(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２線式の信号線を介してマスタ端末とスレーブ端末とが接続され、直流電圧にベースバンド信号を重畳した形の電圧モード信号をマスタ端末から信号線に送出し、スレーブ端末において直流電圧をベースバンド信号から分離し内部電源として供給するデータ伝送装置において、マスタ端末器は、ベースバンド信号を発生する制御回路と、ベースバンド信号よりも十分に高い周波数でスイッチングされるスイッチング素子を備え直流電源を入力電源として信号線の線間に出力電圧を印加するＤＣ−ＤＣコンバータよりなる送信回路と、制御回路から出力されたベースバンド信号の信号値に応じて前記スイッチング素子のオンデューティを変化させることにより送信回路から信号線の線間に印加する電圧をベースバンド信号の信号値に応じて変化させるＰＷＭ回路とを備え、送信回路はスイッチング素子と信号線との間にベースバンド信号の周波数を通過させスイッチング素子のスイッチング周波数を阻止するローパスフィルタを備えることを特徴とするデータ伝送装置。
【請求項２】
前記送信回路は、前記直流電源の両端間に接続したスイッチング素子とインダクタとコンデンサとの直列回路と、インダクタとコンデンサとの直列回路に並列接続された還流用のダイオードとを備える降圧形のチョッパ回路であって、インダクタとコンデンサとにより前記ローパスフィルタが構成され、コンデンサの両端電圧が信号線に印加されることを特徴とする請求項１記載のデータ伝送装置。
【請求項３】
前記送信回路の出力電圧と前記制御回路から出力されるベースバンド信号の信号値との差を検出する誤差増幅器を備え、送信回路の出力電圧とベースバンド信号の信号値との差を一定に保つように誤差増幅器の出力によりＰＷＭ回路の出力が制御されることを特徴とする請求項１または請求項２記載のデータ伝送装置。
【請求項４】
前記ローパスフィルタのカットオフ周波数は、ベースバンド信号の送信中には非送信中よりも高く設定されることを特徴とする請求項３記載のデータ伝送装置。
【請求項５】
前記誤差増幅器は、ベースバンド信号の周波数帯域に対するゲインがスイッチング素子のスイッチング周波数の周波数帯域に対するゲインよりも高く設定されていることを特徴とする請求項３記載のデータ伝送装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、１台のマスタ端末と複数台のスレーブ端末とを２線式の信号線を介して接続し、マスタ端末からスレーブ端末に対して信号線を介してデータ伝送とともに電源供給を行なうデータ伝送装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、図９に示すように、１台のマスタ端末１と複数台のスレーブ端末２とを２線式の信号線３を介して接続し、信号線３を介してマスタ端末１とスレーブ端末２との間でデータ伝送を行ない、スレーブ端末２に接続した負荷ＬＤ１〜ＬＤｎを制御するデータ伝送装置が知られている。スレーブ端末２には各種の負荷ＬＤ１〜ＬＤｎあるいはセンサやスイッチが接続される。また、マスタ端末１には必要に応じてスイッチＳＷが接続される。しかして、マスタ端末１のスイッチＳＷやスレーブ端末２のスイッチが所定状態に操作されたりスレーブ端末２に設けたセンサにより所定の状態が検出されると、信号線３を通して伝送されるデータにより負荷ＬＤ１〜ＬＤｎが制御されるのである。負荷ＬＤ１〜ＬＤｎには、発光ダイオードなどを備える表示素子、複数の表示素子を配列した表示器、他の負荷への電源の入切を行なうリレーなどがある。
【０００３】
マスタ端末１は、図１０に示すように、マイクロコンピュータ（以下、マイコンと略称する）を主構成とする制御回路１１と、制御回路１１からの送信信号のレベルを調整して信号線３に送出するドライバ回路１２と、端末器２からの信号を検出する信号検出回路１３とを備え、さらに、マスタ端末１はスレーブ端末２に電源を供給するための電源回路１４を備えている。この電源回路１４は電源Ｅを安定化して信号線３に定電圧を印加するものである。制御回路１１からドライバ回路１２を通して信号線３に送出する信号にはベースバンド信号（つまり、線間電圧を変化させる電圧モード信号）を採用している。
