JP2003069386A - Electrical variable generating apparatus - Google Patents

Electrical variable generating apparatus

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JP2003069386A
JP2003069386A JP2001255910A JP2001255910A JP2003069386A JP 2003069386 A JP2003069386 A JP 2003069386A JP 2001255910 A JP2001255910 A JP 2001255910A JP 2001255910 A JP2001255910 A JP 2001255910A JP 2003069386 A JP2003069386 A JP 2003069386A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electrical variable generating apparatus that realizes generation of standard DC/AC voltage/current by utilizing components of an equivalent resistance generating apparatus in common for generating an equivalent resistance with high precision. SOLUTION: The electrical variable generating apparatus for generating electrically an equivalent resistance when applying voltage or current between output terminals is characterized in that the electric variable generating apparatus includes a circuit for converting current flowing to one of the output terminals into voltage, a gain variable multiplication type digital/analog converter, an output control circuit that receives an output voltage of the gain variable multiplication type digital/analog converter and feeds back voltage at the other of the output terminals to an error amplifier so as to control the voltage at the output terminal, and an equivalent resistance generating device that includes transistors and controls emitter levels of the transistors with an output of an operational amplifier in the case of controlling an output voltage in excess of a range supplied by the operational amplifier so as to control a voltage drop between the collectors and emitters of the transistors.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、等価抵抗および電
圧、電流等の電気量を夫々任意の値で発生させることの
できる電気量発生装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electric quantity generating device capable of generating equivalent resistance and electric quantities such as voltage and current at arbitrary values.

【0002】[0002]

【従来の技術】電圧、電流及び等価抵抗等の電気量を発
生させる電気量発生装置に関しては、特許第31064
59号公報にその内容が開示されている。開示内容とし
ては、電圧、電流或いは熱電対出力等を測定する測定器
を校正するための標準電圧・電流の発生と、抵抗計を校
正するための等価抵抗を発生させるための装置の主要な
構成要素を共通化して一体化するというものである。
2. Description of the Related Art Japanese Patent No. 31064 discloses a device for generating a quantity of electricity such as voltage, current and equivalent resistance.
The contents are disclosed in Japanese Patent Publication No. 59. The disclosure content is the main configuration of the device for generating standard voltage / current for calibrating a measuring instrument that measures voltage, current or thermocouple output, and for generating an equivalent resistance for calibrating an ohmmeter. The elements are standardized and integrated.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特許第
3106459号公報に記載の発明による方式の場合、
出力端子間に等価的に抵抗を作り出すのは、端子間に電
流源を印加した場合に仮想抵抗に応じた電圧を発生させ
て所望の等価抵抗を作るもので、電圧源を印加した場合
には所望の等価抵抗に応じた電流を流すことは困難であ
った。また、高抵抗を発生させる場合、あるいは高電圧
の電圧源を印加する場合、既方式では、出力回路に高電
圧を発生できる増幅器が必要であった。さらに、高電圧
を出力するためには、当然高電圧の増幅器動作用電源が
必要になる。
However, in the case of the method according to the invention described in Japanese Patent No. 3106459,
Equivalently creating a resistance between output terminals is to create a desired equivalent resistance by generating a voltage according to a virtual resistance when a current source is applied between the terminals. It was difficult to pass a current according to the desired equivalent resistance. Further, in the case of generating a high resistance or applying a high voltage source, in the existing method, an amplifier capable of generating a high voltage is required in the output circuit. Further, in order to output a high voltage, a power supply for operating a high voltage amplifier is naturally required.

【0004】一方、通常の抵抗器の場合は電源は外から
供給されるので、抵抗器自身では本来電源を持つ必要が
なく、この状況に出来るだけ近づけた方式を実現する必
要がある。また、従来の等価抵抗発生装置では、交流信
号に対応することは難しかった。
On the other hand, in the case of an ordinary resistor, the power is supplied from the outside, so that the resistor itself does not need to have its own power source, and it is necessary to realize a system as close to this situation as possible. Further, it has been difficult for the conventional equivalent resistance generator to handle an AC signal.

