JPS62169552A - 通信制御装置 - 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１通信システムにおける伝送路の異常状態を検
出する通信制御装置に係り、特に１通信伝送路上の短絡
状態等を検出するのに好適な通信制御装置に関する。

〔従来の技術〕

家庭内における電気機器等を相互に接続して操作管理を
行うホームオートメーションシステム。

あるいはホームバスシステムと呼ばれるシステムが各方
面より提案されている。これは、共通伝送路（これをホ
ームバスあるいは、単にバスとよぶ）にエアコンや各種
センサ、あるいは電話機等を接続し、同一バス上に接続
したコントロール装置からバスを介してそれらを制御し
たり、データのやりとりを行うシステムである。このよ
うなシステムで用いるバス上の伝送符号は種々のものが
考えられるが、ホームバスシステムの場合、バス上ニ電
源を重畳することを考えて直流成分の少ないＡ　Ｍ　Ｉ
　（Ａｌｔｅｒｎａｔｅ　Ｍａｒｋ　Ｔｎｖｅｒｓｉｏ
ｎ　’）符号を用いることが多い。このＡ　Ｍ　Ｉ符号
は、“＋”と０″と−”の３値を用いた信号で、′＋”
と１−”が交互に現れる符号である。

さて、このようなＡＭＩ符号を用いたバスシステムＶＩ
：、おける通信制御装置の送受信回路については、昭和
５９年度電子通信学会総合全国大会における天材らＫよ
る［家庭内情報通信ネットワーク制御の伝送符号と送・
受信回路の検討−１，あるいは。

昭和６０年３月のホームバスシステム開発調査委員会に
よる「ホームバスシステムの開発副査研究中間報告書」
などに詳しく述べられている。

第３図にＡＭ丁符号を用いた代表的な通信制御装置を示
す。図に１６いて、ｌは装置全体を管理制御する通信制
御回路、２は通常のＮ　ＲＺ　（Ｎｏ口Ｒｅｔｕｒｎ　
ｔｏ　Ｚｅｒｏ）符号をＡＭＴ符号における”＋”側と
−”側に分離する信号変換回路、３は送信回路。

４は受信回路、５は５ａ　、　５ｂ　、　ＦＩＣの３つ
の巻線から成り巻線比がｉ：ｔ：ｔのトランス、６はバ
ス。

７はバスに接続されている負荷（例えば、終端抵抗とか
他の通信制御装置）、８〜１２はトラン・ン、４り、　
１３〜１８は抵抗器、１９は通信制御装置から出力する
送信信号線、２０と２１は信号変換回路２によって変換
された変換信号線、２２は受信信号線である。

第４図を用いて動作を説明する。第４図において０内は
第３図の各番号に対応して粘り、各番号の信号線に対応
した信号波形を示Ｌ２ている。ここでは例として、　”
０１０１０１０１００°“という信号を負論理のＡＭＩ
符号に変換してバスへ送出する場合を示している。すな
わち第４図（１９）の送信信号は、信号変換回路２によ
って（２０）、（２１）に示す信号に変換され、この信
号にしたがってトランジスタ８と９が交互にオン状態と
なり、トランス５を介してバス６上に（６）に示すＡＭ
Ｉ符号の信号が送信されるわけである。また、この送信
と同時に受信回路４によって送信信号をモニタし、（２
２）に示すような受信信号（送信信号（１９）と同一の
信号となる）を得ることができる。詳細には、トランジ
スタ８がオンすると、抵抗１３と１４を介してトランジ
スタ１０がオンし、さらにトランジスタ１２カオンする
。また、トランジスタ９ｈ−オンすると、抵抗１５と１
６を介してトランジスタ１１がオンし、さらにトランジ
スタ１２がオンするわけである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術は、送信と同時にその内容を受信すること
がでと、簡単に送信内容をモニタできるわけであるが、
送信信号の受信は第３図に示すように、トランス５を介
さずにトランジスタ８と９の出力を：Ｕ接受信回路４で
受信するため、バス６の負荷インピー４゛ンスの伏型に
かかわらず送信１ｇ号を受１ｇシて（２まう。例えば、
バス６が事故等で短絡状態となった場合、第４１ス（１
９）に示す信号を送信しても、バス６Ｊ：では（６）の
点線に示すよって常に”０°′となるにもかかわらず、
受信信号（２２）には、送信信号（１９）と同じ信号が
得られる。すなわち、バスが短絡等によって、実際には
バスへ（言号が送信されないにもかかわらず、送信信号
をそのままモニタしてしまうために、送信が正常して行
われたものと認識してしまいシステムの信！ｉ！ｊ注１
−低下するという問題があった。特に、ホームバスシス
テムのようなバスシステムの場合、　同一ハス上に多く
の装置を接続するためにその接続端子が多い上、その接
続端子（情報コンセントとも言う）が露出している場合
もあり、短絡事故の起こる可能性が多く、これは大きな
問題である。

