JPH0211942B2 - - Google Patents
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- JPH0211942B2 JPH0211942B2 JP55012473A JP1247380A JPH0211942B2 JP H0211942 B2 JPH0211942 B2 JP H0211942B2 JP 55012473 A JP55012473 A JP 55012473A JP 1247380 A JP1247380 A JP 1247380A JP H0211942 B2 JPH0211942 B2 JP H0211942B2
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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を用いた電圧・イ
ンピーダンス変換器と定電流源回路を利用したア
ナログ除算器に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a voltage/impedance converter using a composite photocoupler and an analog divider using a constant current source circuit.
従来のアナログ除算器は、除数および被除数を
夫々対数変換してから減算し、その結果を逆対数
変換して除算を行なうようにしていた。 A conventional analog divider performs subtraction after logarithmically converting the divisor and dividend, and then performs division by inversely logarithmically converting the result.
そのため、アナログ除算器は基本的に少なくと
も2個の対数変換器と1個の減算器および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という問題があつ
た。 Therefore, an analog divider basically needs to have four functions: at least two logarithmic converters, one subtracter, and one antilogarithmic converter.
This alone led to the problem of complicating the configuration.
さらに、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つ
た。 Furthermore, both logarithmic converters and antilogarithmic 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. Ta.
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、簡単な構成で、しかも温度による
影響が補償されて高精度な除算をなし得るアナロ
グ除算器を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide an analog divider that has a simple configuration, compensates for the effects of temperature, and can perform highly accurate division.
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、
上記第2の受光素子と可変インピーダンス素子
と負荷抵抗とを電源とアース間に直列に接続して
上記第2の受光素子を負荷抵抗に流す電流値を決
める抵抗とし、上記可変インピーダンス素子と第
2の受光素子との接続点をオペアンプの反転入力
端子に接続して負帰還をかけ、該オペアンプによ
つて上記反転入力端子に入力される電圧が非反転
入力端子に入力される電圧と等しくなるように上
記可変インピーダンス素子を制御する定電流源回
路と、
この定電流源回路のオペアンプの非反転入力端
子と上記負帰還増幅器のオペアンプの反転入力端
子にそれぞれ除算される情報と除算する情報を印
加する除算情報入力端子と、
上記定電流源回路の負荷抵抗の両端から演算さ
れた商情報を取り出す演算商情報出力端子とを備
えたアナログ除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. to configure a negative feedback amplifier, and connect the second light-receiving element, variable impedance element, and load resistor in series between a power supply and ground to determine the value of the current flowing through the second light-receiving element and the load resistor. A resistor is used, and the connection point between the variable impedance element and the second light receiving element is connected to the inverting input terminal of an operational amplifier to apply negative feedback, so that the voltage input to the inverting input terminal by the operational amplifier is a non-inverting input. A constant current source circuit that controls the variable impedance element so that the voltage is equal to the voltage input to the terminal, and a non-inverting input terminal of the operational amplifier of this constant current source circuit and an inverting input terminal of the operational amplifier of the negative feedback amplifier, respectively. and a division information input terminal for applying information to be divided and information to be divided, and an operation quotient information output terminal for taking out quotient information calculated from both ends of the load resistance of the constant current source circuit. It is.
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
カプラを用いた電圧・インピーダンス変換器の回
路図である。 FIG. 1 is a circuit diagram of a voltage/impedance converter using a composite photocoupler used in the present invention.
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が直接印加されて
いる。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。 In the figure, an input voltage Ein between input terminals a and b is directly applied to an inverting input terminal of an operational amplifier 1. The composite photocoupler 2 includes a light-emitting diode LED as a light-emitting element in one container, and bipolar phototransistors PT1 as first and second light-receiving elements formed close to each other on the same pellet.
and PT 2 are formed opposite to each other so that the first and second phototransistors PT 1 and PT 2 receive substantially equal amounts of light emitted from the light emitting diode LED.
