特開 2019-54345 信号検出回路

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2019-54345(P2019-54345A)

(43)【公開日】2019年4月4日

(54)【発明の名称】信号検出回路

(51)【国際特許分類】

   H04Q 9/00 20060101AFI20190308BHJP

   G08B 17/00 20060101ALN20190308BHJP

【ＦＩ】

   H04Q9/00 301C

   G08B17/00 C

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2017-175913(P2017-175913)

(22)【出願日】2017年9月13日

(71)【出願人】

【識別番号】000111074

【氏名又は名称】ニッタン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100166006

【弁理士】

【氏名又は名称】泉 通博

(74)【代理人】

【識別番号】100154070

【弁理士】

【氏名又は名称】久恒 京範

(74)【代理人】

【識別番号】100153280

【弁理士】

【氏名又は名称】寺川 賢祐

(72)【発明者】

【氏名】森林 真介

(72)【発明者】

【氏名】木村 誠一

【テーマコード（参考）】

5G405

5K048

【Ｆターム（参考）】

5G405AA01

5G405AA03

5G405AA06

5G405AC02

5G405AC05

5G405AD02

5G405AD04

5G405BA01

5G405CA01

5G405CA09

5G405CA27

5G405CA36

5G405CA52

5G405DA05

5G405DA11

5G405DA13

5G405DA21

5G405EA02

5G405EA03

5G405EA22

5G405EA27

5G405EA31

5G405EA33

5K048AA09

5K048BA51

5K048DA05

5K048DC03

5K048EA23

5K048HA01

5K048HA02

5K048HA03

(57)【要約】

【課題】変調信号を精度良く復調する。
【解決手段】信号検出回路１０は、火災報知設備の通信に係る通信線Ｌｃの電圧に基づく電圧と、基準電圧との差に基づく比較信号を出力するコンパレータ１３と、比較信号に基づいて周波数変調された通信信号が通信線Ｌｃに流れていることを検出した後に、第１基準電圧又は第１基準電圧よりも低レベルの第２基準電圧を基準電圧としてコンパレータ１３に入力する基準電圧発生部１４と、を有する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

通信線の電圧に基づく電圧と、基準電圧との差に基づく比較信号を出力する電圧比較部と、
前記比較信号に基づいて周波数変調された通信信号が前記通信線に流れていることを検出した後に、第１基準電圧又は第１基準電圧よりも低レベルの第２基準電圧を前記基準電圧として前記電圧比較部に入力する基準電圧発生部と、
を有する信号検出回路。

【請求項2】

前記電圧比較部は、前記通信線の電圧に基づく電圧が前記基準電圧以上の電圧である場合に、第１レベルの前記比較信号を出力し、前記通信線の電圧に基づく電圧が前記基準電圧未満の電圧である場合に、前記第１レベルと反対の論理の第２レベルの前記比較信号を出力し、
前記基準電圧発生部は、前記第１基準電圧を前記電圧比較部に入力している間に前記比較信号が前記第２レベルから前記第１レベルに変化したことに応じて、前記電圧比較部に入力する前記基準電圧を、前記第１基準電圧から前記第２基準電圧に切り替える、
請求項１に記載の信号検出回路。

【請求項3】

前記基準電圧発生部は、前記第２基準電圧を前記電圧比較部に入力している間に前記比較信号が前記第１レベルから前記第２レベルに変化したことに応じて、前記電圧比較部に入力する前記基準電圧を、前記第２基準電圧から前記第１基準電圧に切り替える、
請求項２に記載の信号検出回路。

【請求項4】

前記基準電圧発生部は、前記電圧比較部における前記比較信号の出力部と、前記基準電圧の入力部との間に設けられ、前記第１基準電圧と前記第２基準電圧とを切り替えるための抵抗及びコンデンサを有する、
請求項１から３のいずれか１項に記載の信号検出回路。

【請求項5】

前記基準電圧発生部は、前記比較信号の電圧が所定の時間以上にわたって変化しない状態において前記第２基準電圧よりも低レベルの第３基準電圧を前記基準電圧として前記電圧比較部に入力し、前記比較信号が、前記通信線の電圧に基づく電圧が前記第３基準電圧以上の状態から前記第３基準電圧未満の状態に遷移したことを示した後に、前記第１基準電圧又は前記第２基準電圧を前記基準電圧として前記電圧比較部に入力する、
請求項１から４のいずれか１項に記載の信号検出回路。

【請求項6】

前記基準電圧発生部は、前記比較信号の電圧が前記所定の時間よりも短い時間に変化している間は、前記第１基準電圧又は前記第２基準電圧を前記基準電圧として前記電圧比較部に入力し、前記比較信号の電圧が所定の時間以上にわたって変化しない状態に遷移すると、前記第３基準電圧を前記基準電圧として前記電圧比較部に入力する、
請求項５に記載の信号検出回路。

