JPH02280538A - アナログ／デジタル通信装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、２本の伝送線に流す４４流値を伝送器により
変化させ、これをアナログの電流信号として受信器に送
信する一方、通信用のデジタル信号に対応して伝送器の
出力端の端子電圧を変更する通信器を有するアナログ／
デジタル通信装置の改良に関する。

〈従来の技術〉 この種の従来のアナログ／デジタル通信装置の１例どし
て、特開昭６０−１４８２３４号に開示された構成を第
７図に示し、これについて説明する。

１０は伝送器であり、この伝送器１０は例えば温度、圧
力などのプロセス変数ＰＶに対応してこれを電気信号に
変換して、その出力端にこのプロセス変数Ｐｖに対応す
る電流信号ＩＬＩを出力する。

この伝送器１０の出力端には２本の伝送線！。

と１２を介してこの伝送器１０を付勢する電ａ１１と、
電流信号ＩＬ１を受信し例えば指示する受信器１２と、
ツェナダイオード１３とがそれぞれ直列に接続されてい
る。

１４は通信器であり、この通信器１４はその内部に格納
されているスイッチング素子１５を通信用のデジタル信
号Ｖｏに応じてオン／オフすることによりツェナダイオ
ード１３の両端を短絡したり開放したりする。これによ
り、伝送器１ｏの出力端の端子電圧Ｖ　Ｌ　ｌをツェナ
ダイオード１３のツェナ電圧Ｖｚ分だけ変更する。

伝送器１０はこの出力端の端子電圧ＶＬＩの変化を受信
することにより通信器１４がらの通信用のデジタル信号
Ｖｏを知る。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、このようなツェナダイオードの両端の電
圧でパルス状に振って通信信号とする従来のアナログ／
デジタル通信装置は、次のような問題がある。

このパルス状の通信信号のピーク値を決定するのはツェ
ナダイオードの両端のツェナ電圧であるが、このツェナ
電圧はその電圧値を自由に選択することが出来ず、特に
３Ｖ以下では温度特性などの点で使用することができな
い。

そこで、ツェナダイオードの代りにダイオードを使用す
ることが考えられるが、この場合には０゜６ｖ、１．２
■、などというように０．６Ｖおきにしか選択すること
ができない。

ところで、現場に設置される伝送器とこれに接続される
遠方に設置された受信計器などはこれ等の計装に際して
各種の条件に左右される。

例えば、第１に伝送器には各種の受信計器が接続される
のでその負荷抵抗が様々になり、第２に、防爆領域に伝
送器が設置される場合には防爆用のバリアが伝送器の出
力端に挿入されることもあり、第３に伝送器と受信計器
とを接続する伝送線に混入されるノイズも設置環境によ
り様々であり、第４に伝送器と受信計器との間の距離も
様々であり、第５に伝送線として使用されるケーブルの
線種によりこれ等の単位長当たりの抵抗値が興なり、第
６にこれ等のケーブルの線間容量も興なりこれによる通
信パルスの波形がなまりケーブル長に制限を受ける、な
ど使用環境により各種の制限を受ける。

一方、この種の伝送器の電力は電源１１から２本の伝送
線を介して伝送されてくるのでその電力に制限がある。

また、伝送器と受信計器との間は上記のような様々な条
件に左右されるので、この様な限られた電力を用いて設
置環境に応じた最適の計装を行うには、通信信号のピー
ク値が一定の第７図に示すアナログ／デジタル通信装置
では使用し難いという間転がある。

く課題を解決するための手段〉 本発明は、使用環境に応じて限られた電力の下で最適の
計装が行えるようにするため、伝送線に対して直列に接
続された電源と、この電源から電力の供給を受け伝送線
に流す電流値をデータに応じて変化させアナログの電流
信号として伝送線に送出すると共に伝送線からの通信用
のデジタル信号を受信する伝送器と、電流信号を伝送線
を介して受信する受信器と、伝送線に直列に挿入された
抵抗素子と、この抵抗素子の両端に定電流を流す定電流
素子と、この定電流素子に直列に接続されデジタル信号
に対応するように定電流素子を開閉し伝送器の出力端の
線間電圧を変更するスイッチング素子とを具備し抵抗素
子の両端の電圧を変更するようにしたものである。

く作　用〉 伝送線に直列に抵抗素子を挿入し、この抵抗素子に定電
流を流す定電流源をオン／オフすることによってデジタ
ル通信すると共にそのパルスのピーク値を使用環境に応
じて任意に変更する。

