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JPH076289A - Intelligent transmitter - Google Patents

Intelligent transmitter

Info

Publication number
JPH076289A
JPH076289A JP14591793A JP14591793A JPH076289A JP H076289 A JPH076289 A JP H076289A JP 14591793 A JP14591793 A JP 14591793A JP 14591793 A JP14591793 A JP 14591793A JP H076289 A JPH076289 A JP H076289A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
reception filter
signal
frequency
circuit
intelligent transmitter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP14591793A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Noritoshi Okabe
典利 岡部
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP14591793A priority Critical patent/JPH076289A/en
Publication of JPH076289A publication Critical patent/JPH076289A/en
Pending legal-status Critical Current

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Landscapes

  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
  • Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide the transmitter for detecting a fault of a reception filter circuit and for giving an alarm to a host side by measuring a frequency characteristic of a built-in reception filter circuit with respect to an intelligent transmitter. CONSTITUTION:A transmission current with an accurate frequency is flowed through a load resistor 14 in a 2-wire loop to generate a reference voltage signal and an attenuation guantity caused by passing the signal through a reception filter 7 is compared with an attenuation in the case of a previously normal reception filter by a comparator 6, and when the both are coincident, it is detected by the generation of an interruption to a microcomputer 1. The frequency of the transmission current in this case indicates the frequency characteristic of the reception filter 7 and it is compared with a reference value and the presence and the absence of a fault is discriminated. Since the internal reception filter characteristic is independently diagnosed by the intelligent transmitter, the reliability is improved and the maintenance and management are facilitated.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はマイクロプロセッサを内
蔵するインテリジェント伝送器の自己診断機能向上に関
するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to improving the self-diagnosis function of an intelligent transmitter incorporating a microprocessor.

【0002】[0002]

【従来の技術】インテリジェント伝送器は二線式が主流
であり、図1に示すように出力端子外部に定電圧電源1
5と負荷抵抗14を接続して二線式ループを構成し、出
力(+),(−)間にハンドヘルドターミナル,ディスト
リビュータ,ホスト等を接続して通信を行う。通信方式
としては、二線式ループ内を流れる4−20mAのアナ
ログ電流に通信用ディジタル信号電流を重畳させる方法
や、アナログ電流自体をスイッチングさせて信号伝達す
る方法がある。いずれの方法でも、ディジタル信号をア
ナログ信号から分離・検波する前にフィルタ回路を通し
てノイズ成分を除去する必要がある。ノイズ成分として
は、商用電源周波数ノイズ,スイッチング電源高周波ノ
イズ,ループに重畳する誘導ノイズ等々設置環境により
多種多様であるが、これらを除去するフィルタとして
は、通常2次以上のハイパスフィルタと1次以上のロー
パスフィルタとの組合わせで構成する場合が多い。しか
しノイズ耐量を越える環境に設置された場合は殆ど通信
不能に陥るため、ハンドヘルドターミナル等の外部装置
からの自己診断機能へのアクセスもできなくなり、伝送
器自体の故障によるものか、外来ノイズによるものか通
信不能の原因を特定することが困難となる。
2. Description of the Related Art A two-wire system is the mainstream for intelligent transmitters, and as shown in FIG.
5 and the load resistor 14 are connected to form a two-wire loop, and a handheld terminal, a distributor, a host, etc. are connected between the outputs (+) and (-) for communication. As a communication method, there is a method of superimposing a digital signal current for communication on an analog current of 4 to 20 mA flowing in a two-wire loop, and a method of transmitting a signal by switching the analog current itself. In either method, it is necessary to remove a noise component through a filter circuit before separating / detecting a digital signal from an analog signal. There are various types of noise components depending on the installation environment, such as commercial power supply frequency noise, switching power supply high frequency noise, inductive noise superimposed on the loop, etc., but as a filter for removing these, a high-pass filter of second order or higher and a first order or higher order are usually used. In many cases, it is configured in combination with the low pass filter of. However, if it is installed in an environment that exceeds the noise tolerance, communication becomes almost impossible, and it becomes impossible to access the self-diagnosis function from an external device such as a handheld terminal, either due to a failure of the transmitter itself or due to external noise. It is difficult to identify the cause of communication failure.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、イン
テリジェント伝送器内蔵の受信フィルタ回路の周波数特
性を自己診断する機能を持たせたインテリジェント伝送
器を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an intelligent transmitter having a function of self-diagnosing the frequency characteristic of a reception filter circuit incorporated in the intelligent transmitter.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】上記目的は、インテリジ
ェント伝送器内蔵のマイクロプロセッサが持つプログラ
マブルタイマーと割込み処理機能及び受信機能として持
つ検波回路を用いることで達成できる。一方、簡易診断
用としては、前記プログラマブルタイマーの替わりに、
マイクロプロセッサ内蔵のシリアル送信機能をそのまま
使用することで達成できる。
The above object can be achieved by using a programmable timer which a microprocessor with an intelligent transmitter has and a detection circuit which has an interrupt processing function and a receiving function. On the other hand, for simple diagnosis, instead of the programmable timer,
This can be achieved by directly using the serial transmission function built in the microprocessor.

