特開 2024-172451 絶縁通信回路及びフィールド機器

(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】P2024172451

(43)【公開日】2024-12-12

(54)【発明の名称】絶縁通信回路及びフィールド機器

(51)【国際特許分類】

   H04L 25/02 20060101AFI20241205BHJP

【ＦＩ】

H04L25/02 303B

H04L25/02 S

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023090179

(22)【出願日】2023-05-31

(71)【出願人】

【識別番号】000006507

【氏名又は名称】横河電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100147485

【弁理士】

【氏名又は名称】杉村 憲司

(74)【代理人】

【識別番号】230118913

【弁護士】

【氏名又は名称】杉村 光嗣

(74)【代理人】

【識別番号】100169823

【弁理士】

【氏名又は名称】吉澤 雄郎

(74)【代理人】

【識別番号】100195534

【弁理士】

【氏名又は名称】内海 一成

(72)【発明者】

【氏名】角田 宗幸

(72)【発明者】

【氏名】小林 陽介

(72)【発明者】

【氏名】高田 耕司

(72)【発明者】

【氏名】林 伸樹

(72)【発明者】

【氏名】石田 敏博

【テーマコード（参考）】

5K029

【Ｆターム（参考）】

5K029AA02

5K029AA13

5K029GG07

5K029JJ03

(57)【要約】

【課題】消費電流の増大を抑えつつ耐ノイズ性能を向上できる絶縁通信回路及びフィールド機器を提供する。
【解決手段】絶縁通信回路１４０は、入力信号を一次側から二次側に絶縁伝送する絶縁トランス４と、入力信号を受け付ける入力端子を有し、絶縁トランス４の一次側の第１端子に接続されている第１の論理回路２ａと、固定レベル信号を受け付ける入力端子を有し、絶縁トランス４の一次側の第２端子に接続されている第２の論理回路２ｂとを備える。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

入力信号を一次側から二次側に絶縁伝送する絶縁トランスと、
前記入力信号を受け付ける入力端子と、前記入力信号に応じた信号を出力する出力端子とを有し、前記出力端子が前記絶縁トランスの一次側の第１端子に接続されている第１の論理回路と、
固定レベル信号を受け付ける入力端子と、前記固定レベル信号に応じた信号を出力する出力端子とを有し、前記出力端子が前記絶縁トランスの一次側の第２端子に接続されている第２の論理回路と
を備える、絶縁通信回路。

【請求項2】

前記第１の論理回路の出力端子と前記第１端子との間、及び、前記第２の論理回路の出力端子と前記第２端子との間のそれぞれに直列に接続されている抵抗を更に備える、請求項１に記載の絶縁通信回路。

【請求項3】

前記第１端子と前記第２端子との間を接続するコンデンサを更に備える、請求項２に記載の絶縁通信回路。

【請求項4】

前記第１の論理回路の出力端子と前記第１端子との間、及び、前記第２の論理回路の出力端子と前記第２端子との間のそれぞれに直列に接続されているフェライトビーズを更に備える、請求項２に記載の絶縁通信回路。

【請求項5】

接地点から前記第１の論理回路の出力端子に向けて順方向になるように接続されている第１のダイオードと、前記第１の論理回路の出力端子から電源に向けて順方向になるように接続されている第２のダイオードと、接地点から前記第２の論理回路の出力端子に向けて順方向になるように接続されている第３のダイオードと、前記第２の論理回路の出力端子から電源に向けて順方向になるように接続されている第４のダイオードとを更に備える、請求項１から４までのいずれか一項に記載の絶縁通信回路。

【請求項6】

前記絶縁トランスの二次側に接続されているコモンモードフィルタを更に備える、請求項１から４までのいずれか一項に記載の絶縁通信回路。

【請求項7】

前記入力信号を受け付ける入力端子と、前記入力信号に応じた信号を出力する出力端子とを有し、前記出力端子が前記絶縁トランスの一次側の第１端子に、前記第１の論理回路に並列に接続されている第３の論理回路と、
固定レベル信号を受け付ける入力端子と、前記固定レベル信号に応じた信号を出力する出力端子とを有し、前記出力端子が前記絶縁トランスの一次側の第２端子に、前記第２の論理回路に並列に接続されている第４の論理回路と
を更に備える、請求項１から４までのいずれか一項に記載の絶縁通信回路。

【請求項8】

アナログ測定データを出力する測定部と、
前記アナログ測定データをデジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換部と、
前記デジタルデータをシリアルデータとして出力する演算部と、
前記シリアルデータを絶縁伝送する請求項１から４までのいずれか一項に記載の絶縁通信回路と、
絶縁伝送された前記シリアルデータを電流信号に変換して出力する出力部と
を備えるフィールド機器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、絶縁通信回路及びフィールド機器に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、ＩｒＤＡ変調したデータをフォトカプラによって絶縁伝送し、絶縁伝送したデータを復調することによってデータを伝送するフィールド機器が知られている（例えば特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１７－１５７０２４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

フォトカプラを用いることによって耐ノイズ性能が向上する。一方で、フォトカプラを用いることによって消費電流が増大する。

【0005】

本開示は、上述の点に鑑みてなされたものであり、消費電流の増大を抑えつつ耐ノイズ性能を向上できる絶縁通信回路及びフィールド機器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】

【0006】

（１）幾つかの実施形態に係る絶縁通信回路は、入力信号を一次側から二次側に絶縁伝送する絶縁トランスと、前記入力信号を受け付ける入力端子と、前記入力信号に応じた信号を出力する出力端子とを有し、前記出力端子が前記絶縁トランスの一次側の第１端子に接続されている第１の論理回路と、固定レベル信号を受け付ける入力端子と、前記固定レベル信号に応じた信号を出力する出力端子とを有し、前記出力端子が前記絶縁トランスの一次側の第２端子に接続されている第２の論理回路とを備える。

【0007】

絶縁通信回路は、第１及び第２の論理回路を備えることによって、絶縁トランスの一次側の両端のそれぞれに接続する配線のインピーダンスの差を小さくできる。その結果、絶縁通信におけるノイズ耐性が高められる。また、絶縁通信回路は、絶縁トランスを用いることによって、フォトカプラ等の多くの電力を消費する素子を用いずに絶縁通信を実現できる。その結果、絶縁通信回路は、消費電力の増大を抑制しつつノイズ耐性を向上できる。

【0008】

（２）上記（１）に記載の絶縁通信回路は、前記第１の論理回路の出力端子と前記第１端子との間、及び、前記第２の論理回路の出力端子と前記第２端子との間のそれぞれに直列に接続されている抵抗を更に備えてよい。絶縁通信回路は、抵抗を更に備えることによって、絶縁トランスの一次側の両端のそれぞれに接続する配線のインピーダンスの差を更に小さくできる。

