JP2002373392A

JP2002373392A - データ変換装置及びテレメータ装置

Info

Publication number: JP2002373392A
Application number: JP2001179006A
Authority: JP
Inventors: Masayoshi Inadera; 正由稲寺; Naonori Neya; 直則根矢
Original assignee: Takamisawa Cybernetics Co Ltd
Current assignee: Takamisawa Cybernetics Co Ltd
Priority date: 2001-06-13
Filing date: 2001-06-13
Publication date: 2002-12-26
Anticipated expiration: 2021-06-13
Also published as: JP4871458B2

Abstract

(57)【要約】【課題】装置内で生じるノイズの測定データへの影響
を抑制するためのデータ入力側とデータ出力側との絶縁
を低コストな絶縁構成によって行うことが可能なデータ
変換装置、及びそれを用いたテレメータ装置を提供す
る。【解決手段】測定器からのデータを収集して測定デー
タとして送信するテレメータ装置において、データ変換
装置１を、データ入力側であって測定器からのアナログ
データをＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器３０を含むデータ
変換部１０と、データ出力側であってＡ／Ｄ変換器３０
にクロック信号を供給する発振回路２３を含む入出力制
御部２０とから構成する。そして、信号絶縁部４０に設
けた高周波トランス４３によって、発振回路２３からの
クロック信号をＡ／Ｄ変換器３０へと伝送させるととも
に、発振回路２３とＡ／Ｄ変換器３０とを絶縁する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、測定器から出力さ
れたアナログデータをデジタルデータに変換してデータ
信号として出力するデータ変換装置、及びそれを用いた
テレメータ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】測定地点に設置されている測定器で測定
を行うことによって取得された測定データを遠隔から収
集するシステムとして、テレメータシステムが用いられ
る。テレメータシステムでは、測定データを送信する子
局装置として、測定器から出力されたデータに対して必
要なデータ処理を行うとともに、所定の送信先（例えば
親局装置）へと送信するテレメータ装置が各測定地点に
設置される。

【０００３】例えば、測定地点の環境に関する測定デー
タを収集するための環境テレメータシステムでは、測定
地点に設置された各種の測定器によって、風向、風速、
温度等を測定する気象観測測定や、大気中にある化学物
質、粉塵、粒子状物質等を測定する大気汚染物質測定な
どが行われる。そして、各測定器からのデータは、その
測定地点に子局装置として設置された環境テレメータ装
置に入力されてデータ処理され、環境データとして遠隔
にある親局装置へと送信される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】環境テレメータ装置な
どのテレメータ装置でのデータ処理及び送信の対象とな
る測定器からのデータは、測定器の種類及び構成によ
り、アナログデータまたはデジタルデータとして入力さ
れる。これに対して、データがアナログデータである場
合には、入力されたアナログデータは、テレメータ装置
においてデジタルデータにＡ／Ｄ変換され、その後にデ
ータ処理及び送信が行われる。

【０００５】ここで、テレメータ装置における上記した
アナログデータのＡ／Ｄ変換においては、テレメータ装
置内で生じるノイズのデータへの影響が問題となる。す
なわち、テレメータ装置に接続される各種のセンサなど
の測定器としては、アナログデータの電圧信号を絶縁し
て送るもの、あるいは、絶縁せずに送るものがある。こ
のとき、例えば非絶縁の複数の測定器をテレメータ装置
にそのまま接続すると、電源の回り込みや漏電、アナロ
グ信号同士の干渉などから、それぞれの測定器からのデ
ータに対するノイズが増大する可能性がある。

【０００６】測定データに対するこのようなノイズの影
響を抑制するため、テレメータ装置においては、測定器
からのデータを入力する入力端子部、及びデータがアナ
ログデータであった場合にＡ／Ｄ変換を行うデータ変換
部などのデータ入力側の回路部分を、データ出力側の他
の回路部分から絶縁することによって、データの精度を
保持する構成が用いられる。

【０００７】図４は、従来のテレメータ装置に用いられ
ているデータ変換装置の構成を示すブロック図である。
本構成例は、測定器からのアナログデータとして複数個
のアナログデータが入力される場合の構成例を示してい
る。このデータ変換装置６は、データ入力側であってそ
れぞれのアナログデータをデジタルデータに変換する複
数のデータ変換部６０₁、６０₂、…と、データ出力側で
ある入出力制御部７０ ₁、７０₂、…とを備えている。