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 first phototransistor PT 1
The collector of the amplifier is connected to the positive power supply +V via the constant current source 3, and also 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電圧・インピーダ
ンス変換器の作用について説明する。 Next, the operation of the voltage/impedance converter configured as described above 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 current flowing to the light emitting diode LED of the composite photocoupler 2 decreases, so the amount of light emitted by the light emitting diode LED increases. Decrease. 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.
The output voltage of 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 DC current amplification factor h FE of the second phototransistor PT 2 changes depending on the temperature,
The output impedance Z 2 with respect to the input voltage Ein will not change substantially.
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図と同様な負帰還増幅器を構成する電圧・イン
ピーダンス変換器の回路図である。 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 a voltage/impedance converter that constitutes a negative feedback 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、および第2のフオトト
ランジスタPT2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図の回路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. The source is grounded, and the drain-source resistance of the second phototransistor PT 2 is set as the output impedance Z 2 .The operation is the same as that of the circuit shown in Figure 1, so its explanation will be omitted. .
第3図及び第4図は夫々一般的な定電流源回路
の異なる例を示す回路図である。 FIGS. 3 and 4 are circuit diagrams showing different examples of general constant current source circuits, respectively.
第3図の定電流源回路は、一端を正の定電圧源
+Vcに接続した負荷抵抗R4から定電流を吸い込
む電流流入型の定電流源回路である。 The constant current source circuit shown in FIG. 3 is a current inflow type constant current source circuit that sinks a constant current from a load resistor R4 whose one end is connected to a positive constant voltage source +Vc.
この定電流源回路の構成は、オペアンプ4の非
反転入力端子の入力端子fに、その出力端子を
抵抗R2を介して電界効果型トランジスタ(FET)
Q1のゲートに接続する。また、FET Q1のソース
を負荷抵抗R4に流す定電流の値を決定する標準
抵抗R3を介して接地するとともに、オペアンプ
4の反転入力端子に接続して負帰還をかける。
そして、正の定電圧源+VcとFET Q1のドレー
ンとの間に負荷抵抗R4を介挿してある。なお、
抵抗R2の有無は直接動作に影響を与えない。 The configuration of this constant current source circuit is such that the output terminal is connected to the input terminal f of the non-inverting input terminal of the operational amplifier 4 via a resistor R2 , and then connected to a field effect transistor (FET).
Connect to the gate of Q1 . Furthermore, the source of FET Q 1 is grounded via a standard resistor R 3 that determines the value of the constant current flowing through load resistor R 4 , and is connected to the inverting input terminal of operational amplifier 4 to provide negative feedback.
A load resistor R4 is inserted between the positive constant voltage source +Vc and the drain of FET Q1 . In addition,
The presence or absence of resistor R 2 does not directly affect operation.
この定電流源回路の作用について説明すると、
オペアンプ4は入力端子f−g間(非反転入力端
子)に印加される入力電圧Einと、その反転入
力端子に入力される電圧VR(電流I3による標準
抵抗R3での電圧降下によつて決る)とを比較し、
両電圧が等しく(VR=Ein)なるように可変イン
ピーダンス素子であるFET Q1のゲートに加える
出力電圧を制御し、それによつてこのFET Q1の
ソース・ドレーン間のインピーダンスを変化させ
る。 To explain the operation of this constant current source circuit,
The operational amplifier 4 receives an input voltage Ein applied between input terminals f and g (non-inverting input terminal) and a voltage V R input to its inverting input terminal (voltage drop across standard resistance R 3 due to current I 3 ). compared with
The output voltage applied to the gate of FET Q 1 , which is a variable impedance element, is controlled so that both voltages are equal (V R = Ein), thereby changing the impedance between the source and drain of FET Q 1 .
したがつて、入力電圧Einと、標準抵抗R3(そ
の抵抗値をR3とする)および標準抵抗R3を流れ
る電流I3との間には次式によつて示す関係が成立
する。 Therefore, the relationship shown by the following equation is established between the input voltage Ein, the standard resistor R 3 (its resistance value is R 3 ), and the current I 3 flowing through the standard resistor R 3 .