そこで１本発明の目的は、信号送信時に短絡等のバスの
異常状態を検出し、その異常状態を外部へ知らせること
によって、システムの信頼性を上げることにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、第１．第２．第３の３つの巻線から成るト
ランスを用い、第１と第２の巻線に信号を印加すること
によって、第３の巻線に接続し７た信号伝送路（バス）
に３値信号を送信する通信制御装置において、第１の巻
線に印加された信号によって第２の巻線に励起される信
号と、第２の巻線に印加された信号によって第１の巻線
に励起される信号の変化を検出することによって伝送路
の異常を検出する検出手段と、検出し、た伝送路の異常
を外部へ知らせる警報手段を設けることにより達成され
る。

〔作用〕

信号検出手段は、第１の巻線に印加さねた信号によって
第２０巻線に励起される信号と、第２の巻線に印加され
た信号によって第１の巻線に励起される信号の変化を検
出する。そして、これによって、第３の巻線に接続され
た伝送路（バス）の短ｇ６の負荷インピーダンスの状態
を検出することにより伝送路の異常を検出し、さらに、
異常を検出した後、警報手段によってその異常を外部に
知らせる。

〔実施例〕

以下、実施例をもとに本発明の詳細な説明する。

第１図が本発明による通信制例製電の１実施例を示す図
である。図において、既に述べた紀３図と同一部分は同
一符号であり、２３は本発明に係る信号検出回路であり
、トランス５０巻線５ａｉＣ印加した信号によって巻、
’１５ｂに励起される信号と１巻線５ｂｌＣ印加した信
号によって＠　？８４５　ａに励起されろ信号の変化を
検出する。２４　、２５　、２６は、信号検出回路２３
の構成要素であり、２４は信号の加算器、２５は電圧比
較回路、２６は基準電圧発生回路である。また、２７〜
３１はそれぞれ各部の信号線であり、２７と２８はそれ
ぞれトランス５へ信号を印加する印加信号線、２９は加
算器２４で加算した信号を出力する加算信号線、　３０
は基準電圧発生回路で発生する基準電圧信号線、３１は
信号検出回路２３で検出した・くス異常の検出信号線、
１０１は警報回路、１０２は警報信号を出力する信号線
である。第２図は、第１図の動作を説明するための各部
の信号波形図であり０内の番号はそれぞれ第１図の対応
する信号線を示す。

第２図を用いて第１図の動作を説明する。ここでは、第
２図（１９）に示す”０１０１０１００”という信号を
負論理のＡＭＩ符号に変換してバス６上へ送信する場合
で、バス６が正常な状態と、事故等により第１図の８点
が短絡した状櫓とを考える。なお。

８点が短絡した状態における各部の信号波形は第２図に
点線で示しである。さて、送信信号（１９）が、信号変
換回路２によって信号（２０）、　（２１）に変換され
、送信回路３とトランス５を介して。

バス６上へ（６）に示すＡＭＩ符号を出力することは従
来と同じである。しかし１本発明では、この時の信号線
２７　、２８上の信号に着目している。すなわち、信号
線２７　、２８上の信号は第２図（２７）、（２８）に
示すように、信号線２７には、信号（２０）に従ってト
ランジスタ８がオンすること廻よって得られる信号と、
信号（２１）に従ってトランジスタ９がオンし、これが
トランス５０巻線５ｂに印加され。

