JPS6121683Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 自動制御の技術が多くの技術分野における各種
の機器について広く実施されて来ていることは周
知のとおりであり、また、従来から自動制御系に
おいて制御量の監視、制御巾の制限、その他多く
の目的を達成するために、自動制御系中に制御信
号のレベル検出器を設けたものも知られている。

ところで、自動制御系中にレベル検出器を設け
て、誤差信号のレベル検出が可能とされている自
動制御系において、制御ループを開放した状態に
ついても、その誤差信号のレベル検出を行なうこ
とが必要とされる場合があるが、周知のように自
動制御系中に現われている誤差信号のレベルは、
自動制御系が閉じている状態においては、自動制
御系における自動制御動作によつて見掛け上著る
しく低い信号レベルの状態のものとなされてお
り、また、自動制御系が開放された状態において
は高い信号レベルの誤差信号が現われるから、自
動制御系が閉じている状態の時に現われる誤差信
号と、自動制御系が開放されている状態の時に現
われる誤差信号との双方のものの信号レベルの検
出が要求される際には、レベル検出器としてそれ
ぞれ感度の異なるものを用いることが必要とされ
るのであり、従来は、例えば、２組の増幅器やレ
ベル検出器などを２組用意しておき、自動制御系
の開，閉の状態に応じて前記の増幅器やレベル検
出器を切換えるようにしたり、あるいは複数個の
スイツチ回路を用いて自動制御系の開閉動作と同
時に増幅器の利得やレベル検出器自体の感度を切
換えるようにする、というような手段を講じて上
述した要求にこたえるようにしていたが、上記の
ような手段の適用に当つては必要とされる構成素
子数が多く装置が複雑になるという問題点があつ
た。

前述したような自動制御系の例としては、自動
周波数制御回路（以下、自動周波数制御をAFC
のように略記する）を設けた受信機において、
AFC回路の誤差信号を同調指示のために使用す
る場合が挙げられる。

そして、前記のようなAFC回路を備えた受信
機において、AFC回路を動作させたままで同調
操作を行なつた場合には、AFC回路における
AFC動作が同調指示装置の感度を見掛上低下さ
せてしまうので、受信機を完全な同調点に同調さ
せるように同調操作を行なうことが困難となり、
また、受信機に設けられているAFC回路におけ
る保持範囲が放送局の放送波の周波数配置間隔よ
りも広いものであつた場合（AFCの効果を高め
るためにAFCループの開ループゲインを大きく
した場合など）には、AFC回路を動作させた状
態のままで同調操作を行なうと、隣接局の受信が
不能になることが問題となる。

そのため、受信機にAFC機能を停止させるた
めの、いわゆるAFCスイツチを設け、受信機の
同調操作に際してそのスイツチを操作し、受信機
がAFC動作を行なわない状態としてから同調操
作を行なつて、受信機が完全な同調点に同調され
た状態とし、その後に前記のAFCスイツチを再
び操作して受信機にAFC動作を行なわせるよう
にしている。

前記のような受信機においては、それにAFC
動作を行なわせている場合と、それにAFC動作
を行なわせていない場合とについて、前述のレベ
ル検出器として用いられる同調指示装置に印加さ
れる誤差信号のレベルが異なることになり、前記
したような問題点が発生することになる。

本考案は、第１の基準電圧端子と入力端子との
間に入力信号を加え、第２の基準電圧端子と出力
端子との間に出力信号を得るようにした自動制御
系における制御信号の切換回路において、入力端
子と出力端子との間に、第１のインピーダンス素
子と反転増幅器と第２のインピーダンス素子とを
直列的に接続し、また、前記した第１のインピー
ダンス素子と反転増幅器の入力端との接続点と出
力端子との間にスイツチング手段を設け、さら
に、前記した第２のインピーダンス素子と並列に
レベル検出器を接続し、さらにまた、出力端子と
第２の基準電圧端子との間に第３のインピーダン
ス素子を接続することにより、自動制御系の開，
閉動作と同時にレベル検出器の検出感度も切換わ
るようになされた、構成素子数の少ない自動制御
系における制御信号の切換回路を提供して上記し
た従来の問題点を解決したものであり、以下、添
付図面を参照してその具体的な内容を明らかにす
る。

