(57)【要約】本発明のデータ交換装置は、電源（ＶＤＤＡ）より電力供給を受ける送信器（ＳＡ４）、その第一の導線が送信器の固定ポテンシャル点（ＧＮＤＡ）に接続されかつ第二の導線が送信器の可変ポテンシャル点に接続される電気ケーブル（Ｃ１）及び受信器（ＳＢ４）を含む。前記受信器（ＳＢ４）は、ケーブル（Ｃ１）内の電流の方向に対抗する電圧の閾値を定めるコンポーネント（ＤＺＢ４）を含む。この装置は、その生産が単純で低コストであるように実現される。装置は、複数の送信器と受信器を相互接続することを可能にし、電圧及び寄生電流に関して感度が低い。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
情報交換用の設備であり、
電源（ＶＤＤＡ）から電力供給を受ける送信器（ＳＡ３；ＳＡ４）と、その第一の導線が前記送信器の固定ポテンシャル（ＧＮＤＡ）点に接続されかつその第二の導線が前記送信器の可変ポテンシャル点に接続される電気ケーブル（Ｃ１）と、少なくとも１台の受信器（ＳＢ３；ＳＢ４）と、
を含む設備において、
前記少なくとも１台の受信器（ＳＢ３；ＳＢ４）が前記ケーブル（Ｃ１）を通る電流の流れに対抗する閾値電圧を定めるコンポーネント（Ｐ３；ＤＺＢ４）を含むことを特徴とする、
情報交換用の設備。
【請求項２】
前記ケーブル（Ｃ１）を通る電流の流れに対抗する閾値電圧を定める前記コンポーネント（Ｐ３）が乾電池または蓄電池（Ｐ３）であることを特徴とする、請求項１に記載の情報交換用の設備。
【請求項３】
前記ケーブル（Ｃ１）を通る電流の流れに対抗する閾値電圧を定める前記コンポーネント（ＤＺＢ４）が、前記ケーブル（Ｃ１）において電流が不在でもその端子間にそのツェナー電圧に実質的に等しい電圧を生じるように、連続電流の供給を受けるツェナー・ダイオード（ＤＺＢ４）を含むことを特徴とする、請求項１に記載の情報交換用の設備。
【請求項４】
前記ケーブル（Ｃ１）を通る電流の流れに対抗する前記閾値電圧が前記ツェナー・ダイオード（ＤＺＢ４）の前記ツェナー電圧と、そのエミッタが前記ツェナー・ダイオード（ＤＺＢ４）の陽極に連結されるトランジスタ（ＴＢ４）のエミッタ-ベース電圧との合計であることを特徴とする、請求項３に記載の情報交換用の設備。
【請求項５】
前記閾値電圧が２ボルトより大きいことを特徴とする、請求項１から４までのうちいずれか１つの請求項に記載の情報交換用の設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源から電力供給を受ける送信器、その第一の導線が送信器の固定ポテンシャル点に接続されかつその第二の導線が送信器の可変ポテンシャル点に接続される電気ケーブル及び少なくとも１台の受信器、を含む情報交換用の設備に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の設備は、情報交換に広く使用されている。この種の設備は、一方において電磁放射から保護された遮蔽ケーブルまたはツイストペア線を使用する必要があり、他方において情報を構成する信号を生成するため及びこの信号を整形するための回路を使用する必要がある。例えばＥＩＢ（登録商標）、ＬＯＮＷＯＲＫＳ（登録商標）またはＲＳ４８５を使用するデータ伝送設備が知られている。この種のシステムは非常に競争が激しく、高いビットレートで情報を伝送することを可能にする。しかし、この種の設備は、特に高いビットレートが重要な基準とならない一部の用途においてはサイズが大きすぎる。
【０００３】
