JP2685636B2 - アナログ入力信号線の断線検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

本発明はアナログ入力信号（電圧入力）を取扱うフィ
ードバック制御装置等のRAS機能を高めるために、前記
アナログ入力信号の信号線の断線を検出する装置に関す
る。 なお以下各図において同一の符号は同一、もしくは相
当部分を示す。

【従来の技術】

第４図は従来のアナログ信号入力回路の構成例を示
す。同図において、信号源１と制御装置６は信号線５に
よって接続されている。制御装置６内では、信号源１か
らの入力信号は入力抵抗R2,2つの抵抗R1とコンデンサＣ
とからなるロウパスフィルタとしてのＴ形フィルタ３を
経てA/D変換器４へ伝えられ、デジタル値4aに変換され
る。このデジタル変換値4aは断線検出部７でチェックさ
れている。 第５図は第４図の信号線５の断線検出動作を示すタイ
ムチャートである。第４図を参照しつつ第５図を説明す
ると、信号源１が電圧信号源であるとき、信号線５が×
印の部分で断線したとする。入力電圧（この場合Ｔ形フ
ィルタ３のコンデンサＣの両端電圧）V_INはこの断線発
生時点t1から時定数Ｃ・（R1＋R2）で低下するため、A/
D変換器４のデジタル変換値4aも低下していく。そこで
断線検出部７ではこのデジタル値4aがある一定値を下回
ったことを時点t2のA/D変換周期に検出すると「断線」
と判断し、断線検出信号7aを出力していた。

【発明が解決しようとする課題】

しかしながら上述のようなアナログ入力信号線の断線
検出方法によると、断線発生時点t1から断線検出時点t2
までの間に、A/D変換器４によりデジタル変換値4aが更
新されてしまうため、断線発生直前のデジタル変換値を
知ることができない。従ってこのアナログ入力信号がデ
ジタル変換されてPID制御の入力として使用されている
ような場合、制御系へ誤ったデジタル変換出力4aを出す
可能性があった。このような誤出力を防ぐ対策として
は、入力をソフト的に加工（むだ時間処理，変化率検出
処理など）して対処する方法がとられていたが、この処
理方法の適用のしかたに制約があり、改善が望まれてい
る。 そこで本発明はこのような問題を解消できるアナログ
入力信号線の断線検出装置を提供することを課題とす
る。

【課題を解決するための手段】

前記の課題を解決するために本発明の装置は、『外部
の信号源（１など）から外部信号線（５など）を介し入
力抵抗（R2など）の両端に入力したアナログ電圧（V_IO
など）を、さらにコンデンサ（Ｃなど）を入力信号線間
に持つロウパスフィルタ（Ｔ形フィルタ３など）を経て
A/D変換器（４など）に与え、デジタルデータ（4aな
ど）に変換するアナログ信号入力回路において、 前記入力抵抗の両端電圧を高入力インピーダンスかつ
低出力インピーダンスで１対１に変換して前記ロウパス
フィルタに与えるインピーダンス変換手段（オペアンプ
８など）と、 前記入力抵抗の両端電圧が所定値以下となったことを
判別して前記外部信号線の断線を示す信号（断線検出信
号7aなど）を出力すると共に、この断線判別の直前の前
記A/D変換器のデジタルデータ変換値を保持させる手段
（断線検出部７など）とを備えた』ものとする。

【作 用】

入力抵抗とＴ型フィルタの間にオペアンプの電圧フォ
ロワを設け、信号線の断線時、Ｔ型フィルタのコンデン
サ電圧と無関係に入力抵抗両端電圧が瞬時に０になるよ
うにし、かつこの入力抵抗両端電圧の低下を検出して断
線と判別し、この検出直前のA/D変換値を保持させるよ
うにする。