第１図は本考案の自動制御系における制御信号
の切換回路のブロツク図であつて、この第１図に
おいて、１は入力端子、２は第１の基準電圧端
子、３は出力端子、４は第２の基準電圧端子であ
つて、前記した入力端子１と出力端子３との間に
は、第１のインピーダンス素子５と反転増幅器６
と第２のインピーダンス素子７とが直列的に接続
されており、また、出力端子３と第２の基準電圧
端子４との間には第３のインピーダンス素子８が
接続されている。

前記した第１のインピーダンス素子５と反転増
幅器６との接続点Ｘと出力端子３との間には、ス
イツチング手段９が接続されており、このスイツ
チング手段９は、スイツチ制御信号の入力端子１
１に与えられるスイツチ制御信号によつて開閉制
御される。

また、反転増幅器６の出力端と出力端子３と
は、それぞれレベル検出回路１０の入力端子１０
ａ，１０ｂに接続されており、前記したレベル検
出回路１０からの検出々力は端子１２に送出され
るようになされている。

なお、この自動制御系における制御信号の切換
回路が上記したAFC回路に使用される場合に
は、AFC回路の誤差電圧が入力端子１に供給さ
れ、出力端子３より出力電圧は、局部発振回路、
同調回路などの同調周波数制御電圧としてこれ等
の局部発振回路等に印加されるのであり、スイツ
チング手段９により、この制御電圧を前記の局部
発振回路等に供給してAFC動作を行わせるか、
供給することなく、AFC機能を停止させるかの
選択が行われるのである。

今、第１のインピーダンス素子５のインピーダ
ンスをZ₁、第２のインピーダンス素子７のインピ
ーダンスをZ₂、第３のインピーダンス素子８のイ
ンピーダンスをZ₃とし、また、反転増幅器６の利
得を一Ｋとし、簡単のために前記した反転増幅器
６がその入力インピーダンスは充分に大きく、そ
の出力インピーダンスは充分に小さいものとし
て、第１図示の自動制御系における制御信号の切
換回路における各部の電圧，電流などをそれぞれ
第２図示のように定めてそれを解析すると次のと
おりである。

まず、スイツチング手段９によつて、図中のＸ
点と出力端子３との間が短絡された状態となされ
ている場合について考えると、Ｘ点における基準
電圧に対する電圧E₅と、出力端子３における基
準電圧に対する電圧E₂（出力電圧E₂）とは等し
く、E₅＝E₂の関係にあり、また、反転増幅器６
の出力側のＹ点に基準電圧に対して現われる電圧
E₄は、E₄＝−KE₅のように示されるものとな
る。また、第２図中における各部の電流I₁，I₂，
I₃の間には、I₁＝I₂＋I₃の関係があるから、入力端
子１に加えられた入力信号の電圧（入力電圧）を
E₁とすると、出力電圧E₂、及びレベル検出器１
０の入力端子１０ａ，１０ｂ間に現われる電圧
E₃は、それぞれ次の(1)，(2)式によつて示される
ものとなる。

Ｅ_１−Ｅ_２／Ｚ_１＝Ｅ_２／Ｚ_３＋（１＋Ｋ）Ｅ_２／Ｚ_２ ∴E₂＝Ｚ_２Ｚ_３／ Ｚ_１Ｚ_２＋Ｚ_２Ｚ_３＋Ｚ_１Ｚ_３（
１＋Ｋ）E₁……(1) E₃＝I₃Z₂＝（１＋Ｋ）E₂ ＝Ｚ_２Ｚ_３（１＋Ｋ）／Ｚ_１Ｚ_２＋Ｚ_２Ｚ_３＋Ｚ_１
Ｚ_３（１＋Ｋ）E₁……(2) ここで、Ｋが充分に大きいとすると、上記の
(1)，(2)式は次の（1a），（2a）式のように示される
ものとなる。

