(57)【要約】      （修正有）【課題】回路定数のばらつきの影響を受けることなく、ＡＣ入力の変化を検出することができるＡＣ入力用フィルタを提供する。【解決手段】ＡＣ入力としきい値との絶対値比較を行って、入力信号の絶対値がしきい値よりも大のとき“１”を、小のとき“０”を出力する比較回路１１と、比較回路１１の出力が“１”になったときにアップカウントが起動され、該カウント値は上限値に達することで飽和し、比較回路１１の出力が“０”になったときにダウンカウントが起動され、該カウント値は下限値に達することで飽和するカウンタ１２と、カウンタ１２のカウント値が上限値になったときに“１”を出力し、該上限値から下限値以外の値に遷移したときは出力“１”を維持し、カウンタ１２のカウント値が下限値になったときに“０”を出力し、該下限値から上限値以外の値に遷移したときは出力“０”を維持する判定回路１３と、を備えた。【選択図】図１
2019068191.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電圧又は交流電流の入力信号としきい値との絶対値比較を行って、入力信号の絶対値がしきい値よりも大のとき“１”を出力し、入力信号の絶対値がしきい値よりも小のとき“０”を出力する比較回路と、
前記比較回路の出力が“１”になったときにアップカウントが起動され、該カウント値は上限値に達することで飽和し、前記比較回路の出力が“０”になったときにダウンカウントが起動され、該カウント値は下限値に達することで飽和するカウンタと、
前記カウンタのカウント値が上限値になったときに“１”を出力し、該上限値から下限値以外の値に遷移したときは出力“１”を維持し、前記カウンタのカウント値が下限値になったときに“０”を出力し、該下限値から上限値以外の値に遷移したときは出力“０”を維持する判定回路と、
を備えたことを特徴とするＡＣ入力用フィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＰＬＣ（プログラマブルロジックコントローラ）のデジタル入力モジュールの入力フィルタに係り、プログラマブルコントローラ製品など外部から電圧又は電流信号を受けるデジタル入力モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＡＣ入力のデジタル入力モジュールは、入力信号のノイズ対策用にフィルタ回路を設ける。フィルタは、例えば特許文献１に記載のＡＣ検出回路のように、コンデンサと抵抗から成るアナログのＣＲ回路で実現することが一般的である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２６８１８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１も含めて、従来の商用のＡＣ用のフィルタで用いるコンデンサおよび抵抗のサイズは比較的大きいため、プリント板の実装面積で不利になる。当然ながらコスト面はコンデンサと抵抗の費用が必要になる。さらにフィルタはアナログ回路のため、コンデンサおよび抵抗のばらつきによってフィルタ定数が変動する。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するものであり、その目的は、回路定数のばらつきの影響を受けることなく、ＡＣ入力の変化を検出することができるＡＣ入力用フィルタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するための請求項１に記載のＡＣ入力用フィルタは、交流電圧又は交流電流の入力信号としきい値との絶対値比較を行って、入力信号の絶対値がしきい値よりも大のとき“１”を出力し、入力信号の絶対値がしきい値よりも小のとき“０”を出力する比較回路と、
前記比較回路の出力が“１”になったときにアップカウントが起動され、該カウント値は上限値に達することで飽和し、前記比較回路の出力が“０”になったときにダウンカウントが起動され、該カウント値は下限値に達することで飽和するカウンタと、
前記カウンタのカウント値が上限値になったときに“１”を出力し、該上限値から下限値以外の値に遷移したときは出力“１”を維持し、前記カウンタのカウント値が下限値になったときに“０”を出力し、該下限値から上限値以外の値に遷移したときは出力“０”を維持する判定回路と、を備えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、デジタル回路で構成しているため、ノイズ除去精度が向上し、回路定数のばらつきの影響を受けることなくＡＣ入力の上昇、下降の変化を連続的に検出することができる。