【請求項7】

前記基準電圧発生部は、前記電圧比較部における前記比較信号の出力部と、前記基準電圧の入力部との間に設けられ、前記第３基準電圧を生成するためのトランジスタ回路を有する、
請求項５又は６に記載の信号検出回路。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、火災報知設備の通信に係る通信信号を検出する信号検出回路に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、送信対象のデータをＦＳＫ（Frequency Shift Keying）変調して通信を行う方式が知られている（例えば、特許文献１を参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０００−１８３７８２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ＦＳＫ変調された変調信号は、検波された後にコンパレータに入力される。コンパレータは、検波された変調信号の電圧と、基準電圧とに基づいて、第１レベル信号又は第１レベルと反対の論理の第２レベル信号を出力する。コンパレータの後段に接続されているＣＰＵ（Central Processing Unit）は、第１レベル信号及び第２レベル信号に基づいて二値のデータに変換し、復調を行う。

【0005】

ところで、変調信号には、信号の立上がり時又は立下り時にリンギングが発生したり、信号にノイズ等が重畳されたりすることにより、変調信号の電圧が変動する場合がある。変調信号が、コンパレータに入力される基準電圧の値の付近で変動する場合にはチャタリングが発生し、ＣＰＵにおいて変調信号を正しく復調できないという問題が発生する。

【0006】

そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、変調信号を精度良く復調することができる信号検出回路を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の第１の態様に係る信号検出回路は、通信線の電圧に基づく電圧と、基準電圧との差に基づく比較信号を出力する電圧比較部と、前記比較信号に基づいて周波数変調された通信信号が前記通信線に流れていることを検出した後に、第１基準電圧又は第１基準電圧よりも低レベルの第２基準電圧を前記基準電圧として前記電圧比較部に入力する基準電圧発生部と、を有する。

【0008】

前記電圧比較部は、前記通信線の電圧に基づく電圧が前記基準電圧以上の電圧である場合に、第１レベルの前記比較信号を出力し、前記通信線の電圧に基づく電圧が前記基準電圧未満の電圧である場合に、前記第１レベルと反対の論理の第２レベルの前記比較信号を出力し、前記基準電圧発生部は、前記第１基準電圧を前記電圧比較部に入力している間に前記比較信号が前記第２レベルから前記第１レベルに変化したことに応じて、前記電圧比較部に入力する前記基準電圧を、前記第１基準電圧から前記第２基準電圧に切り替えてもよい。

【0009】

前記基準電圧発生部は、前記第２基準電圧を前記電圧比較部に入力している間に前記比較信号が前記第１レベルから前記第２レベルに変化したことに応じて、前記電圧比較部に入力する前記基準電圧を、前記第２基準電圧から前記第１基準電圧に切り替えてもよい。

【0010】

前記基準電圧発生部は、前記電圧比較部における前記比較信号の出力部と、前記基準電圧の入力部との間に設けられ、前記第１基準電圧と前記第２基準電圧とを切り替えるための抵抗及びコンデンサを有してもよい。

【0011】

前記基準電圧発生部は、前記比較信号の電圧が所定の時間以上にわたって変化しない状態において前記第２基準電圧よりも低レベルの第３基準電圧を前記基準電圧として前記電圧比較部に入力し、前記比較信号が、前記通信線の電圧に基づく電圧が前記第３基準電圧以上の状態から前記第３基準電圧未満の状態に遷移したことを示した後に、前記第１基準電圧又は前記第２基準電圧を前記基準電圧として前記電圧比較部に入力してもよい。

【0012】

前記基準電圧発生部は、前記比較信号の電圧が前記所定の時間よりも短い時間に変化している間は、前記第１基準電圧又は前記第２基準電圧を前記基準電圧として前記電圧比較部に入力し、前記比較信号の電圧が所定の時間以上にわたって変化しない状態に遷移すると、前記第３基準電圧を前記基準電圧として前記電圧比較部に入力してもよい。

【0013】

前記基準電圧発生部は、前記電圧比較部における前記比較信号の出力部と、前記基準電圧の入力部との間に設けられ、前記第３基準電圧を生成するためのトランジスタ回路を有してもよい。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、変調信号を精度良く復調することができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本実施形態に係る防火システムの構成を示す図である。

【図2】本実施形態に係る信号検出回路の構成を示す図である。

【図3】本実施形態に係る基準電圧発生部の回路構成を示す図である。

【図4】本実施形態に係る信号検出回路に入力される入力信号の電圧波形と、コンパレータの入力端子に入力される電圧の波形と、出力端子から出力される比較信号の電圧波形とを示す図である。

