JPS5936229B2 - 基準電圧装置 - Google Patents
基準電圧装置Info
- Publication number
- JPS5936229B2 JPS5936229B2 JP50079770A JP7977075A JPS5936229B2 JP S5936229 B2 JPS5936229 B2 JP S5936229B2 JP 50079770 A JP50079770 A JP 50079770A JP 7977075 A JP7977075 A JP 7977075A JP S5936229 B2 JPS5936229 B2 JP S5936229B2
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- Japan
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- transistor
- diode
- voltage device
- voltage element
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-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
- G05F3/00—Non-retroactive systems for regulating electric variables by using an uncontrolled element, or an uncontrolled combination of elements, such element or such combination having self-regulating properties
- G05F3/02—Regulating voltage or current
- G05F3/08—Regulating voltage or current wherein the variable is DC
- G05F3/10—Regulating voltage or current wherein the variable is DC using uncontrolled devices with non-linear characteristics
- G05F3/16—Regulating voltage or current wherein the variable is DC using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices
- G05F3/18—Regulating voltage or current wherein the variable is DC using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices using Zener diodes
- G05F3/185—Regulating voltage or current wherein the variable is DC using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices using Zener diodes and field-effect transistors
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
- H03M1/00—Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
- H03M1/12—Analogue/digital converters
- H03M1/22—Analogue/digital converters pattern-reading type
- H03M1/24—Analogue/digital converters pattern-reading type using relatively movable reader and disc or strip
- H03M1/245—Constructional details of parts relevant to the encoding mechanism, e.g. pattern carriers, pattern sensors
