JPS604432B2 - 周波数信号電圧信号変換器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は周波数信号をこれに対応した大きさの電圧信号
に変換する周波数信号電圧信号変換器に関するものであ
る。

従来、この種の装置として、入力周波数信号を一定のパ
ルス幅のパルス信号に変換する単安定マルチパイプレー
タと平滑回路との組合せ回路が一般に使用されている。

しかしながら、このような従来装置においては回路構成
が複雑となるうえに一定であるべきパルス幅が温度の影
響を受けるために変換誤差が生ずる欠点があった。本発
明は、このような従来装置の欠点をなくするとともに、
消費電力の少ないこの種の変換器を実現しようとするも
のである。

第１図は本発明の基本回路を示すブロック図である。

図において、１は被変換周波数信号が印加される入力端
子、２は抵抗Ｒ，とコンデンサＣ，とで構成された時定
数回路で、Ｃ．・Ｒ，で決まる時定数は特に入力周波数
信号のパルス幅に対して十分４・さく選定するものとす
る。３はェクスクルースイブオア（Ｅ比ｌｕｓｉｖｅＯ
Ｒ）回路（以下ＥｘＯＲ回路と呼ぶ）で、一方の入力端
に入力周波数信号が、他方の入力端に時定数回路２の出
力信号がそれぞれ印加される。

４はＥｘＯＲ回路の出力信号を平浴し、入力周波数信号
に対応した電圧信号を得る平滑回路、５は出力端子であ
る。

このように構成した回路の動作を次に第２図を参照しな
がら説明する。

いま、第２図イに示すような高さＶｓ、パルス幅ｔのパ
ルス信号が入力端子１に印加されたとすると、ＥｘＯＲ
回路３の一方の入力端にはこれがそのまま印加され、他
方の入力端には、第２図口に示すようにＣ．・Ｒ，の時
定数で立上がり、同じ時定数で立下がる遅れをもったパ
ルス信号が印加される。ＥｘＯＲ回路３は２つの入力端
に印加される信号の状態がい１″，い０″あるいは”０
″，い１″のとき、、１″を出力し、、１″，ぃ１″あ
るいは、、０″，”０″のとき、、ｏ″を出力とするも
ので、ＥｘＯＲ回路３の、、１″，い０〆の判別を行う
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、出力信号は第２図ハに示す通り２個のパルス信号と
なる。すなわち、時定数回路２の出力が零からＥＴに達
するまでの間らと、ＶｓからＥＴになるまでの間りこお
いてパルス信号が出力され、このパルス信号の周波数は
入力周波数の２倍となる。平滑回路４は第２図ハに示さ
れるＥｘＯＲ回路３の出力パルスを平浴し、第２図二に
示すような入力周波数に対応した直流電圧を得る。ここ
で、第１図に示す回路における温度変化による影響を考
察する。

この回路において、時定数回路２の回路定数および平滑
回路４の回路定数等は温度変化に対して無視するものと
すれば、温度変化は主としてＥｘＯＲ回路３のスレツシ
ュホールド電圧ＥＴの変化をひき起こす。いま、常温付
近におけるスレッシュホールド電圧をＥ’、入力端に与
えられるパルス信号の高さを示す電圧をＶｓとすると「
これらと得られる２個のパルス信号の時間幅ｔ，，ｔ
２との関係は、それぞれ｛１｝式および【２｝式で示す
ことができる。−ｔｌ ＶＳく・−ｅ Ｃ．Ｒ，）＝ＥＴ （１）ｔ２
■Ｖｓ ｅ Ｃ，Ｒ，＝ＥＴ ただし、Ｃ，，Ｒ，は時定数回路２の時定数‘１）式お
よび｛２｝式から、パルス信号の時間幅ら，ｔ２はそれ
ぞれ糊式および‘４｝式で示すことができる。

＊ｔ・＝−ＣＩＲ
・ｌｏｇ（１−崇）‘３’ｔ２＝−ｃ，Ｒ，１０為
【４’ 平滑回路４を介して得られる直流電圧Ｖｏは、ＥｘＯＲ
回路３で得られた２個のパルス信号の面積の和（第２図
′、の斜線部分の和に対応）、すなわちパルスの高さを
一定とすれば時間幅ｔ，とｔ２の和に対応する。

したがって、平滑回路４を介して得られる直流電圧Ｖｏ
は｛５）式で代表される。Ｖ。＝ｔ，十ｔ２＝−Ｃ．Ｒ
．ｌｏｇＥＴ。

崇字ＥＴ） ‘５｝ここで、温度が常温から△Ｔ変化
し、これによってＥｘＯＲ回路のスレツシュホールド電
圧が△ＥＴ減少し、ＥＴ−△ＥＴになったとすると「得
られる２個のパルス信号のパルス幅ら，，ｔ２，は‘６
｝式、｛７〕式で示される。ｔ，．＝−Ｃ．Ｒ．ｌｏｇ
（・−Ｅ三ラ手三） 【６１ｔ２．＝−Ｃ．Ｒ．・０ｇ
ＥＴ−Ｖ舎ＥＴ ‘７１また、平滑回路４を介
して得られる直流電圧Ｖｏ，は‘８｝式で代表される。
Ｖ。

