JP2007318488A - アイソレーション装置 - Google Patents
アイソレーション装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2007318488A JP2007318488A JP2006146547A JP2006146547A JP2007318488A JP 2007318488 A JP2007318488 A JP 2007318488A JP 2006146547 A JP2006146547 A JP 2006146547A JP 2006146547 A JP2006146547 A JP 2006146547A JP 2007318488 A JP2007318488 A JP 2007318488A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- potential
- current
- amplifier
- emitting diode
- light emitting
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Amplifiers (AREA)
Abstract
【課題】従来よりも構成を簡略化したアイソレーションアンプを提供する。
【解決手段】入力信号に応じて発光する第1発光ダイオードD1び第1発光ダイオードD1の発光を受光して第1電流I1が生じる第1フォトトランジスタT1を有する第1フォトカプラPC1と、印加される2つの電位の電位差を増幅して出力する増幅器U2と、増幅器U2の出力電位に応じた電流Id2により発光する第2発光ダイオードD2及び第2発光ダイオードD2の発光を受光して第2電流I2を生じる第2フォトトランジスタT2を有する第2フォトカプラPC2と、電流Id2に応じて出力信号を示す電位を得る抵抗2と、を備えたアイソレーション装置である。増幅器U2は、第1電流I1及び第2電流I2によって生じる電位と接地電位との電位差を増幅する。第1電流I1と第2電流I2とが等しくなると、入力信号と同じ出力信号が得られる。
【選択図】図1
【解決手段】入力信号に応じて発光する第1発光ダイオードD1び第1発光ダイオードD1の発光を受光して第1電流I1が生じる第1フォトトランジスタT1を有する第1フォトカプラPC1と、印加される2つの電位の電位差を増幅して出力する増幅器U2と、増幅器U2の出力電位に応じた電流Id2により発光する第2発光ダイオードD2及び第2発光ダイオードD2の発光を受光して第2電流I2を生じる第2フォトトランジスタT2を有する第2フォトカプラPC2と、電流Id2に応じて出力信号を示す電位を得る抵抗2と、を備えたアイソレーション装置である。増幅器U2は、第1電流I1及び第2電流I2によって生じる電位と接地電位との電位差を増幅する。第1電流I1と第2電流I2とが等しくなると、入力信号と同じ出力信号が得られる。
【選択図】図1
Description
本発明は、例えばノイズ等の障害の影響を除去する目的で電気的に絶縁することを必要とする電気回路間或いは任意に電位差が変化する電気回路間に、直流を含むアナログ信号である入力信号をそのまま伝送するために設けられるアイソレーション装置に関するものである。
フォトカプラを信号伝送器として用いた、直流を含むアナログ信号をそのまま伝送可能なアイソレーションアンプ等のアイソレーション装置がある。フォトカプラを用いるアイソレーション装置は、高周波の信号伝送にも用いることができる。フォトカプラは、2個を同一のパッケージに封入して提供されることが一般的であり、これにより、アイソレーション装置を安価に構成可能となっている。フォトカプラは、温度により伝達特性が大きく変化するが、一つのパッケージに封入されている2個のフォトカプラは、温度特性が同等になるためにアイソレーション装置としての特性も良好になる。
このような2個のフォトカプラを用いた従来のアイソレーション装置の一例として、図7にアイソレーションアンプの構成図を示す。これは特許文献1に開示されるアイソレーションアンプである。
特開平5-218754号公報
図7のアイソレーションアンプは、第1、第2フォトカプラPC1、PC2、第1〜第3増幅器U1〜U3、及び抵抗10、11を有しており、入力端子Vinから入力される入力信号と同等の出力信号が、出力端子Voutから出力されるようになっている。
