JPH0145671B2 - - Google Patents
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- JPH0145671B2 JPH0145671B2 JP55007782A JP778280A JPH0145671B2 JP H0145671 B2 JPH0145671 B2 JP H0145671B2 JP 55007782 A JP55007782 A JP 55007782A JP 778280 A JP778280 A JP 778280A JP H0145671 B2 JPH0145671 B2 JP H0145671B2
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- G06G—ANALOGUE COMPUTERS
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- G06G7/12—Arrangements for performing computing operations, e.g. operational amplifiers specially adapted therefor
- G06G7/16—Arrangements for performing computing operations, e.g. operational amplifiers specially adapted therefor for multiplication or division
- G06G7/163—Arrangements for performing computing operations, e.g. operational amplifiers specially adapted therefor for multiplication or division using a variable impedance controlled by one of the input signals, variable amplification or transfer function
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Description
【発明の詳細な説明】
この発明は複合フオトカプラと反転増幅器を利
用したアナログ演算器に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an analog arithmetic unit using a composite photocoupler and an inverting amplifier.
従来のアナログ演算器としての乗算器又は除算
器は、乗数、被乗数又は除数、被除数を夫々対数
変換してから加算又は減算し、その結果を逆対数
変換して乗算又は除算を行なうようにしていた。 Conventional multipliers or dividers as analog arithmetic units perform addition or subtraction after logarithmically converting the multiplier, multiplicand, divisor, and dividend, respectively, and perform antilogarithmic conversion of the result to perform multiplication or division. .
そのため、アナログ乗算器又は除算器は、夫々
基本的に少なくとも2個の対数変換器と1個の加
算器又は減算器および1個の逆対数変換器という
4機能を備える必要があり、それだけでも構成が
複雑になる。 Therefore, each analog multiplier or divider basically needs to have four functions: at least two logarithmic converters, one adder or subtracter, and one antilogarithmic converter, and even this alone is sufficient to configure the analog multiplier or divider. becomes complicated.
また、対数変換器および逆対数変換器は、いず
れも温度変化に対してドリフトが生じ易く、高精
度の演算を行なうためには温度補償回路が必要に
なり、極めて複雑な構成になるという問題があ
る。 Additionally, both logarithmic converters and anti-logarithmic converters are prone to drift due to temperature changes, and in order to perform high-precision calculations, a temperature compensation circuit is required, resulting in extremely complex configurations. be.
したがつて、また乗算と除算を行なうことがで
きるアナログ乗除算器は、その構成が一段と複雑
になることは明らかである。 Therefore, it is clear that an analog multiplier/divider that can also perform multiplication and division would have a more complex structure.
この発明は上記の問題を解消するためになされ
たものであり、複数の入力電圧によつて直接乗算
又は除算の演算を行なうことができ、しかも特別
な温度補償回路を設けなくても温度による影響が
補償されて、高精度な演算を行なえるようにする
ことを目的とする。 This invention was made to solve the above problems, and it is possible to directly perform multiplication or division operations using multiple input voltages, and it is also possible to perform multiplication or division operations directly using a plurality of input voltages. The purpose is to compensate for this and perform highly accurate calculations.