これによって巻線５ａに励起される信号とが加算された
状態となる。信号線２８も同様であり、信号（２１）に
従ってトランジスタ９がオンして得られる信号と、トラ
ンス５０巻線５ａに印加された信号によって巻線５ｂに
励起された信号が加算され、第２図（２８）に示すよう
な信号波形となる。第２図の（２７）、（２８）におい
て、＋Ｖよりも上側（高い電圧）の部分が、それぞれの
トランスの巻線によって励起された信号である。さて、
ここでバス６が８点で短絡された場合を考えると、バス
６上の信号（６）は点線で示すようにいくら信号を送出
しようとしても当然″０”となる。そして、信号線′！
７゜２８上の信号（２７）、（２８）は、トランス６に
よって励起される＋Ｖよりも上側の部分だけが、バス６
が短絡されることによって１点線で示すように短絡され
ない時よりも電圧カー低（、はとんど＋Ｖとなる。なお
、＋ｖとならないのは巻線が実際には理想的なコイルで
はなく、抵抗分を持つためであり、詳しくは後で述べる
。このような信号（２７）。

（２８）に着目し、この信号中のトランスによって励起
される部分の信号の変化を検出すれば、バス６の帰路状
態を検出で逓る。そこで、信号（２７）と（２８）を加
蒐器２４によって加算すれば信号（２９）が得られるの
で、これと基Ｍ電圧発生回路２６で発生した基準電圧Ｖ
ｆ（３０）とを゛電圧比較回路２５で比較することによ
り、（３１）の検出信号が得られる。

すなわち、バス６が短絡している場合には、送信信号（
１９）をインバータ（反転）した信号（回路の構成によ
っては、送信信号（１９）と同じ信号）が検出信号（３
１）として得られることになり、ごれＫよって、バス６
が短絡していることがわかることになる。このようにし
てバスの短絡異常が検出されると信号線１０２を通して
警報信号が出力さね、警報回路によって、バスの異常を
外部へ知らせることになる。

次に、トランス５によって励起される電圧について考え
る。第１図において、トランジスタ８がオンすることに
よって巻線５ａに信号が印加される様子は第６図のよう
に表される。図においてｏｒ”！ｒｂ　ｊ　ｒｃは巻線
５ａ　、　５１）、　５ｃのそれぞれの抵抗器である。

ＲＬは、９荷７に対応する負荷抵抗、ＲＩは抵抗１５　
、１６に対応した合成抵抗である。第５図において、ト
ランス５の巻線５ａ　、　５ｂ　、　５ｃの巻線比をｌ
：１：１とすれば、その概略等価回路は第６図のように
なる。第５図、第６図において、電圧Ｖｏが。

巻線５ａに印加さねた信号Ｖによって巻線５ｂに励起さ
れろ信号電圧である。第６図より、　ｒ、　、　ｒ６．
　ｒｃが、　Ｒ，、ＲＬより十分小さければ、印加電圧
Ｖにほぼ等しい電圧がｖｏとして励起される。次に、バ
ス６が短絡された場合を考えると、これは等価的に抵抗
ＲＬが０”となった場合と考えることができる。

この時の励起電圧Ｖｏは、　ＲＩが十分大ぎげれば。

、芋アＶとなる。従って、ｒ、がｒｏより十分大きけれ
ば、　ＶｏキＯとなる。通常０巻線比が１：１：１の場
合、　ｒ、　、　ｒｉ　、　ｒｃはほぼ等しくなるので
、この場合には、　ｖｏ中−■となることになる。いず
れにしても、バフ、６上の狛荷（ＲＬ）ｆＪ″−変化す
ることによって１巻線５ａに印加された信号によって巻
ａ５ｂに励起される信号が変化するわけであり１本発明
は、この変化を検出することによって、バスの短絡等の
状態を検出するわけである。なお１巻線５ｂに印加する
信号によって巻線５ａに励起される信号についても全く
同様に考えることができることは言うまでもないことで
ある。

第７図は５本発明に係る信号検出回路２３と警報回路１
０１の具体的な１実施例を示す図である。図において、
第１図と同一部分は同一符号であり。

３２〜３６は抵抗器、３７はコンパレータ（例えば１日
立裂Ｉ　Ｃ−ＨＡ　１７９０３　）　、　　１０１はト
ランジスタ。

１０４は発光ダイオードである。第７図の実施例では、
加算器２４を抵抗器３２　、３３によって構成しており
、この抵抗の比を変えることによって重み付き加算がで
きる。従って、実際にはトランス５によって励起される
電圧（巻線比と各巻線の抵抗器等で変化する）に応じて
抵抗３２　、３３の比を変えればよい。トランス５０巻
線比を１：１：１とし、各巻線の抵抗器を等しいとすね
ば、互いに励起されろ電圧は等しいので、抵抗３２と３
３は等しい値とすればよい。二の時には、信号線２７と
２８上の信号が１／２ずつ加算されて信号線２９に出力
される。塞準寛圧発生回路２６は、抵抗３４　、３５に
よって１３成され。

