JPH0353582B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、たとえば列車検知装置のようにフエ
ールセーフは性質が要求される処理装置に用いて
好適な停電復帰時信号発生装置に関する。

フエールセーフに作られた処理装置は、一般
に、停電が発生しないように、いわゆる無停電化
された環境で用いられている。しかし、現実には
電源操作を誤つたとき等に停電することがある。
このような場合、電子回路を用いた装置、特に揮
発性記憶回路を用いた装置は、停電回復後に初期
設定（リセツト）を改めて行う必要があり、この
初期設定を従来は人手によつて行つていた。

停電が復帰したことを意味する停電復帰時信号
は、電源を入力とし、この入力信号を微分回路で
微分して電源の立上り成分を抽出し、その出力を
波形成形回路で成形することにより作成すること
はできる。しかし、このような回路構成では、た
とえばこのための回路が故障した場合には、停電
状態でないにもかわらず、誤つてリセツト信号が
発生することがある。すなわち、リセツトの出力
が故障が原因では決して発生しないような構成に
することができない。すなわち、たとえば波形成
形回路として対称誤り回路（たとえば、シユミツ
ト回路）を用いると、シユミツト回路が故障した
ときあるいは微分回路が故障（コンデンサが短絡
故障）したときには、停電復帰時信号を出力した
ままになつてしまう（故障状態が存在する）。こ
のような回路構成は不要なときに初期設定信号
（リセツト信号）が投入されることになり、たと
えば、ブロツクセクシヨン（閉塞区間）に進入し
た列車の車軸数を計数して、列車の進入を検知す
る列車検知装置において、カウンタの計数値をリ
セツトしてしまいかねず、フエールセーフを要求
される装置には用いることができない。

本発明は、初期設定信号発生の装置が正常（故
障でなく）でかつ電源が復帰したたときのみ停電
復帰時信号を出力し、停電が起つていないときに
誤つて停電復帰時信号を発生することのない停電
復帰時信号装置を提供することを目的とする。

以下、図面に示す実施例に基いて本発明を説明
する。

第１図において、１は直流電源の正側からたと
えば24Vの直流信号が入力する電源入力端子、２
は端子１からの入力信号を積分する積分回路、３
は積分回路２からの積分出力信号が入力されるウ
インドウコンパレータ、また、６０はウインドウ
コンパレータ３の出力を整流する整流回路４およ
び整流回路４の出力信号を遅延して発振出力とし
て延長して送出する発振回路５からなる延長発振
部であり、６は停電復帰時信号の出力端子、７は
前記直流電源の出力を回路３，４，５で用いる電
源として、たとえば電圧12Vに変換するツエナー
ダイオード、８はツエナーダイオード７の負荷抵
抗である。

積分回路２は抵抗１０とコンデンサ１１を端子
１とアース間に直列に接続した一般的な回路であ
り、接続点の電圧（コンデンサ１１の端子電圧）
をウインドウコンパレータ３に出力している。

ウインドウコンパレータ３は、上下２つのスレ
ツシヨールドレベルにより定められた窓を有し、
入力信号のレベルが、前記窓の範囲内のときだけ
発振して発振出力する既知の回路であり、入力信
号のレベルが前記窓以下のときと、窓以上のと
き、および回路が故障したときには発振出力が得
られず、いわゆる非対称誤り特性を有している。
このようなウインドウコンパレータ３は、実開昭
57−4764号公報等に開示されているが、ここはそ
の一例を第３図に示す。

第３図のウインドウコンパレータは、この例で
は３個のトランジスタ３１，３２，３３を用いた
発振回路で構成され、抵抗３４〜４１はトランジ
スタ３１，３２，３３と共に増幅器を構成し、帰
還発振を起こすための抵抗である。端子４３は積
分回路からの信号入力端子、端子４４はツエナー
ダイオード７からの電圧12Vの電源の入力端子で
あつてトランジスタ３２へ電源を供給する。各ト
ランジスタのベースには、前段のトランジスタの
出力が直接結合で接続されている。すなわち、ト
ランジスタ３１のベースには、トランジスタ３３
の出力がコレクタ抵抗３４，３５の分割比で抵抗
３６を介して供給され、トランジスタ３２のベー
スには、トランジスタ３１の出力が抵抗３７と３
８および３９で端子４４への電源入力のレベルシ
フト分を含めて抵抗３９により分割して供給さ
れ、トランジスタ３３のベースには、トランジス
タ３２の出力が抵抗４０，４１で分割して供給さ
れている。

