JPH0620350B2 - 信号処理装置 - Google Patents

信号処理装置

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JPH0620350B2
JPH0620350B2 JP61015420A JP1542086A JPH0620350B2 JP H0620350 B2 JPH0620350 B2 JP H0620350B2 JP 61015420 A JP61015420 A JP 61015420A JP 1542086 A JP1542086 A JP 1542086A JP H0620350 B2 JPH0620350 B2 JP H0620350B2
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signal
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良秀 与那原
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、プロセス入出力装置や、テレメータ装置(遠
隔計測装置)等の信号処理装置、特にその避雷構造に関
するものである。
(従来の技術) 従来、このような分野の技術としては第2図に記載され
るようなものがあった。以下、その構成を説明する。
第2図は従来の信号処理装置であるテレメータ装置の一
構成例を示す概略構成図である。
このテレメータ装置は、遠隔点における任意の量の値を
指示または記録するための装置であり、外部にセンサ1
を有し、このセンサ1が一対の伝送線2により装置本体
3と接続されている。 装置本体3は、接地された筺体
4を具え、その筐体4内に、入力端子5-0,5-1 を有する
端子台5と、信号処理回路6とが収納されている。入力
端子5-0,5-1 は伝送線2に接続され、その伝送線2を介
してセンサ1から伝送される外部信号を入力して信号処
理回路6に与えるものである。信号処理回路6は、外部
信号を入力して種々の電気的処理を行う回路である。
この種の装置では、避雷対策として各入力端子5-0,5-1
と筺体4との間に、バリスタ等の避雷器7-0,7-1 が接続
されている。
避雷器7-0,7-1 は、高電圧が印加されると抵抗値が急激
に小さくなる特性を持っている。そのため、雷より伝送
線2上に高電圧が誘導されると、その誘電電流は避雷器
7-0,7-1 を介して大地へと流出する。これにより、信号
処理回路6への雷の影響がなくなり、テレメータ装置が
雷から保護される。
(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、上記構成の装置では、センサ1の数を多
くして入力端子5-0,5-1 を多数設けた場合、各入力端子
毎に避雷器7-0,7-1,…を接続して避雷対策を行うため、
避雷器7-0,7-1,…の数が多くなる。しかも避雷器7-0,7-
1 のみで避雷対策を行っているため、高圧の誘電雷に対
応できる大容量のものが必要となり、装置全体の大型
化、高価格化を招くという問題点があった。
本発明は、前記従来技術が持っていた問題点として避雷
対策により装置全体が大型化、高価格化するという点に
ついて解決した信号処理装置を提供するものである。
(問題点を解決するための手段) 本発明は、前記問題点を解決するために、外部信号を伝
送する複数本の伝送線に接続された複数個の入力端子
と、プリント基板上に形成され、一端が前記入力端子に
接続された配線パターンと、前記配線パターンの他端に
接続され、その他端から入力される前記複数の外部信号
から制御信号で特定の信号を選択してその選択信号を信
号線へ出力するマルチプレクサ回路と、前記信号線に接
続され、前記制御信号を前記マルチプレクサ回路に与え
て該信号線から送られてくる選択信号に対して所定の信
号処理を行う信号処理回路とを、備えた信号処理装置に
おいて、次のような手段を設けている。即ち、本発明で
は、前記信号線と大地との間に接続され、一定電位以下
の雷電位に対して動作する避雷器と、前記配線パターン
の一端に対して所定の放電ギャップを形成するようにそ
の一端に近接して前記プリント基板上に形成され、前記
一定電位を超える雷電位に対して空中放電を行う接地パ
ターンとを、設けている。
(作 用) 本発明によれば、以上のように信号処理装置を構成した
ので、プリント基板上の接地パターンは、高圧の誘導雷