もっと単純な設備が先行技術において知られている。例えば、図１に示されるようなアセンブリが既知である。このアセンブリは、抵抗器ＲＬ１及びＲＬ２によって表わされる電気抵抗を有する２本の導線を有する電気ケーブルＣ１によって相互に連結される送信器ＳＡ１と受信器ＳＢ１を含む。送信器は、主に、スウィッチ・モードで動作して電気ケーブルの２つの端の接続及び切断を可能にするトランジスタＴＡ１から成る制御スイッチを含む。受信器ＳＢ１は、抵抗器ＲＢ１を通じて電気ケーブルの導線の一方の端に連結される電圧ＶＤＤＢを与える電源を含む。電気ケーブルの導線の端の間で電圧Ｕｓが測定される。この電圧Ｕｓは、送信器ＳＡ１のトランジスタの状態に応じて変化する。このようにして、情報アイテムは送信器の段階においてトランジスタＴＡ１の状態の連続として符号化され、受信器ＳＢ１の段階において電圧Ｕｓの変化を測定することによって復号される。トランジスタＴＡ１がオンのとき、送信器と受信器を連結する電気ケーブルにおける電流の強さは、主に抵抗器ＲＢ１によって制限される。情報のビットレートがかなり低い場合、この装置の容量及び誘導の影響を図に表す必要はない。
【０００４】
この種の設備には欠点がある。明確に言うと、１００台の受信器を同一のライン上で送信器ＳＡ１に接続しようとすると、電流制限抵抗器が並列に配列され、その値はＲＢ１/１００に等しくなる。過剰に大きな電流がトランジスタＴＡを流れないようにするためには、相互通信できる素子の数を制限するか、大きな抵抗ＲＢ１、例えば抵抗器ＴＡが許容できる最大電流を生じる値の１００倍、を選択する必要がある。
【０００５】
この種の設備において、特に受信器が遠隔にある場合、送信器及び受信器の段階において同相モード電圧及び差動モード電圧が現れることが知られている。
【０００６】
同相モード電圧は、矢印Ｕｃｍによって表される。抵抗ＲＢ１があるので、同相モード電流は必然的に電圧降下Ｕｓを生じる。
【０００７】
差動モード電圧は、送信器と受信器との間の電気ケーブルの２本の導線によって形成されるループを流れる電流Ｉｄｍによって生じる。抵抗器ＲＬ１及びＲＬ２を流れるこの電流は、同様に、電圧降下Ｕｓに寄与する。
【０００８】
干渉誘導電流Ｉｄｍの効果を減少するために、遮蔽ケーブルまたは撚り線が使用される。さらに、非常に抵抗の小さい導線が使用され、設備の各種素子を隔てる許容距離が制限される。
【０００９】
抵抗器ＲＢ１の値に関しては妥協点を見つけなければならない。この値は、最大限の素子の間の通信を可能にしかつトランジスタＴＡ１がオンのとき電圧Ｕｓを使用する論理回路の低論理値の上限より下にこの電圧を維持する程度に高くなければならない。逆に、この値は、誘導電流の効果を制限する程度に小さくなければならない。
【００１０】
図２に示されるような設備も既知である。このアセンブリは抵抗器ＲＬ１及びＲＬ２によって表わされる電気抵抗を有する２本の導線を有する電気ケーブルＣ１によって相互に連結される送信器ＳＡ２と受信器ＳＢ２を含む。送信器ＳＡ２は、主に、電圧ＶＤＤＡを与え直列に配列される抵抗器ＲＡとトランジスタＴＡ２に電力を供給する電源を含む。トランジスタＴＡ２は回路（図には示されていない）によって制御され、スイッチ・モードで動作する。受信器ＳＢ２は、主に電気ケーブルの２本の導線の端の間の抵抗器ＲＢ２を含む。この抵抗器の端子で電圧Ｕｓが得られる。このように、情報アイテムは送信器のトランジスタＴＡ２の状態の連続として符号化され、受信器ＳＢ２において電圧Ｕｓの変化を測定することによって復号される。トランジスタＴＡ２がオフのとき送信器と受信器を連結する電気ケーブルにおける電流の強さは、主に抵抗器ＲＡによって制限される。
【００１１】
この設備において、抵抗器ＲＢ２の値は、同様に、ＲＡの値が与えられるとき多数の素子の接続を可能にする程度に大きくなければならない。また、抵抗器ＲＬ１及びＲＬ２の値よりずっと大きくなければならない。しかし、ＲＢ２の値は、同相モード及び差動モード誘導電流の効果を減少するために可能な限り小さくなければならない。
【発明の開示】
【００１２】
本発明の目的は、上記の欠陥を軽減しかつ先行技術において既知の設備を改良する、情報伝送用の設備を創出することである。特に、本発明は、製造コストが低く、干渉電流及び電圧を感じにくい多数の送信器と受信器を相互接続できるようにする、単純な設備を創出することを提案する。
【００１３】
本発明に従った情報交換用の設備は、受信器（１台または複数台）がケーブルを通る電流の流れに対抗する閾値電圧を定めるコンポーネントを含むことを特徴とする。従って、ケーブルに電流の流れを引き起こし情報として解釈されるためには、干渉電圧は、この閾値電圧より大きくなければならない。