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- Control Of Electrical Variables (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、アナログ、ディジタル変換等に応用される基
準電圧装置に関する。
準電圧装置に関する。
本発明の目的ばアナログ、ディジタル変換等に応用され
る基準電圧装置の低電力化にある。
る基準電圧装置の低電力化にある。
本発明の他の目的は、基準電圧装置の低電力化により応
用機種、例えばディジタル・ボルト・メータの小型化と
低電力化を図り、内蔵電池で長電池寿命のポータブルタ
イプ（又はポケツタブルタイプ）のものを提供すること
にある。従来の、例えばディジタル・ボルト・メータの
アナログ・ディジタル変換のための基準電圧素子を、ツ
ェナー・ダイオードを用いているが、常時通電を続ける
ので電力消費が大きい。
用機種、例えばディジタル・ボルト・メータの小型化と
低電力化を図り、内蔵電池で長電池寿命のポータブルタ
イプ（又はポケツタブルタイプ）のものを提供すること
にある。従来の、例えばディジタル・ボルト・メータの
アナログ・ディジタル変換のための基準電圧素子を、ツ
ェナー・ダイオードを用いているが、常時通電を続ける
ので電力消費が大きい。
又、測定値をＬＥＤ）螢光表示管等を用いているので電
力消費が大きい。全体として相当な電力消費が多く電源
として商用電源を用いているのが通例である。又は電池
を用いた例でも電池寿命が極めて短く、実際活用面では
不便であつた。かかる欠陥を除去せんとするのが本発明
による基準電圧装置の特徴で、以下図面に従つて本発明
を詳細に説明する。
力消費が大きい。全体として相当な電力消費が多く電源
として商用電源を用いているのが通例である。又は電池
を用いた例でも電池寿命が極めて短く、実際活用面では
不便であつた。かかる欠陥を除去せんとするのが本発明
による基準電圧装置の特徴で、以下図面に従つて本発明
を詳細に説明する。
第１図は、アナログ・ディジタル変換を有するディジタ
ル表示のテスタ（電圧、電流、抵抗等の測定）の外観図
を示す。
ル表示のテスタ（電圧、電流、抵抗等の測定）の外観図
を示す。
１は外装ケース、２は電源スイツチ、３はデイジタル表
示部（例えば液晶表示体を用いれば極めて低電力になる
。
示部（例えば液晶表示体を用いれば極めて低電力になる
。
．）、４は電圧、電流、抵抗測定の切換スイツチ、５は
レンジ切換スイツチ（自動レンジ切換のテスタもある）
６は被測定物への接続端子である。この様な第１図のテ
スタの主要な内部構成を示すのが第２図である。
レンジ切換スイツチ（自動レンジ切換のテスタもある）
６は被測定物への接続端子である。この様な第１図のテ
スタの主要な内部構成を示すのが第２図である。
第２図で１０は入力端子、１１はオペレーシヨナル・ア
ンプで、Ｉｌａの帰還ループにより増幅率１にしてある
。オペレーシヨナル・アンプ１１は入カインピダンスが
４０間コ以上なので、普通の被測定物には影響を与える
ことなく測定出来る。１２は本発明に係る基準電圧装置
である。
ンプで、Ｉｌａの帰還ループにより増幅率１にしてある
。オペレーシヨナル・アンプ１１は入カインピダンスが
４０間コ以上なので、普通の被測定物には影響を与える
ことなく測定出来る。１２は本発明に係る基準電圧装置
である。
１２ａは基準電圧装置の出力端子である。
１３は積分器で抵抗１５とコンデンサー１４と共働して
出力端子１２ａの基準電圧を積分して正確な傾斜電圧を
得る。
出力端子１２ａの基準電圧を積分して正確な傾斜電圧を
得る。
１６は積分器１３の積分時間を制御するトランジスタで
ある。
ある。
ＩＴはコンパレータで、積分器１３の傾斜電圧が入力電
圧の値を超える瞬間にパルス出力を放出するものである
。１８は、積分器１３が積分開始してコンパレータ１７
が出力を放出する時間までの時間、又は内蔵するクロッ
クジェネレータの通間パルス数をカウントするカウンタ
を含む制御部である。
圧の値を超える瞬間にパルス出力を放出するものである
。１８は、積分器１３が積分開始してコンパレータ１７
が出力を放出する時間までの時間、又は内蔵するクロッ
クジェネレータの通間パルス数をカウントするカウンタ
を含む制御部である。
制御部１８のカウント数（これが電圧、電流、及び抵抗
値を示すように調整してある。）を表示部に送り表示す
る。１８ａと１８ｂはトランジスタ１６を開閉する制御
端子であり、１８ｂは基準電圧装置１２を制御する制御