【実施例】

第１図は本発明の実施例としての構成を示す回路図で
第４図に対応するものであり、第２図は第１図の信号線
断線時の等価回路図である。また第３図は第１図の断線
検出動作を示すタイムチャートである。 第１図において、信号源１と制御装置６は信号線５に
よって接続されている。制御装置６内では信号源１から
のアナログ入力信号は入力抵抗R2,オペアンプ8,T形フィ
ルタ３を経てA/D変換器４へ伝えられ、デジタル変換値4
aに変換される。断線検出部７は、オペアンプ８の入力
電圧V_IOをチェックし、この電圧V_IOがある一定値（電
圧）を下回ったとき「断線」と判断し、断線検出信号7a
を出力するようになっている。 ここでオペアンプ８はいわゆる電圧フォロワを構成し
ており、極めて高い入力インピーダンスでその入力電圧
V_IOを入力し、低い出力インピーダンスで入力電圧V_IOに
等しい電圧を出力する。従って信号線５の断線時、オペ
アンプ８の出力電圧8aは第４図のようにＴ型フィルタ３
内のコンデンサＣの両端電圧V_INの影響を受けることな
く、入力電圧V_IOによって定められる。 従って信号線５の断線時、第１図は第２図の等価回路
のように表わされる。即ちオペアンプ８の入力電圧
V_IO、つまり入力抵抗R2の両端電圧がコンデンサＣの両
端電圧V_INと無関係に低下することから、オペアンプ８
部はダイオードD1を介して入力抵抗R2の両端電圧をコン
デンサＣ側の電圧から分離し、かつ入力抵抗R2の両端電
圧は直ちに０となり、この電圧がオペアンプ８の出力電
圧8aに等しいことから、ダイオードD1の順電圧降下Vfは
０で、しかもカソード側がスイッチSW1で短絡されてい
る回路と等価になる。 第１図の信号線断線時の動作を第２図，第３図により
改めて説明すると、信号線５が×印の部分で時点t1に断
線したとき、入力電圧（つまりＴ型フィルタ３中のＣの
両端電圧）V_INは時定数Ｃ・R1で低下するが、オペアン
プ８の入力電圧V_IOは第２図の等価回路に示すように時
定数「０」で低下するため、断線検出部７は瞬時に断線
を検出して断線検出信号7aを出力する。 この方式によれば、断線の発生から検出までが瞬時に
行われるため、断線検出と同時にA/D変換を停止すれば
デジタル変換値4aが断線発生時点から断線検出時点まで
の間に更新されることがなくなる。また万一、A/D変換
中に断線検出がされた場合、そのデジタル変換値を無効
とすれば、断線発生直前の値を保持できる。

【発明の効果】

本発明によれば、外部の信号源１から外部信号線５を
介し入力抵抗R2の両端に入力したアナログ電圧V_IOを、
さらにコンデンサＣを入力信号線間に持つロウパスフィ
ルタとしてのＴ型フィルタ３を経てA/D変換器４に与
え、デジタルデータ4aに変換するアナログ信号入力回路
において、 前記入力抵抗R2の両端電圧を高入力インピーダンスか
つ低出力インピーダンスで１対１に変換して前記Ｔ型フ
ィルタ３に与えるオペアンプ８と、 前記入力抵抗R2の両端電圧が所定値以下となったこと
を判別して前記外部信号線５の断線を示す断線検出信号
7aを出力すると共に、この断線判別の直前の前記A/D変
換器４のデジタルデータ変換値を保持させる手段として
の断線検出部７とを備えたものとしたので、 アナログ入力信号の信号線が何らかの原因で断線した
とき、この断線をいちはやく検出し、現在値（アナログ
入力のデジタル変換値）を断線直前の値に保持すること
で、誤出力を防止し、制御系を安定に保つことができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例としての構成を示す回路図、 第２図は第１図の信号線断線時の等価回路図、 第３図は第１図の信号線断線時の動作説明用のタイムチ
ャート、 第４図は第１図に対応する従来の回路図、 第５図は第４図の信号線断線時の動作説明用のタイムチ
ャートである。 1:信号源、R2:入力抵抗、3:T型フィルタ、C:コンデン
サ、4:A/D変換器、4a:デジタル変換値、5:信号線、6:制
御装置、7:断線検出部、7a:断線検出信号、8:オペアン
プ。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】外部の信号源から外部信号線を介し入力抵
   抗の両端に入力したアナログ電圧を、さらにコンデンサ
   を入力信号線間に持つロウパスフィルタを経てA/D変換
   器に与え、デジタルデータに変換するアナログ信号入力
   回路において、 前記入力抵抗の両端電圧を高入力インピーダンスかつ低
   出力インピーダンスで１対１に変換して前記ロウパスフ
   ィルタに与えるインピーダンス変換手段と、 前記入力抵抗の両端電圧が所定値以下となったことを判
   別して前記外部信号線の断線を示す信号を出力すると共
   に、この断線判別の直前の前記A/D変換器のデジタルデ
   ータ変換値を保持させる手段とを備えたことを特徴とす
   るアナログ入力信号線の断線検出装置。
2. 【請求項２】特許請求の範囲第１項に記載の装置におい
   て、前記インピーダンス変換手段はオペアンプからなる
   ことを特徴とするアナログ入力信号線の断線検出装置。