JPS5922441A - デジタル出力型積分回路 - Google Patents

デジタル出力型積分回路

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JPS5922441A
JPS5922441A JP57130336A JP13033682A JPS5922441A JP S5922441 A JPS5922441 A JP S5922441A JP 57130336 A JP57130336 A JP 57130336A JP 13033682 A JP13033682 A JP 13033682A JP S5922441 A JPS5922441 A JP S5922441A
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triangular wave
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Katsuaki Takagi
高木 克明
Yuzo Kida
喜田 祐三
Yoshimune Hagiwara
萩原 吉宗
Kazuyoshi Ogawa
小川 一嘉
Hideo Hara
英夫 原
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Hitachi Ltd
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    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M1/00Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
    • H03M1/66Digital/analogue converters
    • H03M1/82Digital/analogue converters with intermediate conversion to time interval
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K7/00Modulating pulses with a continuously-variable modulating signal
    • H03K7/08Duration or width modulation ; Duty cycle modulation

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  • Inverter Devices (AREA)
  • Analogue/Digital Conversion (AREA)
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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】 (1)@明の利用分野 本発明は、三角波発生回m!用いたパルス中食al+i
1回路およびそれを用いた積分回路に関し、時に二つの
信号の積の積分に比例する数のパルスを出力するのに好
適な回路に関する。
(2)従来技術 一子式屯力量計の猶成の1クリを第1図に示す。
三角波、6生回路10は直流電圧V11.  Vllを
スイッチ8W1に:jN、てl;IJ侯えて入力される
積分器lNTlとスイッチ5W1f!:1a1jlII
41する信号SΔを発生する7リツプ70ツブFFIと
、これのセット、リセットを市制御するgi、第2の比
較器CPI。
CP2からなり、積分器エヘT1は、抵抗几1゜容置C
1,アンプAIからなり、比較器CPI。
CP 2rJ、それぞれ、基準屯圧V露、−VRとアン
プA1の出力r比奴し、一致時にフリップフロップFF
Iのセット又はリセットメための1d号を出力する。ス
イッチSWIは信号SΔが0か1かに応じてV++又は
−Vmを!;IJ侯えて積分器lNTlに入力゛rる。
こうして1回路10からの出力信号V、U、傾きが正、
負ともvm/(tt+CI)−Tl)D、ピークが土V
Rである三角波となる。このVΔと磁力と測定すべき一
気系統の1圧に比例する第1の交流信号E7が比較器C
P3に入力V6−E、が正なら出力Vイは”1”に、負
なら′0″になる。
こ9してVlは入力1ぎ号E、のパルスl@f調された
・1画号となる。
ここでパルス変調比りを欠のように定義する。
■、の1サイクル(すなわち三角波VΔの1サイクル)
の間KVgが1#である時間金a、uo”である時間f
jf:bとすると D= □     ・・・・・・・・・・・・・・・(
1)a+b −万コンパレータCP3はE、)VΔのときV5=10
”、 E v< V Δ(Dトf! V w = ” 
l ” k発生するものとすれば三角波の1サイクル金
Tとしたとき、 a−1−b=’p         ・・・・・・・・
・・・・(3)でめる。したがってパルス変調比りは次
のように餞わせる。
こうして変調された1d号v1よ積分・品性反転信号S
vとグー)Llで排他的論理和(E(J几)をとった後
i号S!とじて、一気系統の成訊に比例する第2の交流
−号E+とその反転1d号−E1の切戻スイッチSW2
全市11岬する。
スイッチSW2の出力VMの平均(1tはV暦=EtX
L)+(1;t)X(1−1))となる。な−(5)式
は5v=Uの場げでりるが、Sv =1の場叶付号を逆
にすればよい。
こりようにVMの平均直Vよ第1図入力E、と第2の入
力E+に比例するものとなる。
スイッチSW2の選択出力VMはパルス発生回細20ビ
Jの積分器lへTlに人力される。積分器1NT2iよ
抵抗IL2.谷嵐C2,アンプA2からなり、アンプA
2の出力端から人力VMの積分信′−1−jvPt出力
J−イ。出力Vpは比奴器CP4゜CP5において、基
$成圧VR,VRと比奴され、フリップフロップFF2
のセット、リセットに用いらnる。ここでSvがIVこ
なると、E−〇几ゲートL1の出力は入力Vgk反転し
たもの−となる。
Svによる反転は積分器INT2への入力VMケ折り返
して出力VpQ悪沌を防ぎ、かつVpがE7とEIの・
潰に比例した周波数で変化するようにするためである。
フリップ70ツブFF2の出力8vが1になる回武をカ
ウントすることによシ、亀圧E7とば流E+”’C’@
まる磁力金測定することができる。
さてここで三角波兄生回路10やパルス幅変調回路20
のアンプおよび比べ器がオフセラトラ持つ”(イる場&