【0009】

（３）上記（２）に記載の絶縁通信回路は、前記第１端子と前記第２端子との間を接続するコンデンサを更に備えてよい。絶縁通信回路は、コンデンサを更に備えることによって、抵抗とコンデンサとを組み合わせたローパスフィルタでディファレンシャルモードの高周波ノイズを減衰できる。その結果、絶縁通信におけるノイズ耐性が高められる。

【0010】

（４）上記（２）又は（３）に記載の絶縁通信回路は、前記第１の論理回路の出力端子と前記第１端子との間、及び、前記第２の論理回路の出力端子と前記第２端子との間のそれぞれに直列に接続されているフェライトビーズを更に備えてよい。ローパスフィルタにフェライトビーズが追加されることによって、絶縁通信回路が伝送すべき信号の帯域が制限されず、不要な高域ノイズがより一層強力に阻止される。その結果、絶縁通信回路のノイズ耐性が高められる。

【0011】

（５）上記（１）から（４）までのいずれか１つに記載の絶縁通信回路は、接地点から前記第１の論理回路の出力端子に向けて順方向になるように接続されている第１のダイオードと、前記第１の論理回路の出力端子から電源に向けて順方向になるように接続されている第２のダイオードと、接地点から前記第２の論理回路の出力端子に向けて順方向になるように接続されている第３のダイオードと、前記第２の論理回路の出力端子から電源に向けて順方向になるように接続されている第４のダイオードとを更に備えてよい。絶縁通信回路は、第１～第４のダイオードを備えることによって、コモンモードのノイズとしてインパルスの電圧が入力された場合に、絶縁トランスの二次側に伝達するディファレンシャルモードのノイズを抑制できる。その結果、絶縁通信におけるノイズ耐性が高められる。

【0012】

（６）上記（１）から（５）までのいずれか１つに記載の絶縁通信回路は、前記絶縁トランスの二次側に接続されているコモンモードフィルタを更に備えてよい。コモンモードフィルタは、絶縁トランスの浮遊容量を通じて一次側から二次側に伝達されるコモンモードノイズを低減する。その結果、絶縁通信回路のノイズ耐性が高められる。

【0013】

（７）上記（１）から（６）までのいずれか１つに記載の絶縁通信回路は、前記入力信号を受け付ける入力端子と、前記入力信号に応じた信号を出力する出力端子とを有し、前記出力端子が前記絶縁トランスの一次側の第１端子に、前記第１の論理回路に並列に接続されている第３の論理回路と、固定レベル信号を受け付ける入力端子と、前記固定レベル信号に応じた信号を出力する出力端子とを有し、前記出力端子が前記絶縁トランスの一次側の第２端子に、前記第２の論理回路に並列に接続されている第４の論理回路とを更に備えてよい。論理回路が並列に接続されることによって、出力インピーダンスが平均化される。つまり、第１端子及び第２端子それぞれに接続される論理回路の出力インピーダンスの差が更に低減される。その結果、絶縁通信回路のノイズ耐性が高められる。

【0014】

（８）幾つかの実施形態に係るフィールド機器は、アナログ測定データを出力する測定部と、前記アナログ測定データをデジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換部と、前記デジタルデータをシリアルデータとして出力する演算部と、前記シリアルデータを絶縁伝送する上記（１）から（７）までのいずれか１つに記載の絶縁通信回路と、絶縁伝送された前記シリアルデータを電流信号に変換して出力する出力部とを備える。

【発明の効果】

【0015】

本開示に係る絶縁通信回路及びフィールド機器によれば、消費電流の増大の抑制と、耐ノイズ性能の向上とが実現される。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】比較例に係る絶縁通信回路の回路図である。

【図2】一実施形態に係るフィールド機器の構成例を示すブロック図である。

【図3】一実施形態に係る絶縁通信回路の構成例を示す回路図である。

【図4】バッファの構成例を示す回路図である。

【図5】波形再生回路の構成例を示す回路図である。

【図6】フェライトビーズを直列に接続した構成例を示す回路図である。

【図7】二次側にコモンモードフィルタを接続した構成例を示す回路図である。

【図8】複数のバッファを並列に接続した構成例を示す回路図である。

【図9】固定入力をＶｃｃ１に接続した構成例を示す回路図である。

【図10】バッファをインバータに置換した構成例を示す回路図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

本開示は、絶縁通信回路、及び、絶縁通信回路を備えるフィールド機器に関する。２線式フィールド機器等の製品において、センサ等の組み合わせ機器とのインタフェースとして絶縁通信回路が使用される。本開示に係る絶縁通信回路は、耐ノイズ性能の向上と消費電流の増大の抑制とを実現する。本開示に係る絶縁通信回路は、フィールド機器に限られず、低消費電力が求められる機器でも用いられる。

【0018】

（比較例）
図１に示されるように、比較例に係る絶縁通信部９０は、絶縁トランス９４と、絶縁トランス９４の一次側に接続されている論理回路９２並びにコンデンサ９３ａ及び９３ｂと、絶縁トランス９４の二次側に接続されている波形再生回路９６とを備える。絶縁トランス９４は、一次側と二次側との間を電気的に絶縁する。絶縁トランス９４の一次側は、ＧＮＤ１で表される接地点に接地されている。絶縁トランス９４の二次側は、ＧＮＤ２で表される接地点に接地されている。

【0019】

論理回路９２は、Ｖｃｃ１で表される電圧の印加によって駆動する。論理回路９２は、入力端子と出力端子とを有する。論理回路９２は、入力端子において、ＩＮで表される入力信号を受け付ける。論理回路９２は、入力端子に入力された信号を処理し、出力端子から出力する。入力信号は、Ｌ及びＨの２つのレベルの一方を表す２値信号であるとする。論理回路９２は、Ｌのレベルを表す信号が入力された場合にＬのレベルを表す信号をコンデンサ９３ａに出力し、Ｈのレベルを表す信号が入力された場合にＨのレベルを表す信号をコンデンサ９３ａに出力する。つまり、論理回路９２は、入力信号のレベルを変えずに維持した信号を出力するバッファとして機能する。バッファは、入力端子の入力インピーダンスを高くするとともに出力端子の出力インピーダンスを低くするように機能する。

【0020】

コンデンサ９３ａは、論理回路９２を介して入力された入力信号の微分器として作用する。具体的に、コンデンサ９３ａは、入力信号のレベルがＨからＬに遷移した場合、又は、入力信号のレベルがＬからＨに遷移した場合に生じる信号を絶縁トランス９４に出力する。

