JPH0247616Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は例えば各種の電子機器における温度
変動に基く特性変動などを補償するために用いら
れ、温度変動に応じた温度補償信号を発生する温
度補償信号発生回路に関する。

従来電子機器等で温度に応じて出力が変動した
りすることを補償する、いわゆる温度補償には負
温度係数の感温抵抗素子が一般に使用されてい
た。接合ダイオードの順方向電圧が温度に応じて
変化することを利用して温度補償することも提案
されている。何れにしてもこれら素子をその対象
回路に直接接続して単調増加、或いは単調減少す
る温度補償しか行つていなかつた。

従来のものにおいては一般に温度に対する折線
関数を作ることが困難であり、折線関数信号を発
生するには複雑にして設計が難しい回路となり、
しかも一般的に一つの回路で各種の特性の温度補
償信号を発生することは困難であつた。

この考案の目的は各種の折線関数の温度補償信
号も比較的簡単に発生することができ、従つて各
種の特性の温度補償が必要とされる電子機器等に
適用することが可能な一般性のある温度補償信号
発生回路を提供することにある。

この考案はダイオードの順方向電圧が温度によ
つて変化することを利用し、この順方向電圧を可
変利得の反転増幅器で増幅するとともにその可変
利得反転増幅器の出力を更に他の反転増幅器で増
幅する。前記可変利得反転増幅器と、前記他の反
転増幅器との出力を加算回路で加算して、温度補
償信号を発生するようになす。その加算比率を変
化させることを可能とし、且つこれら反転増幅器
の出力を加算回路に対して選択的に、又は同時に
加えることができるように第１、第２スイツチが
設けられる。可変反転増幅器及び前記他の反転増
幅器の各帰還回路にそれぞれ整流素子を並列に取
り外しできるように接続される。

次にこの考案による温度補償信号発生回路の実
施例を図面を参照して説明しよう。第１図におい
て温度検知部１０が設けられる。温度検知部１０
はこの例では３個の接合ダイオード１１，１２，
１３が直列に接続され、その一端は抵抗器１４を
通じて、例えば15Vの直流電圧が印加される電源
端子１５に接続され、他端は接地されてダイオー
ド１１〜１３に順方向電流が供給される。このダ
イオード１１〜１３の順方向電圧は周囲温度の変
化に応じて変化するものであり、従つて温度検知
部１０が構成される。

この温度検知部１０の出力は利得を変化させる
ことができる第１反転増幅器１６に供給される。
即ちダイオード１１及び抵抗器１４の接続点は入
力抵抗器１７を通じて演算増幅器１８の反転入力
側に接続され、演算増幅器１８の出力側及び反転
入力側間に可変抵抗器１９が接続される。この可
変抵抗器１９の抵抗値を調整することによつて、
反転増幅器１６の利得を調整することができる。
抵抗器１７の抵抗値を変化することができるよう
にしても良い。反転増幅器１６の帰還回路、即ち
可変抵抗器１９と並列に整流素子２１が取り外す
ことができるように接続される。

この反転増幅器１６に可変バイアス電圧を与え
て基準電圧を設定することができるようにされ
る。即ち基準電圧が与えられる端子２２が抵抗器
２３及び可変抵抗器２４の直列回路を通じて接地
され、抵抗器２３及び可変抵抗器２４の接続点が
演算増幅器１８の非反転入力側に接続される。こ
の可変抵抗器２４の抵抗値を調整して基準温度、
例えば常温における演算増幅器１８の出力が所定
電圧となるように、この演算増幅器１８の非反転
入力側に与えられるバイアス電圧を調整すること
ができるようにする。これら抵抗器２３、可変抵
抗器２４及びこれに対する電圧の印加手段は基準
設定手段２５を構成している。

第１反転増幅器１６の出力は第２反転増幅器２
６に供給される。即ち、演算増幅器１８の出力側
は抵抗器２７を通じて、演算増幅器２８の反転入
力側に接続され、演算増幅器２８の非反転入力側
は抵抗器２９を通じて接地され、出力側と反転入
力側との間に帰還用抵抗器３１が接続される。こ
の第２反転増幅器２６の帰還回路、この例におい
ては抵抗器３１と並列に整流素子３２が着脱自在
に接続される。

反転増幅器１６及び２６の各出力側はそれぞれ
スイツチ３３，３４を通じて加算回路３５の入力
側に接続される。加算回路３５はその加算される
二つの信号の加算比率を変化させることができる
ものであつて、スイツチ３３，３４は加算回路３
５内において、可変抵抗器３６，３７をそれぞれ
通じて演算増幅器３８の反転入力側に接続され
る。演算増幅器３８の非反転入力側は抵抗器３９
を通じて接地され、出力側と反転入力側との間に
帰還抵抗器４１が接続される。この加算回路３５
の出力端子４１がこの考案による温度補償信号発
生回路に出力端子とされる。

