JPS63122966A - 周波数−電圧変換装置 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は周波数−電圧変換装置に関するものである。

（従来の技術） 従来の周波数−電圧変換装置は第５図に示すように、コ
ンパレータ、三角波発振器、電流スイッチ及び電流−電
圧変換器等を内蔵しな周波数−電圧変換回路１と、フィ
ルタ回路２等から構成され、入力された交流信号Ｖｉの
周波数に比例した出力電圧Ｖｏが得られるものであるが
、出力電圧Ｖ＠のりプル低減のなめに、周波数−電圧変
換回路１及びフィルタ回路２に積分要素を内蔵している
のが普通である。

（発明が解決しようとする問題点） しかし、このように積分要素を内蔵した場合、その波形
図である第６図に示すように、入力された交流信号の周
波数変化に対して出力電圧■・はある遅れ時間Ｔをもっ
て応答し、周波数変化に対する応答速度が遅いと言う問
題点がある。この遅れ時間Ｔはリプルを低減させようと
する程長くなり、入力交流信号の周波数変化に瞬時に出
力電圧を応答させることができなかった。

本発明は前記問題点に基づいてなされたものであり、リ
プルを低減できると共に、周波数変化に対して瞬時に出
力電圧が応答する周波数−電圧変換装置を提供すること
を目的とするものである。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 本発明は入力された交流信号を周波数−電圧変換すると
共に、前記交流信号の周波数変化を検出手段により検出
し、この周波数変化に応答して微分要素の伝達関数を有
する演算手段により微分応答波形を出力し、この微分応
答波形を加算手段により前記周波数−電圧変換された出
力電圧に加算して、周波数変化に対する応答遅れを微分
応答波形により補正し、応答速度を速めるものである。

（作　用） 周波数−電圧変換された出力電圧の立ち上がりの遅れが
微分応答波形を加算することにより、補正されてほとん
どなくなり、周波数変化に対して瞬時に応答する出力電
圧が得られる。

（実施例） 以下、図面に基づいて本発明の一実施例を詳述する。第
１図において、周波数−電圧変換回路（以下、Ｆ／Ｖ変
換回路と言う）１及びフィルタ回路２は従来と同様のも
のを使用しており、入力端子ｉｎに入力された周波数が
一定しないパルス信号はＦ／Ｖ変換回路１に出力される
。

３は前記入力端子ｉｎからパルス信号が供給されるカウ
ンタであり、このカウンタ３はタイミング発生回路４に
より制御され、所定時間におけるパルス信号のパルス数
を計数し、そのパルス数をラッチ回路５及び減算回路６
へ、出力する。ラッチ回路５もタイミング発生回路４に
より制御され、ラッチ回路５には一回前のパルス数がラ
ッチされている。減算回路６はカウンタ３から出力され
る現在の計数値とラッチ回路５にラッチされている一回
前の計数値との差をとり、パルス信号の周波数変化量を
求める。７はこの周波数変化量をアナログ信号に変換す
るＤ／Ａ変換回路である。

８はアナログ信号に変換された周波数変化量を第３図Ｅ
に示すような微分応答波形を得る微分要素の伝達関数１
／（Ｓ＋α）を有する演算回路である（Ｓ：伝達関数）
、この演Ｘ回路８は例えば第２図に示すようなコンデン
サＣと抵抗Ｒから成るＣＲ微分回路により構成すること
ができる。９はＦ／Ｖ変換回路１とフィルタ回路２との
間に介挿接続され、Ｆ／Ｖ変換回路１の出力電圧と演算
回路８の出力電圧を加算する加算回路であり、加算され
た出力電圧はフィルタ回路２を経て、出力端子ｏｕｔよ
り出力される。

以上のように構成された本発明装置の作用を第３図の波
形図を参照して説明する。

入力端子ｉｎから供給される交流パルス信号（第３図に
示すＡ）はＦ／Ｖ変換回路１により第３図のＢの出力電
圧に変換される。この出力電圧ＢはＦ／Ｖ変換回路ｌに
含まれる積分要素により周波数変化に対して時間Ｔ遅れ
て応答している。一方、パルス信号Ａはカウンタ３にも
供給され、カウンタ３はタイミング発生回路４が出力す
るパルスのＨレベルの間、パルス信号Ａのパルス数を随
時計数しており、このパルス数は減算回路６及びラッチ
回路５へ出力される。ラッチ回路５はカウンタ３と同期
しており、カウンタ３から出力されるパルス数を記憶す
ると共に、−回前に記憶されたパルス数を減算回路６へ
出力する。