【0005】本発明は上記の事情に鑑みなされたもので
あり、高抵抗発生時や高電圧印加時にも、それに対応し
た高電圧電源を用意することなく実現でき、かつ交流信
号にも対応できる等価抵抗発生装置を、簡単な構成で実
現できるようにするとともに、上記回路を用いて、切換
回路と若干の回路追加により、電圧または電流発生装置
にも切り換えられるようにした電気量発生装置を提供す
ることを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and can be realized even when a high resistance is generated or a high voltage is applied without preparing a corresponding high voltage power supply, and can also correspond to an AC signal. (EN) Provided is an electric quantity generation device which can realize a resistance generation device with a simple configuration and which can be switched to a voltage or current generation device by using the above circuit by adding a switching circuit and some circuits. The purpose is to

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項1に記載の発明は、出力端子間に電圧また
は電流を印加した時、前記出力端子に流入する電流に応
じて出力端子間に所望の抵抗値に相当する電圧降下を発
生させ、電子的に等価的な抵抗を発生させる電気量発生
装置において、前記出力端子の一方に流入する電流を電
圧に変換する回路と、所望の抵抗値に対応してディジタ
ル値の設定によりゲインを可変とする乗算形D−A変換
器と、該乗算形D−A変換器の出力電圧を入力とし、前
記出力端子のもう一方の端子の電圧を直接または分圧器
を介して誤差増幅器に帰還して、前記出力端子の電圧を
制御する出力制御回路と、当該誤差増幅器を構成するO
Pアンプの前記出力端子にエミッタ電極が接続されてベ
ース電極は抵抗を介して順方向の一定電圧源に接続さ
れ、コレクタはダイオードを介して前記出力端子に接続
されたトランジスタとを備え、OPアンプで供給できる
範囲を超える出力電圧を制御するのにあたり、OPアン
プ出力でトランジスタのエミッタ電位を制御して当該ト
ランジスタのコレクタ及びエミッタ間の電圧降下を制御
する等価抵抗発生機構を有することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 provides an output according to a current flowing into the output terminal when a voltage or a current is applied between the output terminals. A circuit for converting a current flowing into one of the output terminals into a voltage in a quantity-of-electricity generating device that generates a voltage drop corresponding to a desired resistance value between the terminals to generate an electronically equivalent resistance; Of the multiplication type D-A converter whose gain is variable by setting a digital value corresponding to the resistance value of, and the output voltage of the multiplication type D-A converter as an input, An output control circuit for controlling the voltage of the output terminal by feeding back the voltage to the error amplifier directly or via a voltage divider, and O constituting the error amplifier.
An emitter amplifier is connected to the output terminal of the P amplifier, a base electrode is connected to a constant voltage source in the forward direction via a resistor, and a collector is connected to the output terminal via a diode. In controlling an output voltage that exceeds the range that can be supplied by, an equivalent resistance generating mechanism that controls the emitter potential of the transistor by the output of the OP amplifier to control the voltage drop between the collector and the emitter of the transistor is characterized. .

【0007】従って、請求項1に記載の発明によれば、
トランジスタのエミッタ電位を制御しているので、印加
電圧Vが大きくなり制御すべき出力電圧(Vo)が+V
sを超えようとすると、ベース電極へ一定電圧V+が供
給されているので、Vaが増えようとするとトランジス
タのベース電流が減少方向となり、トランジスタは飽和
領域から制御領域に入り、電圧降下を生じて出力電圧V
oを制御することが可能になる。
Therefore, according to the invention described in claim 1,
Since the emitter potential of the transistor is controlled, the applied voltage V increases and the output voltage (Vo) to be controlled is + V.
When the voltage exceeds Vs, the constant voltage V + is supplied to the base electrode. Therefore, when the voltage Va increases, the base current of the transistor decreases, and the transistor enters the control region from the saturation region, causing a voltage drop. Output voltage V
It becomes possible to control o.

【0008】また、請求項2に記載の発明は、請求項1
に記載の構成に加え、前記トランジスタによる制御素子
として、NPN形トランジスタとPNP形トランジスタ
を並列接続し、各々のトランジスタにはダイオードが接
続されていることを特徴とする。
The invention described in claim 2 is the same as claim 1.
In addition to the configuration described in (1) above, an NPN-type transistor and a PNP-type transistor are connected in parallel as a control element by the transistor, and a diode is connected to each transistor.

【0009】従って、請求項2に記載の発明によれば、
NPN形トランジスタとPNP形トランジスタを並列接
続しているため、印加電圧の正負両極性に対応すること
が可能になり、また各々のトランジスタにダイオードを
接続することにより、逆方向の電圧に対する電流阻止を
行うことを可能にしている。
Therefore, according to the invention described in claim 2,
Since the NPN type transistor and the PNP type transistor are connected in parallel, it is possible to deal with both positive and negative polarities of the applied voltage. Also, by connecting a diode to each transistor, current blocking for the reverse voltage can be achieved. It is possible to do.

【0010】さらに、請求項3に記載の発明は、請求項
1に記載の構成に加え、前記乗算形D−A変換器の入力
を一定の基準電圧とし、前記出力制御回路のトランジス
タのコレクタ電極と前記出力端子間に直流電源を挿入
し、前記出力端子間の電圧を所望の値に制御するように
した標準電圧発生機構を備え、前記等価抵抗発生機構と
前記標準電圧発生機構とを切換回路により機能切換を可
能にすることを特徴とする。
Further, in the invention described in claim 3, in addition to the structure described in claim 1, the input of the multiplying DA converter is set to a constant reference voltage, and the collector electrode of the transistor of the output control circuit is set. And a standard voltage generation mechanism for inserting a DC power supply between the output terminals and controlling the voltage between the output terminals to a desired value, and switching the equivalent resistance generation mechanism and the standard voltage generation mechanism. It is characterized by enabling the function switching by.

