-
TECHNISCHES GEBIET
-
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Sensorsignal-Ausgangsschaltung,
die beispielsweise in einem Sensor verwendet wird, der Beschleunigung,
Winkelgeschwindigkeit, Dreck oder dergleichen erfasst.
-
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
-
Ein
Sensor zum Erfassen von Beschleunigung, Winkelgeschwindigkeit, Druck
oder dergleichen enthält
im allgemeinen ein Wandlerelement zum Umwandeln des Umfangs der
Verschiebung eines zu erfassenden Gegenstandes in ein elektrisches
Signal und eine Schaltung, die das schwache Signal verstärkt, das
vom Element für
den Ausgang ausgegeben wird. Die bekannte Sensorsignal-Ausgangsschaltung
ist in
7 dargestellt. Andere Sensorsignal-Ausgangsschaltungen
sind in der Patentanmeldung
JP
08 111 616 dargestellt.
-
In 7 besteht
ein erster Differenzverstärker 26 aus
Transistoren 1, 2, deren jeweilige Sources miteinander
verbunden sind, und einer Konstantstromquelle 20, die zwischen
die Sources der Transistoren 1, 2 und einen ersten
Stromversorgungsanschluss 33 geschaltet ist. Das elektrische
Signal vom Sensor wird in ein Gate des Transistors 1 eingegeben,
wobei ein erster Bezugsspannungs-Einstellteil 28 am
Gate des Transistors 2 angebracht ist.
-
Ein
erster Last-Stromspiegel 30 ist eine aktive Last für den ersten
Differenzverstärker 26.
Dieser Last-Stromspiegel 30 besteht aus einem als Diode geschalteten
Transistor 3 und einem Transistor 4, dessen Gate
mit einem Gate des Tran sistors 3 verbunden ist. Das Gate
und der Drain des Transistors 3 sind mit einem Drain des
Transistors 1 verbunden, während eine Source dieses Transistors 3 mit
einem zweiten Stromversorgungsanschluss 34 verbunden ist.
Der Transistor 4 hat einen Drain, der mit einem Drain des
Transistors 2 verbunden ist, und eine Source, die mit dem
zweiten Stromversorgungsanschluss 34 verbunden ist.
-
Der
erste Transistor 5 für
die Vorverstärkung hat
ein Gate, das mit dem Drain des Transistors 2 verbunden
ist, eine Source, die mit dem zweiten Stromversorgungsanschluss 34 über eine
erste Konstantstromquelle 21 verbunden ist, und ein Drain,
das mit dem ersten Stromversorgungsanschluss 33 verbunden
ist. Der Drain des Transistors 2 stellt einen Ausgang des
ersten Differenzverstärkers 26 bereit.
-
Der
zweite Transistor 6 für
den Ausgang hat ein Gate, das mit der Source des ersten Transistors 5 verbunden
ist, eine Source, die mit dem zweiten Stromversorgungsanschluss 34 verbunden
ist und einen Drain, der mit dem ersten Stromversorgungsanschluss 33 über eine
zweite Konstantstromquelle 22 verbunden ist. Der Drain
des zweiten Transistors 6 ist zudem mit dem Ausgangsanschluss 32 verbunden.
-
Bei
dieser Sensorsignal-Ausgangsschaltung wird die Summe des Stroms,
der vom Drain des Transistors 3 zum Drain des Transistors 1 fließt, und
des Stroms, der vom Drain des Transistors 4 zum Drain des
Transistors 2 fließt,
beibehalten, so dass, wenn das Signal, das in das Gate des Transistors 1 eingegeben
wird, zunimmt, die Drain-Spannung von Transistor 2 oder
der Ausgang des ersten Differenzverstärkers 26 entsprechend
zunimmt. Da das Gate des ersten Transistors 5 dasselbe
Potential hat, wie das Drain des Transistors 2, nimmt die
Source-Spannung des
ersten Transistors 5 zu. Diese Zunahme der Source-Spannung
des ersten Transistors 5 führt zu einer Abnahme der Drain-Spannung
des zweiten Transistors 6, wodurch die Ausgangsspannung
des Ausgangsanschlusses 32 abnimmt.
-
Wenn
ein Bruch in einer Leitung oder ein Kurzschluss zum ersten Stromversorgungsanschluss 33 bei
der Übertragung
der Ausgangsspannung zu einer Emp fangsschaltung durch Verwendung
der Leitung auftritt, ergibt sich folgendes Problem.