この発明は上記の目的を達成するため、一つの
容器内に、1個の発光素子と同一ペレツト上に近
接して形成した増幅率及び温度ドリフトが略等し
い第1、第2の受光素子とを、この第1、第2の
受光素子が前記発光素子の発する光を各々略均等
に受光するように対置してなる複合フオトカプラ
と、その発光素子を負荷として接続して、反転入
力端子への入力電圧に応じて該発光素子を発光さ
せるオペアンプとを設け、電源とアース間に定電
流源と上記第1の受光素子とを直列に接続し、そ
の接続点を上記オペアンプの非反転入力端子に接
続して負帰還増幅器を構成すると共に、別のオペ
アンプとその反転入力端子に接続される入力抵抗
及びその反転入力端子と出力端子との間に接続さ
れる帰還抵抗とからなる反転増幅器を、その入力
抵抗と帰還抵抗のうちの少くとも一方として上記
複合フオトカプラの第2の受光素子を用いて構成
し、この反転増幅器の入力電圧と上記複合フオト
カプラを制御する負帰還増幅器の入力電圧との演
算結果に相当する出力電圧を該反転増幅器の出力
端子から得るようにしたことを特徴とするアナロ
グ演算器を提供するものである。 In order to achieve the above object, the present invention includes, in one container, one light emitting element and first and second light receiving elements having substantially the same amplification factor and temperature drift, which are formed close to each other on the same pellet. , a composite photocoupler in which the first and second light-receiving elements are arranged opposite each other so that they receive the light emitted from the light-emitting element substantially equally, and the light-emitting element is connected as a load, and input to the inverting input terminal. An operational amplifier that causes the light emitting element to emit light according to a voltage is provided, a constant current source and the first light receiving element are connected in series between the power supply and the ground, and the connection point thereof is connected to the non-inverting input terminal of the operational amplifier. and an inverting amplifier consisting of another operational amplifier, an input resistor connected to its inverting input terminal, and a feedback resistor connected between its inverting input terminal and output terminal. The second light-receiving element of the composite photocoupler is used as at least one of the resistor and the feedback resistor, and the input voltage of the inverting amplifier and the input voltage of the negative feedback amplifier controlling the composite photocoupler are calculated based on the result of calculation. The present invention provides an analog arithmetic unit characterized in that a corresponding output voltage is obtained from an output terminal of the inverting amplifier.
以下、この発明の実施例を添付図面を参照して
説明するが、実施例において使用している各オペ
アンプは、そのオフセツト電圧及び入力洩れ電流
を無視して理想オペアンプと考えて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings, with each operational amplifier used in the embodiments being considered as an ideal operational amplifier, ignoring its offset voltage and input leakage current.
第1図はこの発明において使用する複合フオト
カプラ及びそれを制御する増幅器の回路図であ
る。 FIG. 1 is a circuit diagram of a composite photocoupler used in the present invention and an amplifier that controls it.
図中、オペアンプ1の反転入力端子には、入
力端子a,b間の入力電圧Einが印加される。 In the figure, an input voltage Ein between input terminals a and b is applied to an inverting input terminal of an operational amplifier 1.
複合フオトカプラ2は、一つの容器内に発光素
子としての発光ダイオードLEDと、同一ペレツ
ト上に近接して形成した第1、第2の受光素子と
してのバイポーラ型フオトトランジスタPT1と
PT2とを、この第1、第2のフオトトランジスタ
PT1とPT2とが発光ダイオードLEDの発する光を
各々略均等に受光するように対置して形成されて
いる。 The composite photocoupler 2 includes a light emitting diode LED as a light emitting element in one container, and bipolar type phototransistors PT 1 as first and second light receiving elements formed close to each other on the same pellet.
PT 2 and the first and second phototransistors.
PT 1 and PT 2 are formed opposite to each other so as to receive the light emitted from the light emitting diode LED substantially equally.
そして、この複合フオトカプラ2の発光ダイオ
ードLEDのアノードを抵抗R1を介してオペアン
プ1の出力端子に接続し、そのカソードを接地し
てある。また、第1のフオトトランジスタPT1の
コレクタを定電流源3を介して正電源+Vに接続
するとともに、オペアンプ1の非反転入力端子
に接続して負帰還をかけ、そのエミツタは接地し
てある。 The anode of the light emitting diode LED of this composite photocoupler 2 is connected to the output terminal of the operational amplifier 1 via a resistor R1 , and its cathode is grounded. In addition, the collector of the first phototransistor PT 1 is connected to the positive power supply +V via the constant current source 3, and is also connected to the non-inverting input terminal of the operational amplifier 1 to apply negative feedback, and its emitter is grounded. .
このようにして、全体として入力電圧Einに応
じて複合フオトカプラ2の発光ダイオードLED
を発光させるとともに、その第1のフオトトラン
ジスタPT1の出力を負帰還される負帰還増幅器が
構成されている。 In this way, the light emitting diode LED of the composite photocoupler 2 is adjusted according to the input voltage Ein as a whole.
A negative feedback amplifier is configured in which the output of the first phototransistor PT1 is negatively fed back while emitting light.
次に、このように構成された増幅器の作用につ
いて説明する。 Next, the operation of the amplifier thus configured will be explained.
