JPS59501810A - アナログ形式信号をパルス形式信号に変換する装置 - 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】 アナログ形式信号をパルス形式信号に変換する装置 発明の背景 １、発明の分野 本発明は電気信号変換回路に関するものである。もつと詳細にいえば、本発明は アナログ形式の信号、例えば、電気量、比、またはこれらに類する量を表す信号 を、可変デユーティ・サイクル信号のような対応するパルス形式の信号に変換す るだめの回路に関するものである。このような回路は流量率、温度等の工程条件 を測定および制御するために用いられる装置において特に有用である。

２、先行技術の説明 測定器具および制御器具によく用いられる装置では。

例えば、２つの工程変数の間の比めような選定された工程条件または処理量を表 す電圧信号または電流信号のようなアナログ形式で現われる電気信号を、処理す ることが必要でめる。これらの信号をそのもとのアナログ形式のままで処理しよ うとすると、いろいろな理由により、困難が生ずる。したがって、要求された処 理およびまたは要求された翻訳を実行するために、これらの信号を別の形式に変 換すると、多くの場合に便２１俵−５９−５０１８１０（４） 利でめる。通常、アナログ形式の信号は、処理や他の取扱いのために、多数ビッ ト・デジタル信号に変換される。特に、もし実行すべき処理が比較的複雑である ならば、それは容易に利用できる高速デジタル・コンピュータによって経街的に 処理することができる。けれども多くの場合に、コンピュータ技術の利用は保証 されない。それは着目している問題にとってコストがかかり過ぎるからで・ある 。このような場合には、このような問題に対し、より簡単でコストのかからない 解決をさがさなければならない。

発明の要約 下記において詳細罠説明される本発明の好ましい実施例において、アナログ形式 の（電気回路要素の大きさなどの）電気信号または電気的量を対応するパルス形 式のデユーティ・サイクル信号または周波数信号に変換するだめの比較的簡単で 経街的な装置かえられる。

このようなパルス形式の信号は一連の周期的パルスの形でろって、これらのパル スの長さは、例えば、巡回周期のあるパーセントとして、制御可能であることが 好ましい。この信号の２進性により、デジタル技術で利用される従来の技術を用 いて、それを取扱いおよびまたは処理を行なうことができる。この変換装置は簡 単でめるので、コストが大幅に安くなる。本発明を用子が非常に少ないけれども 、高い精度の結果がえられる。この装置は消費電力が小さいという利点を有し、 したがって、野外送信装置およびこれに類する装置の場合のように、比較的低電 力レベルで、複雑な機能を実行させることができる。

本発明の好ましい実施例の重要な特徴により、ノＪ？）レス状デユーティ・サイ クル信号が負フィードｔｓ’ｌツク・ループの中で発生する。この負フィードバ ック・ループは積分器のところに配置されており、この積分器の入力にアナログ 形式の信号が加えられる。この積分器の出力は上昇・・降下ランプ信号の直流レ ベルを制御する。このランプ信号は比較器に送られる。この比較器は、このラン プ信号がこの比較器の始動閾値以上（または以下）にある度に、パルスを生ずる 。これらのノ々ルスは積分器入力と基準電圧との間にあるスイッチを制御し、そ れで積分器のだめの負フィートノぐツク信号が生ずる。この負フィードｌぐツク の作用により、積分器出力の直流レベルが制御され、そしてそれにより、パルス 状に動作するスイッチを通って積分器入力へ入る平均信号レベルが、規定された 方式で、カロえられた入力信号に関係する値になるように、ノ、Ｏルスのデユー ティ・サイクルが設定される。このようなフィード／ぐツク作用によって生じた デユーティ・サイクル信号は、加えられた入力信号の大きさに直接に対応する。

本発明のこの他の目的、特徴および利点は、部分的に下記において示されるが、 一方、部分的には明らかである。本発明の好ましい実施例が、添付図面を参照し ながら、下記において説細に説明される。

第１図は比の設定点信号を表す電圧に対応するデユーティ・サイクル信号を生ず るためと、およびこのデるためとの装置の概略回路図であり、 第２図は本発明に従って生じた力′スケート式デユーティ・サイクル信号を用い た平方根をうるための装置の回路図であり、 第６図は温度に敏感な抵抗器の抵抗値をパルス状デ第４図は積分器の入力回路に １個のスイッチを用いた変更された装置の回路図であり、 数信号を生ずるだめの装置のブロック線図であり、第６図はある信号レベルの時 間的変化を示した関係図であシ、 第７図は直流磁気流量計の出力を表すパルス状デユーティ・サイクル信号を生ず るだめの装置のブロック線図である。