-
Wenngleich
die Spannung, die in die Empfangsschaltung eingegeben wird, gleich
einem Potential des ersten Stromversorgungsanschlusses 33 ist,
kann mit Hilfe lediglich dieser Ausgangsschaltung keine Bestimmung
erfolgen, ob diese Eingangsspannung ein normaler Ausgang des Sensors
oder eine Spannung ist, die aus einem Bruch der Leitung oder dem
Kurzschluss zum ersten Stromversorgungsanschluss 33 resultiert.
Demzufolge war eine weitere Schaltung zum Erfassen eines Kurzschlusses
notwendig.
-
ÜBERSICHT ÜBER DIE ERFINDUNG
-
Eine
Sensorsignal-Ausgangsschaltung enthält:
einen ersten Differenzverstärker, der
ein Eingangsende, das mit einem ersten Bezugsspannungs-Einstellteil
verbunden ist, und ein anderes Eingangsende enthält, in das ein Signal eingegeben
wird;
einen ersten Last-Stromspiegel für den ersten Differenzverstärker;
einen
ersten Transistor, der ein Gate, das mit einem Ausgangsende des
ersten Differenzverstärkers
verbunden ist, und eine Source enthält, die mit einer ersten Konstantstromquelle
verbunden ist;
einen zweiten Transistor, der ein Gate, das
mit einem Verbindungspunkt zwischen der ersten Konstantstromquelle
und dem ersten Transistor verbunden ist, und einen Drain enthält, der
mit einer zweiten Konstantstromquelle verbunden ist;
einen
Ausgangsanschluss, der mit dem Drain des zweiten Transistors verbunden
ist; und
einen Begrenzerabschnitt, wobei der Begrenzerabschnitt
wenigstens enthält:
einen
zweiten Differenzverstärker,
der ein Eingangsende, das mit dem Ausgangsanschluss gekoppelt ist, und
ein anderes Eingangsende enthält,
das mit einem zweiten Bezugsspannungs-Einstellteil gekoppelt ist;
einen
zweiten Last-Stromspiegel für
den zweiten Differenzverstärker;
und
einen dritten Transistor, der ein Gate, das mit einem Ausgangsende
des zweiten Differenzverstärkers
verbunden ist, und eine Source enthält, die mit dem Gate des zweiten
Transistors verbunden ist.
-
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
-
1 ist
ein Diagramm einer Sensorsignal-Ausgangsschaltung gemäß einer
ersten beispielhaften Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
-
2 ist
ein Diagramm einer Sensorsignal-Ausgangsschaltung gemäß einer
zweiten beispielhaften Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
-
3 ist
ein Diagramm einer Sensorsignal-Ausgangsschaltung gemäß der zweiten
Ausführungsform
der Erfindung.
-
4 ist
ein Diagramm einer Sensorsignal-Ausgangsschaltung gemäß der zweiten
Ausführungsform
der Erfindung.
-
5 ist
ein Diagramm einer Sensorsignal-Ausgangsschaltung gemäß der zweiten
Ausführungsform
der Erfindung.
-
6 ist
ein Diagramm einer Sensorsignal-Ausgangschaltung gemäß der zweiten
Ausführungsform
der Erfindung.
-
7 ist
ein Diagramm einer herkömmlichen Sensorsignal-Ausgangsschaltung.
-
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
-
Beispielhafte
Ausführungsformen
einer Sensorsignal-Ausgangsschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung
werden im folgenden unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen
erläutert.
Es wird darauf hingewiesen, dass ein Sensor als Einrichtung zum
Eingeben eines Signals in die Sensorsignal-Ausgangsschaltung verwendet wird.
-
(ERSTE BEISPIELHAFTE AUSFÜHRUNGSFORM)
-
Die
erste beispielhafte Ausführungsform
wird unter Bezugnahme auf 1 beschrieben.
-
Zunächst folgt
eine Beschreibung des Aufbaus einer Sensorsignal-Ausgangsschaltung der vorliegenden Erfindung.
-
In 1 besteht
ein erster Differenzverstärker 26 aus
Transistoren 1, 2, deren jeweilige Sources miteinander
verbunden sind, und einer Konstantstromquelle 20, die zwischen
die gemeinsamen Sources der Transistoren 1, 2 und
den ersten Stromversorgungsanschluss 33 geschaltet ist.
Ein Signal von einem Sensor wird in ein Gate des Transistors 1 eingegeben,
und der erste Bezugsspannungs-Einstellteil 28 führt dem
Gate des Transistors 2 eine erste Bezugsspannung zu.
-
Ein
erster Last-Stromspiegel 30 ist eine aktive Last für den ersten
Differenzverstärker 26.