に対して配線パターンの一端との間で空中放電を行い、
その誘導雷を大地へ流出するように働く。配線パターン
の他端に接続されたマルチプレクサ回路は、信号処理回
路の制御信号に基づき、複数個の入力端子にそれぞれ入
力される複数の外部信号のうち、特定の信号を選択して
出力するため、その出力側の信号線に接続される避雷器
の数を減少させるように機能する。また、該避雷器は低
圧の誘導雷を大地へ流出するように働く。これにより、
避雷器の数の減少と、その容量の小型化が計れる。従っ
て、前記問題点を除去できるのである。
(実施例) 第1図は本発明の実施例に係る信号処理装置の一つであ
るテレメータ装置の概略構成図である。
このテレメータ装置は外部に複数個の外部信号出力用セ
ンサ11-0〜11-3を有し、この各センサ11-0〜11-3がそれ
ぞれ伝送線12-0〜12-4により装置本体13と接続されてい
る。ここで、伝送線12-4は各センサ11-0〜11-3に共通接
続され、共通線として機能する。
装置本体13は接地された金属製等の筺体14を具え、その
筺体14内には回路搭載用のプリント基板15が収納されて
いる。プリント基板15上には端子台16が取付けられてい
る。端子台16は複数個の入力端子16-0〜16-4を有し、そ
の各入力端子16-0〜16-4に伝送線12-0〜12-4がそれぞれ
接続されている。
プリント基板15上における端子台取付け箇所近傍には、
各入力端子16-0〜16-4と接続される導電性の配線パター
ン17-0〜17-4と、各入力端子16-0〜16-4に近接する導電
部材、例えば接地パターン18とが、それぞれ設けられて
いる。各配線パターン17-0〜17-4はマルチプレクサ回路
19に接続されると共に、接地パターン18は筺体14に接続
されて接地されている。
マルチプレクサ回路19は、配線パターン17-0〜17-4を介
して入力されるセンサ11-0〜11-3からの複数個の外部信
号のうちの特定の信号を選択する回路である。このマル
チプレクサ回路19には、複数本の信号線20-0〜20-4を介
して信号処理回路21が接続されている。信号処理回路21
は、信号線20-0または20-1を介して入力されるマルチプ
レクサ回路19からの入力信号D0またはD1に基づき、それ
らの入力信号D0,D1 の種々の電気的処理を行うと共に、
制御信号T0,T1 を出力し、それを信号線20-2,20-3 を介
してマルチプレクサ回路19へ与える回路である。なお、
信号線20-4は共通線として機能する。
各信号線20-0〜20-3には、それぞれ過電流抑制用の抵抗
22-0〜22-3が直列接続されると共に、各抵抗22-0〜22-3
の信号処理回路側および信号線20-4には、それぞれバリ
スタ等の避雷器23-0〜23-4が接続されている。各避雷器
23-0〜23-4は、筺体14に接続されて接地されている。
第3図は第1図中のマルチプレクサ回路19の回路構成例
を示す要部回路図である。このマルチプレクサ回路19
は、ダイオードマトリクス回路で構成されており、信号
線20-0,20-2 と配線パターン17-0との間には複数個のダ
イオード30-0〜30-2が接続され、同様に信号線22-0,22-
3 と配線パターン17-1との間、信号線20-1,20-2 と配線
パターン17-2との間、信号線20-1,20-3 と配線パータン
17-3との間にも、複数個のダイオードがそれぞれ接続さ
れている。共通線である信号線20-4及び配線パータン17
-4は相互に接続され、接地されている。
第4図は第1図における配線パターン17-0〜17-2…及び
接地パターン18の部分拡大図である。配線パターン17-0
〜17-2…はプリント基板15上に形成され、一端17a-0 〜
17a-2 …が端子台16の各入力端子16-0〜16-2…と接続さ
れ、他端がマルチプレクサ回路19と接続されている。さ
らに、プリント基板15上における配線パータン17-0〜17
-2…の一端17a-0 〜17a-2 …の近傍には、間隔(放電ギ
ャップ)Gをおいて接地パターン18が形成されている。
ここで、間隔Gを小さくすると、空中放電が発生しやす
くなる。例えば、間隔Gを0.5mm とした時の放電電圧は
おおよそ2.7KV 程度である。また、放電を開始すると、
間隔Gにおける抵抗値は大幅に下がる。
次に、以上のように構成される信号処理装置の動作につ
いて説明する。
(1) 信号処理装置の一般的な動作 第1図において、センサ11-0〜11-3のオン,オフ外部信