まず、オペアンプ1はその反転入力端子に印加
される入力電圧Einが高くなると、その出力電圧
が低下して複合フオトカプラ2の発光ダイオード
LEDに流す電流を減少させるので、発光ダイオ
ードLEDの発光量が減少する。それによつて、
第1のフオトトランジスタPT1の内部インピーダ
ンス(エミツタ・コレクタ間抵抗)Z1が大きくな
り、点の電圧Veが高くなる。 First, when the input voltage Ein applied to the inverting input terminal of the operational amplifier 1 increases, its output voltage decreases and the light emitting diode of the composite photocoupler 2 increases.
Since the current flowing through the LED is reduced, the amount of light emitted by the light emitting diode LED is reduced. By that,
The internal impedance (emitter-collector resistance) Z 1 of the first phototransistor PT 1 increases, and the voltage Ve at the point increases.
逆に、入力電圧Einが低くなると、オペアンプ
1はその出力電圧が上昇して発光ダイオード
LEDに流す電流を増加させるので、発光ダイオ
ードLEDの発光量が増加する。それによつて、
第1のフオトトランジスタPT1の内部インピーダ
ンスZ1が小さくなり、点の電圧Veが低くなる。 Conversely, when the input voltage Ein decreases, the output voltage of operational amplifier 1 increases and the light emitting diode
By increasing the current flowing through the LED, the amount of light emitted by the light emitting diode LED increases. By that,
The internal impedance Z 1 of the first phototransistor PT 1 becomes small, and the voltage Ve at the point becomes low.
そして、いずれの場合でも、オペアンプ1はそ
の出力端子から発光ダイオードLEDに流す電流
を、非反転入力電圧となる点の電圧Veが反転
入力電圧Einと等しく(Ve=Ein)なるように制
御して平衡状態に保持する。 In either case, the operational amplifier 1 controls the current flowing from its output terminal to the light emitting diode LED so that the voltage Ve at the point where the non-inverting input voltage becomes equal to the inverting input voltage Ein (Ve = Ein). Maintain equilibrium.
したがつて、入力電圧Einと第1のフオトトラ
ンジスタPT1の内部インピーダンスZ1、および定
電流源3から第1のフオトトランジスタPT1に流
れる電流Icとの間には、次式で示す関係が成立す
る。 Therefore, there is a relationship between the input voltage Ein, the internal impedance Z 1 of the first phototransistor PT 1 , and the current Ic flowing from the constant current source 3 to the first phototransistor PT 1 as shown in the following equation. To establish.
Z1=Ve/Ic=Ein/Ic ……(1)
この(1)式において、電流Icは定電流源3を使用
しているから一定である。したがつて、複合フオ
トカプラ2の第1のフオトトランジスタPT1の内
部インピーダンスZ1は入力電圧Einに比例して変
化する。 Z 1 =Ve/Ic=Ein/Ic (1) In this equation (1), the current Ic is constant because the constant current source 3 is used. Therefore, the internal impedance Z 1 of the first phototransistor PT 1 of the composite photocoupler 2 changes in proportion to the input voltage Ein.
ところで、第1、第2のフオトトランジスタ
PT1とPT2は同一ペレツト上に近接して形成して
あるから、略同様に温度変化の影響を受ける。ま
た、第1、第2のフオトトランジスタPT1とPT2
は各々略均等に発光ダイオードLEDの光を受光
するように対置してある。 By the way, the first and second phototransistors
Since PT 1 and PT 2 are formed close to each other on the same pellet, they are affected by temperature changes in substantially the same way. In addition, the first and second phototransistors PT 1 and PT 2
are placed opposite each other so as to receive light from the light emitting diodes LED approximately equally.
したがつて、第1、第2のフオトトランジスタ
PT1,PT2をその直流電流増幅率hFEおよび温度
ドリフトが略等しくなるように形成すれば、発光
ダイオードLEDが発光することによつて、第1、
第2のフオトトランジスタPT1,PT2には同量の
光電流が流れる。 Therefore, the first and second phototransistors
If PT 1 and PT 2 are formed so that their direct current amplification factors h FE and temperature drifts are approximately equal, the first,
The same amount of photocurrent flows through the second phototransistors PT 1 and PT 2 .
すなわち、第1のフオトトランジスタPT1の内
部インピーダンスZ1と第2のフオトトランジスタ
PT2の内部インピーダンスZ2との間には次式に示
す関係が成立する。 That is, the internal impedance Z 1 of the first phototransistor PT 1 and the second phototransistor PT 1
The relationship shown in the following equation holds true with the internal impedance Z 2 of PT 2 .