〈実施例〉 以下、本発明の実施例について図を用いて説明する。第
１図は本発明の１実施例の構成を示すブロック図である
。

１６は伝送器、１７は通信器、１８は受信器である。伝
送器１６はその出力端の一方が電源１１と伝送線１１で
接続され、他方は伝送線１ａ、通信器１７の出力端に並
列に接続された通信抵抗ＲＣ１および受信器１８の入力
端に並列に接続され、た受信抵抗ＲＬを介して電源１１
の他端に接続されている。

先ず、伝送器１６ｆｌｌについてその構成及び動作につ
いて説明する。

圧力、差圧、温度等のプロセス変数Ｐ■を検出して電気
信号に変換するセンサＳＮＳから出力された電気信号は
アナログ／デジタル変換器ＡＤＣによりデジタル信号に
変換され、マイクロプロセッサを含む制御部ＣＮＴｌに
出力される。

制御部ＣＮ　Ｔ　、はこのデジタル信号を、例えばスパ
ン調整、リニアリティ１５１ｋ、ゼロ点調整などの各種
演算を実行し、その結果をデジタル／アナログ変換器Ｄ
ＡＣに出力する。

デジタル／アナログ変換器ＤＡＣで変換されたアナログ
信号は出力部の演算増幅器Ｑ１を介して出力トランジス
タＱ２に出力されここで電流信号ＩＬｔに変換され帰還
抵抗ＲＦを介して出力端′ｒ１、Ｔ２に出力される。ま
た、帰還抵抗ＲＦの両端の電圧は演算増幅器Ｑ１に負帰
還されアナログ信号に正確に対応する電流信号Ｉｌｌと
する。

更に、直流の電源１１からは出力端’ｆ’、、Ｔ２に電
流信号ＩＬＩの一部をなす例えば４ｍＡ程度のベース電
流が供給されるがこのベース電流は定電流回路ＣＣ１で
定電流化されこの定電流を用いて伝送器１６の回路電源
を作る。

また、伝送器１６の制御部ＣＮ　’１’　、は通信器１
７とデジタル通信をするためのデジタルの通信信号Ｖｏ
ｔを送信回路ＴＲ，に出力しここで並列信号を直列信号
に変換するなどして演算増幅器Ｑ１に加算出力される。

この通信信号ＶＤ、はトランジスタＱ２を介して伝送線
ｉｔ　、ｌｚにアナログの電流信号ＴＬＩに重畳されて
デジタル電流信号１０１として出力される。

さらに、通信器１７からのデジタル信号Ｖｏに対応する
デジタル電圧信号７口、は伝送器１６の出力端Ｔ、、Ｔ
、の両端の電圧を経時的に変化させ、これを復調器ＤＭ
、は検出して並列デジタル信号に変換して制御部ＣＮＴ
、に出力する。制御部ＣＮ　’ｌ’　、はこのデジタル
信号を受信してこれに対応する必要な演算を実行する。

次に、通信器１７の構成及び動作について説明する。

各種のデータを設定するキーボードＫＢＤは制御部ＣＮ
　Ｔ　２に接続されており、その並列出力は変調器ＤＭ
、で直列出力に変換してスイッチング素子Ｑ３に出力す
る。スイッチング素子Ｑ、は定Ｔｈ流回路ＣＣ２と直列
に接続されて通信抵抗′ｒｃに並列に接続されている。

この定電流回路ＣＣ２はその定電流値１．の大きさをキ
ーボードＫＢＤで設定された値に対応して制御部ＣＮＴ
２から変更できるようになっている。

従って、定電？Ｌ値１．はスイッチング素子Ｑ）により
、キーボードＫＢＤから設定されたデジタル信号Ｖｏに
対応して開閉され、通信抵抗Ｒｃの両端に定′Ｓ流１．
で決定されるピーク値を持つデジタルの電圧信号Ｖｏｃ
　　（＝Ｒｃ　Ｉａ　）を発生させる。このため、伝送
器１６の出力端Ｔｔ　、１’２の両端にはこの電圧信号
ＶＯＣが重畳されたデジタル電圧信号ＶＤＩが現れる。

これを変調器ＤＭ、は検出し制御部ＣＮ　Ｔ　、で対応
する処理をする。

この場合、現場に設置される伝送器とこれに接続される
遠方に設置された受信計器などはこれ等の計装に際して
既述の如く極めてバラエティに富んでおり、一方、使用
できる電流はほぼベース電流に相当する４ｍＡ程度であ
るので、例えばノイズは大きいが伝送線１＋　、１２が
短かければｆＬｌｆｒの余裕が大きいので定電流値ｔｏ
を大きく設定してノイズに対して強くしたり、或いはノ
イズはないが細い伝送線！＋　、１２を使用する必要が
ある場合は定電流値ｒｏを小さく設定するなど、キボー
ドＫＢＤから使用環境に応じて定電流値Ｉ。