【０００８】それぞれの入出力制御部７０_i（ｉ＝１、
２、…）には、対応するデータ変換部６０_iに設置され
ているＡ／Ｄ変換器８０_iに対して制御信号、データ信
号、及びクロック信号を入力または出力する制御信号入
力部７１_i、データ出力部７２_i、及びクロック信号供給
部７３_iが設けられている。そして、これらの制御信号
入力部７１_i、データ出力部７２_i、及びクロック信号供
給部７３_iと、Ａ／Ｄ変換器８０_iとの間は、それぞれフ
ォトカプラ９１_i、９２_i、及び９３_iによって絶縁され
ている。また、それぞれのデータ変換部６０_iに対し
て、ＤＣ／ＤＣ電源である絶縁電源９５_iが設けられて
いる。

【０００９】図４に示したように、従来のテレメータ装
置でのデータ変換装置においては、データ入力側のＡ／
Ｄ変換器へのデータ出力側からの各信号の入出力につい
て、それぞれ高速フォトカプラによって絶縁しつつ信号
の伝送を行っている。しかしながら、高速フォトカプラ
は高価であり、したがって、このような絶縁構成では、
データ変換装置及びそれを含むテレメータ装置のコスト
が増大してしまうという問題がある。

【００１０】本発明は、以上の問題点を解決するために
なされたものであり、装置内で生じるノイズの測定デー
タへの影響を抑制するためのデータ入力側とデータ出力
側との絶縁を低コストな絶縁構成によって行うことが可
能なデータ変換装置、及びそれを用いたテレメータ装置
を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明によるデータ変換装置は、（１）測定
器からのデータであるアナログデータを入力してデジタ
ルデータに変換するＡ／Ｄ変換器を有し、変換されたデ
ジタルデータをデータ信号として出力するデータ変換手
段と、（２）Ａ／Ｄ変換器を動作させるクロック信号を
供給するクロック信号供給手段を有し、データ信号及び
クロック信号を含む各信号のデータ変換手段に対する入
出力を制御する入出力制御手段とを備え、（３）データ
変換手段は、クロック信号供給手段から供給されるクロ
ック信号をＡ／Ｄ変換器へと伝送させるとともに、クロ
ック信号供給手段とＡ／Ｄ変換器とを絶縁する高周波ト
ランスを有することを特徴とする。

【００１２】また、本発明によるテレメータ装置は、
（ａ）測定器からのデータであるアナログデータを入力
するデータ入力手段と、（ｂ）データ入力手段から入力
されたアナログデータをデジタルデータに変換して、デ
ータ信号として出力する上記したデータ変換装置と、
（ｃ）データ変換装置からのデータ信号に基づいて生成
された測定データを所定の送信先へと送信するデータ送
信手段と、（ｄ）データ変換装置及びデータ送信手段の
動作を制御するとともに、データ信号に基づいて測定デ
ータを生成する制御手段とを備えることを特徴とする。

【００１３】上記したデータ変換装置及びテレメータ装
置においては、データ変換手段に設けられたＡ／Ｄ変換
器に対して、入出力制御手段に設けられたクロック信号
供給手段からクロック信号を供給している。そして、こ
のクロック信号の供給を、高周波トランスを介して行う
ことによって、データ入力側のＡ／Ｄ変換器とデータ出
力側のクロック信号供給手段とを絶縁している。

【００１４】これにより、クロック信号の入力に対して
高価な高速フォトカプラが不要となる。したがって、デ
ータ入力側とデータ出力側との絶縁を低コストな絶縁構
成によって行って、装置内で生じるノイズの測定データ
への影響を効率的に抑制することが可能なデータ変換装
置、及びそれを用いたテレメータ装置が実現される。ま
た、高周波トランスを用いることにより、装置をコンパ
クトにすることができる。

【００１５】また、データ変換手段は、Ａ／Ｄ変換器を
含む各回路要素に直流電圧を供給するとともに、入出力
制御手段から絶縁された絶縁電源部を有し、絶縁電源部
は、クロック信号供給手段から高周波トランスを伝送し
て供給されたクロック信号を、直流電圧を生成させる電
圧信号として用いることを特徴とする。

【００１６】このように、Ａ／Ｄ変換器へと供給される
クロック信号を、絶縁電圧を生成するための電圧信号に
利用して絶縁電源部を構成することにより、汎用の絶縁
電源が不要となる。これにより、データ変換装置をさら
に低コストとすることができる。また、絶縁電源を動作
させるための独立したクロック信号に起因するノイズの
発生も抑制される。

【００１７】また、データ変換手段として、複数の測定
器からのアナログデータのそれぞれに対応して設けられ
た複数のデータ変換手段を備え、複数のデータ変換手段
のそれぞれは、単一のクロック信号供給手段から供給さ
れるクロック信号を互いに共用することを特徴とする。

