JPS6184760A - 信号処理回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、切換えスイッチ、リレー又はカウンタ等の信
号出力回路からの信号をマイクロプロセッサ等に格納す
る装置に用いる信号処理回路に関し、特に、当該信号処
理回路からの出力信号の正否でもって当該信号処理回路
及び信号出力回路のｔｌｌ障をマイクロプロセッサ等で
判定させるために使用する信号処理回路に関する。

従来の技術 従来にＪ３いては、ＶＪ換えスイッチ、リレー又はカウ
ンタ等の信号出力回路からの情報を直接マイクロプロＣ
フサ等に取り込み、その情報をマイクロプロセッサ等で
処理した後他の機器に指示を与える情報を出力していた
。このため信号出力回路の故障、例えば、リレーの接点
部がさびついてリレーが動作しなくなったり、過渡的に
いずれの接点側にも接触していない時にマイクロプロセ
ッサがその情報を取り込んでしまう場合があり、信号出
力回路による出力情報が正常な情報か若しくは故障のよ
る情報なのか判らず、マイクロプロセッサ等への入力情
報が極めて信頼性の低いものであった。

発明が解決しようとする問題点 特に安全性が要求される鉄道信号系や原子炉制御系にお
いては、上述のように信頼性の低い入力情報に基いて他
のｉ器を制■することは大変危険であり、信頼性の高い
入力情報が得られることを要望されていた。

発明が解決するための技術的手段 本発明は、上記問題点に着目してなされたもので、複数
の入力端子と当該入力端子に各々対応する複数の出力端
子間にそれぞれ設けられたスイッチング素子と、当該各
スイッチング素子の動作を制御する制御回路とで構成す
るようにした。

作　　用 上記技術的手段は、前記制御回路へ照査パルスを入力又
は非入力することによって、前記各スイッチング素子を
順バイアス又は逆バイアスし、入力端子に入力される情
報１８号を出力端子に真理値１１　ｉ　１１　　、１１
　Ｑ　ＩＴとして出力するよう作用する。

実施例 以下、図面に示す実施例に塁き本発明を説明する。

第１図において、本発明による信号処理回路（１）は、
入力端子（２ａ）と（２ｈ）を有する信号入力部（２）
と、前記入力端子（２ａ）と（２ｂ）に個々に対応する
出力端子（３ａ）と（３ｂ）を有する信号出力部（３）
とを有している。（２ｃ）は、前記信号処理回路（１）
と信号出力回路（４）との共通端子であって、その閂に
バイアス電＃ｉ　（Ｅ）が介在されている。前記入力端
子（２ａ、２ｂ　）は、切換えスイッチ、リレー又はカ
ウンタ等からなる信号出力回路（４）の各接点（４ａ４
ｂ）にそれぞれ接続され、前記出力端子（３ａ、３ｂ　
）はマイクロプロセッサ（５）の入力側に接続されてい
る。前記信号出力回路（４）は正常であるときは、接点
（４ａ、４ｂ　）のいずれか１つの接点が情報信号を出
力する。前記信号処理回路（１）は、第２図に示すよう
に前記信号出力回路（４）に対して並列に複数設けられ
ている。各信号処理回路（１，１）は、前記信号出力回
路（４）からの情報信号を処理して、前記マイクロプロ
セッサ（５）の入力端に出力するようになっている。

スイッチング素子（６，７）は、図示の例では発光ダイ
オード（６１，７１）と、エミッタ側が接地されたＮＰ
Ｎ型のフォトトランジスタ（６２，７２）とからなるフ
ォトカプラを示しているが、他のスイッチング素子、例
えばトランジスタ等で構成するようにしてもよく、この
場合信号入力部（２）からの情報信号を各トランジスタ
のベースに入力し、各トランジスタのエミッタ側を共通
に接続してエミッタを開、閉するようにすればよい。

前記発光ダイオ−下（６１，７１）の正側は、前記入力
端子（２ａ　、２ｂ）を介して前記信号出力回路（４）
の接点（４ａ、４ｂ　）にそれぞれ接続され、前記フォ
トトランジスタ（６２，７２）の各コレクタ側は、正電
圧を印加する端子（８）と（９）に接続されているとと
もに、インバータ（１０，１１）及び信号出力部（３）
を介してマイクロプロセッサ（５）の入力側に接続され
ている。従って、発光ダイオード（６１，７１）が導通
すればフォトトランジスタ（６２，７２）が導通し、ス
イッチング素子（６，７）がオン状態となり、フォトト
ランジスタ（Ｇ２，７２）のコレクタ側の電位は零とな
って、前記インバータ（１０，１１＞により反転され、
信号出力部（３）を介して前記マイクロプロセッサ（５
）に真Ｉ！Ｉ！ｆＤ　”　１　”のｔｒｉ報を入力する
ようになっている。

