JPH02135579A - 絶対値回路 - Google Patents

絶対値回路

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JPH02135579A
JPH02135579A JP28928288A JP28928288A JPH02135579A JP H02135579 A JPH02135579 A JP H02135579A JP 28928288 A JP28928288 A JP 28928288A JP 28928288 A JP28928288 A JP 28928288A JP H02135579 A JPH02135579 A JP H02135579A
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Kenji Nakao
中尾 憲司
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里 治則
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、速度検出回路等に用いられる絶対値回路に
関するものである。
(従来の技術) 第5図は従来の速度検出回路を示す回路図である。図に
おいて、1は入力端子、2は出力端子である。A1は演
算増幅器であり、十人力には基準電圧源■2が接続され
、出力は抵抗R1を介し一人力に帰還されている。人6
カ端子1と演算増幅器1の一人力との間にはコンデンサ
C1と抵抗R2との直列回路体が接続されている。3は
電圧駆動型絶対値回路である。そのうち、A2は演算増
幅器であり、十人力には基準電圧源V2が接続され、入
力は抵抗R3を介し演算増幅器A1の出力に接続されて
いる。演算増幅器A2の出力はダイオードD1と抵抗R
4の直列回路体を介し演算増幅器A3の一人力に接続さ
れている。また、演算増幅器A2の出力はダイオードD
2のカソードに接続され、ダイオードD2のアノードは
演算増幅器A2の一人力に接続されている。ダイオード
D1のカソードは抵抗R5を介し演算増幅器A2の一人
力に接続されている。演算増幅器△3の一人力は、抵抗
R6を介し演算増幅器A1の出力に接続されている。演
算増幅器Δ3は、十人力が基準電圧源v2に接続され、
出力が出力端子2に接続されるとともに、抵抗R7を介
し一人力に帰還されている。
次に動作について第6図を用いながら説明する。
入力端子1にある信号電圧v1Nが入力され、演算増幅
器A1の出力に第6図に示すような波形の信号電圧VA
が出力されたとする。時間t1〜t2の間を考える。今
、演算増幅器A1〜A3の入力オフセットがないと仮定
する。時間t1〜t2にあっては信号電圧VAは第6図
に示すように正電圧(基準電圧2を基準)となっている
。この電圧が絶対値回路3に与えられると、ダイオード
D2は順方向に、ダイオードD1は逆方向に各々バイア
スされる。そのため、演算増幅器A2の出力と演算増幅
器A3の一人力とは切り離され、ダイオードD1のカソ
ード側(演算増幅器A3の一入力端)の電圧VBはイマ
ジナリ−ショートの原理により基準電圧v2とほぼ等し
くなる。その結果、演算増幅器A3のみが動作し、絶対
値回路3は全体としてインバータとして動作し、出力端
子2への出力電圧V。は、 V   −−VA・−・・・(1) 0       R6 となる。(1)式にR6=R7=Rを代入すると、V 
 =−VAとなる。
次に時間t2〜t3の間を考える。時間t2〜t3にあ
っては信号電圧VAは第6図に示すように負電圧となっ
ている。この電圧が絶対値回路3に与えられるとダイオ
ードD2が逆方向に、ダイオードD1が順方向に各々バ
イアスされる。そのため、演算増幅器A2はインバータ
として動作し、増幅器A3もインバータとして動作する
従って、の出力電圧V。は、 ■o− R3R4R6 ・・・・(2) となる。ここで抵抗R3,R5,R6,R7の抵抗値を
R1抵抗R4の抵抗値をR/2とし、(2)式に代入す
ると、 =−I  VA l                
・・・(3)となり、出力電圧■。は第6図に示すよう
に絶対値化された波形になる。時間t3以降も同様であ
る。
次に上記に示した回路を用い速度を検出する場合につい
て説明する。演算増幅器A1の周波数伝達関数G1(j
ω)を求めると、 −jωC1・ R1 となる。よってゲイン特性G、1 Gg、=lG1 (jω) =20Jo glG、   <j  ω )−2010
0ωC1・ R1 −101oa(1+(ωC1・R2)2)・・・(5) となる。ここで、 ωC1・R2(1・・・(6) とすると、20dB/dec  (#6dB10ct 
)となる変化の特性(微分特性〉が得られる。また位相
特性Gpiは G、1−ZGl (jω) =90° −tan”(ωc1 ・R2)・・・(7) 1+jωC1・R2・・・(4) となる。そして、ボード線図を描くと第7図のようにな
る。
つまり、演算増幅器A1により位置信号を微分し、この
ことにより速度信号を得、さらに絶対値回路3により該
速度信号を絶対値化することにより速度検出を行うこと
ができる。
〔発明が解決しようとする課題〕
従来の絶対値回路を用いた速度検出回路は以上のように
構成されており、3個の演算増幅器A1゜A2.A3が
必要であり、回路の素子数が増大しコスト高になるとい
う問題点があった。また、抵抗R3〜R7の抵抗値のア
