(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンコーダ信号の正相信号を伝送する第１の信号線と、
このエンコーダ信号の逆相信号を伝送する第２の信号線と、
エンコーダ電源電圧を基に前記第１の信号線をプルアップ・ダウンする第１のプルアップ・ダウン抵抗と、
前記エンコーダ電源電圧を基に前記第２の信号線をプルアップ・ダウンする第２のプルアップ・ダウン抵抗と、
前記第１の信号線の電位と前記第２の信号線電位とを比較することで、エンコーダ信号を一つのパルス列信号に戻し、出力する比較器と、
前記エンコーダ電源電圧を基にＨレベル基準電圧を分圧作成する第１の分圧器と、
前記第１の信号線の電位と前記Ｈレベル基準電圧を比較する第１の断線検出用比較器と、
前記第２の信号線の電位と前記Ｈレベル基準電圧を比較する第２の断線検出用比較器と、
直列接続したダイオードの一方の接続点に前記第１の断線検出用比較器の出力を接続し、直列接続したダイオードの他方の接続点に前記第２の断線検出用比較器の出力とを接続したダイオードブリッジと、
を備えた断線検出機能付きエンコーダ信号受信装置。
【請求項２】
差動出力信号伝送方式の場合の正相信号または単出力信号伝送方式の場合は単出力信号を伝送する第１の信号線と、
差動出力信号伝送方式の場合の逆相信号を伝送する第２の信号線と、
エンコーダ電源電圧を基に前記第１の信号線をプルアップ・ダウンする第１のプルアップ・ダウン抵抗と、
前記エンコーダ電源電圧を基に前記第２の信号線をプルアップ・ダウンする第２のプルアップ・ダウン抵抗と、
前記第１の信号線の電位と前記第２の信号線電位とを比較することで、差動出力信号伝送のエンコーダ信号または単出力信号伝送のエンコーダ信号を一つのパルス列信号に戻し、出力する比較器と、前記エンコーダ電源電圧を基にＨレベル基準電圧を分圧作成する第１の分圧器と、
前記エンコーダ電源電圧を基にＬレベル基準電圧を分圧作成する第２の分圧器と、
エンコーダが差動出力信号伝送方式の場合は前記電源電圧と前記第１の分圧器とを接続し、エンコーダが単出力信号伝送方式の場合は前記電源電圧と前記第１の分圧器および前記第２の分圧器とを接続する伝送方式選択スイッチと、
前記第１の信号線の電位と前記Ｈレベル基準電圧を比較する第１の断線検出用比較器と、
前記第２の信号線の電位と前記Ｈレベル基準電圧を比較する第２の断線検出用比較器と、
前記第１の信号線の電位と前記Ｌレベル基準電圧を比較する第３の断線検出用比較器と、
負側出力側に前記第３の断線検出用比較器の出力を接続し、直列接続したダイオードの一方の接続点に前記第１の断線検出用比較器の出力を接続し、直列接続したダイオードの他方の接続点に前記第２の断線検出用比較器の出力とを接続したダイオードブリッジと、を備えた断線検出機能付きエンコーダ信号受信装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、回転速度検出やデジタル信号伝送などに用いられるエンコーダ信号を受信するエンコーダ信号受信装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図６は断線検出装置を有する従来の差動出力信号伝送方式のエンコーダ信号受信装置の構成を示す図である。図において、４０は差動出力信号伝送方式のエンコーダ、４１はラインドライバ、４２は正相信号を送信する第1の信号線、４３は逆相信号を送信する第２の信号線、４４は電源線である。また、４５はエンコーダ信号受信装置、４６はエンコーダ電源と接続するエンコーダ電源端子、４７は正相信号を送信する第１の信号線を接続する正相信号入力端子、４８は逆相信号を送信する第２の信号線を接続する逆相信号入力端子である。また、４９は電源線、５０，５１は信号線、５２は終端抵抗、５３はラインレシーバ、５４はエンコーダ受信信号出力用フォトカプラ、５５はＥＸ−ＯＲゲート（排他論理和ゲート）回路、５６は断線検出信号出力用フォトカプラである。また、Ｒ２１，Ｒ２２，Ｒ２３，Ｒ２４は信号線５０，５１のプルアップ・ダウン抵抗、Ｒ２５，Ｒ２６は電流制限抵抗である。
【０００３】
従来の差動出力信号伝送方式のエンコーダ信号受信装置４５の処理について説明する。
従来の差動出力信号伝送方式のエンコーダ信号受信装置４５は、ラインレシーバ５３で、差動出力信号伝送方式のエンコーダ４０のラインドライバ４１から第１および第２の信号線４２，４３を経由して出力される差動信号を受信し、一つの信号に戻して、エンコーダ受信信号として出力する。
また、従来の差動出力信号伝送方式のエンコーダ信号受信装置４５における断線検出装置は、同時に信号線５０の信号および信号線５１の信号が排他的な論理であることを利用して、第１、第２の信号線４２，４３の断線を判断する。第１の信号線４２と接続された信号線５０の信号および第２の信号線４３と接続された信号線５１の信号をＥＸ−ＯＲゲート回路５５に入力し、両信号の論理が排他的でなくなった場合を、第１、第２の信号線４２，４３の断線として検出する。
【０００４】