好適実施例の説明 第１図に示された装置は積分器形の信号変換回路１０をそなえた装置である。こ の積分器の入力に比設定信号Ｅ工。が加えられる。この積分器は従来の形のもの であり、増幅器１２とフィードバック・コンデンサ１４とを有する。この増幅器 の出力はＲＣ回路１６を通り、そして積分への正味の入力に従って、回路点Ｔの 直流レベル全制御する。回路点Ｔにはまた三角波信号が供給される。この三角波 信号は、１８のグラフで示されているように、一連の上昇・降下ランプを有する 。

このランプ信号１８は、例示的に示せば、方形波信号からつくられる。この方形 波信号は、一連のＲＣ回路２０全通して、回路点Ｔに供給される。この方形波信 号は従来の方形波発生器２２によってつくることができる。この方形波信号のグ ラン２４はランプ信号のグラフ１８の上に示されており、これらのグラフは時間 的な相対関係を示している。

回路点Ｔのランプ信号１８は比較器２６に進み、そしてこの比較器は一連の出力 パルスを生ずる。このパルスの長さは、ランプ信号が比較器始動閾値（ランプ信 号のグラフの中に示されている）￥ｆ−越えた時、その時刻によって決定される 。図面中に示された文字ｒｍＪは、ランプ信号が始動閾値以下にある時間を示す 。このような時間内では、比較器２６は正パルス信号を生ずる。（このような出 力信号は第１図で再び「ｍ」で示されている。）比較器の出力「ｍ」は反転器２ ８に進み、そしてランプ信号１８が比較器始動閾値以上にある間、反転器２８は 正パルス「ｎ」を生ずる。比較器と反転器の両方の出力は一連の周期的パルスの 形でデユーティ・サイクル信号を定める。これらの周期的パルスの長さは巡回周 期のある割合であって１．この割合を制御することができる。

比較器２６と反転器２８とによって生ずるデユーティ・サイクル信号はスイッチ Ｓ□およびｓ２のそれぞれの制御電極に送られる。これらのスイッチｓｌおよび Ｓ２は、とのデユーティ・サイクル信号全アナログ形式の対応する負フィードバ ック信号町、に変換する回路の一部分である。アナログ形式のこの負フィードパ ンク信号の平均値は、デユーティ・サイクルのパーセント値に対応して定まる。

デユーティ・サイクルパルス（「ｎ」および「ｍ」）はスイッチ回路および８２ に又互に開および閉にする。すなわち、一方のスイッチが開の時、他方のスイッ チが閉であり、またはその・逆である。

スイッチＳ１およびｓ２が閉じる時刻と基準電圧Ｅｒｅｆの大きさとが負フィー ドバック信号Ｅｆｂを制御する。

この負フィードバック信号町ゎは入カ信号Ｅ工。と反対側の積分器１ｏの入力に 加えられる。上側スイッチＳｌは基準電圧Ｅｒｅｆに接続される。したがって、 このスイッチが閉じる時、電流１１・がＲＣ回路３０を通って積分器１０の入力 に流入する。このサイクルの次の部分において、Ｓｌが開きそしてｓ２が閉じる 時、積分器入力のところのフィードバック電圧Ｅｆｂの大きさに従って、電流１ ２がＲＣ回路からアースへ流出する。

回路の接続点Ｔにおける直流レベルは積分器１０の出力によって制御される。積 分器１０のこの出力は２つの入力信号Ｊｎと計、との間の差によって定まる。

例えば、もしＥｆｂがＥｌｎより小さいならば、回路接続点Ｔはより正になり、 したがって、「ｎ」は増加するであろう。このことによ！’％ＥｆｂがＥｌｎに 整合するレベルに増大するまで、Ｓｌがオンである時間はより長くなり、そして Ｓ２がオンである時間はより短くなる。

スイッチＳ０の１オン」デユーティ・サイクルとしてｒｎＪｉ定義し、そしてス イッチＳ２の「オン」デユーティ・サイクルとしてｒｍＪｉ定義するならば、次 の式が成り立つであろう。

ｎ（Ｅｒｅｆ　−Ｅｆｂ）　＝　（１’　ｎ）Ｅｆｂとなり、したがって Ｅｆｂ　＝　ｎＥｒｅｆ となる。Ｅｆｂ　＝　Ｅｉｎであるから、したがって＊　Ｅｒｅｆが一定である ので、「ｎ」で表されたデユーティ・サイクルは印加入力信号Ｅ１’ｎに正パル ス状デユーティ・サイクル信号「ｎ」および「ｍ」は第２スイッチ回路を制御す るのに用いられる。この第２スイッチ回路は前記スイッチ回路と基本的には同じ 構造を有している。この第２スイッチ回路はスイッチＳ３および５４ｔ−有し、 これらのスイッチはパルス信号「ｎ」および「ｍＪによって制御され、そして電 流１３および１４ヲ生ずる。上側スイッチｓ３は電圧Ｅ３に接続される。電圧Ｅ ３は比率で表される可変量を示す。