Z2=Z1=Ein/Ic ……(2)
したがつて、複合フオトカプラ2の第2のフオ
トトランジスタPT2の内部インピーダンス、すな
わち出力端子c−d間の出力インピーダンスZ2
は、第1のフオトトランジスタPT1の内部インピ
ーダンスZ1と同じに入力電圧Einに比例して変化
する。 Z 2 = Z 1 = Ein/Ic (2) Therefore, the internal impedance of the second phototransistor PT 2 of the composite photocoupler 2, that is, the output impedance between the output terminals c and d Z 2
changes in proportion to the input voltage Ein, the same as the internal impedance Z1 of the first phototransistor PT1 .
次に、この回路において入力電圧Einに対する
複合フオトカプラ2の第2のフオトトランジスタ
PT2の内部インピーダンスZ2が決まつた時に、周
囲温度の変化が及ぼす影響について述べる。 Next, in this circuit, the second phototransistor of the composite photocoupler 2 is connected to the input voltage Ein.
We will discuss the effect of changes in ambient temperature when the internal impedance Z 2 of PT 2 is determined.
例えば温度が上昇すると、第1、第2のフオト
トランジスタPT1,PT2は夫々直流電流増幅率
hFEが大きくなるから、夫々の光電流は直流電流
増幅率hFEの大きさにもよるが、略+1.0%/℃増
大する。 For example, when the temperature rises, the first and second phototransistors PT 1 and PT 2 each increase their DC current amplification factor.
Since h FE increases, each photocurrent increases by about +1.0%/°C, although it depends on the magnitude of the DC current amplification factor h FE .
したがつて、この時には第2のフオトトランジ
スタPT2による端子c−d間の出力インピーダン
スが小さくなる傾向にある。 Therefore, at this time, the output impedance between the terminals c and d by the second phototransistor PT 2 tends to become small.
しかし、第1のフオトトランジスタPT1の光電
流が増大するとその内部インピーダンスが小さく
なるのでオペアンプ1への負帰還量が増加し、オ
ペアンプ1の出力電圧が低下する。それによつ
て、発光ダイオードLEDの発光量が減少するか
ら、第1、第2のフオトトランジスタPT1,PT2
の光電流は夫々温度変化による増大を抑制され
る。 However, as the photocurrent of the first phototransistor PT 1 increases, its internal impedance decreases, so the amount of negative feedback to the operational amplifier 1 increases, and the output voltage of the operational amplifier 1 decreases. As a result, the amount of light emitted from the light emitting diode LED decreases, so that the first and second phototransistors PT 1 and PT 2
The increase in photocurrent caused by temperature changes is suppressed.
逆に、温度が低下して第1、第2のフオトトラ
ンジスタPT1,PT2の直流電流増幅率hFEが小さ
くなると、フオトトランジスタPT1によるオペア
ンプ1への負帰還量が減少し、その出力電圧が上
昇して発光ダイオードLEDの発光量が増加する
ので、フオトトランジスタPT1,PT2の光電流の
減少が抑制される。 Conversely, when the temperature decreases and the DC current amplification factor h FE of the first and second phototransistors PT 1 and PT 2 decreases, the amount of negative feedback from the phototransistor PT 1 to the operational amplifier 1 decreases, and its output decreases. Since the voltage increases and the amount of light emitted from the light emitting diode LED increases, a decrease in the photocurrent of the phototransistors PT 1 and PT 2 is suppressed.
このように、第2のフオトトランジスタPT2の
直流電流増幅率hFEが温度によつて変化しても入
力電圧Einに対する出力インピーダンスZ2は実質
的には変化しないことになる。 In this way, even if the direct current amplification factor h FE of the second phototransistor PT 2 changes with temperature, the output impedance Z 2 with respect to the input voltage Ein does not substantially change.
第2図は複合フオトカプラ2の第1、第2の受
光素子であるフオトトランジスタPT1,PT2を
夫々バイポーラ型フオトトランジスタに代えて電
界効果型フオトトランジスタによつて構成した第
1図と同様な増幅器の回路図である。 Fig. 2 shows a structure similar to Fig. 1 in which the phototransistors PT 1 and PT 2 , which are the first and second light-receiving elements of the composite photocoupler 2, are constructed by field-effect phototransistors instead of bipolar phototransistors. FIG. 2 is a circuit diagram of an amplifier.