【図5】図４に示すコンパレータの入力端子に入力される電圧の波形と、コンパレータの出力端子から出力される電圧の波形との部分拡大図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

［防火システム１００の概要］
図１は、本実施形態に係る防火システム１００の構成を示す図である。防火システム１００は、火災報知設備としての複数の感知器１、区画閉鎖装置２、防災制御盤３、制御装置４及び火災センサー７により構成されている。防火システム１００は、複数の感知器１のいずれかが火災を感知した場合に、防災制御盤３及び制御装置４が連動して区画閉鎖装置２を閉めることで、火災が他の区画に広がることを防ぐためのシステムである。防災制御盤３と制御装置４とは、防災制御盤３から制御装置４に電力を供給する電源線Ｌｐ、及び信号を伝送するための通信線Ｌｃにより接続されている。防災制御盤３と感知器１とは、通信線Ｌｃにより接続されている。なお、電源線Ｌｐを介して防災制御盤３から感知器１に電力を供給してもよい。また、通信線Ｌｃが電源線Ｌｐを兼ねていてもよい。

【0017】

感知器１は、火災を感知すると、防災制御盤３との間で接続された通信線Ｌｃを介して、火災を感知したことを示す通信信号である火災信号を防災制御盤３に送信する。区画閉鎖装置２は、例えば、防火シャッター又は防火扉であり、建物内の区画の境界位置に設けられている。

【0018】

防災制御盤３は、複数の感知器１の少なくともいずれかから火災信号を受信した場合に、通信線Ｌｃを介して、区画閉鎖装置２を閉鎖させるための指示を含む通信信号である連動信号を制御装置４に送信する。防火システム１００には、複数の区画閉鎖装置２が設置されており、防災制御盤３は、火災信号を送信した感知器１に対応する区画閉鎖装置２に対して連動信号を送信する。火災信号を送信した感知器１に対応する区画閉鎖装置２は、例えば、火災信号を送信した感知器１が含まれている区画と、当該区画と隣接する区画との間に設けられた区画閉鎖装置２である。

【0019】

制御装置４は、防災制御盤３から連動信号を受信した場合に区画閉鎖装置２を閉鎖させる。また、制御装置４は、電源線Ｌｐ及び通信線Ｌｃの少なくともいずれかの異常を検出した場合にも、区画閉鎖装置２を閉鎖させる。この場合、制御装置４は、区画閉鎖装置２を閉鎖するための電力を、電源線Ｌｐを介して防災制御盤３から供給される電力から、制御装置４が内蔵する電池が供給する電力に切り換えて、電池が供給する電力により区画閉鎖装置２を閉鎖させる。

【0020】

制御装置４は、中継器５と装置制御盤６とを有する。中継器５と装置制御盤６との間は、通信線Ｌｃ、電源線Ｌｐ及び制御線Ｄにより接続されている。制御線Ｄは、中継器５が防災制御盤３から連動信号を受信したことに応じて、区画閉鎖装置２を閉鎖させるための指示を装置制御盤６に通知するためのケーブルである。

【0021】

中継器５は、連動信号に基づいて装置制御盤６に区画閉鎖装置２を閉鎖させるための制御信号を発生させる。具体的には、中継器５は、区画閉鎖装置２を閉鎖させる指示を含む連動信号を受信した場合に、制御線Ｄの電圧を所定の電圧に変化させることにより制御信号を発生する。

【0022】

装置制御盤６は、例えば中継器５から電源線Ｌｐを介して供給される電力、又は装置制御盤６が内蔵する電池により供給される電力を用いて区画閉鎖装置２を駆動するためのソレノイドを動作させることにより、区画閉鎖装置２を閉鎖させる。装置制御盤６は、電源線Ｌｐ及び通信線Ｌｃに異常が発生していない状態において、中継器５から入力される制御信号に基づいて区画閉鎖装置２を駆動し、電源線Ｌｐ及び通信線Ｌｃの少なくともいずれかに異常が発生している状態において、火災センサー７から入力される火災検知信号に基づいて区画閉鎖装置２を駆動する。

【0023】

本実施形態において、感知器１、防災制御盤３、中継器５及び装置制御盤６等の火災報知設備は、火災報知設備の通信に係る通信信号を検出する信号検出回路１０を備える。ここで、通信信号は、ＦＳＫ変調されている。

【0024】

信号検出回路１０は、通信線Ｌｃに通信信号が流れていることを検出すると、第１基準電圧又は第１基準電圧よりも低レベルの第２基準電圧を基準電圧とし、当該基準電圧と、通信線Ｌｃに対応する電圧との差に基づく比較信号を出力信号として出力する。火災報知設備は、信号検出回路１０から出力される出力信号に対応する処理を行う。