下側スイッチＳ４はアースに接続される。スイッチ電流１３および１４はＲＣ回 路３２を通って流れ、バッファ増幅器３４の入力のところに正味の電圧Ｅ４ｆ： 、生ずる。このバッファ増幅器はその出力のところに同じ電圧Ｅ４を生ずる。前 記の説明と同じ理由により、Ｓ３の「オン」デユーティ・サイクルであることが ゎの装置の全体としての機能である。

市販される実用的な設計の場合には、比較器２６は０ＭＯ８形であることが好ま しい。例えば、いろいろな製造会社から型式番号４００１でクワッド増幅器とし て市販されているものが好ましい。０ＭＯ８装置が好ましい理由はそれらの電力 が非常に小さいためである。

このような装置の始動閾値は精密に規定された値ではない。ある装置では、電源 電圧の３０〜７０％の間のいずれかの電圧で始動し、したがって、実際の始動点 は装置毎に異なる。けれども、始動点は短期間では全く繰返し可能であシ、そし てこのことが前記回路によって高い精度をうるのに必要な点である。

スイッチＳ０ないしＳ４もまた０ＭＯ８形であることが好ましい。増幅器１２は 従来の設計の増幅器であることができ、比較的高利得で安定に動作するものであ ることが好ましい。第１図の回路の精度は、デユーティ・サイクル信号を生ずる 負フィードバックループ内の素子が、精密に規定された素子であることによって 得られているのではないことを断っておく。その理由は、フィードバック作用に より、デユーティ・サイクル信号の値が、入力信号Ｅ１ｎに整合した平均フィー ドバック信号Ｅｆｂを生ずる値に常になるからである。

第２図はアナログ形式の信号によって表される大きさの平方根を、電子的に得る ための装置の図面である。

例えば、このような装置は流量率の２乗に比例する流量信号を生ずる従来の圧力 差（Ｄ、Ｐ、）流量送信器と共に用いることができる。流量信号の平方根をとる ことにより、最終の出力信号は流量に比例する゛ことになる。

このような圧力差送信機からの流量信号は、第２図においてＥｌｎで示されてい る。このＥ工。は演算増幅器５０の正端子に接続される。演算増幅器５０はフィ ードバック・コンデンサ５２を有し、それにょシ積分を実行する。増幅器５０の 出力側の回路接続点Ｔに、（第１図におけるように）方形波発生器５４の出力パ ルスからつくられた上昇・降下ランプ信号が供給される。このランプ信号の直流 レベルは、この増幅器の出力によって制御される。

前記と同様に、回路接続点Ｔがらのランプ信号は比較器５６にまた結合され、そ してこの比較器は反転器よびｒ、ｎＪｔ生ずる。これらの信号はスイッチｓｌお よびＳ２をそれぞれ作動し、そして演算増幅器５ｏのための負フィードバック信 号の平均値を制御する。このフィードバック信号をつくる電圧はＥ工で示されて おり、そしてこの電圧は平方根装置の出力信号としての役割を果たす。

電圧Ｅ□はバッファ増幅器６０によって生ずる。バッファ増幅器６０は、その入 力に、第２デユーテイ・サイクルスイッチ回路Ｓ３．Ｓ４からえられた平均化さ れた信号を有する。スイッチＳ３、Ｓ４はスイッチＳ１、Ｓ２と同様の構造のも のである。この第２スイッチ回路は基準電圧Ｅｒｅｆによって付勢され、そして これらのスイッチはデユーティ・サイクル信号ｍおよびｎによって作動される。

第１図の場合と同様の数学的解析を行なうことにより、第２図の場合に対し次の 式がえられる。

ｎ＝ｓよ、Ｓ３の「オン」デユーティ・サイクルｍ＝３２．８４の「オン」デユ ーティ・サイクルｎＥｒ　ｅ、ｆ　ｎ　Ｅｌ　＝　Ｉｎ　ＥＩＥ２　＝　”’ｉ ｎであるから となり、したがって となる。したがって したがって、’　”’ｒｅｆの大きさは一定であるから、出力信号ＥｌはＥｌｎ の平方根と定数との積に比例する。

第３図は可変抵抗器ＲＴの抵抗、値に対応したパルス状デユーティ・サイクル信 号を発生するだめの装置の図面である。この可変抵抗器は、従来の形の温度送信 機の部品として用いられる感温抵抗器であることができる。抵抗器ＲＴは検定さ れた抵抗器顯と直列に接続され、そしてこの両者は基準電圧Ｅｒｅｆによって付 勢される。このようにして、温度信号が出力線路６０にえられる。この信号は演 算増幅器６２の入力の１つに接続される。演算増幅器６２は積分用コンデンサ６ ４を有する。この演最増幅器の他の入力は直列接続された１対のスイッチ８１ｂ Ｓ２によって（前記と同様の方法で）生じたフィードバック信号を受取る。スイ ッチＳ１、Ｓ２は増幅器６２の出力に接続された比較器６６および反転器６８か らのパルス信号によって父互に駆動される。