【0021】

絶縁トランス９４は、一次側の一端において配線Ｌ９１を介してコンデンサ９３ａに接続され、一次側の他の一端において配線Ｌ９２を介してコンデンサ９３ｂに接続されている。コンデンサ９３ｂは、ＧＮＤ１に接地されている。つまり、絶縁トランス９４は、一次側の一端においてコンデンサ９３ａを介して論理回路９２に接続され、他端においてコンデンサ９３ｂを介してＧＮＤ１で表される接地点に接続されている。絶縁トランス９４は、入力信号のレベルが遷移した場合に生じた信号を一次側から二次側に伝送し、二次側の端子に接続される波形再生回路９６に出力する。

【0022】

波形再生回路９６は、Ｖｃｃ２で表される電圧の印加によって駆動し、絶縁トランス９４の二次側に伝送された、入力信号のレベルが遷移した場合に生じた信号に基づいて入力信号を再現した信号を生成し、ＯＵＴで表される出力信号として出力する。

【0023】

比較例に係る絶縁通信部９０は、以下の３つの原因によってノイズの影響を受けやすくなっている。

【0024】

１つ目の原因として、絶縁トランス９４の一次側と二次側との間に、分布定数的に浮遊容量が存在する。浮遊容量は、コンデンサ９５として仮想的に表されるとする。ここで、原則として、絶縁トランス９４の一次側の接地点であるＧＮＤ１と二次側の接地点であるＧＮＤ２とは交流的には同じ電位である。しかし、何らかの原因でＧＮＤ１の電位とＧＮＤ２の電位との間に交流的な差が生じることがある。ＧＮＤ２に対するＧＮＤ１の電位差の発生によって、絶縁トランス９４の一次側にコモンモードのノイズが入力される。コモンモードのノイズの入力は、絶縁トランス９４の一次側の接地点であるＧＮＤ１と二次側の接地点であるＧＮＤ２との間に仮想的に接続されているノイズ源９７による、絶縁トランス９４の一次側へのスパイク状のノイズ電圧の印加として表される。絶縁トランス９４の一次側に入力されたコモンモードのノイズは、浮遊容量を通じて二次側に伝達されて回路の誤動作を引き起こす。

【0025】

２つ目の原因として、絶縁トランス９４の一次側の一端に接続される配線Ｌ９１のインピーダンスと、他端に接続される配線Ｌ９２のインピーダンスとが異なる。具体的に、配線Ｌ９１のインピーダンスは、論理回路９２の出力インピーダンスであり、数Ωから数十Ωである。配線Ｌ９２のインピーダンスは、ＧＮＤ１で表される接地点にコンデンサ９３ｂだけを介して接続されるためほぼゼロである。絶縁トランス９４の一次側の両端に接続される配線のインピーダンスの違いによって、配線Ｌ９１と配線Ｌ９２とで異なるコモンモード電流が流れる。配線Ｌ９１に流れるコモンモード電流と配線Ｌ９２に流れるコモンモード電流との差分によって絶縁トランス９４の一次側の巻線が励磁される。絶縁トランス９４の一次側の巻線の励磁によって二次側の巻線に誘起される電圧がディファレンシャルモード電圧として二次側に伝達する。二次側に伝達したディファレンシャルモード電圧は、回路の誤動作を引き起こす。ディファレンシャルモード電圧は、絶縁トランス９４の一次側と二次側との間に浮遊容量が存在するかにかかわらず二次側に伝達する。

【0026】

３つ目の原因として、絶縁トランス９４の一次側に大きなコモンモードノイズが印加された場合に、論理回路９２に接続される配線Ｌ９１の電位は、論理回路９２の中で用いられるスイッチ素子に寄生するボディダイオードの順方向電圧でクランプされて変動する。一方で、論理回路９２に接続されずにＧＮＤ１に接地されている配線Ｌ９２の電位は、絶縁トランス９４の一次側に大きなコモンモードノイズが印加された場合でも変動しない。その結果、絶縁トランス９４の一次側の両端に電位差が生じる。絶縁トランス９４の一次側の両端に電位差が生じることによって絶縁トランス９４の一次側の巻線が励磁される。絶縁トランス９４の一次側の巻線の励磁によって二次側の巻線に誘起される電圧がディファレンシャルモード電圧として二次側に伝達する。二次側に伝達したディファレンシャルモード電圧は、回路の誤動作を引き起こす。

【0027】

以上述べてきたように、絶縁トランス９４を備える絶縁通信部９０において、絶縁トランス９４の一次側から二次側へのノイズの伝達が問題となる。つまり、耐ノイズ性能の向上が求められる。ノイズの伝達を抑制して耐ノイズ性能を向上するために、絶縁トランス９４をフォトカプラ等の能動素子に置き換えることが考えられる。しかし、フォトカプラ等の能動素子は、伝送する信号を変調するために多くの電力を消費する。消費電力の増大を抑制しつつ耐ノイズ性能を高めることが求められる。

【0028】

そこで、本開示は、消費電力の増大を抑制しつつ耐ノイズ性能を向上できる絶縁通信回路、及び、絶縁通信回路を備えるフィールド機器１００（図２参照）について説明する。

【0029】

（フィールド機器１００及び絶縁通信部１４０の構成例）
図２に示されるように、フィールド機器１００は、測定部１１０と、Ａ／Ｄ変換部１２０と、演算部１３０と、絶縁通信部１４０と、出力部１５０とを備える。

【0030】

測定部１１０は、例えばセンサによって検出された測定対象の物理量に対応する測定信号をアナログ測定データとしてＡ／Ｄ変換部１２０に出力する。Ａ／Ｄ変換部１２０は、アナログ測定データをデジタルデータに変換する。演算部１３０は、デジタルデータを演算してシリアルデータとして出力する。絶縁通信部１４０は、演算部１３０から出力されたシリアルデータを出力部１５０に絶縁伝送する。出力部１５０は、シリアルデータとして伝送されたデータを、４～２０ｍＡの電流信号に変換して出力信号として外部装置に出力する。

【0031】

演算部１３０は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサ又はＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等の専用回路を含んで構成されてよい。演算部１３０は、フィールド機器１００の種々の機能を実現するプログラムを実行するように構成されてよい。演算部１３０は、記憶部を備えてよい。記憶部は、演算部１３０の動作に用いられる各種情報、又は、演算部１３０の機能を実現するためのプログラム等を格納してよい。記憶部は、演算部１３０のワークメモリとして機能してよい。記憶部は、例えば半導体メモリ等で構成されてよい。記憶部は、演算部１３０と別体で構成されてもよい。

