JPH0766629A - フェールセーフ検波回路 - Google Patents

フェールセーフ検波回路

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JPH0766629A
JPH0766629A JP5213898A JP21389893A JPH0766629A JP H0766629 A JPH0766629 A JP H0766629A JP 5213898 A JP5213898 A JP 5213898A JP 21389893 A JP21389893 A JP 21389893A JP H0766629 A JPH0766629 A JP H0766629A
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Japan
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signal
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fail
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JP5213898A
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Inventor
Koichi Yomogihara
弘一 蓬原
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Nippon Signal Co Ltd
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Nippon Signal Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】四端子コンデンサを用いないように検波回路を
半導体化し、フェールセーフに変調信号を検波する。 【構成】高周波信号fiが存在しない時には高レベルに
固定される変調信号を検波する場合、変調信号に基づい
てトランジスタQで発光ダイオードDを励振し、フォト
トランジスタPTのコレクタから検波信号を出力する。
また高周波信号fiが存在しない時には低レベルに固定
される変調信号を検波する場合には、該変調信号を否定
回路11で反転してトランジスタQのベースに入力する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、故障時、誤りの包絡線
検波出力信号を生じないような検波回路、即ち、フェー
ルセーフ検波回路に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、フェールセーフ検波回路に
は、一般に、図7に示すように四端子コンデンサが用い
られてきた。かかる従来のフェールセーフな検波回路に
おいて、レベル検定回路1は、検波出力信号を故障時に
出力しない構成の回路であって、例えばシュミット回路
で構成されている。レベル検定回路1には、抵抗R0
四端子コンデンサCによって構成された低周波通過フィ
ルタを介して変調信号が入力される。
【0003】かかる検波回路に図8に示すような高周波
スイッチ信号fiが入力された時、入力信号は、抵抗R
0 を介して四端子コンデンサCで平滑されてレベル検定
回路1でレベル検定される。ところで、四端子コンデン
サCの代わりに、通常、市販されているコンデンサを用
いた場合、リード線が2端子である為、万一、コンデン
サのリード線に断線故障が生じると、コンデンサ不在の
状態でレベル検定回路1に入力信号が入力されるため
に、変調信号は検波されず高周波信号fiが含まれたま
までレベル検定回路1に入力される。したがってレベル
検定回路1では、高周波信号fiが含まれた出力信号が
生成されてしまうのでフェールセーフな検波回路とはな
らない。即ち、故障時、検波信号として出力されるべき
信号と異なる信号を生じてしまうような検波回路となっ
てしまう。
【0004】しかし、図7のように平滑コンデンサに四
端子コンデンサCを用いると、コンデンサのリード線に
断線故障が生じた場合、レベル検定回路1への信号電流
iが流れなくなり、レベル検定回路1に出力信号が発生
し得ない構造となるのでフェールセーフな検波回路が構
成される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来のかかるフェール
セーフ検波回路では、このように四端子コンデンサが不