【0025】

このようにすることで、信号検出回路１０は、通信信号の立上がり時又は立下り時にリンギングが発生したり、通信信号にノイズ等が重畳されていることによりリンギングが発生したりしても、チャタリングを防止して通信信号を精度良く検出することができる。
続いて、信号検出回路１０の構成について説明する。

【0026】

［信号検出回路１０の構成］
図２は、本実施形態に係る信号検出回路１０の構成を示す図である。信号検出回路１０は、フィルタ部１１と、信号レベル調整部１２と、電圧比較部としてのコンパレータ１３と、基準電圧発生部１４とを備える。

【0027】

フィルタ部１１は、例えば、抵抗及びコンデンサにより構成されるローパスフィルタ及びハイパスフィルタを含む。フィルタ部１１には、通信線Ｌｃを介して受信した入力信号が入力される。フィルタ部１１は、ローパスフィルタにより入力信号に含まれる低周波成分を除去するとともに、ハイパスフィルタにより所定周波数よりも高い周波数の信号を通過させて、信号レベル調整部１２に出力する。
信号レベル調整部１２は、抵抗、コンデンサ、及びダイオードを有し、フィルタ部１１を通過した信号のレベルが所定範囲内となるように調整する回路である。

【0028】

コンパレータ１３は、火災報知設備の通信に係る通信線Ｌｃの電圧に基づく電圧と、基準電圧との差に基づく比較信号を出力する。コンパレータ１３のマイナス入力端子には、通信線Ｌｃの電圧に基づく電圧として、例えば、フィルタ部１１及び信号レベル調整部１２によって電圧レベルが低く調整された信号の電圧が入力される。また、コンパレータ１３のプラス入力端子には、基準電圧が入力される。

【0029】

コンパレータ１３は、マイナス入力端子に入力される通信線Ｌｃの電圧に基づく電圧が、プラス入力端子に入力される基準電圧以上の電圧である場合に、ローレベル（第１レベル）の比較信号を出力する。また、コンパレータ１３は、マイナス入力端子に入力される通信線Ｌｃの電圧に基づく電圧が、プラス入力端子に入力される基準電圧未満の電圧である場合に、ローレベルと反対の論理のハイレベル（第２レベル）の比較信号を出力する。

【0030】

コンパレータ１３は、信号検出回路１０を内蔵している火災報知設備に、出力信号として比較信号を出力する。また、コンパレータ１３は、基準電圧発生部１４に比較信号を出力する。

【0031】

なお、信号検出回路１０を備える火災報知設備は、ハイレベルの出力信号が入力されるまでＣＰＵを動作させないスリープモードで動作する。そして、火災報知設備は、ハイレベルの出力信号が入力されたことに応じてＣＰＵを動作させ、コンパレータ１３から出力された信号の復調処理を行う。

【0032】

基準電圧発生部１４は、コンパレータ１３のプラス入力端子に入力する基準電圧を発生させる回路である。基準電圧発生部１４は、電圧レベルが最も高い第１基準電圧と、第１基準電圧よりも低レベルの第２基準電圧と、第２基準電圧よりも低レベルの第３基準電圧とのいずれかを、基準電圧としてコンパレータ１３のプラス入力端子に入力する。

【0033】

具体的には、基準電圧発生部１４は、比較信号の電圧が所定の時間以上にわたって変化しない状態において、第３基準電圧を基準電圧としてコンパレータ１３のプラス入力端子に入力する。基準電圧発生部１４は、通信線Ｌｃの電圧に基づく電圧が第３基準電圧以上の状態から第３基準電圧未満の状態に遷移し、コンパレータ１３から出力された比較信号が変化したことに基づいて、周波数変調された通信信号が通信線Ｌｃに流れていることを検出する。基準電圧発生部１４は、通信信号が通信線Ｌｃに流れていることを検出すると、第１基準電圧又は第２基準電圧を基準電圧としてコンパレータ１３のプラス入力端子に入力する。

【0034】

基準電圧発生部１４は、第１基準電圧をコンパレータ１３に入力している間に比較信号が第２レベルから第１レベルに変化したことに応じて、コンパレータ１３に入力する基準電圧を、第１基準電圧から第２基準電圧に切り替える。

【0035】

基準電圧発生部１４は、第２基準電圧をコンパレータ１３に入力している間に比較信号が第１レベルから第２レベルに変化したことに応じて、コンパレータ１３に入力する基準電圧を、第２基準電圧から第１基準電圧に切り替える。

【0036】

基準電圧発生部１４は、コンパレータ１３から出力される比較信号の電圧が所定の時間よりも短い時間に変化している間は、第１基準電圧又は第２基準電圧を基準電圧としてコンパレータ１３に入力し、比較信号の電圧が所定の時間以上にわたって変化しない状態に遷移すると、第３基準電圧を基準電圧としてコンパレータ１３に入力する。第３基準電圧が第１基準電圧及び第２基準電圧よりも低く設定されているので、信号検出回路１０に変調信号が入力されていない状態で通信線Ｌｃにノイズが重畳された場合に、信号検出回路１０がノイズを変調信号であると誤検知して、スリープモードになっているＣＰＵを誤って起動させてしまうことを防止できる。