Dieser Last-Stromspiegel 30 besteht aus einem als Diode geschalteten
Transistor 3 und einem Transistor 4, dessen Gate
mit einem Gate des Transistors 3 verbunden ist. Das Gate
und ein Drain des Transistors 3 sind mit einem Drain des
Transistors 1 verbunden, während eine Source dieses Transistors 3 mit
einem zweiten Stromversorgungsanschluss 34 verbunden ist.
Der Transistor 4 hat einen Drain, der mit einem Drain des
Transistors 2 verbunden ist, und eine Source, die mit einem
zweiten Stromversorgungsanschluss 34 verbunden ist.
-
Ein
erster Transistor 5 für
die Vorverstärkung hat
ein Gate, das mit dem Drain des Transistors 2 verbunden
ist, eine Source, die mit dem zweiten Stromversorgungsanschluss 34 über eine
erste Konstantstromquelle 21 verbunden ist, und einen Drain, der
mit einem ersten Stromversorgungsanschluss 33 verbunden
ist. Der Drain des Transistors 2 stellt einen Ausgang des
ersten Differenzverstärkers 26 bereit.
-
Der
zweite Transistor 6 für
den Ausgang hat ein Gate, das mit der Source des ersten Transistors 5 verbunden
ist, eine Source, die mit dem zweiten Stromversorgungsanschluss 34 verbunden
ist, und einen Drain, der mit dem Ausgangs anschluss 32 verbunden
ist und mit einem ersten Stromversorgungsanschluss 33 über eine
zweite Konstantstromquelle gekoppelt ist.
-
Der
zweite Differenzverstärker 27 besteht aus
einem sechsten und einem siebten Transistor 8, 9 deren
jeweilige Sources miteinander verbunden sind, und einer dritten
Konstantstromquelle 23, die zwischen Sources des sechsten
und siebten Transistors 8, 9 und den ersten Stromversorgungsanschluss 33 geschaltet
ist. Ein Gate des sechsten Transistors 8 ist mit dem zweiten
Stromversorgungsanschluss 34 über eine Konstantspannungsquelle 24 gekoppelt und
mit einer Source des Ausgangs-Überwachungstransistors 12 verbunden.
Der Transistor 12 hat einen Drain, der mit dem ersten Stromversorgungsanschluss 33 verbunden
ist, und ein Gate, das mit dem Ausgangsanschluss 32 verbunden
ist.
-
Ein
Gate des siebten Transistors 9 ist mit einem zweiten Stromversorgungsanschluss 34 über eine
Konstantstromquelle gekoppelt und mit einer Source des vierten Transistors 13 eines
zweiten Bezugsspannungs-Einstellteils 38 verbunden. Der
vierte Transistor 13 hat einen Drain, der mit einem ersten Stromversorgungsanschluss 33 verbunden
ist, und ein Gate, das mit einer zweiten Bezugsspannung 29 verbunden
ist, die eine Begrenzungsspannung ist.
-
Der
zweite Last-Stromspiegel 31 ist eine aktive Last für den zweiten
Differenzverstärker 27.
Dieser zweite Last-Stromspiegel 31 besteht aus einem als
Diode geschalteten Transistor 14 und einem Transistor 15,
dessen Gate mit einem Gate des Transistors 14 verbunden
ist. Das Gate und ein Drain des Transistors 14 sind mit
einem Drain des sechsten Transistors 8 verbunden, während eine
Source dieses Transistors 14 mit dem zweiten Stromversorgungsanschluss 34 verbunden
ist. Der Transistor 15 hat ein Drain, das mit einem Drain
des siebten Transistors 9 verbunden ist, und eine Source,
die mit dem zweiten Stromversorgungsanschluss 34 verbunden ist.
-
Der
dritte Ausgangsbegrenzer-Transistor 7 hat ein Gate, das
mit dem Drain des siebten Transistors 9 verbunden ist,
eine Source, die mit der Source des ersten Transistors 5,
dem Gate des zweiten Transistors 6 und der ersten Konstantstromquelle 21 verbunden
ist, und ein Drain, das mit dem ersten Stromversor gungsanschluss 33 verbunden
ist. Das Drain des siebten Transistors 9 stellt einen Ausgang des
zweiten Differentialverstärkers 27 bereit.
-
Ein
Begrenzerabschnitt besteht aus wenigstens dem dritten Transistor 7,
dem zweiten Differenzverstärker 27 und
dem zweiten Bezugsspannungs-Einstellteil 38.
-
Als
nächstes
folgt eine Beschreibung des Betriebs der Sensorsignal-Ausgangsschaltung,
die den oben beschriebenen Aufbau hat.