減算回路６はカウンタ３から出力されたパルス信号Ａの
現在のパルス数から一回前のパルス数を減算し、減算さ
れた値すなわちカウンタの動作周期におけるパルス信号
Ａの周波数変化量をＤ／Ａ変換回路７へ出力する。

Ｄ／Ａ変換回路７はこの周波数変化量を第３図のＣに示
すようなアナログ信号の単位ステップ信号に変換する。

微分要素の伝達関数１／（Ｓ＋α）を有する演算回路８
はこのステップ信号Ｃを第３図に示すＤの微分応答波形
に変換し、この電圧波形りは加算回路９でＦ／Ｖ変換さ
れた出力電圧Ｂと加算され、フィルタ回路２から出力電
圧Ｅが出力される。

この出力電圧Ｅはパルス信号Ａの周波数変化に対してほ
ぼ瞬時に応答し、応答速度が速くなる。

このように、入力されたパルス信号Ａの周波数変化を検
出し、周波数変化に対応して電圧波形りを発生し、この
電圧波形りをＦ／Ｖ変換された出力電圧Ｂに加算するこ
とにより、遅れ時間Ｔの電圧を補正して周波数変化に対
する応答速度を速くすることができる。尚、パルス信号
Ａの周波数変化に対してＦ／Ｖ変換された出力電圧Ｅは
遅れ時間Ｔ２を有するが、この遅れ時間Ｔ２はカウンタ
３がパルス信号Ａのパルス数を計数する時間によって決
定され、この時間を遅れ時間Ｔに対して充分小さな値に
すれば、充分出力電圧Ｅの遅れ時間Ｔ２を小さくできる
。また、ステップ信号Ｃの振幅■＾はＤ／Ａ変換回路７
のゲインを変えることによって変化し、第４図（Ａ）に
示すようにゲインを大きくすると、電圧りのピーク値も
上昇し、出力電圧Ｅの立ち上がりに過電圧が生じ、同図
（Ｂ）に示すようにゲインを小さくすると電圧りのピー
ク値が低下し、出力電圧Ｅの立ち上がりに不足電圧が生
ずるため、ゲインは適宜な値に調整されている。また、
電圧りのピーク値が３７％までに低下するまでの時間Ｔ
１は１／αによって決定され、伝達関数のαやＡ／Ｄ変
換回路７のゲインを変えることにより出力電圧Ｅの波形
を制御できる。さらに、リプルにかかわらず、応答速度
を速くできるため、リプルを低減することもできる。

以上のように、本発明によればＦ／Ｖ変換装置において
周波数変化に対する応答時間を大幅に短縮して、周波数
の変化に対して瞬時に応答する出力電圧を得ることがで
きる。また、従来のＦ／Ｖ変換装置においては、応答が
一次遅れに近似できる応答であ−）なが、本発明によれ
ば、−次遅れに限らず様々な応答系が実現でき、本発明
装置を用いて制御系を組むような場合、設計の自由度が
増える。

以上、本発明の一実施例を詳述したが、本発明の要旨の
範囲内で適宜変形できる。

［発明の効果］ 以上詳述したように本発明によれば入力された交流信号
を電圧に変換する周波数−電圧変換手段と、前記交流信
号の周波数の変化を検知する検出手段と、微分要素の伝
達関数を有し前記周波数変化に応答して微分応答波形を
出力する演算手段と、前記周波数−電圧変換手段の出力
電圧に前記微分応答波形を加算する加算手段とを備えた
ことにより、周波数−電圧変換手段の出力電圧における
周波数変化に対する応答速度の遅れを微分応答により補
正して周波数応答に対して瞬時に出力電圧が応答する周
波数−電圧変換装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
演算回路の一実施例を示す回路図、第３図は各部の波形
図、第４図（Ａ）（Ｂ）は波形図、第５図は従来例を示
すブロック図、第６図は同波形図である。 １・・・周波数−電圧変換回路 ３・・・カウンタ（検出手段） ８・・・演算回路 ９・・・加算回路

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 入力された交流信号を電圧に変換する周波 数−電圧変換手段と、前記交流信号の周波数の変化を検
   知する検出手段と、微分要素の伝達関数を有し前記周波
   数変化に応答して微分応答波形を出力する演算手段と、
   前記周波数−電圧変換手段の出力電圧に前記微分応答波
   形を加算する加算手段とを備えたことを特徴とする周波
   数−電圧変換装置。