【0011】従って、請求項3に記載の発明によれば、
請求項1に記載の等価抵抗発生装置の乗算形D−A変換
器及び出力制御回路を用いることにより標準電圧発生装
置を実現することにより、構成要素の共通化を図ること
が可能になるとともに、切換回路を用いることにより標
準電圧発生装置から等価抵抗発生装置への機能切換を容
易に実現することが可能になる。
Therefore, according to the invention of claim 3,
By realizing the standard voltage generating device by using the multiplication type D / A converter and the output control circuit of the equivalent resistance generating device according to claim 1, commonalization of the constituent elements can be achieved, and By using the switching circuit, it becomes possible to easily realize the function switching from the standard voltage generator to the equivalent resistance generator.

【0012】また、請求項4に記載の発明は、請求項3
に記載の構成に加え、前記出力端子に流れる電流をシャ
ント抵抗で電圧に変換し、前記乗算形D−A変換器の出
力と等しくなるように出力電流を制御する標準電流発生
機構を備えることを特徴とする。
The invention according to claim 4 is the same as claim 3
In addition to the configuration described in (1), a standard current generating mechanism that converts a current flowing through the output terminal into a voltage with a shunt resistance and controls the output current so as to be equal to the output of the multiplying DA converter is provided. Characterize.

【0013】従って、請求項4に記載の発明によれば、
出力端子と回路コモン間にシャント抵抗器を設けてお
り、電流に比例した電圧を帰還して出力を制御すれば、
k設定に応じた定電流出力を得ることができ、乗算形D
−A変換器の出力と等しくなる出力電流とすることが可
能になる。
Therefore, according to the invention of claim 4,
If a shunt resistor is provided between the output terminal and the circuit common and the voltage proportional to the current is fed back to control the output,
A constant current output corresponding to the k setting can be obtained, and the multiplication type D
It becomes possible to make the output current equal to the output of the −A converter.

【0014】さらに、請求項5に記載の発明は、請求項
2又は3に記載の構成に加え、前記基準電圧を交流で振
幅一定の正弦波基準電圧とし、前記トランジスタのコレ
クタと前記出力端子との間に印加する電源を、前記正弦
波基準電圧と同一周波数、同一位相の電源として前記出
力端子から交流の任意の値の可変電圧電流を発生可能に
することを特徴とする。
Further, in the invention described in claim 5, in addition to the configuration described in claim 2 or 3, the reference voltage is a sine wave reference voltage of constant amplitude with alternating current, and the collector of the transistor and the output terminal are connected. It is characterized in that the power source applied during the period is a power source having the same frequency and the same phase as the sine wave reference voltage and capable of generating a variable voltage current having an arbitrary value of alternating current from the output terminal.

【0015】従って、請求項5に記載の発明によれば、
基準電圧を交流正弦波基準電圧とし、トランジスタのコ
レクタと出力端子との間に印加する電源を、前記正弦波
基準電圧と同一の交流電源としているので、交流の可変
電圧電流の実現を可能にする。
Therefore, according to the invention described in claim 5,
Since the reference voltage is an AC sine wave reference voltage and the power supply applied between the collector of the transistor and the output terminal is the same AC power supply as the sine wave reference voltage, it is possible to realize an AC variable voltage current. .

【0016】また、請求項6に記載の発明は、請求項3
乃至5のいずれかに記載の構成に加え、前記出力電圧の
発生に必要な挿入電源の値を、前記標準電圧発生機構に
おいては略所望の電圧値にし、また前記標準電流発生機
構においては負荷電圧に応じて、変化させるようにした
第2の制御回路を併用することを特徴とする。
The invention according to claim 6 is the same as claim 3
In addition to the configuration according to any one of 5 to 5, the value of the insertion power supply required for generating the output voltage is set to a substantially desired voltage value in the standard voltage generating mechanism, and the load voltage is used in the standard current generating mechanism. It is characterized in that a second control circuit that is changed according to the above is also used.

【0017】従って、請求項6に記載の発明によれば、
挿入電源の値を標準電圧発生機構及び標準電流発生機構
に応じて変える第2の制御回路を備えることにより、ト
ランジスタの電圧降下を小さく抑え、電圧制御の損失を
少なくすることが可能になる。
Therefore, according to the invention of claim 6,
By providing the second control circuit that changes the value of the insertion power source according to the standard voltage generation mechanism and the standard current generation mechanism, it is possible to suppress the voltage drop of the transistor and reduce the voltage control loss.