I3=Ein/R3 ………(3)
ここで、FET Q1のゲート洩れ電流を無視する
(通常無視しうる程少ない)と、負荷抵抗R4を流
れる電流I4は標準抵抗R3を流れる電流I3と等しく
なる(I4=I3)ので、電流I4は前述した(3)式から
次式のようになる。 I 3 = Ein/R 3 ......(3) Here, if the gate leakage current of FET Q 1 is ignored (usually so small that it can be ignored), the current I 4 flowing through the load resistance R 4 is equal to the standard resistance R 3 is equal to the current I 3 flowing through (I 4 =I 3 ), so the current I 4 is calculated from the above equation (3) as shown in the following equation.
I4=I3=Ein/R3 ………(4)
このように、負荷抵抗R4に流れる電流I4は入力
電圧Einに比例して変化する。 I 4 = I 3 = Ein/R 3 (4) In this way, the current I 4 flowing through the load resistor R 4 changes in proportion to the input voltage Ein.
したがつて、入力電圧Einと、出力端子h−i
間(負荷抵抗R4の両端)から得られる出力電圧
E0との間には、前述した(3)、(4)式から次式に示
す関係が成立する。 Therefore, the input voltage Ein and the output terminal h−i
Output voltage obtained from between (both ends of load resistor R 4 )
The relationship shown in the following equation holds true between E 0 and E 0 based on equations (3) and (4) described above.
E0=I4・R4=I3・R4=R4/R3・Ein………(5)
第4図の定電流源回路は、一端をアースした負
荷抵抗R7に定電流を流し込む電流流出型の定電
流源回路である。 E 0 = I 4 · R 4 = I 3 · R 4 = R 4 /R 3 · Ein (5) The constant current source circuit shown in Figure 4 applies a constant current to a load resistor R 7 whose one end is grounded. This is a current drain type constant current source circuit.
この定電流源回路の構成は、オペアンプ5の非
反転入力端子の入力端子kに、その出力端子を
抵抗R5を介して電界効果型トランジスタ(FET)
Q2のゲートに接続する。また、FET Q2のドレー
ンを負荷抵抗R7に流す定電流の値を決定する標
準抵抗R6を介して正の定電圧源+Vcに接続する
とともに、オペアンプ5の反転入力端子に接続
して負帰還をかける。そして、アースとFET Q2
のソースとの間に負荷抵抗R7を介挿してある。
なお、抵抗R5の有無は直接動作に影響を与えな
い。 The configuration of this constant current source circuit is such that the output terminal is connected to the input terminal k of the non-inverting input terminal of the operational amplifier 5 via a resistor R5, and then a field effect transistor (FET) is connected to the input terminal k of the non-inverting input terminal of the operational amplifier 5 .
Connect to the gate of Q 2 . In addition, the drain of FET Q 2 is connected to the positive constant voltage source +Vc via a standard resistor R 6 that determines the value of the constant current flowing through the load resistor R 7 , and is also connected to the inverting input terminal of the operational amplifier 5 to connect the negative Apply for return. And ground and FET Q 2
A load resistor R7 is inserted between the source and the source.
Note that the presence or absence of resistor R5 does not directly affect the operation.
この定電流源回路の作用について説明すると、
オペアンプ5は入力端子k−j間に印加される入
力電圧Einと電流I6による標準抵抗R6での電圧降
下ERとが等しく(ER=Ein)なるように、すなわ
ち非反転入力電圧と反転入力電圧とが等しくなる
ようにFET Q2のゲートに加える出力電圧を制御
する。 To explain the operation of this constant current source circuit,
The operational amplifier 5 is designed so that the input voltage Ein applied between input terminals k and j and the voltage drop E R across the standard resistance R 6 due to the current I 6 are equal (E R = Ein), that is, the non-inverting input voltage Control the output voltage applied to the gate of FET Q 2 so that it is equal to the inverted input voltage.