【００１８】これにより、複数のデータ変換手段にそれ
ぞれ設けられたＡ／Ｄ変換器に対して、単一のクロック
信号供給手段からクロック信号を供給することができる
ので、クロック信号供給手段の個数が極力低減される。
したがって、データ変換装置の小型化、構造の簡単化、
及び低コスト化が可能となる。

【００１９】また、このような構成において、上記のよ
うにクロック信号を絶縁電源部への電圧信号としても利
用することとすれば、各絶縁電源部が独立したクロック
信号によって動作することに起因するノイズ、例えば各
クロック信号同士でのクロックのずれによって生じるビ
ートによるノイズの発生を抑制することができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、図面とともに本発明による
データ変換装置、及びそれを用いたテレメータ装置の好
適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説
明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説
明を省略する。また、図面の寸法比率は、説明のものと
必ずしも一致していない。

【００２１】図１は、本発明によるテレメータ装置の一
実施形態の構成を示すブロック図である。このテレメー
タ装置Ｔは、各測定地点に設置されている測定器で測定
を行うことによって取得された測定データを遠隔から収
集するテレメータシステムにおいて、測定器から出力さ
れたデータを収集して必要なデータ処理及び送信を行う
子局装置として用いられるものである。

【００２２】本実施形態によるテレメータ装置Ｔは、入
出力部Ａと、通信部Ｂと、制御部Ｃと、電源部Ｄとを備
えている。入出力部Ａは、測定器から出力されたデータ
を入力し、所定のデータ処理を行ってデータ信号として
出力するものであり、入力端子部Ａ１、データ変換装置
１、及び表示部Ａ２を有して構成されている。

【００２３】入力端子部Ａ１は、測定器からのデータを
入力するデータ入力手段である。この入力端子部Ａ１に
は、各測定器からのデータが伝送される配線を接続する
ための１または複数の入力端子を含む端子パネルと、こ
の入力端子を介して測定器からのデータを入力するため
の入力用インターフェース（Ｉ／Ｆ）とが設けられてい
る。

【００２４】データ変換装置１は、入力端子部Ａ１から
入力されたアナログデータをデジタルデータに変換し
て、データ信号として出力するものである。このデータ
変換装置１には、アナログデータのデジタルデータへの
変換を行うデータ変換部１０と、データ変換部１０に対
する各信号の入出力を制御する入出力制御部２０とが設
けられている。

【００２５】測定器から入力端子部Ａ１を介して入力さ
れたデータがアナログデータである場合には、そのアナ
ログデータは、データ変換部１０に入力されてデジタル
データに変換された後、入出力制御部２０へと送られ
る。一方、入力されたデータがデジタルデータである場
合には、そのデジタルデータは、入力端子部Ａ１から直
接に入出力制御部２０へと送られる。

【００２６】入出力制御部２０は、入力端子部Ａ１及び
データ変換部１０など、入出力部Ａに含まれる各部の動
作を制御する。また、入出力制御部２０は、入力端子部
Ａ１からデータ変換部１０を介して、または入力端子部
Ａ１から直接に入力されたデジタルデータのデータ信号
を処理して、シリアル信号として出力する。

【００２７】また、表示部Ａ２は、ＬＥＤなどの表示手
段からなり、入出力制御部２０からの情報に基づいて、
入出力部Ａの動作状態（例えば入出力動作のＯＮ／ＯＦ
Ｆ）についての表示を行う。

【００２８】通信部Ｂは、このテレメータ装置Ｔの外部
にある通信先の装置との間で、デジタル回線などの通信
手段を介してデータ通信を行うための通信用Ｉ／Ｆであ
り、接続される通信手段に応じたＩ／Ｆ（例えばターミ
ナルアダプタ）が用いられる。この通信部Ｂは、入出力
部Ａのデータ変換装置１からのデータ信号に基づいて生
成された測定データを所定の通信先へと送信するデータ
送信手段としての機能と、通信先からのデータを受信す
るデータ受信手段としての機能を有する。通信先として
は、例えば、子局装置であるテレメータ装置Ｔからの測
定データを遠隔から収集する親局装置などがある。

【００２９】制御部Ｃは、データ変換装置１を含む入出
力部Ａ、及び通信部Ｂなど、テレメータ装置Ｔに含まれ
る各部の動作を制御する制御手段である。この制御部Ｃ
は、ＣＰＵ、メモリ、各種のＩ／Ｆなどのハードウェア
と、制御処理の実行に必要なプログラムなどのソフトウ
ェアとを有して構成されている。