上述のウインドウコンパレータは、入力端子４
３に特定の範囲の入力電圧が印加されると、トラ
ンジスタ３→トランジスタ３２→トランジスタ３
３→トランジスタ３１の順に各トランジスタの出
力が供給される帰還発振器を構成している。

このウインドウコンパレータが発振できる入力
電圧V₁の範囲は、端子４４への入力電圧をV₀、
抵抗３４，３５，３７，３８，３９の抵抗値を
各々、R₃₄，R₃₅，R₃₇，R₃₈，R₃₉とするとき、次
の２つの式で示される電圧e₁（下限）とe₂（上限）
の間である。

e₁・R₃₉／（R₃₇＋R₃₈＋R₃₉）≒V₀ …(1) e₂・R₃₅／（R₃₄＋R₃₅）≒V₀ …(2) ここに、e₁とe₂の間がウインドウコンパレータ
の窓となる。

入力電圧V₁が下限e₁より低い場合は、トラン
ジスタ３２，３３がオンの状態でトランジスタ３
１がオフのままであるので発振しない。入力電圧
V₁が下限e₁より大きくなり、上限e₂を超えない範
囲では、トランジスタ３２，３３がオフ状態とな
るので、トランジスタ３１がオン状態となる。ト
ランジスタ３１がオンすると、トランジスタ３
２，３３がオフとなり、トランジスタ３１がオフ
状態となる。トランジスタ３１がオフ状態となる
と、トランジスタ３２，３３がオン状態となるの
で、以後ウインドウコンパレータは発振をつづけ
ることになる。さらに、入力電圧V₁が上限e₂を
超えると、トランジスタ３３がたとえオンになつ
てもトランジスタ３１がオフしないので、発振回
路は発振不能となる。

条件式(1)及び(2)からも明らかなように、ウイン
ドウコンパレータが発振する入力電圧V₁の下限
e₁及び上限e₂は、抵抗３４，３５，３７，３８，
３９の値に依存して決定され、これらの抵抗値を
適当に選択することにより、発振開始電圧を自由
に設定することができる。

発振回路５は、ウインドウコンパレータ３の出
力信号として発生する停電復帰の信号（発振出
力）の発生時間を遅延し延長するもので、同時に
通電される後続装置の各部が準備状態になつたの
ち、停電復帰時信号（くり返しパルス）を送出す
るようにすることで、確実に復帰（リセツト）が
行なわれるようにするための回路であり、本発明
では特に故障したときには出力信号を生じない
か、または出力信号の発生時間が短縮される回路
（故障で復帰信号の発生時間が短くなるか、また
はこの信号が発生しなくなる構成を有する回路）
であり、従つて故障した場合には、決して所定の
停電時復帰信号を発生することがなく、後続装置
に悪影響を与えることがない。このような信号を
延長する回路はたとえば、本出願と同一人による
特願昭56−63707号あるいは電子通信学会、回路
とシステム研究会資料CAS81−31、非対称誤り
回路による波形操作２頁第３図ロにおいて『非対
称誤り遅延回路』又は『フエールセーフな遅延回
路』として記載されているが、ここで第４図にそ
の一例を示す。

第４図の発振回路は、ユニジヤンクシヨントラ
ンジスタ５０、抵抗５１，５２，５３及びコンデ
ンサ５４からなる弛張発振器の出力側に５５を設
け、このコンデンサ５５の出力側を直流電源（図
示せず）の正側にダイオード５６、端子５７を介
して接続して電源電圧（＋Ｅ）にクランプした回
路であり、前記弛張発振器の正側端子５８が前段
の整流回路４の出力端子に接続され、コンデンサ
５５の出力側が停電復帰時信号として出力端子６
に接続される。

次に、この停電復帰時信号発生装置の動作を第
２図（各部記号のタイミングチヤート）を参照し
て説明する。

先ず、停電が時刻t₁に復帰したとすると、端子
１への入力信号は第２図Ａで示すように立上が
る。これにより、積分回路２の出力が第２図Ｂに
示すように入力信号Ａより遅れて立上がるから、
既に電源12Vの供給を受けているウインドウコン
パレータ３は第２図Ｃに示すようにt₂からt₃の間
発信し、その出力信号が整流回路４に入力し、整
流回路を構成する大静電容量のコンデンサの出力
信号が第２図Ｄのようになり、その結果、発振回
路５が時間Ｔの間動作してその間第２図Ｅに示す
ように繰り返しのパルス信号（リセツトに確実さ
が増す）を停電復帰時信号として端子６に出力す
る。