【0037】

［基準電圧発生部１４の回路構成］
続いて、基準電圧発生部１４の回路構成を説明し、その後、基準電圧発生部１４の詳細な動作を説明する。図３は、本実施形態に係る基準電圧発生部１４の回路構成を示す図である。基準電圧発生部１４は、電源Ｐ１と、抵抗Ｒ１〜Ｒ４と、コンデンサＣ１〜Ｃ２と、トランジスタ回路１４１とを備える。

【0038】

抵抗Ｒ１は、一端がコンパレータ１３に電力を供給する電源Ｐ１に接続され、他端がコンパレータ１３のプラス入力端子に接続されている。
抵抗Ｒ２は、一端がコンパレータ１３のプラス入力端子に接続され、他端がグランドに接続されている。

【0039】

抵抗Ｒ３は、一端がコンパレータ１３のプラス入力端子に接続され、他端がトランジスタ回路１４１に接続されている。
抵抗Ｒ４は、一端がコンパレータ１３のプラス入力端子に接続され、他端がコンデンサＣ２に接続されている。

【0040】

抵抗Ｒ１〜抵抗Ｒ４は、コンパレータ１３のプラス入力端子に入力する基準電圧を切り替えるために用いられる。基準電圧を切り替える場合の動作の詳細については後述する。

【0041】

コンデンサＣ１は、一端がコンパレータ１３のプラス入力端子に接続され、他端がグランドに接続されている。コンデンサＣ１は、コンデンサＣ２を通過した高周波信号をグランドに流し、コンパレータ１３のプラス入力端子に高周波信号が入力されないようにする。

【0042】

コンデンサＣ２は、一端がコンパレータ１３の出力端子に接続され、他端が抵抗Ｒ４に接続されている。コンデンサＣ２と抵抗Ｒ４とは、コンパレータ１３の出力端子と、プラス入力端子との間に設けられ、第１基準電圧と第２基準電圧とを切り替えるために用いられる。

【0043】

トランジスタ回路１４１は、電源Ｐ２と、抵抗Ｒ５〜Ｒ９と、コンデンサＣ３と、トランジスタＴｒ１、Ｔｒ２とを備える。トランジスタ回路１４１は、コンパレータ１３の出力端子と、コンパレータ１３のプラス入力端子との間に設けられ、第３基準電圧を生成するために用いられる。

【0044】

抵抗Ｒ５は、一端が電源Ｐ２に接続され、他端が抵抗Ｒ６に接続されている。ここで、図３では、電源Ｐ１と電源Ｐ２とを分けているが、電源Ｐ１と電源Ｐ２とは同一の電源であってもよい。
抵抗Ｒ６は、一端が抵抗Ｒ５に接続され、他端がグランドに接続されている。
抵抗Ｒ５及び抵抗Ｒ６は、トランジスタＴｒ１のベースに印加する電圧を調整するために用いられる。

【0045】

抵抗Ｒ７は、一端が抵抗Ｒ５と抵抗Ｒ６との接続点に接続され、他端がトランジスタＴｒ２のエミッタに接続されている。抵抗Ｒ７は、トランジスタＴｒ１のベースに印加する電圧を調整するために用いられる。

【0046】

コンデンサＣ３は、一端が抵抗Ｒ５と抵抗Ｒ６との接続点に接続され、他端がグランドに接続されている。コンデンサＣ３は、トランジスタＴｒ２がオフ状態からオン状態に変化した後に、再びオフ状態に変化した場合に、所定時間にわたってトランジスタＴｒ１をオン状態にさせないようにするために用いられる。

【0047】

抵抗Ｒ８は、一端がコンパレータ１３の出力端子に接続され、他端が抵抗Ｒ９に接続されている。
抵抗Ｒ９は、一端が抵抗Ｒ８に接続され、他端がグランドに接続されている。
抵抗Ｒ８及び抵抗Ｒ９は、トランジスタＴｒ２のベースに印加する電圧を調整するために用いられる。

【0048】

トランジスタＴｒ１は、ベースが抵抗Ｒ５と抵抗Ｒ６との接続点に接続され、コレクタが抵抗Ｒ３に接続され、エミッタがグランドに接続されている。
トランジスタＴｒ２は、ベースが抵抗Ｒ８と抵抗Ｒ９との接続点に接続され、コレクタが抵抗Ｒ７に接続され、エミッタがグランドに接続されている。