可欠であったが、この四端子コンデンサは形状が大きく
なると共に、一般的には市販されていないので、特別に
あつらえる必要があった。本発明はこのような従来の課
題に鑑みてなされたもので、四端子コンデンサを用いず
にフェールセーフに包絡線検波を行うことが可能なフェ
ールセーフ検波回路を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】このため本発明は、発光
素子に変調された信号が入力し、この発光素子の発光出
力の有無により受光素子をオン・オフして検波信号を出
力するフォトカプラと、該フォトカプラに低レベルと高
レベル間で高周波で信号が変化する期間と高レベルに固
定されて信号が変化しない期間が交互に存在する変調信
号を入力し、前記変調信号に基づいて、該変調信号が高
レベルに固定される時に前記フォトカプラの発光素子か
ら発光出力を発生させるようにしたスイッチ手段と、を
備えるようにした。
【0007】また低レベルと高レベル間で信号が変化す
る期間と低レベルに固定される期間が交互に存在する変
調信号を入力して当該変調信号を反転出力する否定回路
を設け、該否定回路の出力信号を前記スイッチ手段に入
力する構成としてもよい。
【0008】
【作用】上記の構成によれば、スイッチ手段により、入
力される変調信号が高レベルになった時、発光のための
出力信号が生成されるが、半導体からなるフォトカプラ
は接合容量が大きいために応答性が悪く、その為、高周
波信号が存在する時にはフォトカプラは変調信号に応答
せず、高周波信号が存在しなくなって高レベルに固定さ
れた時にはじめて発光状態と等しい出力レベルとなる。
したがって高周波信号が存在しない時に高レベルに固定
される変調信号を検波する場合、該変調信号に基づいて
スイッチ手段でフォトカプラへの発光出力信号をスイッ
チすれば、変調信号はフォトカプラによって包絡線検波
され、この検波信号が受光素子側から出力される。
【0009】万一フォトカプラ、スイッチ手段等に故障
が発生した時には、検波出力は低レベル又は高レベルに
固定されるので、従来の四端子コンデンサを用いた検波
回路と同様に、フェールセーフ特性を有する検波回路と
なる。また、高周波信号が存在しない時に低レベルに固
定される変調信号を検波する場合、該変調信号が否定回
路によって反転されてスイッチ手段に入力されれば、フ
ォトカプラを用いて変調信号は同様にして検波される。
そして万一否定回路が故障した場合には、検波出力は同
様に低レベル又は高レベルに固定されるので、フェール
セーフ特性を有するようになる。
【0010】
【実施例】以下、本発明の実施例を図1〜6に基づいて
説明する。第1実施例を示す図1は高周波信号fiが存
在しない時には高レベル(「H」レベル)に固定される
図2に示すような変調信号aを検波する場合のフェール
セーフ検波回路を示す。図1において、フォトカプラP
Cは、例えば発光素子である発光ダイオードDと、受光
素子であるフォトトランジスタPTと、が内蔵された半
導体であり、一般に市販されているものである。
【0011】内蔵された発光ダイオードDのアノードは
電流制限抵抗R1 を介して電圧VCCの電源に接続され、
カソードは、発光ダイオードDを励振するトランジスタ
Qのコレクタ、エミッタを介してアースに接続されてい
る。また、フォトトランジスタPTのコレクタは電流制
限抵抗R2 を介して電圧VCCの電源に接続され、エミッ
タがアースに接続されている。
【0012】高周波信号fiを含む変調信号aは入力端
子IN1からトランジスタQのベースに入力される。
尚、フォトカプラPCにTLP523(東芝製)を用い
て抵抗R1 とR2 を各々510 Ωと10kΩとすれば、高周
波信号fiの周波数は例えば10kHz、変調信号aの周波
数は100 Hz程度とする。この変調信号aが入力されると
フォトトランジスタPTのコレクタ端子である検波出力
端子OUT1から図2に示すような検波信号bが出力さ
れる。
【0013】次に動作を説明する。検波回路が正常であ
り、図2に示すような変調信号aが入力端子IN1に入
力された場合、高周波信号fiが存在する期間では、ト
ランジスタQは高周波信号fiに基づいてオン・オフす
るが、フォトカプラPCは、接合容量が大きい為に応答
性が悪く、殆ど応答しない。フォトカプラPCが高周波
信号fiに応答しない事象は、高周波で発光側には光出
力が生じないか、もしくは光出力が生じても受光側でフ
ォトトランジスタPTがオンすることができないかのい
ずれかであり、即ち、高周波信号fiにフォトカプラP
Cが応答しないことは、この期間、入力信号がないのに
