JPH10233668A - 電子装置のディジタル信号入力装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】npn 出力回路でもpnp 出力回路でも同じディジ
タル信号入力装置で対応できるようにする。 【解決手段】端子31の直流電源２が接続されるＰ端子と
Ｎ端子との間にリレー35でオン・オフする第１のスイッ
チ341 とオン・オフが逆の第２のスイッチ342 とを直列
にした切換スイッチ34を接続し、これらのスイッチの接
続点とＬ端子との間に双方向ホトカプラ33A の双方向発
光素子331Aを抵抗32を介して接続した回路とし、npn 出
力回路１がＬ端子とＮ端子に接続されたときには第１の
スイッチをオンにすれば双方向発光素子331Aには図の右
から左の方向に電流が流れて発素子331Aの下の素子が発
光し、pnp 出力回路がＰ，Ｌ端子に接続されたときには
第２のスイッチをオンにすれば上の素子が発光していず
れの場合にも受光素子332Aが電流を出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、プログラマブル
コントローラやパソコンなどの電子装置に設けられるデ
ィジタル信号入力装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図６は従来の電子装置のディジタル信号
入力装置とこれにｎｐｎ出力回路が接続された回路図で
ある。この図において、ｎｐｎ出力回路１はｎｐｎトラ
ンジスタ１１のベースに印加される信号によってオン・
オフするスイッチング作用によってディジタル信号が出
力されてディジタル信号入力装置３に入力される。信号
の伝達は、ｎｐｎトランジスタ１１がオンすることによ
って直流電源２から矢印のように電流が流れることによ
って行われる。

【０００３】ディジタル信号入力装置３は入力されたデ
ィジタル信号としての電流が流れるホトカプラ３３とこ
れを保護するなどのための抵抗３２からなっていて、こ
のホトカプラ３３の発光ダイオード３３１に電流が流れ
て発光し、この光を受光してホトトランジスタ３３２に
流れた電流が電子装置に導かれる。ホトカプラ３３は出
力回路１から電子装置内部を絶縁するために設けられた
ものである。ホトカプラ３３の発光ダイオード３３１側
の回路には並列と直列に接続された抵抗３２が挿入され
ていて発光ダイオード３３１に流れる電流の制限と保護
をしている。

【０００４】ディジタル信号入力装置３には三つの入力
端子Ｐ，Ｌ，Ｎが設けられていて、直流電源２はＰ，Ｎ
端子に、ｎｐｎトランジスタ１１のコレクタがＬ端子
に、エミッタがＮ端子にそれぞれ接続され、ホトカプラ
３３はＰ，Ｌ端子に接続されている。図７は電子装置の
ディジタル信号入力装置にｐｎｐ出力回路が接続された
場合の回路図である。この図の図６と異なる点は出力回
路１０に使用されるトランジスタ１２がｐｎｐトランジ
スタである点であり、これに伴ってこのｐｎｐトランジ
スタ１２はディジタル信号入力装置３のＰ端子にエミッ
タが、Ｌ端子にコレクタがそれぞれ接続されていて、デ
ィジタル信号入力装置３０内ではホトカプラ３３がＬと
Ｎの端子に接続されている。このような回路構成にする
ことによって、ｐｎｐトランジスタ１２がオンのときに
図の矢印のように電流が流れてホトカプラ３３の発光ダ
イオード３３１を発光させる。