【００１４】
従属請求項２から５までは、本発明に従った設備の様々な代替実施態様を定める。
【００１５】
添付図面は、例として本発明に従った情報交換用の設備の２つの実施態様を示している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明に従った情報交換用の設備の第一の実施態様が図３に示されており、この設備は、抵抗器ＲＬ１及びＲＬ２によって表わされる電気抵抗を有する２本の導線を有する電気ケーブルによって相互に連結される送信器ＳＡ３と受信器ＳＢ３を含む。送信器ＳＡ３は、トランジスタＴＡ３を含み、前に説明した送信器ＳＡ２と同じである。受信器ＳＢ３は直列に配列される抵抗器ＲＢ４とトランジスタＴＢ３に電圧ＶＤＤＢを与える電源を含む。トランジスタＴＢ３のベースは乾電池または蓄電池などＤＣ電圧発生器及P３及び抵抗器ＲＢ３を通じて電気ケーブルの導線の一端に連結される。トランジスタＴＡ３は回路（図には示されていない）によって制御され、スイッチ・モードで動作する。トランジスタＴＢ３のエミッタとコレクタとの間で電圧Ｕｓが収集される。
【００１７】
このようにして、情報アイテムは送信器のトランジスタＴＡ３の状態の連続として符号化され、受信器ＳＢ２において電圧Ｕｓの変化を測定することによって復号される。トランジスタＴＡ３がオフのとき、送信器と受信器を連結する電気ケーブルにおける電流の強さは、主に抵抗器ＲＢ３によって制限される。
【００１８】
このような配置によって、誘導電流の影響を受けずに大きな抵抗ＲＢ３を選択することが可能である。事実、差動モード電圧が発生器Ｐ３の電圧、プラス、トランジスタＴＢ３のベースとエミッタとの間の電圧より大きくならないとき、トランジスタＴＢ３はオフのままである。
【００１９】
例えば、送信器ＳＡ３及び受信器ＳＢ３の電源の電圧ＶＤＤＡ及びＶＤＤＢは、１２Ｖに等しくすることができる。多数の素子の相互接続を可能にするために、抵抗ＲＡ及びＲＢ４を１ｋΩに等しくし、ＲＢ３を５０ｋΩに等しくすることができる。発生器の電圧を４．５Ｖに等しくし、トランジスタＴＢ３のベース-エミッタ電圧を０．６Ｖに等しくすることができる。
【００２０】
このように、トランジスタの状態を変化させることができる電圧差はほぼ５Ｖである。この値は、かなりの安全域を与え、誘導電流の影響を防止することができる。
【００２１】
このような配置は、単電池または蓄電池などＤＣ電圧発生器を使用するという欠点を有する。しかし、後者の場合、トランジスタＴＡ３が開いているとき蓄電池が抵抗器ＲＡ、ＲＬ１、ＲＢ３及びＲＬ２を横切って継続的に再充電されるので、自己放電を補償して、コンポーネントに長い耐用年数を与えることが分かるだろう。
【００２２】
このような回路においては、干渉電圧を回避するためにこの発生器を４．４Ｖに等しいツェナー電圧のツェナーダイオードと置き替えることはできない。
【００２３】
明確に言うと、発生器Ｐ３がツェナーダイオードと置き替えられると、トランジスタＴＡ３がオフのとき電流は主に抵抗器ＲＢ３によって制限され、ほぼ（１２-５）/５０＝０．１４０ｍＡに等しい。このように値が低いと、ツェナーダイオードの端子間の電圧がツェナー電圧と大きく異なり、このケースにおいては実質的にゼロである。その結果、回路は誘導電流に対して敏感である。
【００２４】
図４に示される設備の第二の実施態様はこの問題を解決することができる。この設備は、抵抗器ＲＬ１及びＲＬ２によって表わされる電気抵抗を有する２本の導線を有する電気ケーブルによって相互に連結される送信器ＳＡ４と受信器ＳＢ４を含む。電気ケーブルを通じて送られる電気信号から成る情報は、送信器ＳＡ４によって送信され、受信器ＳＢ４によって受信される。単純化し簡明化するために図４には単一の送信器及び単一の受信器が示されている。しかし、設備が電気ケーブルに並列に連結される複数台のコマンド送信器及び複数台のコマンド受信器を含むことができることは、自明である。例えば、ホーム・オートメーション・ネットワークにおいては、この種の設備は、制御設備、電気設備及びセンサ間の通信を可能にする。これらの素子の各々は、素子間で双方向通信を行えるようにするために送信器及び受信器を含むことができる。