したがつて、入力電圧Einと、標準抵抗R6(そ
の抵抗値をR6とする)および標準抵抗R6を流れ
る電流I6との間には次式によつて示す関係が成立
する。 Therefore, the following relationship is established between the input voltage Ein and the standard resistor R 6 (its resistance value is R 6 ) and the current I 6 flowing through the standard resistor R 6 .
I6=ER/R6=Ein/R6 ………(6)
ここで、FET Q2のゲート洩れ電流を無視する
(通常無視しうる程少ない)と、負荷抵抗R7を流
れる電流I7は標準抵抗R6を流れる電流I6と等しく
なる(I7=I6)ので、電流I7は前述した(6)式から
次式のようになる。 I 6 = E R / R 6 = Ein / R 6 (6) Here, if we ignore the gate leakage current of FET Q 2 (usually so small that it can be ignored), the current I flowing through the load resistor R 7 7 is equal to the current I 6 flowing through the standard resistor R 6 (I 7 =I 6 ), so the current I 7 is calculated from the above equation (6) as shown in the following equation.
I7=I6=Ein/R6 ………(7)
このように、負荷抵抗R7に流れる電流I7は入力
電圧Einに比例して変化する。 I 7 = I 6 = Ein/R 6 (7) In this way, the current I 7 flowing through the load resistor R 7 changes in proportion to the input voltage Ein.
したがつて、入力電圧Einと、出力端子l−m
間(負荷抵抗R7の両端)から得られる出力電圧
E0との間には前述した(6)・(7)式から次式に示す
関係が成立する。 Therefore, the input voltage Ein and the output terminal l-m
Output voltage obtained between (across load resistor R 7 )
The relationship shown in the following equation is established between E 0 and E 0 based on equations (6) and (7) described above.
E0=I7・R7=I6・R7=R7/R6・Ein ………(8)
第5図はこの発明の第1実施例を示す回路図で
あり、第3図と同様な定電流源回路A1と第2図
と同様な負帰還増幅器を構成する電圧・インピー
ダンス変換器A2とによつて構成したアナログ除
算器である。 E 0 =I 7・R 7 =I 6・R 7 =R 7 /R 6・Ein (8) FIG. 5 is a circuit diagram showing the first embodiment of the present invention, and is similar to FIG. 3. This is an analog divider constructed by a similar constant current source circuit A1 and a voltage/impedance converter A2 constituting a negative feedback amplifier similar to that shown in FIG.
すなわち、電圧・インピーダンス変換器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のドレーンを定電流源回路A1のFET Q1のソ
ースおよびオペアンプ4の反転入力端子に接続
し、そのソースを接地する。 That is, the second phototransistor of the composite photocoupler 2 of the voltage-impedance converter A2
Connect the drain of PT 2 to the source of FET Q 1 of constant current source circuit A 1 and the inverting input terminal of operational amplifier 4, and ground the source.
つまり、電圧・インピーダンス変換器A2の出
力インピーダンス、すなわち複合フオトカプラ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を、電流流入型の定電流源回路A1の負
荷抵抗R4に流す電流値を決める抵抗(第3図の
標準抵抗R3に相当)として使用する。 In other words, the output impedance of voltage-to-impedance converter A 2 , that is, the composite photocoupler 2
The internal impedance Z 2 of the second phototransistor PT 2 is used as a resistor (corresponding to the standard resistor R 3 in Fig. 3) that determines the current value flowing through the load resistor R 4 of the current-inflow type constant current source circuit A 1 . use.
このように構成したアナログ除算器の作用につ
いて説明する。 The operation of the analog divider configured in this way will be explained.
