JPH07245629A - 伝送路の異常検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 オシロスコープを使用することなく小型・低
コストの装置構成にしながら障害箇所を特定できるよう
にする。 【構成】 ステーション間でパルス信号を伝送する伝送
路１１に方形波発生器１２が発生するパルスをドライバ
１３から印加し、このドライブパルス及び障害箇所で反
射してきた反射パルスを方向性結合器１４で方向性を有
して取り出し、このパルスをレシーバ１５を通してコン
パレータ１６、１７で設定レベル以上のパルスを一定レ
ベルのパルスとして取り出し、このパルスからスイッチ
１８、１９とスイッチ駆動回路２０によってドライブパ
ルス期間を取り除いたパルスを得、このパルスをローパ
スフィルタ２１、２２で平滑してパルス幅に対応するレ
ベルの信号を得、この信号を表示器２３、２４に表示す
る。この表示極性を障害箇所の短絡／開放に対応させ、
レベルを障害箇所までの距離に対応させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、伝送路の異常検出装置
に係り、特にバス形伝送路をパルス駆動したときの反射
波から異常の状態及び異常箇所を検出する異常検出装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】バス形の伝送路は、１本のケーブルを介
して複数のステーションを結合し、各ステーション間の
データ伝送を行う。各ステーションは伝送路に対してド
ライバによるパルス出力で送信し、他ステーションから
の送信パルスをレシーバで受信する。また、伝送路の終
端は抵抗による整合が行われる。

【０００３】こうしたバス形伝送路によるステーション
間のデータ伝送において、伝送路及びドライバの断線、
短絡状態は伝送不能や失敗になる通信不能を招く。

【０００４】そこで、従来から伝送路及び送受信回路の
異常検出方式が種々提案されている。例えば各ステーシ
ョンについてドライバから試験データを送出させ、同じ
ステーションのレシーバで受信し、送信データと受信デ
ータの照合による送受信機能のチェックを行う方法、ま
た異なるステーション間で試験データを送受信してその
照合による両ステーション間の伝送路も含めた送受信機
能のチェックを行う方法がある。

【０００５】バス形伝送路によるステーション間の結合
は、該伝送路が１つのワイヤードＯＲであるため、例え
ば１つのドライバが短絡故障したときには伝送路全体が
短絡状態になる。このため、従来の異常検出方式では、
短絡ドライバが何れのステーションのものか不明で、伝
送路からステーションを切離す等を行なわない限り、異
常箇所の検出ができない。

【０００６】同様に、伝送路自体の短絡による異常にも
従来方式ではドライバの短絡か伝送路の短絡かを判定す
るのが難しくなる。

【０００７】また、伝送路の断線ではステーション間の
送受信不能である程度は判定できるが、当該ステーショ
ン間伝送路の何れの位置が断線しているかの判定ができ
ず、比較的長い距離の伝送路では断線位置の判定が難し
くなる。

【０００８】こうした問題は、多数のステーションが１
つのバスを共有する伝送方式に限らず、１つの親局に複
数の子局がスター結合される伝送方式においても起き
る。

【０００９】このような課題を解消するものとして、本
願出願人は伝送路に対してステーションからパルス駆動
を行い、異常箇所からの反射波の極性と時間遅れから異
常種別及び異常箇所までの距離を判別する装置を既に提
案している（例えば、特開昭６３−３０４７２７号公
報）。

【００１０】この装置は、図５に示すような基本構成に
される。異常検出対象になる伝送路１に対してステーシ
ョン位置等の検出位置で終端抵抗２によって終端し、パ
ルス信号源３から得るパルス信号をドライバ４を通して
伝送路１に印加する。

【００１１】このパルス印加に対する障害箇所（×印で
示す）からのパルスの反射波を該印加パルスを基準時刻
としてオシロスコープ５に波形表示及び反射波の極性及
び遅れ時間を測定する。

【００１２】印加パルスに対して反射波の極性が反転し
ているときは、伝送路１の障害箇所が短絡し、同じ極性
では障害箇所が開放（断線）になる。また、遅れ時間は
障害箇所までの距離に比例する。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】従来の異常検出装置
は、パルス信号源３とドライバ４及びオシロスコープ５
を一体又はオシロスコープを分離した測定器として構成
される。