第1増幅器U1の「+」側入力端子(以下、「正入力端子」という。)は接地されており、「−」側入力端子(以下、「負入力端子」という。)には、入力端子Vinから抵抗10を介して入力信号が入力される。第1フォトカプラPC1の第1発光ダイオードD1のアノードは第1増幅器U1の負入力端子に接続され、カソードは第1増幅器U1の出力端子に接続されている。第1フォトカプラPC1の第1フォトトランジスタT1は、コレクタが第2増幅器U2の負入力端子に接続され、エミッタが電源Veeに接続される。第2増幅器U2は、正入力端子が接地されており、出力端子が抵抗11を介して第3増幅器U3の負入力端子及び第2フォトカプラPC2の第2発光ダイオードD2のアノードに接続されるとともに、直接、出力端子Voutに接続されている。第3増幅器U3は、正入力端子が接地されており、出力端子が第2フォトカプラPC2の第2発光ダイオードD2のカソードに接続されている。第2フォトカプラPC2の第2フォトトランジスタT2は、コレクタが電源Vccに接続され、エミッタが第2増幅器U2の負入力端子に接続される。
第1フォトトランジスタT1のコレクタと第2フォトトランジスタT2のエミッタとは、ともに第2増幅器U2の負入力端子に接続されているために、これらは接続される。
このようなアイソレーションアンプにおいて、抵抗10、第1増幅器U1、及び第1発光ダイオードD1は、電圧−電流変換回路を形成しており、第1発光ダイオードD1に生じる電流Id1の電流値はId1=(入力信号の電位)/(抵抗10の抵抗値)で表される。この電流Id1により第1発光ダイオードD1が発光する。第1発光ダイオードD1の発光を第1フォトトランジスタT1が受光することで、第1フォトトランジスタT1にも電流(以下、「第1電流」という。)I1が生じる。
第1フォトトランジスタT1に第1電流I1が生じることにより、第2増幅器U2の負入力端子に所定の電位が印加される。第2増幅器U2の出力端子からは、正入力端子に印加される電位と負入力端子に印加される電位の電位差を所定の増幅率で増幅した電位が出力される。この電位は出力信号としてアイソレーションアンプの出力端子Voutから出力される。出力信号は、抵抗11を介して第2増幅器U3の負入力端子にも入力される。抵抗11、第3増幅器U3、及び第2発光ダイオードD2も、電圧−電流変換回路を形成しており、第2発光ダイオードD2に生じる電流Id2の電流値はId2=(出力信号の電位)/(抵抗11の抵抗値)で表される。この電流Id2により第2発光ダイオードD2が発光する。第2発光ダイオードD2の発光を第2フォトトランジスタT2が受光することで、第2フォトトランジスタT2にも電流(以下、「第2電流」という。)I2が生じる。
このアイソレーションアンプは、第1電流I1及び第2電流I2の電流値が等しくなる時点でバランスして安定化する。第1、第2フォトカプラPC1、PC2の特性が同じで、且つ抵抗10と抵抗11の抵抗値が等しければ、入力端子Vinからの入力信号の電位と出力端子Voutからの出力信号の電位とが等しくなる。
従来のこのようなアイソレーション装置は、入力信号の電位が、発光ダイオードが動作しない1V以下の場合でも正確に出力信号を出力することができ、良好な特性を有している。しかし、増幅器を3個も用いるなど構成が大きくなりがちであり、コスト、信頼性の面では問題がある。
本発明は、上記の問題に鑑み、従来の特性と同等以上の特性で、従来よりも構成を簡略化したアイソレーション装置を提供することを課題とする。
上記の課題を解決する本発明のアイソレーション装置は、所定の入力信号の電位に応じた電流により発光する第1発光ダイオード及びこの第1発光ダイオードの発光を受光して第1電流が生じる第1フォトトランジスタを有する第1フォトカプラと、印加される2つの電位の電位差を増幅して出力する増幅器と、前記増幅器の出力電位に応じた電流により発光する第2発光ダイオード及びこの第2発光ダイオードの発光を受光して第2電流を生じる第2フォトトランジスタを有する第2フォトカプラと、前記増幅器の出力電位に応じた前記電流に基づいて出力信号を示す電位を得るための出力側負荷と、を備えており、前記増幅器は、前記第1電流及び前記第2電流によって生じる電位が前記2つの電位の少なくとも一方として印加されるようになっている。
このアイソレーション装置は、第1電流と第2電流とが等しくなることで動作が安定化する。従来の構成では、第2電流を得るための構成に、2つの増幅器を必要としていたが、本発明では、1つの増幅器で第2電流を得ることができ、構成を大幅に簡略化できる。また、出力側負荷の特性に出力信号の電位が依存するので、第1フォトカプラと第2フォトカプラの特性が同等でない場合でも、入力信号と同等の出力信号を得ることができる。つまり、従来よりも第1フォトカプラと第2フォトカプラの特性への要求が緩和される。