【0018】さらに、請求項7に記載の発明は、請求項
1乃至6のいずれかに記載の構成に加え、前記出力制御
用の電圧降下素子に電界効果トランジスタを用いること
を特徴とする。
Further, the invention according to claim 7 is characterized in that, in addition to the structure according to any one of claims 1 to 6, a field effect transistor is used for the voltage drop element for the output control.

【0019】従って、請求項7に記載の発明によれば、
電圧降下素子としてのトランジスタとして、MOSFE
T等の電界効果トランジスタを用いることが可能であ
る。
Therefore, according to the invention of claim 7,
As a transistor as a voltage drop element, MOSFE
It is possible to use a field effect transistor such as T.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】図1に本発明の実施の形態である
電気量発生装置の回路のブロック図を示す。端子71、
72の間には交流電源が設けられている。端子72には
電流を電圧に変換するための電流・電圧変換回路20が
接続されており、電流・電圧変換回路20からは乗算型
D−A変換器30に接続されている。この乗算型D−A
変換器30では、所定の抵抗値に対応してディジタル値
の設定によりゲイン(GAIN)を可変にする機能を備
えている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows a block diagram of a circuit of an electric quantity generating device according to an embodiment of the present invention. Terminal 71,
An AC power supply is provided between 72. A current / voltage conversion circuit 20 for converting a current into a voltage is connected to the terminal 72, and the current / voltage conversion circuit 20 is connected to the multiplication type DA converter 30. This multiplication type DA
The converter 30 has a function of changing the gain (GAIN) by setting a digital value corresponding to a predetermined resistance value.

【0021】この乗算型D−A変換器30は出力制御用
OPアンプ(誤差増幅器)41に接続されている。出力
制御用OPアンプ(誤差増幅器)41の一方の入力端子
には分圧器42が接続されており、分圧器42は電圧を
分圧する機能を備えている。出力制御用OPアンプ(誤
差増幅器)41の出力端子には、参照番号50に示すよ
うに、NPN形トランジスタとPNP形トランジスタと
が並列に接続してある。
The multiplication DA converter 30 is connected to an output control OP amplifier (error amplifier) 41. A voltage divider 42 is connected to one input terminal of an output control OP amplifier (error amplifier) 41, and the voltage divider 42 has a function of dividing a voltage. As shown by reference numeral 50, an NPN transistor and a PNP transistor are connected in parallel to the output terminal of the output control OP amplifier (error amplifier) 41.

【0022】つぎに、図1を用いて等価抵抗発生動作に
ついて説明する。出力端子71、72間に電圧Vを印加
した時、電流Iが流れる。電流Iを電流・電圧変換回路
20により電圧V1に変換し、乗算形D−A変換器30
に加える。乗算型D−A変換器30は、所望の発生抵抗
値設定に応じて、GAINをkに設定する。乗算型D−
A変換器30の出力は出力制御回路用OPアンプ(誤差
増幅器)41に加えられ、誤差増幅器41のもう一方の
入力端子には分圧器42を介して出力端子71の電圧が
1/Nに分圧されて帰還される。誤差増幅器41は出力
端子電圧の1/Nの値が入力電圧、即ち乗算型D−A変
換器30の出力電圧と等しくなるよう出力を制御する。
即ち、V1、Voを式で示すと(1)、(2)式のよう
になる。
Next, the equivalent resistance generating operation will be described with reference to FIG. When the voltage V is applied between the output terminals 71 and 72, the current I flows. The current I is converted into the voltage V1 by the current / voltage conversion circuit 20, and the multiplication type DA converter 30 is used.
Add to. The multiplication DA converter 30 sets GAIN to k in accordance with the desired generated resistance value setting. Multiplication type D-
The output of the A converter 30 is applied to an output control circuit OP amplifier (error amplifier) 41, and the other input terminal of the error amplifier 41 divides the voltage of the output terminal 71 into 1 / N via a voltage divider 42. It is pressed and returned. The error amplifier 41 controls the output so that the value of 1 / N of the output terminal voltage becomes equal to the input voltage, that is, the output voltage of the multiplication DA converter 30.
That is, when V1 and Vo are expressed by equations, they become equations (1) and (2).

【0023】V1=I*Rs (1)V1 = I * Rs (1)

【0024】 V0=V1*k*N=I*Rs*k*N (2)[0024] V0 = V1 * k * N = I * Rs * k * N (2)

【0025】一方、端子間に電圧Vを印加した時、Vは
以下の(3)式で示される。
On the other hand, when a voltage V is applied between the terminals, V is expressed by the following equation (3).