【００１４】このため、比較的大掛かりな測定装置にな
り、特にオシロスコープを必要とする構成ではその小型
化が図られるも反射波の時間測定機能を必要として高価
な測定装置になる。

【００１５】本発明の目的は、オシロスコープを使用す
ることなく小型・低コストの装置構成にしながら障害箇
所を特定できるようにした伝送路の異常検出装置を提供
することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題の解
決を図るため、ステーション間でパルス信号を伝送する
伝送路の短絡／断線又は該伝送路に結合されるステーシ
ョンの入出力端の短絡異常を検出するため、該伝送路へ
のドライブパルス印加に対する障害箇所からの反射パル
スの極性によって断線・短絡の種別を判定しかつ反射パ
ルスの遅れ時間によって異常箇所までの距離を判定する
異常検出装置において、前記ドライブパルスを印加する
位置で伝送路に結合され該ドライブパルスと反射パルス
が重畳したパルスを方向性を有して検出する方向性結合
器と、前記方向性結合器が検出したパルスを一定レベル
のパルスにするコンパレータと、前記コンパレータの出
力パルスから前記ドライブパルス期間を取り除くスイッ
チ回路と、前記スイッチ回路の出力パルスを平滑して該
パルスの幅及び極性に対応するアナログ信号を得るロー
パスフィルタと、前記ローパスフィルタの出力極性及び
出力レベルを表示する表示器と、を備えたことを特徴と
する。

【００１７】

【作用】ドライブパルスと反射パルスが重畳したパルス
からドライブパルス期間を取り除いた期間のパルスを
得、この重畳期間が障害箇所までの距離に対応すること
を利用して距離に対応した幅のパルスを得、これを平滑
することにより距離に対応したアナログ量の信号を得て
表示器に表示する。

【００１８】障害箇所の短絡／開放の種別は、方向性結
合器の結合方向によって取り出す反射パルスの極性から
識別する。

【００１９】

【実施例】図１は本発明の一実施例を示す回路図であ
る。複数のステーションに結合されるバス形伝送路１１
の障害発生箇所検出に際し、ステーション位置等の測定
点に本実施例の異常検出装置を接続する。

【００２０】この装置のうち、方形波発生器（パルス発
生源）１２は、一定周期かつ一定幅のパルスを発生し、
このパルス出力はドライバ１３によって一定レベルに増
幅されて伝送路１１に印加される。

【００２１】方向性結合器１４は、例えば伝送路１１を
一次側とするパルストランス構成にされ、伝送路１１上
のパルス信号のうち正極性又は負極性のパルスを検出す
る。この方向性結合器１４の入力抵抗は、伝送路１１の
特性インピーダンスに合わせた終端抵抗を有して伝送路
とのインピーダンス整合が取られ、不要な反射が発生す
るのを防止している。

【００２２】レシーバ１５は、方向性結合器１４で検出
するパルスを増幅する。一対のコンパレータ１６、１７
はレシーバ１５の検出パルスのうち、レベルが設定レベ
ルＶ_TH1、Ｖ_TH2以上になるパルスを一定レベルにするデ
ィジタル化を行い、その検出パルスが正極性のものはコ
ンパレータ１６により検出し、負極性のものはコンパレ
ータ１７により検出する。

【００２３】スイッチ１８、１９は、そのオン動作期間
だけコンパレータ１６、１７の出力を取り出す。スイッ
チ駆動回路２０は、方形波発生器１２が発生するパルス
を制御信号としてスイッチ１８、１９をオン・オフ制御
し、方形波発生器１２が発生するパルス期間だけスイッ
チ１８、１９をオフ制御する。

【００２４】ローパスフィルタ２１、２２は、それぞれ
スイッチ１８、１９を通してコンパレータ１６、１７の
出力パルスを入力とし、低周波成分の検出、すなわち入
力パルスの平滑を行う。