【0005】[0005]

【作用】プログラマブルタイマーから一定周波数の信号
を出力して二線式ループに送信電流を重畳し、負荷抵抗
にエコー電圧を発生させる。このエコー電圧は、受信フ
ィルタで減衰してから検波回路のスレッショルド電圧と
比較され、両者が一致するとマイクロプロセッサへの割
込み信号が発生するため、マイクロプロセッサはプログ
ラマブルタイマーの出力周波数を掃引することで受信フ
ィルタの周波数特性を計測できる。
The programmable timer outputs a signal having a constant frequency to superimpose the transmission current on the two-wire loop to generate an echo voltage in the load resistance. This echo voltage is attenuated by the reception filter and then compared with the threshold voltage of the detection circuit. If the two match, an interrupt signal to the microprocessor is generated, so the microprocessor receives the signal by sweeping the output frequency of the programmable timer. The frequency characteristics of the filter can be measured.

【0006】[0006]

【実施例】以下、本発明の実施例を図1,図2及び図3
を用いて説明する。図1において、D/Aコンバータ4
はマイクロプロセッサ1から送られてきたデータに応じ
てトランジスタ16を駆動してアナログ4−20mAル
ープ電流を一定値に制御する。ループ電流はフィードバ
ック抵抗11で電圧に変換され電圧・電流変換回路8に
帰還される。マイクロプロセッサ1は通常動作時、マル
チプレクサ17のAチャンネルを選択して送信信号Tx
を加減算回路5に入力してD/Aコンバータ4の出力信
号と加減算し、前記トランジスタ16で送信電流信号I
dに変換しアナログ4−20mA電流に重畳する。一方
自己診断時はマイクロプロセッサ1はマルチプレクサ1
7のBチャンネルを選択してプログラマブルタイマーの
PTM出力信号によってループ上に送信電流信号Idを
発生させる。送信電流信号Idは負荷抵抗14に流れ込
むことでエコー電圧信号に変換される。前記電圧信号は
コンデンサ9によるAC結合でDC成分を除去されて通
信信号成分のみ通過した後、受信フィルタ7で減衰して
から検波用コンパレ−タ6の非反転入力端子に入力さ
れ、反転入力端子側の基準スレッショルド電圧と比較さ
れる。スレッショルド電圧は基準電圧Vrefを抵抗12
及び13で分圧した値Vth=Vref×R2(R1+R2)で
与えられる。受信フィルタ7で減衰したエコー電圧がス
レッショルド電圧Vthを越える点は、コンパレータ6の
出力が“L”から“H”に変化しマイクロプロセッサ1
に割込みIROをかけることで検出できる。全体の動作
を図2を用いて説明する。同図は200Hzと1.5k
Hz のしゃ断周波数特性を持つ2次ハイパスフィルタ
と1次ローパスフィルタを組合わせた受信フィルタの場
合であり、コンパレータ6のスレッショルド電圧はVth
=50mV,負荷抵抗14は250Ω,送信信号電流I
d=±0.5mA ,通信周波数fo=600Hzという
標準的な数値としている。受信フィルタ7が上記の仕様
で正常に動作している場合、送信電流信号Idによって
負荷抵抗14に発生するエコー電圧は0.5 mA×2
50Ω=125mVの大きさで受信フィルタ7に入力さ
れるので、受信フィルタ7通過後の信号がコンパレータ
6のスレッショルド電圧Vthと一致する周波数は、ゲイ
ンが20log(50mV/125mV)=8db低下
するfL及びfHであり、図2ではfL=126Hz,fH
=3.75kHzとなる。従って、プログラマブルタイ
マー出力信号の周波数をfL より低い周波数から上昇方
向に掃引していくと、fL を通過する時点で、コンパレ
ータ6の出力信号が“L”から“H”に遷移してマイク
ロプロセッサに割込み起動をかけるためfL を検知する
ことができる。同様にプログラマブルタイマー出力信号
の周波数をfH より高い周波数から下降方向に掃引して
いくことでfH を検知することができる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
Will be explained. In FIG. 1, the D / A converter 4
Drives the transistor 16 according to the data sent from the microprocessor 1 to control the analog 4-20 mA loop current to a constant value. The loop current is converted into a voltage by the feedback resistor 11 and fed back to the voltage / current conversion circuit 8. During normal operation, the microprocessor 1 selects the A channel of the multiplexer 17 to select the transmission signal Tx.
Is input to the addition / subtraction circuit 5 to be added / subtracted from the output signal of the D / A converter 4, and the transmission current signal I
It is converted to d and superimposed on the analog 4-20 mA current. On the other hand, during self-diagnosis, the microprocessor 1 is the multiplexer 1