【0049】

トランジスタＴｒ２は、トランジスタＴｒ１のオン・オフ状態を切り替えるために用いられる。トランジスタＴｒ１は、抵抗Ｒ３に流れる電流を制御し、基準電圧を切り替えるために用いられる。

【0050】

［基準電圧発生部１４の動作］
続いて、基準電圧発生部１４の動作について説明する。図４は、信号検出回路１０に入力される入力信号の電圧波形と、コンパレータ１３の入力端子に入力される電圧の波形と、出力端子から出力される比較信号の電圧波形とを示す図である。

【0051】

図４（ａ）は、通信線Ｌｃを介して信号検出回路１０に入力される通信信号の電圧波形を示す図である。図４（ｂ）は、コンパレータ１３の入力端子に入力される電圧の波形を示す図である。図４（ｃ）は、コンパレータ１３の出力端子から出力される電圧の波形を示す図である。

【0052】

なお、図４（ｂ）において、電圧波形Ｗｐは、コンパレータ１３のプラス入力端子に入力される基準電圧の波形を示し、電圧波形Ｗｍは、コンパレータ１３のマイナス入力端子に入力される通信信号の電圧波形を示す。

【0053】

また、図５は、図４に示すコンパレータ１３の入力端子に入力される電圧の波形と、コンパレータ１３の出力端子から出力される電圧の波形との部分拡大図である。図５（ａ）は、通信信号の入力開始時の電圧波形を示し、図５（ｂ）は、通信信号の入力終了時の電圧波形を示している。

【0054】

まず、図５（ａ）に示す通信信号の入力開始前、すなわち時間Ｔ１よりも前は、コンパレータ１３のマイナス入力端子に入力される入力信号が所定時間以上にわたって変化していない。このため、コンパレータ１３は、時間Ｔ１よりも前にローレベルの比較信号を出力する。

【0055】

また、時間Ｔ１よりも前では、トランジスタＴｒ２がオフ状態であり、抵抗Ｒ７には電流が流れない。これにより、トランジスタＴｒ１のベースにトランジスタＴｒ１をオン状態とする電圧が印加され、トランジスタＴｒ１はオン状態となっている。また、コンデンサＣ２はローレベルの比較信号による充電が完了していることから、抵抗Ｒ４には電流が流れない状態である。

【0056】

したがって、コンパレータ１３のプラス入力端子に入力される基準電圧は、抵抗Ｒ２と抵抗Ｒ３との並列抵抗と、抵抗Ｒ１との抵抗値の比率によって決定される第３基準電圧Ｖｂ３となる。例えば、抵抗Ｒ１の抵抗値が１ＭΩ、抵抗Ｒ２の抵抗値が１．２ＭΩ、抵抗Ｒ３の抵抗値が３．３ＭΩ、電源Ｐ１の電圧が３．３Ｖであるとすると、第３基準電圧Ｖｂ３は、約１．５Ｖとなる。これにより、通信信号が入力されていない状態にマイナス端子に入力される電圧と、基準電圧とを十分に乖離させることができ、ノイズ等が入力されてもコンパレータ１３にハイレベルの比較信号を出力させないようにすることができる。

【0057】

その後、図５（ａ）に示す時間Ｔ１において、コンパレータ１３のマイナス入力端子に第３基準電圧Ｖｂ３よりも低い電圧の通信信号が入力されたとする。この場合、コンパレータ１３は、ハイレベルの比較信号を出力する。

【0058】

時間Ｔ１においてハイレベルの比較信号が出力されると、トランジスタＴｒ２のベースに、トランジスタＴｒ２をオン状態とする電圧が印加され、トランジスタＴｒ２はオン状態に変化する。この場合、コンデンサＣ３は瞬時に放電するとともに、電源Ｐ２から供給される電流が抵抗Ｒ７を流れ、トランジスタＴｒ１がオフ状態に変化する。これにより、抵抗Ｒ３に電流が流れない状態に変化する。また、時間Ｔ１において比較信号がローレベルからハイレベルに変化したことにより、コンデンサＣ２が充電を開始し、抵抗Ｒ４に電流が流れる。

【0059】

したがって、時間Ｔ１において、コンパレータ１３のプラス入力端子に入力される基準電圧は、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ４との並列抵抗と、抵抗Ｒ２との比率によって決定される第１基準電圧Ｖｂ１に変化する。例えば、抵抗Ｒ１の抵抗値が１ＭΩ、抵抗Ｒ２の抵抗値が１．２ＭΩ、抵抗Ｒ４の抵抗値が９．１ＭΩであるとすると、第１基準電圧Ｖｂ１は、約２．０Ｖとなる。ここで、抵抗Ｒ４とコンデンサＣ２とのＲＣ直列回路の過渡応答により、第３基準電圧Ｖｂ３から第１基準電圧Ｖｂ１に変化するまで若干の遅延が発生する。

