디지털 신호란?

1. 디지털 I/O 보드란?

디지털 I/O 보드는 디지털 신호를 컴퓨터에 병렬로 입력 및 출력하는 기능을 추가한 인터페이스 보드입니다. 디지털 I/O 디바이스를 사용하면 측정 디바이스의 상태뿐만 아니라 다양한 유형의 제어 회로의 릴레이 및 작동 스위치를 모니터링(판독)할 수 있습니다. 이러한 제품은 램프, LED, 7세그먼트 디스플레이 및 계전기의 출력을 제어하는 것 외에도 PLC(시퀀서)와 같은 컨트롤러와의 디지털 통신을 위한 인터페이스로도 사용할 수 있습니다.

2. 디지털 I/O 보드 유형 및 응용 프로그램

2-1. 포토 커플러 절연 I/O 타입

 광 커플러를 사용하여 기판 내부의 I/O 회로와 논리 회로를 분리합니다. 빛을 이용하여 신호(정보)를 전송하면 동작 회로에서 발생하는 전기적 교란의 영향을 방지할 수 있습니다.

그러나 광 커플러를 구동하려면 외부 DC 전원이 필요합니다. 이것은 디지털 스위치 및 표시기와 같은 5-48VDC를 사용하여 작동 회로를 약한 전기 장치에 연결하는 데 사용됩니다.

광 커플러를 사용한 기판 내부의 I/O 회로 및 논리 회로 Isolation

 

     - Opto-Isolated Input type (Current sink output)

     - Opto-Isolated Input type (Current sink and source output)

     - Opto-Isolated Input type (Source output)

     - Opto-Isolated TTL level Input type (negative logic)

     - Opto-Isolated Open Collector output type (Current sink)

     - Opto-Isolated Output type (Source output)

     - Opto-Isolated TTL level Output type (negative logic)

 

 

2-1-1. 고속 포토 커플러 절연 I/O 타입

이 유형은 고속 광 커플러를 절연 요소로 사용하여 더 빠른 신호 전송 속도를 가능하게 합니다. 이 유형은 고속 입력 및 출력이 필요할 때 사용됩니다.

 

     - High-speed optocoupler type (Response time max. 5μsec.)
     - High-speed optocoupler type (Response time max. 1μsec.) 

 

2-1-2. 전원이 내장된 고속 포토커플러 절연 I/O 타입

이 내부 논리 회로에는 절연된 DC 전원이 장착되어 있습니다. 광 커플러의 구동 및 작동 회로에 전원이 공급되기 때문에 이 유형은 전원을 공급할 수 없을 때 유용합니다.

 

     - Opto-Isolated with On board 12VDC battery type
     - Opto-Isolated with On board 5VDC battery type

 

2-2. 접점 출력 방식

이 유형은 출력 회로에서 릴레이를 사용합니다. 기판 내부의 논리 회로와 출력 회로는 이 릴레이 접점에 의해 절연되어 있습니다. 또한 전류가 흐르는 방향에 제한이 없기 때문에 AC(교류) 부하도 연결할 수 있습니다. 이 유형을 AC 작동 회로와 함께 사용하거나 48VDC 이상을 사용하는 강력한 전기 장치를 직접 제어하십시오.

출력 회로에 사용되는 릴레이

     - Reed Relay Contact Digital Output type (Form A)
     - Semiconductor Relay Contact Digital Output type
     - Relay Contact Digital Output type (Form C)
     - Power Relay Contact Digital Output type (SPDT, Form C)

 

2-3. 비절연 I/O 타입

이 유형은 보드 내부의 논리 회로와 I/O 회로를 절연 없이 직접 연결하는 것이 특징입니다. 포토커플러 절연 I/O 타입과 비교했을 때, 이 타입은 고속 응답을 제공합니다.

그러나 전기적 교란에 취약하기 때문에 노이즈 특성이 양호한 환경과 배선 거리를 단축할 수 있는 경우에 적합합니다.

소형 릴레이 및 컨트롤러를 포함하여 5VDC/3.3VDC I/O 회로 및 TTL/LVTTL 장치가 있는 장치에 이 유형을 사용합니다.