また、差動出力信号伝送方式のエンコーダの電源電圧としてＤＣ５Ｖ，ＤＣ１２Ｖのものがあり、従来の差動出力信号伝送方式のエンコーダ信号受信装置４５においては、電源電圧が異なるエンコーダで使用する場合には、耐圧または閾値の適した部品に変更して対応していた。例えば、図６の差動出力信号伝送方式のエンコーダ信号受信装置４５におけるラインレシーバ５３やＥＸ−ＯＲゲート回路５５の素子は、決まった電源電圧（例えば、５Ｖの電源電圧）のみ許される素子であり、エンコーダの電源電圧が５Ｖのものでしか動作しない受信回路、断線検出回路であり、電源電圧が異なるエンコーダに対しては、部品の変更が必要であった。
【０００５】
回転速度検出やデジタル信号伝送などに用いられるエンコーダとしては、上述の差動出力信号伝送方式の他に、単出力信号伝送方式のものがある。
図７は断線検出装置を有する従来の単出力信号伝送方式のエンコーダ信号受信装置の構成を示す図である。図において、６０は単出力信号伝送方式のエンコーダ、６１はプッシュプル回路、６２は信号線、６３は電源線である。また、６４はエンコーダ信号受信装置、６５はエンコーダ電源と接続するエンコーダ電源端子、６６は信号線を接続する信号入力端子である。また、６７は電源線、６８は信号線、６９はレシーバ、７０はエンコーダ受信信号出力用フォトカプラ、７１は信号線６８の電圧と後述のＨレベルの基準電圧ＶH  とを比較する比較器、７２は信号線６８の電圧と後述のＬレベルの基準電圧ＶL  とを比較する比較器、７３は断線検出信号出力用フォトカプラである。また、Ｒ３１，Ｒ３２は信号線６８と接続するプルアップ・ダウン抵抗、Ｒ３３，Ｒ３４，Ｒ３５はＨレベルの基準電圧ＶH  とＬレベルの基準電圧ＶL  とを作る抵抗、Ｒ３６，Ｒ３７は電流制限抵抗である。
【０００６】
従来の単出力信号伝送方式のエンコーダ信号受信装置６４の処理について説明する。
従来の単出力信号伝送方式のエンコーダ信号受信装置６４は、レシーバ６９で、単出力信号伝送方式のエンコーダ６０のプッシュプル回路６１から信号線６２に出力される電圧信号を受信し、エンコーダ受信信号として出力する。
また、従来の単出力信号伝送方式のエンコーダ信号受信装置６４における断線検出装置は、抵抗Ｒ３３，Ｒ３４，Ｒ３５と比較器７１，７２とによりウィンドウコンパレータと呼ばれる回路を構成し、信号線６２が断線すると、信号線６８の電圧がプルアップ・ダウン抵抗Ｒ３１、Ｒ３２の分圧比で決まる中間電位となることを利用して、断線検知をする。したがって、プルアップ・ダウン抵抗Ｒ３１、Ｒ３２は、この中間電位が、Ｈレベルの基準電圧ＶH  より低く、かつＬレベルの基準電圧ＶL  よりも高くなるように構成する。
比較器７１の出力は、信号線６８の電圧がＨレベルの基準電圧ＶH  より高い場合にはＬとなり、信号線６８の電圧がＨレベルの基準電圧ＶH  以下の場合にはハイインピーダンスとなる。また、比較器７２の出力は、信号線６８の電圧がＬレベルの基準電圧ＶL  より低い場合にはＬとなり、信号線６８の電圧がＬレベルの基準電圧ＶL  以上の場合にはハイインピーダンスとなる。したがって、信号線６８の電圧がＨレベルかＬレベルである場合には、比較器７１，７２のワイアードＡＮＤされた出力はＬを示し、信号線６２は正常（断線していない）と判断する。また、信号線６２が断線すると、信号線６８の電圧はＨレベルの基準電圧ＶH  より低く、かつＬレベルの基準電圧ＶL  よりも高い中間電位を示すため、比較器７１の出力、比較器７２の出力はともにハイインピーダンスとなり、比較器７１，７２のワイアードＡＮＤされた出力はＨを示し、信号線６２の断線と検知する。
また、単出力信号伝送方式のエンコーダの電源電圧として、ＤＣ１２Ｖ〜２４Ｖと複数のものがあるが、従来のエンコーダ受信回路では、電源電圧が異なるエンコーダに対応するには部品の変更が必要であった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、従来の差動出力信号伝送方式のエンコーダの場合にはＤＣ５Ｖ，１２Ｖ、また単出力信号伝送方式のエンコーダの場合にはＤＣ１２Ｖ〜２４Ｖと複数のものがあるが、従来のエンコーダ受信回路では、電源電圧が異なるエンコーダに対応するには部品の変更が必要であり、一つの回路で複数の電源電圧に対応させることはできないという問題点があった。
【０００８】
また、従来のエンコーダ受信回路では、伝送方式が差動出力か単出力かで断線検出の方法が異なるため、伝送方式の異なるエンコーダの断線検出を一つの回路で行うことはできないという問題点もあった。
