JPS6198422A

JPS6198422A - 波形変換回路

Info

Publication number: JPS6198422A
Application number: JP21977084A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Nishimura; 清西村
Original assignee: Rohm Co Ltd
Current assignee: Rohm Co Ltd
Priority date: 1984-10-19
Filing date: 1984-10-19
Publication date: 1986-05-16
Anticipated expiration: 2011-03-06
Also published as: JPH0823786B2

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】産業上の利用分野この発明は、たとえば、サーボ制御装置の回転検出器な
どから与えられる変動する直流電圧成分または直流電流
成分に重畳された交流電圧または電流を直流レベルの変
動に無関係に交流成分波形のみの絶対値波形変換に好適
な波形変換回路に関する。

従来の技術第３図は、変動する直流成分を伴う交流信号の波形変換
を行う場合の従来の波形変換回路の一例を示している。

すなわち、入力端子２に加えられる変動直流成分を伴っ
た交流信号は、利得制御回路４で増幅された後、コンデ
ンサ６で直流成分を除し、かつ、抵抗８でその中点電位
が設定された後、絶対値回路１０に加えられ、出力端子
１２には交流信号を全波整流した形で与えられる絶対値
波形が現れる。

発明が解決しようとする問題点このような積分回路による場合には、っぎのような不都
合がある。

（ａｌ　　直流成分の除去のための交流カップリングと
してのコンデンサが必要であるとともに、コンデンサを
設置しているため、低周波の波形変換が困難であり、処
理信号周波数に制限を受ける。

（ｂｌ　　直流成分を除去するためのコンデンサは、容
量が大きいため、半導体集積回路上の容量素子で充当す
ることが困難であり、他の回路を半導体集積回路で構成
した場合、コンデンサは外付は部品となり、その接続の
ための端子（ピン）が必要になる。

そこで、この発明は、抵抗による中点処理の不都合を除
（とともに、周波数特性を改善した波形変換回路を提供
しようとするものである。

問題点を解決するための手段すなわち、この発明は、動作電流の加減によって増幅利
得の制御が可能にされた差動増幅器と、この差動増幅器
の差動出力を個別に取り出す出力回路と、前記差動増幅
器の動作電流の加減に応じ（て前記出力回路から直流電
流分を除く電流バイバキ１１　　　　　　ス回路と、前記出力回路が発生する差動
出力を合成して取り出す波形合成回路とから構成したも
のである。

作用したがって、この発明は、差動増幅器の利得制御のため
の動作電流の加減に応じて、差動増幅器の出力回路に現
れる出力中の動作電流分、すなわち、直流電流分を除去
し、交流信号波形のみを取り出して絶対値波形に変換す
る。

実施例以下、この発明の実施例を図面を参照して詳細に説明す
る。

第１図はこの発明の波形変換回路の実施例を示している
。

第１図において、波形変換すべき信号波形を発生する信
号源としてホール素子２５が設置されており、このホー
ル素子２５に発生した信号は差動増幅器２６に加えられ
、その差動出力は出力回路２８から取り出される。

ｈ−Ｂ４”！−２５＆ｉ゛″″−Ｌｆ゛’Ｊ−＋％−″
１１　　　！御の回転検出器して用いられ、モータの回
転軸に取り付けられた回転磁極からの交番磁界を受ける
部位に設置される。このホール素子２５の電流端子間に
は、ホール電流を流すための電圧源２７が接続されてお
り、ホール素子−２５には回転磁極からの交番磁界によ
って交流電圧が発生し、その交流信号の周波数は、モー
タの回転数に対応したものとなる。

差動増幅器２６は、一対のトランジスタ３０．３２のエ
ミッタ間に抵抗３４．３６を接続し、これら抵抗３４．
３６の中間接続点と接地側ラインとの間にトランジスタ
３８を接続したものであり、トランジスタ３８に流れる
動作電流Ｉ。で増幅利得が調整される電流制御利得可変
増幅器を構成している。抵抗３４．３６は、差動増幅器
２６の直線性を拡大させるために設置されている。