 

보드 내부의 논리 회로와 절연 없이 I/O 회로의 직접 연결

     - Non-Isolated TTL level Input type (negative logic)
     - Non-Isolated TTL level Input type (positive logic)
     - Non-Isolated LVTTL level Input type (positive logic)
     - Non-Isolated TTL level Open Collector Output (negative logic)
     - Non-Isolated TTL level Output type (positive logic)
     - Non-Isolated LVTTL level Output type (positive logic)

 

2-3-1. 양방향 I/O 타입

이 유형은 보드 내부의 논리 회로와 i8255 PPI 또는 동등한 양방향 I/O 회로 간의 절연 없이 직접 연결됩니다. 프로그램을 사용하면 입력 및 출력 수를 8점 단위로 변경할 수 있습니다. 

 

3. 출력 회로

디지털 입력 및 출력을 위한 출력 회로는 응용 프로그램 및 전기적 차이에 따라 다음과 같은 유형으로 분류됩니다.

 

3-1. 트랜지스터 출력(비접촉식 출력)

반도체 소자로 기능하는 트랜지스터를 사용하여 이 출력 회로는 DC 부하를 구동 및 개폐할 수 있습니다. 이러한 유형의 출력은 접점 출력과 달리 실제 접촉이 없기 때문에 비접촉식 출력이라고 합니다.

 

3-1-1. 포토 커플러 절연 오픈 컬렉터 출력(전류 싱크 타입)

이 출력 회로는 출력 트랜지스터 컬렉터가 출력 단자가 되고 상태가 개방되는 곳입니다. 내부 로직은 "ON(쇼트): 1, OFF(개방): 0"입니다. 이 싱크 타입에서는 출력 트랜지스터가 "ON"(부하가 작동됨)이 되면 부하에서 출력 단자로 전류가 흐릅니다. 이 출력은 12-48 VDC를 사용하는 일반적인 약한 전기 장치에 신호를 보내는 데 사용됩니다.

 

출력 트랜지스터 컬렉터가 출력 단자가 되고 상태가 개방되는 출력 회로

     - Opto-Isolated Open Collector output type (Current sink)

 

3-1-2. 포토 커플러 절연 출력(전류 소스 타입 및 네거티브 공통 타입)

이 출력 회로에서 출력 트랜지스터 이미 터는 출력 단자가됩니다. 내부 로직은 "ON(짧음): 1, OFF(개방): 0"입니다. 이 소스 유형에서는 출력 트랜지스터가 "ON"(부하 작동)이 되면 전류가 출력 단자에서 부하로 흐릅니다.

이 출력은 12-48VDC를 사용하여 약한 전기 장치에 신호를 보내는 데 사용되며 접지 오류와 관련하여 높은 안전성을 제공하기 때문에 유럽 국가에서 선호되는 소스 유형입니다.

 

출력 트랜지스터 이미터가 출력 단자가 되는 출력 회로

     - Opto-Isolated output type (Source output)

 

3-1-3. 비절연 TTL 오픈 컬렉터 출력(네거티브 로직)

이 출력 회로를 사용하면 출력 트랜지스터 컬렉터가 출력 단자가 되고 상태가 열리고 입력 회로측이 풀업됩니다. 내부 논리는 "낮음(짧음): 1, 높음(열림): 0"의 음수 논리입니다. 이 출력은 TTL 입력 회로 및 5VDC 장치가 있는 장치에 신호를 보내는 데 사용됩니다.

출력 트랜지스터 컬렉터가 출력 단자가 되고 상태가 개방된 출력 회로

     - Non-Isolated TTL level Open Collector Output (negative logic)

 

3-1-4. 포토커플러 절연 TTL 레벨 출력(네거티브 로직)

이 출력 회로에서 출력 트랜지스터 컬렉터는 출력 단자가 됩니다. 내부 논리는 "Low: 1, High: 0"의 음의 논리입니다. 이 출력은 TTL 입력 회로와 5VDC 장치가 있는 장치의 작동 회로 배선이 너무 길어지거나 이러한 장치를 분리할 때 사용됩니다.

 

포토 커플러에 의해 절연 된 출력 트랜지스터 에미터가 출력 단자가되는 출력 회로

     - Opto-Isolated TTL level Output type (negative logic)

 

3-2. 접점 출력(리드 출력)

릴레이 접점을 사용하는 이 출력 회로는 내부 논리 회로와 절연되어 있습니다. 이 회로는 실제 접촉을 사용하여 부하를 구동하고 개방/폐쇄하기 때문에 리드 출력이라고도 합니다.