本発明のアイソレーション装置は、例えば、前記第1フォトトランジスタ及び前記第2フォトトランジスタが、前記第1電流が流れる経路と前記第2電流が流れる経路とが同一になるように接続されて、前記増幅器に前記第1フォトトランジスタと前記第2フォトトランジスタの接続点における電位を印加するように構成されてもよい。この場合、前記増幅器は、この電位と接地電位との電位差を増幅する。
本発明のアイソレーション装置は、例えば、前記第1電流から所定の第1電位を得るための第1負荷と、前記第2電流から所定の第2電位を得るための第2負荷と、を更に備えていてもよい。この場合、前記増幅器は、前記第1電位と前記第2電位との電位差を増幅する。
第1負荷及び第2負荷を有する構成では、これらの特性を調整することで、第1フォトカプラの特性と第2フォトカプラの特性に大きな相違がある場合でも、アイソレーション装置として良好な動作を実現できる。特性の調整とは、例えば第1、第2負荷が抵抗の場合、最適な抵抗値の選択である。
第1負荷及び第2負荷を有する構成では、これらの特性を調整することで、第1フォトカプラの特性と第2フォトカプラの特性に大きな相違がある場合でも、アイソレーション装置として良好な動作を実現できる。特性の調整とは、例えば第1、第2負荷が抵抗の場合、最適な抵抗値の選択である。
本発明のアイソレーション装置は、例えば、前記第1電流から所定の第1電位を得るための第1負荷と、前記第2電流から所定の第2電位を得るための第2負荷と、前記第1電位と前記第2電位とを所定の比率で分圧して第3電位を生成する分圧機構と、を更に備えていてもよい。この場合、前記増幅器は、前記第3電位と接地電位との電位差を増幅する。前記分圧機構は、例えば、複数の可変抵抗を有して構成され、いずれかの可変抵抗の接続点に前記第3電位を生成する。可変抵抗の調整により、例えば第1フォトカプラと第2フォトカプラの温度特性が異なる場合でも、最適な動作を行うことができるようになる。
本発明のアイソレーション装置は、前記出力側負荷が、前記第2発光ダイオードのカソードと所定の電源との間に設けられていてもよい。このような構成では、前記電源から印加される電位に応じて前記出力信号を示す電位が調整可能になる。
また、前記第1発光ダイオードのカソードと前記所定の電源とは異なる他の電源との間に、前記第1発光ダイオードに前記所定の入力信号の電位に応じた電流を流すための入力側負荷を備えてもよい。このような構成では、この電源から印加される電位に応じて前記入力信号を示す電位が調整可能になる。
また、前記第1発光ダイオードのカソードと前記所定の電源とは異なる他の電源との間に、前記第1発光ダイオードに前記所定の入力信号の電位に応じた電流を流すための入力側負荷を備えてもよい。このような構成では、この電源から印加される電位に応じて前記入力信号を示す電位が調整可能になる。
本発明のアイソレーション装置は、前記第1発光ダイオードに前記所定の入力信号の電位に応じた電流を流すための入力側負荷を更に備えていてもよい。このような構成では、前記出力側負荷が、前記第1電流と前記第2電流が等しく、前記第1フォトカプラの特性と第2フォトカプラの特性が同等で、且つ前記入力側負荷及び前記出力側負荷の特性が同等のときに、前記入力信号と同じ電位を前記出力信号を示す電位として得る。つまり、このアイソレーション装置は、入力信号をそのまま出力信号として出力することになる。
本発明のアイソレーション装置は、正入力端子に前記所定の入力信号が入力され、負入力端子に前記第1発光ダイオードのカソードが接続され、出力端子が前記第1発光ダイオードのアノードに接続される入力側増幅器と、一端が前記第1発光ダイオードのカソードに接続されて他端が接地される抵抗と、を更に備えていてもよい。このような構成では、入力側増幅器、第1発光ダイオード、及び抵抗により電圧−電流変換装置を構成することになり、前記第1発光ダイオードに前記所定の入力信号の電位に応じた前記電流を供給するることができる。
なお、本発明のアイソレーション装置に用いられる前記出力側負荷は、例えば一端が前記第2発光ダイオードのカソードに接続されて他端が接地される抵抗を含んで構成することができる。このような構成では、この抵抗の抵抗値と前記第2発光ダイオードを流れる電流とにより、前記出力信号を示す電位を得る。
以上のような本発明によれば、アイソレーション装置を、従来と同等の特性を維持したまま、従来よりも構成を簡略化できる。
以下、本発明のアイソレーション装置の実施形態を図面を参照して説明する。
<第1実施形態>
図1は、本発明のアイソレーション装置の第1実施形態となるアイソレーションアンプの構成図である。このアイソレーションアンプは、第1、第2増幅器U1、U2と、第1、第2フォトカプラPC1、PC2と、入力側負荷となる抵抗1と、出力側負荷となる抵抗2とを備えており、入力端子Vinから入力される入力信号を、出力端子Voutから出力信号として出力する。