【0032】

図３に示されるように、絶縁通信部１４０は、論理回路２と、絶縁トランス４と、波形再生回路６とを備える。絶縁トランス４は、一次側の端子と二次側の端子とを備え、一次側と二次側との間を電気的に絶縁しつつ、一次側の端子に入力された信号を二次側の端子から出力するように構成される。絶縁トランス４は、一次側及び二次側のコイルの電磁誘導によって、一次側から二次側に信号を絶縁伝送する。絶縁トランス４は、一次側で配線Ｌ１及びＬ２を介して論理回路２に接続され、二次側で波形再生回路６に接続されている。絶縁トランス４の一次側は、ＧＮＤ１で表される接地点に接地されている。絶縁トランス４の二次側は、ＧＮＤ２で表される接地点に接地されている。絶縁通信部１４０は、絶縁通信回路とも称される。

【0033】

＜論理回路２＞
論理回路２は、第１バッファ２ａと、第２バッファ２ｂとを備える。第１バッファ２ａ及び第２バッファ２ｂは、Ｖｃｃ１で表される電源から印加される電圧によって駆動する。第１バッファ２ａ及び第２バッファ２ｂは、入力端子と出力端子とを有する。

【0034】

第１バッファ２ａは、入力端子においてＩＮで表される入力信号を受け付け、入力信号に応じた信号を出力端子から出力する。第１バッファ２ａの出力端子は、配線Ｌ１を通じて絶縁トランス４の一端に接続されている。絶縁トランス４の端子のうち配線Ｌ１に接続されている端子は第１端子とも称される。第１バッファ２ａの出力端子と絶縁トランス４の第１端子との間に、抵抗８ａとコンデンサ３ａとが直列に接続されている。

【0035】

第２バッファ２ｂは、入力端子においてＧＮＤ１で表される接地点に接地され、接地電位を出力端子から出力する。つまり、第２バッファ２ｂは、固定されたレベルの信号の入力を受け付けて、固定されたレベルの信号に応じた信号を出力する。固定されたレベルの信号は、固定レベル信号とも称される。第２バッファ２ｂの出力端子は、配線Ｌ２を通じて絶縁トランス４の他端に接続されている。絶縁トランス４の端子のうち配線Ｌ２に接続されている端子は第２端子とも称される。第２バッファ２ｂの出力端子と絶縁トランス４の第２端子との間に、抵抗８ｂとコンデンサ３ｂとが直列に接続されている。また、配線Ｌ１と配線Ｌ２との間に、コンデンサ９が絶縁トランス４の一次側のコイルと並列に接続されている。

【0036】

論理回路２の第１バッファ２ａ又は第２バッファ２ｂは、例えば図４に示される回路として構成される。本実施形態において、第１バッファ２ａと第２バッファ２ｂとは、同一の構成を有する。以下、第１バッファ２ａと第２バッファ２ｂとは、区別される必要が無い場合、単にバッファと総称される。バッファは、図４に例示されている回路に限られず他の種々の回路として実現されてよい。バッファは、入力信号のレベルを変えずに維持した信号を出力するように機能する。また、バッファは、入力端子の入力インピーダンスを高くするとともに出力端子の出力インピーダンスを低くするように機能する。バッファは、後述するようにインバータに置き換えられてもよい。バッファ及びインバータは、単に論理回路とも称される。第１バッファ２ａは第１の論理回路とも称される。第２バッファ２ｂは第２の論理回路とも称される。バッファ及びインバータは、入力信号を１倍に増幅して出力する増幅器とみなされてもよい。

【0037】

図４に例示されるように、第１バッファ２ａ及び第２バッファ２ｂを含むバッファは、ＩＮで表される入力端子と、入力端子から入力信号を受け付けるインバータ２５と、スイッチ素子２１及び２２と、ＯＵＴで表される出力端子とを備える。スイッチ素子２１は、ｐチャネルＦＥＴ（Field Effect Transistor）である。スイッチ素子２２は、ｎチャネルＦＥＴである。スイッチ素子２１及び２２のゲートはインバータ２５の出力に接続されている。スイッチ素子２１のドレインとスイッチ素子２２のドレインとが互いに接続され、出力端子にも接続されている。スイッチ素子２１のソースがＶＣＣ１に接続されている。スイッチ素子２２のソースがＧＮＤ１に接続されている。スイッチ素子２１にボディダイオード２３が寄生している。スイッチ素子２２にボディダイオード２４が寄生している。

【0038】

入力信号は、Ｌ及びＨの２つのレベルの一方を表す２値信号であるとする。インバータ２５は、入力信号を受け付けて、入力信号のレベルを反転させてスイッチ素子２１及び２２のゲートに入力する。スイッチ素子２１及び２２は、入力信号のレベルに応じて相補的にオン又はオフのいずれかの状態に遷移する。具体的に、入力信号のレベルがＨである場合、スイッチ素子２１がオンになり、スイッチ素子２２がオフになることによって、バッファの出力信号の電圧がＶＣＣ１になる。つまり、バッファの出力信号のレベルがＨになる。入力信号のレベルがＬである場合、スイッチ素子２１がオフになり、スイッチ素子２２がオンになることによって、バッファの出力信号の電圧がＧＮＤ１になる。つまり、バッファの出力信号のレベルがＬになる。

【0039】

＜コンデンサ３ａ及び３ｂ＞
コンデンサ３ａ及び３ｂは、論理回路２の出力端子と絶縁トランス４の端子との間を絶縁する。また、コンデンサ３ａは、第１バッファ２ａから出力される信号、すなわち入力信号の微分器として作用する。具体的に、コンデンサ３ａは、入力信号のレベルがＨからＬに遷移した場合、又は、入力信号のレベルがＬからＨに遷移した場合に生じる信号を絶縁トランス９４に出力する。入力信号のレベルが遷移した場合に生じる信号は、微分信号とも称される。

【0040】

＜絶縁トランス４＞
絶縁トランス４は、微分信号を一次側から二次側に伝送し、二次側の端子に接続される波形再生回路６に出力する。

【0041】

＜波形再生回路６＞
波形再生回路６は、Ｖｃｃ２で表される電源から印加される電圧によって駆動する。波形再生回路６は、絶縁トランス４の一次側から二次側に伝送された微分信号の入力を受け付ける。波形再生回路６は、絶縁トランス４から入力された微分信号に基づいて入力信号を再現した信号を生成する。波形再生回路６は、入力信号を再現した信号を出力信号として出力する。

【0042】

図５に示されるように、波形再生回路６は、抵抗とコンデンサとトランジスタとフリップフロップ回路とを含んで構成されてよい。波形再生回路６は、入力信号のレベルがＬからＨに遷移した場合の微分信号が絶縁トランス４から入力された場合、フリップフロップ回路のＳｅｔ端子に信号を入力してフリップフロップ回路の出力をＨに設定するように構成される。波形再生回路６は、入力信号のレベルがＨからＬに遷移した場合の微分信号が絶縁トランス４から入力された場合、フリップフロップ回路のＲｅｓｅｔ端子に信号を入力してフリップフロップ回路の出力をＬに設定するように構成される。波形再生回路６は、フリップフロップ回路の仕様に合わせるように微分信号のレベル及びパルス幅を整形し、フリップフロップ回路のＳｅｔ端子及びＲｅｓｅｔ端子に信号を入力する。フリップフロップ回路は、Ｈ又はＬのいずれかのレベルの信号を出力信号として出力する。

