JPH08265128A - 信号入力回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 抵抗とコンデンサとよりなるフィルタで外来
ノイズを吸収すると共にノイズを吸収したコンデンサか
らパルス発生器側へ大電流が流れることを防止し，駆動
系に安定した信号入力を行うことが可能な信号入力回路
を提供する。 【構成】 フォトカプラ７３の発光ダイオードＤ₁ に対
して直列に接続した第１の抵抗Ｒ₁ と，発光ダイオード
Ｄ₁ に対して並列に接続したコンデンサＣとよりなるノ
イズ吸収用のフィルタ９をフォトカプラ７３の入力側に
接続し，さらに，発光ダイオードＤ₁ とコンデンサＣと
に対して並列に第２の抵抗Ｒ₂ を接続した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は，パルス発生器からの信
号をフォトカプラを介して駆動系に入力する信号入力回
路に係り，詳しくは，フォトカプラの入力側に侵入する
外来ノイズによりフォトカプラから誤った信号が出力さ
れることを防止するための技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】サーボの位置制御の１つとして，サーボ
ドライバにパルス列を入力してサーボの位置決めを行う
「パルス列位置制御」がある。この場合，サーボコント
ローラ側とサーボモータの駆動系側を電気的に切り離す
ために信号入力回路にフォトカプラが備えられているこ
とが多い。そして，パルス列位置制御では，一般に指令
周波数が数百キロヘルツと高いため，これに応答するた
めの高速フォトカプラが用いられる。図３に，従来のサ
ーボコントローラとサーボドライバとサーボモータとの
構成例を示す。サーボコントローラ５１には，電源５２
と，パルス列指令発生器５３と，増幅器５５と，トラン
ジスタＴｒ₁₁とが設けられている。電源５２はプラス極
（Ｖｃｃ電位）側が端子５９を介し，また，マイナス極
（０Ｖ電位）側が端子６１を介して外部と接続されてい
る。電源５２と端子６１との間には，オープンコレクタ
出力用のトランジスタＴｒ₁₁が配設され，このトランジ
スタＴｒ₁₁のベース側にパルス指令発生器５３からのパ
ルス列が増幅器５５を介して入力される。

【０００３】一方，サーボドライバ７１には，フォトカ
プラ７３を備えた信号入力回路７５が設けられている。
信号入力回路７５は，増幅器７９を設けた信号線８１
と，信号線８３とを介して端子８５，８７に接続されて
いる。信号線８１と信号線８３とは，信号入力回路７５
の内部の信号線８２と信号線８４とに接続され，この信
号線８２，８４は，フォトカプラ７３の発光ダイオード
Ｄ₁ に接続されている。信号線８２と信号線８４との間
には，逆電圧が加えられたときに発光ダイオードＤ₁ が
損傷するのを防止するために_, 発光ダイオードＤ₁ と逆
並列にダイオードＤ₂ が配設されている。サーボドライ
バ７１の端子８５，８７は，信号線９１，９３を介して
サーボコントローラ５１の端子５９，６１に接続されて
いる。サーボコントローラ５１にて，パルス指令発生器
５３から信号が出力されると，その信号は増幅器５５を
介してトランジスタＴｒ₁₁に入力される。トランジスタ
Ｔｒ₁₁がオープンコレクタ状態となることにより，信号
線９１，９３を介して，サーボドライバ７１に電力が供
給される。サーボドライバ７１の内部では，信号線８
１，８２，８３，８４を介してフォトカプラ７３の発光
ダイオードＤ₁ に電力が供給され，発光ダイオードＤ₁
からの出力光をフォトトランジスタＴｒ₁₂が受光するこ
とにより，フォトカプラ７３の出力側へ駆動指令信号９
５が出力される。