Channel B 7 is selected to generate a transmission current signal Id on the loop by the PTM output signal of the programmable timer. The transmission current signal Id flows into the load resistor 14 and is converted into an echo voltage signal. The voltage signal has its DC component removed by AC coupling by the capacitor 9 and passes only the communication signal component, and is then attenuated by the reception filter 7 before being input to the non-inverting input terminal of the detection comparator 6 and its inverting input terminal. Side reference threshold voltage. For the threshold voltage, the reference voltage Vref is applied to the resistor 12
And the value divided by 13 is given by Vth = Vref × R 2 (R 1 + R 2 ). At the point where the echo voltage attenuated by the reception filter 7 exceeds the threshold voltage Vth, the output of the comparator 6 changes from "L" to "H" and the microprocessor 1
This can be detected by applying an interrupt IRO to. The overall operation will be described with reference to FIG. The figure shows 200Hz and 1.5k
This is the case of a reception filter that combines a second-order high-pass filter with a cutoff frequency characteristic of Hz and a first-order low-pass filter, and the threshold voltage of the comparator 6 is Vth.
= 50 mV, load resistance 14 is 250Ω, transmission signal current I
The standard values are d = ± 0.5 mA and communication frequency fo = 600 Hz. When the reception filter 7 operates normally according to the above specifications, the echo voltage generated in the load resistor 14 by the transmission current signal Id is 0.5 mA × 2.
Since 50Ω = 125 mV is input to the reception filter 7, the gain at the frequency at which the signal after passing the reception filter 7 matches the threshold voltage Vth of the comparator 6 decreases by 20 log (50 mV / 125 mV) = 8 db f L And f H , and in FIG. 2, f L = 126 Hz, f H
= 3.75 kHz. Accordingly, when gradually sweeps upward direction the frequency of the programmable timer output signal from the frequency lower than f L, at the time of passing through the f L, the output signal of the comparator 6 transits from "L" to "H" Micro Since the processor is interrupt-activated, f L can be detected. Similarly, f H can be detected by sweeping the frequency of the programmable timer output signal downward from a frequency higher than f H.

【0007】以上の処理で検出したfL及びfHと、メモ
リ2に記憶されている標準値とを比較することで、受信
フィルタ7の特性の異常有無を診断することができる。
L及びfH は独立して計測できるため、異常が検出さ
れた場合、2次ハイパスフィルタ側の異常であるのか1
次ローパスフィルタ側の異常であるのかを判別すること
ができる。
By comparing f L and f H detected by the above processing with the standard value stored in the memory 2, it is possible to diagnose whether the characteristic of the reception filter 7 is abnormal.
Since f L and f H can be measured independently, if an abnormality is detected, is it an abnormality on the secondary high-pass filter side?
It is possible to determine whether there is an abnormality on the next low pass filter side.