【０００５】図６のディジタル信号入力装置３と図７の
ディジタル信号入力装置３０との違いは単にホトカプラ
３３を接続する端子が異なるだけであるが、ディジタル
信号入力装置としては別個のものとして製作しておく必
要がある。そして、ｎｐｎ出力回路１が接続される場合
には図６のディジタル信号入力装置３を、ｐｎｐ出力回
路３０が接続される場合にはディジタル信号入力装置３
０を充当する。ｎｐｎ出力回路１とｐｎｐ出力回路１０
との違いは前述のように使用されるトランジスタが異な
るのであるが、ｎｐｎかｐｎｐかどちらのトランジスタ
を使用するかは別の要因で決定されるので、ディジタル
信号入力装置の側で選択することはできないのが実情で
ある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前述のように、出力回
路の回路構成に応じて異なるディジタル信号入力装置を
用意しておく必要があることから、部品の種類が多くな
り、更ににこれに伴うコストアップの要因になるという
問題がある。この発明の目的はこのような問題を解決
し、出力回路がｎｐｎかｐｎｐかの違いがあっても同じ
構成のディジタル信号入力装置で対応することのできる
電子装置のディジタル信号入力装置を提供することにあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
にこの発明によれば、直流電源の正端子が接続されるＰ
端子、負端子が接続されるＮ端子及び出力回路の一つの
端子が接続されるＬ端子を備え、ｐｎｐ出力回路が接続
されるときにはその二つの出力端子がＰ端子とＬ端子
に、ｎｐｎ出力回路が接続されるときにはその二つの出
力端子がＬ端子とＮ端子に接続され、これらどちらかの
出力回路から出力されて入力される入力信号が、ホトカ
プラを介して電子装置の内部回路に入力される電子装置
のディジタル信号入力装置において、Ｐ端子とＮ端子と
の間に直列接続された第１と第２の二つのスイッチから
なる切換スイッチが接続され、この切換スイッチの第１
と第２のスイッチの接続点とＬ端子との間に双方向ホト
カプラの双方向発光素子と抵抗との直列回路が接続され
てなり、第１のスイッチがオンのとき第２のスイッチは
オフ、第２のスイッチがオンのときには第１のスイッチ
はオフにそれぞれ設定されることによって、ｎｐｎ出力
回路を接続したときとｐｎｐ出力回路を接続したときと
でホトカプラに流れ込む電流の方向が変わるが、双方向
ホトカプラの双方向発光素子の一方が必ず発光して、ホ
トカプラの受光素子はこの光を受けて結果的に出力回路
に流れる電流の有無に応じた電流を出力する。その際、
ｎｐｎ出力回路が接続された場合には、切換スイッチの
第１のスイッチをオン、第２のスイッチをオフにしてお
けば、Ｐ端子に接続されている直流電源からホトカプラ
に電流が供給され、ｐｎｐ出力回路が接続された場合に
は、切換スイッチの第１のスイッチをオフ、第２のスイ
ッチをオンにしておけば、ホトカプラに流れた電流はＮ
端子を通って直流電源に戻る回路が形成される。

【０００８】前述の切換スイッチの第１と第２のスイッ
チは、リレーのａ端子、ｂ端子とで構成してもよく、ま
た、互いにオン・オフが逆になる二つの半導体スイッチ
で構成してもよい。前述の電子装置のディジタル信号入
力装置の双方向ホトカプラの代わりに、ダイオードブリ
ッジと従来のディジタル信号入力装置と同じ単方向のホ
トカプラとの直列回路を採用してよく、この場合にはダ
イオードブリッジが異なる方向の電流を一方方向に変換
するので、この変換された電流の方向に対して発光する
ようにホトカプラの一つの発光素子を接続しておけば、
ダイオードブリッジに流れ込む電流の方向の如何に係わ
らずホトカプラは出力回路の電流の有無に応じた電流を
出力する。

【０００９】これら前述のディジタル信号入力装置が複
数設けられ、それぞれのディジタル信号入力装置に対応
したｐｎｐ又はｎｐｎのどちらかの同じ出力回路が接続
されるべくしてなり、それぞれのディジタル信号入力装
置に共通に一つの切換スイッチと一つの直流電源が接続
される二つの端子を設けることによって、前述のように
ディジタル信号入力装置の一つひとつに切換スイッチと
Ｐ，Ｎの二つの端子を設けるのに対して回路素子の数が
少なくなる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下この発明を実施例に基づいて
説明する。

【００１１】

【実施例１】図１はこの発明の第１の実施例を示す電子
装置のディジタル信号入力装置の、ｎｐｎ出力回路が接
続されている場合の、図２はｐｎｐ出力回路が接続され
ている場合のそれぞれの回路図であり、これらの図にお
ける出力回路１，１０は図６，図７のそれらと同じであ
り、図１、図２のディジタル信号入力装置３Ａは同じ構
成のものである。このディジタル信号入力装置３Ａが図
６又は図７のディジタル信号入力装置３，３０と異なる
点の一つは、ホトカプラ３３Ａの発光ダイオード３３１
Ａが２つ逆並列に接続されて構成されていて、電流の方
向によってどちらかの発光ダイオードが発光する構成、
いわゆる双方向ホトカプラが採用されている点であり、
もう一つは切換スイッチ３４が設けられている点であ
る。