【０００４】ところで，上述したように指令パルスをオ
ープンコレクタ出力によってドライバ側へ送る場合は，
トランジスタＴｒ₁₁がＯＦＦになっているときには，信
号線９３がフローティング状態となる。そのため，信号
線９３に外来ノイズが侵入し易く，この外来ノイズによ
りフォトカプラ７３から誤った指令パルスが出力されて
しまい，サーボモータ９６の位置ずれ等の不具合が発生
することがある。特に，信号線９３が長い場合に，この
ような不具合が発生する頻度が高い。このような不具合
の対策として，例えば，実開昭５５−１１２８６８号公
報や特開平５−１２２０４４号公報には，フォトカプラ
の前段にノイズフィルタを設けることが提案されてい
る。前者は，図４（ａ）に示したように，オープンコレ
クタトランジスタＴｒ₂₁を介して信号を発生する信号発
生部１０３と，フォトカプラ１０５との間に，抵抗Ｒ₂₁
とコンデンサＣ₂₁とからなるノイズフィルタ１０６を設
けた信号出力回路である。また，後者は，図４（ｂ）に
示したように，入力端子２０１とフォトカプラ２０３と
の間に抵抗Ｌ₃₁とコンデンサＣ₃₁とでなるノイズフィル
タを接続したノイズフィルタ付フォトカプラである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで，上記の従来
の信号出力回路及びノイズフィルタ付フォトカプラで
は，外来ノイズに対するフィルタ効果を高めるためにコ
ンデンサＣ₂₁，Ｃ₃₁の容量をある程度大きくしなければ
ならない。しかしながら，図４（ａ）に示した信号出力
回路の場合は，コンデンサＣ₂₁の容量が大きくなると，
信号発生部１０３側へ大電流が長時間流れてトランジス
タＴｒ₂₁が破損してしまうことがある。同様に，図４
（ｂ）に示したノイズフィルタ付フォトカプラが，トラ
ンジスタを用いて信号の出力を制御するような信号発生
器に接続されている場合には，コンデンサＣ₃₁の容量を
大きくした場合にトランジスタが損傷しやすい。また，
上記の２つの従来技術は，共にコンデンサを接地するた
めの信号線や端子を別途設ける必要がある。本発明は，
係る実情に鑑み考え出されたものであり，その目的は，
フォトカプラの入力側に侵入した外来ノイズを低減させ
ると共に，パルス発生器側へ大電流が流れることを防止
し，簡単な構成によって安定した信号入力を行うことが
可能な信号入力回路を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
ために，第１の発明はパルス発生器からの信号をフォト
カプラを介して駆動系に入力する信号入力回路におい
て，上記フォトカプラの入力側に，該フォトカプラの発
光素子に対して直列に接続した第１の抵抗と上記発光素
子に対して並列に接続したコンデンサとよりなり上記入
力側に侵入した外来ノイズを吸収するフィルタが接続さ
れ，上記発光素子と上記コンデンサとに対して並列に第
２の抵抗が接続されていることを特徴とする信号入力回
路である。第２の発明は上記発光素子を保護するための
ダイオードが上記発光素子に対して順方向直列に，又は
逆方向並列に接続されていることを特徴とする信号入力
回路である。

【０００７】

【作用】第１の発明によれば，第１の抵抗とコンデンサ
とよりなるフィルタが，フォトカプラの入力側に侵入し
た外来ノイズを吸収するので，フォトカプラの発光素子
には外来ノイズが到達しにくくなる。しかも，このノイ
ズ吸収によってコンデンサに充電された電荷は，オープ
ンコレクタトランジスタがオフの時に，第２の抵抗によ
って放電されるので，コンデンサと第２の抵抗とによる
フィルタ効果が期待できる。しかも，第１の抵抗とコン
デンサとが直列接続となっているために，オープンコレ
クタトランジスタがオンする時に大電流が流れないよう
になっており，オープンコレクタトランジスタの損傷を
防いでいる。第２の発明によれば，発光素子を保護する
ためのダイオードが発光素子に対して順直列接続又は逆
並列接続されているので，逆電圧により発光素子が損傷
してしまうことを防止できる。これにより，パルス発生
器からの信号をより安定して駆動系に入力できる。

【０００８】

【実施例】以下，添付図面を参照して本発明を具体化し
た実施例について説明し，本発明の理解に供する。尚，
以下の実施例は，本発明を具体化した一例であって，本
発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。

【０００９】図１は，本発明の一実施例による信号入力
回路を備えたサーボドライバの構成をサーボコントロー
ラとサーボモータと共に示す回路図である。尚，同図に
おいて，図３に示した従来のものと同様の機能を備える
ものには，同一の符号を付けて示し，これらについては
説明を省略する。

