縁型信号変換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58103095A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4905800B2 (ja) * | 2007-07-19 | 2012-03-28 | 横河電機株式会社 | 絶縁伝送回路 |
-
1981
- 1981-12-14 JP JP20110481A patent/JPS58103095A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58103095A (ja) | 1983-06-18 |
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