【0026】 V=V0+I*R0 =(I*Rs*k*N)+I*R0 =I(Rs*k*N+R0) (3)[0026] V = V0 + I * R0 = (I * Rs * k * N) + I * R0 = I (Rs * k * N + R0) (3)

【0027】等価抵抗Reqは、Req=V/Iである
から、以上よりReqは以下の(4)式になる。
Since the equivalent resistance Req is Req = V / I, Req is given by the following equation (4).

【0028】 Req=(Rs*k*N)+R0 (4)[0028] Req = (Rs * k * N) + R0 (4)

【0029】出力端子71、72間に定電流源Iを印加
した場合も、上記と同様である。
The same applies when the constant current source I is applied between the output terminals 71 and 72.

【0030】ところで、出力電圧Voは誤差増幅器41
の出力Vaで制御されるが、誤差増幅器41に使用する
OPアンプの電源電圧が+Vs、−Vsの時、出力電圧
は±Vsより大きくは出来ない(実際には±Vsより1
〜2V少ない範囲である)。従来の方法によれば、印加
電圧Vが大きい場合はそれに応じた出力電圧の制御が必
要である。図1に示した本発明は、増幅器の出力のみで
出力端子の電圧を制御するのではなく、トランジスタの
Vce制御による電流のSINK(吸い込み)動作と、
通常の増幅器の出力電圧制御とを組み合わせた制御方式
である。
By the way, the output voltage Vo is determined by the error amplifier 41.
Output voltage Va is controlled, but when the power supply voltage of the OP amplifier used for the error amplifier 41 is + Vs and −Vs, the output voltage cannot be larger than ± Vs.
~ 2V less range). According to the conventional method, when the applied voltage V is large, it is necessary to control the output voltage accordingly. The present invention shown in FIG. 1 does not control the voltage of the output terminal only by the output of the amplifier, but performs the SINK (suction) operation of the current by controlling the Vce of the transistor,
This is a control method that combines the control of the output voltage of a normal amplifier.

【0031】NPN形トランジスタQ1のベース電極は
抵抗を介してOPアンプが発生できる最大電圧よりやや
低い順方向の一定電圧V+に接続されている。たとえば
OPアンプの最大振幅が±13Vのとき、V+は約+1
0Vにする。このようにすると、印加電圧Vが低く、V
oが概略V+以内で制御される場合は、トランジスタは
ON(飽和領域)となり、Q1は単なる導通状態で、出
力電圧はOPアンプ出力で制御される。なおVoは前述
した通り下記の(5)式のようになる。
The base electrode of the NPN transistor Q1 is connected through a resistor to a constant voltage V + in the forward direction, which is slightly lower than the maximum voltage that can be generated by the OP amplifier. For example, when the maximum amplitude of the OP amplifier is ± 13V, V + is about +1
Set to 0V. In this way, the applied voltage V is low and V
When o is controlled within approximately V +, the transistor is turned on (saturation region), Q1 is simply conductive, and the output voltage is controlled by the OP amplifier output. As described above, Vo is expressed by the following equation (5).

【0032】V0=I*Rs*k*N (5)V0 = I * Rs * k * N (5)

【0033】或いは、(6)式のように示すこともでき
る。
Alternatively, it can be expressed as in equation (6).

【0034】 V0=V*(Rs/Req)*k*N (6)[0034] V0 = V * (Rs / Req) * k * N (6)

【0035】しかし、印加電圧Vが大きくなり制御すべ
きVoが+Vsを超えようとすると、ベース電極へ一定
電圧V+が供給されているので、Vaが増えようとする
とトランジスタのベース電流が減少方向となり、トラン
ジスタは飽和領域から制御領域に入り、電圧降下を生じ
て出力電圧Voを制御する。印加電圧Vに応じた各部の
電圧の状態を図2に示す。図2(a)では、NPN形ト
ランジスタとPNP形トランジスタとの拡大図が示され
ており、図2(b)では、印加電圧Vに応じた各部の電
圧の変化の状態が示されている。本発明では、エミッタ
電極を制御するように構成したため、前記のような動作
が可能となった。
However, when the applied voltage V increases and Vo to be controlled exceeds + Vs, the constant voltage V + is supplied to the base electrode. Therefore, when Va increases, the base current of the transistor decreases. The transistor enters the control region from the saturation region and causes a voltage drop to control the output voltage Vo. FIG. 2 shows the state of the voltage of each part according to the applied voltage V. 2A shows an enlarged view of the NPN-type transistor and the PNP-type transistor, and FIG. 2B shows a state in which the voltage of each part changes according to the applied voltage V. Since the present invention is configured to control the emitter electrode, the above-described operation is possible.