この装置は、積分回路２内の抵抗１０が断線し
たり、コンデンサ１１が短絡するとウインドウコ
ンパレータ３への入力信号のレベルが窓以下にな
り、また抵抗が短絡したりコンデンサ１１が断線
すると、ウインドウコンパレータ３への入力信号
のレベルが窓以上になり、従つていずれの場合も
停電復帰時信号を出力しない。また、ウインドウ
コンパレータ３と延長発振回路５は、それ自体が
非対称誤りに作られて故障すると信号を何ら出力
しない。そして、積分回路２内のコンデンサ１１
の静電容量が経年変化で小さくなつた場合には、
第２図Ｂの波形の立上がりが急峻になりt₂からt₃
までの発振時間が短くなり、復帰時信号の発生時
間Ｔは短くなる。また、整流回路４を構成する大
静電容量のコンデンサの静電容量が経年変化で小
さくなつた場合には、第２図Ｄの波形の立下がり
が急旬になるので、やはり復帰時信号の発生時間
Ｔは短くなる。従つて、これらの場合にも停電復
帰時信号が正常な形では出力しなくなるので所定
目的を達成できる。さらに、整流回路４が信号を
出力しない故障のときは、やはり停電復帰時信号
を発生しない。

次に、第５図の装置は本願発明の他の実施例で
あり、第１図における積分回路２に換えて微分回
路２０を用いている。この装置におけるウインド
ウコンパレータ３の窓は、第６図Ｂに符号V′で
示すように、電源復帰時の微分回路２０の出力信
号のレベルが窓内になるレベルに設定されてい
る。

この装置も、端子１への入力信号が第６図Ａで
示すように時刻t₁で立上がると、微分回路２０の
出力が第６図Ｂのようになり、これによりウイン
ドウコンパレータ３が第６図Ｃで示すようにt₂か
らt₃の間発振して、整流回路４の出力に第６図Ｄ
に示す信号が得られ、その結果発振回路５が時刻
T′の間動作して第６図Ｅに示すようにパルス信
号列を停電復帰時信号として出力する。

この装置も、微分回路２０内の抵抗２１及びコ
ンデンサ２２のいずれかが断線又は短絡しても第
６図Ｂに示す微分波形を得ることができないか
ら、故障に伴つて停電検知信号を出力するような
ことがない。また、コンデンサ２２の経年変化に
よる静電容量の減少に対しては、復帰時信号の発
生時間Ｔは短くなる。

以上のように本発明は、停電復帰時の電源立上
りを入力信号とし、この入力信号を微分又は積分
する処理回路と、該処理回路の出力信号を入力と
して発振するウインドウコンパレータと、該ウイ
ンドウコンパレータの出力を整流する整流回路
と、該整流回路の出力で発振する発振回路を具備
し出力時間を延長しまた故障時には延長時間が短
くなる延長発振部とよりなる停電復帰時信号発生
装置であるから、 電源の復帰時以外はたとえ回路部品が故障して
も停電復帰時信号を発生せず、従つてフエールセ
ーフに作られた信号処理装置に用いることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる装置の実施例を示す電
気回路のブロツク図、第２図は電気信号の説明
図、第３図はウインドウコンパレータの一実施例
を示す図、第４図は発振回路の一実施例を示す
図、第５図は本発明にかかる装置の他の実施例を
示す電気回路のブロツク図、第６図は電気信号の
説明である。 １：電源入力端子、２：積分回路、３：ウイン
ドウコンパレータ、４：整流回路、５：発振回
路、２０：微分回路、６０：延長発振部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 電源の停電状態からの復帰時を検出して停電
   復帰時信号を発生する装置であつて、 信号源となる直流電源に接続され、入力信号を
   微分または積分する処理回路と、 前記処理回路に後続する、所定レベル範囲の入
   力がある時にのみ発振出力が得られるウインドウ
   コンパレータと、 前記ウインドウコンパレータの発振出力を整流
   し出力する整流回路及びこの整流回路の出力に対
   応して所定時間延長した発振出力を停電復帰時信
   号として発生する発振回路とを具備した延長発振
   部から成り、 前記延長発振部の延長時間が、該回路故障時に
   は短縮されるか、または信号を発生しなくなる構
   成を有する停電復帰時信号発生装置。