【００３０】具体的な構成例としては、制御部Ｃは、入
出力部Ａの入出力制御部２０からシリアル信号として出
力されたデータ信号を入力する入力部（Ｉ／Ｆに対応）
と、入力されたデータ信号に基づいて測定データを生成
するデータ処理を行うデータ処理部（ＣＰＵ及びソフト
ウェアに対応）と、入力されたデータまたはデータ処理
された測定データを蓄積する記憶部（メモリに対応）
と、測定データを通信部Ｂへと出力する出力部（Ｉ／Ｆ
に対応）とを有する構成がある。

【００３１】このような構成により、制御部Ｃは、測定
器から入出力部Ａを介して入力されたデータを蓄積する
とともに、それらのデータに対して測定対象となってい
る物理量を算出するための演算処理などの必要なデータ
処理を行って、測定データを生成する。そして、生成さ
れた測定データを、通信部Ｂを介して親局装置などの送
信先へと送信する。

【００３２】電源部Ｄは、入出力部Ａ、通信部Ｂ、及び
制御部Ｃを含むテレメータ装置Ｔの各部に必要な電源電
圧を供給する電源である。この電源部Ｄは、例えば、商
用ＡＣ電源を入力し、テレメータ装置Ｔの各部が必要と
する直流電圧（例えば５Ｖ）を生成して出力するＤＣ電
源供給部と、ＡＣラインからのノイズの進入を防止する
ノイズフィルタ部とを有して構成される。

【００３３】図２は、図１に示したテレメータ装置に用
いられる、本発明によるデータ変換装置の一実施形態の
構成を示すブロック図である。本実施形態においては、
測定器からのアナログデータとして、１個の測定器から
のアナログデータが入力される場合の構成例を示してい
る。このデータ変換装置１は、図１に示したように、デ
ータ変換部１０と、入出力制御部２０とを備えている。

【００３４】データ変換部１０は、測定器からのデータ
がアナログデータである場合に、後段の入出力制御部２
０等によるデータ処理が可能なデジタルデータに変換す
るデータ変換手段である。このデータ変換部１０には、
Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換器３０と、信号絶縁
部４０と、絶縁電源部５０とが設けられている。

【００３５】本実施形態においては、データのＡ／Ｄ変
換を行う素子として、逐次比較レジスタ方式のＡ／Ｄ変
換器３０を用いている。逐次比較レジスタ方式のＡ／Ｄ
変換器３０は、その動作のため、Ａ／Ｄ変換動作を外部
から制御する外部制御信号、データ変換及びデータ転送
を行うためのクロック信号、単一電源、及び基準電圧を
必要とする。

【００３６】図２に示した構成においては、Ａ／Ｄ変換
器３０に対して、その正端子に測定器からのデータであ
るアナログデータが入力されている。また、その負端子
に基準電圧が入力されている。また、Ａ／Ｄ変換動作を
実行するため、上記した外部からの制御信号及びクロッ
ク信号が入力されている。以上の構成により、Ａ／Ｄ変
換器３０は、入力端子部Ａ１を介して正端子に入力され
た測定器からのアナログデータをデジタルデータに変換
し、データ信号として出力する。

【００３７】なお、入力端子部Ａ１とデータ変換装置１
のＡ／Ｄ変換器３０との間には、必要に応じて、アナロ
グデータに所定の処理を行うためのアナログ回路が設け
られる。このようなアナログ回路としては、例えば、測
定器からのアナログデータを増幅するアンプ回路などが
ある。

【００３８】このＡ／Ｄ変換器３０に対して、データ変
換装置１内のデータ出力側に、入出力制御部２０が設置
されている。入出力制御部２０は、制御信号及びクロッ
ク信号のデータ変換部１０への入力と、データ信号のデ
ータ変換部１０からの出力とを含めて、各信号のデータ
変換部１０に対する入出力を制御する入出力制御手段で
ある。

【００３９】入出力制御部２０には、制御信号入力部２
１、データ出力部２２、及び発振回路２３が設けられて
いる。制御信号入力部２１は、Ａ／Ｄ変換器３０による
Ａ／Ｄ変換動作を外部から制御するための制御信号のデ
ータ変換部１０への入力を行う。また、データ出力部２
２は、データ変換部１０で変換されたデジタルデータの
データ信号の出力を行う。また、発振回路２３は、Ａ／
Ｄ変換器３０を動作させるクロック信号を供給するクロ
ック信号供給手段である。