【００２５】表示器２３、２４は、アナログメータ又は
Ａ／Ｄ変換器と数値表示器構成にされ、それぞれローパ
スフィルタ２１、２２の出力をアナログ量又はディジタ
ル量として表示する。

【００２６】こうした構成における伝送路異常検出動作
を図２及び図３を参照して以下に詳細に説明する。

【００２７】伝送路１１に断線又は短絡（測定点とは異
なる他のステーションの送受信部の短絡も含む）の発生
の有無を検出する際にステーション等の測定点で伝送路
１１にドライバ１３及び方向性結合器１４を接続する。

【００２８】これにより、伝送路１１には方形波発生器
１２の出力パルスがドライバ１３を通して印加され、伝
送路１１に一定レベルのパルス信号の伝送が始まる。

【００２９】伝送路１１に印加されたパルスは、伝送路
１１に障害箇所がなければ終端抵抗位置まで伝送され、
反射もなく消滅する。

【００３０】伝送路１１に断線又は短絡の障害が発生し
ているとき、障害箇所で反射したパルス（ドライブパル
スと同じ幅）が方向性結合器１４位置に少しの減衰を伴
って表れる。このとき、方向性結合器１４にはドライバ
１３から印加されたドライブパルスと障害箇所からの反
射パルスが検出される。

【００３１】これらパルスは、レシーバ１５を通してコ
ンパレータ１６、１７の比較入力になり、コンパレータ
１６、１７によって設定レベルＶ_TH1、Ｖ_TH2を越えるレ
ベルのパルスのみが取り出され、ノイズパルス等が取り
除かれる。また、コンパレータ１６、１７の出力は一定
レベルのパルスとして取り出される。

【００３２】なお、反射パルスの極性が逆のときは、伝
送路１１に対する方向性結合器１４の結合方向を逆にす
るか、又は両方向極性の反射パルスを切り替えて取り出
す構成にされる。

【００３３】次に、スイッチ１８、１９とスイッチ駆動
回路２０によって、ドライブパルス期間のパルスが取り
除かれる。

【００３４】ここで、反射パルスは、測定点から障害箇
所までの距離に応じてその一部がローパスフィルタ２
１、２２側に取り出される。

【００３５】この態様は、図２及び図３に示される。図
２は、障害箇所が測定点から遠い場合の各部波形を示
し、図３は近い場合を示す。

【００３６】ドライバ１３からの期間Ｔを有するパルス
のドライブ波形に対して、レシーバ１５の出力は、ドラ
イブパルスと反射パルスが重畳した波形として取り出さ
れる。この重畳期間ΔＴは、障害箇所が遠いときには反
射パルスが測定点に到達するまでの時間遅れが大きいこ
とから短い期間になり、障害箇所が近いときには時間遅
れが小さいことから長い期間になる。

【００３７】したがって、ドライブパルス期間を除いた
反射パルスの期間は、障害箇所までの距離が大きいほど
長い期間になり、障害箇所までの距離に比例した幅のパ
ルスとして取り出すことができる。このパルスによっ
て、表示器２３、２４には障害箇所までの距離に応じた
レベルの表示出力を得ることができ、この出力から障害
箇所までの距離を識別又は表示できる。

【００３８】また、障害箇所の短絡と開放の区別は、方
向性結合器１４で検出される反射パルスがドライブパル
スに対して同じ極性か逆極性かによってコンパレータ１
６、１７の一方のみに反射パルスの出力が得られること
から、表示器２３又は２４の一方の表示出力によって識
別又は表示できる。

【００３９】また、本実施例は、従来のオシロスコープ
に代えて回路要素１４〜２４によって異常検出ができ、
これら回路要素はオシロスコープに比べて極めて小型か
つ低コストの装置として実現できる。

【００４０】図４は、本発明の他の実施例を示す回路図
であり、図１と同等の部分は同一符号で示す。

【００４１】アンドゲート２５、２６は、図１のスイッ
チ１８、１９に相当し、共通のゲート信号によってコン
パレータ１６、１７の出力をオン・オフ制御する。この
ときのゲート信号は、図１のスイッチ駆動回路２０に代
えた論理インバータ２７によって方形波発生器１２の出
力から得る。なお、アンドゲート２５、２６のパルス出
力は、一定レベルになるよう回路構成がなされる。