ンバランスによる誤差や、演算増幅器A1.A2.A3
の出力オフセットが原因となり、出力電圧■0のピーク
にばらつきが生じるという問題点があった。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、回路素子が少なく、出力のピークにばらつき
が生じない絶対値回路を得ることを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
この発明に係る絶対値回路は、一方入力が所定電圧の電
源に接続されている演算増幅器と、前記演算増幅器の他
方入力と出力との間に基準側トランジスタが接続され、
前記他方入力に電流が流入した場合、該電流に応じた電
流を出力側トランジスタから出力する第1のカレントミ
ラーと、前記演算増幅器の他方入力と出力との間に基準
側トランジスタが接続され、前記他方入力から電流が流
出した場合、該電流に応じた、かつ前記第1のカレント
ミラーの出力する電流と極付が同じである電流を出力側
1〜ランジスタから出力する第2のカレントミラーと、
前記第1及び第2のカレントミラーから出力される電流
を合成し、前記演算増幅器の他方入力に与えられる電流
を絶対値化して出力する合成手段とを備えている。
〔作用〕
この発明における第1のカレントミラーは、演算増幅器
の他方入力に電流が流入した場合、該電流に応じた電流
を出力側トランジスタから出力する。第2のカレントミ
ラーは、演算増幅器の他方入力から電流が流出した場合
、該電流に応じた、かつ第1のカレントミラーの出力す
る電流と極性が同じである電流を出力側トランジスタか
ら出力する。合成手段は、第1及び第2のカレントミラ
ーから出力される電流を合成し、演算増幅器の他方入力
に与えられた電流を絶対値化して出力する。
〔実施例〕
第1図はこの発明に係る絶対値回路の一実施例を用いた
速度検出回路を示す回路図である。図において、3aは
電流駆動型絶対値回路である。そのうち、A4は演算増
幅器であり、−人力がコンデンサC1、抵抗R2の直列
回路体を介し負入力端子Aに接続され、十人力が正入力
端子8に接続されるとともに基準電圧源■2に接続され
ている。
演算増幅器A4の出力と一人力との間には、吸入型カレ
ントミラー5と流出型カレントミラー6が接続されてい
る。吸入型カレントミラー5は、演算増幅器A4の一人
力に電流が流入された場合、該電流に応じた電流を出力
する。流出型カレントミラー6は、演算増幅器A4の一
人力より電流が流出した場合、該電流に応じた、かつ吸
入型カレントミラー5の出力する電流と極性が等しい電
流を出力する。
吸入型カレントミラー5はNPNI−ランジスタQ1.
Q2より成る。トランジスタQ1は、ベースがトランジ
スタQ2のベースに、エミッタが演算増幅器A4の出力
に各々接続され、コレクタがベースに接続されるととも
に演算増幅器A4の入力に接続されている。トランジス
タQ2は、]レレフが抵抗R8を介し電源V1に、エミ
ッタが演算増幅器A4の出力に各々接続されている。な
お、トランジスタQ1とQ2のエミツタ面積比を2:1
とする。抵抗R8の両端は出力端子C,Dに接続されて
いる。
流出型カレン1〜ミラー6は、NPNトランジスタQ3
.Q4より成る。トランジスタQ3は、ベースがトラン
ジスタQ4のベースに、エミッタが演算増幅器A4の一
人力に各々接続され、コレクタがベースに接続されると
ともに演算増幅器A4の出力にも接続されている。トラ
ンジスタQ4は、エミッタがトランジスタQ3のエミッ
タに、コレクタがトランジスタQ2のコレクタに各々接
続されている。なお、トランジスタQ3と04のエミツ
タ面積比を1=1とする。
次に第2図を用いながら動作について説明する。
第2図に示すようにピークの電流値がaとなる波形を有
する入力電流I、。が演算増幅器A4の一人力に与えら
れたとする。今、演算増幅器A4の一人力に電流が流れ
込む場合を正とすると、時間t1〜t2の間では、入力
電流Iioは正であるので、入力端子Aから一人力に向
かって入力電流Iioが流れていることになる。演算増
幅器A4はトランジスタQ1を介してイマジナリ−ショ
ートの状態にあるので、電流1.はトランジスタQ1を
介しin 演算増幅器A4の出力に流れ込む。このとき、トランジ
スタQ2のコレクタ電流11は となり、そのピーク値は±aとする。そして、抵抗R8
に流れる電流■。は(8)式よりro =  11 =  −・ ■ ・             ・・・
(9)となる。その結果、出力端子C,D間に出力され
る出力電圧VOは、(9)式より Vo =  R8・■。
=  R8・−・’ in      −(10)とな
る。なお、上記動作中ては、流出型カレントミラー6は
動作せずトランジスタQ3.Q4に流れる電流I2はO
となる。
次に、時間t2〜t3について説明する。時間t2〜t
3の間では、入力電流Iioが負であるので、−入力端
子から負入力端子Aに向って入力電流■ioが流れてい
ることになる。このとき、入力電流11oは、トランジ
スタQ3.Q4に流れる電流を12とすると、 ■ ・  =  2 ・ I2 in となり、 ・・・(11) ・・・(12) となる。また、 12  =  I。
が成立するので、 ・・・(13) そして、出力電圧V。は第2図に示すように絶対値化さ
れた波形となる。
次に、上記のような電流駆動型絶対値回路3aを用いて
速度検出を行う場合について説明する。
今、演算増幅器A4の一入力端のインピーダンスをz(
