JPS6022798B2 - ２線式信号変換装置 - Google Patents
２線式信号変換装置Info
- Publication number
- JPS6022798B2 JPS6022798B2 JP13641577A JP13641577A JPS6022798B2 JP S6022798 B2 JPS6022798 B2 JP S6022798B2 JP 13641577 A JP13641577 A JP 13641577A JP 13641577 A JP13641577 A JP 13641577A JP S6022798 B2 JPS6022798 B2 JP S6022798B2
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- JP
- Japan
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- circuit
- time constant
- constant
- signal
- load
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- Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、流速や振動等の測定量に応じた周波数信号を
例えばＤＣ４〜２仇Ａの如きアナログ信号に変換する２
線式の信号変換装置に関するものである。
例えばＤＣ４〜２仇Ａの如きアナログ信号に変換する２
線式の信号変換装置に関するものである。
一般に周波数信号をアナログ信号に精度よく変換するに
は、周波数信号を一定パルス幅のパルス信号に変換した
後アナログ信号に変換しなければならない。
は、周波数信号を一定パルス幅のパルス信号に変換した
後アナログ信号に変換しなければならない。
このため従来は単安定マルチパイプレータ等を用いて周
波数信号を一定パルス幅のパルス信号に変換しているが
、構成が複雑であるとともに、パルス信号のパルス幅の
調整が容易でない。したがってアナログ信号に変換した
後にスパン調整を行なわなければならず、スパン調整に
よって零点が変動しないようにするには、スパン調整回
路や零点の調整回路の構成が複雑にならざるをえなかっ
た。本発明は、周波数信号をェクスクルースィブオアゲ
ートとして動作する論理回路と時定数回路とを組合わせ
て一定パルス幅のパルス信号に変換し、かつ時定数回路
の時定数を選ぶことによってパルス信号のパルス幅を変
えてスパン調整を行なうようにして、簡単な構成で精度
よく周波数信号をアナログ信号に変換できるとともに、
スパンを調整しても零点の変動を生じることのない２線
式の信号変換装置を実現したものである。
波数信号を一定パルス幅のパルス信号に変換しているが
、構成が複雑であるとともに、パルス信号のパルス幅の
調整が容易でない。したがってアナログ信号に変換した
後にスパン調整を行なわなければならず、スパン調整に
よって零点が変動しないようにするには、スパン調整回
路や零点の調整回路の構成が複雑にならざるをえなかっ
た。本発明は、周波数信号をェクスクルースィブオアゲ
ートとして動作する論理回路と時定数回路とを組合わせ
て一定パルス幅のパルス信号に変換し、かつ時定数回路
の時定数を選ぶことによってパルス信号のパルス幅を変
えてスパン調整を行なうようにして、簡単な構成で精度
よく周波数信号をアナログ信号に変換できるとともに、
スパンを調整しても零点の変動を生じることのない２線
式の信号変換装置を実現したものである。
第１図は本発明装置の一実施例を示す接続図である。