図1は、本発明のアイソレーション装置の第1実施形態となるアイソレーションアンプの構成図である。このアイソレーションアンプは、第1、第2増幅器U1、U2と、第1、第2フォトカプラPC1、PC2と、入力側負荷となる抵抗1と、出力側負荷となる抵抗2とを備えており、入力端子Vinから入力される入力信号を、出力端子Voutから出力信号として出力する。
第1増幅器U1の正入力端子には入力端子Vinが接続されており、入力信号が入力されるようになっている。第1増幅器U1の負入力端子には、第1フォトカプラPC1の第1発光ダイオードD1のカソードが接続されているとともに、抵抗1を介して接地されている。第1増幅器U1の出力端子は、第1発光ダイオードD1のアノードに接続されている。第1フォトカプラPC1の第1フォトトランジスタT1は、コレクタが第2増幅器U2の負入力端子に接続されており、エミッタが電源Veeに接続されている。
第2増幅器U2の正入力端子は接地されている。第2増幅器U2の出力端子は、第2フォトカプラPC2の第2発光ダイオードD2のアノードに接続されている。第2発光ダイオードD2のカソードは、出力端子Voutに接続されるとともに、抵抗2を介して接地されている。第2フォトカプラPC2の第2フォトトランジスタT2は、コレクタが電源Vccに接続されており、エミッタが第2増幅器U2の負入力端子に接続されている。
第1フォトトランジスタT1のコレクタと第2フォトトランジスタT2のエミッタとは、ともに第2増幅器U2の負入力端子に接続されているために、これらは接続される。
このような第1実施形態のアイソレーションアンプにおいて、第1増幅器U1、抵抗1、及び第1発光ダイオードD1は、電圧−電流変換回路を形成しており、第1発光ダイオードD1に生じる電流Id1の電流値はId1=(入力信号の電位)/(抵抗1の抵抗値)で表される。この電流Id1により第1発光ダイオードD1が発光する。第1発光ダイオードD1の発光を第1フォトトランジスタT1が受光することで、第1フォトトランジスタT1にも入力信号の電位に応じた第1電流I1が生じる。
第1フォトトランジスタT1に生じた第1電流I1により、第2増幅器U2の負入力端子に所定の電位が印加される。第2増幅器U2は、正入力端子に印加される電位と負入力端子に印加される電位の電位差を所定の増幅率で増幅した電位を第2フォトカプラPC2の第2発光ダイオードD2のアノードに印加する。第2発光ダイオードD2は、アノードに印加される電位とカソードの電位とに応じて電流Id2が生じて発光する。第2発光ダイオードD2の発光を第2フォトトランジスタT2が受光することで、第2フォトトランジスタT2に第2電流I2が生じる。
第2発光ダイオードD2に生じた電流Id2と抵抗2とにより出力信号を示す電位が得られて、出力端子Voutから出力される。
第2発光ダイオードD2に生じた電流Id2と抵抗2とにより出力信号を示す電位が得られて、出力端子Voutから出力される。
このアイソレーションアンプは、第1フォトトランジスタT1に生じた第1電流I1と、第2フォトトランジスタT2に生じた第2電流I2とが等しくなる時点でバランスして安定化する。第1、第2フォトカプラPC1、PC2の特性が同じで、且つ抵抗1と抵抗2の抵抗値が等しければ、アイソレーションアンプが安定化した時点で、入力端子Vinからの入力信号の電位と出力端子Voutからの出力信号の電位とが等しくなる。
第1実施形態のアイソレーションアンプは、図7の従来のアイソレーションアンプと異なり、増幅器を2個しか必要としないにもかかわらず、機能、特性の面でほぼ同等である。また、理論的には入力抵抗が無限大になり、入力信号の信号源の出力インピーダンスを考慮する必要がない。
図2は、図1のアイソレーションアンプの変形例である。図2のアイソレーションアンプは、第1フォトトランジスタT1のエミッタと第2フォトトランジスタT2のコレクタとが接続されている点で、図1のアイソレーションアンプとは構成が異なる。それに伴い、第2増幅器U2の負入力端子を接地して、正入力端子に、第1フォトカプラPC1の第1フォトトランジスタT1のエミッタが接続される。
図2のアイソレーションアンプは、図1のアイソレーションアンプと同様の動作を行い、同様の効果が得られるので、ここでは説明を省略する。
図2のアイソレーションアンプは、図1のアイソレーションアンプと同様の動作を行い、同様の効果が得られるので、ここでは説明を省略する。
<第2実施形態>