等しいことになる。
【0014】また高周波信号fiが存在しない期間で
は、入力端子IN1から入力された変調信号aが高レベ
ルに固定される為、トランジスタQはこの期間でオン
し、発光ダイオードDは通電されて発光状態となり、フ
ォトトランジスタPTがオンして出力端子OUT1から
出力される検波信号bの出力レベルは低レベル(「L」
レベル)となる(即ち、高周波信号fiが存在しないと
きはフォトカプラPCは応答できる)。
【0015】検波回路が正常な場合、高周波信号fiが
存在している期間では、出力端子OUT1の出力レベル
は高レベル、高周波信号fiが存在しない期間では、低
レベルとなり、検波回路の出力端子OUT1には検波出
力として 100Hzの交流信号が現れることになる。次に、
この検波回路のフェールセーフ特性について説明する
と、万一トランジスタQに短絡(オン)故障が生じた場
合、発光ダイオードDは常時、通電されて発光状態とな
るためにフォトトランジスタPTは常時、オンとなり、
出力端子OUT1の出力レベルは低レベルに固定されて
100Hzの交流信号は生じなくなる。
【0016】トランジスタQに断線(オフ)故障が生じ
た場合、発光ダイオードDに電流が流れなくなるために
フォトトランジスタPTは常時、オフとなり、出力端子
OUT1の出力レベルは高レベルに固定されて 100Hzの
交流信号は生じなくなる。抵抗R1 に断線故障が生じた
場合、あるいは発光ダイオードDに断線故障が発生した
場合も発光ダイオードDが発光しなくなるため、出力端
子OUT1の出力レベルは高レベルに固定されて 100Hz
の交流信号は生じなくなる。
【0017】受光側についても同様であり、フォトトラ
ンジスタPTに短絡故障が生じた場合、出力端子OUT
1の出力レベルは低レベルに固定され、断線故障が生じ
た場合、出力端子OUT1の出力レベルは高レベルに固
定されて 100Hzの交流信号は生じなくなる。また抵抗R
2 に断線故障が生じた場合には、出力端子OUT1の出
力レベルは低レベルに固定される。
【0018】即ち、各素子が故障した時には、低レベル
又は高レベルに固定されて100 Hzの交流信号が生じなく
なるので、フェールセーフ性を有することになる。かか
る構成によれば、高周波スイッチ信号fiが存在しない
時には高レベルに固定される変調信号を、応答性が悪い
フォトカプラPCを用いて検波することにより、検波回
路を半導体化することが出来る。このフォトカプラは四
端子コンデンサと比較して形状も小さく、また一般に市
販されているものが使用出来るので、特別にあつらえる
必要もなく、コストを低減することが出来る。さらにフ
ォトカプラPC等の検波回路の素子に故障が発生した時
には、 100Hzの交流信号が出力されなくなるので、従来
の四端子コンデンサを用いたフェールセーフ検波回路と
同様に、フェールセーフ特性を有するようになる。
【0019】次に第2実施例について説明する。図3
は、図1の検波信号bとは逆相の検波信号b′を生成す
る場合の第2実施例の回路構成を示す。図1の出力側の
抵抗R2 は図3ではフォトカプラPCの受光素子のエミ
ッタとアース間に接続されており、入力端子IN1に図
1と同じ入力信号aに対して、出力端子OUT1から出
力される検波信号b′は、図4で示すように図1の検波
信号bとは逆相となる。
【0020】次に第2実施例のフェールセーフ検波回路
のフェールセーフ特性について説明すると、万一トラン
ジスタQに短絡(オン)故障が生じた場合、発光ダイオ
ードDは常時、発光状態となり、フォトトランジスタP
Tは常時オン、そして出力端子OUT1′の出力レベル
は高レベルに固定されて 100Hzの交流信号は生じなくな
る。
【0021】トランジスタQに断線(オフ)故障が生じ
た場合、発光ダイオードDは発光せず、出力端子OUT
1′の出力レベルは低レベルに固定されて 100Hzの交流
信号は生じなくなる。抵抗R1 に断線故障が生じた場
合、あるいは発光ダイオードDに断線故障が発生した場
合も同様にして出力端子OUT1′の出力レベルは低レ
ベルに固定されて 100Hzの交流信号は生じなくなる。
【0022】受光側についてもフォトトランジスタPT
に断線故障が生じた場合、抵抗R2に短絡故障が生じた
場合には出力端子OUT1′の出力レベルは低レベルに
固定されて 100Hzの交流信号は生じなくなり、フォトト
ランジスタPTに短絡故障が生じた場合、抵抗R2 に断
線故障が生じた場合についても同様に高レベルに固定さ
れる。
【0023】即ち、各素子が故障した時には第1実施例
と同様に、低レベル又は高レベルに固定されて100 Hzの
