JPS5838009B2 - 入出力絶縁型信号伝送回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、耐ノイズ特性が改善された入出力絶縁型信号
伝送回路に関するものである。

従来、ホトカプラを用いた信号伝送回路が実用に供され
ているが、かかる信号伝送回路の特長は入出力間を電位
的に分離又は絶縁しうる点にある。

しかるに、従来のホトカプラ使用の信号伝送回路は、入
力側にノイズが加わった場合、入力電流で駆動される発
光素子が不所望に発光するため、出力側の受光素子から
誤った出力が取出されるという問題点を含んでいる． 本発明の目的は、かかる問題点を解決し、耐ノイズ特性
が改善された新規な信号伝送回路を提供することにある
。

本発明の特徴の１つは、ホトカプラの発光素子に並列に
常閉型半導体スイッチを接続しておいて信号レベルより
低い入力電流をバイパスさせるとともに、信号レベル相
当の入力電流を検出してその検出信号で前記半導体スイ
ッチをオフするようにした点にある。

このようにすると、伝送されるべき信号レベル相当の入
力電流がほとんどすべて発光素子に切換って流れるので
、信号伝達効率をそこなうことなく耐ノイズ特性を向上
させうる。

以下、図面に示す好ましい実施例について本発明を詳述
する。

第１図は、本発明の一実施例によるデイジタル入力信号
伝送回路の回路構或図である。

第１図において、１，２が入力端子であり、３，４が出
力端子である。

入力端子１，２には長距離接続線Ａを介して交流電源１
０，接点２０からなる信号源が接続されている。

また、入力端子１，２にはコンデンサ１５，抵抗１６か
らなる限流インピーダンスを介して全波整流回路３０が
接続されている。

そして、全波整流回路３０の出力側には抵抗３１，コン
デンサ３２からなる平滑回路、電流検出用抵抗４５を介
してホトカプラ５０の入力側発光ダイオード５１が接続
されている。

さらに、発光ダイオード５１の両端には半導体スイッチ
４０のソース電極４１とドレイン電極４２とがそれぞれ
接続され、抵抗３１，コンデンサ３２からなる平滑回路
と抵抗４５との接続点には半導体スイッチ４０のゲート
電極４３が接続されている。

一方、出力端子３，４にはホトカプラ５０の出力側受光
トランジスタ５２が接続されている。

さらに、受光トランジスタ５２のコレクタ（出力端子３
の接続点）は抵抗６０を介して直流電源接続端子５に接
続されている。

ここで、常時閉特性を有する半導体スイッチ４０として
使用されるのは、デプレツション形の接合形電界効果ト
ランジスタであり、その特性の一例は、第２図に示され
ている。

第２図に？すような、ゲート゜ソース間電圧ｖＧＳがＯ
ｖでドレイン・ソース間抵抗ＲＤＳが数＋Ω以下、４〜
５■で数１００ｋΩ以上の抵抗値を示すスイッチ特性を
有する電界効果トランジスタを使用しうる，次に、以上
にような構成における第１図の回路の動作を説明する。

まず、接点２０が”開″状態で交流電源１０の交流電圧
が入力端子１，２に印加されないとき（信号源が開信号
状態のとき）は、半導体スイッチ４０のゲート電圧Ｖｉ
（抵抗４５の両端の電圧）はほぼＯなので、発光ダイオ
ード５１は駆動（発光）されない状態にある。

このような状態にあるとき、信号源側入力回路二線間に
発生する誘導ノイズ等が入力端子１，２に加わると、こ
のノイズ（交流）電圧はコンデンサ１５，抵抗１６から
なる限流インピーダンスを介して全波整流回路３０で整
流され、抵抗３１とコンデンサ３２で平滑される。

そして、この平滑電圧により抵抗４５を介して入力電流
Ｉｉ が流れるが、この入力電流のために抵抗４５に
発生する電圧降下に等しいゲート電圧Ｖｉ が半導体ス
イッチ４０のゲートスレツショホルド電圧Ｖｔより低い
ならば、発光ダイオード５１の両端は半導体スイッチ４
０のソースードレイン間の低いオン抵抗により短絡され
た状態を維持し、入力電流Ｉｉは半導体スイッチ４０に
よりバイパスされるため発光ダイオード５１には流れず
、従って、ノイズによりホトカプラ５０が誤動作して不
所望のノイズ伝送がなされることはなくなる。

次に、接点２０が”閉”状態となり、交流電圧が入力端
子１，２に印加されたとき（信号源が閉信号状態のとき
）には、ゲート電圧Ｖｉがスレッショホルド電圧Ｖｔを
こえるので、半導体スイッチ４０のソースードレイン間
はオフ状態（高抵抗状態）となり、抵抗４５を介して流
れる入力電流Ｉｉは半導体スイッチ４０から発光ダイオ
ード５１へ切換って流れる。

第３図は、この電流切換動作を示すもので、ゲート電圧
Ｖｉがスレッショホルド電圧Ｖｔに等しくなるまでは、
破線Ａに示すように半導体スイッチ４０を介して入力電
流Ｉｉが流れるが、ゲート電圧ＶｉがＶｔをこえると、
実線Ｂ，Ｃに示すように入力電流Ｉｉは発光ダイオード
５１を駆動し、これを発光させる。

入力電流Ｉｉがどのようなレベルに達したときに半導体
スイッチ４０から発光素子５１へ電流を切換えるかにつ
いては、伝送したくないノイズレベルを考慮して抵抗４
５の値やスイッチ４０のスレツショホルド値を種々選定
することにより適宜定めうるものである。

以上のように、本発明によれば、信号源側入力回路の二
線間に誘導するノイズや直流側のノイズに対して、半導
体スイッチ４０をオフに要する入力電流Ｉｉのレベルを
適宜設定することにより十分対処することができ、ノイ
ズを阻止し有用な信号のみを効率的に伝送することが可
能になる。

本発明は上記した実施例に限定されず、種々変形して実
施しえるものである。

例えば、半導体スイッチとしては、デプレツションモー
ドのＰチャンネル接合形電界効果トランジスタを例示し
たが、その他これと同効を奏する絶縁ゲート型電界効果
トランジスタなどのスイッチ素子を使用することもでき
る。

また、電流検出用の素子として抵抗を用いる例を示した
が、ツエナーダイオードのような定電圧素子を用いるこ
ともできる。

さらに、限流インピーダンスとして抵抗とコンデンサの
直列回路を例示したが、抵抗のみを用いてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例によるデジタル入力信号伝
送回路を示す回路図、第２図は、第１図の回路で使用さ
れる半導体スイッチの制御電圧（■Ｇｓ）対抵抗（ Ｒ
．ＤＳ ）特性を示すグラフ、第３図は、第１図の回路
の動作を説明するための電圧（Ｖｉ）一電流（Ｉｉ）特
性図である。 符号の説明、１，２・・・・・・入力端子、３，４・・
・・・・出力端子、１０・・・・・・交流電源、１５，
１６・・・・・・限流用のコンデンサ及び抵抗、２０・
・・・・・接点、３０・・・・・・全波整流回路、３１
，３２・・・・・・平滑用の抵抗及びコンデンサ、４
０・・・・・・半導体スイッチ、４５・・・・・・電流
検出用抵抗、５０・・・・・・ホトカプラ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ホトカプラを用いた入出力絶縁型信号伝送回路にお
   いて、前記ホトカプラの発光素子に並列に常閉型半導体
   スイッチを接続するとともに該発光素子の駆動電流が所
   定レベルをこえたとき前記半導体スアツチがオフ状態と
   されるように構成したことを特徴とする入出力絶縁型信
   号伝送回路。