，＝ｔ，．十ｔ２，＝−Ｃ，Ｒ，ー。

ｇＥＴ−△ＥＴ）Ｗｓ−ＥＴ＋△ＥＴ）Ｖｓ２＝・Ｃ，
ＲＪ。

ｇＥＴＷｓ−ＥＴ）＋（が，−Ｖｓ）△Ｅ，−（△Ｅ，
アＶｓ２‘５）式および（８〕式において、ＥＴ＝１′
２Ｖｓとすると、これらの式はそれぞれ糊式および皿式
で示される。

Ｖ。

＝ｔｌ＋ｔ２：−ＣＩＲＩ１０ｇ量 ■Ｖ〇，＝ｔ
，．十ｔ２，：−Ｃ・Ｒ・ｌｏｇ｛貴一帯）２｝ 胤 １０において、ＥＴ２／Ｖｓ２は十分小さい値となるの
で、これを無視すれば、１０は〔９｝式と同一となる。

すなわち、平滑回路４を介して得られる直流電圧は温度
変化による影響をほとんど受けない。第３図は以上の動
作を概念的に説明した波形図である。第３図イにおいて
、スレッシュホールド電圧ＥＴが△ＥＴだけ低下すると
、第３図ハに示すように第１番目のパルス信号の時間幅
ら，が第３図口に示す時間幅Ｌ‘こ比べて小さくなり、
第２番目のパルス信号の時間幅ｔ２，が第３図口に示す
時間幅ｔ２に比べて大きくなる。従って、第１番目のパ
ルス信号と第２番目のパルス信号の時間幅の和ｔ・・＋
ら，は、ｔ，十ｔ２とほぼ同じ値に維持される。スレッ
シュホールド電圧が△ＥＴ だけ大きくなつた場合にも
、第３図二に示すように第１番目のパルス信号の時間幅
ｔ，２は大きくなり、第２番目のパルス信号の時間幅ら
２は小さくなるが、両パルス信号の時間幅の和ｔ，２十
上２２はｔ，十ｔ２とほぼ同じ値に維持されるのである
。なお、Ｃ−ＭＯＳで構成されたＢｘＯＲ回路は、常温
付近においてそのスレッシュホールド電圧が与えられる
信号電圧の１′２になるという特徴を有しているので、
これを本発明に係る回路に使用すれば、本発明による作
用効果を容易に達成できるものである。

第４図および第５図は本発明の他の実施例を示すブロッ
ク図である。

いずれの実施例ともＥｘＯＲ回路３の入力端に与えられ
るパルス信号の高さ（振幅）を一定な値にそろえるため
の回路をＥｘＯＲ回路３のそれぞれの入力端に付加した
ものである。すなわち、第４図実施例は、一方の入力端
に一定電圧Ｖｓが与えられたアンドゲート回路６１およ
び７１をＥｘＯＲ回路３の入力端にそれぞれ付加したも
のである。また、第５図実施例は、一方の入力端が共通
ラインに接続されたオア回路８１および９１を付加した
ものである。以上説明したように本発明によれば、抵抗
とコンデンサとで構成される時定数回路と、ＥｘＯＲ回
路および平滑回路を主要な回路要素とするもので、全体
回路構成が簡単でかつ消費電力が少なく、しかも温度の
影響をほとんど受けない周波数信号電圧信号変換器が実
現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本回路を示すブロック図、第２図は
第１図回路の動作を説明するための波形図、第３図は第
１図回路における温度変化による影響を説明するための
波形図、第４図および第５図は本発明の他の実施例を示
すブロック図である。 １・・・・・・入力端子、２・・・・・・時定数回路、
３・・…・ェクスクルースィブオア回路、４……平滑回
路、５…・・・出力端子。 弟′図 第２図 弟３図 弟４図 多Ｊ図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 抵抗とコンデンサとで構成され被変換周波数信号を
   入力とする時定数回路と、前記被変換周波数信号を一方
   の入力とするとともに前記時定数回路の出力信号を他方
   の入力とし、与えられる入力信号電圧のほぼ１／２付近
   にスレツシユホールド電圧が存在するＣ−ＭＯＳで構成
   されたエクスクルースイブオア回路を含む論理回路と、
   この論理回路の出力信号を平滑し前記周波数信号に対応
   した電圧信号を得る平滑回路とで構成された周波数信号
   電圧信号変換器。