【0043】

＜その他の構成＞
絶縁通信部１４０は、図３に示されるように、抵抗８ａとコンデンサ３ａとの間の節点と、抵抗８ｂとコンデンサ３ｂとの間の節点との間に、絶縁トランス４と並列に接続されるコンデンサ９を更に備えてよい。コンデンサ９は、抵抗８ａとともに配線Ｌ１を伝送する信号のローパスフィルタとして機能し、抵抗８ｂとともに配線Ｌ２を伝送する信号のローパスフィルタとして機能する。ローパスフィルタは、論理回路２の出力に含まれる高周波ノイズを減衰させたり除去したりするように機能する。

【0044】

絶縁通信部１４０は、第１バッファ２ａの出力端子とＧＮＤ１との間に接続されるダイオード１０ａと、第１バッファ２ａの出力端子とＶｃｃ１との間に接続されるダイオード１１ａとを更に備えてよい。ダイオード１０ａは、ＧＮＤ１から第１バッファ２ａの出力端子に向けて順方向になるように接続されている。ダイオード１０ａは、第１バッファ２ａの出力端子の電位がＧＮＤ１より低くなった場合にオンになる。ダイオード１１ａは、第１バッファ２ａの出力端子からＶｃｃ１に向けて順方向になるように接続されている。ダイオード１１ａは、第１バッファ２ａの出力端子の電位がＶｃｃ１より高くなった場合にオンになる。つまり、ダイオード１０ａ及び１１ａは、第１バッファ２ａの出力端子の電位がＧＮＤ１からＶｃｃ１までの範囲から外れないように保護する機能を有する。ダイオード１０ａは第１のダイオードとも称される。ダイオード１１ａは第２のダイオードとも称される。

【0045】

絶縁通信部１４０は、第２バッファ２ｂの出力端子とＧＮＤ１との間に接続されるダイオード１０ｂと、第２バッファ２ｂの出力端子とＶｃｃ１との間に接続されるダイオード１１ｂとを更に備えてよい。ダイオード１０ｂは、ＧＮＤ１から第２バッファ２ｂの出力端子に向けて順方向になるように接続されている。ダイオード１０ｂは、第２バッファ２ｂの出力端子の電位がＧＮＤ１より低くなった場合にオンになる。ダイオード１１ｂは、第２バッファ２ｂの出力端子からＶｃｃ１に向けて順方向になるように接続されている。ダイオード１１ｂは、第２バッファ２ｂの出力端子の電位がＶｃｃ１より高くなった場合にオンになる。つまり、ダイオード１０ｂ及び１１ｂは、第２バッファ２ｂの出力端子の電位がＧＮＤ１からＶｃｃ１までの範囲から外れないように保護する機能を有する。ダイオード１０ｂは第３のダイオードとも称される。ダイオード１１ｂは第４のダイオードとも称される。

【0046】

ダイオード１０ａ、１０ｂ、１１ａ及び１１ｂによる保護機能は、バッファに含まれるスイッチ素子２１及び２２に寄生するボディダイオード２３及び２４によって実現され得る。したがって、絶縁通信部１４０は、ダイオード１０ａ、１０ｂ、１１ａ及び１１ｂを備えなくてもよい。ここで、スイッチ素子２１及び２２に寄生するボディダイオード２３及び２４が存在しない場合、又は、ボディダイオード２３及び２４が期待される特性を有しない場合があることから、本開示に係る絶縁通信部１４０は、ダイオード１０ａ、１０ｂ、１１ａ及び１１ｂを独立した素子として備えるとする。

【0047】

（絶縁通信部１４０の動作例）
上述してきたように、絶縁通信部１４０は、入力信号を絶縁トランス４の一次側から二次側に伝送して出力信号として出力する。絶縁通信部１４０は、配線Ｌ１及びＬ２の２つの経路で絶縁トランス４の一次側の両端に信号を出力する。具体的に、配線Ｌ１の経路において、入力信号のレベルに応じて第１バッファ２ａが出力する信号のレベルが制御される。一方で、配線Ｌ２の経路において、第２バッファ２ｂが出力する信号のレベルがＧＮＤ１に固定される。

【0048】

原則として、絶縁トランス４の一次側の接地点であるＧＮＤ１と二次側の接地点であるＧＮＤ２とは交流的には同じ電位である。しかし、何らかの原因でＧＮＤ１の電位とＧＮＤ２の電位との間に交流的な差が生じることがある。ＧＮＤ２に対するＧＮＤ１の電位差の発生によって、絶縁トランス４の一次側において配線Ｌ１及びＬ２にコモンモードのノイズが入力される。コモンモードのノイズの入力は、絶縁トランス４の一次側の接地点であるＧＮＤ１と二次側の接地点であるＧＮＤ２との間に仮想的に接続されているノイズ源７による、絶縁トランス４の一次側の配線Ｌ１及びＬ２へのスパイク状のノイズ電圧の印加として表される。

【0049】

絶縁トランス４の一次側の配線Ｌ１及びＬ２にコモンモードのノイズが入力されることによって、配線Ｌ１及びＬ２のそれぞれにコモンモードのノイズ電流が流れる。配線Ｌ１及びＬ２にノイズ電流が流れた場合、配線Ｌ１及びＬ２のそれぞれのインピーダンスに応じた電圧降下によって、配線Ｌ１と配線Ｌ２との間に電位差が生じることがある。配線Ｌ１と配線Ｌ２との間の電位差は、絶縁トランス４の一次側の両端の電位差である。絶縁トランス４の一次側の両端に電位差が生じた場合、一次側の両端の電位差の変化が二次側に伝達されることによって、二次側において回路の誤動作が引き起こされる。

【0050】

ここで、配線Ｌ１及びＬ２のそれぞれのインピーダンスは、第１バッファ２ａ及び第２バッファ２ｂのそれぞれの出力インピーダンスに基づいて定まる。第１バッファ２ａの出力インピーダンスと第２バッファ２ｂの出力インピーダンスとは、第１バッファ２ａ及び第２バッファ２ｂが同一チップ上に形成されることによって、製造誤差があったとしてもほぼ等しい値になる。つまり、絶縁トランス４の両端のインピーダンスの差が小さくなる。

【0051】

一方で、比較例に係る絶縁通信部９０において、配線Ｌ９１に論理回路２が接続されている。配線Ｌ９２にＧＮＤ１が接続されている。その結果、絶縁トランス９４の両端のインピーダンスの差が大きくなる。