定電流源回路A1の入力端子f−g間、すなわ
ちオペアンプ4の非反転入力端子に第1の入力
電圧EiAを、電圧・インピーダンス変換器A2の入
力端子a−b間、すなわちオペアンプ1の反転入
力端子の第2の入力電圧EiBを夫々印加した時、
出力端子h−i間、すなわち負荷抵抗R4の両端
から得られる出力電圧E0は、前述した(5)式にお
いてR3=Z2となるから、次式によつて求められ
る。 The first input voltage Ei A is applied between the input terminals f and g of the constant current source circuit A1, that is, the non-inverting input terminal of the operational amplifier 4, and the first input voltage Ei A is applied between the input terminals a and b of the voltage/impedance converter A2 , that is, the operational amplifier 1. When applying the second input voltage Ei B of the inverting input terminal of
The output voltage E 0 obtained between the output terminals h and i, that is, from both ends of the load resistor R 4 is determined by the following equation since R 3 =Z 2 in the above-mentioned equation (5).
この場合、入力端子f,gが除算される情報
を、入力端子a,bが除算する情報をそれぞれ印
加する除算情報入力端子であり、出力端子h,i
が演算された商情報を取り出す演算商情報出力端
子である。 In this case, input terminals f and g are division information input terminals that apply information to be divided, input terminals a and b are division information input terminals that apply information to be divided, respectively, and output terminals h and i
is a calculated quotient information output terminal that takes out the calculated quotient information.
E0=R4/Z2・EiA ………(9)
ここで、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は、前述
した(2)式に対応して次式によつて求められる。 E 0 = R 4 /Z 2・Ei A (9) Here, the internal impedance Z 2 of the second phototransistor PT 2 of the composite photocoupler 2 is calculated by the following equation corresponding to the above equation (2). It is determined by
Z2=EiB/Ic ………(10) この(10)式を(9)式に代入すると次式が得られる。 Z 2 =Ei B /Ic (10) By substituting this equation (10) into equation (9), the following equation is obtained.
E0=R4/EiB/Ic・EiA=Ic・R4・EiA/EiB………(11)
ここで、IcおよびR4の値は一定であるから、
Ic・R4=Kとおくと、出力電圧E0と第1、第2
の入力電圧EiA、EiBとの間には、次式で示す関係
が成立する。 E 0 = R 4 /Ei B /Ic・Ei A =Ic・R 4・Ei A /Ei B (11) Here, since the values of Ic and R 4 are constant,
If Ic・R 4 = K, then the output voltage E 0 and the first and second
The relationship expressed by the following equation holds true between the input voltages Ei A and Ei B of .
E0=K.EiA/EiB ………(12)
このように、出力電圧E0として第1の入力電
圧EiAを第2の入力電圧EiBで除した商に相当する
電圧が得られるので、除算を行なうことができ
る。 E 0 = K.Ei A /Ei B ………(12) In this way, the voltage corresponding to the quotient of the first input voltage Ei A divided by the second input voltage Ei B is obtained as the output voltage E 0 . Therefore, 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の範囲で使用可能
である。 However, due to the characteristics of the circuit, the first and second input voltages Ei A ,
Ei B can be used within the range of Ei A ≧0 and Ei B ≧0, respectively.
第6図はこの発明の第2実施例を示す回路図で
あり、この実施例では定電流源回路A1を第4図
と同様に構成し、電圧・インピーダンス変換器
A2の出力インピーダンス、すなわち複合フオト
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を、電流流出型の定電流源回路
A1の負荷抵抗R7に流す電流値を決める抵抗(第
4図の標準抵抗R6に相当)として使用する。 FIG. 6 is a circuit diagram showing a second embodiment of the present invention. In this embodiment, the constant current source circuit A1 is constructed in the same manner as in FIG.
The output impedance of A 2 , that is, the internal impedance Z 2 of the second phototransistor PT 2 of the composite photocoupler 2, is set to the current output type constant current source circuit.
It is used as a resistor (corresponding to the standard resistor R6 in Figure 4) that determines the current value flowing through the load resistor R7 of A1 .