をきめ細かく設定し、全体として効率良く電力を使用す
ることができる。

第２図は本発明の一部をなす通信器の他の実施例の構成
を示すブロック図である。

第１図に示す構成は伝送器からデジタル信号を出力する
ことは出来ても通信器ではこれを受信することは出来な
い構成であったが、第２図に示す通信器１９はこれを通
信器側で受信できる構成としたものである。

伝送器１６の出力端Ｔ、　、Ｔ２に出力されるパルス状
のデジタル電流信号１口、により発生する線間電圧の変
化を直列信号の形で復調器ＤＭ３で受信し、これを並列
信号の形で制御部ＣＮＴ３に出力し伝送器１６からの情
報を、キーボードＫＢＤ上の表示器（図示せず）に表示
する。

第３図は本発明の一部をなす通信器の第３の実施例の構
成を示すブロック図である。

この実施例の通信器２０は伝送器１６からのデジタル電
流信号１０１を通信抵抗Ｒｃで電圧パルスに変換しこれ
をコンデンサＣ１，Ｃ２で直流カットして変調器ＤＭ、
に出力しその出力を制御部ＣＮ　Ｔ　、で解読して表示
器ＤＩＰに表示するようにしたものである。

第４図は本発明の一部をなす通信器の第４の実施例の構
成を示すブロック図である。

第３図ではコンデンサを介してデジタル電流信号１０１
を受信したが、この実施例の通信器２１は抵抗Ｒ１とダ
イオードＤ１との直列回路に定電流値１．を流すと共に
線ｒＲｔ圧の変化を直列信号の形で変調器ＤＭ５に入力
するようにしたものである。

第５図は本発明の一部をなす通信器の第５の実施例の構
成を示すブロック図である。

この実施例の通信器２２は定電流回路ＣＣ２とスイッチ
ング素子Ｑ）の接続を変更した構成を示している。

第６図は本発明の一部をなす通信器の第６の実施例の構
成を示すブロック図である。

この実施例の通信器２３はその定電流回路ＣＣコの定電
流値は一定であるが通信抵抗Ｒ２を可変できるようにし
てパルス信号のピーク値を変更できるようにしたもので
ある。

〈発明の効果〉 以上、実施例と共に具体的に説明したように本発明によ
れば、２本の伝送線に直列に抵抗を挿入してこれに流れ
るデジタル通信用の定電流を可変出来るようにしたので
、各種の使用環境に対応して通信用のデジタルパルスの
ピーク値を任意に設定することにより限られた電力を最
適に使用出来ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例の構成を示すブロック図、第
２図は本発明の第２の通信器の実施例の構成を示すブロ
ック図、第３図は本発明の第３の通信器の実施例の構成
を示すブロック図、第４図は本発明の第４の通信器の実
施例の構成を示すブロック図、第５図は本発明の第５の
通信器の実施例の構成を示すブロック図、第６図は本発
明の第６の通信器の実施例の構成を示すブロック図、第
７図は従来のアナログ／デジタル通信装置の構成を示す
ブロック図である。 １０．１６・・・伝送器、１１・・・電源、１２・・・
受信器、１３・・・ツェナダイオード、１４．１７．１
９、〜２３・・・通信器、ｉｌ、１２・・・伝送線、Ｓ
ＮＳ・・・センサ、ＣＮＴ、　、〜ＣＮＴ、・・・制御
器、ＣＣ，、ＣＣ２・・・定電流回路、ＤＭｌ、〜ＤＭ
、・・・変調器、Ｔ　Ｒ＋・・・送信回路。 第４図 第９図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 伝送線に対して直列に接続された電源と、この電源から
   電力の供給を受け前記伝送線に流す電流値をデータに応
   じて変化させアナログの電流信号として前記伝送線に送
   出すると共に前記伝送線からの通信用のデジタル信号を
   受信する伝送器と、前記電流信号を前記伝送線を介して
   受信する受信器と、前記伝送線に直列に挿入された抵抗
   素子と、この抵抗素子の両端に定電流を流す定電流素子
   と、この定電流素子に直列に接続され前記デジタル信号
   に対応するように前記定電流素子を開閉し前記伝送器の
   出力端の線間電圧を変更するスイッチング素子とを具備
   し、前記抵抗素子の両端の電圧を変更できるアナログ／
   デジタル通信装置。