図3は、本発明のアイソレーション装置の第2実施形態となるアイソレーションアンプの構成図である。このアイソレーションアンプは、第1、第2増幅器U1、U2と、第1、第2フォトカプラPC1、PC2と、4個の抵抗1〜4と、2個の可変抵抗5、6とを備えており、入力端子Vinから入力される入力信号を、出力端子Voutから出力信号として出力する。
図3は、本発明のアイソレーション装置の第2実施形態となるアイソレーションアンプの構成図である。このアイソレーションアンプは、第1、第2増幅器U1、U2と、第1、第2フォトカプラPC1、PC2と、4個の抵抗1〜4と、2個の可変抵抗5、6とを備えており、入力端子Vinから入力される入力信号を、出力端子Voutから出力信号として出力する。
第1増幅器U1、第1フォトカプラPC1、及び入力側負荷となる抵抗1は、図1のアイソレーションアンプの第1増幅器U1、第1フォトカプラPC1、及び抵抗1と同様の接続形態である。第1フォトカプラPC1の第1フォトトランジスタT1に、入力端子Vinに入力される入力信号に応じて第1電流I1が生じるようになっている。第1フォトトランジスタT1のエミッタは抵抗3を介して接地されている。
第2増幅器U2、第2フォトカプラPC2、及び出力側負荷となる抵抗2は、図2のアイソレーションアンプの第2増幅器U2、第2フォトカプラPC2、及び抵抗2と同様の接続形態である。第2フォトカプラPC2の第2フォトトランジスタT2に、第2増幅器U2の正入力端子に印加される電位に応じて第2電流I2が生じるようになっている。第2フォトトランジスタT2のコレクタは抵抗4を介して接地されている。
可変抵抗5、6は直列接続されている。可変抵抗5側で第1フォトトランジスタT1のエミッタに接続されており、可変抵抗6側で第2フォトトランジスタT2のコレクタに接続されている。
第2増幅器U2の正入力端子に印加される第3電位V3は、第1電流I1と第2電流I2との電流値、抵抗3、4の抵抗値、及び可変抵抗5、6抵抗値から得られる。なお、第1電位V1、第2電位V2についても、第1電流I1と第2電流I2との電流値、抵抗3、4の抵抗値、及び可変抵抗5、6抵抗値から得られることになる。
可変抵抗5、6の抵抗比を1:Mとすると、第3電位V3は、第1電位V1と第2電位V2とをM:1で分圧した電位になる。第2増幅器U2の利得が無限大で、第2増幅器U2−第2発光ダイオードD2−第2フォトトランジスタT2−抵抗4−可変抵抗6のループは負帰還になっているので、第3電位V3が0Vで安定する。
このとき、第1電流I1と第2電流I2との電流値は、I1・(抵抗3の抵抗値)・M−I2・(抵抗4の抵抗値)・1=0で表される。抵抗3の抵抗値と抵抗4の抵抗値が等しい場合に、I1:I2=1:Mとなる。
このとき、第1電流I1と第2電流I2との電流値は、I1・(抵抗3の抵抗値)・M−I2・(抵抗4の抵抗値)・1=0で表される。抵抗3の抵抗値と抵抗4の抵抗値が等しい場合に、I1:I2=1:Mとなる。
可変抵抗5、6の抵抗値が等しく、抵抗3と抵抗4の抵抗値の比率をM:1とすると(可変抵抗5、6の抵抗値)>>(抵抗3、4の抵抗値)、
I1・(抵抗4の抵抗値)−I2・(抵抗3の抵抗値)=I1・M−I2・1=0となる。よって、I1:I2=1:Mとなる。
I1・(抵抗4の抵抗値)−I2・(抵抗3の抵抗値)=I1・M−I2・1=0となる。よって、I1:I2=1:Mとなる。
図4は、図3のアイソレーションアンプの変形例である。図4のアイソレーションアンプは、第1増幅器U1、第1フォトカプラPC1、及び抵抗1、3の構成が図3のアイソレーションアンプの第1増幅器U1、第1フォトカプラPC1、及び抵抗1、3と同じである。第2増幅器U2、第2フォトカプラPC2、及び抵抗2の構成は、図1のアイソレーションアンプの第2増幅器U2、第2フォトカプラPC2、及び抵抗2の構成と同じである。第2フォトカプラPC2の第2フォトトランジスタT2のエミッタは、抵抗7を介して接地されている。
第2増幅器U2の正入力端子には、第1フォトカプラPC1の第1電流I1と抵抗3とから得られる第1電位V1が印加され、負入力端子には、第2フォトカプラPC2の第2電流I2と抵抗7とから得られる第2電位V2が印加される。第2増幅器U2は、第1電位V1と第2電位V2の電位差に応じた電流Id2を第2フォトカプラPC2の第2発光ダイオードD2に供給する。第2発光ダイオードD2に電流Id2が供給されることで、第2発光ダイオードD2が発光して、第2フォトトランジスタT2に第2電流I2が供給される。
第2電圧V2が第2増幅器U2の負入力端子に印加されるために、負帰還回路を形成している。
このアイソレーションアンプは、抵抗3と抵抗7の抵抗値比をM:1とすると、第1電流I1と第2電流I2の電流値比を1:Mとして実現する。