【００４０】この入出力制御部２０は、例えば、ＣＰ
Ｕ、パルス入力部、及びアナログ入力部などを有して構
成される。ここで、パルス入力部は、パルス電圧信号
（デジタル電圧信号）の入力及び処理を行うものであ
る。また、アナログ入力部は、アナログ電圧信号を入力
し、データ変換部１０にフィードバックしてシリアルの
デジタル信号を入力及び処理するものである。

【００４１】入出力制御部２０とＡ／Ｄ変換器３０と
は、信号絶縁部４０によって互いに絶縁される。信号絶
縁部４０には、両者の絶縁を実現する絶縁構成として、
高速フォトカプラ４１、４２、及びトランス（高周波ト
ランス）４３が設けられている。これらのフォトカプラ
４１、４２、及びトランス４３は、データ変換装置１に
おけるデータ入力側の回路部分であるデータ変換部１０
内の回路と、データ出力側の回路部分である入出力制御
部２０内の回路とを電気的に絶縁しつつ、各信号が伝送
可能なように対応する回路同士を接続する。

【００４２】すなわち、フォトカプラ４１は、制御信号
入力部２１からの制御信号をＡ／Ｄ変換器３０へと伝送
させるとともに、制御信号入力部２１とＡ／Ｄ変換器３
０とを絶縁する。また、フォトカプラ４２は、Ａ／Ｄ変
換器３０から出力されたデジタルデータのデータ信号を
データ出力部２２へと伝送させるとともに、Ａ／Ｄ変換
器３０とデータ出力部２２とを絶縁する。また、高周波
トランス４３は、発振回路２３から供給されたクロック
信号をＡ／Ｄ変換器３０へと伝送させるとともに、発振
回路２３とＡ／Ｄ変換器３０とを絶縁する。

【００４３】データ変換装置１の各回路要素の動作に必
要な直流電圧、例えばＡ／Ｄ変換器３０への基準電圧や
他のアナログ回路への直流電圧などは、絶縁電源部５０
によって供給される。この絶縁電源部５０は、Ａ／Ｄ変
換器３０と同様に、入出力制御部２０から絶縁されてい
る。

【００４４】絶縁電源部５０には、高周波トランス４
３、整流素子５１、及びレギュレータ素子５２が設けら
れている。このうち、高周波トランス４３は、Ａ／Ｄ変
換器３０に対する信号絶縁部４０との共用になってい
る。すなわち、本実施形態における絶縁電源部５０は、
クロック信号供給手段である発振回路２３から高周波ト
ランス４３を伝送して供給されたＡ／Ｄ変換器３０への
クロック信号を、直流電圧を生成させる電圧信号として
用いている。

【００４５】発振回路２３からトランス４３を介して入
力されたクロック信号は整流素子５１に入力されて、整
流素子５１によって直流電圧が生成される。そして、生
成された直流電圧は、電圧安定化部を構成しているレギ
ュレータ素子５２によって安定化された後、入出力制御
部２０から絶縁された絶縁電圧として各回路要素へと供
給される。

【００４６】本実施形態によるデータ変換装置１、及び
それを備えるテレメータ装置Ｔにおいては、データ変換
部１０に設けられたＡ／Ｄ変換器３０に対して、入出力
制御部２０に設けられた発振回路２３からクロック信号
を供給している。そして、このクロック信号の供給を、
高周波トランス４３を介して行うことによって、測定器
からのデータに対してデータ入力側のＡ／Ｄ変換器３０
と、データ出力側の発振回路２３とを絶縁している。

【００４７】これにより、クロック信号の入力に対する
絶縁構成において、高価な高速フォトカプラが不要とな
る。したがって、データ入力側とデータ出力側との絶縁
を低コストな絶縁構成によって行って、装置内で生じる
ノイズの測定データへの影響を効率的に抑制することが
可能なデータ変換装置１、及びそれを用いたテレメータ
装置Ｔが実現される。また、高周波トランス４３を用い
ることにより、装置をコンパクトにすることができる。

【００４８】また、データ変換部１０に含まれるＡ／Ｄ
変換器３０などの各回路要素に必要な直流電圧を供給す
る絶縁電源として、上記した高周波トランス４３を含む
絶縁電源部５０を構成し、Ａ／Ｄ変換器３０へと供給さ
れるクロック信号を、絶縁電圧を生成させる電圧信号に
利用している。これにより、比較的高価な汎用の絶縁電
源の設置が不要となるので、装置をさらに低コストとす
ることができる。また、絶縁電源を動作させるための独
立したクロック信号に起因するノイズの発生も抑制され
る。

【００４９】上述した構成を有するデータ変換装置１及
びテレメータ装置Ｔの具体的な例としては、測定地点に
設置された各種の測定器によって気象観測測定や大気汚
染物質測定などを行って、それらの環境データを収集す
る環境テレメータシステムでの環境テレメータ装置があ
る。

