JPH0233102B2 - Shuhasudenatsuhenkankairo - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、たとえば車輛搭載用回転計の入力信
号処理系などに用いられる周波数電圧変換回路に
関する。

〔発明の技術的背景〕

第１図は従来の車輛用回転計の信号処理系を示
すもので、１はエンジン回転数検出パルス入力を
増幅整形する増幅整形回路、２は単安定パルス発
生回路、３は電流計駆動回路、４は電流計（本例
では回転計）である。このような信号処理系にお
いて、エンジン回転数が低い場合と高い場合、す
なわち前記エンジン回転数検出パルス入力の周波
数が低い場合と高い場合とにおけるそれぞれの動
作波形を第２図、第３図に示す。単安定パルス発
生回路２は入力パルスの前縁に同期して一定幅の
パルスを出力し、この出力パルスの平均値電圧に
応じて電流駆動回路３が回転計４を電流駆動す
る。この場合、前記検出パルス入力の周波数が単
安定パルス発生回路２の出力パルス周波数よりも
低い範囲内では、入力パルス対出力パルスが１対
１になるが、検出パルス入力の周波数が単安定パ
ルス発生回路２の出力パルス周波数よりも高くな
ると検出パルス入力対出力パルスが１対１に対応
しなくなり、入力パルスが時々無効になり、この
無効になる割合は入力パルス周波数によつて変化
する。したがつて、第１図の信号処理系において
は、入力パルス周波数と単安定パルス発生回路２
の出力パルスの平均値電圧との関係が、たとえば
第４図に示すようにある周波数以下ではほぼ比例
するが、それ以上の周波数では出力電圧が急激に
低下したのち緩やかに上昇するような不規則な関
係となり、上記周波数以下における関係との区別
が難しくなる。

〔背景技術の問題点〕

上述したような周波数電圧特性を有する信号処
理系により回転計を駆動制御した場合、エンジン
の回転数が高いときには表示回転数が本当の回転
数より著しく低くなる場合があり、都合が悪い。

〔発明の目的〕

本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、
入力パルス周波数と出力電圧の平均値との関係
が、ある周波数以下ではほぼ比例し、それ以上の
周波数では出力電圧がほぼ一定になり、入力パル
ス周波数が高くなつても出力電圧が急激に低下す
ることはなく、入出力関係が従来例よりも正確で
各種の信号処理系に好適な周波数電圧変換回路を
提供するものである。

〔発明の概要〕

すなわち、本発明の周波数電圧変換回路は、入
力パルスの前縁に同期して微分パルスを発生さ
せ、この微分パルスによつてフリツプフロツプ回
路をセツトさせ、このフリツプフロツプ回路の出
力パルスのレベルに応じて出力端から所定の大き
さの電流を流出しあるいはこの流出電流より小さ
い電流が流入する電流方向切換回路を設け、この
切換回路の前記出力端に充放電用コンデンサを接
続し、このコンデンサの端子電圧が所定の充電制
限電圧に達すると前記フリツプフロツプ回路をリ
セツトさせ、コンデンサの端子電圧を所定の基準
電圧と比較してその大小関係に応じて出力電圧レ
ベルを定めるようにしたものである。

したがつて、入力パルスに同期して発生する微
分パルスによつて充放電コンデンサの充電が開始
するようになり、この充電が所定基準まで行なわ
れると上記コンデンサの放電が開始するようにな
り、このコンデンサの充放電に伴なつて変化する
コンデンサの端子電圧と第２基準電圧との大小関
係が比較判定されて出力電圧レベルが定まる。こ
の場合、入力パルス周波数がある値より低いとき
にはコンデンサの充放電に伴つて前記大小関係が
反転して入力パルス周波数に応じてデユーテイが
変化する出力パルスが発生し、入力パルス周波数
がある値以上のときにはコンデンサの放電が充分
に行なわれないうちに充電が開始して前記大小関
係が変らず出力電圧レベルは一定になる。

〔発明の実施例〕

以下、図面を参照して本発明の一実施例をたと
えば車載用回転計のための信号処理系に適用した
場合について詳細に説明する。

第５図において、５１はエンジン回転数検出パ
ルスが入力し、この入力パルスの前縁を微分して
微分パルスを出力する微分パルス発生回路、５２
は上記微分パルス発生回路５１の出力パルスがセ
ツト入力端に入力するRSフリツプフロツプ
（Ｆ／Ｆ）回路、５３は上記Ｆ／Ｆ回路５２のセ
ツト出力が入力し、この入力レベルに応じて電流
出力の方向（流出、流入）が切り換えられる電流
方向切換回路、５４は切換回路５３の出力端と接
地端との間に接続された充放電用コンデンサ、５
５は上記コンデンサ５４の端子電圧Vcを所定の
充電制限電圧に相当する第１基準電圧V₁と比較
し、電圧Vcが電圧V₁に到達したときに判定パル
スを発生して前記Ｆ／Ｆ回路５２のリセツト入力
端に供給する第１比較回路、５６は前記コンデン
サ５４の端子電圧Vcを前記第１基準電圧V₁より
は小さい所定の第２基準電圧V₂と比較し、Vc≧
V₂の間は高電位（“１”レベル）、Vc＜V₂のとき
は低電位（“０”レベル）となるパルスを出力す
る第２比較器、５７は上記第２比較器５６の出力
パルスが入力し、このパルスのデユーテイに応じ
た直流電圧を生成する直流電圧生成回路である。