【０００４】
ここに、スレーブ端末２からマスタ端末１に返送される信号は、マスタ端末１からスレーブ端末２への信号と区別することができるように、電流モードの信号が用いられる。つまり、スレーブ端末２からマスタ端末１に伝送されるデジタル信号の２つの論理値を、信号線３の線間を低抵抗を介して短絡する状態と短絡しない状態とで表した信号を用い、マスタ端末１に設けた信号検出回路１３は信号線３の電流変化を検出することによってスレーブ端末２からのデータの論理値を再生する。電源回路１４からスレーブ端末２に供給されるのは直流電源であって、ドライバ回路１２から送出された信号ないしスレーブ端末２からマスタ端末１への信号が直流電圧に重畳された形で信号線３を伝送されることになる。
【０００５】
スレーブ端末２からマスタ端末１への信号は信号線３を流れる電流の変化により検出するものであるから、電源回路１４からの直流が信号検出回路１３に回り込んでも問題はないが、ドライバ回路１２と電源回路１４とは互いに干渉する可能性があるから、干渉を防止することが必要になる。たとえば、電源回路１４が出力部に平滑コンデンサを有するとすれば、ドライバ回路１２から信号線３に送出される信号が平滑コンデンサにより平滑されて正常な波形の信号を伝送することができなくなることがある。また、ドライバ回路１２から出力される信号がベースバンド信号であってドライバ回路１２の出力段にスイッチング素子が用いられているとすると、電源回路１４からドライバ回路１２に直流電圧が印加されてスイッチング素子が破壊されるおそれがある。このような干渉を防止するために、ドライバ回路１２と信号線３との間には直流の回り込みを防止するコンデンサＣ１を挿入し、電源回路１４と信号線３との間にはドライバ回路１２からの信号が電源回路１４に回り込むのを防止するインダクタＬ１が設けられる。
【０００６】
一方、スレーブ端末２は、マスタ端末１のドライバ回路１２からコンデンサＣ１を通して信号線３に送出された電圧モード信号を、コンデンサＣ２を通して直流電源から分離しコンパレータ２２に入力する。コンデンサＣ２を通して信号線３から受け取った電圧モード信号をコンパレータ２２で適宜の閾値Ｖｒｅｆと比較すれば、閾値Ｖｒｅｆ以上のレベルの信号を波形整形してマスタ端末１からのデータを再生することができる。こうしてコンパレータ２２で再生されたデータをマイコンを主構成とする制御回路２１に入力すれば、マスタ端末１からのデータを処理することができる。また、マスタ端末１に返送するデータは、信号送信回路２３を通して信号線３に送出される。信号送信回路２３はたとえばトランジスタと低抵抗との直列回路を信号線３の線間に挿入する構成を有し、制御回路２１で発生するデータに応じてトランジスタをオンオフさせることにより、信号線３に流れる電流を変化させるように構成されている。制御回路２１にはスイッチＳＷや負荷ＬＤ（図示例では発光ダイオード）が接続され、マスタ端末１からのデータにより負荷がオンオフされたり、スイッチＳＷの操作情報をマスタ端末１に返送したりする。
【０００７】
ところで、スレーブ端末２の内部電源は、信号線３を通して電源回路１４から供給される直流電源をインダクタＬ２を通して分離し、電源回路２４に入力することにより得られる。この電源回路２４は信号線３に印加されている電圧を降圧し安定化してスレーブ端末２の内部回路に供給する。また、電源回路２４の出力はスイッチＳＷの操作状態の検出や負荷ＬＤの制御にも用いられる。ただし、電流容量の大きい負荷を制御する場合には、負荷ＬＤとしてのリレーを介して別電源から電源を供給するのであって、電源回路２４の出力はリレーの駆動用に用いられる。
【０００８】