【００５０】このような環境テレメータ装置では、テレ
メータ装置Ｔ（図１参照）の入力端子部Ａ１に含まれる
複数の入力端子それぞれに、気象観測測定用や大気汚染
物質測定用などの各種の測定器（１または複数の測定
器）からの配線を接続する。そして、テレメータ装置Ｔ
において、それらの測定器からのデータを収集または蓄
積し、データのＡ／Ｄ変換を含む必要なデータ処理を行
った後、得られた測定データを環境データとして環境テ
レメータシステムの親局装置へと転送する。

【００５１】親局装置は、例えば、パーソナルコンピュ
ータなどの処理装置及び表示装置などからなり、子局装
置である環境テレメータ装置から送信された環境データ
に対してさらにデータ処理を行い、または、送信された
環境データを表示装置に表示する。

【００５２】また、上述したデータ変換装置１及びテレ
メータ装置Ｔは、このような環境テレメータシステム以
外にも、様々なテレメータシステムに対して同様に適用
することが可能である。

【００５３】ここで、上記した実施形態において用いら
れている逐次比較レジスタ方式のＡ／Ｄ変換器３０の動
作の概略について説明しておく。逐次比較レジスタ方式
のＡ／Ｄ変換器３０は、上述したように、外部制御信
号、クロック信号、単一電源、及び基準電圧を必要とす
る。

【００５４】制御信号入力部２１からフォトカプラ４１
を介して入力される制御信号は、Ａ／Ｄ変換器３０の変
換開始と停止、伝送開始と停止などの一般的な一連動作
を行い、また、その電圧値によって、アナログ入力の電
圧範囲（Ａ／Ｄ変換を行う電圧範囲）を設定する。した
がって、この外部制御信号は、測定器からのアナログデ
ータに想定される電圧範囲に対応して設定された電圧値
の制御信号とされる。また、クロック信号供給手段であ
る発振回路２３から高周波トランス４３を介して入力さ
れる変換及び転送クロック信号は、その入力によってＡ
／Ｄ変換器３０からの出力をシリアル供給するのに用い
られる。

【００５５】また、単一電源は、Ａ／Ｄ変換器３０の動
作に必要な絶縁電圧を供給する絶縁電源部５０である。
上記した実施形態では、発振回路２３からのクロック信
号が共用されることによって、Ａ／Ｄ変換器３０と絶縁
電源部５０とが同一の周波数で動作している。これによ
り、Ａ／Ｄ変換器３０の出力に対する絶縁電源部５０に
起因するノイズの発生や、各クロック信号同士でのクロ
ックの違いやずれによる干渉ビートの発生が抑えられ
る。

【００５６】なお、Ａ／Ｄ変換器３０と発振回路２３と
を絶縁するトランス４３としては、Ａ／Ｄ変換器３０の
動作に用いられるクロック信号の周波数などの諸条件に
応じて、クロック信号を好適に伝送させる構成の高周波
トランスを選択して用いることが好ましい。また、周波
数の設定については、周波数が低いとトランスの形状が
大きくなる場合があり、また、可聴帯域では耳障りとな
る場合もあるので、それらの条件を考慮して、高周波で
の所定の周波数範囲内で周波数を設定することが好まし
い。具体的には、例えば、５０ｋＨｚ以上の周波数範
囲、あるいはさらに１００ｋＨｚ以上の周波数範囲とす
ることが好ましい。

【００５７】図３は、データ変換装置の他の実施形態の
構成を示すブロック図である。本実施形態においては、
測定器からのアナログデータとして複数個の測定器から
のアナログデータが入力される場合の構成例を示してい
る。

【００５８】このデータ変換装置１は、入力される複数
個のアナログデータの個数に対応して、複数のデータ変
換部１０₁、１０₂、１０₃、…と、データ変換部と同数
の入出力制御部２０₁、２０₂、２０₃、…とを備えてい
る。このうち、データ変換部１０_i（ｉ＝１、２、３、
…）のそれぞれの構成は、図２に示したデータ変換部１
０と同様である。一方、入出力制御部２０_i（ｉ＝１、
２、３、…）のそれぞれの構成については、１番目の入
出力制御部２０₁の構成は、図２に示した入出力制御部
２０と同様であるが、２番目以降の入出力制御部２
０₂、２０₃、…の構成は、図２に示した入出力制御部２
０とは一部異なっている。