図において、１は周波数信号Ｐｉが加わる入力端子、２
は可変抵抗Ｋ，とコンデンサＣ，からなる時定数回路、
３はェクスクルースィブオアゲートＥＯＲ，からなる論
理回路、４はリニアＩＣの演算増幅器（以下ＯＰという
）、５は出力トランジスタ、６は定電圧回路、７は直流
電源、８は負荷抵抗、９は一対の伝送線である。直流電
源７と負荷抵抗８とは受信側に配置され、変換器側とは
一対の伝送線９によって結ばれている。
は可変抵抗Ｋ，とコンデンサＣ，からなる時定数回路、
３はェクスクルースィブオアゲートＥＯＲ，からなる論
理回路、４はリニアＩＣの演算増幅器（以下ＯＰという
）、５は出力トランジスタ、６は定電圧回路、７は直流
電源、８は負荷抵抗、９は一対の伝送線である。直流電
源７と負荷抵抗８とは受信側に配置され、変換器側とは
一対の伝送線９によって結ばれている。
すなわち直流電源７と負荷８の直列回路は伝送線９を介
して出力トランジスタ５と帰還抵抗Ｒｆの直列回路に接
続され、出力トランジスタ５で制御される出力電流ｌｏ
が帰還抵抗Ｒ？および負荷８に流れるようになっている
。定電圧回路６は出力トランジスタ５と並列に接続され
ており、電界効果トランジスタＱ，からなる定電流回路
と、これに抵抗Ｋ７を介して直列に接続されたツヱナー
ダィオードＤｚとからなり、Ｄｚの両端に安定化した電
圧Ｅｓを発生するものである。この電圧ＥＳは論理回路
３の電源端子に加えられている。またＥｓは抵抗Ｒ３，
Ｒ４で分圧されてＯＰ４の一方の入力端子（一）に加え
られるとともに、帰還抵抗Ｒｆの両端に生ずる帰還電圧
ｌｏＲｆと加算された後抵抗の５，Ｒ６で分圧されてＯ
Ｐ４の他方の入力端子（十）に加えられる。さらに、抵
抗Ｒ７とッェナーダイオードＤｚの直列回路の両端電圧
がトランジスタＱ２を介してＯＰ４の電源端子に加えら
れている。このような構成において、入力端子１に第２
図イに示す如きパルス波形の周波数信号Ｐｊが加えられ
ると、時定数回路２は周波数信号Ｐｉをその時定数Ｃ，
Ｒ．で立上り、同じ時定数で立下る遅れをもった第２図
口に示す如き波形の信号Ｐ２に変換して、ＥＯＲ，の一
方の入力端子に加える。
して出力トランジスタ５と帰還抵抗Ｒｆの直列回路に接
続され、出力トランジスタ５で制御される出力電流ｌｏ
が帰還抵抗Ｒ？および負荷８に流れるようになっている
。定電圧回路６は出力トランジスタ５と並列に接続され
ており、電界効果トランジスタＱ，からなる定電流回路
と、これに抵抗Ｋ７を介して直列に接続されたツヱナー
ダィオードＤｚとからなり、Ｄｚの両端に安定化した電
圧Ｅｓを発生するものである。この電圧ＥＳは論理回路
３の電源端子に加えられている。またＥｓは抵抗Ｒ３，
Ｒ４で分圧されてＯＰ４の一方の入力端子（一）に加え
られるとともに、帰還抵抗Ｒｆの両端に生ずる帰還電圧
ｌｏＲｆと加算された後抵抗の５，Ｒ６で分圧されてＯ
Ｐ４の他方の入力端子（十）に加えられる。さらに、抵
抗Ｒ７とッェナーダイオードＤｚの直列回路の両端電圧
がトランジスタＱ２を介してＯＰ４の電源端子に加えら
れている。このような構成において、入力端子１に第２
図イに示す如きパルス波形の周波数信号Ｐｊが加えられ
ると、時定数回路２は周波数信号Ｐｉをその時定数Ｃ，
Ｒ．で立上り、同じ時定数で立下る遅れをもった第２図
口に示す如き波形の信号Ｐ２に変換して、ＥＯＲ，の一
方の入力端子に加える。
なお時定数回路２の時定数Ｃ，Ｒ，は周波数信号Ｐｉの
パルス幅ｔｉに比して充分に４・さく選定されている。
またＥＯＲ，の他方の入力端子には周波数信号Ｐｉがそ
のまま加えられている。ＥＯＲ，は２つの入力端子に印
加される信号の状態が“１”，０ 肌あるいは‘‘○”