交流信号が生じなくなるので、フェールセーフ性を有す
ることになる。次に第3実施例について説明する。図5
は、高周波スイッチ信号fiが存在しない時には低レベ
ルに固定される変調信号を検波する場合の第3実施例の
回路構成を示す。尚、第3実施例についても同様に、高
周波信号fiの周波数は例えば10kHz、変調信号の周波
数は100 Hz程度とする。
【0024】図5において、トランジスタQのベースに
は否定回路11が接続されている。入力端子IN2から否
定回路11には、高周波信号fiが存在しない時には低レ
ベルに固定される図6に示すような変調信号a′が入力
される。この変調信号a′は否定回路11により、信号c
(図1、3の回路に入力する変調信号aと同じ)のよう
に反転してトランジスタQのベースに入力される。した
がって第1実施例と同様に、検波されて出力端子OUT
2に検波信号bが現れることになる。
【0025】このフェールセーフ検波回路において、否
定回路11に故障が生じると、その出力信号cが高レベル
か低レベルかのいずれかに固定され、フォトカプラPC
に交流の出力信号は生じなくなるので、フェールセーフ
特性を有することになる。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、高
周波信号が存在しない期間では高レベルに固定される変
調信号に基づいて、スイッチ手段で発光素子に通電する
ことにより、該変調信号を検波することが出来、検波回
路を半導体化することが出来る。これによりコストを低
減することが出来、また素子に故障が発生した時には、
検波出力は低レベル又は高レベルに固定されるので、フ
ェールセーフ特性を有するようになる。
【0027】そして高周波信号が存在しない期間では低
レベルに固定される変調信号を検波する場合、否定回路
によって変調信号を反転させてスイッチ手段に入力する
ことにより、同様にして変調信号を検波することが出
来、半導体化することが出来る。また否定回路が故障し
た場合も、検波出力は同様にして低レベル又は高レベル
に固定されるのでフェールセーフ特性を有するようにな
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例を示す回路図。
【図2】図1の信号波形図。
【図3】第2実施例を示す回路図。
【図4】図3の信号波形図。
【図5】第3実施例を示す回路図。
【図6】図5の信号波形図。
【図7】従来の回路図。
【図8】図5の信号波形図。
【符号の説明】
PC フォトカプラ D 発光ダイオード PT フォトトランジスタ Q 励振トランジスタ 11 否定回路

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】発光素子に変調された信号が入力し、この
    発光素子の発光出力の有無により受光素子をオン・オフ
    して検波信号を出力するフォトカプラと、 該フォトカプラに低レベルと高レベル間で高周波で信号
    が変化する期間と高レベルに固定されて信号が変化しな
    い期間が交互に存在する変調信号を入力し、前記変調信
    号に基づいて、該変調信号が高レベルに固定される時に
    前記フォトカプラの発光素子から発光出力を発生させる
    ようにしたスイッチ手段と、 を備えたことを特徴とするフェールセーフ検波回路。
  2. 【請求項2】低レベルと高レベル間で信号が変化する期
    間と低レベルに固定される期間が交互に存在する変調信
    号を入力して当該変調信号を反転出力する否定回路を設
    け、該否定回路の出力信号を前記スイッチ手段に入力す
    る構成としたことを特徴とする請求項1記載のフェール
    セーフ検波回路。
JP5213898A 1993-08-30 1993-08-30 フェールセーフ検波回路 Pending JPH0766629A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020109398A (ja) * 2018-12-28 2020-07-16 パロ アルト リサーチ センター インコーポレイテッド 部分放電検出器

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020109398A (ja) * 2018-12-28 2020-07-16 パロ アルト リサーチ センター インコーポレイテッド 部分放電検出器

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