【００１２】図１を基にしてディジタル信号入力装置３
Ａの構成及びｎｐｎ出力回路１が接続された場合の動作
について以下に説明する。ディジタル信号入力装置３Ａ
は双方向ホトカプラ３３Ａと切換スイッチ３４からなっ
ていて、切換スイッチ３４は第１と第２の二つのスイッ
チ３４１，３４２が直列接続されるようになっており、
スイッチ３４１のスイッチ３４２に接続されない側がＰ
端子に、スイッチ３４２のスイッチ３４１に接続されな
い側がＮ端子にそれぞれ接続されている。二つのスイッ
チの接続点とＬ端子の間に双方向ホトカプラ３３Ａの双
方向発光ダイオード３３１Ａが接続されており、この双
方向発光ダイオード３３１Ａに直列と並列に抵抗３２が
接続されている点は前述のホトカプラ３３と同様であ
る。

【００１３】切換スイッチ３４の二つのスイッチ３４
１，３４２は実際にはリレー３５のａ接点とｂ接点であ
り、一方の接点がオンのときには他方はオフの関係にあ
る。図ではスイッチ３４１がオン、３４２がオフとなっ
ている。今、ｎｐｎトランジスタ１１がオンの状態であ
るとすると、直流電源２から供給される電流は次の経路
で流れる。すなわち、直流電源２の正端子からディジタ
ル信号入力装置３ＡのＰ端子、第１のスイッチ３４１、
双方向発光ダイオード３３１Ａ、抵抗３２、Ｌ端子、ｎ
ｐｎトランジスタ１１、直流電源２の負端子という経路
である。双方向発光ダイオード３３１Ａには図の右から
左の方向に電流が流れるので図の下の発光ダイオードが
発光し、ホトトランジスタ３３２Ａはこの光を受光して
電流を出力する。

【００１４】図２はｐｎｐ出力回路１０がディジタル信
号入力装置３Ａに接続された場合であり、この図のディ
ジタル信号入力装置３Ａの図１のディジタル信号入力装
置３Ａとの違いは切換スイッチ３４の二つのスイッチ３
４１，３４２のオン・オフが反対になっている点だけで
ある。この二つのスイッチ３４１，３４２のオン・オフ
はリレー３５の電磁石を励磁するか否かで決まるものな
ので、図１と図２の違いはリレー３５が励磁されている
か否かの違いだけであって構成上の違いはない。リレー
３５を励磁するためと励磁と非励磁とを切り換えるため
の回路は従来技術で容易に実現できるものなのでここで
はその詳細は省略する。

【００１５】ｐｎｐ出力回路１０のｐｎｐトランジスタ
１２がオンのときの電流が流れる経路は次の通りであ
る。すなわち、直流電源２の正端子、ｐｎｐトランジス
タ１２、Ｌ端子、双方向発光ダイオード３３１Ａ、第２
のスイッチ３４２、Ｎ端子、直流電源２の負端子、の経
路である。そして、この経路に沿って流れる電流は双方
向発光ダイオード３３１Ａを図の左から右の方向に流れ
るので図の上の発光ダイオードが発光してホトトランジ
スタ３３２Ａに光を送る。

【００１６】

【実施例２】図３はこの発明の第２の実施例を示す電子
装置のディジタル信号入力装置の、ｎｐｎ出力回路が接
続されている場合の、図４はｐｎｐ出力回路が接続され
ている場合のそれぞれの回路図であり、図１、図２との
違いの一つは、ディジタル信号入力装置３Ｂの切換スイ
ッチはリレーの接点ではなくて二つの半導体スイッチか
らなる切換スイッチ３６を用いたこと、もう一つの違い
は、ホトカプラは従来のと同じ一つの発光ダイオードか
らなる単方向のホトカプラ３３を使用し、代わりにホト
カプラ３３の前段に全波整流のためのダイオードブリッ
ジ３７を設けたことである。

【００１７】切換スイッチ３６の半導体スイッチ３６１
はｐｎｐトランジスタ、半導体スイッチ３６２はｎｐｎ
トランジスタを採用しベースは共通にしているので、ベ
ース−エミッタ間の電圧を＋にすると、半導体スイッチ
３６１はオフ、半導体スイッチ３６２はオンになり、逆
にベース−エミッタ間の電圧を−にすると、半導体スイ
ッチ３６１がオン、３６２がオフとなる。