第2電圧V2が第2増幅器U2の負入力端子に印加されるために、負帰還回路を形成している。
このアイソレーションアンプは、抵抗3と抵抗7の抵抗値比をM:1とすると、第1電流I1と第2電流I2の電流値比を1:Mとして実現する。
第1実施形態のアイソレーションアンプは、第1フォトカプラPC1と第2フォトカプラPC2の特性が異なる場合に、抵抗1及び抵抗2の抵抗値比を最適にすることで、入力信号と同じ電位の出力信号を得ることができる。例えば、第1フォトカプラPC1の第1発光ダイオードD1の電流値をId1、第2フォトカプラPC2の第2発光ダイオードD2の電流値をId2として、電流Id1、Id2、I1、I2が
I1=F(Id1)、I2=F(A・Id2)
F:一次関数、A:定数
の場合には、抵抗1と抵抗2の抵抗値比を1:Aにすればよい。
I1=F(Id1)、I2=F(A・Id2)
F:一次関数、A:定数
の場合には、抵抗1と抵抗2の抵抗値比を1:Aにすればよい。
第2実施形態のアイソレーションアンプは、抵抗1、2の他に、抵抗5、6或いは抵抗3、7を最適な抵抗値にすることができる。例えば、
I1=F(Id1)、I2=B・F(A・Id2)
F:一次関数ではない、A:定数、B:B≠1の定数
の場合にも、抵抗1、2の他に、抵抗5、6或いは抵抗3、7を最適な抵抗値にすることで、入力信号と同じ電位の出力信号が得られる。
I1=F(Id1)、I2=B・F(A・Id2)
F:一次関数ではない、A:定数、B:B≠1の定数
の場合にも、抵抗1、2の他に、抵抗5、6或いは抵抗3、7を最適な抵抗値にすることで、入力信号と同じ電位の出力信号が得られる。
このように、第1実施形態、第2実施形態のいずれのアイソレーションアンプも、第1、第2フォトカプラPC1、PC2の特性が完全に同一でなくとも、ある程度の補正が可能であり、従来よりも使用するフォトカプラの特性への要求を低くすることができる。
図5は、図4のアイソレーションアンプの変形例である。図5のアイソレーションアンプは、第1フォトトランジスタT1のコレクタが抵抗3を介して接地されるとともにエミッタが電源Veeに接続され、第2フォトトランジスタT2のコレクタが抵抗7を介して接地されるとともにエミッタが電源Veeに接続されている点で、図4のアイソレーションアンプとは構成が異なる。
図5のアイソレーションアンプは、図4のアイソレーションアンプと同様の動作を行い、同様の効果が得られるので、ここでは説明を省略する。
図5のアイソレーションアンプは、図4のアイソレーションアンプと同様の動作を行い、同様の効果が得られるので、ここでは説明を省略する。
図6のアイソレーションアンプは、図4のアイソレーションアンプの変形例である。このアイソレーションアンプは、抵抗1が第1電源8の陰極に接続されており、抵抗2が第2電源9の陰極に接続されている点で、図4のアイソレーションアンプとは異なる構成になっている。このような構成では、第1電源8及び第2電源9により、第1発光ダイオードD1のカソードに印加される電位、第2発光ダイオードD2のカソードに印加される電位を変化させることができる。そのために、例えば入力信号、出力信号の電位が正電位、負電位の両方をとることができる場合などのオフセット電圧を与えることができ、良好なアイソレーションアンプの動作を実現できる。
なお、図6のアイソレーションアンプのような構成は、図1〜図5のアイソレーションアンプにも用いることができる。つまり、図1〜図5のアイソレーションアンプも、抵抗1を第1電源8の陰極に接続し、抵抗2を第2電源9の陰極に接続することで、入力信号、出力信号の電位にオフセットを与えることができる。
なお、図1〜図6のアイソレーションアンプにおいて、第1増幅器U1及び第1フォトカプラPC1側の接地電位と、第2増幅器U2及び第2フォトカプラPC2側の接地電位とは、共通になっていてもよいが、異なる接地電位であっても、各抵抗1〜4、7、各可変抵抗5、6の抵抗値を最適に設定することでアイソレーションアンプの特性を保つことができる。
PC1 第1フォトカプラ
PC2 第2フォトカプラ
D1 第1発光ダイオード
D2 第2発光ダイオード
T1 第1フォトトランジスタ
T2 第2フォトトランジスタ
U1 第1増幅器
U2 第2増幅器
U3 第3増幅器
1〜4、7、10、11 抵抗
5、6 可変抵抗
8 第1電源
9 第2電源
PC2 第2フォトカプラ
D1 第1発光ダイオード
D2 第2発光ダイオード
T1 第1フォトトランジスタ
T2 第2フォトトランジスタ
U1 第1増幅器
U2 第2増幅器
U3 第3増幅器
1〜4、7、10、11 抵抗
5、6 可変抵抗