【００１０】サーボドライバ１は，信号入力回路５を備
える。信号線９１，９３を介してサーボドライバ１に入
力されたパルス指令は_, 信号線８１，８３を介して信号
入力回路５に入力される。さらに，サーボドライバ１
は，従来と同様の増幅器７９と，プルアップ抵抗Ｒ₁₁な
どを備える。信号入力回路５の内部には，フォトカプラ
７３が設けられている。フォトカプラ７３の発光ダイオ
ードＤ₁ には，信号線８１に接続された信号線７と，信
号線８３に接続された信号線９とを介してコントローラ
５１からの信号が送られる。信号線７と信号線９との間
には，ダイオードＤ₂ が発光ダイオードＤ₁ に対して逆
並列に接続されている。このダイオードＤ ₂ は，信号線
７，９を介して逆電圧が与えられた場合に発光ダイオー
ドＤ₁ が損傷することを防止するためのものである。信
号線７には，発光ダイオードＤ₁ と直列に抵抗Ｒ₁ が配
設されている。この抵抗Ｒ₁ に直列に，かつ，発光ダイ
オードＤ₁ と並列にコンデンサＣが接続されている。こ
れら抵抗Ｒ₁ とコンデンサＣとを組み合わせたローパス
フィルタにより，外来ノイズを除去するためのノイズフ
ィルタ１０が構成される。さらに，コンデンサＣ及び発
光ダイオードＤ₁ に並列に抵抗Ｒ₂ が接続されている。
この抵抗Ｒ₂ は，コンデンサＣに充電された電荷を放電
するためのものである。

【００１１】既述したようにオープンコレクタトランジ
スタＴｒ₁₁がＯＦＦのときには，信号線９３がフローテ
ィング状態となり，外来ノイズが侵入しやくすなるが，
本実施例の信号入力回路５では，侵入した外来ノイズは
ノイズフィルタ１０により遮断されてコンデンサＣに充
電されるので，フォトカプラ７３の発光ダイオードＤ ₁
に到達する外来ノイズを低減することができる。しか
も，このノイズ吸収によってコンデンサＣに充電された
電荷は，オープンコレクタトランジスタＴｒ₁₁がオフ時
に，抵抗Ｒ₂ によって放電されるので，コンデンサＣと
抵抗Ｒ₂ によるフィルタ効果が期待できる。しかも，抵
抗Ｒ₁ とコンデンサＣとが直列接続となっているため，
オープンコレクタトランジスタＴｒ₁₁がオンする時に大
電流が流れないようになっており，オープンコレクタト
ランジスタＴｒ₁₁の損傷が防止される。また，コンデン
サＣは図４（ａ），（ｂ）に示した従来の回路のように
接地することなく，信号線７と信号線９との間に接続し
たので，コンデンサＣを接地するための信号線や端子を
別途設ける必要がなくなり，それだけ信号入力回路５の
構成が簡単になる。

【００１２】〔第２実施例〕次に，本発明の第２実施例
を説明する。図２は上記信号入力回路５を変形させた信
号入力回路２５の構成を示すブロック図である。この信
号入力回路２５では上記ダイオードＤ₂ に代えて発光ダ
イオードＤ₁ に直列にダイオードＤ₃ を接続している。
フォトカプラ７３の発光ダイオードＤ₁ に保護用のダイ
オードを逆並列に設けることが何らかの理由により不都
合がある場合には，本実施例のように発光ダイオードＤ
₁ に直列に保護用のダイオードＤ₃ を接続してもよい。
これにより，上記第１実施例と同様に，信号線７，９に
逆電圧が加えられた場合であっても発光ダイオードＤ₁
が損傷しにくくなり，サーボモータ９６に対して安定し
て指令信号を入力することができる。以上に本発明の実
施例を説明した。上述した実施例における特徴的構成に
ついて以下に述べる。上記ノイズフィルタ１０により，
フォトカプラの発光素子に対して直列に接続した第１の
抵抗と，発光素子に対して並列であって且つ上記第１の
抵抗に直列に接続したコンデンサとよりなり，入力側に
侵入した外来ノイズを吸収するフィルタが構成されてい
る。ここで，上記抵抗Ｒ₁ が，フォトカプラの発光素子
に対して直列に接続した第１の抵抗に相当し，上記コン
デンサＣが発光素子に対して並列であって且つ上記第１
の抵抗に直列に接続したコンデンサに相当する。また，
上記抵抗Ｒ₂ により，発光素子とコンデンサとに対して
並列に接続されている第２の抵抗が構成されている。上
記発光ダイオードＤ₁ がフォトカプラの発光素子に相当
する。