【００５９】まず、１番目のアナログデータに対応する
データ変換部１０₁及び入出力制御部２０₁についてみる
と、データ変換部１０₁には、アナログデータのＡ／Ｄ
変換を行うＡ／Ｄ変換器３０₁、Ａ／Ｄ変換器３０₁を入
出力制御部２０₁から絶縁するフォトカプラ４１₁、４２
₁、及びトランス４３₁が設けられている。また、トラン
ス４３₁とともに絶縁電源部を構成する整流素子５１₁、
レギュレータ素子５２₁が設けられている。また、対応
する入出力制御部２０₁には、制御信号入力部２１₁、デ
ータ出力部２２₁、及び発振回路２３₁が設けられてい
る。

【００６０】次に、２番目のアナログデータに対応する
データ変換部１０₂及び入出力制御部２０₂についてみる
と、データ変換部１０₂は、上記したデータ変換部１０₁
と同様の構成となっている。一方、入出力制御部２０₂
は、入出力制御部２０₁とは異なり、発振回路を含まな
い構成となっている。

【００６１】そして、データ変換部１０₂のトランス４
３₂に対して、入出力制御部２０₁の発振回路２３₁が接
続され、これにより、発振回路２３₁によってＡ／Ｄ変
換器３０₂及び整流素子５１₂へのクロック信号が供給さ
れている。このような構成は、３番目以降のアナログデ
ータに対応するデータ変換部１０₃、…及び入出力制御
部２０₃、…についても同様である。

【００６２】すなわち、本実施形態によるデータ変換装
置１においては、複数のデータ変換部１０₁、１０₂、１
０₃、…のそれぞれが、単一のクロック信号供給手段で
ある発振回路２３₁から供給されるクロック信号を互い
に共用している。このような構成によれば、Ａ／Ｄ変換
器３０₁、３０₂、３０₃、…のそれぞれを動作させるた
めのクロック信号を供給するクロック信号供給手段の個
数を極力低減することができ、データ変換装置１の小型
化、構造の簡単化、及び低コスト化が可能となる。

【００６３】また、このように複数のデータ変換部があ
る場合に、データ変換部のそれぞれに独立したクロック
信号によって動作する絶縁電源を別個に設けると、各絶
縁電源でのクロック信号同士のずれによってノイズが発
生する。これに対して、上記した実施形態では、データ
変換部１０₁、１０₂、１０₃、…が同一の周波数のクロ
ック信号によって動作するため、データ変換部同士での
クロック信号の干渉などによるノイズの発生が抑制され
る。

【００６４】例えば、環境テレメータシステムを考える
と、環境データとして測定すべきデータは、風向、風
速、温度などの気象データや、ＳＯ₂、ＮＯなどの各種
の化学物質、浮遊粉塵、浮遊粒子状物質などの大気汚染
データなど多岐にわたり、場合によっては数１０個の測
定器からのデータが収集される場合がある。これに対し
て、上記した構成のデータ変換装置１によれば、多数の
データを好適に処理及び送信することが可能なデータ変
換装置及びテレメータ装置が実現される。

【００６５】本発明によるデータ変換装置、及びそれを
用いたテレメータ装置は、上記した実施形態に限られる
ものではなく、様々な変形が可能である。例えば、上記
した実施形態では発振回路２３からのクロック信号を共
用するように絶縁電源部５０を構成しているが、絶縁電
源部５０については、このような構成に限らずに他の構
成としても良く、あるいは、ノイズの影響の大きさによ
っては、Ａ／Ｄ変換器３０に対するクロック信号とは別
に動作する絶縁電源を用いても良い。また、複数のデー
タ変換部がある場合に、データ変換部毎に別個にクロッ
ク信号を供給する構成としても良い。なお、複数のクロ
ック信号を用いる場合には、基板上での距離を離した
り、別基板とするなどのノイズ対策を併せて行っても良
い。

【００６６】また、高周波トランスを介して出力される
クロック信号については、単一のクロックに限らず、ク
ロックが互いに整数倍であればクロックのずれによるビ
ートの発生は抑制されるので、そのようなクロックを利
用する構成としても良い。

【００６７】また、Ａ／Ｄ変換器については、上記した
実施形態では逐次比較レジスタ方式によるＡ／Ｄ変換器
について説明したが、これ以外にも、デルタ−シグマ方
式などの他の方式によるＡ／Ｄ変換器を用いても良い。
これらのＡ／Ｄ変換器においても、変換されたデジタル
データをシリアル出力するものは、クロック信号に同期
させてデータ転送を行うので、高周波トランスを用いた
上記の絶縁構成を同様に適用することができる。