この構成によれば、各種の特性をもつた、特に
折線関数的な温度補償信号を発生することが可能
となる。即ち接合ダイオード１１〜１３は、それ
ぞれ同一特性であるとし、例えばその順方向電圧
は約0.5Vであつて、接合型ダイオードの温度変
化に対する順方向電圧の変化は約−2.5mV／℃で
あり、従つてこの場合、このダイオード１１〜１
３の直列接続によつて順方向電圧は温度の変化に
応じて約−7.5mV／℃の変化が生じる。温度検知
部１０よりこの温度変化によつて変化する電圧が
反転増幅器１６に入力されることになる。先に述
べたように基準設定手段２５により、例えば常温
において反転増幅器１６の出力が所定値、例えば
1.5Vとなるように可変抵抗器２４の抵抗値が調
整される。反転増幅器１６，２６の各利得をG₁，
G₂、加算回路３５のスイツチ３３よりの入力に
対する利得をG₃₁、スイツチ３４よりの入力に対
する利得をG₃₂とそれぞれする。

出力端子４１に、例えば第２図Ａに示すように
温度Ｔが増加すると、温度補償信号V₀が直線的
に減少する信号を得るにはスイツチ３３をON、
スイツチ３４をOFFとし、整流素子２１を取り
外す。このようにすると出力端子４１の出力電圧
V₀はV₀＝−7.5G₁，G₃₁mV／℃の出力が得られ
る。

一方、逆に第２図Ｂに示すように、温度Ｔが増
加すると補償信号V₀が直線的に増加するように
したい場合は第１図においてスイツチ３３を
OFF、スイツチ３４をONとし、且つ整流素子２
１，３２を外したままとする。反転増幅器２６の
利得が１、つまり抵抗器２７，３１の抵抗値が等
しい場合には出力端子４１の温度補償信号V₀は
V₀＝7.5G₁，G₃₂mV／℃となる。つまりこゝで反
転増幅器２６が挿入されているため、その温度変
化に対する上昇、つまりダイオード１１〜１３の
順方向電圧の変化に対する出力変動の傾斜が第２
図Ａの場合と逆となり、且つ反転増幅器２６の利
得を１としているため、可変抵抗器１９の設定に
よつてその傾斜を変更することができる。

第２図Ｃに示すように、ある温度以上で補償信
号V₀が直線的に減少し、ある温度以下では補償
信号V₀が一定となるように折線特性の補償信号
を発生するには、スイツチ３３をON、スイツチ
３４をOFF、整流素子２１を図に示すように陽
極側を演算増幅器１８の反転入力側とする。反転
増幅器１６の入力がある程度以上大になると、つ
まり温度Ｔが下り、ダイオード１１〜１３の順方
向電圧がある程度以上大になると（低温時には）、
整流素子２１が導通して反転増幅器１６の出力が
クランプされ、演算増幅器１８の出力側は、
1.0Vの一定値となり、これが加算回路３５によ
つて極性反転されるため−の一定電圧が出力され
る。温度Ｔがある程度上昇すると、つまり高温側
になると、整流素子２１は逆バイアスとなり、こ
れが外された場合と同一となり、即ち第２図Ａに
示した特性となり、出力電圧はV₀＝−7.5G₁，
G₃₁mV／℃となり、温度の上昇と共に出力電圧
が直線的に減少する。

同様に第２図Ｄに示すように、高温側で一定の
補償信号となり、低温側で温度Ｔが下がる程直線
的に増加する補償信号を発生する場合には第１図
においてスイツチ３３をOFF、スイツチ３４を
ONとし、整流素子２１の向きを第１図に示して
いる場合と反対としてその陽極側を演算増幅器１
８の出力側に接続すれば良い。この場合は低温側
においては、第２図Ａと同様の特性となるが、温
度がある値以上増加した高温側になるとダイオー
ド１１〜１３の順方向電圧が減少して整流素子２
１が導通し、出力電圧がクランプされて温度補償
信号V₀は一定電圧に保持される。この場合のク
ランプ出力は反転増幅器１６の出力が2.0Vにク
ランプされたものと対応する。

第２図Ｅに示すように、低温側で一定し、高温
側において温度Ｔの上昇と共に補償信号が増加す
るような特性とするにはスイツチ３３をOFF、
スイツチ３４をONとし、且つ整流素子２１を外
し、整流素子３２をその陽極側が演算増幅器２８
の出力側となるように接続すれば良い。この場合
低温側においてはダイオード１１〜１３の順方向
電圧が上昇し、従つて反転増幅器１６の出力側に
おいては出力電圧が減少し、これがある値よりも
減少すると整流素子３２が導通して反転増幅器２
６の出力は整流素子３２により0.5Vにクランプ
される。しかし高温側においては整流素子３２は
逆バイアス状態となり、これは外されている状態
と同様となり、第２図Ｂに示した特性となり、温
度の上昇と共に直線的に増加することになる。

第２図Ｆに示すように、高温側では一定出力、
低温側で温度が下がると共に補償信号が低下する
特性とするにはスイツチ３３をOFF、スイツチ
３４をONとし、整流素子２１を外し整流素子３
２をその陰極側が演算増幅器２８の出力側となる
ように接続すれば良い。この場合は高温側におい
てダイオード１１〜１３の順方向電圧がある程度
以上下がると、これに伴つて反転増幅器１６の出
力がある程度以上大きくなり、その出力によつて
整流素子３２が導通して反転増幅器２６の出力は
−0.5Vにクランプされる。しかし温度Ｔが低温
側になりダイオード１１〜１３の順方向電圧があ
る程度以上高くなると、これに伴つて反転増幅器
１６の出力側が低下して整流素子３２は逆バイア
ス状態となり、これが外されている状態と同じと
なり、つまり第２図Ｂに示した状態となつて温度
Ｔが低下すると単調に減少する出力V₀となる。