E₂≒０ ……（1a） E₃≒Ｚ_２／Ｚ_１E₁ ……（2a） 上記の（1a）式は、第１図示の自動制御系にお
ける制御信号の切換回路において、スイツチング
手段９によりＸ点と出力端子３との間が短絡され
た状態となされている場合には、出力電圧E₂が
零、すなわち、制御系が開放状態にあることを示
し、また、この時にレベル検出器１０の２つの入
力端子１０ａ，１０ｂ間に加えられる電圧E₃
（レベル検出器１０の入力電圧E₃）は、（2a）式の
ように入力電圧E₁のZ₂／Z₁倍となることが判か
る。

次に、前述の場合とは逆に第１図示の自動制御
系における制御信号の切換回路において、スイツ
チング手段９によるＸ点と出力端子３との間の短
絡を解除した場合には、既述のように反転増幅器
６の入力インピーダンスが充分に大きいというこ
とから、入力電圧E₁と反転増幅器６の入力電圧
E₅とは等しく、したがつて、反転増幅器６の出
力電圧E₄は、E₄＝−KE₅＝−KE₁のように示され
る。

故に、出力電圧E₂と、レベル検出器１０の入
力電圧E₃とはそれぞれ次の(3)，(4)式によつて示
されるものとなる。

E₂＝Ｚ_３／Ｚ_２＋Ｚ_３E₄＝−ＫＺ_３／Ｚ_２＋Ｚ_３E₁…
…(3) E₃＝−Ｚ_２／Ｚ_２＋Ｚ_３E₄＝ＫＺ_２／Ｚ^２＋Ｚ_３E₁…
…(4) 上記の(3)式は、第１図示の自動制御系における
制御信号の切換回路においてスイツチング手段９
がＸ点と出力端子３との間の短絡を解除している
状態となされている時には制御系が閉じて、出力
端子３には入力端子１に加えられた入力電圧E₁
の−ＫＺ_３／Ｚ_２＋Ｚ_３倍された出力電圧が現われるこ
とを示し ており、また、(4)式は、この時にレベル検出器１
０へ加えられる入力電圧E₃が、入力端子１に加
えられる入力電圧E₁のＫＺ_２／Ｚ_２＋Ｚ_３倍であること
を示し ている。

上記したところから明らかなように、第１図示
の自動制御系における制御信号の切換回路は、ス
イツチング手段９の開閉動作に応じて制御系を閉
じたり開放したりするように動作し、それと同時
にレベル検出器１０に加えられる入力電圧E₃の
大きさが変化されるのであり、第１図示の回路を
自動制御系の電気的な帰還路に入れた場合には、
スイツチング手段９を開放状態とすれば自動制御
系が閉じて、入力電圧E₁が(3)式に従つて増幅さ
れた出力端圧E₂が出力端子３に現われるのと同
時に、レベル検出器１０には(4)式に従つた入力電
圧E₃が加えられ、また、スイツチング手段９を
オンの状態とすれば自動制御系が開放されて出力
電圧E₂が（1a）式で示されるように零となされ
るのと同時に、レベル検出器１０に（2a）式で示
されるような入力電圧E₃が加えられる。

そして、上記た自動制御系の開閉状態に応じて
（2a）式あるいは(4)式で示されるように変化する
レベル検出器１０への入力電圧E₃が、入力端子
１に加えられた入力電圧E₁に対して、それぞれ
どれだけ増幅されたものとなされるのかは、
（2a）式及び(4)式中に示されているZ₁，Z₂，Z₃の
値、すなわち、第１図示の回路中の第１インピー
ダンス素子５のインピーダンスZ₁、第２インピー
ダンス素子７のインピーダンスZ₂、第３のインピ
ーダンス素子８のインピーダンスZ₃の値を適当に
選定することにより所要のように設定できるので
ある。

すなわち、例えば、自動制御系の第１図示の回
路以外の残りのループゲインが１で、ループが開
いた状態のときの誤差量をe1と仮定すると、ルー
プが開いたときのE3の値E3′は（2a）式より、 E3′＝Ｚ２／Ｚ１・e1 となり、ループが閉じたと
き の誤差量E1′は、(3)式より、 となる（Ｋが大きいとE1′の値は小さくな
る）。

このときのE₃の値E3″は(4)式より、 E3″＝Ｋ・Ｚ２／Ｚ２＋Ｚ３・E1′＝Ｋ・Ｚ２／Ｚ２
＋Ｚ３＋Ｋ・Ｚ３・e1 となるが、Ｋが充分に大きいと、 E″≒Ｚ２／Ｚ３・e1となり、この場合にZ1＝Z3に選
ぶ と、E3′＝E3″となり、指針の振れはループの開
閉にも抱わらずに同一になる。