【０００９】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、エンコーダの信号伝送方式、エンコーダの電源電圧に関係なく断線検出が行える断線検出機能付きエンコーダ信号受信装置を得ることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る断線検出機能付きエンコーダ信号受信装置は、エンコーダ信号の正相信号を伝送する第１の信号線と、このエンコーダ信号の逆相信号を伝送する第２の信号線と、エンコーダ電源電圧を基に前記第１の信号線をプルアップ・ダウンする第１のプルアップ・ダウン抵抗と、前記エンコーダ電源電圧を基に前記第２の信号線をプルアップ・ダウンする第２のプルアップ・ダウン抵抗と、前記第１の信号線の電位と前記第２の信号線電位とを比較することで、エンコーダ信号を一つのパルス列信号に戻し、出力する比較器と、前記エンコーダ電源電圧を基にＨレベル基準電圧を分圧作成する第１の分圧器と、前記第１の信号線の電位と前記Ｈレベル基準電圧を比較する第１の断線検出用比較器と、前記第２の信号線の電位と前記Ｈレベル基準電圧を比較する第２の断線検出用比較器と、直列接続したダイオードの一方の接続点に前記第１の断線検出用比較器の出力を接続し、直列接続したダイオードの他方の接続点に前記第２の断線検出用比較器の出力とを接続したダイオードブリッジと、を備えたものである。
【００１１】
また、この発明に係る断線検出機能付きエンコーダ信号受信装置は、差動出力信号伝送方式の場合の正相信号または単出力信号伝送方式の場合は単出力信号を伝送する第１の信号線と、差動出力信号伝送方式の場合の逆相信号を伝送する第２の信号線と、エンコーダ電源電圧を基に前記第１の信号線をプルアップ・ダウンする第１のプルアップ・ダウン抵抗と、前記エンコーダ電源電圧を基に前記第２の信号線をプルアップ・ダウンする第２のプルアップ・ダウン抵抗と、前記第１の信号線の電位と前記第２の信号線電位とを比較することで、差動出力信号伝送のエンコーダ信号または単出力信号伝送のエンコーダ信号を一つのパルス列信号に戻し、出力する比較器と、前記エンコーダ電源電圧を基にＨレベル基準電圧を分圧作成する第１の分圧器と、前記エンコーダ電源電圧を基にＬレベル基準電圧を分圧作成する第２の分圧器と、エンコーダが差動出力信号伝送方式の場合は前記電源電圧と前記第１の分圧器とを接続し、エンコーダが単出力信号伝送方式の場合は前記電源電圧と前記第１の分圧器および前記第２の分圧器とを接続する伝送方式選択スイッチと、前記第１の信号線の電位と前記Ｈレベル基準電圧を比較する第１の断線検出用比較器と、前記第２の信号線の電位と前記Ｈレベル基準電圧を比較する第２の断線検出用比較器と、前記第１の信号線の電位と前記Ｌレベル基準電圧を比較する第３の断線検出用比較器と、負側出力側に前記第３の断線検出用比較器の出力を接続し、直列接続したダイオードの一方の接続点に前記第１の断線検出用比較器の出力を接続し、直列接続したダイオードの他方の接続点に前記第２の断線検出用比較器の出力とを接続したダイオードブリッジと、を備えたものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る断線検出機能付き差動出力信号伝送方式エンコーダ信号受信装置の構成を示す図である。図において、１ａは断線検出機能付き差動出力信号伝送方式エンコーダ信号受信装置、２はエンコーダ電源と接続するエンコーダ電源端子、３は正相信号を送信する第１の信号線を接続する正相信号入力端子、４は逆相信号を送信する第２の信号線を接続する逆相信号入力端子である。
また、６は正相信号入力端子３に接続された信号線、７は逆相信号入力端子４に接続された信号線、１０はエンコーダ受信信号を受ける比較器、１１はエンコーダ受信信号出力用フォトカプラである。
また、１６，１８は断線検出用比較器、１９はダイオードブリッジ、２０は断線検出信号出力用フォトカプラ、５２は終端抵抗である。
また、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４および終端抵抗５２は信号線６，７をプルアップ・ダウンする第１のプルアップ・ダウン抵抗、Ｒ６，Ｒ７はＨレベルの基準電圧ＶH  を作る第１の分圧器を構成する抵抗、Ｒ１０は電流制限抵抗、Ｒ１１，Ｒ１２はプルアップ抵抗である。
【００１３】
実施の形態１に係る断線検出機能付き差動出力信号伝送方式エンコーダ信号受信装置１ａの処理について説明する。
【００１４】
比較器１０は、正相信号入力端子３に接続された信号線６の電位と逆相信号入力端子４に接続された信号線７の電位との比較を行い、差動信号を一つのパルス列信号に戻し、エンコーダ受信信号出力用フォトカプラ１１に出力する。
【００１５】
また、断線検出用比較器１６，１８とダイオードブリッジ１９とで構成される排他論理和演算回路により断線検出を行う。
断線検出用比較器１６および断線検出用比較器１８は、基準入力として抵抗Ｒ６，Ｒ７により下式にて求まる電源電圧Ｖcc1に応じたＨレベル基準電圧ＶH  を使用し、信号線６の電圧および信号線７の電圧を比較する。
ＶH  ＝  Ｖcc1・Ｒ７／（Ｒ６＋Ｒ７）
断線検出用比較器１６の出力は、信号線６の電圧がＨレベルの基準電圧ＶH  より高い場合にはＬとなり、信号線６の電圧がＨレベルの基準電圧ＶH  以下の場合にはハイインピーダンスとなる。同様に、断線検出用比較器１８の出力は、信号線７の電圧がＨレベルの基準電圧ＶH  より高い場合にはＬとなり、信号線７の電圧がＨレベルの基準電圧ＶH  以下の場合にはハイインピーダンスとなる。
【００１６】