-
Die
Summe des Stroms, die vom Drain des Transistors 3 zum Drain
des Transistors 1 fließt,
und des Stroms, der vom Drain des Transistors 4 zum Drain
des Transistors 2 fließt,
wird beibehalten, so dass, wenn das Signal zunimmt, das in das Gate
des Transistors 1 eingegeben wird, die Drain-Spannung des
Transistors 2 oder der Ausgang des ersten Differenzverstärkers 26 dementsprechend
zunimmt. Da der Drain des Transistors 2 und das Gate des
ersten Transistors 5 dasselbe Potential haben, nimmt die Source-Spannung
des ersten Transistors 5 zu und die Drain-Spannung des
zweiten Transistors 6 ab. Demzufolge nimmt die Ausgangsspannung
des Ausgangsanschlusses 32 ab.
-
Wenn
die Ausgangsspannung geringer ist als die zweite Bezugsspannung 29 oder
die Grenzspannung, führt
die Abnahme der Ausgangsspannung zu einer Abnahme der Gate-Spannung
des Transistors 12, wobei in Synchronisation mit der Gate-Spannung
des Transistors 12 die Gate-Spannung des sechsten Transistors 8 abnimmt.
-
Die
zweite Bezugsspannung 29, die die Grenzspannung ist, die
am Gate des vierten Transistors 13 anliegt, wird als eine
Gate-Spannung des siebten Transistors 9 angelegt.
-
Aus
diesem Grund nehmen die Drain-Spannung des siebten Transistors 9 oder
der Ausgang des zweiten Differenzverstärkers 27 und die Ausgangsspannung
des dritten Transistors 7 ab. In Synchronisation mit der
Gate-Spannung des Transistors 7, nehmen die Source-Spannung
des Transistors 7 und die Gate-Spannung des zweiten Transistors 6 ab, wodurch
die Drain-Spannung des zwei ten Transistors 6 auf die zweite
Bezugsspannung 29 oder die Grenzspannung ansteigt.
-
Auf
diese Weise unterschreitet die Ausgangsspannung nicht die zweite
Bezugsspannung 29, sondern bleibt auf einer zweiten Bezugsspannung 29,
selbst wenn die Eingangsspannung, die etwa bewirkt, dass die Ausgangsspannung
unter die zweite Bezugsspannung 29 fällt, eingegeben wird. Es wird
hier darauf hingewiesen, dass beim ersten Transistor und beim dritten
Transistor 5, 7 die jeweiligen Sources miteinander
verbunden sind und ihre jeweiligen Drains miteinander verbunden
sind, so dass sie über
die gemeinsame Source-Spannung verfügen, so dass der dritte Transistor 7 eingeschaltet
ist, während
der erste Transistor 5 abgeschaltet ist. Der Ausgang des
ersten Differenzverstärkers 26 ist
somit abgeschnitten, wobei die Ausgangsspannung nicht beeinflusst
wird.
-
Ist
die Ausgangsspannung höher
als die zweite Bezugsspannung 29 oder die Grenzspannung,
ist der dritte Transistor 7 abgeschaltet und der erste
Transistor 5 eingeschaltet, da diese Transistoren 5, 7 die
gemeinsame Source-Spannung haben. Der Ausgang des zweiten Differenzverstärkers 27 ist abgeschnitten,
wobei die Ausgangsspannung nicht beeinflusst wird.
-
Wie
es oben beschrieben wurde, fällt
die Ausgangsspannung des Ausgangsanschlusses 32 nicht unter
die zweite Bezugsspannung 29 ab, so dass das Einstellen
dieser zweiten Bezugsspannung 29 höher als ein Potential des ersten
Stromversorgungsanschlusses 33 die Möglichkeit beseitigt, dass die
Ausgangsspannung gleich dem Potential des ersten Stromversorgungsanschlusses 33 unter
normalen Bedingungen ist. Dies gestattet es der Empfangsschaltung
zu beurteilen, dass ein Bruch in einer Leitung oder ein Kurzschluss
zum ersten Stromversorgungsanschluss 33 aufgetreten ist,
wenn die Ausgangsspannung gleich dem Potential des ersten Stromversorgungsanschlusses 33 geworden
ist.
-
Die
zugeführte
Grenzspannung, die durch die Betätigung
des Begrenzerabschnittes für
die Ausgangsspannung beeinflusst wird, ist im Bezug auf die Temperatur
oder dergleichen präzise
und stabil und kann auf einfache Art geändert werden, indem die zweite
Bezugsspannung 29 geändert
wird.