第１図の実施例の場合と同じように、増幅器６２の出力回路は方形波発生器７２ に接続されたＲＣ回路たよりに、比較器６６は、比較器始動閾値に対する増幅器 出力回路の直流レベルによって決定されるデユーティ・サイクルを有する、パル ス信号を生ずる。この信号パルスのデユーティ・サイクル（「ｍ」および「ｎ」 ）がスイッチＳ１、Ｓ２により生ずるフィードバック信号を制御する。スイッチ ｓ１％ｓ２はＥ、８．にょって付勢される。

フィードバック作用により、このデユーティ・サイクル信号は抵抗器回路網ＲＴ 、　ＲＣがらの増幅器入力信号に対応する。その結果、この人力信号は抵抗器斯 の温度ｔ−表す。Ｅｒｅｆは抵抗器回路網とスイッチｓ０、Ｓ２の両者を付勢す るので’　Ｅｒｅｆの大きさが変動すると、入力信号とフィードバック信号の両 者が同一の影響を受ける。したがって、”ｒｅｆが変動してもデユーティ・サイ クル出力信号は影響を受けないであろう。

前記第１図から第６図までの実施例はすべてフィードバック信号をつくるのに１ 対のスイッチｓｚ、ｓ２’に用いているけれども、ある応用の場合には、１つの スイッチだけを有するフィードバック回路を用いることができる。第４図に示さ れた回路は１つのスイッチＳｌヲ有している。このスイッチＳ工は、第１図の比 較器と同じように制御される比較器８０によって、駆動される。スイッチがオノ 、になると、電流が１、基準電圧源Ｅｒｅｆから抵抗器Ｒ１を通って、演算増幅 器８２の加算接続点へ流れる。この加算接続点は精密電流源８４からの電流をま た受取る。この精密電流源は、この装置に対する入力信号を供給することを示す ために、可変であるように図示されている。スイッチを有するこの回路のフィー ドバック作用により、増幅器入力のところで電流平衡がえられ、それにより、比 較器８０がらのデユーティ・サイクル信号が入力電流に対応する比較器−８０か らのデユーティ・サイクル信号は、８６で全体的に示されそしてＳ工と類似の第 ２スイツチＳＲを有する、受信回路に向って進む。スイッチＳＲ付勢される。受 信回路スイッチｓ、Ｒ＋ｔｉスイッチｓｌと同−ｍ−平均電流の変動は、抵抗器 Ｒ０を流れる平均電流の変動に追随するであろう。別の観点からみれば、パルス 状フィードバック信号のデユーティ・サイクルの変動によるＲ１の見かけ上の抵 抗値の変動は、ＲＬの見かけ上の抵抗値の対応する変動と整合するであろう。こ のような抵抗値の追随は、一定の装置の設計のさいにおける有用性の１重要な特 徴である一 増幅器８２に対するまた別の、久方回路でＩＩｉ、もし必要ならば、分路、抵抗 器Ｒ８（図赤さｎてぃない）全付加的に有することガできるわこのような装置の 場合１、装置の検定の因子はｓ　Ｒ１の抵抗値の絶対値よシはむしろｓ　Ｒ１と 稲とに関係するであろう。

本発明による回路を直流磁気流量計に用いた場合、重要な利点かえられる。この ような流量計は流体の流量率と流体の導管内の磁束密度とに比例する直流流量信 号を生ずる。磁束密度は界磁電流に比例する。したがって、この電流が変動する と、流量信号に、対応した変動が生ずる。本発明は界磁電流の変動を自動的に補 償する出力パルス信号をうるのに用いることができる。

第５図に示された実施例において、直流磁気流量計からの流量信号Ｍが、抵抗器 Ｐ５、を通して、演算増幅器９０の入力端子の１つに送られる。演算増幅器９０ は積分用コンデンサＣ１を有する。この増幅器の出力は比較器９４に接続される 。比較器９４は従来のパルス引伸し回路９６を駆動する。この比較器の入力がそ の始動閾値以下に降下した場合、パルス引伸し回路が作動して、一定の長さ、例 えば１２５マイクロ秒の長さを有する論理低レベルパルスｒｑＪ　ｋ生ずる。こ の持続時間の終端のところで、パルスｑが高レベルへ進み、このｑの高レベルは 比較器が始動するまで持続する。