マスタ端末１とスレーブ端末２との間で授受される信号を図１１に示す。図１１（ａ）は基本的な伝送手順を示しており、１フレームＦＭの信号は、マスタ端末１からスレーブ端末２にデータを伝送するタイムスロットＴＳ１と、スレーブ端末２からマスタ端末１にデータを伝送するタイムスロットＴＳ２とを備える。図示例は伝送制御としてポーリング・セレクティング方式を採用しており、各スレーブ端末２に設定したアドレスを用いてマスタ端末１が一定規則でスレーブ端末２を呼び出すようになっている。もっとも簡単には、マスタ端末１がアドレス順にスレーブ端末２を呼び出す方式が採用され、スレーブ端末２に接続された負荷ＬＤの制御を要求し、スレーブ端末２に接続されたスイッチの操作状態を受け取る。マスタ端末１からスレーブ端末２への信号は電圧モード信号であるから、図１１（ｂ）のようにタイスロットＴＳ１では信号線３の線間電圧が変化し、スレーブ端末２からマスタ端末２に信号を返送するタイムスロットＴＳ２では、図１１（ｃ）のように信号線３に流れる電流が変化する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、マスタ端末１とスレーブ端末２とを接続する信号線３を通してデータの伝送だけではなく電源の供給も行なっているから、上述のようにマスタ端末１およびスレーブ端末２において、データ伝送用の信号と電源とを分離するためのコンデンサＣ１，Ｃ２およびインダクタＬ１，Ｌ２が必要になる。
【００１０】
データ伝送用の信号はベースバンド信号であるから、コンデンサＣ１，Ｃ２の容量をあまり小さくすることはできず、また、この信号を十分に阻止するためにはインダクタＬ１にもインダクタンスの比較的大きなものが必要になる（インダクタＬ２のインダクタンスは小さくても電源回路２４で安定化するから問題はない）。つまり、コンデンサＣ１，Ｃ２やインダクタＬ１として大型のものが必要になるから、マスタ端末１やスレーブ端末２の小型化が阻害されることになる。また、スレーブ端末２の台数が多い場合やスレーブ端末２での使用電力が大きい場合には、マスタ端末１に設けた電源回路１４から信号線３に流す電流量が増加するから、インダクタＬ１の巻線抵抗（直流抵抗）による電力損失が大きくなり、直流電力の供給効率が低下するという問題が生じる。
【００１１】
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、２線式の信号線を介してデータの伝送とともに電源の供給を可能としながらも、大型のインダクタを用いる必要がなく小型化が可能であって、しかも電力の供給効率が高いデータ伝送装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、２線式の信号線を介してマスタ端末とスレーブ端末とが接続され、直流電圧にベースバンド信号を重畳した形の電圧モード信号をマスタ端末から信号線に送出し、スレーブ端末において直流電圧をベースバンド信号から分離し内部電源として供給するデータ伝送装置において、マスタ端末器は、ベースバンド信号を発生する制御回路と、ベースバンド信号よりも十分に高い周波数でスイッチングされるスイッチング素子を備え直流電源を入力電源として信号線の線間に出力電圧を印加するＤＣ−ＤＣコンバータよりなる送信回路と、制御回路から出力されたベースバンド信号の信号値に応じて前記スイッチング素子のオンデューティを変化させることにより送信回路から信号線の線間に印加する電圧をベースバンド信号の信号値に応じて変化させるＰＷＭ回路とを備え、送信回路はスイッチング素子と信号線との間にベースバンド信号の周波数を通過させスイッチング素子のスイッチング周波数を阻止するローパスフィルタを備えるものである。
【００１３】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記送信回路が、前記直流電源の両端間に接続したスイッチング素子とインダクタとコンデンサとの直列回路と、インダクタとコンデンサとの直列回路に並列接続された還流用のダイオードとを備える降圧形のチョッパ回路であって、インダクタとコンデンサとにより前記ローパスフィルタが構成され、コンデンサの両端電圧が信号線に印加されるものである。
【００１４】
請求項３の発明は、請求項１または請求項２の発明において、前記送信回路の出力電圧と前記制御回路から出力されるベースバンド信号の信号値との差を検出する誤差増幅器を備え、送信回路の出力電圧とベースバンド信号の信号値との差を一定に保つように誤差増幅器の出力によりＰＷＭ回路の出力が制御されるものである。
【００１５】
請求項４の発明は、請求項３の発明において、前記ローパスフィルタのカットオフ周波数が、ベースバンド信号の送信中には非送信中よりも高く設定されるものである。