【００６８】

【発明の効果】本発明によるデータ変換装置、及びそれ
を用いたテレメータ装置は、以上詳細に説明したよう
に、次のような効果を得る。すなわち、データ変換装置
及びテレメータ装置のデータ入力側に設けられ、測定器
からのデータであるアナログデータをデジタルデータに
変換するＡ／Ｄ変換器に対し、データ出力側に設けられ
たクロック信号供給手段からクロック信号を供給すると
ともに、トランスによってＡ／Ｄ変換器とクロック信号
供給手段とを絶縁する構成によれば、クロック信号の入
力に対して高価な高速フォトカプラが不要となる。した
がって、データ入力側とデータ出力側との絶縁を低コス
トな絶縁構成によって行うことが可能なデータ変換装
置、及びそれを用いたテレメータ装置が実現される。

【００６９】このようなテレメータ装置は、例えば、各
測定地点での環境データを収集する環境テレメータシス
テムに適用することができる。また、環境テレメータシ
ステム以外にも、様々なテレメータシステム、あるいは
他の装置等に対して、上述したデータ変換装置、及びテ
レメータ装置を適用することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】テレメータ装置の一実施形態の構成を示すブロ
ック図である。

【図２】データ変換装置の一実施形態の構成を示すブロ
ック図である。

【図３】データ変換装置の他の実施形態の構成を示すブ
ロック図である。

【図４】従来のテレメータ装置でのデータ変換装置の構
成を示すブロック図である。

【符号の説明】

Ｔ…テレメータ装置、Ａ…入出力部、Ａ１…入力端子
部、Ａ２…表示部、Ｂ…通信部、Ｃ…制御部、Ｄ…電源
部、１…データ変換装置、１０…データ変換部、２０…
入出力制御部、２１…制御信号入力部、２２…データ出
力部、２３…発振回路、３０…Ａ／Ｄ変換器、４０…信
号絶縁部、４１、４２…高速フォトカプラ、４３…高周
波トランス、５０…絶縁電源部、５１…整流素子、５２
…レギュレータ素子。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０４Ｑ 9/00 ３４１Ｈ０４Ｑ 9/00 ３４１Ａ (72)発明者根矢直則東京都中野区中央二丁目48番５号中野平和ビル株式会社高見沢サイバネティックス内Ｆターム(参考） 2F073 AA01 AB07 BB02 BC01 BC04 CC02 CC10 CD27 FF04 FF09 FG01 FG02 FG04 GG01 GG03 5J022 AA01 CA03 CE01 CF09 5K048 AA06 BA35 EB10 HA02 HA04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】測定器からのデータであるアナログデー
タを入力してデジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換器を
有し、変換された前記デジタルデータをデータ信号とし
て出力するデータ変換手段と、前記Ａ／Ｄ変換器を動作させるクロック信号を供給する
クロック信号供給手段を有し、前記データ信号及び前記
クロック信号を含む各信号の前記データ変換手段に対す
る入出力を制御する入出力制御手段とを備え、前記データ変換手段は、前記クロック信号供給手段から
供給される前記クロック信号を前記Ａ／Ｄ変換器へと伝
送させるとともに、前記クロック信号供給手段と前記Ａ
／Ｄ変換器とを絶縁する高周波トランスを有することを
特徴とするデータ変換装置。
【請求項２】前記データ変換手段は、前記Ａ／Ｄ変換
器を含む各回路要素に直流電圧を供給するとともに、前
記入出力制御手段から絶縁された絶縁電源部を有し、前記絶縁電源部は、前記クロック信号供給手段から前記
高周波トランスを伝送して供給された前記クロック信号
を、前記直流電圧を生成させる電圧信号として用いるこ
とを特徴とする請求項１記載のデータ変換装置。
【請求項３】前記データ変換手段として、複数の前記
測定器からのアナログデータのそれぞれに対応して設け
られた複数のデータ変換手段を備え、前記複数のデータ変換手段のそれぞれは、単一の前記ク
ロック信号供給手段から供給される前記クロック信号を
互いに共用することを特徴とする請求項１または２記載
のデータ変換装置。
【請求項４】測定器からのデータであるアナログデー
タを入力するデータ入力手段と、前記データ入力手段から入力された前記アナログデータ
をデジタルデータに変換して、データ信号として出力す
る請求項１〜３のいずれか一項記載のデータ変換装置
と、前記データ変換装置からの前記データ信号に基づいて生
成された測定データを所定の送信先へと送信するデータ
送信手段と、前記データ変換装置及び前記データ送信手段の動作を制
御するとともに、前記データ信号に基づいて前記測定デ
ータを生成する制御手段とを備えることを特徴とするテ
レメータ装置。