JPH0423112A - アナログ出力回路 - Google Patents

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、アナログの入力信号電圧を所定レベルのア
ナログ電流に変換して抵抗負荷に出力するアナログ出力
回路に関するものである。

〔従来の技術〕

第４図は従来のアナログ出力回路を示し、図において、
１は演算器、２は演算器１からの入力信号電圧Ｖを一方
の入力端子（＋端子）に受ける演算増幅器、３は抵抗器
、４は演算増幅器２の出力により制御される負荷回路用
のトランジスタ、５は抵抗器で、これらは電圧−電流回
路を構成する。

６は切替器１３のスイッチ、７はスイッチ６を介してト
ランジスタ４のコレクタに接続される負荷抵抗、８はト
ランジスタ４のコレクタに負荷抵抗７を介して電流を供
給する直流安定化電源装置としての直流電源で、電流出
力駆動用の電流を供給する。上記トランジスタ４のエミ
ッタと演算増幅器２の他方の入力端子（一端子）とは、
フィートバック電圧Ｖ、のフィードバックラインＱによ
り接続されている。また、９は上記入力信号電圧Ｖとフ
ィードバック電圧ＶＦとの差を求める差電圧検出器で、
これの各入力端子の入力インピーダンスは無限大に近く
（１０数メガオ一ム以上）、差電圧（Ｖ−Ｖ、）を出力
する。１０はこの差電圧（ｖｖｐ）の絶対値をとる絶対
値回路、１１は設定電圧ΔＶを出力する電圧設定器、１
２はこの設定電圧ΔＶと上記絶対値の電圧ＩＶＶＦＩを
比較して、故障信号を検出する電圧比較器である。

なお、Ｄは故障検出回路である。また、１３は電圧比較
器１２の故障信号を受け、スイッチ６を切替える切替器
、１４は切替器１３のスイッチ６を介して負荷抵抗７に
接続された可変抵抗器である。

次に動作について説明する。

演算器１からの入力信号電圧ＶがＯボルトのときは、演
算増幅器２はこれの入力端子（一端子）にかかるフィー
ドバック電圧ＶＦもＯボルトにするように、トランジス
タ４のインピーダンスを制御する。次に、入力信号電圧
Ｖが正の値になると。

上記入力端子（＋端子）の電圧がＯボルトであるため、
トランジスタ４のベースに十電位を出力してこれを導通
させる。このため、このトランジスタ４のコレクタ、エ
ミッタ間、スイッチ６、負荷抵抗７．抵抗器５からなる
負荷回路に、直流電源８から出力電流■が流され、抵抗
器５の両端にフィードバック電圧ｖＦが得られる。この
フィードバック電圧Ｖ、は演算増幅器２の十端子に入力
され、その十端子、一端子に入力される電圧が等しくな
るように、トランジスタ４が制御される。ここで、抵抗
器５の抵抗値をＲとすると、Ｉ＝Ｖ／Ｒとなる。

このように回路が正常状態にあるとき、入力信号電圧Ｖ
とフィードバック電圧Ｖ、は等しく、このため差電圧検
出器の出力は０ボルトで、絶対値回路１０の出力もＯボ
ルトとなる。この結果、電圧比較器１２の出力はローレ
ベルとなり、切替器１３は動作しない。

一方、トランジスタ４が故障すると、入力信号電圧■と
フィードバック電圧■１は等しくならず。

絶対値回路１０の出力電圧も１ＶＶｐｌ≠Ｏとなり、こ
れが電圧設定器１１からの故障判断の基準となる設定電
圧とともに、電圧比較器１２に入力される。そして、１
ｖ−ｖｒ　　ｌ＞ΔＶとなったとき、その出力がハイレ
ベルとなり、故障が検出されて、切替器１３が動作し、
スイッチ６がｂ接点からａ接点に切替わる。このため、
負荷抵抗７には直流電ｇ８から電流■が流れる。この電
流工は可変抵抗器１４により調整できる。また、第５図
は入力信号電圧および出力電流の関係を許容範囲内電圧
との対比で説明する特性図である。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来のアナログ出力回路は以上のように構成されている
ので、トランジスタ４の故障を検出して、切替器１３に
よってスイッチ６が切替わった場合は、負荷抵抗７に流
す電流の大きさを、人手による可変抵抗器１４の操作に
よって制御する必要があるなどの課題があった。