請求項５の発明は、請求項３の発明において、前記誤差増幅器におけるベースバンド信号の周波数帯域に対するゲインがスイッチング素子のスイッチング周波数を含む周波数帯域に対するゲインよりも高く設定されているものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
（実施形態１）
本実施形態は、図１に示すように、図１０に示した従来構成でのマスタ端末１におけるドライバ回路１２と電源回路１４との機能を兼ね備えた送信回路１５を設けているものである。
【００１７】
本実施形態の送信回路１５は、降圧形のチョッパ回路の構成を有し、スイッチング用のトランジスタＱをＰＷＭ制御することによって出力電圧を変化させて電圧モード信号を発生させるように構成されている。すなわち、直流電源である電源Ｅの両端間にトランジスタＱのエミッタ−コレクタとインダクタＬ０とコンデンサＣ０との直列回路を接続し、インダクタＬ０とコンデンサＣ０との直列回路には還流用のダイオードＤ０を並列接続してある。トランジスタＱにはｐｎｐ形のものを用い、エミッタ−ベース間に抵抗Ｒ０を接続してある。コンデンサＣ０の両端間には、信号線３に流れる電流を検出することができる検出回路１６を接続してある。電源Ｅは直流電源であることを示すために図１には電池の記号を用いて示しているが、一般には商用電源を整流し平滑ないし安定化した直流電源を用いる。
【００１８】
周知のように、この回路ではトランジスタＱが高周波でオンオフされ、トランジスタＱのオン期間にインダクタＬ０およびコンデンサＣ０を通して電流が流れ、この期間にインダクタＬ０に蓄積されたエネルギが、トランジスタＱ０のオフ期間にコンデンサＣ０およびダイオードＤ０を通して放出されるものである。つまり、電源Ｅの電圧を降圧した電圧がコンデンサＣ０の両端電圧となるのであって、コンデンサＣ０の両端電圧はトランジスタＱのオンオフの比率に応じて調節可能になっている。言い換えると、トランジスタＱにより電源Ｅを高周波で断続させ、インダクタＬ０とコンデンサＣ０とからなるチョークインプット形のローパスフィルタで平滑していることになる。
【００１９】
ところで、制御回路１１は複流ＮＲＺ信号を用いて図２（ａ）のようなベースバンド信号のデータＶｓｉｇを出力する。また、制御回路１１からは、図２（ｂ）のような基準電圧Ｖｓｆｔおよび図２（ｄ）のような一定周波数の鋸歯状波（三角波を用いてもよい）である基準信号Ｖｏｓｃが出力される。データＶｓｉｇおよび基準電圧Ｖｓｆｔは、差動増幅器３１に入力されて基準電圧ＶｓｆｔからデータＶｓｉｇを減算した図２（ｃ）のような信号値の信号が出力される。ここに、基準電圧ＶｓｆｔはデータＶｓｉｇの正極の信号値よりも高く設定され、差動増幅器３１の出力値がつねに正になるように定められている。
【００２０】
差動増幅器３１の出力は、基準信号ＶｏｓｃとともにＰＷＭ回路３２（コンパレータを主構成とする）に入力され、基準信号Ｖｏｓｃが差動増幅器３１の出力と比較される。ここに、基準信号Ｖｏｓｃの周波数ｆｓｗはデータＶｓｉｇの周波数ｆｓｉｇよりも十分に高く、たとえば、データＶｓｉｇの周波数ｆｓｉｇを１０ｋＨｚとし、基準信号Ｖｏｓｃの周波数を１ＭＨｚなどと設定する。また、インダクタＬ０とコンデンサＣ０とで構成されているローパスフィルタのカットオフ周波数ｆｌｐは、基準信号ｆｓｗの通過を阻止する程度であってベースバンド信号であるデータＶｓｉｇの周波数ｆｓｉｇの信号は通過させるように設定される（つまり、ｆｓｉｇ＜ｆｌｐ＜ｆｓｗ）。しかして、ＰＷＭ回路３２の出力は、図３（ｃ）に示すように、差動増幅器３１の出力電圧Ｖａ（図３（ａ））が基準信号Ｖｏｓｃの瞬時電圧（図３（ｂ））よりも高い期間にＨレベルになるのであって、差動増幅器３１の出力電圧の高い期間に低い期間よりもパルス幅の広くなる矩形波信号が出力される。この矩形波信号の周波数は基準信号Ｖｏｓｃの周波数ｆｓｗと一致するのはいうまでもない。
【００２１】