この差動増幅器２６のトランジスタ３０．３２のベース
には、個別に一定のバイアス電圧が加えられているとと
もに、ホール素子２５が発生した交流電圧が加えられて
いる。すなわち、トランジスタ３０．３２に加えられる
バイアス電圧は、抵抗４０．４２の分圧回路で形成され
、電源端子４６と接地側ラインとの間に印加される電圧
Ｖｃｃを抵抗４０．４２の抵抗比によって分圧形成して
おり、トランジスタ３２には抵抗４０．４２の分圧点か
ら直接に印加され、トランジスタ３０にはその分圧点か
ら抵抗４４を介して加え−られている。

また、トランジスタ３８．４８は電流ミラー回路を構成
しており、制御入力端子５０に図示していない制御回路
から制御電流■。が与えられると、この制御電流Ｉ。は
、抵抗５２を介してトランジスタ４８に流れ込むととも
に、カレントミラー効果によってトランジスタ３８に流
れ、差動増幅器２６の動作電流となる。したがって、制
御電流１、の増減によって差動増幅器２６の増幅利得が
制御される。

この差動増幅器２６の差動出力を取り出すための出力回
路２８は、トランジスタ５４．５６．５８．６０および
抵抗６２．６４で構成されている。トランジスタ５４．
５６はトランジスタ３０に対する能動負荷であり、また
、トランジスタ５８．６０はトランジスタ３２に対する
能動負荷であり、それぞれトランジスタ３０．３２に流
れる差動電流をカレントミラー効果によって取り出し、
抵抗６２．６４を介して接地側ラインに放流する。

そして、各抵抗６２．６４には、出力回路２８に流れる
直流電流分を接地側に放流する電流バイパス回路６６．
６８が個別に形成されている。この実施例の場合、電流
バイパス回路６６はトランジスタ７０、電流バイパス回
路６８はトランジスタ７２で構成され、各トランジスタ
７０．７２はトランジスタ４８と電流ミラー回路を構成
している。すなわち、各トランジスタ７０．７２のエミ
ッタ面積は、トランジスタ４８のエミッタ面積の１／２
に設定されており、制御入力端子５０から加えられた電
流Ｉ。は、差動増幅器２６に対する動作電流になるとと
もに、出力回路２８の差動出力に含まれる直流電流分は
、トランジスタ７０．７２によって減算されるようにな
っている。このため、抵抗６２．６４には、差動出力中
の交流信号骨のみが発生し、たとえば、抵抗６２には交
流信号の正相分、抵抗６４には交流信号の逆相骨の反転
出力が発生する。

各抵抗６２．６４に発生した信号成分は出力合成回路７
３に加えられ、抵抗６２．６４に個別に発生した半波整
流波形が合成される。−すなわち、各抵抗６２．６４に
発生した信号成分は、個別に演算増幅器７４．７６の非
反転入力端子（＋）に加えられている。演算増幅器７４
の出力端子とその反転入力端子（−）との間には抵抗７
８が接続されており、演算増幅器７４は全帰還増幅器を
構成している。同様に、演算増幅器７６の出力端子とそ
の反転入力端子（−）との間には抵抗８０が接続され、
演算増幅器７６も全帰還増幅器を構成している。各演算
増幅器７４．７６の出力端子間には抵抗８２．８４が接
続され、これら抵抗８２．８４の中間点に発生する信号
成分は演算増幅器８６の非反転入力端子（＋）に加えら
れている。

演算増幅器８６の出力端子と反転入力端子（−）よ。□
６．４よ１ユ、８８カ、よ□わ１．ユｔ＊＋１：８６　
　　　’は全帰還増幅器を構成し、演算増幅器８６の出
力は絶対値波形出力として出力端子９０ａ、９０ｂから
取り出される。