【0008】図3はプログラマブルタイマーを用いず
に、本来の通信機能を利用して受信フィルタ回路の診断
を実行する実施例である。一般にシリアル通信周波数は
75×2^n(n=0〜8)Hzに限定されているた
め、図1の例のように正確な計測はできず、離散周波数
を対象とした簡易診断機能に限定される。図2の受信フ
ィルタの例では、送信信号周波数が75Hzの場合コン
パレータ6出力は“L”であるが、送信信号周波数を1
50Hzに切り換えると“H”に遷移することが検知で
きるため、2次ハイパスフィルタ特性は、75Hz≦f
L ≦150Hzであることを確認できる。同様に、送信
信号周波数を4.8kMzから2.4kHzに切り換える
ことで1次ローパスフィルタ特性は2.4kHz≦fM
≦4.8kMzであることを確認できるため、簡易診断
機能として使用できる。
FIG. 3 shows an embodiment in which the diagnosis of the reception filter circuit is executed by utilizing the original communication function without using the programmable timer. Since the serial communication frequency is generally limited to 75 × 2 ^ n (n = 0 to 8) Hz, accurate measurement cannot be performed as in the example of FIG. 1, and the simple diagnosis function for discrete frequencies is limited. To be done. In the example of the reception filter in FIG. 2, when the transmission signal frequency is 75 Hz, the output of the comparator 6 is “L”, but the transmission signal frequency is 1
The transition to "H" can be detected when switching to 50Hz, so the second-order high-pass filter characteristic is 75Hz ≤ f
It can be confirmed that L ≤ 150 Hz. Similarly, by switching the transmission signal frequency from 4.8 kHz to 2.4 kHz, the primary low-pass filter characteristic is 2.4 kHz ≦ f M
Since it can be confirmed that ≦ 4.8 kMz, it can be used as a simple diagnostic function.

【0009】図1及び図3の実施例では、本来の受信フ
ィルタの特性は予めメモリ2に記憶されており、fL
Mは既知であるため、送信信号を全周波数に汎って掃
引する必要はなく、fL,fMを含む近傍の周波数を掃引
すれば良いので、マイクロプロセッサ1の処理時間の負
担は少ない。図1の実施例の場合、fL及びfMを表示器
3で表示するとともに、二線式ループ回線を介して外部
のハンドヘルドターミナルに転送することもできる。f
L,fMの測定結果が規定範囲に収まっていない場合は、
受信フィルタが異常であると判断し、その情報をメモリ
2に格納後表示器3で表示し、ホスト側あるいはハンド
ヘルドターミナルに送信して異常発生を警報する。
In the embodiment shown in FIGS. 1 and 3, the characteristics of the original reception filter are stored in the memory 2 in advance, and f L ,
Since f M is already known, it is not necessary to sweep the transmission signal over all frequencies, and it suffices to sweep nearby frequencies including f L and f M , so that the processing time of the microprocessor 1 is less burdened. . In the case of the embodiment shown in FIG. 1, f L and f M can be displayed on the display 3 and transferred to an external handheld terminal via a two-wire loop line. f
If the measurement results of L and f M are not within the specified range,
It is determined that the reception filter is abnormal, the information is stored in the memory 2 and then displayed on the display 3, and is transmitted to the host side or the handheld terminal to warn of the abnormality.

【0010】[0010]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によればイ
ンテリジェント伝送器が内蔵する回路ブロック中で、比
較的構成部品が多く不良発生の要因の大きい受信フィル
タ回路の自己診断ができるため、伝送器の信頼性が向上
し初期不良を低減できる。
As described above, according to the present invention, in the circuit block built in the intelligent transmitter, the self-diagnosis of the reception filter circuit, which has a relatively large number of components and causes a large number of defects, can be self-diagnosed. The reliability of the container is improved and the initial defects can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例を示す回路構成図である。FIG. 1 is a circuit configuration diagram showing an embodiment of the present invention.