パルスｑが高レベルにある時、それは１対のスイッチＳａ、Ｓｂを閉じ、そして 比較的小さなコンデンサ、：ｃ２′ｋＲ７圧Ｅ□の電源に接続する。゛この電源 の電圧ＥｆＯ大青さは磁気流量計の界磁電流に比例する。このことが接続してい る間、コンデンサＣ１は電圧Ｅｆｔで充電される。次に、パルスｑが低レベルｆ ４ＪんでスイッチＳａ、Ｓｂが開いた時、相補パルスＷが高レベルに進み、そし て１対のスイッチＳ。、Ｓｄが閉じ、そしてコンデンサ口工が増幅器の入力に接 続される。

この接続により、コンデンサＣ２の負端子が増幅器入力に接続され、そして加算 接続点からの電流１１を生じ（第６図参照）、ぞれで積分器コンデンサＣ工から 電流を引出し、そして増幅器出力電圧９２に引上ける。増幅器の入力電圧ｅｌは 、比較的容量の大きなコンデンサＣ３があるので、あまシ変動しない。第６図を みるとわかるように、１２５マイクロ秒パルスの終端の近くで、電流１□はゼロ に戻り、そして積分用コンデンサＣ０に流入する電流１３は再び入力電流１゜に 等しくなる。（入力電流１２は−に等しい。）１ 積分器用コンデンサＣ１に流入する電流１３がゼロを通る時、増幅器の出力ｅ２ はピークに遅しそして降下−を始める。第６図に示されているように、この電圧 の降下はランプ信号になり、そしてゼロに向って戻る。

ゼロに到達するのに要する時間は、（１）小さなコンデンサＣ２にそれ以前に蓄 えられていた電気量（この電気量は電圧Ｅｆに比例する、したがって、磁気流量 計の界磁電流に比例する）と、（２）ｅ２の大きさくｅ２の太きさは流量計出力 信号Ｍに比例する）とによって決定される。

この回路の出力は周期的なパルス信号（ｑまたはｑ）であって、このパルス信号 の周期は一定の第１持続部分（例えば、１２５マイクロ秒）と、流体の流量率と 界磁電流との両者によって定まる可変持続時間を有する第２部分（ｅ２がゼロま で降下するのに要する時間〕とから構成されることがわかるであろう。出力信号 の周波数ｒｆＪはこの周期の逆数である。この周波数ｒｒＪが町に比例すること を容易に示すことが１きる。、流量計界磁電流はＭ、：Ｅ、の両方に因子として 含まれているから、周波数出力信号は、界磁電流の変動に対し、自動的に補償さ れるであろう。

菓５図の実施例は、磁気流量計に用いられた場合、特に利点を肩している。それ はパルス状の出力信号の周波数ｒｆＪが流量率に比例しているからであり、シた がって、これらの出力パルスは選定された時間間隔の間に流量計を通って流れた 流体の総量を表す総量計を駆動するのに用いることができるからである。第７図 は磁気流量計と共に用いられる別の出力信号回路の図面である。この回路により 、流量計から導電的に隔離されたパルス状デユーティ・サイクル出力信号かえら れる。

第７図の実施例において、流量計信号Ｍ′とに応答する電圧計とが共に、抵抗器 の回路網１００全通して、演算増幅器１０４の入力端子１０２に接続される。

演算増幅器１０４は積分用コンデンサ１０６を有する。

ｅユで示されたこの増幅器の入力電圧は記号的にＭ十ａＥ　（で表される。ここ で、Ｍは流量信号Ｍ′に対応する信号成分であ！；ｌ、ｒａＪは回路網１００の 設計によって決定される因子である。第１図の実施例の場合と同様に、増幅器１ ０４の出力回路°は方形波発生器１０８からえられる三角波ランプ信号を受取る 。このランプ信号は、増幅器出力の直流レベルに従って、比較器１１０の始動を 制御する、。

比較器１１０はデユーティ・サイクルパルスｒｎＪを生じ、そしてこれらのパル スは１１４で全体的に示された変圧器の１次巻線１１２に向って進む。２次巻線 １１６はＣＭＯＳスイッチ１１８に対応するパルスを送り、そしてスイッチ１１ ８は他のＣＭＯＳスイッチ１２０．１２２．１２４ｔ−駆動する。後者の中の２ ２のスイッチ１２２，１２４は直列に接続され、そしてこれらのスイッチが又互 に駆動され、そしてＲＣ回路１２６を通して、界磁に応答する電圧鳥がら見られ る平均信号を生ずる。ｅ２で示されたこの平均信号は増幅器１０４の下側入力端 子１２８に接続される。