したがって、信号線６，７の電圧がＨレベルの基準電圧ＶH  より高い電圧のときをｈｉｇｈ、信号線６，７の電圧がＨレベルの基準電圧ＶH  より低い電圧のときをｌｏｗとすれば、信号線６の電圧と信号線７の電圧との論理が排他的であるとき、すなわち信号線６の電圧がｈｉｇｈかつ信号線７の電圧がｌｏｗのとき、抵抗Ｒ１２よりダイオードブリッジ１９に電流が流れ、断線検出信号出力用フォトカプラ２０の１次側に電流が流れ、断線検出信号出力用フォトカプラ２０の出力はＬとなる。同様に、信号線６がｌｏｗかつ信号線７がｈｉｇｈのとき、抵抗Ｒ１１よりダイオードブリッジ１９に電流が流れ、断線検出信号出力用フォトカプラ２０の出力はＬとなる。
【００１７】
また、信号線６，７に接続されるプルアップ・ダウン抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４には、電源電圧Ｖcc1が印加されているので、信号線が断線した場合、信号線６の電圧および信号線７の電圧は、信号線６と信号線７との間に挿入される終端抵抗５２とこれらの抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４で分圧された電圧となる。
終端抵抗５２の抵抗値を抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４の抵抗値より十分小さいものとすると、信号線が断線した場合、正相入力信号の電圧と逆相入力信号の電圧の論理が一致し、結果として断線検出用比較器１６の出力と断線検出用比較器１８の出力とが同じになるので、ダイオードブリッジ１９には電流が流れず、断線検出信号出力用フォトカプラ２０の出力はHとなり、断線が検出される。
【００１８】
従来の差動出力信号伝送方式のエンコーダ信号受信装置４５では、ラインレシーバ５３で、第１の信号線４２および第２の信号線４３を経由して出力される差動信号を受信し、一つの信号に戻して、エンコーダ受信信号として出力するものであり、エンコーダの電源電圧（ＤＣ５ＶまたはＤＣ１２Ｖ）に対応した耐圧または閾値をもつラインレシーバ５３を使用しなければならなかったが、
実施の形態１に係る断線検出機能付き差動出力信号伝送方式エンコーダ信号受信装置１ａでは、比較器１０で信号線６の電位と信号線７の電位との比較を行い、差動信号を一つのパルス列信号に戻し、エンコーダ受信信号として出力するようにしたので、使用するエンコーダの電源電圧に関係なく、一つの回路で対応可能となる。
従来の差動出力信号伝送方式のエンコーダ信号受信装置４５における断線検出装置では、ＥＸ−ＯＲゲート回路５５で信号線５０の信号と信号線５１の信号との両信号の論理が排他的でなくなった場合を、第１、第２の信号線４２，４３の断線として検出するのに対して、実施の形態１に係る断線検出機能付き差動出力信号伝送方式エンコーダ信号受信装置１ａでは、断線検出を行う排他論理和演算回路を形成する断線検出用比較器１６，１８の基準入力として電源電圧Ｖcc1および抵抗Ｒ５，Ｒ６，Ｒ７より求まるＨレベル基準電圧ＶH  を使用し、電源電圧Ｖcc1並びに抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４および終端抵抗５２より求まる信号線６の電圧および信号線７の電圧を比較するようにしたので、使用するエンコーダの電源電圧に関係なく、一つの回路で対応可能となる。
【００１９】
実施の形態２．
図２はこの発明の実施の形態２に係る断線検出機能付きエンコーダ信号受信装置の構成を示す図である。図において、１ｂは断線検出機能付きエンコーダ信号受信装置、２はエンコーダ電源と接続するエンコーダ電源端子、３は差動出力信号伝送方式の場合に正相信号を送信する第１の信号線または単出力信号伝送方式の場合の信号線を接続する正相信号入力端子、４は差動出力信号伝送方式の場合に逆相信号を送信する第２の信号線を接続する逆相信号入力端子、５は使用するエンコーダに対応してＬＤＶ（差動出力信号伝送方式の場合）またはＣＭＰ（単出力信号伝送方式の場合）を選択する伝送方式選択スイッチである。
また、６，７は信号線、８は終端抵抗、９は終端抵抗選択スイッチ、１０はエンコーダ受信信号を受ける比較器、１１はエンコーダ受信信号出力用フォトカプラである。比較器１０は、正相信号入力電位と逆相信号入力電位とを比較することで、差動出力信号伝送および単出力信号伝送のエンコーダ信号を一つのパルス列信号に戻す。
また、１２〜１５はダイオード、１６〜１８は断線検出用比較器、１９はダイオードブリッジ、２０は断線検出信号出力用フォトカプラである。
また、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４は信号線６，７のプルアップ・ダウン抵抗、Ｒ５、Ｒ６，Ｒ７はＨレベルの基準電圧ＶH  を作る第１の分圧器を構成する抵抗、Ｒ８，Ｒ９はＬレベルの基準電圧ＶL  を作る第２の分圧器を構成する抵抗、Ｒ１０，Ｒ１１，Ｒ１２はプルアップ抵抗である。
【００２０】