２．６ｂ％電圧Ｖ（は抵抗器１りによって発生される。

このｖＩイ信号２９と基ハ電圧３０とが、コンパレータ
３７ニよって電圧比較され、加に信号２９が基進電圧３
ｏよりも低くなると検出信号３１がＨ′となる。これら
４）動作波形てついては、第２図での説明とほぼ同じで
ある。また、バス異常の検出！（よって、信号線１０２
　カＩＩ−Ｔ　ｊレベルとなると、トラ〉・ジスタ１０
３がオンし、光光ダイオード１０．１が発光し、外部へ
バス界常イど知らせる二とができろ。

第８図は０本発明の別の実施例を示した図である。図に
おいて、第１図、第７図と同一部分は同一符号であり、
３８はトランジスタ、３９は抵抗器。

４ｏは電圧比較回路である。この例は、信号加算器２４
は第７図と同様に抵抗加算器とし２句；圧比較回路４０
をトランジスタ３８と抵抗器３９だけで構成したもので
ある。この場合、トランジスタ３８のベース電圧（すな
わち、加算信号２９）がベースエミッタ電圧ＶＢＥ（通
常、０６〜０，７　Ｖ　’）以上になるとトランジスタ
がオンして、検出信号勝３１がＨ”となる。

第９図が、これらの動作を示す王な信号波形である。こ
こでは、トラン゛ス５の巷ｎ比をｌ：１：１とし、各巻
線の抵抗器ば３つ共等しいものとする。

この場合、既に述べたように、トランス５によって信号
線２７　、２１’ｌに励起されるりに圧は、バス５が短
絡された場合、＄Ｊ９図（２７）、　（２８）ｆ・で示
すように＋ＶよりＶ／２だけ高い直圧となる。従って、
これらの信号を抵抗値の等しい抵抗３２　、３３から成
る加算器２４で２７０′Ｊ！Ｌすると信号（２７）と（
２８）が１／２ずつ加算されるため、（２９）に示すよ
うに＋ＶよりもＶ／４だけ低い電圧が現れる。ここで＋
Ｖ＝５ＶとすればＶ／４　＝　１．２５Ｖとなるために
トランジスタ３８がオンし、信号線３１は第９図（３１
）に示すようになり、バス６の短絡を検出することがで
きる。

本発明を実施例をもとに説明したが、第１図。

第７図、第８図の実施例は、第３図に示した従来例に対
して通信制御回路１へ入力する信号線として、検出信号
線３１が１本増加する。従って、この場合には１通信制
御回路１も変更が必要となってしまう。そこで８次に通
信制御回路１への入力信号線を増加させない１実施例を
第１Ｏ図に示す。第１０図において、第１図、第７図、
第８図と同一部分は同一符号であり、４１はゲート回路
、４２はＯＲ回路、４３はパスモニタ信号線である。信
号検出回路２３の具体的な構成例は第７図や第８図で示
した構成でも、他の構成でもかまわない。ここでは。

送信信号をバスへ送出した際、バス６が短絡している時
、検出信号線３１上の信号が“Ｈ″となればよい。動作
なかん単に説明する。バス６が正常な場合には６検出信
号線３１は常に′Ｌ″となるので、ＯＲ回路４２によっ
て受信回路４で従来通り受信した信号が信号線２２と信
号線４３を通って通信制御回路１へ入力される。一方、
バス６が短絡した場合には。

ＩＥ９図と同様信号線１９上の送信信号（１９）がＬ”
の時、検出信号線３１上の検出信号（３１）が“Ｈ′と
なる。この時、信号線２２上は送信信号（１９）と同一
の信号となるので、この信号（１９）と（３１）がＯＲ
回路４２に入力され、その出力であるバスモニタ信号線
４３は、常に″Ｈ′信号となり、パス６上の信号を正し
くモニタすることができる。

したがって０通信制御回路Ｉは、送信信号線工９へ”Ｌ
”信号を出力したにもかかわらず、信号線４３が″Ｈ″
信号となった場合にバスが短絡したものと判断し、この
状態を検出した時に、信号線１０２ハ、警報信号を出力
するわけである。