【００１８】ｐｎｐ出力回路１を接続した図３の場合に
は、半導体スイッチ３６１がオン、半導体スイッチ３６
２がオンであり、ダイオードブリッジ３６に流れる電流
は図示のように右から左へ、図４のｎｐｎ出力回路１０
を接続した場合には二つの半導体スイッチ３６１，３６
２のオン・オフは図３とは逆になって、ダイオードブリ
ッジ３６に流れる電流は図示のように左から右へと図３
とは逆になる。しかし、ダイオードブリッジ３７を通る
ことによってホトカプラ３３の発光ダイオード３３１に
流れる電流は常に図の上から下の方向になるので、ｎｐ
ｎトランジスタ１１又はｐｎｐトランジスタ１２のオン
・オフに応じて発光ダイオード３３１が発光、非発光に
変化してホトカプラ３３のホトダイオード３３２から出
力回路１，１０からの電流に応じた信号が出力される。

【００１９】半導体スイッチ３６１，３６２からなる切
換スイッチ３６の採用とダイオードブリッジ３７の採用
とは必ずしも一緒に実施すべきものではない。すなわ
ち、図１、図２の第１の実施例の切換スイッチ３４の代
わりに切換スイッチ３６を使用し、双方向発光ダイオー
ド３３１Ａはそのまま使用した構成でもよい。また、図
３，図４の第２の実施例で切換スイッチ３６の代わりに
図１、図２の切換スイッチ３４を設ける構成、すなわ
ち、切換スイッチ３４、ダイオードブリッジ３７及びホ
トカプラ３３の組み合わせの構成を採用してもよい。

【００２０】

【実施例３】図５はこの発明の第３の実施例を示す複数
のディジタル信号入力装置とそれぞれに接続された出力
回路との回路図であり、複数のディジタル信号入力装置
３ａ〜３ｃは第１の実施例のもの、すなわち、双方向ホ
トカプラ３３Ａとリレー３５で制御される切換スイッチ
３４を採用した構成を代表として採用してあるが、この
ような構成にこだわるものではなく前述の種々の組み合
わせの構成のディジタル信号入力装置を採用して差し支
えない。

【００２１】前述の２つの実施例とこの第３の実施例と
の異なる点は、前述のように複数のディジタル信号入力
装置３ａ〜３ｃとこれに接続されるｎｐｎ出力回路１ａ
〜１ｃとで構成されている点である。そして、発明の主
眼はこれらに共通の一つのリレー３５と切換スイッチ３
４との組み合わせ及びこの図では省略してあるが１対の
Ｐ端子とＮ端子との間に接続される一つの直流電源が複
数のディジタル信号入力装置に共通に設けられている点
である。このような構成を採用できるのは、出力回路が
第１の実施例と同じｎｐｎ出力回路に統一されているか
らである。もちろん、ｎｐｎ出力回路に統一されている
場合には図のスイッチ３４１がオフ、スイッチ３４２が
オンになるようにすればよい。

【００２２】一般に、プログラマブルコントローラなど
の電子装置において、入力端子は複数のものが列を作っ
て配置されているのが普通である。したがって、それぞ
れの入力端子に接続する出力回路をｐｎｐ又はｎｐｎに
統一すればこの実施例のように直流電源と切換スイッチ
とを共通にして部品点数の少ない構成を採用することが
できる。

【００２３】

【発明の効果】この発明は前述のように、二つのスイッ
チからなる切換スイッチと、双方向ホトカプラを使用す
ることによって、ｎｐｎ出力回路とｐｎｐ出力回路との
いずれを接続した場合でも、切換スイッチの二つのスイ
ッチのオン・オフを切り換えるだけでどちらの出力回路
にも対応することができるので、出力回路の違いによる
ディジタル信号入力装置の構成上の違いのない共通のも
のを使用することができることから、ディジタル信号入
力装置を出力回路の違いに応じて２種類を用意しておく
必要がなくなって部品点数の低減とこれによる装置のコ
ストダウンの効果が得られる。

【００２４】前述の切換スイッチの第１と第２のスイッ
チは、リレーのａ端子、ｂ端子で構成してもよく、ま
た、互いにオン・オフが逆になる二つの半導体スイッチ
で構成してもよく、いずれの場合にもオン・オフを制御
する電圧又は電流を変えるだけでｐｎｐ出力回路又はｎ
ｐｎ出力回路のどちらにも対応することができる。前述
の電子装置のディジタル信号入力装置の双方向ホトカプ
ラの代わりに、ダイオードブリッジと従来のディジタル
信号入力装置と同じ単方向のホトカプラとの直列回路を
採用しても前述と同じ効果を得ることができる。