8 第1電源
9 第2電源
Claims (10)
- 所定の入力信号の電位に応じた電流により発光する第1発光ダイオード及びこの第1発光ダイオードの発光を受光して第1電流が生じる第1フォトトランジスタを有する第1フォトカプラと、
印加される2つの電位の電位差を増幅して出力する増幅器と、
前記増幅器の出力電位に応じた電流により発光する第2発光ダイオード及びこの第2発光ダイオードの発光を受光して第2電流を生じる第2フォトトランジスタを有する第2フォトカプラと、
前記増幅器の出力電位に応じた前記電流に基づいて出力信号を示す電位を得るための出力側負荷と、を備えており、
前記増幅器は、前記第1電流及び前記第2電流によって生じる電位が前記2つの電位の少なくとも一方として印加されるようになっている、
アイソレーション装置。 - 前記第1フォトトランジスタ及び前記第2フォトトランジスタは、前記第1電流が流れる経路と前記第2電流が流れる経路とが同一になるように接続されて、前記増幅器に前記第1フォトトランジスタと前記第2フォトトランジスタの接続点における電位が印加されるようになっており、
前記増幅器は、この電位と接地電位との電位差を増幅する、
請求項1記載のアイソレーション装置。 - 前記第1電流から所定の第1電位を得るための第1負荷と、
前記第2電流から所定の第2電位を得るための第2負荷と、を更に備えており、
前記増幅器は、前記第1電位と前記第2電位との電位差を増幅する、
請求項1記載のアイソレーション装置。 - 前記第1電流から所定の第1電位を得るための第1負荷と、
前記第2電流から所定の第2電位を得るための第2負荷と、
前記第1電位と前記第2電位とを所定の比率で分圧して第3電位を生成する分圧機構と、を更に備えており、
前記増幅器は、前記第3電位と接地電位との電位差を増幅する、
請求項1記載のアイソレーション装置。 - 前記分圧機構は、複数の可変抵抗を有しており、いずれかの可変抵抗の接続点に前記第3電位を生成する、
請求項4記載のアイソレーション装置。 - 前記出力側負荷は、前記第2発光ダイオードのカソードと所定の電源との間に設けられており、前記電源から印加される電位に応じて前記出力信号を示す電位が調整可能になっている、
請求項1〜5のいずれかに記載のアイソレーション装置。 - 前記第1発光ダイオードのカソードと前記所定の電源とは異なる他の電源との間に、前記第1発光ダイオードに前記所定の入力信号の電位に応じた電流を流すための入力側負荷を備えており、この電源から印加される電位に応じて前記入力信号を示す電位が調整可能になっている、
請求項6記載のアイソレーション装置。 - 前記第1発光ダイオードに前記所定の入力信号の電位に応じた電流を流すための入力側負荷を備えており、
前記出力側負荷は、前記第1電流と前記第2電流が等しく、前記第1フォトカプラの特性と第2フォトカプラの特性が同等で、且つ前記入力側負荷及び前記出力側負荷の特性が同等のときに、前記入力信号と同じ電位を前記出力信号を示す電位として得る、
請求項1〜6のいずれかに記載のアイソレーション装置。 - 正入力端子に前記所定の入力信号が入力され、負入力端子に前記第1発光ダイオードのカソードが接続され、出力端子に前記第1発光ダイオードのアノードが接続される入力側増幅器と、
一端が前記第1発光ダイオードのカソードに接続されて他端が接地される抵抗と、を更に備えており、
前記入力側増幅器と前記抵抗により、前記第1発光ダイオードに前記所定の入力信号の電位に応じた前記電流を供給するようになっている、
請求項1〜6のいずれかに記載のアイソレーション装置。 - 前記出力側負荷は、一端が前記第2発光ダイオードのカソードに接続されて他端が接地される抵抗を含んで構成されており、
この抵抗の抵抗値と前記第2発光ダイオードを流れる電流とにより、前記出力信号を示す電位を得るようになっている、
請求項1〜6のいずれかに記載のアイソレーション装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006146547A JP2007318488A (ja) | 2006-05-26 | 2006-05-26 | アイソレーション装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006146547A JP2007318488A (ja) | 2006-05-26 | 2006-05-26 | アイソレーション装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007318488A true JP2007318488A (ja) | 2007-12-06 |