【００１３】また，上記信号線７と信号線９とは，それ
ぞれ，発光素子の入力電流用信号線と出力電流用信号線
とに相当し，上記実施例では，コンデンサＣが信号線７
と信号線９との間に接続されていることを特徴とする。
さらに，上記実施例では，発光素子がパルス発生器側に
設けられたパルス出力制御用のオープンコレクタトラン
ジスタに接続されていることを特徴とする。さらにま
た，上記第１実施例では，発光素子に対して並列に，ま
た上記第２実施例では，発光素子に対して直列にダイオ
ードＤ₂ ，Ｄ₃ が接続されている。上記実施例におい
て，サーボコントローラ５１にてオープンコレクタ出力
用のトランジスタＴｒ₁₁に代えて電源５２のＶｃｃ側に
オープンエミッタ出力用のトランジスタを設けた場合に
も，信号線９１がフローティング状態となりやすく，ま
た，トランジスタに代えて，パルス列指令発生器５３か
らの出力に応答して作動するリレーを用いた場合にも同
様である。本発明はこれらいずれの場合にも適用するこ
とができ，信号線がフローティング状態となっていると
きに侵入した外来ノイズをノイズフィルタにより遮断
し，フォトカプラに到達する外来ノイズを低減させるこ
とができる。しかも，このノイズ吸収によってコンデン
サに充電された電荷は，オープンコレクタトランジスタ
がオフの時に，第２の抵抗によって放電されるので，コ
ンデンサと第２の抵抗とによるフィルタ効果が期待でき
る。しかも，第１の抵抗とコンデンサとが直列接続とな
っているために，オープンコレクタトランジスタがオン
する時に大電流が流れないようになっており，オープン
コレクタトランジスタの損傷を防いでいる。

【００１４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば，フ
ォトカプラの入力側に侵入した外来ノイズをフィルタに
より吸収し，このノイズ吸収によってコンデンサに充電
された電荷は，オープンコレクタトランジスタがオフの
時に，第２の抵抗によって放電されるので，コンデンサ
と第２の抵抗とによるフィルタ効果が期待できる。しか
も，第１の抵抗とコンデンサとが直列接続となっている
ために，オープンコレクタトランジスタがオンする時に
大電流が流れないようになっており，オープンコレクタ
トランジスタの損傷を防いでいる。また，フィルタのコ
ンデンサは，フォトカプラの発光素子に対して即ち発光
素子の入力電流用信号線と出力電流用信号線との間に接
続されているので，従来のようにコンデンサを接地する
ための信号線や端子が不要となり，その分だけ信号入力
回路の構成が簡単になる。とりわけ，フォトカプラの発
光素子がパルス発生器側に設けられたオープンコレクタ
トランジスタに接続されている場合に，外来ノイズが侵
入しやすく，また，このオープンコレクタトランジスタ
は大電流により損傷しやすいが，本発明は，このような
場合に侵入した外来ノイズをフィルタによって吸収し，
かつノイズを吸収したコンデンサからパルス発生器へ大
電流が流れなくしてオープンコレクタトランジスタが損
傷してしまうことを防止できる。さらにまた，フォトカ
プラの発光素子に対して順方向に直列に又は逆並列に，
発光素子を保護するためのダイオードを接続したので，
フォトカプラに逆電圧が与えられた場合であっても，発
光素子が損傷しにくく，安定して信号を入力することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施例による信号入力回路を備えた
サーボドライバの構成をサーボコントローラとサーボモ
ータと共に示す回路図。

【図２】 信号入力回路の変形例を示す回路図。

【図３】 従来のサーボドライバとサーボコントローラ
とサーボモータとの接続構成例を示す回路図。

【図４】 従来の外来ノイズを低減させるための回路構
成例を示す回路図。

【符号の説明】

１…サーボドライバ ５…信号入力回路 ７，９，８１，８３，９１，９３…信号線 ５１…コントローラ ５２…電源 ５３…パルス列指令発生器 ７３…フォトカプラ ９６…サーボモータ Ｃ₁ …コンデンサ Ｄ₁ …発光ダイオード Ｄ₂ ，Ｄ₃ …ダイオード Ｒ₁ ，Ｒ₂ …抵抗 Ｔｒ₁ …フォトトランジスタ Ｔｒ₁₁…オープンコレクタトランジスタ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 パルス出力制御用のオープンコレクタト
   ランジスタを設けたパルス発生器からの信号をフォトカ
   プラを介して駆動系に入力する信号入力回路において，
   上記フォトカプラの入力側に，該フォトカプラの発光素
   子に対して直列に接続した第１の抵抗と上記発光素子に
   対して並列であって且つ上記第１の抵抗に直列に接続し
   たコンデンサとよりなり上記入力側に侵入した外来ノイ
   ズを吸収するフィルタが接続され，上記発光素子と上記
   コンデンサとに対して並列に第２の抵抗が接続されてい
   ることを特徴とする信号入力回路。
2. 【請求項２】 上記発光素子を保護するためのダイオー
   ドが上記発光素子に対して順方向直列に，又は逆方向並
   列に接続されていることを特徴とする請求項１記載の信
   号入力回路。