【０００８】
また、フィルタ回路としてのコンデンサおよび抵抗を使用しないので、プリント板の実装面積が縮小化され、さらにコンデンサおよび抵抗の費用が不要となってコスト低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態例によるＡＣ入力用フィルタの構成図。
【図２】図１のＡＣ入力用フィルタの動作を表し、ＡＣ入力がしきい値を超える時間が超えない時間よりも長い場合のタイムチャート。
【図３】図１のＡＣ入力用フィルタの動作を表し、ＡＣ入力がしきい値を超える時間が超えない時間よりも短い場合のタイムチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明するが、本発明は下記の実施形態例に限定されるものではない。
【００１１】
図１は、本発明の実施形態例によるＡＣ入力用フィルタの構成を表し、図２は、ＡＣ入力がしきい値を超える時間が超えない時間よりも長い場合の動作例、図３は、ＡＣ入力がしきい値を超える時間が超えない時間よりも短い場合の動作例を各々示している。
【００１２】
これらの図において、１１は、交流電圧又は交流電流の入力信号（ＡＣ入力）としきい値との絶対値比較を行って、入力信号の絶対値がしきい値よりも大のとき“１”を出力し、入力信号の絶対値がしきい値よりも小のとき“０”を出力する比較回路である。
【００１３】
すなわちＡＣ入力の波形が＋側のとき、入力されたＡＣ電圧又は電流がしきい値＋Ａを上回ると比較回路１１は“１”を出力し、下回ると“０”を出力する。一方、ＡＣ入力の波形が−側のとき、入力されたＡＣ電圧又は電流がしきい値−Ａを下回ると比較回路１１は“１”を出力し、上回ると“０”を出力する。
【００１４】
１２は、前記比較回路１１の出力が“１”になったときにアップカウントが起動され、該カウント値が上限値に達することで飽和し、前記比較回路１１の出力が“０”になったときにダウンカウントが起動され、該カウント値が下限値に達することで飽和するカウンタである。
【００１５】
カウンタ１２の出力は、図２、図３では簡素化のために直線で変化しているが、実際は階段状に変化する。
【００１６】
１３は、前記カウンタ１２のカウント値が上限値になったときに“１”を出力し、該上限値から下限値以外の値に遷移したときは出力“１”を維持し、前記カウンタ１２のカウント値が下限値になったときに“０”を出力し、該下限値から上限値以外の値に遷移したときは出力“０”を維持する判定回路である。
【００１７】
このように判定回路１３は、カウンタ１２の出力（カウント値）が上限から下限の間の場合は出力を現状のままとする（出力“１”又は“０”を維持する）ので、ＡＣ特有の電圧又は電流の時間的変化の影響を回避することができる。
【００１８】
次に、ＡＣ入力がしきい値を超える時間が超えない時間よりも長い場合の動作を図２とともに詳述する。まず時刻ｔ１になる前は、ＡＣ入力がしきい値＋Ａ以下のため比較回路１１の出力は“０”であり、カウンタ１２の出力は下限値であり、判定回路１３の出力は“０”である。
【００１９】
時刻ｔ１になると、ＡＣ入力がしきい値＋Ａを上回るので比較回路１１が“１”を出力し、カウンタ１２はアップカウントを開始し、カウント値が上限値に達するまでの時間、判定回路１３は“０”出力を維持する。
【００２０】
次に、カウンタ１２のカウント値が上限値に達する時刻ｔ２において、判定回路１３の出力は“１”に遷移する。
【００２１】
次にＡＣ入力がしきい値＋Ａを下回ってからしきい値−Ａになるまでの時刻ｔ３からｔ４の間は、比較回路１１は“０”を出力し、カウンタ１２はダウンカウントを行う。判定回路１３の出力は、カウンタ１２の出力が上限値から下限値の間であるため現状の“１”を維持する。
【００２２】
時刻ｔ４では、ＡＣ入力がしきい値−Ａを下回るので比較回路１１は“１”を出力し、カウンタ１２はアップカウントに転じ、そのアップカウントは上限値となる時刻ｔ５まで続行される。
【００２３】
次にＡＣ入力がしきい値−Ａを上回ってからしきい値＋Ａになるまでの時刻ｔ６からｔ７の間は、比較回路１１は“０”を出力し、カウンタ１２はダウンカウントを行う。判定回路１３の出力は、カウンタ１２の出力が上限値から下限値の間であるため現状の“１”を維持する。
【００２４】
時刻ｔ７では、ＡＣ入力がしきい値＋Ａを上回るので比較回路１１は“１”を出力し、カウンタ１２はアップカウントに転じ、そのアップカウントは上限値となる時刻ｔ８まで続行される。