図３はこの発明の実施の形態１に係る断線検出機能付きエンコーダ信号受信装置に差動出力信号伝送方式のエンコーダを接続した場合の構成を示す図である。図において、１ａ、２〜２０、Ｒ１〜Ｒ１２は図２と同様であり、その説明を省略する。また、４０は差動出力信号伝送方式のエンコーダ、４１はラインドライバ、４２は正相信号を送信する第１の信号線、４３は逆相信号を送信する第２の信号線、４４はエンコーダ電源と接続する電源線である。また、Ｖcc1はエンコーダ電源の電源電圧である。
【００２１】
図３により、差動出力信号伝送方式のエンコーダ４０を使用する場合における断線検出機能付きエンコーダ信号受信装置１ｂの設定および動作について説明する。
差動出力信号伝送方式のエンコーダ４０を使用する場合、伝送方式選択スイッチ５のＬＤＶの側を短絡する。さらに、終端抵抗選択スイッチ９を短絡して終端抵抗８を有効にする。また、ラインドライバ４１から出力される差動信号を送信する第1の信号線４２を正相信号入力端子３に、第２の信号線４３を逆相信号入力端子４にそれぞれ接続する。また、エンコーダの電源電圧仕様にあった電源をエンコーダの電源線４４およびエンコーダ電源端子２に接続する。
【００２２】
比較器１０は、差動出力信号伝送方式のエンコーダ４０と接続された場合、信号線６の電位（エンコーダ４０から受信した正相信号入力の信号電位）と信号線７の電位（エンコーダ４０から受信した逆相信号入力の信号電位）との比較を行い、差動信号を一つのパルス列信号に戻し、エンコーダ受信信号出力用フォトカプラ１１に出力する。
【００２３】
伝送方式選択スイッチ５でＬＤＶ（差動出力信号伝送方式）の側を短絡したことにより、ダイオード１２が導通状態となり、抵抗Ｒ５，Ｒ６，Ｒ７に電流が流れ、電源電圧Ｖcc1に応じたＨレベル基準電圧ＶH  が得られ、比較器１６および比較器１８の入力となる。電源電圧をＶcc1とすると、Ｈレベル基準電圧ＶH  は、下式となる。
ＶH  ＝  Ｖcc1・Ｒ７／（Ｒ５＋Ｒ６＋Ｒ７）
【００２４】
比較器１６の出力は、信号線６の電圧がＨレベルの基準電圧ＶH  より高いHレベルの場合にはＬとなり、信号線６の電圧がＨレベルの基準電圧ＶH  以下の場合にはハイインピーダンスとなる。同様に、比較器１８の出力は、信号線７の電圧がHレベルの基準電圧ＶH  より高いＨレベルの場合にはＬとなり、信号線７の電圧がHレベルの基準電圧ＶH  以下の場合にはハイインピーダンスとなる。
【００２５】
したがって、信号線６，７の電圧がHレベルの基準電圧ＶH  より高い電圧のときをｈｉｇｈ、信号線６，７の電圧がHレベルの基準電圧ＶH  より低い電圧のときをｌｏｗとすれば、信号線６の電圧と信号線７の電圧との論理が排他的であるとき、すなわち信号線６の電圧がｈｉｇｈかつ信号線７の電圧がｌｏｗのとき、抵抗Ｒ１２よりダイオードブリッジ１９に電流が流れ、断線検出信号出力用フォトカプラ２０の１次側に電流が流れ、断線検出信号出力用フォトカプラ２０の出力はLとなる。同様に、信号線６がｌｏｗかつ信号線７がｈｉｇｈのとき、抵抗Ｒ１１よりダイオードブリッジ１９に電流が流れ、断線検出信号出力用フォトカプラ２０の出力はLとなる。
【００２６】
また、信号線６，７に接続されるプルアップ・ダウン抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４には、伝送方式選択スイッチ５のＬＤＶ／ＣＭＰの選択にかかわらず、電源電圧Ｖcc1が印加され、電源端子２よりプルアップ・ダウン抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４に電流が流れるので、信号線４２，４３が断線した場合、信号線６の電圧および信号線７の電圧は差動信号間に挿入される終端抵抗８とこれらの抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４で分圧された電圧となる。
終端抵抗８の抵抗値を抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４の抵抗値より十分小さいものとすると、正相入力信号の電圧と逆相入力信号の電圧の論理が一致し、結果として比較器１６の出力と比較器１８の出力とが同じになるので、ダイオードブリッジ１９には電流が流れず、断線検出信号出力用フォトカプラ２０の出力はHとなり、断線が検出される。
【００２７】
伝送方式選択スイッチ５でＬＤＶ（差動出力信号伝送方式）の側を短絡した場合、ダイオード１３〜１５は導通しないため、抵抗Ｒ８には電流が流れず、Ｌレベルの基準電圧ＶL  は抵抗Ｒ９にて０Ｖに確定されるので、比較器１７の出力は常にハイインピーダンスとなり、断線検出には影響を及ぼさない。
【００２８】
上述のように差動出力信号伝送方式のエンコーダ４０を使用する場合、比較器１６で信号線６の正相信号の論理を判別し、また比較器１８で信号線７の逆相信号の論理を判別して、比較器１６と比較器１８との出力論理が排他的であるとき（正常時）は、ダイオードブリッジ１９が断線検出信号出力用フォトカプラ２０を点弧する。断線時には信号線６と信号線７との論理が同一になり、比較器１６と比較器１８との出力論理が同一になるので、ダイオードブリッジ１９は断線検出信号出力用フォトカプラ２０を点弧せず、信号線の断線と検出される。