号が伝送線12-0〜12-4を通って端子台16の入力端子16-0
〜16-4へ入力されると、該外部信号は信号処理回路21に
より制御されるマルチプレクサ回路19でグループに分け
られ、その信号処理回路21に与えられる。これにより、
信号処理回路21は入力信号に対して所定の電気的処理を
行う。
第3図におけるマルチプレクサ回路19の動作は、次のよ
うになる。
信号処理回路21からマルチプレクサ回路19へ出力される
信号線20-2,20-3 上の制御信号T0,T1 のうち、一方の制
御信号T0を共通の信号線20-4電位(=0V) よりも高電位の
Hレベルに、他方の制御信号T1を信号線20-4と同電位の
Lレベルに設定した場合、マルチプレクサ回路19から信
号処理回路21へ出力される信号線20-0上における入力信
号D0の電位は、センサ11-1〜11-3のオン,オフには影響
されずに、センサ11-0のオン,オフにのみ影響される。
つまり、センサ11-0がオフであれば、ダイオード30-0,3
0-1 により入力信号D0がHレベルに、センサ11-0がオン
であれば、ダイオード30-0,30-2 及びセンサ11-0を通し
てダイオード30-0・30-1 間がLレベルになるため、入力
信号D0がLレベルになる。信号線20-1上の入力信号D1に
ついても同様であり、センサ11-2がオフであればHレベ
ルに、オンであればLレベルに設定される。
同様にして、一方の制御信号T0をLレベルに、他方の制
御信号T1をHレベルに設定した場合、入力信号D0はセン
サ11-1のオン,オフに、入力信号D1はセンサ11-3のオ
ン,オフにそれぞれ影響され、センサ11-1,11-3 がオフ
であれば該入力信号D0がHレベルに、オンであればLレ
ベルに設定される。
このようにして複数の外部信号をマルチプレクサ回路19
で選択して信号処理回路21へ与えるようにしたので、避
雷器23-0〜23-4は信号線20-0〜20-4のみに設ければよ
く、従来のように外部信号数だけ設ける場合に比べてそ
の数を減少できる。例えば、外部信号数がm×n個の場
合、マルチプレクサ回路19をm行×n行で構成すると、
避雷器の数は(m+n+1) 個となり、これでm×n個の外部
信号に対する避雷対策が可能となる。
(2) 信号処理装置の避雷動作 第3図において、伝送線12-0〜12-4上に落雷等が発生す
ると、雷による誘導電流は入力端子16-0〜16-4、 マル
チプレクサ回路19中のダイオード30-0〜30-2…、及び抵
抗22-0〜22-3…を経由して避雷器23-0〜23-3へと流れ
る。そのため、ダイオード30-0〜30-2…、及び抵抗22-0
〜22-3は、雷の電位に見合った性能のものが要求され
る。ここで、抵抗22-0〜22-3は雷の誘導電流を押え、ダ
イオード30-0〜30-2…に流れる電流を制限するよう働
く。また、誘導電流は、雷の誘電の仕方により、ダイオ
ード30-0〜30-2に対して順方向あるいは逆方向に流れる
場合がある。
そこで、ある雷電位までは避雷器23-0〜23-3により避雷
処理が行われ、それ以上の電位の誘導雷に対してはプリ
ント基板15上における配線パータン17-0〜17-4と接地パ
ターン18との間の空中放電により避雷処理が行われる。
以下、これらの避雷処理を第4図〜第6図を参照しつつ
詳説する。なお、第5図は雷電位VSの特性図、および第
6図は第3図の動作を説明するための要部回路図であ
る。
第6図において、入力端子16-0に正の雷電位VSが発生す
ると、これにより誘導電流は、ダイオード30-2,30-1 →
抵抗22-0→避雷器23-0→大地、という経路で流れる。
また、入力端子16-0に負の雷電位-VS が発生すると、誘
導電流は、大地→避雷器23-2→抵抗22-2→ダイオード30
-0,30-2、 という経路で流れる。
ここで、雷電位VSは第5図のようにμsec のオーダでそ
の電位を上げていく。経路の場合、避雷器23-0の通過
電圧をV1とし、ダイオード30-1の順電位をV2、該ダイオ
ード30-1のブレークダウン電圧をV3とすると、抵抗22-0
に印加される電圧は、 VS−V1−V2−V3 となる。雷電位VSがある電圧(おおよそ、2700V )まで
は経路の方向に誘導電流が流れる。
ところが、2700V 以上になると、第4図に示すように、
入力端子16-0が接続された配線パターン17-0と接地パタ
ーン18との間に空中放電がおこり、両パターン17-0・18