【0060】

このように、コンパレータ１３のマイナス入力端子に第３基準電圧Ｖｂ３よりも低い電圧の通信信号が入力されたことに応じて、基準電圧を第３基準電圧Ｖｂ３よりも高い第１基準電圧Ｖｂ１に切り替えることにより、通信信号の電圧と基準電圧とを乖離させ、比較信号にチャタリングが発生しないようにすることができる。

【0061】

続いて、時間Ｔ２において、コンパレータ１３のマイナス入力端子に入力される通信信号の電圧が、第１基準電圧Ｖｂ１以上になる。これにより、コンパレータ１３は、ローレベルの比較信号を出力する。

【0062】

時間Ｔ２においてローレベルの比較信号が出力されると、トランジスタＴｒ２はオフ状態となる。この場合、コンデンサＣ３は充電を開始するので、トランジスタＴｒ１のベース電圧は低い状態を維持し、トランジスタＴｒ１がオフ状態を維持する。これにより、比較信号がローレベルに変化しても、コンデンサＣ３の容量に基づいて定められる時間は、抵抗Ｒ３に電流が流れない状態が維持される。この時間は、変調信号の最大の周期よりも長い時間となっている。したがって、信号検出回路１０に変調信号が入ることにより比較信号のレベルが変化しても、基準電圧発生部１４は、変調信号の中央値付近の第１基準電圧Ｖｂ１又は第２基準電圧Ｖｂ２を発生し続けることができるので、変調信号のレベルが低下してもＣＰＵが高い精度で変調信号を復調することが可能になる。

【0063】

また、比較信号がハイレベルからローレベルに変化したことにより、コンデンサＣ２は放電を開始し、抵抗Ｒ４に電流が流れる。その結果、コンパレータ１３のプラス入力端子に入力される基準電圧は、抵抗Ｒ２と抵抗Ｒ４との並列抵抗と、抵抗Ｒ１との比率によって決定される第２基準電圧Ｖｂ２に変化する。例えば、抵抗Ｒ１の抵抗値が１ＭΩ、抵抗Ｒ２の抵抗値が１．２ＭΩ、抵抗Ｒ４の抵抗値が９．１ＭΩであるとすると、第２基準電圧Ｖｂ２は、約１．８Ｖとなる。ここで、抵抗Ｒ４とコンデンサＣ２とのＲＣ直列回路の過渡応答により、第１基準電圧Ｖｂ１から第２基準電圧Ｖｂ２に変化するまで若干の遅延が発生する。

【0064】

このように、コンパレータ１３のマイナス入力端子に第１基準電圧Ｖｂ１よりも高い電圧の通信信号が入力されたことに応じて、基準電圧を第１基準電圧Ｖｂ１よりも低い第２基準電圧Ｖｂ２に切り替えることにより、通信信号の電圧と基準電圧とを乖離させ、比較信号にチャタリングが発生しないようにすることができる。

【0065】

続いて、時間Ｔ３において、コンパレータ１３のマイナス入力端子に入力される通信信号の電圧が、第２基準電圧Ｖｂ２未満になる。この場合、コンパレータ１３は、ハイレベルの比較信号を出力する。

【0066】

時間Ｔ３においてハイレベルの比較信号が出力されると、トランジスタＴｒ２はオン状態となる。この場合、コンデンサＣ３は瞬時に放電するとともに、電源Ｐ２から供給される電流が抵抗Ｒ７を流れることから、トランジスタＴｒ１がオフ状態を維持する。これにより、抵抗Ｒ３に電流が流れない状態が維持される。

【0067】

また、比較信号がローレベルからハイレベルに変化したことにより、コンデンサＣ２は充電を開始し、抵抗Ｒ４に電流が流れる。したがって、コンパレータ１３のプラス入力端子に入力される基準電圧は、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ４との並列抵抗と、抵抗Ｒ２との比率によって決定される第１基準電圧Ｖｂ１に変化する。

【0068】

その後、通信信号が入力され続けている間は、コンパレータ１３のプラス入力端子に入力される基準電圧は、第１基準電圧Ｖｂ１と第２基準電圧Ｖｂ２とに交互に切り替わる。

【0069】

続いて、図５（ｂ）に示す通信信号の入力終了時の動作について説明する。時間Ｔ２７において通信信号の入力が終了すると、コンパレータ１３のマイナス入力端子に入力される通信信号の電圧が第１基準電圧Ｖｂ１以上になる。この場合、コンパレータ１３は、ローレベルの比較信号を出力する。