또한 전류가 흐르는 방향에 제한이 없기 때문에 AC (교류) 부하와 DC 부하를 연결할 수 있습니다. 이 출력은 교류(AC)와 함께 사용되거나 48VDC 이상을 사용하는 강력한 전기 장치에 신호를 보내는 데 사용됩니다.

 

릴레이 접점을 사용하여 내부 논리 회로로 절연된 출력 회로

 

     - Reed Relay Contact Digital Output type (Form A)
     - Semiconductor Relay Contact Digital Output type
     - Relay Contact Digital Output type (Form C)
     - Power Relay Contact Digital Output type (SPDT, Form C)

 

4. 입력 회로

디지털 입력 및 출력을 위한 입력 회로는 다음과 같은 유형으로 분류됩니다.

 

4-1. DC 입력

이 입력 회로는 DC 트랜지스터 출력 또는 DC 작동 회로와 같은 접점 출력 회로에 연결할 수 있습니다.

 

4-1-1. 포토 커플러 절연 입력(전류 싱크 출력과 호환 타입)

이것은 포토커플러의 음극 쪽을 입력 단자로 하는 입력 회로입니다. 이 입력은 싱크형 트랜지스터 출력 및 릴레이 스위치와 같은 소스에서 출력 신호를 수신하는 데 사용됩니다. 내부 로직은 "ON(짧음): 1, OFF(열림): 0"입니다.

입력 단자는 전류를 공급하는 소스형 단자입니다. 이 유형은 12에서 48 VDC를 사용하는 전형적인 약한 전기 장치에서 신호를 입력하기 위하여 이용됩니다.

 

포토커플러 음극측을 입력 단자로 하는 입력 회로

 

4-1-2. 포토 커플러 절연 입력(전류 소스 출력 호환 타입 및 네거티브 공통 타입)

이것은 포토 커플러의 양극 측을 입력 단자로 사용하는 입력 회로입니다. 이 입력은 소스 유형 트랜지스터 출력 및 릴레이 스위치와 같은 소스에서 출력 신호를 수신하는 데 사용됩니다. 내부 로직은 "ON(짧음): 1, OFF(열림): 0"입니다.

입력 단자는 전류를 받아들이는 싱크형 단자입니다. 이것은 지락에 관한 높은 안전성을 제공하기 때문에 유럽 국가에서 선호되는 유형입니다. 이 유형은 12에서 48 VDC를 사용하여 약한 전기 장치에서 신호를 입력하는 데 사용됩니다.

 

포토커플러 양극측을 입력 단자로 사용하는 입력 회로

 

4-1-3. 비절연 TTL 레벨 입력(네거티브 로직)

이 입력 회로를 5VDC로 풀업하면 트랜지스터 베이스가 입력 단자가 됩니다. 내부 논리는 "낮음: 1, 높음: 0"의 음수 논리입니다. 이 유형은 TTL 출력 회로 및 5VDC 장치가 있는 장치에서 신호를 입력하는 데 사용됩니다.

 

트랜지스터 베이스를 입력 단자로 사용하여 5VDC에서 끌어온 입력 회로

 

4-1-4. 포토커플러 절연 TTL 레벨 입력(네거티브 로직)

이것은 입력 단자로 포토 커플러 음극을 사용하는 입력 회로입니다. 내부 논리는 "Low: 1, High: 0"의 음의 논리입니다. 이 입력은 TTL 출력 회로 및 5VDC 장치가 있는 장치의 작동 회로 배선이 너무 길어지거나 이러한 장치를 분리할 때 사용됩니다.

 

포토커플러 음극을 입력 단자로 사용하는 입력 회로

 

5. 양방향 I/O 회로

5-1. 비절연 TTL/LVTTL 레벨 입출력(포지티브 로직)

i8255 PPI(또는 동급) I/O 회로입니다. 내부 논리는 "낮음(짧음): 0, 높음(열림): 1"의 양의 논리입니다. TTL I/O 회로가 있는 장비, 5VDC 장비 또는 TTL(5VDC) 또는 LVTTL(5VDC) 양방향 I/O가 필요한 장비의 신호 입력/출력에 연결할 때 이 유형의 제품을 사용해야 합니다. 

 

i8255 PPI(또는 동급) I/O 회로