したがつて、定電流源回路A1の入力端子j−
k間に第1の入力電圧EiAを、電圧・インピーダ
ンス変換器A2の入力端子a−b間に第2の入力
電圧EiBを夫々印加した時、出力端子l−m間、
すなわち負荷抵抗R7の両端から得られる出力電
圧E0は、前述した(8)式においてR6=R7となり、
また第2のフオトトランジスタPT2の内部インピ
ーダンスZ2は前述した(10)式に示すとおりであるか
ら、次式によつて求められる。 Therefore, the input terminal j− of constant current source circuit A1
When the first input voltage Ei A is applied between the terminals k and the second input voltage Ei B is applied between the input terminals a and b of the voltage/impedance converter A2, between the output terminals l and m,
In other words, the output voltage E 0 obtained from both ends of the load resistor R 7 becomes R 6 = R 7 in the above equation (8),
Further, since the internal impedance Z 2 of the second phototransistor PT 2 is as shown in the above-mentioned equation (10), it can be determined by the following equation.
E0=R7/Z2・EiA=R7/EiB/Ic・
EiA=Ic・R7・EiA/EiB………(13)
ここで、IcおよびR7の値は一定であるから、
Ic・R7=Kとおくと、前述した第1実施例の(12)
式と同様になり、除算を行なうことができる。但
し、その使用範囲は第1実施例の場合と同様に、
EiA≧0、EiB≧0の範囲である。 E 0 = R 7 /Z 2・Ei A = R 7 /Ei B /Ic・
Ei A = Ic・R 7・Ei A /Ei B (13) Here, since the values of Ic and R 7 are constant,
If Ic・R 7 =K, then (12) of the first embodiment mentioned above.
It is similar to the expression, and division can be performed. However, the scope of its use is the same as in the first embodiment.
Ei A ≧0 and Ei B ≧0.
この実施例では、入力端子j,kが除算される
情報を、入力端子a,bが除算する情報をそれぞ
れ印加する除算情報入力端子であり、出力端子
l,mが演算された商情報を取り出す演算商情報
出力端子である。 In this embodiment, input terminals j and k are division information input terminals that apply information to be divided, input terminals a and b are division information input terminals that apply information to be divided, respectively, and output terminals l and m take out calculated quotient information. This is an arithmetic quotient information output terminal.
なお、上記説明においては、電圧・インピーダ
ンス変換器として第2図に示す変換器を使用した
例を示したが、第1図に示す変換器を用いてもよ
いことは勿論である。 In the above description, an example is shown in which the converter shown in FIG. 2 is used as the voltage/impedance converter, but it goes without saying that the converter 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
ダイオードに代えてフイラメントランプ等を用い
てもよく、また第1、第2の受光素子としてフオ
トトランジスタに代えてCdSやCdSe等を用いて
もよい。 Further, a filament lamp or the like may be used instead of a light emitting diode as the light emitting element of the composite photocoupler, and CdS, CdSe, etc. may be used instead of the phototransistor as the first and second light receiving elements.
以上、実施例について述べたように、この発明
によるアナログ除算器は、除数、被除数を示す入
力電圧によつて直接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、高精度の除算を行なうことができ
る。 As described above with respect to the embodiments, the analog divider according to the present invention can perform calculations directly using the input voltages representing the divisor and dividend, and is free from the effects of temperature without the need for a special temperature compensation circuit. Since the compensation is performed, the construction becomes extremely simple and high-precision division 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を用いた電圧・インピーダン
ス変換器の異なる例を示す回路図である。第3図
および第4図は、夫々一般的な定電流源回路の異
なる例を示す回路図である。第5図は、この発明
の第1実施例を示す回路図である。第6図は、こ
の発明の第2実施例を示す回路図である。
1,4,5……オペアンプ、2……複合フオト
カプラ、3……定電流源、PT1……第1のフオト
トランジスタ、PT2……第2のフオトトランジス
タ、R3,R6……標準抵抗、R4,R7……負荷抵
抗、A1……定電流源回路、A2……電圧・インピ
ーダンス変換器。
FIGS. 1 and 2 are circuit diagrams showing different examples of voltage/impedance converters using composite photocouplers used in the present invention. FIGS. 3 and 4 are circuit diagrams showing different examples of general constant current source circuits, respectively. FIG. 5 is a circuit diagram showing a first embodiment of the invention. FIG. 6 is a circuit diagram showing a second embodiment of the invention. 1, 4, 5... operational amplifier, 2... composite photocoupler, 3... constant current source, PT 1 ... first photo transistor, PT 2 ... second photo transistor, R 3 , R 6 ... standard Resistance, R 4 , R 7 ...Load resistance, A 1 ... Constant current source circuit, A 2 ... Voltage/impedance converter.
