[發明專利]信號傳輸電路、現場儀器以及車間控制系統

有效

• 申請號: 201710662128.8
• 申請日: 2017-08-04
• 公開（公告）號: CN107707244B
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發明（設計）人: 遠藤辰朗;和田正巳
• 申請（專利權）人: 橫河電機株式會社
• 主分類號: H03K19/0175
• 分類號: H03K19/0175;H01L31/12;G05B19/418
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司 11112
• 代理人: 何立波;張天舒

一種信號傳輸電路，其具有：第1光耦合器，其被輸入發送信號；邊沿檢測電路，其設置于所述第1光耦合器的初級側，對所述發送信號的上升沿及下降沿進行檢測；以及邊沿解調電路，其設置于所述第1光耦合器的次級側，僅使用從所述邊沿檢測電路輸出而經由所述第1光耦合器的邊沿檢測信號的上升沿及下降沿中的某一者，對所述發送信號進行解調。

技術領域

本發明涉及信號傳輸電路、現場儀器以及車間控制系統。

本申請針對2016年8月8日申請的日本專利申請第2016-155425號主張優先權，并在這里引用其內容。

背景技術

在車間或工廠等中構建有過程控制系統，實現了高級的自動化作業。在過程控制系統中，現場儀器(測定器、操作器)和執行現場儀器的控制的控制裝置彼此連接。在這樣的過程控制系統中，上述的現場儀器和控制裝置通過進行例如“4～20mA”信號等模擬信號的傳輸的模擬傳輸線路而連接，或者經由被稱為現場總線的進行數字信號的傳輸的通信總線而連接。

現場儀器有時設置于諸如使用可燃性的氣體的場所等危險場所，因此大多構成為滿足本質安全防爆標準。例如，在與上述的現場總線連接的現場儀器中，在進行信號的傳輸的信號傳輸電路中設置有光耦合器、變壓器等絕緣電路。絕緣電路使在現場儀器的內部設置的電路(例如，進行過程量的運算的運算電路)與外部(傳輸線路、通信總線等)電絕緣。

在日本特開2013-222978號公報、日本特開2011-124331號公報、以及國際公開第2010/061511號中，公開了經由絕緣電路傳輸脈沖信號的現有的信號傳輸電路的一個例子。例如，在日本特開2013-222978號公報中，公開了具有脈沖變壓器的脈沖信號輸出電路、或者具有光耦合器的脈沖信號輸出電路。在日本特開2011-124331號公報以及國際公開第2010/061511號中，公開了具有光耦合器的信號傳輸電路或者信號傳輸裝置。

然而，在上述的光耦合器中，有時上升信號(從“L(低)”電平向“H(高)”電平變化的信號)的傳輸延遲時間(下面，稱為“上升延遲時間”)與下降信號(從“H”電平向“L”電平變化的信號)的傳輸延遲時間(下面，稱為“下降延遲時間”)之間產生差異。上升信號是從“L(低)”電平向“H(高)”電平變化的信號，下降信號是從“H”電平向“L”電平變化的信號。在使光耦合器發光的發光部電路、對光耦合器的輸出信號進行處理的受光部電路中，同樣地，上升延遲時間與下降延遲時間之間有時也會產生差異。在這種光耦合器被用作絕緣電路的情況下(這種發光部電路及受光部電路進一步被用作絕緣電路的周邊電路的情況下)，有時信號的脈沖寬度發生變化。

圖6是用于說明在向絕緣電路輸入信號時信號的脈沖寬度進行變化的情形的圖。在圖6中，例如，將絕緣電路的上升延遲時間設為T，將下降延遲時間設為2T。如果對這種絕緣電路輸入圖6所示的脈沖信號S100，則脈沖信號S100有時會變化為圖6所示的脈沖信號S200。即，以“H”電平的期間的長度4T、“L”電平的期間的長度4T、以及“H”電平的期間的長度4T的方式相連續的脈沖信號S100有時會變化為以“H”電平的期間的長度5T、“L”電平的期間的長度3T、以及“H”電平的期間的長度5T的方式相連續的脈沖信號S200。圖6所示的例子是用于說明信號的脈沖寬度進行變化的情形的極端的例子。

為了防止這樣的脈沖寬度的變化，可以想到采用對于傳輸率而言充分高速的光耦合器即可。然而，由于這種高速的光耦合器是高價的，因此信號傳輸電路的成本會上升。另外，這種高速的光耦合器大多耐電壓低，因此有時電路設計會變得困難。

發明內容

一種信號傳輸電路，其具有：第1光耦合器，其被輸入發送信號；邊沿檢測電路，其設置于所述第1光耦合器的初級側，對所述發送信號的上升沿及下降沿進行檢測；以及邊沿解調電路，其設置于所述第1光耦合器的次級側，僅使用從所述邊沿檢測電路輸出而經由所述第1光耦合器的邊沿檢測信號的上升沿及下降沿中的某一者，對所述發送信號進行解調。