この矩形波信号は駆動回路３３を通してトランジスタＱに与えられ、矩形波信号によりトランジスタＱがオンオフされる。つまり、トランジスタＱのスイッチング周波数は基準信号Ｖｏｓｃの周波数ｆｓｗによって決まり、オンデューティはデータＶｓｉｇの電圧値と基準電圧Ｖｓｆｔとの差によって決まる。その結果、コンデンサＣ０の両端電圧つまり信号線３の線間電圧は、図３（ｄ）のように、データＶｓｉｇに対応したものになり、直流電圧にベースバンド信号を重畳した形の従来構成と同様の電圧モード信号を信号線３に送出することができる。つまり、スレーブ端末２は従来構成のものを変更することなく用いることができる。なお、図３における期間Ｔａは、図２における期間Ｔａに対応する。
【００２２】
上述したように、インダクタＬ０およびコンデンサＣ０は、基準信号Ｖｏｓｃの周波数ｆｓｗを阻止する程度に設定すればよいから、基準信号Ｖｏｓｃの周波数ｆｓｗをデータＶｓｉｇの周波数ｆｓｉｇよりも十分に高く設定しておけば、インダクタＬ０のインダクタンスおよびコンデンサＣ０の容量を小さく設定することができ、結果的に小型化が可能になるのである。しかも、インダクタＬ０が小型であることにより、インダクタＬ０の直流抵抗は小さく、損失が少ないものである。
【００２３】
ところで、スレーブ端末２からの電流モード信号の受信時には、検出回路１６（従来構成における信号検出回路１３と等価なものである）により信号線３に流れる電流を検出し（抵抗を信号線３に挿入し抵抗の両端電圧を検出したり、変流器を用いて信号線３の通過電流を検出する）、スレーブ端末２からのデータを検出する。つまり、電流モード信号の受信に関しては従来構成と同様である。
【００２４】
上述した構成において、制御回路１１から出力するデータＶｓｉｇとしてベースバンド信号を用いているが、台形波や正弦波状の波形を用いてもよい。データＶｓｉｇとしてこのような波形の信号を用いると、ベースバンド信号のような矩形波に比較して差動増幅器３１やＰＷＭ回路３２に用いている演算増幅器ないしコンパレータの周波数特性やスルーレートのような素子特性による波形歪の影響が軽減されるからである。
【００２５】
送信回路１５として、上述した例では降圧形のチョッパ回路を用いているが、昇圧形あるいは極性反転形のチョッパ回路を用いたり、フォワード形やフライバック形のＤＣ−ＤＣコンバータを用いたりすることも可能である。いずれの構成においても、スイッチング素子を高周波でオンオフさせ、かつスイッチング素子の制御によって出力電圧の調節が可能であるから、インダクタを小型化することが可能である。
【００２６】
（実施形態２）
本実施形態は、図４に示すように、マスタ端末１においてコンデンサＣ０の両端電圧つまり信号線３の線間電圧を抵抗Ｒ１，Ｒ２により分圧して検出し、線間電圧をフィードバック制御することにより、コンデンサＣ０の両端電圧を安定に保つようにしたものである。
【００２７】
本実施形態では、実施形態１における差動増幅器３１の出力に相当する信号を制御回路１１から出力して誤差増幅器３４の一端に入力しており、誤差増幅器３４の他端にはコンデンサＣ０の両端電圧を抵抗Ｒ１，Ｒ２により分圧した電圧が入力される。つまり、誤差増幅器３４はコンデンサＣ０の両端電圧とデータ（Ｖｓｉｇ＋Ｖｓｆｔ）との差をほぼ一定に保つようにトランジスタＱのオンデューティをフィードバック制御するものである。つまり、制御回路１１からの出力されたデータ（Ｖｓｉｇ＋Ｖｓｆｔ）を目標値としてフィードバック制御されるから、信号線３に接続されている機器のインピーダンス変化などにより外乱が生じてもその影響を受けにくく、電圧モード信号の電圧値が安定してスレーブ端末２でのデータの再現性が高くなる。つまり、伝送エラーの発生が少なくなる。
【００２８】
また、スレーブ端末２からの電流モード信号の受信時においても、コンデンサＣ０の両端電圧（信号線３の線間電圧）をほぼ一定に保つから、電流モード信号の検出精度が高くなる。なお、信号線３の線間電圧をフィードバック制御により一定に保っているから、電流モード信号の伝送時における線間電圧の変動を抑制するためにコンデンサＣ０の容量を大きくする必要がない。このことは小型化につながるとともに、トランジスタＱのスイッチング周波数とベースバンド信号であるデータの周波数との分離性を高めることにもつながる。他の構成および動作は実施形態１と同様である。
【００２９】
（実施形態３）