前記電流方向切換回路５３は、カレントミラー
接続されたトランジスタ５８，５９と、このうち
の一次側トランジスタ５８および二次側トランジ
スタ５９に各対応して接続された第１電流源６０
および第２電流源６１と、前記一次側トランジス
タ５８に並列接続され前記Ｆ／Ｆ回路５２からの
セツト出力レベルに応じてスイツチ制御される制
御トランジスタ６２とからなり、二次側トランジ
スタ５９のコレクタと前記第２電流源６１との接
続点が電流流出入用出力端６３となつている。な
お、第２電流源６１の電流I₂に比べて第１電流源
６０の電流I₁の方が大きいことが必要である。こ
こで、上記電流方向切換回路５３の動作を説明し
ておく。制御トランジスタ６２がオフのとき
（Ｆ／Ｆ回路５２のセツト出力が“０”レベルの
とき）、カレントミラー回路が動作状態になり、
一次側トランジスタ５８には電流I₁が流れ、二次
側トランジスタ５９には第２電源６１からの電流
I₂が流れると共に（I₁−I₂）の大きさの電流に相
当するコンデンサ５４の放電電流が出力端６３か
ら流入する。これに対して、制御トランジスタ６
２がオンのとき（Ｆ／Ｆ回路５２のセツト出力が
“１”レベルのとき）、カレントミラー回路が非動
作状態になり、第２電流源６１からの電流I₂が出
力端６３から流出してコンデンサ５４を充電す
る。

また、前記直流電圧生成回路５７は、第３電流
源６４がダイオード６５を順方向に介したのち積
分用コンデンサ６６および放電用抵抗６７を並列
に介して接地されており、第３電流源６４とダイ
オード６５との接続点に前記第２比較器５６の出
力端が接続されている。したがつて、第２比較器
５６の出力パルスが“１”レベルのときにはダイ
オード６５がオンになつて第３電流源６４からの
電流が積分用コンデンサ６６により積分され、第
２比較器５６の出力パルスが“０”レベルのとき
にはダイオード６５がオフになるので積分は行な
われず、放電用抵抗６７を通じてコンデンサ６６
の電荷が徐々に低下し、積分電圧が低下する。す
なわち、コンデンサ６６の積分電圧は、前記第２
比較器５６の出力パルスのデユーテイに対応した
値となり、上記出力パルスの平均値電圧に相当す
る。

さらに、６８は上記直流電圧生成回路５７の出
力電圧に応じて電流計（本例では回転計）６９を
電流駆動する電流計駆動回路である。

次に、第６図および第７図を参照して第５図の
動作を説明する。第６図は、入力パルス周波数が
低い場合の動作波形を示すもので、検出パルス入
力に同期して微分パルスが発生し、この微分パル
スによりＦ／Ｆ回路５２がセツトされ、このセツ
ト出力の“１”レベルにより、電流方向切換回路
５３からコンデンサ５４に充電電流I₂が供給され
てコンデンサ５４が充電される。コンデンサ５４
の充電につれてその端子電圧Vcが第１基準電圧
V₁に達すると、第１比較器５５からＦ／Ｆ回路
５２にリセツトパルスが供給されてＦ／Ｆ回路５
２がリセツトされ、電流方向切換回路５３の出力
端６３を経てトランジスタ５９へコンデンサ５６
の電荷が放電する。コンデンサ５４の放電につれ
てその端子電圧Vcが第２基準電圧V₂より低下す
ると、第２比較器５６の出力レベルが反転する。
次に、再び検出パルス入力に同期して微分パルス
が発生し、前述したようにコンデンサ５４が充電
されるようになり、その端子電圧Vcが前記第２
基準電圧V₂以上になると、第２比較器５６の出
力レベルは再び反転する。すなわち、第２比較器
５６の出力パルスの“１”期間は、コンデンサ５
４の端子電圧Vcが第１基準電圧V₁と第２基準電
圧V₂との間にある期間に対応し、Ｆ／Ｆ回路５
２のセツト出力の“１”レベル期間は微分パルス
発生からコンデンサ５４の端子電圧Vcが第１基
準電圧V₁に達するまでの期間に対応する。

そして、上記第２比較器５６の出力パルスの平
均値電圧が直流電圧生成回路５７で生成され、こ
の電圧に応じて電流計駆動回路６８が回転計６９
を電流駆動し、回転計６９でエンジン回転数が表
示されるようになる。