なお、上記においてはＫが充分に大きいという
仮定をたてて省略計算を行なつているが、省略計
算を行なわずに、Ｋがどのような値であつても、
E3′＝E3″を満足させうる如きZ1〜Z3の値を計算
によつて求めることができることは勿論である。

したがつて、レベル検出器１０として例えば電
圧計などのような指示計器が用いられている場合
に、自動制御系の開閉状態の如何に拘わらずに指
示計器の指針の振れに大差が生じないように前記
した第１〜第３のインピーダンス素子のインピー
ダンスZ₁〜Z₃の値を選定して回路を構成すれば、
自動制御系が開放状態にある場合の大きなレベル
の誤差信号と、自動制御系が閉じている状態にお
ける小さなレベルの誤差信号とを、同一の指示計
器により表示させても、指示計器の指針の振れに
大差が生じることがなく、何れの誤差信号の信号
レベルをも明確に指示させることができるのであ
り、本考案によれば、既述した従来例におけるよ
うに自動制御系の開，閉両状態について、それぞ
れ個別に感度の異なる指示計器を用意して、それ
を切換えて用いたり、あるいは、自動制御系の
開，閉状態に応じて個別に設けた増幅度の異なる
増幅器の切換えを行なうなどの必要がなく、簡単
な構成で抵抗値を所定の値に選定するだけで所期
の目的が達成できるのである。

また、例えばレベル検出器１０として、予め定
められたスレツシヨルド電圧があつて、そのスレ
ツシヨルド電圧以上の入力信号が加えられた場合
に出力側に信号を出すような形式のものが使用さ
れており、このレベル検出器１０の出力によつて
スイツチング手段９が制御されるようになされて
いる場合には、自動制御系の開，閉状態に応じて
それぞれレベル検出器１０の感度を所要のように
し、この自動制御系の引込み範囲や保持範囲など
のような制御範囲を任意な値に設定することがで
きる。

このことは、例えばこの自動制御系における制
御信号の切換回路がAFC回路を備えた受信機に
使用される場合には、選局動作時はレベル検出器
１０の信号によりスイツチング手段９を閉に動作
させてAFC回路を動作させないようにし、同調
時はスイツチング手段９を開に動作させてAFC
回路を動作させるようにすることが可能である。

以上のとおりであつて、本考案の自動制御系に
おける制御信号の切換回路では、簡単な構成にも
拘わらず、自動制御系の開閉状態に応じ、レベル
検出器に与えられる入力電圧E₃が、入力端子１
に加えられる入力電圧E₁に対して所要の各異な
つた増幅度で増幅されたものとなされるので、本
考案の自動制御系における制御信号の切換回路の
実施により既述した従来の問題点は良好に解決で
きるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の自動制御系における制御信号
の切換回路のブロツク図、第２図は本考案回路の
動作原理，構成原理を説明するためのブロツク図
である。 １……入力端子、２……第１の基準電圧端子、
３……出力端子、４……第２の基準電圧端子、５
……第１のインピーダンス素子、６……反転増幅
器、７……第２のインピーダンス素子、８……第
３のインピーダンス素子、９……スイツチング手
段、１０……レベル検出器。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 自動制御系の帰還路に挿入された、第１の基準
   電圧端子と入力端子との間に入力信号を加え、第
   ２の基準電圧端子と出力端子との間に出力信号を
   得るようにした自動制御系の帰還路を開閉する自
   動制御系における制御信号の切換回路において、
   入力端子と出力端子との間に、第１インピーダン
   ス素子と反転増幅器と第２のインピーダンス素子
   とを直列的に接続し、また、前記した第１のイン
   ピーダンス素子と反転増幅器の入力端との接続点
   と出力端子との間にスイツチング手段を設け、さ
   らに、前記した第２インピーダンス素子と並列に
   レベル検出器を接続し、さらにまた、出力端子と
   第２の基準電圧端子との間に第３のインピーダン
   ス素子を接続してなる自動制御系における制御信
   号の切換回路。