(57)【要約】【課題】本発明は、電流ループ伝送における耐ノイズ性能や省配線などの利点を活かし、これまで分岐の難しかった電流レベルの信号を、簡単な構成で容易に分岐することができる信号分岐回路を提供する。【解決手段】本発明の信号分岐回路は、電流ループ構成をとる信号送出回路において、前記電流ループ内に配置する電流センス抵抗と、前記電流センス抵抗に発生する電圧降下を検出し分岐信号として出力する検出回路とを有する。電流センス抵抗は、当該抵抗を前記電流ループに挿入するときその電流ループの信号の伝送に影響を与えないような低い抵抗値であるように設定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電流ループ構成をとる信号送出回路において、
前記電流ループ内に配置する電流センス抵抗と、
前記電流センス抵抗に発生する電圧降下を検出し、分岐信号として出力する検出回路とを有し、
前記電流センス抵抗は、当該抵抗を前記電流ループに挿入するときその電流ループの信号の伝送に影響を与えないような低い抵抗値であることを特徴とする、
信号分岐回路。
【請求項２】
更に、分岐信号を２値化する２値化回路を有する請求項1に記載の信号分岐回路。
【請求項３】
前記２値回路はコンパレータを有することを特徴とする請求項２に記載の分岐回路。
【請求項４】
更に、分岐信号を電気的に絶縁して伝送する絶縁回路を有することを特徴とする請求項1乃至３のいずれかに記載の信号分岐回路。
【請求項５】
前記絶縁回路は、フォトカプラ、磁気式カプラ又は静電式アイソレーションアンプを有することを特徴とする請求項４に記載の信号分岐回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電流ループ構成をとる信号送出回路において、信号を分岐して他の用途に使用可能とする回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気信号をある箇所から他の箇所に伝送する場合、いくつかの伝送方式がある。代表的なものとして、「電圧レベル伝送・シングルエンド」「電圧レベル伝送・ディファレンシャル（差動）」、「電流ループ伝送」について説明する。
【０００３】
図４は、「電圧レベル伝送・シングルエンド」の伝送方式の回路構成を示す。この伝送方式では、図示のごとく、伝送すべき信号を出力するシングルエンドラインドライバ４１を含む信号送出回路ユニット４０と、その信号を受信し利用する信号受信回路ユニット(上位回路ユニット)４３とが、電源用、信号用、グランド（接地）用の３線で構成されるユニット間配線４２によって接続され、電圧レベルによる信号伝送の形態をとる。しかし、上記の両ユニットが物理的に離れて配置される場合、それぞれのグランド間に電位差を生じ、ノイズが混入する危険が多い。また、ユニット間配線で容量的、誘導的結合によるノイズを拾い易い。このようなノイズは信号の誤検出を発生させる恐れがある。従って、ノイズが頻繁に発生する環境、例えば自動車内での信号伝送には不適当である。
【０００４】
図５は、「電圧レベル伝送・ディファレンシャル（差動）」の伝送方式の回路構成を示す。この伝送方式では、図示のごとく、伝送すべき信号を差動信号で出力する差動ラインドライバ５１を含む信号送出回路ユニット５０と、その信号を受信して利用する信号受信回路ユニット(上位回路ユニット)５３とが、電源用、信号＋用、信号−用、グランド用の４線で構成されるユニット間配線５２によって接続され、信号は信号＋と信号−との電位差によって伝送する形態をとる。よって、信号はグランドレベルの変動の影響を受けず、ノイズの影響を受け難くなる。しかし、ユニット間配線は４線となって省線とはならず、構成が複雑となる。
【０００５】
ところで、例えば自動車内など特にノイズの発生が顕著な環境において、信号（例えばABSセンサからのデータ）を、その送出回路から、物理的に離れて配置されている上位回路ユニット(信号受信回路)に伝送するような場合は、特に耐ノイズ性能が要求される。このような環境での用途においては、信号の伝送に特別の工夫・配慮が必要となる。
【０００６】