【００２９】
図４はこの発明の実施の形態２に係る断線検出機能付きエンコーダ信号受信装置に単出力信号伝送方式のエンコーダを接続した場合の構成を示す図である。図において、１ｂ、２〜２０、Ｒ１〜Ｒ１２は図２と同様であり、その説明を省略する。また、６０は単出力信号伝送方式のエンコーダ、６１はプッシュプル回路、６２は信号線、６３はエンコーダ電源と接続する電源線である。また、Ｖcc2はエンコーダ電源の電源電圧である。
【００３０】
図４により、単出力信号伝送方式のエンコーダ６０を使用する場合における断線検出機能付きエンコーダ信号受信装置１ａの設定および動作について説明する。
単出力信号伝送方式のエンコーダ６０を使用する場合、伝送方式選択スイッチ５のＣＭＰの側を短絡する。また、終端抵抗選択スイッチ９は短絡せず、終端抵抗８を無効にする。プッシュプル回路６１から出力される信号線６２を正相信号入力端子３に接続し、逆相信号入力端子４は開放しておく。また、エンコーダの電源電圧仕様にあった電源をエンコーダの電源線６３およびエンコーダ電源端子２に接続する。
【００３１】
単出力信号伝送方式のエンコーダ６０と接続された場合、逆相信号入力端子４は開放なので、信号線７の電位は電源電圧を分圧抵抗Ｒ１とＲ２で分圧した中間電位に固定される。比較器１０は、信号線６の電位（正相信号入力端子３に入力された信号の電位）と信号線７の中間電位とを比較し、一つのパルス列信号に戻し、エンコーダ受信信号出力用フォトカプラ１１に出力する。
【００３２】
伝送方式選択スイッチ５でＣＭＰ（単出力信号伝送方式）の側を短絡した場合には、ダイオード１４，１５を通して分圧抵抗Ｒ６〜Ｒ９に電源電圧Ｖcc2が印加され、電源電圧Ｖcc2に応じたHレベル基準電圧ＶH  が比較器１６，１８に、Lレベル基準電圧ＶL  が比較器１７に入力される。
ただし、単出力信号伝送方式のエンコーダ６０を使用する場合は、逆相信号入力端子３は開放状態とするため、信号線７の電位は中間電位となり、比較器１８は常にハイインピーダンスになる。
また、信号線６，７のプルアップ・ダウン抵抗のＲ１〜Ｒ４には、伝送方式選択スイッチ５のＬＤＶ／ＣＭＰの選択にかかわらず、電源電圧Ｖcc2が印加され、信号線６２が断線した場合には中間電位となるようにプルアップ・ダウンされる。
【００３３】
伝送方式選択スイッチ５でＣＭＰ（単出力信号伝送方式）の側を短絡したことにより、ダイオード１３，１４，１５が導通状態となり、抵抗Ｒ６，Ｒ７，Ｒ８，Ｒ９に電流が流れ、電源電圧Ｖcc2に応じたＨレベル基準電圧ＶH  とＬレベルの基準電圧ＶL  とが得られ、比較器１６および比較器１７の入力となる。電源電圧をＶcc2とすると、Ｈレベル基準電圧ＶH  は、下式となる。
ＶH  ＝  Ｖcc2・Ｒ７／（Ｒ６＋Ｒ７）
同様に、Ｌレベルの基準電圧ＶL  は、下式となる。
ＶH  ＝  Ｖcc2・Ｒ９／（Ｒ８＋Ｒ９）
【００３４】
比較器１６の出力は、信号線６の電位がＨレベル基準電圧ＶH  より高い場合にＬとなり、信号線６の電位がＨレベル基準電圧ＶH  以下の場合にはハイインピーダンスとなる。また、比較器１７の出力は信号線６の電位がＬレベル基準電圧ＶL  より低い場合にＬとなり、信号線６の電位がＬレベル基準電圧ＶL  以上の場合にはハイインピーダンスとなる。
すなわち、比較器１６と比較器１７とがウィンドウコンパレータを構成し、ダイオードブリッジ１９が正常時は断線検出信号出力用フォトカプラ２０を点弧する。
信号線６が断線し中間電位となった場合は、比較器１６と比較器１７とはともにハイインピーダンスとなり、ダイオードブリッジ１９には電流が流れないので、断線検出信号出力用フォトカプラ２０は点弧しないため、断線検出信号出力用フォトカプラ２０の出力はHとなり、断線が検出される。
【００３５】
単出力信号伝送方式のエンコーダ内部の出力回路６１から、電源電圧とほぼ同等のＨレベルの電圧またはLレベルの電圧（ほぼ０V）のいずれかが信号線６２に出力される。
比較器１６は信号線６の電圧がＨレベル基準電圧ＶH  より高いときにはＬを出力し、低いときにはハイインピーダンスとなる。同様に、比較器１７も信号線６の電圧がＬレベルの基準電圧ＶL  より高いときにはハイインピーダンスを出力し、低いときにはＬとなる。
【００３６】
したがって、信号線６の電圧がＨレベル基準電圧ＶH  より高い電圧のときをｈｉｇｈ、Ｈレベル基準電圧ＶH  より低くかつＬレベルの基準電圧ＶL  より高い電圧のときを不定（断線時）、Ｌレベルの基準電圧ＶL  よりも低い電圧のときをｌｏｗとすれば、信号線６の電圧がｈｉｇｈのとき、比較器１６の出力がＬとなり、比較器１７の出力がハイインピーダンスとなるため、抵抗Ｒ１２を通してダイオードブリッジ１９を通り、断線検出信号出力用フォトカプラ２０を通って比較器１６へ流れ込み、断線検出信号はＬとなる。同様に信号線６の電圧がＬレベルの基準電圧ＶL  より低い電圧のときも、比較器１７の出力はＬ、比較器１６の出力はハイインピーダンスになるため、やはり断線検出信号出力用フォトカプラ２０はＬを出力する。