第２図Ｇに示すように、ある温度より低温側に
おいては温度が低くなる程単調に増加し、高温側
においても温度が高くなる程単調に増加するよう
な折線特性とするには第２図Ａの特性と第２図Ｅ
の特性とを合成すればよい。即ちスイツチ３３，
３４を共にONとし、加算回路３５における利得
G₃₁よりもG₃₂を大となるように可変抵抗器３６
の抵抗値を可変抵抗器３７の抵抗値より大にすれ
ば良い。加算回路３５は、このように加算比率を
変化することができるようにされている。この第
２図Ａ、第２図Ｅの特性より判かるように、第２
図Ｅの特性においては低温側においては一定とな
つており、従つて第２図Ａの特性がきいてきて、
温度が下がる程単調に増加する特性となる。高温
側においては第２図Ａは単調減少、第２図Ｅは単
調増加であり、出力はV₀＝−7.5G₁，G₃₁＋
7.5G₁・G₃₂でああり、｜G₃₁｜＜｜G₃₂｜であるた
め、全体として単調に増加するようになる。｜
G₃₁｜＞｜G₃₂｜であれば高温側で単調に減少す
るようになるが、低温側よりもその減少の割合が
小さいものとなる。

第２図Ｈに示すようにある温度より低温側で、
温度の減少と共に補償信号が単調に減少し、高温
で温度の増加と共に補償信号が単調に増加するよ
うにするには、第２図Ａの特性と第２図Ｆの特性
とを組み合せれば良い。この場合においては高温
側においては第２図Ｆの特性は一定となつている
ため、第２図Ａの特性によつて支配され、温度の
増加と共に単調に減少し、低温側においてはこの
場合も｜G₃₂｜が｜G₃₁｜よりも大となることに
よつて、これら第２図Ａ及び第２図Ｆの加算した
ものの特性で温度の減少と共に補償信号が減少す
るものとすることができる。この場合の出力は
V₀＝−7.5G₁，G₃₁＋7.5G₁，G₃₂である。

このようにこの考案による温度補償信号発生回
路によれば、各種の特性の温度の補償信号を発生
することができ、特に折線特性のものを容易に得
ることができる。一般に電子機器等において、周
囲温度が変化すると、温度ドリフトが発生し、各
種性能や特性が温度に応じてずれてゆき、このず
れ方は温度が下がると上昇し、温度が上がると下
降し、温度が上がると上昇し、温度が下がると下
降し、或いは低温側で一定で高温側で低下し、高
温側で一定で低温側で上昇し、又は高温側で上昇
し、低温側で一定で、もしくは高温側で一定で低
温側で下降し、高温側で上昇し低温側で上昇し、
高温側で下降し低温側で下降するような傾向に大
きく分けられる。

このような一般的な特性を感温抵抗素子を用い
て温度補償をする場合は、これらの各種特性に対
応した補償回路を別個に用意し、しかも一般的な
回路を単なる各部の調整とか接続とかによつて作
ることは困難であつた。しかしこの考案の温度補
償信号発生回路によれば、各種これらの特性のも
のを容易に、スイツチ３３，３４の選択的制御、
更に整流素子２１，３２の切離しや接続のその極
性の切替えと、可変抵抗器１９等の調節によつて
簡単に得ることができる。つまり第１図に示した
温度補償発生回路を用意しておけば、一般的なあ
らゆる特性の温度に対する変動特性を補償させる
ことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案による温度補償信号発生回路
の一例を示す接続図、第２図はこの考案により得
られる各種温度補償特性の例を示す特性図であ
る。 １１：温度検知部、１６，２６：反転増幅器、
２５：基準設定部、３５：加算回路、４１：温度
補償信号出力端子。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 温度変化に応じて順方向電圧が変化するダイオ
   ード及びそのダイオードに順方向電流を流す電流
   供給手段よりなる温度検知部と、上記ダイオード
   の順方向降下電圧が入力される利得可変の第１反
   転増幅器と、その第１反転増幅器へバイアス電圧
   を与え、基準温度における第１反転増幅器の出力
   電圧を設定する基準設定手段と、上記第１反転増
   幅器の出力を増幅する第２反転増幅器と、上記第
   １反転増幅器の出力側及び第２反転増幅器の出力
   側がそれぞれ第１スイツチ及び第２スイツチを通
   じて入力側に接続され、加算比率を変更すること
   ができ、温度補償電圧を出力する加算回路と、上
   記第１反転増幅器の帰還回路と並列に取り外し自
   在に接続される第１整流素子と、上記第２反転増
   幅器の帰還回路に並列に取り外し自在に接続され
   る第２整流素子とを具備する温度補償信号発生回
   路。