以上の構成に基づき、その動作を第２図を参照して説明
する。

第２図のＡは、ホール素子２５で得られた交流電圧波形
を示し、この交流電圧はトランジスタ３０．３２のベー
ス間に加えられる。

ここで、制御入力端子５０からの制御電流■。

が電流■。、から電流Ｉ。２に減少し、差動増幅器２６
の増幅利得が変更された場合を想定すると、第２図のＡ
に示す交流電圧の印加に対応し、トランジスタ３０のコ
レクタ側には第２図のＢに示す電流、トランジスタ３２
のコレクタ側には第２図のＣに示す電流がそれぞれ流れ
る。この場合、各電流は、制御電流■。１、ＩＯ２の１
／２の電流Ｉ。Ｉ／２．１０２／２に交流成分が重畳し
た信号電流で与えられる。これらの信号電流は、トラン
ジスタ５４とトランジスタ５６、トランジスタ５８とト
ランジスタ６０のカレントミラー効果によって、トラン
ジスタ３０に流れる電流と同様の電流がトランジスタ５
６に流れるとともに、トランジスタ３２に流れる電流と
同様の電流がトランジスタ６０に流れる。この場合、ト
ランジスタ７０．７２の各エミッタ面積は、トランジス
タ４８のエミッタ面積の１／２に設定されている′ので
、トランジスタ４８に流れる制御電流１０１、ＩＯ２は
、カレントミラー効果によって、トランジスタ７０．７
２にはＩ。、／２、Ｉｏｚ／２の電流吸い込みが行われ
る。したがって、トランジスタ５６．６０に流れる信号
電流中の直流電流分■。１／２、Ｉ　０２／２は、バイ
パス回路６６．６８のトランジスタ７０．７２を介して
接地ライン側に放流される。

この結果、抵抗６２．６４には、トランジスタ５６．６
０に流れる信号電流中の交流電流分のみが流れて電圧降
下が発生し、抵抗６２には第２図のＤに示す半波整流波
形の電圧、抵抗６４には第２図のＥに示す半波整流波形
の電圧が発生する。

これら各電圧波形は、出力合成回路７３に加えられて合
成され、出力端子９０ａ、９０ｂには、第２図のＦに示
すように、合成出力である絶対値信号が取り出される。

したがって、制御電流Ｉ。がＩ。＋”ｔｏｚのように加
減されて差動増幅器２６の増幅利得が制御された場合、
その出力側には増幅利得に応じた直流電流分が現れるが
、この直流電流分は、バイパス回路６６．６８が設置さ
れていない場合には、出力波形の一部を成して絶対値波
形を形成する上での障害となるのに対し、増幅利得の制
御に応じて電流吸い込み能力が与えられるバイパス回路
６６．６８によって抜き取られることにより、差動増幅
器２６の増幅利得が制御電流Ｉ。によってどのように制
御されても、出力回路２８に現れる出力は交流信号成分
のみとなり、直流電流分の影響を受けることなく、その
交流信号は絶対値信号波形に高精度に変換されることに
なる。

また、第１図に示す回路からも明らかなように、直流回
路のみで構成されるので、半導体集積回路１　　　　　
　化が容易であり、たとえば、サーボ制御回路など・１１′　　　　　　に用いて安定した位相余裕を取ること
ができる。

発明の詳細な説明したように、この発明によれば、次のような効果
が得られる。

（ａ）　　差動増幅器の利得制御のための動作電流の調
整に応じて、差動増幅器の出力回路に現れる出力中の動
作電流分、すなわち、直流電流分を除去し、交流信号波
形のみを取出して絶対値波形に変換することができる。

（ｂ）　　直流回路のみで増幅利得の制御を必要とする
絶対値演算処理が可能であり、半導体集積回路化が容易
になる。

（Ｃ１大容量のコンデンサなどを必要としないので、周
波数特性が良好になり、たとえば、サーボ制御に応用し
た場合、安定した位相余裕が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の波形変換回路の実施例を示す回路図
、第２図はその動作波形を示す説明図、第３図は従来の
波形変換回路を示すブロック図である。　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　！２６・・・
差動増幅器、２８・・・出力回路、６６．６８・・・電
流バイパス回路、７３・・・出力合成回路。第２図第３図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）動作電流の加減によって増幅利得の制御がされる
差動増幅器と、この差動増幅器の差動出力を個別に取り
出す出力回路と、前記差動増幅器の動作電流の加減に応
じて前記出力回路から直流電流分を除く電流バイパス回
路と、前記出力回路が発生する差動出力を合成して取り
出す出力合成回路とから構成したことを特徴とする波形
変換回路。
（２）前記電流バイパス回路は、前記差動増幅器の動作
電流を与えるトランジスタとカレントミラー回路を構成
するトランジスタで構成し、出力回路から除く直流電流
値を動作電流に対して１／２の関係に設定したことを特
徴とする特許請求の範囲第１項に記載の波形変換回路。