端子である。
値を示すように調整してある。）を表示部に送り表示す
る。１８ａと１８ｂはトランジスタ１６を開閉する制御
端子であり、１８ｂは基準電圧装置１２を制御する制御
端子である。
この制御端子１８ｂは従来の基準電圧装置では後述する
ように不要である。１９は電池で、正負極１９ａと１９
ｂ）及びほぼ中間電位を表わす１９ｃ極を有して、スイ
ツチ２を介して図示してないが各構成要素に電力を供給
している。
ように不要である。１９は電池で、正負極１９ａと１９
ｂ）及びほぼ中間電位を表わす１９ｃ極を有して、スイ
ツチ２を介して図示してないが各構成要素に電力を供給
している。
２ａと２ｂは１９ａと１９ｂに対応した電池極性を表わ
す端子である。
す端子である。
尚、記述が遅れたが、各図共通した番号は同じ意味を有
するものとする。次に第３図で第２図の動作例を説明す
る。
するものとする。次に第３図で第２図の動作例を説明す
る。
第３図で、縦軸２１に入力電圧、横軸２０に時間を取つ
てある。２２は基準電圧装置１２の基準電圧積分した傾
斜電圧を表わす。
てある。２２は基準電圧装置１２の基準電圧積分した傾
斜電圧を表わす。
２３ａと２３ｂは異なる入力電圧（被測定電圧）の例を
示す。
示す。
入力電圧に比例して傾斜電圧２２が横切る時間は異なり
、図の例では２４ａと２４ｂとなる。これらの時間幅を
別の正確なクロツクパルスで計数すれば入力電圧の正確
なデイジタル表示が得られる。尚、図示していないが、
電圧測定のレンジ切換は抵抗分圧、電流測定は入力端子
１０間に所定の小さなシヤント抵抗を挿入する。抵抗測
定の場合、入力端子１０の入力部に基準電圧と基準抵抗
を配して、電圧に変換して測定する。更に、図に従つて
本発明に係る基準電圧装置で、２５は基準電圧素子であ
るツエナ一・ダイオード、２６はＦＥ型トランジスタで
ソース・ドレイン間の電圧・電流特性の平担部で作動し
て、ほぼ一定電流が流れるようにした定電流源として応
用している。
、図の例では２４ａと２４ｂとなる。これらの時間幅を
別の正確なクロツクパルスで計数すれば入力電圧の正確
なデイジタル表示が得られる。尚、図示していないが、
電圧測定のレンジ切換は抵抗分圧、電流測定は入力端子
１０間に所定の小さなシヤント抵抗を挿入する。抵抗測
定の場合、入力端子１０の入力部に基準電圧と基準抵抗
を配して、電圧に変換して測定する。更に、図に従つて
本発明に係る基準電圧装置で、２５は基準電圧素子であ
るツエナ一・ダイオード、２６はＦＥ型トランジスタで
ソース・ドレイン間の電圧・電流特性の平担部で作動し
て、ほぼ一定電流が流れるようにした定電流源として応
用している。
第５図にツエナ一・ダイオード２５の特性を示してある
。
。
横軸２Ｔに電圧、縦軸２８に電流を取つている。２９は
特性曲線で、実際応用では電流３０を第４図に示す様に
定電流源で放出して正確な変動の極めて小さい基準電圧
３１を得ている。
特性曲線で、実際応用では電流３０を第４図に示す様に
定電流源で放出して正確な変動の極めて小さい基準電圧
３１を得ている。
そうして、この電流は約６ｍＡ、基準電圧でツエナ一・
ダイオードの電圧は約６Ｖ近傍が温度特性も良好で普通
はこの近辺を使用している。第４図の基準電圧装置１２
の消費電力を計算すると、ツエナ一 ・ダイオード２５
を６Ｖ特性を、トランジスタ２６が定電流源と作動する
ために６Ｖ必要とすれば電池１９は１２Ｖ近辺を選ぶこ
とになる。
ダイオードの電圧は約６Ｖ近傍が温度特性も良好で普通
はこの近辺を使用している。第４図の基準電圧装置１２
の消費電力を計算すると、ツエナ一 ・ダイオード２５
を６Ｖ特性を、トランジスタ２６が定電流源と作動する
ために６Ｖ必要とすれば電池１９は１２Ｖ近辺を選ぶこ
とになる。
即ち、基準電圧装置１２の消費電力は（第４図）約１２
Ｖ×６ｍＡ＝７２ｍＷと相当大きなものとなる。第２図
で他の構成要素の消費電力の概略を説明すると、オペレ
ーシヨナル・アンプ１１、積分器１３、コンパレータＩ
Ｔはそれぞれ１２Ｖ使用で１ｍＷ以下であり、制御部１
８もＣ−ＭＯＳ（相補極性ＭＯＳトランジスタ）を用い
れば１ｍＷ以下に出来る。
Ｖ×６ｍＡ＝７２ｍＷと相当大きなものとなる。第２図
で他の構成要素の消費電力の概略を説明すると、オペレ
ーシヨナル・アンプ１１、積分器１３、コンパレータＩ
Ｔはそれぞれ１２Ｖ使用で１ｍＷ以下であり、制御部１
８もＣ−ＭＯＳ（相補極性ＭＯＳトランジスタ）を用い
れば１ｍＷ以下に出来る。
表示部３は液晶表示体を用いれば１００ｍＷ以下で無視