図６は、このような特に耐ノイズ性能を要求される場合に有利とされる電流ループ構成を採用した「電流ループ伝送」を示す。信号は電流レベルでの伝送となり、電流レベルのＨ（高）／Ｌ（低）で信号を識別する。図示で明らかなように、電流ループ構成では、伝送すべき信号を電流レベルの信号として出力する電流ループトランスミッタ６１を含む信号送出回路ユニット６０と、その信号を受信して利用する信号受信回路ユニット６３とが、「電源用」と「電流出力（又はリターン）用」の２線で構成されるユニット間配線６２によって接続される。従って、ユニット間配線は２線となり、耐ノイズ性能と省配線の両立を計ることができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述したように、例えば自動車内などの、ノイズの発生が顕著な場所においては、例えばＡＢＳセンサからの信号を伝送する場合に電流ループ構成を採用することが多い。
【０００８】
しかしながら、例えば、当該信号送出回路の出力信号を信号受信回路以外の回路に使用する場合、電圧レベルの信号であれば、容易に分岐して他の素子に入力することができるのに、電流レベルの信号では容易には分岐できないという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上述の問題点を解決することを目的とし、耐ノイズ性能や省配線などの利点を活かし、これまで分岐の難しかった電流レベルの信号を、簡単な構成で容易に分岐することができる分岐回路を提供する。
【００１０】
即ち、本発明は、電流ループの構成をとる信号送出回路において、前記電流ループ内に配置する電流センス抵抗と、前記電流センス抵抗に発生する電圧降下を検出し、分岐信号として出力する検出回路とを有し、前記電流センス抵抗が、当該抵抗を前記電流ループに挿入するときその電流ループの信号の伝送に影響を与えないような低い抵抗値であることを特徴とする信号分岐回路を提供する。
【００１１】
本発明の一実施態様に従う信号分岐回路は、更に、分岐信号を２値化する２値化回路を有する。この２値回路は、例えばコンパレータで構成することができる。
【００１２】
本発明の別の実施態様に従う信号分岐回路は、更に、分岐信号を電気的に絶縁して伝送する絶縁回路を有する。この絶縁回路は、例えば、フォトカプラ、磁気式カプラ又は静電式アイソレーションアンプで構成することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、電流ループ構成をとる回路の当該電流ループに電流センス用の低抵抗を挿入し、その両端の電圧降下をオペアンプ等で増幅して検出・出力することにより、電流ループの電流レベルを容易に検出することができる。
【００１４】
また、電流センス用の抵抗の値を適切な小さい値とすることにより、元の電流ループの信号の伝送に与える影響が小さく、分岐の有無による信号の変化が少ない。
【００１５】
結果として、電流ループ構成の利点である耐ノイズ性能が高いという特徴を活かしつつ、元の信号の伝送に影響を与えることなく信号を分岐し、他の用途に利用することが可能となる。
【００１６】
また、このときの信号の伝送に使用する線は「電圧レベル伝送・シングルエンド」の場合と同数であり、省線化を計ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明は、電流ループ構成をとる信号送出回路、例えば、電流出力タイプの各種センシング・ユニットを含む回路において、信号を分岐して他の用途に使用可能とする回路である。以下図示実施形態を参照して本発明を詳説する。
【００１８】
［実施形態１］
本発明の第１の実施形態（実施形態１）を図１に示す。図示実施形態では、伝送すべき信号（例えば各種センサの測定データ）を電流レベルの信号として送り出す電流ループトランスミッタ１１を含む信号送出回路ユニット１０と、その信号の送信先（受信側）である上位回路ユニット１４とが、電流ループ伝送システムを構成する。ここでは、信号送出回路ユニット１０内の電流ループトランスミッタ１１から電流レベルの信号が出力され、受信側で検知されて使用される。
【００１９】
このような伝送システムにおいて、電流レベルの信号の分岐は以下のように行われる。
【００２０】
電流ループトランスミッタ１１の出力線又はリターン線に、直列に電流センス抵抗（Ｒｓｅｎｓｅ）１２を挿入し、その両端に発生する電圧降下を検出回路（この実施形態ではオペアンプ、特に後述する電流センスアンプ）１３に入力する。即ち、ここで、電流レベルの信号は電圧レベルの信号に変換され増幅されて、検出回路１３の出力側に分岐信号出力を提供する。
【００２１】
電流センス抵抗１２は、当該抵抗を前記電流ループに挿入するときその電流ループの信号の伝送に影響を与えないほどに低い抵抗値にする。例えば、１０オーム以下の抵抗値が選ばれる。なお、検出回路１３に使用されるオペアンプは、用途を特化した専用ＩＣとして「差動アンプ」や「電流センスアンプ」の呼称で市販されている製品もある。
【００２２】