R2+1/jωC1)、負入力端子Aと正入力端子Bへ
の入力電圧vINとすると、の関係が成立する。従って
、出力電圧VOは、Vo =  R8・■。
となり、(10)式と同一となる。なお、上記動作中で
は、吸入型カレントミラー5は動作せず、トランジスタ
Q2に流れる電流11はOとなる。
時間t3以降も上記動作と同様の動作を行う。
の関係が成立する。そして、抵抗R8には入力電流Ii
oが絶対値化され、かつ1/2倍された電流■oが流れ
ている。
よって、出力電圧V。は Vo = R8・■。
−−・II、ol Z ・・・(17) となる。従って、(17)式より出力電圧■。と入力電
圧V1Nとの比は、 1          R8 2R2+1/(j ωC1) 2 1+jωC1・ R2 となり、周波数伝達関数G2(jω)は(18)式とな
る。従って、ゲインGg2は G  =201oalG2 (jω) = 2010(J (ωC1・R8/2)10j!oa
(1+(ωC1・ R2) )・・・(19) となる。ここで、 ωc1−R2((1−(20) とすると、変化の特性(微分特性)は、20dB/de
c  (=、6dB10ct )となる。また、位相特
性GP2は、 GP2  =lG2 (Jω) =g□” −tan−’(ωc1−R2)・・・(21
) となる。このボード線図を第3図に示す。ここで、抵抗
R2,R8の抵抗値を従来の抵抗R1,R2と同じ値に
すると、ゲイン特性G、2を従来のゲイン特性Gg1と
等しくできる。また、位相特性G、2は従来の位相特性
G、1と等しい。そして、演算増幅器A4の一人力に接
続されているコンデンサC1、抵抗R2により負入力端
子A、正入力端子B間から構成される装置信号を微分し
て速度信号を得、この速度信号を電流駆動型絶対値回路
3aにより絶対値化することにより速度検出を行う。こ
の場合、演算増幅器の数が1個となり従来よりも2個少
ないので、素子数は従来と比し少なくて済みコストが軽
減できるとともに、演算増幅器の出力オフセットの影響
が少なくなり、出力電圧■。
のビークに変動が生じにくくなり、より高精度に速度検
出を行うことができる。
なお、上記実施例では電流駆動型絶対値回路3aから出
力された電流を抵抗R8で電圧に変換し出力したが、第
4図に示すように、演算増幅器A5を用いて電流I。を
電圧に変換するようにしてもよい。
〔発明の効果〕
以上のようにこの発明によれば、演算増幅器の他方入力
と出力との間に基準側トランジスタが接続され、演算増
幅器の他方入力に電流が流入した場合、該電流に応じた
電流を出力側トランジスタから出力する第1のカレント
ミラーと、演算増幅器の他方入力と出力との間に基準側
トランジスタ接続され、演算増幅器の他方入力から電流
が流出した場合、該電流に応じた、かつ第1のカレント
ミラーの出力する電流と極性が同じである電流を出力側
トランジスタから出力する第2のカレントミラーとを備
えているので、従来に比し用いる演算増幅器の個数を減
らすことができ、素子数の軽減が図れ低コスト化が実現
できるという効果がある。また、用いる演算増幅器の個
数の軽減により、低カセット化、用いる抵抗の軽減によ
り、抵抗値の影響が少なくなり、高精度化が実現できる
という効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明に係る絶対値回路の一実施例を示す回
路図、第2図及び第3図は第・1図に示した回路動作を
説明するための図、第4図はこの発明の他の実施例を示
す図、第5図は従来の速度検出回路を示す回路図、第6
図及び第7図は第5図に示した回路動作を説明するため
の図である。 図において、A4は演算増幅器、V2は基準電圧源、5
は吸入型カレントミラー 6は流出型カレントミラー、
R8は抵抗である。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。 第 図 第 図 第 図 +   J ■0 第 図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)一方入力が所定電圧の電源に接続されている演算
    増幅器と、 前記演算増幅器の他方入力と出力との間に基準側トラン
    ジスタが接続され、前記他方入力に電流が流入した場合
    、該電流に応じた電流を出力側トランジスタから出力す
    る第1のカレントミラーと、前記演算増幅器の他方入力
    と出力との間に基準側トランジスタが接続され、前記他
    方入力から電流が流出した場合、該電流に応じた、かつ
    前記第1のカレントミラーの出力する電流と極性が同じ
    である電流を出力側トランジスタから出力する第2のカ
    レントミラーと、 前記第1のカレントミラー及び前記第2のカレントミラ
    ーから出力される電流を合成し、前記演算増幅器の他方
    入力に与えられる電流を絶対値化して出力する合成手段
    とを備えた絶対値回路。
JP28928288A 1988-11-15 1988-11-15 絶対値回路 Expired - Lifetime JPH0687269B2 (ja)

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JPH0687269B2 JPH0687269B2 (ja) 1994-11-02

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