この回路と第1図の回路とが異なる点は、その
構成において第1のフオトトランジスタPT1のド
レーンをオペアンプ1の非反転入力端子および
定電流源3を介して正電源+Vに夫々接続し、そ
のソースを接地したこと、およびそのドレーン・
ソース間抵抗を出力インピーダンスZ2としたこと
であり、その作用は第1図の増幅器と同様である
からその説明は省略する。 The difference between this circuit and the circuit shown in FIG. 1 is that in its configuration, the drain of the first phototransistor PT 1 is connected to the positive power supply +V via the non-inverting input terminal of the operational amplifier 1 and the constant current source 3, respectively. that its source is grounded and that its drain
The source-to-source resistance is the output impedance Z2 , and its operation is similar to that of the amplifier shown in FIG. 1, so its explanation will be omitted.
第3図はこの発明において使用する反転増幅器
の基本原理を示す回路図である。 FIG. 3 is a circuit diagram showing the basic principle of the inverting amplifier used in this invention.
この反転増幅器は、オペアンプ4の反転入力端
子を入力抵抗R2を介して入力端子fに、帰還
抵抗R3を介してその出力端子に夫々接続し、そ
の非反転入力端子を抵抗R4を介して接地して
構成されている。 This inverting amplifier has an inverting input terminal of an operational amplifier 4 connected to an input terminal f through an input resistor R2 , an output terminal thereof through a feedback resistor R3 , and a non-inverting input terminal connected to an input terminal f through a resistor R4 . and grounded.
この反転増幅器の入力端子f,g間に入力され
る入力電圧Einと、出力端子h,i間から出力さ
れる出力電圧Eoとの関係について説明する。 The relationship between the input voltage Ein inputted between the input terminals f and g of this inverting amplifier and the output voltage Eo outputted between the output terminals h and i will be explained.
オペアンプ4を前述したように理想オペアンプ
と考えると、入力電圧Einが印加されたときに入
力抵抗R2および帰還抵抗R3を流れる電流I2とI3は
等しくなる(I2=I3)。 If the operational amplifier 4 is considered as an ideal operational amplifier as described above, the currents I 2 and I 3 flowing through the input resistor R 2 and the feedback resistor R 3 are equal when the input voltage Ein is applied (I 2 =I 3 ).
そして、この時の入力電圧Einと出力電圧E0と
の間には、公知のように次式に示す関係が成立す
る。 As is well known, the following equation holds between the input voltage Ein and the output voltage E0 at this time.
E0=−R3/R2・Ein ……(3)
この(3)式におけるマイナス符号は位相反転を意
味する。 E 0 =−R 3 /R 2 ·Ein (3) The minus sign in this equation (3) means phase inversion.
第4図はこの発明の実施例を示す回路図であ
り、それぞれ第2図の負帰還増幅器と同様に構成
された第1の増幅器A1および第2の増幅器A2と、
第3の増幅器としてのオペアンプ4とによつて、
全体として第3図と同様な反転増幅器を構成した
アナログ演算器で乗算と除算を同時に行うことが
できる。 FIG. 4 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention, in which a first amplifier A 1 and a second amplifier A 2 each configured similarly to the negative feedback amplifier of FIG.
With the operational amplifier 4 as the third amplifier,
Multiplication and division can be performed at the same time using an analog arithmetic unit configured as an inverting amplifier as shown in FIG. 3 as a whole.
すなわち、第1の増幅器A1の複合フオトカプ
ラ2の第2のフオトトランジスタPT2のドレーン
を入力端子fに、そのソースをオペアンプ4の反
転入力端子に夫々接続してある。つまり、第1
の増幅器A1の第2のフオトトランジスタPT2を
反転増幅器の入力抵抗(第3図の反転増幅器にお
ける入力抵抗R2に相当)として使用している。 That is, the drain of the second phototransistor PT 2 of the composite photocoupler 2 of the first amplifier A 1 is connected to the input terminal f, and its source is connected to the inverting input terminal of the operational amplifier 4, respectively. In other words, the first
The second phototransistor PT 2 of the amplifier A 1 is used as the input resistor of the inverting amplifier (corresponding to the input resistor R 2 in the inverting amplifier of FIG. 3).