また前記各発光ダイオード（６１，７１）は、その負側
において共通に接続されている。

図示の例では、信号出力回路（４）の接点数が２つの例
を示しているが、第３図に示すように、信号出力回路の
接点数に応じた数の入力端子（２ｎ）、スイッチング素
子（Ｎ）、端子（ｎ）、インバータ（Ｎｎ　）及び出力
端子（３ｎ）を設けるようにすれば、信号処理回路（１
）が種々の信号出力回路（４）に適用できることとなる
。

制卯回路（１４〉は、照査パルスのセット又はリセット
の入力によって前記スイッチング素子（６，７）のオン
又はオフの動作を制御する回路である。

該回路（１４）は、前記照査パルスのセット又はリセッ
トの入力によりセット又はリセットされるフリップフロ
ップ（１５）と、該フリップフロップ（１５）の出力に
よりオン、オフされる制御用スイッチング素子（１６）
と、該制御用スイッチング素子（１６）の動作によりオ
ン、オフされる制御用トランジスタ（１１）とからなっ
ている。前記制御用スイッチング素子（１６）は、図示
の例では正側が正電圧を印加する端子（１８）に接続さ
れた発光ダイオード（１６１）とＮＰＮ形のフォトトラ
ンジスタ（１６２）とからなるフォトカプラが示されて
いるが、他のスイッチング素子、例えばトランジスタ等
で構成してもよい。

前記フリップフロップ（１５）の出力側と発光ダイオー
ド（１６１）の負側聞には、該発光ダイオード（１６１
）を動作させるドライブ回路（１９）が設けられている
。このドライブ回路（１９）は図示の例では、前記フリ
ップフロップ（１５）の出力を反転させるナンド回路を
示しているが、インバータなどの他の素子を用いてもよ
い。前記制御用スイッチング素子（１６）にあけるフォ
トトランジスタ（１６２）のコレクタ側は前記制御用ト
ランジスタ（１７）のコレクタ側と接続されているとと
もに、前記スイッチング素子（６，７）における各発光
ダイオード（６１，７１）の負側にも接続されている。

またフォトトランジスタ（１６２）のエミッタ側は前記
制御用トランジスタ（１７）のベースに接続され、制御
用トランジスタ（１７）のエミッタは共通端子（２Ｃ）
に接続されている。（２０）は前記制御用１〜ランジス
タ（１７）のコレクタ、エミッタ間に設けられた保護用
のツェナーダイオードである。

従って照査パルスの入力によってセットされたフリップ
フロップ（１５）は、セット出力をドライブ回路（１９
）に入力することにより、発光ダイオード（１６１）を
順方向にバイアスする。順方向にバイアスされた発光ダ
イオード（１６１）が導通することによってフォトトラ
ンジスタ（１６２）は導通し、制御用スイッチング素子
（１６）はオン状態となり、フォトトランジスタ（１６
２）のエミッタ電流により、制御用トランジスタ（１１
）は導通する。

この導通により制御用トランジスタ（１７）のコレクタ
側は零電位となり、前記スイッチング素子（６，７）の
発光ダイオード（，６１，７１）を順方向にバイアスす
るようになっている。

次に本発明の信号処理回路（１）の動作を第１図及び第
４図に基いて説明する。

まず、マイクロプロセッサ（５）からの照査パルスがな
い状態、すなわち、フリップ７０ツブ（１５）がリセッ
トされた状態で、信号処理回路（４）の接点（４ａ）、
（４ｂ）に情報を入力して出力端子（３ａ）と（３ｂ）
の接点情報が共に真理値”Ｏ”（第４図ａ、ｅ、ｉ、ｍ
）であることを確認する。真理値がこれ以外の情報、例
えば、出力端子＜３ａ）の真理値が“１″で（３１））
の処理１Ｍが１１　Ｑ　＋！、出力端子（３ａンの真理
値が○″で（３ｂ）の真理値が“１″または出力端子（
３ａ）及び（３ｂ）の真理値が共に１°°であれば信号
処理回路（１）自体の故障である（第４図ｂ〜ｄ、ｆ〜
ｈ、ｊ〜え、ｎ〜ρ）。すなわち、フリップフロップ（
１５）がリセット状態では、ｆｔｉ’ｌ　ａｌｌ用スイ
ッチング素子（１６ンは動作せずａｒｌＪ　Ｏｎ用フォ
トトランジスタ（１７）は導通しないので、信号処理回
路（４）の接点（４ａ、４ｂ　）に情報を入力してもス
イッチング素子（６，７）の発光ダイオード（６１，７
１）は順方向にバイアスされない。従って、フォトトラ
ンジスタ（６２，７２＞は導通せず、それぞれのコレク
タ電位は端子（’８．９）に印加されている正電圧で、
それぞれインバータ（１０，１１）により反転されて出
力部（３）の出力端子（３ａ、３ｂ　）に真理値＋１０
１１を信号処理回路（１）が正常であれば出力すること
となるので、これ以外の真理値であれば信号処理回路（
１）が故障しているものとすることができる。