前記説明かられかるように、デユーティ・サイクル界磁に応答する電圧Ｅｆとに よって定まるある値をもつであろう。もつと具体的にいえば、ＲＣ回路１２６内 の平均電流工□がゼロであるから、次の式が成シ立つことがすぐにわかる。

ｎ　（Ｅｆｅｚ　）　＝　（Ｉ　ｎ　）　ｅ２Ｅ２　＝　ｎＥｆ＝　Ｍ　＋ａＥ ｆ＝　ｅ２したがって このデユーティ・サイクル信号「ｎ」は、例えば、４　、ｍＡから２　Ｑ　ｍＡ フルスケールまで変動する、隔離された電流形式の出力信号に変換される。この 目的のために、変圧器１１４は２次巻線１１６と整合した別の２次巻線１３０を 有する。この２次巻線は、１３２で全体的に示された、増幅器回路に変圧器パル スを供給する。この回路はデユーティ・サイクル・電流変換器１３４を駆動する 。この変換器は従来の構造のものであることができ、必要な出力電流工。を生ず る。この出力電流は、回路網１００の中に設計された定数因子「ａ」によって決 定される「活ゼロ」（例えば、４ｍＡ　）を有することが好ましい。したがって 、スイッチ１２２．１２４のフィードバック作用により、ゼロ流量率の場合、予 め定められたデユーティ・サイクル界磁（ｎｏ　）を生ずるであろう。この信号 ｎｏは要求さ０ 本発明のいくつかの好ましい実施例を説明したけれども、これらは本発明を説明 する目的のだめのものであって、本発明の範囲がこれらの実施例に必らずしも限 定されるものでないことを断っておく。それは、当業者にとって多くの変更を行 なうことが可能であり、そしてこれらの変更を行った実施例もなおここに請求浄 書（内容をこ変更なし） 手続補正書、（方式） ％式％ １、事件の表示 パ下件との関係　特許出願人 ５、補正命令の日付 昭和５９　年　７月　１７日 ６、補正により増加する発明の数 ７、補正の対象 国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）工程条件またはそれに類似する条件に応答してアナログ形式の電気信号が 生ずる産業用工程処理装置において、 入力回路と出力回路とを有する信号変換装置と、アナログ形式の入力信号を前記 信号変換装置に結合するための装置と、 前記信号変換装置の前記出力回路に接続されそして前記出力回路の信号に応答す る比較器と、前記比較器を周期的に始動させる周期的なランプ状信号を前記出力 回路内に生ずるためにおよび前記出力回路信号によって制御された特性を有する パルスを生ずるために前記信号変換装置に接続された回路装置と、前記パルス特 性に対応する大きさを有しそして前記出力回路信号を制御して前記パルス特性が 前記アナログ形式入力信号の大きさに対応することをうるために前記アナログ形 式入力信号に対抗するフィードバック信号を生ずるために前記パルスに応答する 負フィードバック装置と、 を有するアナログ形式の信号を対応するパルス信号に変換するだめの装置。 ｅ　（２＋　請求の範囲第１項において、前記負フィードバック装置が前記パル スによって動作することが可能なスイッチ装置を有する装置。 （３１請求の範囲第２項において、前記回路装置が前記信号変換装置の出力に接 続されたランプ信号回路を有しそして一連の上昇・降下ランプ信号を生じ、前記 ランプ信号が前記信号変換装置の庫莫出力レベルによって決定される前記比較器 装置の始動閾値に対して予め定められた極性である時対応したパルス状デユーテ ィ・サイクル信号を前記比較器装置が生ずる装置。 （４）請求の範囲第３項において、前記フィードバック装置が前記デユーティ・ サイクル信号によって又互に動作することが可能で前記信号変換装置の入力のと ころにアナログ形式の平均信号を生ずる１対のスイッチを有し、 前記平均信号が前記信号変換装置の入力のうちの前記入力信号と反対側の入力に 供給される装置。 （５）請求の範囲第４項において、前記信号変換装置が積分器を有する装置。 （６）請求の範囲第２項において、前記信号変換装置がフィードバック・コンデ ンサ装置をそなえて積分を行なう増幅器と、 第２コンデンサ装置と、 電圧源とを有し、 前記スイッチ装置が動作サイクルの第１部分において前記第２コンデンサ装置を 前記電圧源に接続しそれにより前記第２コンデンサ装置を充電し、および前記サ イクルの第２部分において充電され、た前記コンデンサ装置を前記増幅器の入力 に接続しそして前記電圧源によって前記第２コンデンサ装置に蓄えられた電気量 に従って前記フィードバック・コンデンサ装置に蓄えられた電気量を変え、それ により前記増幅器の出力が前記サイクルの１つの部分に１つの方向にランプ状に 変わりおよび前記サイクルの他の部分において他の方向に変わる装置。 （７）請求の範囲第６項において、前記比較器の出力に接結され前記比較器が始 動する時一定の長さを有するパル灸を生ずるパルス引伸し器を有し、一定の長さ を有する前記パルスが前記スイッチを動作させて前記第２コンデンサ装置を前記 増幅器入力に接続しそして前記サイクルの第１部分の持続中に前記増幅器出力が 前記比較器始動閾値から離れる方向に変動し、 その後前記サイクルの第２部分の持続中に前記比較器の次の始動を実行するため に前記増幅器出力が始動閾値に向ってランプ状に戻る装置。 （８）請求の範囲第７項において、前記電圧源の電圧が可変量を表し、そして前 記装置が生ずるパルス周波数が前記入力を前記可変量で割算した量を表す装置。 （９）　アナログ形式の電気信号が工程条件またはそれに類似する条件に応答し て生ずる産業用工程処理装置において、 入力回路と出力回路とを有する信号変換装置と、アナログ形式の入力信号を前記 信号変換装置に結合するための装置と、 前記信号変換装置の出力に前記信号変換装置によって制御されたランプ信号を生 ずるために前記信号変換装置に接続された回路装置と、 前記出力回路に接続された比較器装”置であって前記ランプ信号゛が前記比較器 装置の始動閾値υ到達する時にパルス信号を生ずる前記比較器装置と、前記パル ス信号を前記信号・変換装置によって制御された前記パルス信号の特性によって 決定される平均値を有する対応するフィードバック信号に変換するための回路装 置とを有し、前記フィードバック信号が前記入力信号と反対側に供給され、 前記信号変換装置出力が前記パルス特性を制御して前記フィードバック信号と前 記入力信号との間に平衡がえられ、それによって前記パルス特性が前記入力信号 に対応し、 前記パルス信号に対応する出力信号を生ずるための出力装置を有する、 アナログ形式の信号を対応するパルス形式の信号に変換するための装置。 （１０１人力および出力を有する信号変換装置と、アナログ形式の入力信号を前 記信号変換装置に結合するための装置と、 前記信号変換装置の出力信号によって制御されるランプ信号の直流レベルに従っ て前記信号変換装置の出力に結合される上昇・降下ランプ信号回路と、前記ラン プ信号回路に結合された比較器装置であって、前記ランプ信号が前記比較器装置 の始動閾値に対し予め定められた極性を有する時に対応してパルス状デユーティ ・サイクルを生ずる前記比較器装置と、前記デユーティ・サイクル信号をアナロ グ形式の対応する平均信号に変換するための回路装置と、前記平均信号を前記信 号変換装置の入力の中の前記入力信号、と反対側の入力に結合するための装置と 、前記信号変換装置が前記平均信号と前記入力信号との間の差に従って前記直流 レベルを設定し、それによって前記デユーティ・サイクル信号を対応して制御し 、前記デユーティ・サイクルに対応する出力信号を生ずるための出力装置とを有 する、 アナログ形式の信号を対応するデユーティ・サイクル信号に変換するための装置 。 ａυ　請求の範囲第１０項において、前記信号変換装置が増幅器を有する装置。 （Ｉ２）請求の範囲第１０項において、前記信号変換装置が積分器を有する装置 。 （１３１＊求の範囲第１０項において、前記回路装置が前記パルス状デユーティ ・サイクル信号によって動作しおよび基準電圧と前記信号変換装置の入力との間 に接続されたスイッチを有する装置。 （１４１請求の範囲第１３項において、前記第１スイツチと交互に動作可能でお よび前記信号変換装置の入力を共通端子に接続する第２スイツチを有する装置。 ａつ　請求の範囲第１４項において、前記信号変換装置の入力が前記スイッチの 動作によって平均信号を生ずるために一連の抵抗器と分路コンデンサとを有する 装置。 （Ｉ６１　請求の範囲第１３項において、同じ時間間隔の間共に閉じおよび同じ 時間間隔の間共に開、°＜ように前記第１スイツチと同期して動作することが可 能な第２スイツチと、 前記第２スイツチの入力端子に接続された電圧源と、前記電圧源が生ずる電流を 受取るために前記第２スイツチの出力端子に接続された負荷とを有する装置。 αＤ　請求の範囲第１６項において、前記負荷がパルス状デユーティ・サイクル 信号の平均値に応答してアナログ形式の信号を生ずるための信号発生回路を有す る装置。 ０８）請求の範囲第１６項において、前記信号変換装置の入力に接続されおよび 前記基準電圧によって生ずるパルス電流を受取るために前記第１スイツチに接続 された第１抵抗器と、 前記負荷が第２抵抗器を有し、 前記第２抵抗器の実効抵抗値の大きさが前記２つのスイッチの同期動作の結果と して゛前記第１抵抗器の実効抵抗値に追随する装置。 （ｌ！］）請求の範囲第１６項において、前記第１スイツチと父互に動作するこ とが可能でおよびスイッチのオン時間中前記信号変換装置の入力を基準電位に接 続する第３スイツチと、 前記第２スイツチと又互に動作することが可能でおよびスイッチのオン時間中前 記負荷を基準電位に接続する第４スイツチとを有する装置。 （２■　請求の範囲第１９項において、前記負荷がパルス状デユーティ°・サイ クル信号の平均値に応答してアナログ形式の信号を生ずるための信号発生回路を 有する装置。 Ｑυ　請求の範囲第２０項において、前記信号発生回路が平均信号を生ずるだめ の低域フィルタ回路と、対応する出力信号を生ずるために前記低域フィルり回路 に接続された増幅器とを有する装置。 （２、特許請求の範囲第１０項において、第２＠号変換装置と、 前記デユーティ・サイクル信号をアナログ形式の対応する第２平均信号に変換す るだめの第２回路装置と。 前記第２平均信号を前記第１回路装置に入力として結合する装置であって、対応 する前記第１平均信号が前記デユーティ・サイクル信号と前記第２平均信号との 積に比例することかえられそれにより前記第２平均信号が前記第１アナログ形式 の信号の平方根に比例することかえられる装置とを有する装置。 １２、特許請求の範囲第２２項において、前記第１回路装置および前記第２回路 装置との両者が前記デユーティ・サイクル信号のパルスによって制御されたスイ ッチ装置を有する装置。 Ｃ４４１請求の範囲第２３項において、前記第１回路装置および前制第２回路装 置との両者が前記スイッチ装置に接続された基準信号を有する装置。 Ｃ５１請求の範囲第２４項において、前記第２回路装置のための前記基準信号が 一定の大きさを有し、前記第２平均信号が前記第１回路装置のための前記基準信 号としての役割を果たす装置。 （２６）請求の範囲第１０項において、アナログ形式の前記入力信号を生ずるた めに温度に応答する抵抗器をそなえた抵抗器回路網を有する装置。 （２、特許請求の範囲第２６項において、前記入力信号を生ずるために前記回路 網に接続され次固定基準電ＪＥを有する装置。 （２、特許請求の範囲第２７項において、前記回路装置が前記基準電圧に応答し て前記基準電圧の変動による前記平均信号の変動と前記入力信号の変動が相殺す る傾向がえられる装置。 （２９）請求の範囲第２８項において、前記回路装置が前記デユーティ・サイク ル信号によって又互に動作可能な１対のスイッチを有する装置。 Ｃ３０）　請求の範囲第１０項において、前記回路装置が前記デユーティ・サイ クル信号によって動作可能な１つのオン・オフスイッチを有する装置。 （１３１）　請求の範囲第３０項において、前記信号変換装置の入力に接続され アナログ形式の前記信号としての役割を果たす電流源を有する装置。 （３２請求の範囲第３１項において、前記スイッチの１つの端子に接続され前記 スイッチがオンである時それ全通って流れる電流を生ずるための基準電圧と、他 のスイッチの端子と前記信号変換装置の入力端子との間に接続された抵抗器とを 有する装置。 （３３１請求の範囲第６２項において、前記信号変換装置が前記入力端子を基準 電位に維持するための負フィードバック装置をそ力えた増幅器を有する装置。 Ｃ３４）請求の範囲第６３項において、前記第１スイツチと同期して動作する第 ２スイツチと、前記第２スイツチの１つの端子に接続された第２基準電圧と、 前記第２スイツチの他の端子と基準電位との間に接続された第２抵抗器とを有し 、 それにより前記第２トランジスタの実効抵抗値が前記第１抵抗器の実効抵抗値に 追随する装置。 （３５１Ｌｖ求の範囲第１０項において、アナログ形式の前記信号が磁気流量計 によって生じた流量であり５、基準電圧が前記基準電圧に従って前記平均信号を 生ずるために前記回路装置に接続され、 前記基準電圧が前記磁気流量計の界磁電流に従って変動しそして前記流量計の界 磁電流の変動に対し前記デユーティ・サイクル信号を補償する装置。 ０６）請求の範囲第６５項において、前記回路装置が前記デユーティ・サイクル 信号パルスによって動作可能なスイッチ装置を有する装置。 ０η　請求の範囲第６６項において、前記パルス信号を前記スイッチ装置に結合 する第１回路装置と、デユーティ・サイクル・電流変換器と、電流形式の出力信 号を生ずるために前記デユーティ・サイクル信号を前記変換器に結合する第２変 圧器装置とを有する装置。 Ｃ３８）　請求の範囲第６７項において、前記第１変圧器装置と前記第２変圧器 装置が整合している装置。 １