また、第2の増幅器A2の複合フオトカプラ
2′の第2のフオトトランジスタPT2′のドレーン
をオペアンプ4の反転入力端子に、そのソース
をオペアンプ4の出力端子に夫々接続してある。
つまり、第2の増幅器A2の第2のフオトトラン
ジスタPT2′を反転増幅器の帰還抵抗(第3図の
反転増幅器における帰還抵抗R3に相当)として
使用している。 Further, the drain of the second phototransistor PT 2 ' of the composite photocoupler 2' of the second amplifier A 2 is connected to the inverting input terminal of the operational amplifier 4, and the source thereof is connected to the output terminal of the operational amplifier 4, respectively.
That is, the second phototransistor PT 2 ' of the second amplifier A 2 is used as a feedback resistor of the inverting amplifier (corresponding to the feedback resistor R 3 in the inverting amplifier of FIG. 3).
このように構成したアナログ演算器の作用につ
いて説明する。 The operation of the analog arithmetic unit configured in this way will be explained.
第1の増幅器A1の入力端子a,b間に第1の
入力電圧EiAを、第2の増幅器A2の入力端子a′,
b′間に第2の入力電圧EiBを、また反転増幅器の
入力端子f,g間に第3の入力電圧EiCを夫々印
加した時、反転増幅器の出力端子h,i間から得
られる出力電圧E0は、前述した(3)式に対応して
次式によつて求められる。 A first input voltage Ei A is applied between the input terminals a and b of the first amplifier A 1 , and the input terminals a′ and b of the second amplifier A 2 are
When a second input voltage Ei B is applied between b' and a third input voltage Ei C is applied between the input terminals f and g of the inverting amplifier, the output obtained from the output terminals h and i of the inverting amplifier is applied. The voltage E 0 is determined by the following equation corresponding to the above-mentioned equation (3).
E0=−R3/R2・Ein=−Z2′/Z2・Eic ……(4)
ここで、第1、第2の増幅器A1,A2の第2の
フオトトランジスタPT2,PT2′の内部インピー
ダンスZ2,Z2′は前述した(2)式に対応して次式に
よつて述められる。 E 0 = −R 3 /R 2 · Ein = −Z 2 ′ / Z 2 · Eic ... (4) Here, the second phototransistor PT 2 of the first and second amplifiers A 1 and A 2 , The internal impedances Z 2 and Z 2 ′ of PT 2 ′ are expressed by the following equation corresponding to the above-mentioned equation (2).
Z2=EiA/Ic ……(5)
Z2′=EiB/Ic′ ……(6)
この(5)、(6)式を前述した(4)式に代入すると次式
が得られる。 Z 2 = Ei A /Ic ……(5) Z 2 ′=Ei B /Ic′ ……(6) Substituting equations (5) and (6) into equation (4) above, the following equation is obtained. .
E0=−EiB/Ic´/EiA/Ic・EiC=−Ic/Ic′・EiBEi
C/EiA……(7)
ここで、−Ic/Ic′=K(一定)とすれば、出力電圧
E0と第1、第2、第3の入力電圧EiA,EiB,EiC
との間には次式で示す関係が成立する。 E 0 = −Ei B /Ic´/Ei A /Ic・Ei C =−Ic/Ic′・Ei B Ei
C /Ei A ...(7) Here, if -Ic/Ic' = K (constant), the output voltage E 0 and the first, second, and third input voltages Ei A , Ei B , Ei C
The relationship shown in the following equation holds true between .
E0=K・EiB・EiC/EiA ……(8)
このように、反転増幅器の出力電圧E0として、
第3の入力電圧EiCと第2の入力電圧EiBとの積を
第1の入力電圧EiAで除した結果が得られるので
乗除算を行なうことができる。 E 0 = K・Ei B・Ei C /Ei A ...(8) In this way, as the output voltage E 0 of the inverting amplifier,
Since the result of dividing the product of the third input voltage Ei C and the second input voltage Ei B by the first input voltage Ei A is obtained, multiplication and division can be performed.
但し、回路の特性上、第1、第2の入力電圧
EiA、EiBは夫々EiA≧0、EiB≧0の範囲で、また
第3の入力電圧EiCはプラス、マイナス全域で使
用可能である。 However, due to the characteristics of the circuit, the first and second input voltages
Ei A and Ei B can be used in the range of Ei A ≧0 and Ei B ≧0, respectively, and the third input voltage Ei C can be used in the positive and negative ranges.