，‘‘１”のとき‘‘１”を出力し、‘‘１”，“１”
あるいは“０”，１‘０”のとき１‘０”を出力するも
ので、ＥＯＲ，の“１”，“０”の判別を行うスレッシ
ュホールド電圧を第２図口におけるＥＴとすれば、出力
には第２図ハに示す如く、時定数回路２の出力が零から
Ｅ，に達するまでの間ｔ，と、ＥｉからＥＴになるまで
の聞けこおいてパルス信号Ｐｏが生ずる。このパルス信
号Ｐｏの振幅はＥｓで一定であり、一周期Ｔにおけるパ
ルス幅ｔ（＝ち十ｔ２）もＰｉの振幅Ｅｉおよびスレッ
シュホールド電圧Ｅ，が変化しなければ一定である。そ
してパルス幅ｔの大きさは、時定数回路２の時定数Ｃ，
Ｒ，を可変抵抗虫，で変えることによって容易に調整で
きる。この論理回路３の出力パルス信号Ｐｏは抵抗Ｒ２
を介してＯＰ４の入力端子（一）に加えられる。ここで
抵抗戊２の値を適当に選ぶことによって、論理回路３と
して出力インピーダンスの低いものを用いることができ
る。またＯＰ４の入力様子（一）には一定電圧虫ｓが抵
抗Ｒ３，Ｒ４で分圧されて加えられており、抵抗Ｒ４に
はパルス信号Ｐｏの平滑用コンデンサＣ２が接続されて
いる。よって、ＯＰ４の入力端子（一）の電位Ｅａは、
となる。一方ＯＰ４の入力端子（十）には一定の電圧虫
ｓと帰還電圧ｌｏＲｆとを加算した電圧を抵抗Ｒ５，Ｒ
６で分圧して加えられているので、入力端子（十）の電
位Ｅｂは、Ｅｂ〒Ｒ電撃馬（１０Ｒｆ＋ＥＳ） ■
ただし、Ｒｆ＜＜Ｒ５，Ｒ６となる。
パルス幅ｔｉに比して充分に４・さく選定されている。
またＥＯＲ，の他方の入力端子には周波数信号Ｐｉがそ
のまま加えられている。ＥＯＲ，は２つの入力端子に印
加される信号の状態が“１”，０ 肌あるいは‘‘○”
，‘‘１”のとき‘‘１”を出力し、‘‘１”，“１”
あるいは“０”，１‘０”のとき１‘０”を出力するも
ので、ＥＯＲ，の“１”，“０”の判別を行うスレッシ
ュホールド電圧を第２図口におけるＥＴとすれば、出力
には第２図ハに示す如く、時定数回路２の出力が零から
Ｅ，に達するまでの間ｔ，と、ＥｉからＥＴになるまで
の聞けこおいてパルス信号Ｐｏが生ずる。このパルス信
号Ｐｏの振幅はＥｓで一定であり、一周期Ｔにおけるパ
ルス幅ｔ（＝ち十ｔ２）もＰｉの振幅Ｅｉおよびスレッ
シュホールド電圧Ｅ，が変化しなければ一定である。そ
してパルス幅ｔの大きさは、時定数回路２の時定数Ｃ，
Ｒ，を可変抵抗虫，で変えることによって容易に調整で
きる。この論理回路３の出力パルス信号Ｐｏは抵抗Ｒ２
を介してＯＰ４の入力端子（一）に加えられる。ここで
抵抗戊２の値を適当に選ぶことによって、論理回路３と
して出力インピーダンスの低いものを用いることができ
る。またＯＰ４の入力様子（一）には一定電圧虫ｓが抵
抗Ｒ３，Ｒ４で分圧されて加えられており、抵抗Ｒ４に
はパルス信号Ｐｏの平滑用コンデンサＣ２が接続されて
いる。よって、ＯＰ４の入力端子（一）の電位Ｅａは、
となる。一方ＯＰ４の入力端子（十）には一定の電圧虫
ｓと帰還電圧ｌｏＲｆとを加算した電圧を抵抗Ｒ５，Ｒ
６で分圧して加えられているので、入力端子（十）の電
位Ｅｂは、Ｅｂ〒Ｒ電撃馬（１０Ｒｆ＋ＥＳ） ■
ただし、Ｒｆ＜＜Ｒ５，Ｒ６となる。
そして、ＯＰ４はゲインが充分に大きく、ＥａとＥｂと
が等しくなるように出力トランジスタ５を駆動し、出力
電流ｌｏを制御するので、出力電流ｌｏ‘ま・ｈ＝Ｒゞ
Ｒ６位２Ｒ葺合Ｒ串Ｒ４十Ｒ４Ｒ公｛Ｒ３Ｒ４手十Ｒ２
Ｒ４Ｒ５−Ｒ３Ｒ６位２十Ｒ４）｝ＥＳ ■
Ｒ５十Ｒ６となる。
が等しくなるように出力トランジスタ５を駆動し、出力
電流ｌｏを制御するので、出力電流ｌｏ‘ま・ｈ＝Ｒゞ
Ｒ６位２Ｒ葺合Ｒ串Ｒ４十Ｒ４Ｒ公｛Ｒ３Ｒ４手十Ｒ２