【0036】印加電圧正負に対応させるために、参照番
号に示すように、NPN形トランジスタとPNP形トラ
ンジスタとを並列接続してある。ダイオードは、逆方向
の電圧に対する電流阻止用である。なお、ダイオードの
順方向の電圧降下、及びトランジスタの順方向の飽和電
圧は、誤差増幅器(OPアンプ)41の利得が充分大き
いため(通常、直流信号の場合120dB以上)、制御
系の入力換算値で見ると全く誤差とならない。
In order to make the applied voltage positive or negative, an NPN type transistor and a PNP type transistor are connected in parallel as indicated by the reference numeral. The diode is for blocking current in the opposite direction. Since the gain of the error amplifier (OP amplifier) 41 is sufficiently large (usually 120 dB or more for a DC signal), the forward voltage drop of the diode and the forward saturation voltage of the transistor are equivalent to the input conversion value of the control system. There is no error when viewed with.

【0037】このようにして、本発明によれば、低い電
圧に対してはOPアンプが出力を直接制御し、高電圧に
なるとトランジスタが電圧を吸収して(電圧降下素子と
なり)、装置自身で高電圧電源を内蔵しなくとも任意の
電圧に対し等価的に抵抗を発生することが出来る。ゼロ
を中心とした低レベルの出力制御は直接OPアンプ出力
で制御されるので、ゼロ中心の正負電圧に対しても連続
的に制御可能である。
As described above, according to the present invention, the OP amplifier directly controls the output with respect to a low voltage, and when the voltage becomes high, the transistor absorbs the voltage (becomes a voltage drop element) and the device itself. It is possible to generate resistance equivalently for any voltage without incorporating a high-voltage power supply. Since the low-level output control centered on zero is directly controlled by the output of the OP amplifier, it is possible to continuously control the positive / negative voltage centered on zero.

【0038】図3では、前述の等価抵抗発生機能と任意
の標準可変電圧発生機能を切り換えて実現できる方式の
ブロック図が示してある。出力端子71、72及び、電
流・電圧変換回路20と乗算形D−A変換器30との間
に切換スイッチ80(連動した個別スイッチ81、8
2、83より成る)を設ける。スイッチ80をa側に切
り換えれば、図1に示した等価抵抗発生装置の機能とな
る。そして、スイッチ80をb側に切り換えると電圧発
生機能となる。
FIG. 3 shows a block diagram of a system which can be realized by switching the above-mentioned equivalent resistance generating function and arbitrary standard variable voltage generating function. Between the output terminals 71, 72 and the current / voltage conversion circuit 20 and the multiplication type D / A converter 30, a changeover switch 80 (interlocked individual switches 81, 8
2, 83). When the switch 80 is switched to the a side, the function of the equivalent resistance generator shown in FIG. 1 is obtained. Then, when the switch 80 is switched to the b side, it becomes a voltage generating function.

【0039】電流・電圧変換回路20と乗算形D−A変
換器30との間に設けられた個別スイッチ81のb側に
接続されたVrefは基準電源であり、出力端子71に
設けられた個別スイッチ83のb側に接続されたVcは
高電圧発生時に必要な電圧源である。Vcは所望の出力
電圧とほぼ同等またはそれ以上とする。そして、電圧発
生機能選択時の動作は以下の通りになる。
Vref connected to the b side of the individual switch 81 provided between the current / voltage conversion circuit 20 and the multiplication DA converter 30 is a reference power source and is provided at the output terminal 71. Vc connected to the b side of the switch 83 is a voltage source required when a high voltage is generated. Vc is approximately equal to or higher than the desired output voltage. The operation when the voltage generating function is selected is as follows.

【0040】基準電圧は乗算形D−A変換器30で所望
の可変電圧を発生し出力制御部の基準入力となる。帰還
の作用により、出力電圧VoはVo=Vref*k*N
に制御されるが、出力電圧Voが±Vs以内ではQ1、
またはQ2の回路はONとなりOPアンプの出力でVo
が制御される。VoをOPアンプが発生できる電圧を超
えて制御したい場合は、Vcを加える。VcはVo±V
s以上であればよい。ダイオードの順方向の電圧降下も
含めたQ1またはQ2のコレクタC−エミッタE間の電
圧降下をVceとした時、Vo=Va+Vceとなるよ
うに制御される。
The multiplying DA converter 30 generates a desired variable voltage as a reference voltage, which serves as a reference input to the output control section. Due to the feedback action, the output voltage Vo is Vo = Vref * k * N
However, when the output voltage Vo is within ± Vs, Q1,
Or the circuit of Q2 is turned on and the output of the OP amplifier is Vo.
Is controlled. If it is desired to control Vo beyond the voltage that can be generated by the OP amplifier, Vc is added. Vc is Vo ± V
It may be s or more. When the voltage drop between the collector C and emitter E of Q1 or Q2 including the voltage drop in the forward direction of the diode is Vce, Vo = Va + Vce is controlled.