【００２５】これら前述のディジタル信号入力装置を複
数設けてそれぞれのディジタル信号入力装置に対応した
ｐｎｐ又はｎｐｎのどちらかの同じ出力回路が接続され
る場合には、それぞれのディジタル信号入力装置に共通
に切換スイッチ及び直流電源が接続される二つの端子を
設けることによって、前述のようにディジタル信号入力
装置の一つひとつに切換スイッチとＰ，Ｎの二つの端子
を設けるのに対して回路素子の数が少なくなるので、部
品点数の低減、これに伴うコストダウンという前述の効
果に加算された効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施例を示す電子装置のディ
ジタル信号入力装置の、ｎｐｎ出力回路に対応した回路
図

【図２】図１のディジタル信号入力装置の、ｐｎｐ出力
回路に対応した回路図

【図３】この発明の第２の実施例を示す電子装置のディ
ジタル信号入力装置の、ｎｐｎ出力回路に対応した回路
図

【図４】図３のディジタル信号入力装置の、ｐｎｐ出力
回路に対応した回路図

【図５】この発明の第３の実施例を示す電子装置の複数
のディジタル信号入力装置とこれにそれぞれ接続された
ｎｐｎ出力回路の回路図

【図６】ｎｐｎ出力回路とこれに対応する従来の電子装
置のディジタル信号入力装置の回路図

【図７】ｐｎｐ出力回路とこれに対応する従来の電子装
置のディジタル信号入力装置の回路図

【符号の説明】

１，１ａ，１ｂ，１ｃ…ｎｐｎ出力回路、１１…ｎｐｎ
トランジスタ、２…直流電源、３，３０，３Ａ，３Ｂ，
３ａ，３ｂ，３ｃ…ディジタル信号入力装置、３１…端
子、３２…抵抗、３３，３３Ａ，…ホトカプラ、１０…
ｐｎｐ出力回路、１２…ｐｎｐトランジスタ、３３Ａ…
双方向ホトカプラ、３３１Ａ…双方向発光ダイオード、
３３２Ａ…ホトトランジスタ、３４…切換スイッチ、３
５…リレー、３６…切換スイッチ、３６１，３６２…半
導体スイッチ、３７…ダイオードブリッジ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】直流電源の正端子が接続されるＰ端子、負
   端子が接続されるＮ端子及び出力回路の一つの端子が接
   続されるＬ端子を備え、ｐｎｐ出力回路が接続されると
   きにはその二つの出力端子がＰ端子とＬ端子に、ｎｐｎ
   出力回路が接続されるときにはその二つの出力端子がＬ
   端子とＮ端子に接続され、これらどちらかの出力回路か
   ら出力されて入力される入力信号が、ホトカプラを介し
   て電子装置の内部回路に入力される電子装置のディジタ
   ル信号入力装置において、Ｐ端子とＮ端子との間に直列
   接続された第１と第２の二つのスイッチからなる切換ス
   イッチが接続され、この切換スイッチの第１と第２のス
   イッチの接続点とＬ端子との間に双方向ホトカプラの双
   方向発光素子と抵抗との直列回路が接続されてなり、第
   １のスイッチがオンのとき第２のスイッチはオフ、第２
   のスイッチがオンのときには第１のスイッチはオフにそ
   れぞれ設定されることを特徴とする電子装置のディジタ
   ル信号入力装置。
2. 【請求項２】切換スイッチの二つのスイッチがリレーの
   ａ端子とｂ端子とからなることを特徴とする請求項１記
   載の電子装置のディジタル信号入力装置。
3. 【請求項３】切換スイッチの二つのスイッチがそれぞれ
   半導体スイッチからなることを特徴とする請求項１記載
   の電子装置のディジタル信号入力装置。
4. 【請求項４】請求項１乃至３記載の電子装置のディジタ
   ル信号入力装置の双方向ホトカプラの代わりに、ダイオ
   ードブリッジと単方向のホトカプラとの直列回路が設け
   られてなることを特徴とする電子装置のディジタル信号
   入力装置。
5. 【請求項５】請求項１乃至４記載のディジタル信号入力
   装置の複数が、ｐｎｐ又はｎｐｎのどちらかの同じ出力
   回路が接続されるべくしてなり、それぞれのディジタル
   信号入力装置に共通に、一つの切換スイッチと一つの直
   流電源が接続される二つの端子が設けられてなることを
   特徴とする電子装置のディジタル信号入力装置。