【００３７】
信号線６２が断線すると、信号線６の電圧は抵抗Ｒ３，Ｒ４で決まる分圧比の電圧に確定する。この電圧がＨレベル基準電圧ＶH  よりも低く、かつＬレベルの基準電圧ＶL  よりも高い電圧となるように抵抗Ｒ３，Ｒ４の分圧比を決めてやれば、比較器１６および比較器１７はともにハイインピーダンスを出力するため、結果的に断線検出信号出力用フォトカプラ２０に電流は流れず、出力がＨとなり、断線を検出する。
【００３８】
逆相信号入力端子４は開放であるため、逆相信号入力の電圧は抵抗Ｒ１，Ｒ２で電源電圧を分圧した電圧に確定し、この分圧された電圧がＨレベル基準電圧ＶH  より小さくなるように抵抗Ｒ１，Ｒ２の抵抗値を決めてやれば、比較器１８は常にハイインピーダンス出力となり、断線検出には影響を及ぼさない。
【００３９】
上述のように単出力信号伝送方式のエンコーダ６０を使用する場合、信号線６の電圧がＨレベル基準電圧ＶH  より高い電圧のとき（比較器１６の出力がＬ、比較器１７の出力がハイインピーダンスとなる）、および信号線６の電圧がＬレベルの基準電圧ＶL  より低い電圧のとき（比較器１７の出力がＬ、比較器１６の出力はハイインピーダンスとなる）に、ダイオードブリッジ１９が断線検出信号出力用フォトカプラ２０を点弧する。断線時には信号線６の電圧は抵抗Ｒ３，Ｒ４の分圧比で、Ｈレベル基準電圧ＶH  よりも低く、かつＬレベルの基準電圧ＶL  よりも高い電圧となるので、比較器１６と比較器１８は出力論理が同一になる（ともにハイインピーダンスを出力する）ので、ダイオードブリッジ１９は断線検出信号出力用フォトカプラ２０を点弧せず、信号線の断線と検出される。
【００４０】
上述のように、エンコーダ信号受信装置に接続されるエンコーダの信号伝送方式が差動出力信号伝送方式、単出力信号伝送方式のいずれであっても、比較器１０で受信信号の比較ができ、比較器１６〜１８で構成する断線検出回路で信号比較による断線検出ができる構成とするとともに、比較器１０、１６〜１８の入力となる電圧および断線検出回路の基準電圧となるHレベル基準電圧ＶH  およびＬレベルの基準電圧ＶL  を、エンコーダの電源電圧から抵抗分圧で作るようにしたため、エンコーダの電源電圧が異なる電圧であっても動作することができる。
【００４１】
実施の形態３．
図５はこの発明の実施の形態３に係る断線検出機能付きエンコーダ信号受信装置の構成を示す図である。図において、２〜１０、１２〜１９、Ｒ１〜Ｒ１２は図１と同様であり、その説明を省略する。また、１ｃは断線検出機能付きエンコーダ信号受信装置、２１はＰＮＰトランジスタ、２２はＮＰＮトランジスタである。
上述の実施の形態１においては信号絶縁のためのフォトカプラ（エンコーダ受信信号出力用フォトカプラ１１、断線検出信号出力用フォトカプラ２０）を使用した例を示したが、実施の形態２では信号非絶縁の構成例を示すものである。また、断線検出信号出力用フォトカプラの代わりに、ＰＮＰトランジスタ２１とＮＰＮトランジスタ２２のダーリントン接続を用いた例を示す。
【００４２】
【発明の効果】
この発明は、以上説明したように構成されているので、以下に示すような効果を奏する。
【００４３】
この発明の断線検出機能付きエンコーダ信号受信装置は、エンコーダ信号の正相信号を伝送する第１の信号線と、このエンコーダ信号の逆相信号を伝送する第２の信号線と、エンコーダ電源電圧を基に前記第１の信号線をプルアップ・ダウンする第１のプルアップ・ダウン抵抗と、前記エンコーダ電源電圧を基に前記第２の信号線をプルアップ・ダウンする第２のプルアップ・ダウン抵抗と、前記第１の信号線の電位と前記第２の信号線電位とを比較することで、エンコーダ信号を一つのパルス列信号に戻し、出力する比較器と、前記エンコーダ電源電圧を基にＨレベル基準電圧を分圧作成する第１の分圧器と、前記第１の信号線の電位と前記Ｈレベル基準電圧を比較する第１の断線検出用比較器と、前記第２の信号線の電位と前記Ｈレベル基準電圧を比較する第２の断線検出用比較器と、直列接続したダイオードの一方の接続点に前記第１の断線検出用比較器の出力を接続し、直列接続したダイオードの他方の接続点に前記第２の断線検出用比較器の出力とを接続したダイオードブリッジと、を備えたので、使用するエンコーダの電源電圧に関係なく使用できる断線検出機能付きエンコーダ信号受信装置を得ることができる。
【００４４】