Family
ID=38851948
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006146547A Pending JP2007318488A (ja) | 2006-05-26 | 2006-05-26 | アイソレーション装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2007318488A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9859260B2 (en) | 2015-04-24 | 2018-01-02 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Optical coupling device having a drive circuit on a ground frame to drive a light emitting element on a power frame |
JP2019022042A (ja) * | 2017-07-14 | 2019-02-07 | 株式会社Sirc | アイソレータ |
-
2006
- 2006-05-26 JP JP2006146547A patent/JP2007318488A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9859260B2 (en) | 2015-04-24 | 2018-01-02 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Optical coupling device having a drive circuit on a ground frame to drive a light emitting element on a power frame |
JP2019022042A (ja) * | 2017-07-14 | 2019-02-07 | 株式会社Sirc | アイソレータ |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR102454811B1 (ko) | 옵셋 제거 기능이 개선된 엔벨로프-추적 전류 바이어스 회로 및 파워 증폭 장치 | |
US9590738B2 (en) | Current voltage conversion circuit, light receiving apparatus, and light transmission system | |
JP5630325B2 (ja) | 利得可変差動増幅回路 | |
JP2013078051A (ja) | 増幅装置 | |
JP2016505230A (ja) | 包絡線追跡変調器の線形増幅器の改善された効率 | |
JP5459424B2 (ja) | 光受信回路用信号増幅器 | |
US8907728B2 (en) | High power wideband amplifier and method | |
JP3394371B2 (ja) | 絶縁伝送装置 | |
JP2007184918A (ja) | 平衡増幅器 | |
JP2007318488A (ja) | アイソレーション装置 | |
CN116633284A (zh) | 一种高增益跨阻放大器及高增益光电转换器 | |
JP4613495B2 (ja) | 前置増幅器 | |
JP2000286755A (ja) | 光増幅装置 | |
JP2010050619A (ja) | 光受信増幅器 | |
JP2008187587A (ja) | マイクロホンの電源装置 | |
US20100028023A1 (en) | Optical receiver | |
JP4083551B2 (ja) | 前置増幅器 | |
JP2020053544A (ja) | アイソレーションアンプ | |
JP3922906B2 (ja) | 広帯域差動増幅回路 | |
KR101662697B1 (ko) | 고이득을 실현하는 제한 증폭기 | |
JP2020150039A (ja) | フォトカプラを用いた絶縁アンプ | |
JP6096650B2 (ja) | トランスインピーダンスアンプ、コア回路、および利得制御回路 | |
JP2012070146A (ja) | 光受信回路用のトランスインピーダンスアンプ | |
JP2004007085A (ja) | 帰還増幅器 | |
JP2008022249A (ja) | 増幅器 |