出来る。第２図で基準電圧装置１２を除いた消費電力は
、高々４ｍＷである。
出来る。第２図で基準電圧装置１２を除いた消費電力は
、高々４ｍＷである。
前記の基準電圧装置１２の消費電力に比較して極めて小
さい。この基準電圧装置を数ＭＷ以下の消費電力にしよ
うとするのが本発明の特徴である。第４図の従来の基準
電圧装置を用いれば、第２図のテスタの消費電力は７２
＋１＋１＋１＋１＝７６ｍＷ）本発明になる基準電圧装
置（後述のように１ｍＷとすれば）を用いれば１＋１＋
１＋１＋１＝５ｍＷで実に７６／５キ１５分の１の消費
電力である。
さい。この基準電圧装置を数ＭＷ以下の消費電力にしよ
うとするのが本発明の特徴である。第４図の従来の基準
電圧装置を用いれば、第２図のテスタの消費電力は７２
＋１＋１＋１＋１＝７６ｍＷ）本発明になる基準電圧装
置（後述のように１ｍＷとすれば）を用いれば１＋１＋
１＋１＋１＝５ｍＷで実に７６／５キ１５分の１の消費
電力である。
ここで、電池寿命を考えると、腕時計用の容量１５０ｍ
ＡＨｒ電池８個を用いれば約１２Ｖが得られ、電池寿命
は１２Ｖ×１５０ｍＡＨｒ／ ５ｍＷ＝ ３６０Ｈｒと
なる。これ番ま１日に１Ｈｒ（時間）使用すると仮定す
れば１年寿命があることになる。しかも、電池は腕時計
用で小型であるので第２図のテスタはポータブル化、又
はハンデイなものにすることが出来、実際応用面で便利
である。さて、本発明の特徴である消費電力数ＭＷ以下
である基準電圧装置を第６図以下で説明する。
ＡＨｒ電池８個を用いれば約１２Ｖが得られ、電池寿命
は１２Ｖ×１５０ｍＡＨｒ／ ５ｍＷ＝ ３６０Ｈｒと
なる。これ番ま１日に１Ｈｒ（時間）使用すると仮定す
れば１年寿命があることになる。しかも、電池は腕時計
用で小型であるので第２図のテスタはポータブル化、又
はハンデイなものにすることが出来、実際応用面で便利
である。さて、本発明の特徴である消費電力数ＭＷ以下
である基準電圧装置を第６図以下で説明する。
第６図は、従来の第４図の基準電圧装置にスイツチング
トランジスタ３４（このスイツチングトランジスタ３４
は従来の基準電圧装置では使用してないので、先に述べ
た制御端子１８ｂは不要である。）、ダイオード３２、
及びコンデンサー３３を付加する。コンデンサー３３は
ツエナ一 ・ダイオード２５の電圧よりダイオード３２
の降下電圧を引いた電圧までに充電される。コンデンサ
ー３３が全充電になると充電電流が流れないのでやがて
消費電力は零になる。即ち、ツエナ一・ダイオード２５
の基準電圧はコンデンサー３３に置換されたことになる
。ツエナ一 ・ダイオード２５は常時通電では従来と変
わりない消費電力になるので、スイツチング・トランジ
スタ３４を間歇的に通電するのである。この通電デユー
テイを例えば７２分の１にすれば、第６図の本発明にな
る基準電圧装置は先記の値７２ｍＷの７２分の１の１ｍ
Ｗになる。尚、第６図のダイオード３２は降下電圧の温
度特性が悪いので、温度保償をしないと精度によつては
使えない欠点を有する。この温度特性を改良したものを
、第Ｔ図、第８図に示す。
トランジスタ３４（このスイツチングトランジスタ３４
は従来の基準電圧装置では使用してないので、先に述べ
た制御端子１８ｂは不要である。）、ダイオード３２、
及びコンデンサー３３を付加する。コンデンサー３３は
ツエナ一 ・ダイオード２５の電圧よりダイオード３２
の降下電圧を引いた電圧までに充電される。コンデンサ
ー３３が全充電になると充電電流が流れないのでやがて
消費電力は零になる。即ち、ツエナ一・ダイオード２５
の基準電圧はコンデンサー３３に置換されたことになる
。ツエナ一 ・ダイオード２５は常時通電では従来と変
わりない消費電力になるので、スイツチング・トランジ
スタ３４を間歇的に通電するのである。この通電デユー
テイを例えば７２分の１にすれば、第６図の本発明にな
る基準電圧装置は先記の値７２ｍＷの７２分の１の１ｍ
Ｗになる。尚、第６図のダイオード３２は降下電圧の温
度特性が悪いので、温度保償をしないと精度によつては
使えない欠点を有する。この温度特性を改良したものを
、第Ｔ図、第８図に示す。
第７図では、第６図のダイオード３２をスイツチング・
トランジスタ３５に変更してスイツチング・トランジス
タ３４と同時間幅、又は狭い時間幅で通電してコンデン
サー３３を充電する。
トランジスタ３５に変更してスイツチング・トランジス
タ３４と同時間幅、又は狭い時間幅で通電してコンデン
サー３３を充電する。