Ｒ４Ｒ５−Ｒ３Ｒ６位２十Ｒ４）｝ＥＳ ■
Ｒ５十Ｒ６となる。
｛３｝式において、各抵抗の値とパルス幅ｔおよび電圧
Ｅｓはともに一定な値であるので、出力電流１０は周波
数信号Ｐｉの周波数ｆ（＝士）に正確に対応したものと
なる。この出力電流日ｏは一対の伝送線９を介して受信
側の負荷８へ伝送される。そして出力電流ｌｏの零点は
可変抵抗Ｒ６によって調整でき、スパンは可変抵抗Ｒ．
によって調整できるので、周波数信号Ｐｉの周波数変化
の０〜１００％に対し例えばＤＣ４〜２仇ｈＡの如き出
力電流ｌｏを得ることが容易である。
Ｅｓはともに一定な値であるので、出力電流１０は周波
数信号Ｐｉの周波数ｆ（＝士）に正確に対応したものと
なる。この出力電流日ｏは一対の伝送線９を介して受信
側の負荷８へ伝送される。そして出力電流ｌｏの零点は
可変抵抗Ｒ６によって調整でき、スパンは可変抵抗Ｒ．
によって調整できるので、周波数信号Ｐｉの周波数変化
の０〜１００％に対し例えばＤＣ４〜２仇ｈＡの如き出
力電流ｌｏを得ることが容易である。
特にスパン調整を時定数回路２の可変抵抗又，でパルス
信号Ｐｏのパルス幅ｔを変えて行っているので、スパン
調整によって零点の変動を生じない利点がある。なお、
論理回路３の出力パルスＰｏを抵抗Ｒ２を介してＯＰ４
の入力端子（一）に加える場合を例示したが、ＯＰ４の
入力端子（十）に加えるようにしてもよい。
信号Ｐｏのパルス幅ｔを変えて行っているので、スパン
調整によって零点の変動を生じない利点がある。なお、
論理回路３の出力パルスＰｏを抵抗Ｒ２を介してＯＰ４
の入力端子（一）に加える場合を例示したが、ＯＰ４の
入力端子（十）に加えるようにしてもよい。
この場合帰還抵抗Ｒｆは出力トランジスタ４と直流電源
７の負極側の間に接続され、定電流回路は直流電源７の
正極側に接続される。第３図は本発明装置の他の実施例
を示す接続図で、論理回路３としてＣ一ＭＯＳを用い、
温度変化によるスレッシュホールド電圧ＢＴの変動の影
響を受けないようにしたものである。
７の負極側の間に接続され、定電流回路は直流電源７の
正極側に接続される。第３図は本発明装置の他の実施例
を示す接続図で、論理回路３としてＣ一ＭＯＳを用い、
温度変化によるスレッシュホールド電圧ＢＴの変動の影
響を受けないようにしたものである。
すなわちＣ−ＭＯＳでは、そのスレツシュホールド電圧
ＥＴが常温付近において供給電圧Ｅｓの１／２になると
いう特性を持っているので、ＥＯＲ，の入力に加わる信
号の振幅をＥｓにすれば、温度変化でＢＴが変動しても
ＥＯＲ，の出力パルスＰｏのパルス幅ｔ（ｔ，十ら）は
、ＥＴが下がりｔ，が小さくなるとらがその分大きくな
って補償し、逆にＥＴが上がりｔ，が大きくなるとｔ２
がその分小さくなって補償するので、実質上一定な値に
維持され、ＥＴの変動の影響を受けなくなる。そこで本
実施例では、Ｃ一ＭＯＳの同一パッケージ内のェクスク
ルースイブオアゲートＥＯＲ２をＥＯＲＧ，および時定
数回路２の前段に設け、周波数信号Ｐｉを一定振幅Ｅｓ
のパルス信号Ｐｉに変換してＥＯＲ，および時定数回路
２に加えるようにしてある。なお、Ｃ一ＭＯＳは同一パ
ッケージ内に少なくとも３個のヱクスクルースィブオア
ゲートＧ，，０２，Ｇ３を有しているので、他の１個の
ＥＯＲ３を第３図に示すように時定数回路２の後段に設
けて、時定数回路２の出力Ｐ２を波形整形してＥＯＲ，
に加えるようにしてもよい。このように論理回鱗３とし
てＣ−ＭＯＳを用いると、温度変化による影響を実質的
に受けず、しかも消費電力が少なく、さらにＧ２，Ｇ３
を設けても回路全体として価格やスペース的に何ら不利
にはならない等の効果がある。