また、第3図の反転増幅器における帰還抵抗
R3のみを、複合フオトカプラ2′の第2の受光素
子T2′に置き換えると、出力電圧E0は(4)式及び(6)
式から、次式によつて求められる。 Also, the feedback resistance in the inverting amplifier shown in Figure 3
If only R 3 is replaced with the second light receiving element T 2 ' of the composite photocoupler 2', the output voltage E 0 can be calculated using equations (4) and (6).
From the equation, it is determined by the following equation.
E0=−Z2′/R2・EiC=−1/Ic′・R2・EiB・EiC…
…(9)
ここで、1/Ic′・R2は一定であるから、反転
増幅器の入力電圧EiBと第2の増幅器A2の入力電
圧EiCとの積に相当する出力電圧E0が得られるこ
とになり、アナログ乗算器として使用できる。 E 0 = −Z 2 ′/R 2・Ei C = −1/Ic′・R 2・Ei B・Ei C …
…(9) Here, since 1/Ic′・R 2 is constant, the output voltage E 0 corresponding to the product of the input voltage Ei B of the inverting amplifier and the input voltage Ei C of the second amplifier A 2 is It can be used as an analog multiplier.
あるいはまた、第3図の反転増幅器における入
力抵抗R2のみを、複合フオトカプラ2の第2の
受光素子PT2に置き換えると、出力電圧E0は、(4)
式及び(5)式から、次式によつて求められる。 Alternatively, if only the input resistor R 2 in the inverting amplifier shown in FIG. 3 is replaced with the second photodetector PT 2 of the composite photocoupler 2, the output voltage E 0 becomes (4)
From equation and equation (5), it is determined by the following equation.
E0=−R3/Z2・EiC=−Ic・R3・EiC/EiA ……(10)
ここで、Ic・R3は一定であるから、反転増幅
器の入力電圧EiCを第1の増幅器A1の入力電圧で
除した商に相当する出力電圧E0が得られること
になり、アナログ除算器として使用できる。 E 0 = −R 3 /Z 2・Ei C = −Ic・R 3・Ei C /Ei A ……(10) Here, since Ic・R 3 is constant, the input voltage Ei C of the inverting amplifier is An output voltage E 0 corresponding to the quotient divided by the input voltage of the first amplifier A 1 is obtained, and can be used as an analog divider.
なお、上記説明においては第1、第2の増幅器
として第2図に示す増幅器を使用した例を示した
が、第1図に示す増幅器を用いてもよいことは勿
論である。 In the above description, an example is shown in which the amplifiers shown in FIG. 2 are used as the first and second amplifiers, but it goes without saying that the amplifiers shown in FIG. 1 may also be used.
また、複合フオトカプラの発光素子として発光
ダイオードを用いた例を示したが、フイラメント
ランプ等を用いてもよく、また第1、第2のフオ
トトランジスタに代えてCdSやCdSe等の受光素
子を用いてもよい。 In addition, although an example is shown in which a light emitting diode is used as a light emitting element of a composite photocoupler, a filament lamp etc. may also be used, and a light receiving element such as CdS or CdSe may be used instead of the first and second phototransistors. Good too.
以上、実施例について述べたように、この発明
によるアナログ演算器は、乗数、被乗数、除数、
被除数を示す入力電圧によつて直接乗算又は除算
の演算を行なうことができ、また特別の温度補償
回路を設けなくとも温度による影響が補償される
ので、その構成が極めて簡単になるとともに、高
精度の演算を行なうことができる。 As described above regarding the embodiments, the analog computing unit according to the present invention has a multiplier, a multiplicand, a divisor,
Direct multiplication or division operations can be performed using the input voltage representing the dividend, and the effects of temperature can be compensated for without the need for a special temperature compensation circuit, making the configuration extremely simple and highly accurate. calculations can be performed.