スイツチング・トランジスタ３５をＭＯＳ型トランジス
タを用いれば、電圧降下は１ｍＶ以下に設定出来て通常
のテスタ程度の基準電圧には充分である。スイツチング
・トランジスタ３５を３４と同様に間歇通電するのはト
ランジスタはソース・ ドレインの電位が逆になれば逆
方向に電流が流れるため、コンデンサー３３の電荷はス
イツチング・トランジスタ３５とツエナ一 ・ダイオー
ド２５を通じて放電するため、この放電を防止するため
である。次に第８図の本発明になる基準電圧装置を説明
する。第８図では、ダイオード３２をリレーに交換した
もので、第Ｔ図と同様な効果が得られる。
タを用いれば、電圧降下は１ｍＶ以下に設定出来て通常
のテスタ程度の基準電圧には充分である。スイツチング
・トランジスタ３５を３４と同様に間歇通電するのはト
ランジスタはソース・ ドレインの電位が逆になれば逆
方向に電流が流れるため、コンデンサー３３の電荷はス
イツチング・トランジスタ３５とツエナ一 ・ダイオー
ド２５を通じて放電するため、この放電を防止するため
である。次に第８図の本発明になる基準電圧装置を説明
する。第８図では、ダイオード３２をリレーに交換した
もので、第Ｔ図と同様な効果が得られる。
第８図の場合、リレーの電圧降下は零であるので、コン
デンサー３３はツエナ一 ・ダイオード２５の基準電圧
に正確に充電される特徴がある。し力化ながら、リレー
の開閉の電力が大きいために第Ｔ図の通電デユテイより
更に小さなデユテイにする必要がある。尚、本発明にな
る基準電圧装置は、第６図、第Ｔ図、及び第８図を通じ
て更にデユテイを小さくすれば消費電力は無視出来る程
度にも設計出来る特徴がある。
デンサー３３はツエナ一 ・ダイオード２５の基準電圧
に正確に充電される特徴がある。し力化ながら、リレー
の開閉の電力が大きいために第Ｔ図の通電デユテイより
更に小さなデユテイにする必要がある。尚、本発明にな
る基準電圧装置は、第６図、第Ｔ図、及び第８図を通じ
て更にデユテイを小さくすれば消費電力は無視出来る程
度にも設計出来る特徴がある。
ただし、コンデンサー３３は間歇的に充電されるので、
最終基準電圧に達する時間が長くなる（数分にも達する
場合もある）。以上述べた如く、本発明になる基準電圧
装置は簡単な構成で極めて消費電力の少ない正確な基準
電圧が得られ、基準電圧の必要な小型機器（ポータブル
機器、ハンデイ機器）に安価に提供できて極めて利益大
である。
最終基準電圧に達する時間が長くなる（数分にも達する
場合もある）。以上述べた如く、本発明になる基準電圧
装置は簡単な構成で極めて消費電力の少ない正確な基準
電圧が得られ、基準電圧の必要な小型機器（ポータブル
機器、ハンデイ機器）に安価に提供できて極めて利益大
である。
第１図は、本発明になる基準電圧装置を用いたデイジタ
ル表示のテスタの外観図を示す。 第２図は、第１図の主要な内部構成を示す図である。第
３図は、第２図の動作原理を示す図である。第４図は、
本発明に係る基準電圧装置の従来の例を示す図である。
第５図は、基準電圧素子であるツエナ一・ダイオードの
特性を示す図である。第６図、第Ｔ図、及び第８図は本
発明になる基準電圧装置の具体的実施例をそれぞれ示す
。２５は基準電圧素子であるツエナ一 ・ダイオード、
２６は定電流源作動するトランジスタ、３２はダイオー
ド、３４と３５はスイツチング・トランジスタ、３６は
リレーをそれぞれ示す。
ル表示のテスタの外観図を示す。 第２図は、第１図の主要な内部構成を示す図である。第
３図は、第２図の動作原理を示す図である。第４図は、
本発明に係る基準電圧装置の従来の例を示す図である。
第５図は、基準電圧素子であるツエナ一・ダイオードの
特性を示す図である。第６図、第Ｔ図、及び第８図は本
発明になる基準電圧装置の具体的実施例をそれぞれ示す
。２５は基準電圧素子であるツエナ一 ・ダイオード、
２６は定電流源作動するトランジスタ、３２はダイオー
ド、３４と３５はスイツチング・トランジスタ、３６は
リレーをそれぞれ示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 第１及び第２の電源間に入力電極と出力電極の一方
が接続されたトランジスタと基準電圧素子が直列に接続
され、前記トランジスタと基準電圧素子の接続部にアノ
ード側を接続したダイオードが接続され、該ダイオード
のカソード側と前記基準電圧素子の前記トランジスタと
反対側の端子間にはコンデンサが接続され、前記基準電
圧素子と前記電源間に設けられたスイッチング手段によ