ＥＴが常温付近において供給電圧Ｅｓの１／２になると
いう特性を持っているので、ＥＯＲ，の入力に加わる信
号の振幅をＥｓにすれば、温度変化でＢＴが変動しても
ＥＯＲ，の出力パルスＰｏのパルス幅ｔ（ｔ，十ら）は
、ＥＴが下がりｔ，が小さくなるとらがその分大きくな
って補償し、逆にＥＴが上がりｔ，が大きくなるとｔ２
がその分小さくなって補償するので、実質上一定な値に
維持され、ＥＴの変動の影響を受けなくなる。そこで本
実施例では、Ｃ一ＭＯＳの同一パッケージ内のェクスク
ルースイブオアゲートＥＯＲ２をＥＯＲＧ，および時定
数回路２の前段に設け、周波数信号Ｐｉを一定振幅Ｅｓ
のパルス信号Ｐｉに変換してＥＯＲ，および時定数回路
２に加えるようにしてある。なお、Ｃ一ＭＯＳは同一パ
ッケージ内に少なくとも３個のヱクスクルースィブオア
ゲートＧ，，０２，Ｇ３を有しているので、他の１個の
ＥＯＲ３を第３図に示すように時定数回路２の後段に設
けて、時定数回路２の出力Ｐ２を波形整形してＥＯＲ，
に加えるようにしてもよい。このように論理回鱗３とし
てＣ−ＭＯＳを用いると、温度変化による影響を実質的
に受けず、しかも消費電力が少なく、さらにＧ２，Ｇ３
を設けても回路全体として価格やスペース的に何ら不利
にはならない等の効果がある。
またＥＯＲ２によって周波数信号Ｐｉを波形整形して一
定振幅Ｅｓのパルス波形に変換できるので、周波数信号
Ｐｉとしてはパルス波形に限らず信号レベルがＥＯＲ２
のスレツシュホールド電圧より充分に大きければ正弦波
等の波形であってもよい。なお周波数信号Ｐｉのレベル
が低い場合には第３図に示すように増幅器やコンパレー
タ等の信号処理手段１０をＥＯＲ２の前段に設ければよ
い。またＣ一ＭＯＳのゲートＧ２，Ｇ３としてはェクス
クルースィブオアゲートとして動作するものを例示した
が、オアゲートやナンドゲートとして動作するように構
成してもよい。以上説明したように本発明おいては、周
波数信号をェクスクルースィブオアゲートとして動作す
る論理回路と時定数回路とを組合せて一定パルス幅のパ
ルス信号に変換し、かつ時定数回路の時定数を選ぶこと
によってパルス信号のパルス幅を変えてスパン調整を行
なうようにしているので、簡単な構成で精度よく周波数
信号をアナログ信号に変換でき、しかもスパン調整よっ
て零点の変動を生じない２線式の信号変換装置が得られ
る。
定振幅Ｅｓのパルス波形に変換できるので、周波数信号
Ｐｉとしてはパルス波形に限らず信号レベルがＥＯＲ２
のスレツシュホールド電圧より充分に大きければ正弦波
等の波形であってもよい。なお周波数信号Ｐｉのレベル
が低い場合には第３図に示すように増幅器やコンパレー
タ等の信号処理手段１０をＥＯＲ２の前段に設ければよ
い。またＣ一ＭＯＳのゲートＧ２，Ｇ３としてはェクス
クルースィブオアゲートとして動作するものを例示した
が、オアゲートやナンドゲートとして動作するように構
成してもよい。以上説明したように本発明おいては、周
波数信号をェクスクルースィブオアゲートとして動作す
る論理回路と時定数回路とを組合せて一定パルス幅のパ
ルス信号に変換し、かつ時定数回路の時定数を選ぶこと
によってパルス信号のパルス幅を変えてスパン調整を行
なうようにしているので、簡単な構成で精度よく周波数
信号をアナログ信号に変換でき、しかもスパン調整よっ
て零点の変動を生じない２線式の信号変換装置が得られ
る。
第１図は本発明の一実施例を示す接続図、第２図はその
動作説明図、第３図および第４図は本発明の他の実施例
の接続図である。 １・・・・・・入力端子、２・・・・・・時定数回路、
３・・・・・・論理回路、４・・・…演算増幅器、５・