［実施形態２］
図２は、本発明の第２の実施形態（実施形態２）を示す。図示実施形態では、実施形態１と同様に、伝送すべき信号（例えば各種センサの測定データ）を電流レベルの信号として送り出す電流ループトランスミッタ２１を含む信号送出回路ユニット２０と、その信号の送信先（受信側）である上位回路ユニット２５とが、電流ループ伝送システムを構成する。ここでは、信号送出回路ユニット２０内の電流ループトランスミッタ２１から電流レベルの信号が出力され、受信側で検知されて使用される。
本実施形態では、実施形態１と同様に、電流ループ内に直列に挿入した電流センス抵抗２３と、電流センス抵抗２３に発生した電圧降下を検出し、分岐信号として出力する検出回路（電流センスアンプ）２４を有する。本実施形態では、更に、検出回路２４の出力側に２値化回路（この実施形態ではコンパレータ）２４を設ける。
【００２３】
２値化回路２４は、検出回路２３からの出力信号（分岐出力）を基準電圧ＶREFと比較し、その大・小により２値化信号を出力する。分岐信号は、２値化されることにより、当該信号をデジタル回路で扱うことができ、例えばマイコンなどに直接接続して信号処理を行うことができるなどの利点がある。
【００２４】
［実施形態３］
図３は、本発明の第３の実施形態（実施形態３）を示す。本実施形態では、実施形態２と同様に構成された分岐回路によって分岐された信号を電気的に絶縁して伝送するための絶縁回路を更に設ける。
本実施形態も、実施形態１及び２と同様に、伝送すべき信号（例えば各種センサの測定データ）を電流レベルの信号として送り出す電流ループトランスミッタ３１を含む信号送出回路ユニット３０と、その信号の送信先（受信側）である上位回路ユニット（図示せず）が、電流ループ伝送システムを構成する。ここでは、信号送出回路ユニット３０内の電流ループトランスミッタ３１から電流レベルの信号が出力され、受信側で検知されて使用される。
本実施形態は、実施形態１及び２と同様に、電流ループ内に直列に挿入した電流センス抵抗３３と、電流センス抵抗３３に発生した電圧降下を検出し、分岐信号として出力する検出回路（電流センスアンプ）３３を有する。本実施形態は、更に、実施態様２と同様に、検出回路３３の出力側に２値化回路（この実施形態ではコンパレータ）３４を設ける。
本実施形態は、更に、２値化回路（コンパレータ）３４の出力側に絶縁回路３５を設ける。絶縁回路３５は、具体的には、フォトカプラ、磁気式カプラ又は静電式アイソレーションアンプ等で構成することができる。なお、検出回路（電流センスアンプ）３３の出力側に絶縁回路を設けることも可能である。
【００２５】
絶縁回路３５を使用することにより、本実施形態では、分岐された信号を、電流ループ側で発生するノイズの影響を受けないようにすることができる。
【００２６】
以上、本発明をいくつかの実施形態を例に説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内において種々の変形、応用が可能であることは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施形態の回路構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の別の実施形態の回路構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の更に別の実施形態の回路構成を示すブロック図である。
【図４】従来の伝送方式の一例を示すブロック図である。
【図５】従来の伝送方式の別の例を示すブロック図である。
【図６】従来の伝送方式の更に別の例を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００２８】
１０、２０，３０    信号検出回路ユニット
１１，２１，３１    電流ループトランスミッタ
１２，２２，３２    電流センス抵抗
１３，２３，３３    検出回路
２４，３４          ２値化回路
３５                絶縁回路
【図１】
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【図２】
2008166925.tif 000004
【図３】
2008166925.tif 000005
【図４】
2008166925.tif 000006
【図５】
2008166925.tif 000007
【図６】
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