【００２５】
次にＡＣ入力がしきい値＋Ａを下回ってからしきい値−Ａになるまでの時刻ｔ９からｔ１０の間は、比較回路１１は“０”を出力し、カウンタ１２はダウンカウントを行う。判定回路１３の出力は、カウンタ１２の出力が上限値から下限値の間であるため現状の“１”を維持する。
【００２６】
時刻ｔ１０では、ＡＣ入力がしきい値−Ａを下回るので比較回路１１は“１”を出力し、カウンタ１２はアップカウントに転じ、そのアップカウントは上限値となる時刻ｔ１１まで続行される。
【００２７】
ＡＣ入力がしきい値−Ａを上回る時刻ｔ１２において、比較回路１１は“０”を出力し、カウンタ１２はダウンカウントを開始する。
【００２８】
次に、ＡＣ入力がしきい値を超える時間が超えない時間よりも短い場合の動作を図３とともに詳述する。
【００２９】
まず時刻ｔ１になる前は、ＡＣ入力がしきい値＋Ａ以下のため比較回路１１の出力は“０”であるが、カウンタ１２の出力は本例では時刻ｔ２になるまで上限値を維持している状態にあり、判定回路１３の出力は“１”となっている。
【００３０】
時刻ｔ１〜ｔ２の間はＡＣ入力がしきい値＋Ａを上回っているので、比較回路１１は“１”を出力する。
【００３１】
次に、ＡＣ入力がしきい値＋Ａを下回ってからしきい値−Ａになるまでの時刻ｔ２からｔ４の間は、比較回路１１は“０”を出力し、カウンタ１２はダウンカウントを開始し、カウント値が下限値に達する時刻ｔ３までの間、判定回路１３の出力は現状の“１”を維持する。
【００３２】
時刻ｔ３において、カウンタ１２のカウント値が下限値に達するとカウント値は飽和し、判定回路１３の出力は“０”に遷移する。
【００３３】
次に、ＡＣ入力がしきい値−Ａを下回ってからしきい値−Ａに戻るまでの時刻ｔ４からｔ５の間は、比較回路１１は“１”を出力し、カウンタ１２はアップカウントを行い、そのカウントは上限値となる時刻ｔ５まで続行される。判定回路１３の出力は、カウンタ１２の出力が上限値から下限値の間であるため現状の“０”を維持する。
【００３４】
次に、ＡＣ入力がしきい値−Ａを上回ってからしきい値＋Ａになるまでの時刻ｔ５からｔ７の間は、比較回路１１は“０”を出力し、カウンタ１２はダウンカウントに転じ、そのダウンカウントは下限値となる時刻ｔ６まで続行される。判定回路１３の出力は、カウンタ１２の出力が上限値から下限値の間であるため現状の“０”を維持する。
【００３５】
次に、ＡＣ入力がしきい値＋Ａを上回ってからしきい値＋Ａに戻るまでの時刻ｔ７からｔ８の間は、比較回路１１は“１”を出力し、カウンタ１２はアップカウントを開始する。判定回路１３の出力は、カウンタ１２の出力が上限値から下限値の間であるため現状の“０”を維持する。
【００３６】
次に、ＡＣ入力がしきい値＋Ａを下回ってから−Ａになるまでの時刻ｔ８からｔ１０の間は、比較回路１１は“０”を出力し、カウンタ１２はダウンカウントに転じ、そのダウンカウントは下限値となる時刻ｔ９まで続行される。判定回路１３の出力は、カウンタ１２の出力が上限値から下限値の間であるため現状の“０”を維持する。
【００３７】
次に、ＡＣ入力がしきい値−Ａを下回ってから−Ａに戻るまでの時刻ｔ１０からｔ１１の間は、比較回路１１は“１”を出力し、カウンタ１２はアップカウントを開始する。判定回路１３の出力は、カウンタ１２の出力が上限値から下限値の間であるため現状の“０”を維持する。時刻ｔ１１においてＡＣ入力がしきい値−Ａを上回ると比較回路１１の出力が“０”に遷移し、カウンタ１２はダウンカウントに転じ、そのダウンカウントは下限値となる時刻ｔ１２まで続行される。
【００３８】
上記のように、カウンタ１２はリセットさせることなく常時動作させているため、ＡＣ入力の変化に追随することができ、ＡＣ入力（電圧および電流）の上昇、下降の変化を連続的に検出することができる。
【００３９】
本実施形態例のように、コンデンサおよび抵抗を使用しないで構成するフィルタ回路はプリント板の実装面積で有利になり、コスト面でもコンデンサと抵抗の費用が不要になり有利になる。さらに、フィルタはデジタル回路であるため、フィルタ定数が回路定数のばらつきの影響を受けず、安定したフィルタを構成することが可能になる。
【符号の説明】
【００４０】
１１…比較回路
１２…カウンタ
１３…判定回路
【図１】
2019068191.tif 000003
【図２】
2019068191.tif 000004
【図３】
2019068191.tif 000005