尚、近似従来技術として、特願昭６３−３１０１７８号
がある。

この発明は上記のような課題を解消するためになされた
もので、トランジスタの故障を検出して接点が切替わっ
た後でも、自動的に入力信号電圧を出力電流に変換する
ことができるアナログ出力回路を得ることを目的する。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係るアナログ出力回路は、回路故障を検出す
る故障検出回路が出力する故障出力信号を、一定時限遅
延するオンディレータイマと、このオンディレータイマ
の出力にもとづいてリセット入力があるまで上記スイッ
チを」２記トランジスタの一方に切替保持するフリップ
フロップと、このフリップフロップの出力にもとづいて
、上記スイッチにより上記トランジスタのいずれか一方
を上記負荷回路に接続させる切替器とから構成したもの
である。

〔作用〕

この発明におけるオンディレータイマは故障検出手段の
瞬時誤動作等の影響を除き一方のトランジスタの故障を
信頼性高く検出し、フリップフロツブは上記オンディレ
ータイマからの故障確認信号を記憶し、切替器を他方の
トランジスタ側に切替えて、電圧−電流変換動作を正常
に継続可能にする。

〔発明の実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。

第１図において、３Ａは抵抗器で、上記同様の第１のト
ランジスタ４Ａのベースと演算増幅器２の出力端との間
に接続されている。］−５は抵抗で、その一端は演算増
幅器２の出力端に接続され、他端は第２のトランジスタ
１６のベースに接続されている。また、この第２トラン
ジスタ１６のコレクタはスイッチ６のａ接点にエミッタ
は抵抗器５の一端と第１のトランジスタ４Ａのエミッタ
とに接続されている。１７はオンディレータイマで、こ
れの入力端は電圧比較器］２の出力端に接続され、その
オンディレータイマ１７の出力端はフリップフロップ１
９のセット入力端子Ｓに接続されている。１８は電源投
入時にリセットパルスを発生するイニシャル回路で、そ
の出力端はフリップフロップ１９のリセット入力端子Ｒ
に接続されている。１９は上記のフリップフロップで、
これの出力端子Ｑは切替器１３に接続されている。第２
図はこのフリップフロップ１９の動作特性表図である。

なお、このほかの第４図に示したものと同一の部分には
同一符号を付して、その重複する説明を省略する。

次に動作について、第３図のタイミングチャート図を参
照しながら説明する。

Ａはイニシャル回路１８の動作信号で、゛Ｈルベルでリ
セット信号有効とする。Ｂは電圧比較器１２の故障出力
信号で、゛Ｈルベルで故障検出となる６Ｃはオンディレ
ータイマ１７の出力信号で１時駆動作完了で゛Ｈルベル
となる。Ｄはフリップフロップ１９の出力信号で、セッ
ト入力端子に゛Ｈルベル信号が入力されると゛Ｈルベル
となる。いま、第３図に示すように時刻ｔ。

で本発明のアナログ出力回路の制御電源が投入されると
、時刻ｔ１までイニシャル回路１８からりセットパルス
が出力される。このため、フリップフロップ１９はリセ
ットされ、その出力端子Ｑは゛Ｌルベルとなり、切替器
１３は動作せず、スイッチ６がｂ接点側に接続される。

この場合において、第１のトランジスタ４Ａが正常であ
れば、直流電源８から、負荷抵抗７．スイッチ６のｂ接
点、第１のトランジスタ４Ａ、抵抗器５からなる負荷回
路に電流工が流される。つまり、演算器１からの入力信
号電圧位相差電圧Ｖは、演算増幅器２、抵抗器３Ａ、第
１のトランジスタ４Ａ、抵抗器５で構成される電圧−電
流回路によって電圧から電流に変換される。