・・・・・出力トランジスタ、６・・・・・・定電圧回
路、７・・・・・・直流電源、８・・・・・・負荷、９
・・・・・・一対の伝送線。 多′亀第２匂 名Ｊ濁 豹４鶴
動作説明図、第３図および第４図は本発明の他の実施例
の接続図である。 １・・・・・・入力端子、２・・・・・・時定数回路、
３・・・・・・論理回路、４・・・…演算増幅器、５・
・・・・・出力トランジスタ、６・・・・・・定電圧回
路、７・・・・・・直流電源、８・・・・・・負荷、９
・・・・・・一対の伝送線。 多′亀第２匂 名Ｊ濁 豹４鶴
Claims (1)
- １ 受信側の直流電源と負荷の直列回路に一対の伝送線
により接続される信号変換装置であつて、前記伝送線を
介して負荷に流れる電流を制御する出力トランジスタと
、この出力トランジスタを駆動する演算増幅器と、前記
出力トランジスタと並列になるように前記伝送線に接続
される定電圧回路と、前記負荷に流れる電流に対応した
帰還電圧を発生する帰還抵抗と、前記定電圧回路よりの
一定電圧を分圧して前記演算増幅器の一方の入力端子に
加える手段と、前記定電圧回路よりの一定電圧と前記帰
還電圧との和を分圧して前記演算増幅器の他方の入力端
子に加える手段と、周波数信号が加えられる抵抗とコン
デンサを有する時定数回路と、前記周波数信号と前記時
定数回路の出力が加えられるエクスクルースイブオアゲ
ートとして動作し前記一定電圧が電源端子に供給されて
いる論理回路と、この論理回路の出力パルスを抵抗を介
して前記演算増幅器の一方の入力端子に加える手段とを
備え、前記受信側の負荷を流れる電流が前記周波数信号
の値を表わすようにするとともに、前記時定数回路の時
定数を選んで前記論理回路の出力パルスのパルス幅を変
えることによつて前記負荷を流れる電流のスパンを調整
するようにしたことを特徴とする２線式信号変換装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13641577A JPS6022798B2 (ja) | 1977-11-14 | 1977-11-14 | ２線式信号変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13641577A JPS6022798B2 (ja) | 1977-11-14 | 1977-11-14 | ２線式信号変換装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5469460A JPS5469460A (en) | 1979-06-04 |
| JPS6022798B2 true JPS6022798B2 (ja) | 1985-06-04 |
Family
ID=15174617
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13641577A Expired JPS6022798B2 (ja) | 1977-11-14 | 1977-11-14 | ２線式信号変換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6022798B2 (ja) |
-
1977
- 1977-11-14 JP JP13641577A patent/JPS6022798B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5469460A (en) | 1979-06-04 |
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