【００４２】アンドゲート２５、２６の両出力は、切換
スイッチ２８によって何れか一方の出力が取り出され
る。これは、反射パルスの取り出しが何れか一方のアン
ドゲートになることから、反射パルスが取り出されるア
ンドゲート２５または２６から１つの信号系とするもの
で、出力レベルを一定とするオアゲートに置換すること
もできる。

【００４３】ローパスフィルタ２９は、抵抗Ｒとコンデ
ンサＣによるＣＲ積分回路構成にされ、入出力端にイン
ピーダンスバッファとしてのバッファアンプＡｍｐを設
ける。このローパスフィルタ２９は、演算増幅器を使っ
た積分器構成に置換しても良い。

【００４４】本実施例においても、伝送路１１に断線又
は短絡が発生したときに、その反射波から異常の種別及
び異常点までの距離情報を得ることができる。

【００４５】また、あるステーションのドライバの出力
部が短絡したときは該ステーションから離れた他のステ
ーションに備える異常検出回路によって異常ステーショ
ンまでの距離判定から検出でき、多数のステーションが
バス結合されるシステムでは２つ以上のステーションが
上述の異常検出装置を備えることでドライバ異常も含め
た伝送路異常を検出できる。

【００４６】以上までの実施例では共有バスシステムに
おける単流方式による信号伝送の場合を示すが、本発明
はこれに限定されることなく、スター結線のバス方式さ
らには複流方式による信号伝送にも適用できるの勿論で
ある。例えば、複流方式による異常検出では伝送信号が
正極性パルスと負極性パルスを含むため、正極性反射パ
ルスからドライブパルスを取除くのと同様に負極性反射
パルスからドライブパルスを取除く構成によって実現さ
れる。

【００４７】

【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば、ドライ
ブパルスを印加する位置で方向性結合器によってドライ
ブパルスと反射パルスが重畳したパルスを方向性を有し
て検出し、この検出パルスをコンパレータによって一定
レベルのパルスにディジタル化し、この出力パルスから
スイッチ回路によってドライブパルス期間を取り除き、
この出力パルスをローパスフィルタで平滑してパルス幅
及び極性に対応するアナログ信号を得、この出力の極性
及び出力レベルを表示器で表示する構成としたため、従
来のオシロスコープによる測定に比べて、小型で低コス
トの装置を実現できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す回路図。

【図２】実施例における遠い障害箇所の場合の各部波形
例。

【図３】実施例における近い障害箇所の場合の各部波形
例。

【図４】本発明の他の実施例を示す回路図。

【図５】従来の基本構成図。

【符号の説明】

１１…伝送路 １２…方形波発生器 １３…ドライバ １４…方向性結合器 １５…レシーバ １６、１７…コンパレータ １８、１９…スイッチ ２０…スイッチ駆動回路 ２１、２２、２９…ローパスフィルタ ２３、２４…表示器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ステーション間でパルス信号を伝送する
   伝送路の短絡／断線又は該伝送路に結合されるステーシ
   ョンの入出力端の短絡異常を検出するため、該伝送路へ
   のドライブパルス印加に対する障害箇所からの反射パル
   スの極性によって断線・短絡の種別を判定しかつ反射パ
   ルスの遅れ時間によって異常箇所までの距離を判定する
   異常検出装置において、 前記ドライブパルスを印加する位置で伝送路に結合され
   該ドライブパルスと反射パルスが重畳したパルスを方向
   性を有して検出する方向性結合器と、 前記方向性結合器が検出したパルスを一定レベルのパル
   スにするコンパレータと、 前記コンパレータの出力パルスから前記ドライブパルス
   期間を取り除くスイッチ回路と、 前記スイッチ回路の出力パルスを平滑して該パルスの幅
   及び極性に対応するアナログ信号を得るローパスフィル
   タと、 前記ローパスフィルタの出力極性及び出力レベルを表示
   する表示器と、を備えたことを特徴とする伝送路の異常
   検出装置。