り前記基準電圧素子が間歇的に通電され、充電された前
記コンデンサの電圧を基準電圧とすることを特徴とする
基準電圧装置。 ２ 第１及び第２の電源間に入力電極と出力電極の一方
が接続された第１のトランジスタと基準電圧素子が直列
に接続され、前記第１のトランジスタと基準電圧素子の
接続部に第２のトランジスタの一方の出力電極が接続さ
れ、前記第２のトランジスタの他方の出力電極と前記基
準電圧素子の前記第１のトランジスタの反対側の端子間
にはコンデンサが接続され、前記基準電圧素子と前記電
源間に設けられたスイッチング手段により前記基準電圧
素子が間歇的に通電され、同時に前記スイッチング手段
の制御信号が前記第２のトランジスタの入力電極に印加
され、充電された前記コンデンサの電圧を基準電圧とす
ることを特徴とする基準電圧装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP50079770A JPS5936229B2 (ja) | 1975-06-26 | 1975-06-26 | 基準電圧装置 |
| US05/700,264 US4075623A (en) | 1975-06-26 | 1976-06-28 | Reference voltage circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP50079770A JPS5936229B2 (ja) | 1975-06-26 | 1975-06-26 | 基準電圧装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS523470A JPS523470A (en) | 1977-01-11 |
| JPS5936229B2 true JPS5936229B2 (ja) | 1984-09-03 |
Family
ID=13699432
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP50079770A Expired JPS5936229B2 (ja) | 1975-06-26 | 1975-06-26 | 基準電圧装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4075623A (ja) |
| JP (1) | JPS5936229B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61119022A (ja) * | 1984-11-15 | 1986-06-06 | 松下電器産業株式会社 | フイルムコンデンサ |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US4179666A (en) * | 1978-04-21 | 1979-12-18 | Western Electric Company, Inc. | Method and circuit for controlling the output signal of a variable control circuit |
| FR2476411A1 (fr) * | 1980-02-14 | 1981-08-21 | Texas Instruments France | Oscillateur rc integre realise en technique mos complementaire |
| JPS58182919A (ja) * | 1982-04-21 | 1983-10-26 | Nippon Soken Inc | Ａ−ｄ変換器 |
| US4939519A (en) * | 1986-02-03 | 1990-07-03 | Thaler Corporation | Apparatus for method and a high precision analog-to-digital converter |
| US4748403A (en) * | 1986-02-05 | 1988-05-31 | Hewlett-Packard Company | Apparatus for measuring circuit element characteristics with VHF signal |
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