【0052】

したがって、本開示に係る絶縁通信部１４０における絶縁トランス４の両端のインピーダンスの差は、比較例に係る絶縁通信部９０における絶縁トランス９４の両端のインピーダンスの差よりも小さくなる。そうすると、絶縁トランス４の一次側で配線Ｌ１及びＬ２にコモンモードノイズの電流が流れた場合に、インピーダンスの差が小さいことによって絶縁トランス４の一次側の両端の電位差が小さくなる。その結果、絶縁トランス４の二次側にコモンモードノイズに起因するノイズが伝送しにくくなり、絶縁トランス４の二次側でディファレンシャルモードのノイズが生じにくくなる。つまり、本開示に係る絶縁通信部１４０は、絶縁トランス４の両端に接続する配線Ｌ１及びＬ２のそれぞれにバッファを接続することによって、ノイズ耐性を高めることができる。

【0053】

また、本開示に係る絶縁通信部１４０は、フォトカプラ等の多くの電力を消費する素子を用いずに絶縁通信を実現できる。その結果、本開示に係る絶縁通信部１４０は、消費電力の増大を抑制しつつ、ノイズ耐性を向上できる。

【0054】

＜抵抗８ａ及び８ｂの効果＞
以上述べてきたように、本開示に係る絶縁通信部１４０は、抵抗８ａ及び８ｂの接続の有無にかかわらず、配線Ｌ１及びＬ２のそれぞれにバッファを接続することによって、消費電力の増大を抑制しつつノイズ耐性を向上できる。

【0055】

本開示に係る絶縁通信部１４０は、抵抗８ａ及び８ｂを更に備えてもよい。絶縁通信部１４０が抵抗８ａ及び８ｂを更に備える場合、配線Ｌ１のインピーダンスは、第１バッファ２ａの出力インピーダンスと抵抗８ａとの和である。配線Ｌ２のインピーダンスは、第２バッファ２ｂの出力インピーダンスと抵抗８ｂとの和である。抵抗８ａ及び８ｂの抵抗値によって、配線Ｌ１のインピーダンスと配線Ｌ２のインピーダンスとの差の比率が更に小さくされる。

【0056】

例えば、第１バッファ２ａの出力インピーダンスが５Ωであり、第２バッファ２ｂの出力インピーダンスが６Ωであるとする。抵抗８ａ及び８ｂが配線Ｌ１及びＬ２に接続されていない場合、配線Ｌ１のインピーダンスに対する配線Ｌ２のインピーダンスが２０％大きい。ここで、抵抗８ａ及び８ｂの抵抗値が１０Ωであるとする。この場合、第１バッファ２ａの出力インピーダンスと抵抗８ａとの和、すなわち配線Ｌ１のインピーダンスは１５Ωである。第２バッファ２ｂの出力インピーダンスと抵抗８ｂとの和、すなわち配線Ｌ２のインピーダンスは１６Ωである。そうすると、配線Ｌ１のインピーダンスに対する配線Ｌ２のインピーダンスが６．７％大きい。つまり、配線Ｌ１のインピーダンスと配線Ｌ２のインピーダンスとの差が更に小さくされる。

【0057】

配線Ｌ１のインピーダンスと配線Ｌ２のインピーダンスとの差の比率が更に小さくされることによって、絶縁トランス４の一次側で配線Ｌ１及びＬ２にコモンモードの電流が流れた場合に、配線Ｌ１のインピーダンスと配線Ｌ２のインピーダンスとの差の比率が小さいことによって絶縁トランス４の一次側の両端の電位差が小さくなる。その結果、絶縁トランス４の二次側にコモンモードノイズに起因するノイズが伝送しにくくなり、絶縁トランス４の二次側でディファレンシャルモードのノイズが生じにくくなる。つまり、本開示に係る絶縁通信部１４０は、絶縁トランス４の両端に接続する配線Ｌ１及びＬ２のそれぞれにおいてバッファの出力に抵抗を直列に接続することによって、ノイズ耐性を更に高めることができる。

【0058】

抵抗８ａ及び８ｂの抵抗値は、互いに異なる値に設定されてもよい。例えば、第１バッファ２ａの出力インピーダンスが５Ωであり、第２バッファ２ｂの出力インピーダンスが６Ωである場合に、抵抗８ａの抵抗値が１０Ωに設定され、抵抗８ｂの抵抗値が９Ωに設定されてよい。このようにすることで、配線Ｌ１のインピーダンスと配線Ｌ２のインピーダンスとの差の絶対値が低減する。配線Ｌ１のインピーダンスと配線Ｌ２のインピーダンスとの差の絶対値が低減することによって、絶縁トランス４の一次側で配線Ｌ１及びＬ２にコモンモードの電流が流れた場合に、絶縁トランス４の一次側の両端の電位差が小さくなる。その結果、絶縁トランス４の二次側にコモンモードノイズに起因するノイズが伝送しにくくなり、絶縁トランス４の二次側でディファレンシャルモードのノイズが生じにくくなる。

【0059】

＜ダイオード１０ａ、１０ｂ、１１ａ及び１１ｂの効果＞
本開示に係る絶縁通信部１４０は、第１バッファ２ａの出力端子に接続するダイオード１０ａ及び１１ａと、第２バッファ２ｂの出力端子に接続するダイオード１０ｂ及び１１ｂとを更に備えてよい。上述したように、ダイオード１０ａ及び１１ａは、第１バッファ２ａの出力端子の電位がＧＮＤ１からＶｃｃ１までの範囲から外れないように保護する機能を有する。ダイオード１０ｂ及び１１ｂは、第２バッファ２ｂの出力端子の電位がＧＮＤ１からＶｃｃ１までの範囲から外れないように保護する機能を有する。

【0060】

以下、ダイオード１０ａ、１０ｂ、１１ａ及び１１ｂの作用によってノイズ耐性が向上することが説明される。

【0061】

上述したように、絶縁トランス４の一次側にコモンモードのノイズが発生することがある。コモンモードのノイズは、仮想的に存在するノイズ源７によって絶縁トランス４の二次側の接地点であるＧＮＤ２に対して一次側の接地点であるＧＮＤ１に印加される正極性のインパルスの電圧として表されるとする。