【0041】基準電圧Vrefを交流正弦波基準電圧と
し、VcをVrefと位相の一致した交流電源とすれ
ば、直流で説明したと同様の動作により、交流電圧の可
変電圧発生機能が実現できる。
If the reference voltage Vref is an AC sine wave reference voltage and Vc is an AC power supply whose phase matches Vref, the variable voltage generating function of the AC voltage can be realized by the same operation as described for DC.

【0042】特に図示しないが、電圧発生回路の分圧器
42によるVo端子からの帰還ループの代わりに、端子
72と回路コモン間にシャント抵抗器を挿入し電流に比
例した電圧を帰還して出力を制御するようにすれば、k
設定に応じた定電流出力を得る事が出来る。すなわち、
出力電流をIo、シャント抵抗器をRshとした時、つ
ぎの(7)式でIoを得ることができる(電流発生機
能)。
Although not shown in particular, instead of the feedback loop from the Vo terminal by the voltage divider 42 of the voltage generating circuit, a shunt resistor is inserted between the terminal 72 and the circuit common, and a voltage proportional to the current is fed back to output. If controlled, k
The constant current output according to the setting can be obtained. That is,
When the output current is Io and the shunt resistor is Rsh, Io can be obtained by the following equation (7) (current generation function).

【0043】 I0=(Vref*k)/Rsh (7)[0043] I0 = (Vref * k) / Rsh (7)

【0044】[0044]

【発明の効果】本発明によれば、高精度等価抵抗発生の
機能、用途を、従来の抵抗計を校正するための用途だけ
でなく、より広範な電圧・電流や交流信号にも対応でき
るようになり、より汎用的な用途に供することが出来
る。また、本等価抵抗発生装置の構成要素を共通に利用
して、直流・交流の標準電圧・電流の発生も実現でき、
小型、安価で上記諸種の電気量を発生させる装置を実現
できる。
According to the present invention, the function and use of high-precision equivalent resistance generation can be applied not only to the use for calibrating a conventional resistance meter, but also to a wider range of voltage / current and AC signals. It can be used for more general purpose. In addition, by using the components of this equivalent resistance generator in common, it is possible to generate standard voltages and currents of DC and AC.
It is possible to realize a device that is compact and inexpensive and that generates the above-mentioned various kinds of electricity.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施の形態である電気量発生装置の等
価抵抗発生機能の回路を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a circuit having an equivalent resistance generating function of an electricity quantity generating device according to an embodiment of the present invention.

【図2】印加電圧Vに応じた各部の電圧の状態を示す説
明図である。(a)は図1に示すNPN形トランジスタ
とPNP形トランジスタとの部分図である。(b)は印
加電圧Vに応じた各部の電圧の変化の状態が示すグラフ
図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a voltage state of each part according to an applied voltage V. (A) is a partial view of the NPN type transistor and the PNP type transistor shown in FIG. 1. (B) is a graph showing the state of the voltage change of each part according to the applied voltage V.

【図3】本発明の実施の形態である電気量発生装置の等
価抵抗発生機能と、任意の標準可変電圧発生機能とを切
り換えて実現するための回路を示すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram showing a circuit for switching and realizing an equivalent resistance generating function and an arbitrary standard variable voltage generating function of the electricity quantity generating device according to the embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

20 電流・電圧変換回路 30 乗算形D−A変換器 41 出力制御回路用OPアンプ(誤差
増幅器) 42 分圧器 71、72 出力端子 80 切換スイッチ 81、82、83 個別スイッチ
20 Current / Voltage Conversion Circuit 30 Multiplying DA Converter 41 Output Control Circuit OP Amplifier (Error Amplifier) 42 Voltage Divider 71, 72 Output Terminal 80 Changeover Switch 81, 82, 83 Individual Switch