【００２５】
送信器ＳＡ４は、主に、電圧ＶＤＤＡを与え直列に配列される抵抗器ＲＡ及びトランジスタＴＡ４に電力を供給する電源を含む。トランジスタＴＡ４は回路（図には示されていない）によって制御され、スイッチ・モードで動作する。受信器ＳＢ４は、電圧ＶＤＤＢを与え、それぞれ抵抗器ＲＢ７及び直列に配列されるトランジスタＴＢ４と抵抗器ＲＢ８から成る２つの並列分岐と直列に配列される抵抗器ＲＢ６とツェナー・ダイオードＤＺＢ４に電力を供給する電源を含む。電気ケーブルの導線の２つの端のうち一方は、抵抗器ＲＢ６とツェナー・ダイオードとの間に接続され、他方は抵抗器ＲＢ５によってトランジスタＴＢ４のベースに接続される。
【００２６】
設備は、例えば、以下の値で実現することができる：
ＶＤＤＡ＝ＶＤＤＢ＝１２Ｖ
ＲＡ＝ＲＢ６＝１ｋΩ
ＵＺ＝３．９Ｖ
ＲＢ５＝４７ｋΩ
ＲＢ７＝４．７Ω
ＲＢ８＝１００ｋΩ
送信器ＳＡ４から受信器ＳＢ４に送られる情報アイテムは、トランジスタＴＡ４のオン及びオフ状態の時間的連続として符号化される。受信器ＳＢ４において、これは抵抗器ＲＢ８の端子間の電圧Ｕｓの変化を解析することによって復号される。
【００２７】
トランジスタＴＡ４がオフのとき、トランジスタＴＡ４のコレクタとエミッタとの間に或る電圧がある。この電圧は、ほぼ１２ボルトに等しい。これは、抵抗器ＲＬ１、ツェナー・ダイオードＤＺＢ４、トランジスタＴＢ４、抵抗器ＲＢ５及び抵抗器ＲＬ２を通り抜ける電流の流れを生じる。ダイオードＤＺＢ４のツェナー電圧は、受信器ＳＢ４の電源端子間に配線される抵抗器ＲＢ６及びＲＢ７を流れる電流によって維持される。このツェナー電圧及びトランジスタＴＢ４のエミッタ-ベース電圧は、ケーブルを通る電流の流れに対抗する。このケーブルに充分な電流が流れるとき、トランジスタＴＢ４はオンであり、電圧Ｕｓは約１０ボルトに等しく、論理回路によってハイ状態として解釈される。抵抗器ＲＢ５の値が大きいと電流を制限することができ、送信器を多数の受信器と接続することを可能にする。
【００２８】
トランジスタＴＡ４がオンのとき、そのコレクタとエミッタとの間の電圧は実質的にゼロである。その結果、ループには全く電流が流れない。トランジスタＴＢ４はその結果オフであり、電圧Ｕｓは実質的にゼロである。これは、論理回路によってロー状態として解釈される。ツェナー・ダイオードを通って流れてその端子におけるツェナー電圧を維持できるようにする電流は、ケーブル内に生じる可能性のある誘導電流より約１０倍大きいように選択される。これによって、誘導干渉電流がトランジスタＴＢ４をオン状態に切換えできないようにすることができる。
【００２９】
約１００台の受信器及び１０００ｍの長さの接続ケーブルを含むこの種の設備が完璧に動作する。
【００３０】
送信器及び受信器は、当然、コンデンサなど他の素子を含むことができる。トランジスタＴＡ４は、例えばマイクロコントローラによって制御することができる。
【００３１】
設備内においてさらに多くの数の素子を接続できるようにするために、抵抗器ＲＡをトランジスタと取り替えることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】情報交換を可能にする電気ケーブルによって連結される、先行技術の既知の送信器-受信器アセンブリを示している。
【図２】情報交換を可能にする電気ケーブルによって連結される、先行技術の既知の送信器-受信器アセンブリを示している。
【図３】電気ケーブルによって連結される送信器と受信器を含む、本発明に従った情報交換用の設備の第一の実施態様を示している。
【図４】電気ケーブルによって連結される送信器と受信器を含む、本発明に従った情報交換法の設備の第二の実施態様を示している。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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