ところで、微分パルス発生回路５１は短かい幅
の微分パルスを発生するもので、その動作周波数
を高くとることが可能であり、前記検出パルス入
力周波数が高くなつてもそれに同期した微分パル
スを発生可能である。しかし、コンデンサ５４の
放電電流は第１電流源６０の電流I₁と第２電流源
６１の電流I₂との差電流（I₁−I₂）であつて充電
電流I₂よりも小さく、放電速度は遅い。このた
め、検出パルス入力周波数がある値以上になる
と、コンデンサ５４の端子電圧Vcが第２基準電
圧V₂より低くなるまで放電する前に再び充電が
開始するようになり、第２比較器５６の出力は
“１”レベルのままになり、積分用コンデンサ６
６は第３電流源６４から電流が供給され続け、そ
の容量で決まるほぼ一定の積分電圧を発生するよ
うになる。したがつて、電流計駆動回路６８は回
転計６９を一定電流で駆動し続けるようになり、
回転計６９の回転数表示は一定値を示した状態に
なる。この様子を第７図に示す。

すなわち、上述したような信号処理系に使用さ
れている周波数電圧変換回路によれば、入力パル
ス周波数がある値（コンデンサ５４の充放電時間
により定まる）より低い範囲では、入力パルス周
波数が高くなるにつれて第２比較器５６の出力パ
ルスはパルス幅が一定のままで周波数が高くなり
（つまりデユーテイが大きくなり）、換言すれば出
力パルスの平均値電圧が高くなる。しかし、入力
パルス周波数がある値以上の範囲では、入力パル
ス周波数が高くなるにつれて微分パルス周波数が
高くなつても、コンデンサ５４の端子電圧Vcが
第２基準電圧V₂になるまで放電しないうちに充
電が開始されるので、第２比較器５６の出力は
“１”レベルで一定になる。この特性を第８図に
示す。

第８図の周波数電圧変換特性によれば、出力電
圧（上記例では表示回転数に相当する）がある一
定値より低い範囲では入力パルス周波数と出力電
圧とが１対１に対応し、出力電圧がある一定値以
上の範囲では入力パルス周波数がある一定値以下
であることが分る。しかも、従来例のような特性
の不規則部分（出力電圧が急激に低下する等）が
ないので、入出力対応関係が従来例におけるより
も分り易い。

〔発明の効果〕

上述したように本発明の周波数電圧変換回路に
よれば、入力パルス周波数と出力電圧の平均値と
の関係が、ある周波数以下ではほぼ比例し、それ
以上の周波数では出力電圧がほぼ一定になり、入
力パルス周波数が高くなつても出力電圧が急激に
低下することはなく、入出力対応関係が従来例よ
りも正確であり、各種の信号処理系に好適であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の周波数電圧変換回路を示す構成
説明図、第２図および第３図は第１図の動作説明
のために示す信号波形図、第４図は第１図の特性
を示す図、第５図は本発明に係る周波数電圧変換
回路の一実施例を示す構成説明図、第６図および
第７図は第５図の動作説明のために示す信号波形
図、第８図は第５図の特性を示す図である。 ５１…微分パルス発生回路、５２…フリツプフ
ロツプ回路、５３…電流方向切換回路、５４…充
放電用コンデンサ、５５…第１比較器、５６…第
２比較器、５８，５９，６２…トランジスタ、６
０，６１…電流源、６３…出力端。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 入力パルス信号の前縁に同期して微分パルス
   を出力する微分パルス発生回路と、この微分パル
   ス発生回路の出力パルスによつてセツトされるフ
   リツプフロツプ回路と、このフリツプフロツプ回
   路の出力パルスのレベルに応じて出力端から所定
   電流を流出しあるいは上記所定電流より小さい電
   流を上記出力端から流入させる電流方向切換回路
   と、この電流方向切換回路の前記出力端に接続さ
   れる充放電用コンデンサと、このコンデンサの端
   子電圧と所定の第１基準電圧とを比較し、上記端
   子電圧が第１基準電圧に達したときの判定出力に
   より前記フリツプフロツプ回路をリセツトさせる
   第１比較器と、前記コンデンサの端子電圧と前記
   第１基準電圧より小さい所定の第２基準電圧とを
   比較し上記端子電圧が第２基準電圧より大きいか
   小さいかによつて出力電圧レベルが定まる第２比
   較器とを具備することを特徴とする周波数電圧変
   換回路。 ２ 前記電流方向切換回路は、第１電流源がコレ
   クタに接続された第１トランジスタと、この第１
   トランジスタに接続されてカレントミラー回路を
   形成する第２トランジスタと、この第２トランジ
   スタのコレクタに接続され前記第１電流源よりも
   電流が小さい第２電流源と、前記第１トランジス
   タに並列接続され制御入力レベルに応じてスイツ
   チ制御される制御トランジスタとからなることを
   特微とする前記特許請求の範囲第１項記載の周波
   数電圧変換回路。