を考える。第2図Vよこれらのオフセット延圧金等1l
iIi厄圧源におきがえて挿入したものである。ここで
離圧源VfA、 Vt1−Vtsはそれぞれア77’A
1. 比[器C1’1−CP3のオフセット:tを等画
的に漱わす延圧諒である。このとき三角波VΔll′j
1.仄のような波形となる。
正の側の折返し電圧=vR−vt。
負Qj41v折返し幅圧=−(VRVt2)この三月反
屯圧VΔはさらにコンパレータCP3リオ7セット亀圧
VtBの存在によシ見かけ上VΔ′なる1圧に7フトさ
れたようになる。このVΔ′の波形はv6の波形におい
て正及び負のジを返し1圧に七れぞれVt3を力lえン
tiliと・よる。この様子を第3図に示す。すると(
1)〜(3)式と、凹球にして変調16号V1のパルス
・一度調比L)は次式となる。
(6)式において第2項の分母はオフセット1圧の存在
によ!、1診照亀圧VRが変化したことと等価でのる。
VRの変化による影響は槓分容7C2及び抵抗R,2の
d足置からのずgと同じように初期設足などの予設で適
正o]′北でめるからここでは扱わない。一方分子はす
、+オフセットの形である。
そこで(6ン式lこおいて とおけば となる。このようにオフセット祇圧があると(5)式に
対応するVMの平均匝vMは となる。したがってパルスSvの周反畝f。oc(E 
v + V t ) X E t  (!: zj 9
 、t 7 セットrib圧V!の影響が最後まで消え
ない。またオフセットを含む項はEIがhmとなってい
るため、パルスSvの侠出鎌に補正することも不t’L
1じに近い。したがってパルス幅変調回路内でめらかし
めオフセットキャンセルして♂くことが必要で必る。
このため従来は比較器のオフセット祇圧ができるたけ小
さいものを選び出すか、オフセット調歪回t6τ4寸刀
目する心安がめった。このため装置ばが両画eこなると
いう欠点がめる。
(3)  !明の1的 本発明はパルス1−変調回路に簡単な回路で付加するこ
とによシ、従来問題でめった三角波発生回路及び比ad
のオフセット1圧を自動的にキャンセルし、安画で尚1
n戚な電子式磁力瀘計の実現を司゛1宅にすること金目
的とする。
(4)発明のに志括説明 本発明はパルス備変調回路の第1の入力金絶対直の等し
い正負2人力とし、一定の周期で°゛0#と’ 1 ”
 i仕置J−る反転1百号により正負2人力tリノ侠え
て比収潴の人力に−fるスイッチと、比較器の出力を同
じく反転1「号により反転δせる回路を設け1時間平均
としてオフセット延圧をキャンセルするものでりる。
実施例 5g4図は本発明の夷胤りUを示したものである。
第4図において第1図と同じ参照記号のものは同じもの
を示す。第4図においては1力を測定すすべき電気系統
の′電圧に比Villする交流信号Evとそれの反転d
号−E vが用いられ、信号十Evと−E、i切換える
スイッチSW3.比坂器CP3の出力VtkIi、転さ
せるEOf(−理ゲートL2、および三角波の1周期に
1回出るパルスS4によパルス全出力するトグル型7リ
ツプ70ツブFF3が、三角波発生回路10とパルス発
生回路20の間に性別されている。フリップフロップF
F3の出力STはスイッチSW3とゲートL2を一足周
期で切洪えるためにr「られた1#号で、5T=1又は
0に応じて、+E、又は−EvがスイッチSW3によシ
選択される。この回路のタイミングチャートを第5図に
示す。(7)式に示したように比奴器CR1〜CP3の
オフセラlt−すべてまとめてえられる等両−照1圧土
v3′の軛−で発振する三角波v4と、入力域圧E v
ヘオフセット1圧Vtが厘じようされた電圧に譲づいて
中食調パルスのデユーティL)を求めることができる。
第4図についていえば、比奴器CP3の入力域圧をV工
とすると、こat iCV tを9口えたVx’が考慮
すべき入力1圧となる。すなわち V−”=V−+Vt      ・・・・・・・・・(
9)でのる。すると三角波vt、と等唾人力Vx’をオ
フセットのない理想比奴器CP3で比奴するものと考え
ればよい。第5図はこうして考えたタイミングチャート
を示している。求Vたいパルスll1j11変祠111
より、′でめる。実線はVt)0の場合。
寂顧はVf=Uの場合のその波形を示す。この図からO
かるようにVxン0の場叶5T=It 1#ではパルス
幅が拡がるが8t=”0”の部分では狭くな、b0従っ
てStの1ノd期すなわち三角波の2周期分を見るとオ
フセット電圧の#讐は相殺されることがわかる。
このことτ式により示す。S丁=″11”の時V、′=
“l”となっている時間に対するパルス1−変調比り、
は まfcSr=”0”のと@v 、 t =tt l I
Iに対するパルス幅変調比D2に でるる。従ってSTの1tイクルナlわち三角波2?イ
クル分の平均パルス幅変調比りはとなる。こうして三角
波の2サイクル分を創建単位とすることにより三角波発
生回路lO及び比奴器CP3にきまれるナベてQオフセ
ット1圧の影qiとキャンセルすることができる。
(6)式eよ(力式に対応するのでVMおよびSΔの周
波kE−XEtに北向したものとすることがり罷でるる
第4図では反転信号St’j−三角波元王回路の出力S
Δから1分周して元止させた。これはもつとも簡単で確
実な方法である。分局比fci数倍で増やすやり方や非
廠数で分周するやυ方も考えられる。しかしこJtらの
方法でv、l[,1回のキャンセルに要する時間が長く
なり得求でVよない。逆に三角波の周期より短い周期で
キャンセル励1[金させると三角波の傾斜の差がのる場
合にキャンセル幼果が諷少するといった問題が生じる。
しかし応用によってVよこれらの方法を用いることもで
きる。
以上示したように簡単な回路を性別することにより比奴
器の」守つオフセット金キャンセルし精度の向い屯力測
尾を行なえる一子式亀力量針金実現しうる。
【図面の簡単な説明】
゛ 第1図は、パルス中に副回路t−ぼする積分回路の
一例を示し、42図はS第1図の回路の内、パルス巾変
調回路のオフセットを′4燻した等画回路でめり、第3
図は、その16号のタイムチャート。 第4図は、本兄明によるパルス中食調回路全Mする積分
回層の笑JMりU、第5図は、その1ば号のタイ”f、
r   図 ¥3 3  図 229− ¥J 4  図 第1頁の続き [相]発 明 者 小川−嘉 小平市上水本町1479番地日立マ イクロコンピュータエンジニア リング株式会社内 0発 明 者 原英夫 小平市上水本町1450番地株式会 社日立製作所武蔵工場内 0出 願 人 日立マイクロコンピュータエンジニアリ
ング株式会社 小平市上水本町1479番地