この発明の断線検出機能付きエンコーダ信号受信装置は、差動出力信号伝送方式の場合の正相信号または単出力信号伝送方式の場合は単出力信号を伝送する第１の信号線と、差動出力信号伝送方式の場合の逆相信号を伝送する第２の信号線と、エンコーダ電源電圧を基に前記第１の信号線をプルアップ・ダウンする第１のプルアップ・ダウン抵抗と、前記エンコーダ電源電圧を基に前記第２の信号線をプルアップ・ダウンする第２のプルアップ・ダウン抵抗と、前記第１の信号線の電位と前記第２の信号線電位とを比較することで、差動出力信号伝送のエンコーダ信号または単出力信号伝送のエンコーダ信号を一つのパルス列信号に戻し、出力する比較器と、前記エンコーダ電源電圧を基にＨレベル基準電圧を分圧作成する第１の分圧器と、前記エンコーダ電源電圧を基にＬレベル基準電圧を分圧作成する第２の分圧器と、エンコーダが差動出力信号伝送方式の場合は前記電源電圧と前記第１の分圧器とを接続し、エンコーダが単出力信号伝送方式の場合は前記電源電圧と前記第１の分圧器および前記第２の分圧器とを接続する伝送方式選択スイッチと、前記第１の信号線の電位と前記Ｈレベル基準電圧を比較する第１の断線検出用比較器と、前記第２の信号線の電位と前記Ｈレベル基準電圧を比較する第２の断線検出用比較器と、前記第１の信号線の電位と前記Ｌレベル基準電圧を比較する第３の断線検出用比較器と、負側出力側に前記第３の断線検出用比較器の出力を接続し、直列接続したダイオードの一方の接続点に前記第１の断線検出用比較器の出力を接続し、直列接続したダイオードの他方の接続点に前記第２の断線検出用比較器の出力とを接続したダイオードブリッジと、を備えたので、エンコーダ信号受信装置に接続されるエンコーダの信号伝送方式が差動出力信号伝送方式、単出力信号伝送方式のいずれであっても、またエンコーダの電源電圧の差異にも伝送方式選択スイッチの設定のみで使用できる断線検出機能付きエンコーダ信号受信装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態１に係る断線検出機能付きエンコーダ信号受信装置の構成を示す図である。
【図２】  この発明の実施の形態２に係る断線検出機能付きエンコーダ信号受信装置の構成を示す図である。
【図３】  この発明の実施の形態２に係る断線検出機能付きエンコーダ信号受信装置に差動出力信号伝送方式のエンコーダを接続した場合の構成を示す図である。
【図４】  この発明の実施の形態２に係る断線検出機能付きエンコーダ信号受信装置に単出力信号伝送方式のエンコーダを接続した場合の構成を示す図である。
【図５】  この発明の実施の形態３に係る断線検出機能付きエンコーダ信号受信装置の構成を示す図である。
【図６】  断線検出装置を有する従来の差動出力信号伝送方式のエンコーダ信号受信装置の構成を示す図である。
【図７】  断線検出装置を有する従来の単出力信号伝送方式のエンコーダ信号受信装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
１ａ，１ｂ，１ｃ  断線検出機能付きエンコーダ信号受信装置、  ２  エンコーダ電源端子、  ３  正相信号入力端子、  ４  逆相信号入力端子、  ５  伝送方式選択スイッチである、  ６，７  信号線、  ８  終端抵抗、  ９  終端抵抗選択スイッチ、  １０  比較器、  １１  エンコーダ受信信号出力用フォトカプラ、  １２〜１５  ダイオード、  １６〜１８  断線検出用比較器、  １９  ダイオードブリッジ、  ２０  断線検出信号出力用フォトカプラ、  ２１  ＰＮＰトランジスタ、  ２２  ＮＰＮトランジスタ、  ４０  差動出力信号伝送方式のエンコーダ、  ４１  ラインドライバ、  ４２  正相信号を送信する第1の信号線、  ４３  逆相信号を送信する第２の信号線、  ４４  電源線、  ４５  エンコーダ信号受信装置、  ４６  エンコーダ電源端子、  ４７  正相信号入力端子、  ４８  逆相信号入力端子、  ４９  電源線、  ５０，５１  信号線、  ５２終端抵抗、  ５３  ラインレシーバ、  ５４  エンコーダ受信信号出力用フォトカプラ、  ５５  ＥＸ−ＯＲゲート回路、  ５６  断線検出信号出力用フォトカプラ、  ６０  単出力信号伝送方式のエンコーダ、  ６１  プッシュプル回路、  ６２  信号線、  ６３  電源線、  ６４  エンコーダ信号受信装置、  ６５エンコーダ電源端子、  ６６  信号入力端子、  ６７  電源線、  ６８  信号線、  ６９  レシーバ、  ７０  エンコーダ受信信号出力用フォトカプラ、  ７１  比較器、  ７２  比較器、  ７３  断線検出信号出力用フォトカプラ、  Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４  プルアップ・ダウン抵抗、  Ｒ５、Ｒ６，Ｒ７，Ｒ８，Ｒ９  抵抗、  Ｒ１０  電流制限抵抗、  Ｒ１１，Ｒ１２  プルアップ抵抗、  Ｒ２１，Ｒ２２，Ｒ２３，Ｒ２４  プルアップ・ダウン抵抗、  Ｒ２５，Ｒ２６電流制限抵抗、  Ｒ３１，Ｒ３２  プルアップ・ダウン抵抗、  Ｒ３３，Ｒ３４，Ｒ３５  抵抗、  Ｒ３６，Ｒ３７  電流制限抵抗、  Ｖcc1，Ｖcc2  エンコーダ電源の電源電圧。
【図１】
0003801009.tif 000002
【図２】
0003801009.tif 000003
【図３】
0003801009.tif 000004
【図４】
0003801009.tif 000005
【図５】
0003801009.tif 000006
【図６】
0003801009.tif 000007
【図７】
0003801009.tif 000008