-
Bei
der Sensorsignal-Ausgangsschaltung der vorliegenden Erfindung besteht
der zweite Bezugsspannungs-Einstellteil 38 aus einem vierten Transistor 13,
dessen Gate mit der zweiten Bezugsspannung 29 verbunden
ist, dessen Drain mit dem ersten Stromversorgungsanschluss 33 verbunden ist,
und dessen Source mit dem Eingangsende des zweiten Differenzverstärkers 27 verbunden
ist, wodurch die Einstellung der zweiten Bezugsspannung 29 vorteilhaft
vereinfacht wird.
-
Bei
der Sensorsignal-Ausgangsschaltung dieser Erfindung hat der zweite
Differenzverstärker 27 einen
einfachen Aufbau, bei dem beim sechsten und siebten Transistor 8, 9 deren
jeweilige Sources miteinander verbunden sind und die dritte Konstantstromquelle 23 mit
den Sources dieser Transistoren 8, 9 verbunden
ist, wodurch der Vorteil besteht, dass man in der Lage ist, einen
präzisen
Vergleich zwischen der Ausgangsspannung und der zweiten Bezugsspannung 29 auszuführen.
-
Da
die Ausgangsspannung direkt in den zweiten Differenzverstärker 27 eingegeben
wird, ist das Ansprechverhalten vorteilhafterweise schneller als
im Vergleich zu dem Fall, bei dem die Ausgangsspannung mit Hilfe
einer weiteren Schaltung oder dergleichen eingegeben wird.
-
(ZWEITE BEISPIELHAFTE AUSFÜHRUNGSFORM)
-
Unter
Bezugnahme auf 2 bis 6 folgt nun
eine Beschreibung der zweiten beispielhaften Ausführungsform.
-
2 ist
ein Diagramm einer Sensorsignal-Ausgangsschaltung gemäß der vorliegenden
Erfindung. Elemente, die jenen in der ersten Ausführungsform
gleichen, haben dieselben Bezugszeichen, wobei auf die Beschreibungen
dieser Elemente verzichtet wird.
-
Die
zweite Ausführungsform
unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform dadurch, dass die
vorliegende Ausführungsform
einen Begrenzer-Trennteil 35 und einen Ausgangs-Sättigungsteil 36 enthält.
-
Der
Begrenzer-Trennteil 35 besteht aus einem fünften Transistor 16,
der mit dem vierten Transistor 13 parallelgeschaltet ist.
Der Ausgangs-Sättigungsteil 36 besteht
aus einem zehnten Transistor 17, der zwischen dem ersten
Bezugsspannungs-Einstellteil 28 und dem ersten Stromversorgungsanschluss 33 angeordnet
ist. Der Betrieb des Begrenzer-Trennteils 35 und der Betrieb
des Ausgangs-Sättigungsteils 36 werden
mit einem Abnormalitäts-Detektor 37 gesteuert.
-
Der
Abnormalitäts-Detektor 37 erzeugt
ein Steuersignal, wenn beispielsweise ein Sensor eine übermäßige oder
abnorme Störung
(wie etwa eine Vibration oder eine elektromagnetische Welle) während einer
Periode erfährt,
die von der Aktivierung des Sensors bis zu einem Zeitpunkt reicht,
zu dem ein Ausgang einen stabilen Bereich erreicht hat.
-
Als
nächstes
folgt eine Beschreibung des Betriebs der Sensorsignal-Ausgangsschaltung
der vorliegenden Ausführungsform.
-
Wird
das Abnormalitäts-Erfassungssignal vom
Abnormalitäts-Detektor 37 in
ein Gate des fünften
Transistors 16 eingegeben, wenn die Ausgangsspannung gerade
unter die zweite Bezugsspannung 29 oder eine Grenzspannung
infolge eines Anstieges der Spannung absinkt, die in ein Gate des
Transistors 1 eingegeben wird, wird der fünfte Transistor 16,
der den Begrenzer-Trennteil 35 bildet, eingeschaltet, wodurch
ein Kurzschluss zwischen einer Source und einem Drain des vierten
Transistors 13 entsteht. Demzufolge werden eine Spannung
zwischen einem Gate und der Source des vierten Transistors 13 und
der zweite Bezugsspannung 29 beseitigt. Die Gate-Spannung
des siebten Transistors 9 wird somit auf einen Pegel eingestellt,
der niedriger ist als die pegeljustierte Spannung des sechsten Transistors 8, die
um die Spannung zwischen dem Gate und der Source des Transistors 13 und
der zweiten Bezugsspannung 29 abnimmt. Dies bedeutet, dass
die sichtbare Bezugsspannung um die Spannung zwischen dem Gate und
der Source des Transistors 13 sowie der zweiten Bezugsspannung 29 abge nommen
hat, so dass die Ausgangsspannung so beschaffen ist, dass sie immer
höher wird
als die zweite Bezugsspannung 29 oder die Grenzspannung.