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、一定周波数の三角波信号の発主Igl路と、第1の
    ・1g号と該第1の1ぼ号を反転した’Iggとを該三
    角波信号に同期して選択する手段と、該選択手段より選
    択された信号と誤三角波信号とを比較する比較器と、該
    選択手段の選択動作の切換わシごとに該比較器の出力全
    反転する回路とを有し、該第1の信号をパルス巾変調し
    た信号を該第2のスイッチよシ出力するようにしたパル
    ス巾変調回路。 2、該選択手段は、該三角e、信号が所定の正および貝
    の第1.第2の直に一牧するごとに状態反転されるクリ
    ップフロップと、該クリップフロップの出力によシ該第
    1の信号と該第1の信号の反転信号の一方を選択して該
    比較器に入力するスイッチとからfl:、シ、岨反転回
    路は該比較器の出力と区フリップ70ツブの出力との排
    池的論理和を出力するもので必る第1項のパルス巾夏調
    回路。 3、一定周rR数の三角波16号の発生回路と、第1の
    信号と該第1の11号を反転した信号とを該三角波1M
    号に同期して選択する第1の選択手段と、該41の選択
    手段より選択された信号と該三角波1ぎ号とを比較する
    比奴器と、該第1の選択手段の、A択動作の切侠イ2シ
    ごとに該比較器の出力を反転する回路と、該比1反器の
    出力が切戻わるごとに、第2の信号とa第2の信号を反
    転した16号とを選択する第2の選択手段と、該第2の
    手段により選択された信号を積分する積分器と、該積分
    器出力が所定1直になるごとにパルスを出力する回路と
    金有し、該第1.第2の信号の積の積分に比ρuした故
    のパルスを出力する。漬方回路。 4− fl、$ 1の選択手段は、該三角波信号か所定
    の正お工び負(1)第1.第2の直に一致す勾ごとに状
    態反転されるクリップフロップと、該ノリツブフロップ
    の出力によシ該第1の1言゛号と該is1の信号の反転
    1d号の一方を選択して該比較器に入力するスイッチと
    からなシ、該反転回路は該比較器の出力と該フリップフ
    ロップの出力との排曲的論理オ日全出力するものでるる
    第3項の積分回路。 5、該パルス出力回路は、職、積分器の出力が所定の正
    および負の化1.第2の基準直に達するごとに状態反転
    される日山憇手段であって、七の状態反転ごとに異なる
    レベルの1d号全出力するものからなシ、該第2の選択
    手段は、該記憶手段の出力と駅比較話の出力の排曲的論
    理和金出力する手段と、該新曲的論理オロ手段の出力に
    より該第2の石号およびその反転匿号全切戻えて該積分
    回路に入力する手段とからなる第3項又は第4項の積分
    回路。
JP57130336A 1982-07-28 1982-07-28 デジタル出力型積分回路 Granted JPS5922441A (ja)

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