一方、例えば時刻ｔ２に第１のトランジスタ４Ａが故障
するか、第１のトランジスタ４Ａのベース、エミッタ、
コレクタに対する接続に故障が発生すると、抵抗器５の
両端に発生する電圧位相差電圧■、と入力信号電圧Ｖと
に差異が発生し。

Ｖ−ＶＦ　　ｌ＞Δ■となると、電圧比較器１２の出力
信号Ｂは゛Ｈルベルとなり、故障を検出する。

出力信号Ｂが゛Ｈルベルになり、オンディレータイマ１
７の時限ＴＤ以上、゛Ｈルベルを継続すると（時刻ｔ３
）、その出力信号Ｃは゛Ｈルベルとなる。出力信号Ｃが
゛Ｈルベルになると、フリップフロップ１９の出力端子
Ｑも゛Ｈルベルとなり、その状態が記憶される。フリッ
プフロップ１９の出力信号りが時刻ｔ：ｌで゛Ｈルベル
になると、切替器１３は動作し、スイッチ６がａ接点側
に切替わり、負荷抵抗７．スイッチ６のａ接点、第２の
トランジスタ１６．抵抗器５で負荷回路が形成され、直
流電源８から電流Ｉが負荷抵抗７に流される（時刻ｔ４
）。このとき、入力信号電圧Ｖと、フィードバック電圧
■、とが等しくなり、故障は解除されるが、フリップフ
ロップ１９の出力Ｑは゛Ｈルベルのまま記憶されており
、時刻ｔ４以降は負荷抵抗７．スイッチ６のａ接点。

第２のトランジスタ１６．抵抗器５で構成された負荷回
路により、自動制御状態の電圧−電流動作が継続される
ことになる。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によればオンデイレータイマに
より故障検出回路が出力する故障出力信号を一定時限遅
延し、このオンディレータイマの出力にもとづいて、リ
セット入力があるまでフリップフロップにより上記スイ
ッチを上記トランジスタの一方に切替保持し、このフリ
ップフロップの出力にもとづいて、切替器が上記スイッ
チに上記トランジスタのいずれか一方を上記負荷回路に
接続させるように構成したので、一方のトランジスタに
故障が発生しても、他方のトランジスタによる電圧−電
流変換動作への自動切替を円滑に行うことができ、所期
の入力信号電圧から出力電流への変換動作を高信頼度で
、しかも人手を煩わすことなく継続できるものが得られ
る効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例によるアナログ出力回路を
示すブロック図、第２図は第１図におけるフリップフロ
ップの動作特性表図、第３図は第１図の回路各部の信号
を示すタイミングチャート図、第４図は従来のアナログ
出力回路を示すブロック図、第５図は第４図における入
力信号電圧−出力電流特性図である。 ２は演算増幅器、４Ａ、１６はトランジスタ、６はスイ
ッチ、７は負荷抵抗、８は直流電源（直流安定化電源装
置）、１３は切替器、１７はオンディレータイマ、１９
はフリップフロップ。 なお、図中、同一符号は同一、または相当部分を示す。 特 許 出 願 人 三菱電機株式会社 一−−−＝−３ 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 入力信号電圧を一方の入力端子に受けて、直流電源に負
   荷抵抗およびスイッチを介して接続された２個のトラン
   ジスタを制御する演算増幅器と、上記負荷抵抗を含む負
   荷回路中に接続されて、上記演算増幅器の他方の入力端
   子にその負荷回路に流れる出力電流を電圧変換してフィ
   ードバック入力する抵抗器と、この抵抗器から得たフィ
   ードバック電圧と上記入力信号電圧とにもとづいて回路
   故障を検出する故障検出回路と、この故障検出回路が出
   力する故障出力信号を一定時限遅延するオンディレータ
   イマと、このオンディレータイマの出力にもとづいてリ
   セット入力があるまで上記スイッチを上記トランジスタ
   の一方に切替保持するフリップフロップと、このフリッ
   プフロップの出力にもとづいて、上記スイッチにより上
   記トランジスタのいずれか一方を上記負荷回路に接続さ
   せる切替器とを備えたアナログ出力回路。