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と、その発光素子(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とを設
け、電源とアース間に定電流源3と前記第1の受
光素子PT1とを直列に接続し、その接続点を前記
オペアンプ1の非反転入力端子に接続して負帰還
増幅器A2を構成すると共に、 前記第2の受光素子PT2と可変インピーダンス
素子(Q1又はQ2)と負荷抵抗(R4又はR7)とを
電源とアース間に直列に接続して前記第2の受光
素子PT2を前記負荷抵抗に流す電流値を決める抵
抗とし、前記可変インピーダンス素子と第2の受
光素子との接続点をオペアンプ(4又は5)の反
転入力端子に接続して負帰還をかけ、該オペアン
プによつて前記反転入力端子に入力される電圧が
非反転入力端子に入力される電圧と等しくなるよ
うに前記可変インピーダンス素子を制御する定電
流源回路A1と、 この定電流源回路A1のオペアンプ(4又は5)
の非反転入力端子と前記負帰還増幅器A2のオペ
アンプ1の反転入力端子にそれぞれ除算される情
報と除算する情報を印加する除算情報入力端子
と、 前記定電流源回路A1の負荷抵抗(R4又はR7)
の両端から演算された商情報を取り出す演算商情
報出力端子と を具備することを特徴とするアナログ除算器。[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 in the same container. , a composite photocoupler 2 in which a second light-receiving element is arranged oppositely to receive the light emitted from the light-emitting element substantially equally, and the light-emitting element (LED) is connected as a load, and input to the inverting input terminal. An operational amplifier 1 is provided that causes the light emitting element to emit light according to a voltage, and a constant current source 3 and the first light receiving element PT 1 are connected in series between the power supply and the ground, and the connection point is connected to the non-conducting point of the operational amplifier 1. It is connected to the inverting input terminal to form a negative feedback amplifier A2 , and the second light receiving element PT2 , the variable impedance element ( Q1 or Q2 ), and the load resistor ( R4 or R7 ) are connected to a power source. The second light receiving element PT 2 is connected in series between the ground and serves as a resistor that determines the current value flowing through the load resistor, and the connection point between the variable impedance element and the second light receiving element is an operational amplifier (4 or 5). A constant is connected to the inverting input terminal of the operational amplifier to apply negative feedback, and controls the variable impedance element so that the voltage input to the inverting input terminal by the operational amplifier becomes equal to the voltage input to the non-inverting input terminal. Current source circuit A1 and operational amplifier (4 or 5) for this constant current source circuit A1
A division information input terminal that applies information to be divided and information to be divided to the non-inverting input terminal of the operational amplifier 1 of the negative feedback amplifier A 2 and the inverting input terminal of the operational amplifier 1 of the negative feedback amplifier A 2 , and a load resistance (R 4 or R7 )
1. An analog divider comprising: a calculated quotient information output terminal for extracting calculated quotient information from both ends of the divider.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1247380A JPS56110181A (en) | 1980-02-06 | 1980-02-06 | Analog divider |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1247380A JPS56110181A (en) | 1980-02-06 | 1980-02-06 | Analog divider |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56110181A JPS56110181A (en) | 1981-09-01 |
| JPH0211942B2 true JPH0211942B2 (en) | 1990-03-16 |
Family
ID=11806336
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1247380A Granted JPS56110181A (en) | 1980-02-06 | 1980-02-06 | Analog divider |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS56110181A (en) |
-
1980
- 1980-02-06 JP JP1247380A patent/JPS56110181A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56110181A (en) | 1981-09-01 |
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