Hier nehmen die Drain-Spannung des siebten Transistors 9 oder ein
Ausgang des zweiten Differenzverstärkers 27 und die Gate-Spannung
des dritten Transistors 7 zu. Da der erste und der dritte
Transistor 5, 7 eine gemeinsame Source-Spannung haben, ist
der dritte Transistor 7 abgeschaltet, während der erste Transistor 5 eingeschaltet
ist, wodurch der Ausgang des zweiten Differenzverstärkers 27 abgeschnitten
ist, wobei die Ausgangsspannung nicht beeinflusst wird. Demzufolge
kann die Ausgangsspannung, die auf den Eingang anspricht, selbst
in einem Bereich ausgegeben werden, der niedriger ist als die zweite
Bezugsspannung 29, d.h. selbst wenn die Eingangsspannung,
die etwa bewirkt, dass die Ausgangsspannung unter die zweite Bezugsspannung 29 abfällt, eingegeben
wird.
-
Der
Begrenzer-Trennteil 35 kann einen weiteren Aufbau haben,
der sich wie folgt darstellt. Wie es in 3 gezeigt
ist, ist ein achter Transistor 18 vorgesehen. Dieser Transistor 18 hat
eine Source, die mit den gemeinsamen Sources des sechsten und siebten
Transistors 8, 9 verbunden ist, einen Drain, der
mit dem zweiten Stromversorgungsanschluss 34 verbunden
ist, und ein Gate, das mit einem Ausgangsende des Abnormalitäts-Detektors 37 verbunden
ist.
-
Der
Begrenzer-Trennteil 35 kann noch einen weiteren Aufbau
haben, wie er in 4 gezeigt ist. Mit anderen Worten
ist ein neunter Transistor 19 vorgesehen. Dieser Transistor 19 hat
eine Source, die mit einem Gate des dritten Transistors 7 verbunden ist,
einen Drain, der mit dem zweiten Stromversorgungsanschluss 34 verbunden
ist, und ein Gate, das mit dem Ausgangsende des Abnormalitäts-Detektors 37 verbunden
ist. In 3 und 4 haben
der erste und der dritte Transistor 5, 7 eine
gemeinsame Source-Spannung wie in 2, so dass
der dritte Transistor 7 abgeschaltet ist, während der
erste Transistor 5 eingeschaltet ist, wodurch der Ausgang
des zweiten Differenzverstärkers 27 abgeschnitten
ist, wobei die Ausgangsspannung nicht beeinflusst wird. Demzufolge
kann die Ausgangsspannung, die auf die Eingabe anspricht, selbst
in einem Bereich ausgegeben werden, der niedriger ist als die zweite
Bezugsspannung 29, d.h. selbst wenn die Eingangsspannung
eingegeben wird, die etwa bewirkt, dass die Ausgangsspannung unter
die zweite Bezugsspannung 29 abfällt.
-
Die
Sensorsignal-Ausgangsschaltung hat somit den Vorteil, dass sie keine
Fehlbeurteilung infolge des Empfangs des Signals macht, das von
der Einrichtung zum Eingeben des Signals in die Sensorsignal-Ausgangsschaltung
eingegeben wird, wenn beispielsweise das System nach dem Einschalten oder
dergleichen nicht Stabil ist.
-
Wenn
der Abnormalitäts-Detektor 37 die
Abnormalitäts-Erfassungsausgabe
einem Gate des zehnten Transistors 17 des Ausgangs-Sättigungsteils 36 und
dem Gate des fünften
Transistors 16 des Begrenzer-Trennabschnittes 35 gleichzeitig
zuführt, wird
ein Begrenzerabschnitt in der Weise getrennt, wie es oben beschrieben
ist, und der zehnte Transistor eingeschaltet. Da ein Gate des Transistors 2 zum ersten
Stromversorgungsanschluss 33 geerdet ist, wird die Spannung,
die in das Gate des Transistors 1 eingegeben wird, immer
höher als
die Gate-Spannung
des Transistors 2. Aus diesem Grund nehmen die Drain-Spannung
des Transistors 2 oder ein Ausgang des ersten Differenzverstärkers 26 und
eine Basisspannung des ersten Transistors 5, dessen Gate dasselbe
Potential hat wie das Drain des Transistors 2, zu und nimmt
die Source-Spannung des Transistors 5 ebenfalls zu. Demzufolge
nimmt die Drain-Spannung des zweiten Transistors 6 ab,
wodurch die Ausgangsspannung des Ausgangsanschlusses 32 auf
weniger als die Gate-Spannung des Transistors 2 abnimmt,
womit sie gleich einem Potential des ersten Stromversorgungsanschlusses 33 wird.