【0062】

絶縁トランス４の一次側と二次側との間に、分布定数的に浮遊容量が存在する。浮遊容量は、コンデンサ５として仮想的に表されるとする。ＧＮＤ１に印加された正極性のインパルスの電圧によって、絶縁トランス４の一次側の配線Ｌ１から、絶縁トランス４の一次側と二次側との間の浮遊容量を表すコンデンサ５を通って、絶縁トランス４の二次側の接地点であるＧＮＤ２に至る一巡経路に電流が流れる。また、絶縁トランス４の一次側の配線Ｌ２から、絶縁トランス４の一次側と二次側との間の浮遊容量を表すコンデンサ５を通って、絶縁トランス４の二次側の接地点であるＧＮＤ２に至る一巡経路に電流が流れる。このとき、ダイオード１０ａ及び１０ｂが接続されていなければ、配線Ｌ１を通る一巡経路に流れる電流と配線Ｌ２を通る一巡経路に流れる電流とが異なることがある。配線Ｌ１を通る一巡経路に流れる電流と配線Ｌ２を通る一巡経路に流れる電流とが異なることによって、絶縁トランス４の一次側の両端に電位差が生じ、絶縁トランス４の二次側にディファレンシャルモードのノイズが伝達して回路の誤動作が引き起こされる。

【0063】

そこで、ダイオード１０ａ及び１０ｂが接続されている場合、正極性のインパルスの電圧が印加されたときにダイオード１０ａ及び１０ｂが導通することによって、第１バッファ２ａ及び第２バッファ２ｂの出力端子の電位は、ダイオード１０ａ及び１０ｂの順方向電圧ＶＦによってクランプされて－ＶＦになる。その結果、ダイオード１０ａ及び１０ｂによって、第１バッファ２ａの出力端子の電位と、第２バッファ２ｂの出力端子の電位とが同じになる。

【0064】

第１バッファ２ａの出力端子の電位と第２バッファ２ｂの出力端子の電位とが同じになることによって、配線Ｌ１からコンデンサ５を経由して二次側に流入するコモンモード電流と、配線Ｌ２からコンデンサ５を経由して二次側に流入するコモンモード電流とが等しくなる。その結果、絶縁トランス４の一次側のコイルの励磁電流が抑制される。絶縁トランス４の一次側のコイルの励磁電流が抑制されることによって、絶縁トランス４の二次側に伝達するディファレンシャルモードのノイズが抑制される。

【0065】

ＧＮＤ２に対してＧＮＤ１に印加されるコモンモードのノイズが負極性のインパルスの電圧として表される場合においても、ダイオード１１ａ及び１１ｂが接続されていなければ、絶縁トランス４の二次側にディファレンシャルモードのノイズが伝達して回路の誤動作が引き起こされる。そこで、ダイオード１１ａ及び１１ｂが接続されている場合、負極性のインパルスの電圧が印加されたときにダイオード１１ａ及び１１ｂが導通することによって、第１バッファ２ａ及び第２バッファ２ｂの出力端子の電位は、ダイオード１１ａ及び１１ｂの順方向電圧ＶＦによってクランプされてＶｃｃ１＋ＶＦになる。つまり、ダイオード１１ａ及び１１ｂによって、第１バッファ２ａの出力端子の電位と、第２バッファ２ｂの出力端子の電位とが同じになる。その結果、コモンモードのノイズが正極性のインパルスの電圧として表される場合と同様に、絶縁トランス４の二次側に伝達するディファレンシャルモードのノイズが抑制される。

【0066】

＜コンデンサ９の効果＞
以上述べてきたように、本開示に係る絶縁通信部１４０は、コンデンサ９の接続の有無にかかわらず、消費電力の増大を抑制しつつノイズ耐性を向上できる。

【0067】

本開示に係る絶縁通信部１４０は、コンデンサ９を更に備えてもよい。絶縁通信部１４０がコンデンサ９を更に備える場合、配線Ｌ１において抵抗８ａとコンデンサ９とを組み合わせたＲＣ回路、及び、配線Ｌ２において抵抗８ｂとコンデンサ９とを組み合わせたＲＣ回路がローパスフィルタとして機能する。配線Ｌ１及びＬ２に入力される高周波ノイズがローパスフィルタの機能によって低減される。高周波ノイズは、例えば、以下の場合に生じることがある。

【0068】

上述してきた、コモンモードのノイズが正極性のインパルスの電圧として表される場合の動作において、第１バッファ２ａが出力する信号のレベルがＨであった場合、すなわち第１バッファ２ａの出力電圧がＶｃｃ１であった場合、正極性のインパルスの電圧がＧＮＤ１に入力されることによって、第１バッファ２ａの出力が－ＶＦにクランプされる。そうすると、第１バッファ２ａの出力電圧は、ＧＮＤ１に正極性のインパルスの電圧が入力されたときに、Ｖｃｃ１＋ＶＦだけ変化する。一方で、第２バッファ２ｂが出力信号のレベルはＬで固定されている。すなわち、第２バッファ２ｂの出力電圧はＧＮＤ１に固定されている。ここで、正極性のインパルスの電圧がＧＮＤ１に入力されることによって、第２バッファ２ｂの出力も－ＶＦにクランプされる。そうすると、第２バッファ２ｂの出力電圧は、ＧＮＤ１に正極性のインパルスの電圧が入力されたときに、－ＶＦだけ変化する。

【0069】

結果として、正極性のインパルスの電圧がＧＮＤ１に入力されたときの、第１バッファ２ａの出力電圧の変化量と、第２バッファ２ｂの出力電圧の変化量とが互いに異なる。したがって、ＧＮＤ１に正極性のインパルスの電圧が入力されてから第１バッファ２ａ及び第２バッファ２ｂの出力電圧が－ＶＦにクランプされるまでの短時間において、絶縁トランス４の一次側の両端に電位差が生じてディファレンシャルモードのノイズとして二次側に伝達されてしまう。この現象は、第１バッファ２ａの出力電圧と第２バッファ２ｂの出力電圧とが異なっている場合において、ＧＮＤ１に入力されるインパルスの極性にかかわらず生じる。

【0070】

ここで、ＧＮＤ１にインパルスの電圧が入力されてから第１バッファ２ａ及び第２バッファ２ｂの出力電圧がクランプされるまでの短時間に生じる電位差に応じたディファレンシャルモードのノイズは高周波ノイズである。そうすると、絶縁通信部１４０がコンデンサ９と抵抗８ａ及び８ｂのそれぞれとを組み合わせたローパスフィルタを配線Ｌ１及びＬ２に備えることによって、ディファレンシャルモードの高周波ノイズは、ローパスフィルタによって減衰される。

【0071】

ローパスフィルタの遮断周波数は、ディファレンシャルモードの高周波ノイズを適切に減衰させ、かつ、コンデンサ３ａが微分器として機能するときの有効な通過帯域、すなわちコンデンサ３ａがハイパスフィルタとして機能するときの有効な通過帯域を妨げないように設定される。一般的に、ＧＮＤ１に入力されるインパルスノイズの持続時間は、入力信号を構成するパルスの周波数よりも極めて短い。したがって、ローパスフィルタの遮断周波数は、上述した条件が満たされるように容易に設定される。