【0070】

時間Ｔ２７においてローレベルの比較信号が出力されると、トランジスタＴｒ２はオフ状態となる。この場合、コンデンサＣ３は充電を開始するので、トランジスタＴｒ１のベース電圧は低い状態を維持し、トランジスタＴｒ１のオフ状態が維持される。これにより、抵抗Ｒ３に電流が流れない状態が維持される。

【0071】

また、比較信号がハイレベルからローレベルに変化したことにより、コンデンサＣ２は放電を開始し、抵抗Ｒ４に電流が流れる。したがって、コンパレータ１３のプラス入力端子に入力される基準電圧は、抵抗Ｒ２と抵抗Ｒ４との並列抵抗と、抵抗Ｒ１との比率によって決定される第２基準電圧Ｖｂ２に変化する。

【0072】

その後もコンパレータ１３は、ローレベルの比較信号を出力し続けることから、コンデンサＣ３の充電が完了する。そうすると、コンデンサＣ３には電流が流れなくなることから、トランジスタＴｒ１のベースにトランジスタＴｒ１をオン状態とする電圧が印加される。時間Ｔ２８においてコンデンサＣ３の充電が完了したとすると、トランジスタＴｒ１はオン状態に変化し、抵抗Ｒ３に電流が流れる状態に変化する。

【0073】

また、時間Ｔ２８においてコンデンサＣ２の放電も完了したとすると、時間Ｔ２８では、抵抗Ｒ４に電流が流れない状態となる。したがって、時間Ｔ２８において、コンパレータ１３のプラス入力端子に入力される基準電圧は、抵抗Ｒ２と抵抗Ｒ３との並列抵抗と、抵抗Ｒ１との抵抗値の比率によって決定される第３基準電圧Ｖｂ３に変化する。

【0074】

［本実施形態における効果］
以上説明したように、本実施形態に係る信号検出回路１０は、火災報知設備の通信に係る通信線Ｌｃに対応する電圧と、基準電圧との差に基づく比較信号を出力するコンパレータ１３を有する。また、信号検出回路１０は、比較信号に基づいて周波数変調された通信信号が通信線Ｌｃに流れていることを検出した後に、第１基準電圧Ｖｂ１又は第１基準電圧Ｖｂ１よりも低レベルの第２基準電圧Ｖｂ２を基準電圧としてコンパレータ１３に入力する基準電圧発生部１４を有する。このようにすることで、信号検出回路１０は、通信信号の立上がり時又は立下り時にリンギングが発生したり、通信信号にノイズ等が重畳されたりすることにより基準電圧付近で電圧が変動しても、出力信号にチャタリングが生じることを防止できる。したがって、出力信号を復調するＣＰＵにおいて、変調された通信信号に含まれているデータを精度良く復調することができる。

【0075】

また、通信線Ｌｃにはノイズが重畳されることがあるが、第３基準電圧Ｖｂ３が第１基準電圧Ｖｂ１及び第２基準電圧Ｖｂ２よりも低く設定されているので、信号検出回路１０に変調信号が入力されていない状態で通信線Ｌｃにノイズが印加された場合に、信号検出回路１０がノイズを変調信号であると誤検知して、スリープモードになっているＣＰＵを誤って起動させてしまうことを防止できる。このように、ＣＰＵが不要なタイミングで起動されることを防止できるので、ＣＰＵの消費電力を低減できる。

【0076】

また、信号検出回路１０においては、変調信号を受信している間は、比較信号がローレベルに変化しても、抵抗Ｒ３に電流が流れない状態が維持され、第１基準電圧Ｖｂ１又は第２基準電圧Ｖｂ２を発生し続けることができる。したがって、信号検出回路１０は、変調信号を受信する前は、基準電圧を低く抑えて変調信号の誤検知を防ぐとともに、変調信号を検出した後は、変調信号の中央値付近を閾値として変調信号を復調できるので、復調の精度を向上させることができる。

【0077】

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、以上の説明においては、通信信号がＦＳＫ変調されている場合を例示したが、通信信号の変調方式はＦＳＫ変調に限らない。通信信号は、ＰＳＫ（Phase Shift Keying）、ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）等の他の変調方式で変調されていてもよい。また、装置の分散・統合の具体的な実施の形態は、以上の実施の形態に限られず、その全部又は一部について、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。また、複数の実施の形態の任意の組み合わせによって生じる新たな実施の形態も、本発明の実施の形態に含まれる。組み合わせによって生じる新たな実施の形態の効果は、もとの実施の形態の効果を合わせ持つ。

【符号の説明】

【0078】

１ 感知器
２ 区画閉鎖装置
３ 防災制御盤
４ 制御装置
５ 中継器
６ 装置制御盤
７ 火災センサー
１０ 信号検出回路
１１ フィルタ部
１２ 信号レベル調整部
１３ コンパレータ
１４ 基準電圧発生部
１４１ トランジスタ回路
１００ 防火システム

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】