-
Mit
dem oben beschriebenen Aufbau kann der Ausgang ähnlich einer Spannung, die
aus einem Bruch in einer Leitung oder einem Kurzschluss des ersten
Stromversorgungsanschlusses 33 resultiert, erreicht werden,
wenn die Abnormalität
erfasst wird, so dass die Informationen über die erfasste Abnormalität zu einer
Empfangsschaltung über
den Signalausgangsanschluss 32 gesendet werden können, ohne
dass ein weiterer Anschluss für
die Erfassung der Abnormalität
vorgesehen ist.
-
Bei
der Ausführungsform
ist die Sensorsignal-Ausgangsschaltung nicht mit einem Pegeleinstellteil
ausgestattet. Der Pegeleinstellteil kann jedoch je nach Erfordernis
vorgesehen sein. Die als Diode geschalteten Transistoren 10, 11 können verwendet
werden, wie es in 5 gezeigt ist. In diesem Fall
befindet sich der Transistor 10 zwischen dem sechsten Transistor 8 und
dem Transistor 12, während
sich der Transistor 11 zwischen dem siebten Transistor 9 und
dem vierten Transistor 13 befindet.
-
Selbst
die Verwendung von bipolaren Transistoren (nicht gezeigt) anstelle
der Transistoren, die bei der Ausführungsform verwendet werden,
führt zum
selben Vorteil. In diesem Fall entspricht die Source einem Emitter,
der Drain einem Kollektor und das Gate einer Basis.
-
In
Fällen,
bei denen bei sämtlichen
Transistoren aus 1 jeweils P durch N und N durch
P ersetzt ist, wie es in 6 gezeigt ist, kann eine Obergrenze
für die
Ausgangsspannung eingestellt werden. Wenngleich mit anderen Worten
eine Grenzspannung, d.h. eine untere Grenzspannung, durch den zweiten
Bezugsspannungs-Einstellteil 38 in der Sensorsignal-Ausgangsschaltung
der vorliegenden Erfindung eingestellt wurde, kann die obere Grenzspannung
in einer ähnlichen
Art und Weise eingestellt werden. Dies bietet den Vorteil, dass
ein Kurzschluss zum zweiten Stromversorgungsanschluss 34 ohne
eine Erfassungsschaltung erfasst werden kann. Selbst die Verwendung
von bipolaren Transistoren, wie es oben beschrieben wurde, bietet
denselben Vorteil.
-
Bei
der Sensorsignal-Ausgangsschaltung der vorliegenden Erfindung ist
der Begrenzer-Trennteil 35 am Begrenzerabschnitt vorgesehen,
was denselben Vorteil bringt.
-
Bei
der Sensorsignal-Ausgangsschaltung dieser Erfindung besteht der
Begrenzer-Trennteil 35 aus dem fünften Transistor 16,
der mit dem vierten Transistor 13 des zweiten Bezugsspannungs-Einstellteils 38 parallelgeschaltet
ist, wobei der Drain dieses fünften
Transistors 16 mit der Source des vierten Transistors 13 verbunden
ist, seine Source mit dem ersten Stromversorgungsanschluss 33 ver bunden
ist und sein Gate als Eingangsende für das Begrenzer-Trennsignal
dient, wodurch derselbe Vorteil gegeben ist.
-
Bei
einer weiteren Sensorsignal-Ausgangsschaltung dieser Erfindung besteht
der Begrenzer-Trennteil 35 aus dem achten Transistor 18,
dessen Source mit den gemeinsamen Sources des sechsten und siebten
Transistors 8, 9 des zweiten Differenzverstärkers 27 verbunden
ist, dessen Drain mit dem zweiten Stromversorgungsanschluss 34 verbunden ist
und dessen Gate als Eingangsende für das Begrenzer-Trennsignal
dient, womit derselbe Vorteil gegeben ist.
-
Bei
einer weiteren Sensorsignal-Ausgangsschaltung dieser Erfindung besteht
der Begrenzer-Trennteil 35 aus einem neunten Transistor 19, dessen
Source mit dem Gate des dritten Transistors 7 verbunden
ist, dessen Drain mit dem zweiten Stromversorgungsanschluss 34 verbunden
ist und dessen Gate als Eingangsende für das Begrenzer-Trennsignal
dient, womit derselbe Vorteil gegeben ist.