本実施形態は、図５に示すように、図４に示した実施形態２の構成において、コンデンサＣ０に代えて２個のコンデンサＣ０ａ，Ｃ０ｂを用い、一方のコンデンサＣ０ｂにトランジスタＱ１を直列接続するとともに、トランジスタＱ１とコンデンサＣ０ｂとの直列回路をコンデンサＣ０ａに並列接続しているものである。この構成ではトランジスタＱ１をオンにするかオフにするかに応じてインダクタＬ０とコンデンサＣ０ａ，Ｃ０ｂとからなるローパスフィルタのカットオフ周波数が変化する。
【００３０】
具体的には、電圧モード信号の送出時にはトランジスタＱ１をオフにしておき、それ以外の期間にはトランジスタＱ１をオンにする。このような制御によって、電流モード信号の受信時における信号線３の線間電圧の安定性が向上し、電流モード信号の検出精度が高くなる。また、電圧モード信号の送出時以外にはローパスフィルタのカットオフ周波数が低いから、スイッチング素子Ｑのスイッチングにより生じるリップル成分の除去率が高くなり、電圧モード信号の送出時にはローパスフィルタのカットオフ周波数が高いことによって電圧モード信号の波形歪の増加を抑制することができる。
【００３１】
なお、実施形態２の構成ではローパスフィルタは、インダクタＬ０とコンデンサＣ０とにより構成されているから、コンデンサＣ０を二分する代わりに、インダクタＬ０を二分する構成を採用してもよく、また、コンデンサＣ０とインダクタＬ０との両方を二分する構成としてもよい。他の構成および動作は実施形態２と同様である。
【００３２】
（実施形態４）
本実施形態は、図６に示すように、実施形態２と同様の構成において、コンデンサＣ０の両端電圧を分圧用の抵抗Ｒ１，Ｒ２を介して検出する代わりに、図７に示す構成のフィルタ回路Ｆを通して検出するものである。フィルタ回路Ｆは、データＶｓｉｇの周波数帯域を通過させるローパスフィルタＦ１と、基準信号Ｖｏｓｃの周波数帯域を通過させるバンドパスフィルタＦ２と、ローパスフィルタＦ１およびバンドパスフィルタＦ２の出力を加算する加算回路３５とにより構成されている。
【００３３】
ローパスフィルタＦ１のゲイン特性は図８（ａ）のように設定され、バンドパスフィルタＦ２のゲイン特性は図８（ｂ）のように設定される。また、加算回路３５を含めたフィルタ回路Ｆのゲイン特性は図８（ｃ）のように設定されている。したがって、このフィルタ回路Ｆをフィードバックループ内に備えていることにより、データＶｓｉｇの周波数ｆｓｉｇに対するフィードバックゲインが基準信号Ｖｏｓｃの周波数ｆｓｗ（トランジスタＱのスイッチング周波数）に対するフィードバックゲインよりも大きくなる。その結果、電圧モード信号に対するフィードバック制御の応答性が高くなり、線間電圧の変化に追随した電圧制御が可能になるのであって、信号線３に接続されている機器のインピーダンス変化による外乱が生じても電圧モード信号への影響が少なくなる。また、低周波側でフィードバックゲインが大きいから信号線３を伝送される電圧モード信号のうち直流成分の安定度が高くなる（直流電圧が一定に保たれる）。他の構成および動作は実施形態２と同様である。
【００３４】
なお、上述の実施形態において、送信回路１５を構成するスイッチング素子としてトランジスタＱを用いているが、スイッチング素子としてはトランジスタではなく、ＭＯＳＦＥＴなどを用いてもよいのはもちろんのことである。
【００３５】
【発明の効果】
請求項１の発明は、２線式の信号線を介してマスタ端末とスレーブ端末とが接続され、直流電圧にベースバンド信号を重畳した形の電圧モード信号をマスタ端末から信号線に送出し、スレーブ端末において直流電圧をベースバンド信号から分離し内部電源として供給するデータ伝送装置において、マスタ端末器は、ベースバンド信号を発生する制御回路と、ベースバンド信号よりも十分に高い周波数でスイッチングされるスイッチング素子を備え直流電源を入力電源として信号線の線間に出力電圧を印加するＤＣ−ＤＣコンバータよりなる送信回路と、制御回路から出力されたベースバンド信号の信号値に応じてスイッチング素子のオンデューティを変化させることにより送信回路から信号線の線間に印加する電圧をベースバンド信号の信号値に応じて変化させるＰＷＭ回路とを備え、送信回路はスイッチング素子と信号線との間にベースバンド信号の周波数を通過させスイッチング素子のスイッチング周波数を阻止するローパスフィルタを備えるものであり、高周波でオンオフされるスイッチング素子を備えるＤＣ−ＤＣコンバータを送信回路として用いるとともに、ベースバンド信号の周波数を通過させスイッチング素子のスイッチング周波数を阻止するローパスフィルタを送信回路に設けているから、スイッチング素子のオンデューティを制御すれば送信回路から信号線に印加される線間電圧を変化させることができ、結果的に直流電圧にベースバンド信号を重畳した形の信号を伝送することができる。