【0072】

（まとめ）
以上述べてきたように、本開示に係る絶縁通信部１４０は、絶縁トランス４の一次側に接続する配線Ｌ１及びＬ２のそれぞれにバッファを接続することによって、配線Ｌ１のインピーダンスと配線Ｌ２のインピーダンスとの差を小さくできる。その結果、絶縁通信におけるノイズ耐性が高められる。

【0073】

また、本開示に係る絶縁通信部１４０は、フォトカプラ等の多くの電力を消費する素子を用いずに絶縁通信を実現できる結果、消費電力の増大を抑制しつつノイズ耐性を向上できる。

【0074】

本開示に係る絶縁通信部１４０は、２線式フィールド機器で用いられてよい。２線式フィールド機器は、伝送するデータに対応する、４ｍＡから２０ｍＡまでの範囲の直流電流信号を出力する。２線式フィールド機器において、電流信号は、センサを含めた機器全体を駆動する電流を含む。したがって、２線式フィールド機器の消費電流は、電流信号以下に制限される必要がある。本開示に係る絶縁通信部１４０は、フォトカプラ等の大きい電流を必要とする素子を用いずに絶縁通信を実現できる結果、機器全体の駆動電流を電流信号以下に制限しやすい。

【0075】

なお、比較例として、絶縁トランス４をフォトカプラに置き換えた回路が考えられる。仮に、フォトカプラの消費電力を低減するために、フォトカプラで伝送する信号をＩｒＤＡ（Infrared Data Association）等の規格に基づいて低デューティー比のパルス信号に変調する場合であっても、駆動回路又はＬＥＤ（Light Emitting Diode）の応答速度の限界によって、伝送レートを高めるときにパルス信号のデューティー比の維持が難しく、結果として消費電力が増大する。したがって、本開示に係る絶縁通信部１４０は、フォトカプラ等の多くの電力を消費する素子を用いない点で、比較例に係る、フォトカプラを用いた回路よりも消費電力の増大を抑制できる。

【0076】

本開示に係る絶縁通信部１４０は、配線Ｌ１及びＬ２のそれぞれにローパスフィルタを備えることによって、インパルスノイズに起因するノイズを減衰できる結果、ノイズ耐性を向上できる。

【0077】

（他の実施形態）
以下、絶縁通信部１４０の他の実施形態が説明される。

【0078】

＜フェライトビーズ１２ａ及び１２ｂ＞
図６に例示されるように、絶縁通信部１４０は、抵抗８ａに対して直列に接続されているフェライトビーズ１２ａと、抵抗８ｂに対して直列に接続されているフェライトビーズ１２ｂとを更に備えてよい。言い換えれば、抵抗８ａ及び８ｂのそれぞれとコンデンサ９とを組み合わせたローパスフィルタにおいて、フェライトビーズ１２ａ及び１２ｂが追加されてよい。ローパスフィルタにフェライトビーズ１２ａ及び１２ｂが追加されることによって、絶縁通信部１４０が伝送すべき信号の帯域が制限されず、不要な高域ノイズがより一層強力に阻止される。その結果、絶縁通信部１４０のノイズ耐性が高められる。

【0079】

＜コモンモードフィルタ１３＞
図７に例示されるように、絶縁通信部１４０は、絶縁トランス４の二次側と波形再生回路６との間に接続されているコモンモードフィルタ１３を更に備えてよい。コモンモードフィルタとして、例えば、コモンモードチョークコイルが用いられてよい。コモンモードフィルタ１３は、絶縁トランス４の浮遊容量を通じて一次側から二次側に伝達されるコモンモードノイズを低減する。その結果、絶縁通信部１４０のノイズ耐性が高められる。

【0080】

＜バッファの並列接続＞
図８に例示されるように、論理回路２は、配線Ｌ１に信号を出力するバッファとして、第１バッファ２ａに並列に接続されている第３バッファ２ｃを更に備えてよい。また、論理回路２は、配線Ｌ２に信号を出力するバッファとして、第２バッファ２ｂに並列に接続されている第４バッファ２ｄを更に備えてよい。第３バッファ２ｃ及び第４バッファ２ｄは、第１バッファ２ａ及び第２バッファ２ｂと同様に構成されてよい。第３バッファ２ｃは第３の論理回路とも称される。第４バッファ２ｄは第４の論理回路とも称される。

【0081】

並列に接続されたバッファの出力インピーダンスが平均化されることによって、配線Ｌ１及びＬ２のそれぞれに接続されているバッファの出力インピーダンスのばらつきが小さくなる。つまり、配線Ｌ１のインピーダンスと配線Ｌ２のインピーダンスとの差が更に低減される。その結果、絶縁通信部１４０のノイズ耐性が高められる。

【0082】

＜第２バッファ２ｂの入力のＨレベルへの固定＞
図９に例示されるように、第２バッファ２ｂの入力端子は、ＧＮＤ１の代わりに、Ｖｃｃ１に接続されてもよい。第２バッファ２ｂの入力端子は、抵抗１５を介してＶｃｃ１に接続されてもよい。この場合においても、絶縁通信部１４０は、低消費電力で絶縁通信を実現しつつノイズ耐性を向上できる。

【0083】

＜バッファからインバータへの置換＞
図３において論理回路２に含まれる第１バッファ２ａ及び第２バッファ２ｂのそれぞれは、図１０に例示されるように第１インバータ２ｅ及び第２インバータ２ｆに置き換えられてもよい。この場合においても、絶縁通信部１４０は、低消費電力で絶縁通信を実現しつつノイズ耐性を向上できる。第１インバータ２ｅは第１の論理回路とも称される。第２インバータ２ｆは第２の論理回路とも称される。

【0084】

以上、本開示に係る実施形態について、図面を参照して説明してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲においての種々の変更も含まれる。

【符号の説明】

【0085】

１００ フィールド機器（１１０：測定部、１２０：Ａ／Ｄ変換部、１３０：演算部、１４０：絶縁通信部、１５０：出力部）
２ 論理回路（２ａ：第１バッファ、２ｂ：第２バッファ、２ｃ：第３バッファ、２ｄ：第４バッファ、２ｅ：第１インバータ、２ｆ：第２インバータ、２１、２２：スイッチ素子、２３、２４：ボディダイオード、２５：インバータ）
３ａ、３ｂ コンデンサ
４ 絶縁トランス
５ コンデンサ
６ 波形再生回路
７ ノイズ源
８ａ、８ｂ 抵抗
９ コンデンサ
１０ａ、１０ｂ、１１ａ、１１ｂ ダイオード
１２ａ、１２ｂ：フェライトビーズ
１３ コモンモードフィルタ
１５ 抵抗
Ｌ１、Ｌ２：配線

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】