具体的には０例えば第１１図に示すようにＡＮＤ回路４
４とＮＯＴ回路４５を用いて、警報信号１０２を出力す
ればよい。なお、第１０図では、ゲート回路４１として
ＯＲ回路４２を用いたが、これは他のスイッチ手段でも
かまわない。検出信号線３１が異常な検出した時に受信
回路４で受信した信号を通信制御回路１へ入力できない
ように制御すればよいのである。

以上の説明では、バスの異常を検出する検出手段として
、ＡＭＩ符号を用いたバスを例にとって説明したが、こ
の検出手段はどんなものでもかまわない。また、ここで
説明した検出手段は、ＡＭＩ符号に限るものではなく、
３つの巻線をもつトランスを用いて３飴符号で伝送を行
う通信制御装置に適用できる。３値符号としては、ＡＭ
Ｉ符号の他にもＢ　８　Ｚ　Ｓ　（Ｂｉｐｏｌａｒ　ｗ
ｉｔｈ　８　Ｚｅｒｏｓ　５ｕｂｓｔｉｔｕｔｉｏｎＣ
□ｄｅ５　）符号などがある。

トランスの駆動回路としては、２つの巻線の一方を共通
端子として電源に接続し、他方の端子をＮＰＮ型トラン
ジスタのコレクタで駆動する方法の場合について実施例
を説明しまたが１巻線の共通端子を接地し、他方の端子
をＰＮＰ型トランジスタのコレクタで駆動する場合であ
っても第１図と同様の構成で本発明が実現できることは
言うまでもないことである。

また、上記説明では、バスが短絡した場合を例にとって
説明したが、本発明によればバスの短絡状態だけでなく
、バスのインピーダンスのｆ　化ヲ容易に検出すること
ができる。

そして、検出回路の実施例として、加算器と電圧比較回
路による構成倒産ついて説明したが、これは他の構成で
あってもかまわない。

さらに、警報回路の実施例としては１発光ｑ゛イオード
のみを例とし、て示したが、これは、スピーカやディス
プレイ等、他の手段でもかまわないことは言うまでもな
いことである。

〔発明の効果〕

本発明によれば、ｆｆ）単な構成によってバスの短絡等
の異常状蓼を検出し、それを外部で知ることができるの
で１通信システムの信頼性を向上させる効果がある。

ヂ１殊卆補←≠愕−−−−。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す構成図、第２図は第１図
の回路の各部の信号波形を示す波形図、第３図は従来の
通信制御装置を示す構成図、第４図は第３図の回路の各
部の信号波形を示す波形図、第５図および第６図はトラ
ンス５の回路図およびその等価回路図、第７図は第１図
の回路の信号検品回路２３および警報回路１０１を具体
的に示した構成図、第８図は本発明の他の実施例を示す
構成図、第９図は第８図の回路の各部の信号波形を示す
波形図、第１ｏ図は本発明の更に他の実施例を示す構成
図、第１１図は第１０図の回路において警報信号を発生
する回路の回路図である。 １・・・通信制御回路　　２・・・信号変換回路３・・
・送信回路　　　　４・・・受信回路５・・・トランス
　　　　６・・・電送路（バス）７・・・負荷　　　　
　２３・・・信号検出回路代理人弁理士　小　川　勝　
男゛＜− 見　！　閃 拓　２　圀 菓５凶 第４図 （／デ） （２２ン 嘉５　目 も７カ 第８　口 ／σｌ 采ヲ図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、第１、第２及び第３の３つの巻線から成るトランス
   を用い、第１及び第２の巻線に信号を印加することによ
   って、第３の巻線に接続される共通伝送路に３値符号信
   号を送出して通信を行う通信制御装置において、 第１の巻線に印加した信号によって第２の巻線に励起さ
   れる信号と、第２の巻線に印加した信号によって第１の
   巻線に励起される信号の変化を検出する信号検出手段を
   設け、該信号検出手段によって前記共通伝送路の負荷イ
   ンピーダンスの変化を検出することにより前記共通伝送
   路の異常を検出することを特徴とする通信制御装置。 ２、特許請求の範囲第１項において前記検出手段は、前
   記第１及び第２の巻線の一方の端子を共通端子とし、他
   の２つの端子上の信号を加算する加算器と、該加算器に
   よる加算信号を予め定めた基準電圧と比較する電圧比較
   回路によって構成されることを特徴とする通信制御装置
   。