第1図および第2図は、夫々この発明に使用す
る複合フオトカプラ及びそれを制御する増幅器の
異なる例を示す回路図、第3図はこの発明に使用
する反転増幅器の基本原理を示す回路図、第4図
は、この発明の一実施例を示す回路図である。
1,1′……オペアンプ、2,2′……複合フオ
トカプラ、3,3′……定電流源、4……オペア
ンプ(反転増幅器用)、PT1,PT1′……第1のフ
オトトランジスタ、PT2,PT2′……第2のフオ
トトランジスタ、A1……第1の増幅器、A2……
第2の増幅器。
FIGS. 1 and 2 are circuit diagrams showing different examples of a composite photocoupler and an amplifier for controlling it used in the present invention, and FIG. 3 is a circuit diagram showing the basic principle of an inverting amplifier used in the present invention. FIG. 4 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention. 1, 1'... operational amplifier, 2, 2'... composite photocoupler, 3, 3'... constant current source, 4... operational amplifier (for inverting amplifier), PT 1 , PT 1 '... first photo transistor , PT 2 , PT 2 '... second phototransistor, A 1 ... first amplifier, A 2 ...
Second amplifier.
Claims (1)
ツト上に近接して形成した増幅率及び温度ドリフ
トが略等しい第1、第2の受光素子とを、この第
1、第2の受光素子が前記発光素子の発する光を
各々略均等に受光するように対置してなる複合フ
オトカプラ2,2′と、その発光素子LED,
LED′を負荷として接続して、反転入力端子への
入力電圧に応じて該発光素子を発光させるオペア
ンプ1,1′とを設け、電源とアース間に定電流
源3,3′と前記第1の受光素子PT1,PT1′とを
直列に接続し、その接続点を前記オペアンプ1,
1′の非反転入力端子に接続して負帰還増幅器
A1,A2を構成すると共に、 オペアンプ4とその反転入力端子に接続される
入力抵抗及びその反転入力端子と出力端子との間
に接続される帰還抵抗とからなる反転増幅器を、
前記入力抵抗と帰還抵抗のうちの少くとも一方と
して前記複合フオトカプラ2,2′の第2の受光
素子PT2,PT2′を用いて構成し、 この反転増幅器の入力電圧Eicと前記複合フオ
トカプラ2,2′を制御する負帰還増幅器A1,A2
の入力電圧EiA,EiBとの演算結果に相当する出力
電圧Eoを該反転増幅器の出力端子から得るよう
にしたことを特徴とするアナログ演算器。[Scope of Claims] 1. In one container, one light emitting element and first and second light receiving elements formed close to each other on the same pellet and having substantially the same amplification factor and temperature drift are placed. , a composite photocoupler 2, 2' arranged oppositely so that the second light-receiving element receives the light emitted from the light-emitting element substantially equally, and the light-emitting element LED,
Operational amplifiers 1 and 1' are connected to the LED' as a load and cause the light emitting element to emit light according to the input voltage to the inverting input terminal, and constant current sources 3 and 3' and the first The light receiving elements PT 1 and PT 1 ' are connected in series, and the connection point is connected to the operational amplifier 1,
1' non-inverting input terminal and connect it to the negative feedback amplifier.
A 1 , A 2 , and an inverting amplifier consisting of an operational amplifier 4, an input resistor connected to its inverting input terminal, and a feedback resistor connected between its inverting input terminal and output terminal.
The second light receiving elements PT 2 and PT 2 ' of the composite photocoupler 2 and 2 ' are used as at least one of the input resistor and the feedback resistor, and the input voltage Eic of the inverting amplifier and the composite photocoupler 2 are connected to each other. , 2' are controlled by negative feedback amplifiers A 1 , A 2
An analog computing device characterized in that an output voltage Eo corresponding to the result of computing input voltages Ei A and Ei B of the inverting amplifier is obtained from an output terminal of the inverting amplifier.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP778280A JPS56105559A (en) | 1980-01-28 | 1980-01-28 | Analog operator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP778280A JPS56105559A (en) | 1980-01-28 | 1980-01-28 | Analog operator |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56105559A JPS56105559A (en) | 1981-08-22 |
| JPH0145671B2 true JPH0145671B2 (en) | 1989-10-04 |
Family
ID=11675237
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP778280A Granted JPS56105559A (en) | 1980-01-28 | 1980-01-28 | Analog operator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS56105559A (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3282389B2 (en) * | 1994-07-27 | 2002-05-13 | 株式会社村田製作所 | Pyroelectric infrared sensor circuit |
-
1980
- 1980-01-28 JP JP778280A patent/JPS56105559A/en active Granted
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| IBM TECHNICAL DISCLOSURE BULLILEN=1961 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56105559A (en) | 1981-08-22 |
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