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】出力端子間に電圧または電流を印加した
時、前記出力端子に流入する電流に応じて出力端子間に
所望の抵抗値に相当する電圧降下を発生させ、電子的に
等価的な抵抗を発生させる電気量発生装置において、 前記出力端子の一方に流入する電流を電圧に変換する回
路と、 所望の抵抗値に対応してディジタル値の設定によりゲイ
ンを可変とする乗算形D−A変換器と、 該乗算形D−A変換器の出力電圧を入力とし、前記出力
端子のもう一方の端子の電圧を直接または分圧器を介し
て誤差増幅器に帰還して、前記出力端子の電圧を制御す
る出力制御回路と、 当該誤差増幅器を構成するOPアンプの前記出力端子に
エミッタ電極が接続されてベース電極は抵抗を介して順
方向の一定電圧源に接続され、コレクタはダイオードを
介して前記出力端子に接続されたトランジスタとを備
え、 OPアンプで供給できる範囲を超える出力電圧を制御す
るのにあたり、OPアンプ出力でトランジスタのエミッ
タ電位を制御して当該トランジスタのコレクタ及びエミ
ッタ間の電圧降下を制御する等価抵抗発生機構を有する
ことを特徴とする電気量発生装置。
1. When a voltage or a current is applied between the output terminals, a voltage drop corresponding to a desired resistance value is generated between the output terminals according to the current flowing into the output terminals, and an electronically equivalent voltage drop is generated. In an electric quantity generating device for generating a resistance, a circuit for converting a current flowing into one of the output terminals into a voltage, and a multiplication type DA for varying a gain by setting a digital value corresponding to a desired resistance value. A converter and an output voltage of the multiplying DA converter are input, and the voltage of the other terminal of the output terminals is fed back to the error amplifier directly or via a voltage divider to output the voltage of the output terminal. An output control circuit for controlling and an output terminal of the OP amplifier constituting the error amplifier are connected to an emitter electrode, a base electrode is connected via a resistor to a constant voltage source in the forward direction, and a collector is connected via a diode to the front side. In order to control the output voltage exceeding the range that can be supplied by the OP amplifier, the transistor connected to the output terminal controls the emitter potential of the transistor by the output of the OP amplifier, and the voltage drop between the collector and the emitter of the transistor. An electric quantity generating device having an equivalent resistance generating mechanism for controlling the electric quantity.
【請求項2】前記トランジスタによる制御素子として、
NPN形トランジスタとPNP形トランジスタを並列接
続し、各々のトランジスタにはダイオードが接続されて
いることを特徴とする請求項1に記載の電気量発生装
置。
2. A control element comprising the transistor,
The electricity quantity generating device according to claim 1, wherein an NPN transistor and a PNP transistor are connected in parallel, and a diode is connected to each transistor.
【請求項3】前記乗算形D−A変換器の入力を一定の基
準電圧とし、前記出力制御回路のトランジスタのコレク
タ電極と前記出力端子間に直流電源を挿入し、前記出力
端子間の電圧を所望の値に制御するようにした標準電圧
発生機構を備え、 前記等価抵抗発生機構と前記標準電圧発生機構とを切換
回路により機能切換を可能にすることを特徴とする請求
項1に記載の電気量発生装置。
3. The input of the multiplying DA converter is set to a constant reference voltage, a DC power source is inserted between the collector electrode of the transistor of the output control circuit and the output terminal, and the voltage between the output terminals is adjusted. The electrical equipment according to claim 1, further comprising a standard voltage generating mechanism controlled to a desired value, wherein the equivalent resistance generating mechanism and the standard voltage generating mechanism can be switched in function by a switching circuit. Quantity generator.
【請求項4】前記出力端子に流れる電流をシャント抵抗
で電圧に変換し、前記乗算形D−A変換器の出力と等し
くなるように出力電流を制御する標準電流発生機構を備
えることを特徴とする請求項3に記載の電気量発生装
置。
4. A standard current generating mechanism for converting a current flowing through the output terminal into a voltage by a shunt resistor and controlling the output current so as to be equal to the output of the multiplying DA converter. The electric quantity generator according to claim 3.
【請求項5】前記基準電圧を交流で振幅一定の正弦波基
準電圧とし、前記トランジスタのコレクタと前記出力端
子との間に印加する電源を、前記正弦波基準電圧と同一
周波数、同一位相の電源として前記出力端子から交流の
任意の値の可変電圧電流を発生可能にすることを特徴と
する請求項2又は3に記載の電気量発生装置。
5. A power supply applied between the collector of the transistor and the output terminal as a sine wave reference voltage having a constant amplitude with an alternating current, and a power supply having the same frequency and the same phase as the sine wave reference voltage. 4. The electric quantity generating device according to claim 2, wherein a variable voltage current having an arbitrary value of alternating current can be generated as the output terminal.
【請求項6】前記出力電圧の発生に必要な挿入電源の値
を、前記標準電圧発生機構においては略所望の電圧値に
し、また前記標準電流発生機構においては負荷電圧に応
じて、変化させるようにした第2の制御回路を併用する
ことを特徴とする請求項3乃至5のいずれかに記載の電
気量発生装置。
6. The value of the insertion power supply required for generating the output voltage is changed to a substantially desired voltage value in the standard voltage generating mechanism, and is changed in accordance with the load voltage in the standard current generating mechanism. 6. The electricity quantity generating device according to claim 3, wherein the second control circuit according to claim 5 is used in combination.
【請求項7】前記出力制御用の電圧降下素子に電界効果
トランジスタを用いることを特徴とする請求項1乃至6
のいずれかに記載の電気量発生装置。
7. A field effect transistor is used as the voltage drop element for controlling the output.
The electric quantity generator according to any one of 1.
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