-
Die
Sensorsignal-Ausgangsschaltung dieser Erfindung ist mit einem Abnormalitäts-Detektor 37 zur
Betätigung
des Begrenzer-Trennteils 35 bei einer Abnormalität und einem
Ausgangs-Sättigungsteil 36 zum
Halten der Ausgangsspannung auf einer Spannung unter der zweiten
Bezugsspannung 29 bei Empfang des Abnormalitäts-Erfassungssignals
ausgestattet, das vom Abnormalitäts-Detektor 37 ausgegeben
wird, wodurch der Vorteil gegeben ist, dass eine andere Abnormalität als der
Bruch in der Leitung oder der Kurzschluss zum ersten Stromversorgungsanschluss 33 erfasst
werden kann.
-
Bei
der Sensorsignal-Ausgangsschaltung dieser Erfindung besteht der
Ausgangs-Sättigungsteil 36 aus
einem zehnten Transistor 17, dessen Drain mit dem Eingangsende
(in das die erste Bezugsspannung eingegeben wird) des ersten Differenzverstärkers 26 verbunden
ist, dessen Source mit dem Potential des ersten Stromversorgungsanschlusses 33 verbunden
ist und dessen Gate mit dem Abnormalitäts-Detektor 37 verbunden
ist, wodurch derselbe Vorteil gegeben ist.
-
Bei
jeder der zuvor genannten Ausführungsformen
wird der Sensor als die Einrichtung zum Eingeben des Signals in
die Sensorsignal-Ausgangsschaltung verwendet. Eine derartige Einrichtung
ist jedoch nicht auf den Sensor beschränkt.
-
Wie
es oben beschrieben wurde, hat die vorliegende Erfindung den Vorteil,
dass der Bruch in der Leitung oder der Kurzschluss zum ersten Stromversorgungsanschluss 33 ohne
die Erfassungsschaltung erfasst werden kann.
-
Da
mit anderen Worten die Ausgangsspannung des Ausgangsanschlusses
nicht unter die zweite Bezugsspannung 29 abfällt, beseitigt
die Einstellung dieser Bezugsspannung 29 höher als
das Potential des ersten Stromversorgungsanschlusses 33 die
Möglichkeit,
dass die Ausgangsspannung gleich dem Potential des ersten Stromversorgungsanschlusses 33 unter
normalen Bedingungen ist. Somit kann die Beurteilung erfolgen, dass
der Bruch in der Leitung oder der Kurzschluss zum ersten Stromversorgungsanschluss 33 aufgetreten
ist, wenn die Ausgangsspannung gleich dem Potential des ersten Stromversorgungsanschlusses 33 geworden
ist.
-
INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
-
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Sensorsignal-Ausgangsschaltung,
die beispielsweise in einem Sensor verwendet wird, der Beschleunigung,
Winkelgeschwindigkeit, Druck oder dergleichen erfasst. Diese Erfindung
gestattet die Erfassung eines Bruches in einer Leitung oder eine Kurzschlusses
zu einem Stromversorgungsanschluss ohne eine Erfassungsschaltung.
-
- 1,
2, 3, 4, 10, 11, 12, 14, 15
- Transistoren
- 5
- Erster
Transistor
- 6
- Zweiter
Transistor
- 7
- Dritter
Transistor
- 8
- Sechster
Transistor
- 9
- Siebter
Transistor
- 13
- Vierter
Transistor
- 16
- Fünfter Transistor
- 17
- Zehnter
Transistor
- 18
- Achter
Transistor
- 19
- Neunter
Transistor
- 20,
24, 25
- Konstantspannungsquellen
- 21
- Erste
Konstantspannungsquelle
- 22
- Zweite
Konstantspannungsquelle
- 23
- Dritte
Konstantspannungsquelle
- 26
- Erster
Differentialverstärker
- 27
- Zweiter
Differentialverstärker
- 28
- Erster
Bezugsspannungs-Einstellteil
- 29
- Zweite
Bezugsspannung
- 30
- Erster
Widerstand
- 31
- Zweiter
Widerstand
- 32
- Ausgangsanschluss
- 33
- Erster
Stromversorgungsanschluss
- 34
- Zweiter
Stromversorgungsanschluss
- 35
- Begrenzer-Trennteil
- 36
- Ausgangs-Sättigungsteil
- 37
- Abnormalitäts-Detektor
- 38
- Zweiter
Bezugsspannungs-Einstellteil