ローパスフィルタは、スイッチング素子のスイッチング周波数を阻止すればよいから、従来構成のようにベースバンド信号をカットする素子を設ける必要がなく、高周波阻止用の小型のものになって、マスタ端末の小型化が可能になるという利点がある。しかも、ＤＣ−ＤＣコンバータを用いているから、直流電源の電力利用効率が高いとともに高周波阻止用のローパスフィルタでは電力損失も少ないから、マスタ端末からスレーブ端末への電力の供給効率が高いという利点もある。
【００３６】
請求項２の発明のように、送信回路が、直流電源の両端間に接続したスイッチング素子とインダクタとコンデンサとの直列回路と、インダクタとコンデンサとの直列回路に並列接続された還流用のダイオードとを備える降圧形のチョッパ回路であって、インダクタとコンデンサとによりローパスフィルタが構成され、コンデンサの両端電圧が信号線に印加されるものでは、一般的な構成の降圧形のチョッパ回路を送信回路として用いることができ、スイッチング素子のオンデューティの制御によって信号線の線間電圧を制御することができる。
【００３７】
請求項３の発明のように、送信回路の出力電圧と制御回路から出力されるベースバンド信号の信号値との差を検出する誤差増幅器を備え、送信回路の出力電圧とベースバンド信号の信号値との差を一定に保つように誤差増幅器の出力によりＰＷＭ回路の出力が制御されるものでは、送信回路の出力電圧をベースバンド信号に合わせてフィードバック制御しているから、信号線に出力される電圧モード信号の電圧値が安定し、スレーブ端末のインピーダンス変化などによって外乱が生じたとしても電圧モード信号の波形の変動を抑制することができるという利点がある。
【００３８】
請求項４の発明のように、ローパスフィルタのカットオフ周波数がベースバンド信号の送信中に非送信中よりも高く設定されるものでは、ベースバンド信号の送信中にはカットオフ周波数を高く設定してベースバンド信号の波形に歪が生じないようにし、ベースバンド信号を送信していないときにはカットオフ周波数を低くしてスイッチング素子のスイッチングにより生じるリップル成分を除去し、不要輻射を低減することができる。
【００３９】
請求項５の発明のように、誤差増幅器におけるベースバンド信号の周波数帯域に対するゲインがスイッチング素子のスイッチング周波数を含む周波数帯域に対するゲインよりも高く設定されているものでは、信号線を伝送される信号のうち直流電圧成分の安定性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１を示す回路図である。
【図２】同上の動作説明図である。
【図３】同上の動作説明図である。
【図４】本発明の実施形態２を示す回路図である。
【図５】本発明の実施形態３を示す回路図である。
【図６】本発明の実施形態４を示す回路図である。
【図７】同上の要部回路図である。
【図８】同上の動作説明図である。
【図９】従来例を示すブロック図である。
【図１０】同上の回路図である。
【図１１】同上の動作説明図である。
【符号の説明】
１  マスタ端末
２  スレーブ端末
３  信号線
１１  制御回路
１５  送信回路
３２  ＰＷＭ回路
３４  誤差増幅器
Ｃ０  コンデンサ
Ｄ０  ダイオード
Ｌ０  インダクタ
Ｑ  トラジスタ
【図１】
0003687337.tif 000002
【図２】
0003687337.tif 000003
【図３】
0003687337.tif 000004
【図４】
0003687337.tif 000005
【図５】
0003687337.tif 000006
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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