【図2】図1の動作を説明する周波数特性図である。FIG. 2 is a frequency characteristic diagram for explaining the operation of FIG.

【図3】本発明の第二実施例を示す回路構成図である。FIG. 3 is a circuit configuration diagram showing a second embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…マイクロプロセッサ、2…メモリ、3…表示器、4
…D/Aコンバータ、5…加減算回路、6…コンバー
タ、7…受信フィルタ、8…電圧・電流交換回路、9…
カップリングコンデンサ、10,11,12,13,1
4…抵抗、15…外部電源、16…トランジスタ、17
…マルチプレクサ。
1 ... Microprocessor, 2 ... Memory, 3 ... Indicator, 4
... D / A converter, 5 ... addition / subtraction circuit, 6 ... converter, 7 ... reception filter, 8 ... voltage / current exchange circuit, 9 ...
Coupling capacitors 10, 11, 12, 13, 1
4 ... Resistor, 15 ... External power supply, 16 ... Transistor, 17
… Multiplexer.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】入力信号に応じて、各種演算処理を実行す
るマイクロプロセッサと、前記演算結果を格納・記憶す
るメモリ回路と、前記結果を表示する表示器と、前記結
果を二線式ループを介して外部に送信する送信回路と、
二線式ループに重畳されている通信信号からノイズ成分
を除去する受信フィルタ回路と、前記通信信号をディジ
タル信号に変換する検波回路と、前記マイクロプロセッ
サの指示により二線式ループ内に定電流を流す電圧・電
流変換器とで構成されるインテリジェント伝送器におい
て、二線式ループに重畳する送信電流信号の周波数を掃
引する手段を設け、各周波数において前記電流によって
負荷側に発生する電圧波形を前記受信フィルタ回路を通
過させた後で受信信号の有無を前記検波回路を用いて判
定し、判定結果を前記メモリ内の基準値と比較し、比較
結果を再度前記メモリに格納し、前記表示器で表示し、
前記送信回路で送信出力することを特徴とするインテリ
ジェント伝送器。
1. A microprocessor for executing various kinds of arithmetic processing according to an input signal, a memory circuit for storing and storing the arithmetic result, a display for displaying the result, and a two-wire loop for the result. A transmission circuit for transmitting to the outside via
A reception filter circuit that removes noise components from the communication signal superimposed on the two-wire loop, a detection circuit that converts the communication signal into a digital signal, and a constant current in the two-wire loop according to an instruction from the microprocessor. In an intelligent transmitter composed of a flowing voltage / current converter, means for sweeping the frequency of a transmission current signal superimposed on a two-wire loop is provided, and the voltage waveform generated on the load side by the current at each frequency is After passing through the reception filter circuit, the presence or absence of a reception signal is determined using the detection circuit, the determination result is compared with a reference value in the memory, the comparison result is stored again in the memory, and the display unit displays the result. Display,
An intelligent transmitter characterized in that it is transmitted and output by the transmitting circuit.
【請求項2】請求項1において、掃引する周波数点数が
4点であることを特徴とするインテリジェント伝送器。
2. The intelligent transmitter according to claim 1, wherein the number of frequency points to be swept is four.
【請求項3】請求項1において、メモリ回路がマイクロ
プロセッサに内蔵されていることを特徴とするインテリ
ジェント伝送器。
3. The intelligent transmitter according to claim 1, wherein the memory circuit is incorporated in the microprocessor.
【請求項4】請求項1において、送信信号を重畳するル
ープが4線式であることを特徴とするインテリジェント
伝送器。
4. The intelligent transmitter according to claim 1, wherein the loop for superposing the transmission signal is of a 4-wire type.
JP14591793A 1993-06-17 1993-06-17 Intelligent transmitter Pending JPH076289A (en)

Priority Applications (1)

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JP14591793A JPH076289A (en) 1993-06-17 1993-06-17 Intelligent transmitter

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006512679A (en) * 2002-12-31 2006-04-13 ローズマウント インコーポレイテッド Field transmitter with diagnostic self-test mode

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