間の抵抗値が下がる。そのため、誘導電流は両パータン
17-0・18 間を通り、大地へ流れるため、経路の方向に
は流れなくなる。これにより、ダイオード30-2,30-1、
抵抗22-0、及び避雷器23-0は、雷から保護される。
このように、低い雷電位VSに対しては避雷器23-0〜23-4
により、高い雷電位VSに対しては配線パータン17-0〜17
-4と接地パータン18との間の空中放電で配線パータン17
-0〜17-4以後の回路を保護するため、マルチプレクサ回
路19のダイオード30-0〜30-2…や、抵抗22-0〜22-3を、
低い雷電位VSに対してのみ耐えられるように考慮すれば
よい。そのため、ダイオード30-0〜30-2…や、抵抗22-0
〜22-3を小容量化でき、装置全体の小型化や低価格化が
計れる。
本発明は図示の実施例に限定されず、例えば、マルチプ
レクサ回路19の図示以外の回路構成にする等、種々の
変形が可能である。
(発明の効果) 以上詳細に説明したように、本発明によれば、マルチプ
レクサ回路により、入力される外部信号の数を減らした
ので、設置される避雷器の数を減少できる。しかも、入
力端子に接続される配線パターンの一端に近接して接地
パターンを配置したので、低い雷電位に対しては前記避
雷器により、高い雷電位に対しては前記配線パターンと
接地パターン間の放電ギャップにより、それぞれ避雷動
作が行われる。そのため、マルチプクサ回路の構成素子
や、前記避雷器の小容量化が可能となり、これにより装
置全体の小型化と低価格化の効果が期待できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例を示す信号処理装置の構成図、
第2図は従来の信号処理装置の概略構成図、第3図は第
1図中のマルチプレクサ回路の構成例を示す要部回路
図、第4図は第1図中の配線パータン及び接地パータン
の部分拡大図、第5図は雷電位の特性図、第6図は第3
図の動作を説明するための要部回路図である。 11-0〜11-3……センサ、12-0〜12-4……伝送線、16-0〜
16-4……入力端子、17-0〜17-4……配線パターン、18…
…接地パターン(導電部材)、19……マルチプレクサ回
路、21……信号処理回路、23-0〜23-4……避雷器。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】外部信号を伝送する複数本の伝送線に接続
    された複数個の入力端子と、 プリント基板上に形成され、一端が前記入力端子に接続
    された配線パターンと、 前記配線パターンの他端に接続され、その他端から入力
    される前記複数の外部信号から制御信号で特定の信号を
    選択してその選択信号を信号線へ出力するマルチプレク
    サ回路と、 前記信号線に接続され、前記制御信号を前記マルチプレ
    クサ回路に与えて該信号線から送られてくる選択信号に
    対して所定の信号処理を行う信号処理回路とを、 備えた信号処理装置において、 前記信号線と大地との間に接続され、一定電位以下の雷
    電位に対して動作する避雷器と、 前記配線パターンの一端に対して所定の放電ギャップを
    形成するようにその一端に近接して前記プリント基板上
    に形成され、前記一定電位を超える雷電位に対して空中
    放電を行う接地パターンとを、 設けたことを特徴とする信号処理装置。
JP61015420A 1986-01-27 1986-01-27 信号処理装置 Expired - Lifetime JPH0620350B2 (ja)

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JPS62173935A JPS62173935A (ja) 1987-07-30
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US7100304B2 (en) * 2001-06-12 2006-09-05 Akrion Technologies, Inc. Megasonic cleaner and dryer
US6928751B2 (en) 2001-06-12 2005-08-16 Goldfinger Technologies, Llc Megasonic cleaner and dryer system
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