次に、マイクロプロセッサ（５）からの照査パルスをセ
ットすることによりフリップフロップ（１５）をセット
状態にし、信号出力回路（４）の１ａ点（４ａ、４ｂ　
）に情報を入力する。出力端子（３ａ）は又は（３ｂ）
で得られる情報の真理直において、どちらか一方の真理
値が“１″であるときは正常であるが、前述したように
、照査パルスリセットの状態で第４図のｆからり、７か
ら℃は信号処理回路（１）の故障であるから、第４図の
ｅとｉで示された真理値のときだけ信号出力回路（４）
と信号処理回路（１）が共に正常である。また、出力端
子（３ａ）と（３ｂ）とが共に真理値゛１″（第４図ｍ
−ｐ）である場合は故障である。しかし、前述したよう
に照査パルスリセットの状態での第４図のｎからｐは信
号処理回路（１）の故障であるが、照査パルスリセット
の状態の第４図のｍ（出力端子＜３ａ）　　、（３ｂ）
とも真理値”　ｏ　”　＞は故障情報ではないので、信
号出力回路（４）側が故障しているのか信号処理回路（
１）側が故障しているのかわからない。そこでこの場合
、他の信号処理回路（１）の出力情報と比較する。信号
処理回路（１）が正しければ、一致した出力情報が得ら
れるので、出力情報が一致した場合は、信号出力回路（
４）ｆｌｌｌｌの故障、例えば接点（４ａ、４ｂ　）が
短絡故障している場合等がある。また出力情報が一致し
ない場合は、上記の場合と反対に信号処理回路（１）自
体の故障となる。更に、出力端子（３ａ）と（３ｂ）と
が共に真し！Ｉ！値”Ｏ”（第４図ａ〜ｄ）である場合
は何らかの故障であるが、過度的に接点（４ａ、４ｂ　
）とが共にオフの状態のときマイクロプロレッ！す（５
）が情報を取り込むことがあり、このときは再度照査パ
ルスをマイクロプロセッサ（５）からフリップフロップ
（１５）に出力するようにする。連続して出力端子（３
ａ）　　、（３ｂ）とも真理値１１０１１であるとき、
前述したように照査パルスリセットの状態での第４図す
からｄは信号処理回路（１）自体の故障であるが、照査
パルスリセットの状態の第４図ａ　（出力端子（３ａ）
　　。

（３ｂ）とも真理値”　Ｏ”　）は故障情報ではないの
で、信号出力回路（４）側が故障しているのか信号処理
回路（１）側が故障しているのがわからない。そこでこ
の場合も、前述と同様他の信号処理回路（１）の出力情
報と比較する。出力情報が一致した場合は、信号出力回
路（４）側の故障、例えば接点（４ａ、４ｂ　）の接触
不良を起こしている場合がある。また出力情報が一致し
ない場合は、上記の場合と反対に信号処理回路（１）自
体の故障である。

発明の効果 以上のように本発明は、複数の入力端子と出力端子間に
それぞれスイッチング素子を設け、照査パルスの入力で
動作する制御回路により前記スイッチング素子の動作を
制御して入力部に入力される情報信号を処理し、出力部
に出力する岑うにしたので、マイクロプロセッサ等で正
常信号か故障信号であるか判断しやすく、それだけ信頼
性の高い情報信号が（りられる他、故障個所が信号出力
回路側か信号処理回路側自体かも判かるので、故障回路
部のみを簡単に取り換えることができるという利点を有
する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る信号処理回路の一実施例を示す
図、 第２図は、信号処理回路を複数個設けた。概略を示すブ
ロック図、 第３図は、スイッチング素子を多数設けた信号処理回路
の他の実施例を示す図、 第４図は、信号処理回路の出力部に現われる出力情報を
真理値で表わした図である。 （２ａ、２ｂ　）　：入力端子、（３ａ、３ｂ　）　：
出力端子、（６，７）　ニスイツチング素子、 （１４）　：制御回路、（１５）　：フリップフロツブ
、（１１３）　：制御用スイッチング素子、（１７）　
：制御用トランジスタ、 ＜　６１．７１，４６１）　：発光ダイオード、（６２
，７２，１６２）　：フォトトランジスタ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 〔１〕複数の入力端子と該入力端子に個々に対応する複
   数の出力端子との間に各々設けられたスイチッング素子
   と、該各スイチッング素子の動作を制御する制御回路と
   からなる信号処理回路。 〔２〕前記各スイチッング素子が発光ダイオードとフォ
   トトランジスタとからなるフォトカプラである特許請求
   の範囲第１項記載の信号処理回路。 〔３〕前記制御回路が照査パルス、リセットパルスの入
   力によりセット、リセットされるフリップフロップと、
   該フリップフロップの出力によりオン・オフされる制御
   用スイチッング素子と、該制御用スイチッング素子の動
   作により、オン・オフされる制御用トランジスタとから
   なる特許請求の範囲第１項又は第２項記載の信号処理回
   路、〔４〕前記制御用スイチッング素子が発光ダイオー
   ドとフォトトランジスタとからなるフォトカプラである
   特許請求の範囲第３項記載の信号処理回路。