JP3090001B2 - 2線式伝送器 - Google Patents
2線式伝送器Info
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Description
伝送線を介して電流の供給を受けると共に測定すべき物
理量をセンサにより電気信号に変換しこれを信号処理回
路で信号処理して前記伝送線を介して前記負荷側に電流
信号として伝送する2線式伝送器に係り、特に、安定な
回路電源を確保できかつ回路電圧を任意に設定できるよ
うに改良された2線式伝送器に関する。
ブロック図である。2線式伝送器10は外部回路11と
伝送線L1、L2で接続されており、この外部回路11
は2線式伝送器10の回路電源を供給するに必要な直流
電圧Ebと受信抵抗R1が端子T1、T2を介して伝送
線L1、L2に直列に接続されている。この伝送線L
1、L2の他端は2線式伝送器10の端子T3、T4に
接続されている。
1、トランジスタQ1のエミッタとベース、トランジス
タQ2のコレクタとエミッタ、ダイオードD2、帰還抵
抗R2がそれぞれ直列に接続されている。また、トラン
ジスタQ1のエミッタとコレクタとの間には起動抵抗R
3が接続されている。
続点CN1と、起動抵抗R3とトランジスタQ1のコレ
クタの接続点CN2との間にはツエナダイオードD3が
接続され、これらの間に一定の電圧である1次電圧V1
を得ている。
の一次端子T5と接続点CN1に接続された共通端子T
6との間に印加され、その二次端子T7と共通端子T6
との間に電圧変成された直流の二次電圧V2が出力され
る。この二次電圧V2は物理量を電気信号に変換するセ
ンサ13及びこの電気信号を信号処理するマイクロプロ
セッサを搭載した信号処理回路14等に供給される。
に変換して信号処理回路14に出力する。信号処理回路
14はこの電気信号に対して直線性補正などの信号処理
をしてパルス幅信号PWMとして出力する。
定のレベルにレベル変換するための基準電圧VR1、VR2
を発生する基準電圧源であり,これらの基準電圧源
PR1、P R2はスイッチSW1の切換端の各一端と接続点
CN1との間に接続されている。
デンサC1で構成されるフイルタFL1に接続され、パ
ルス幅信号PWMにより切り換えられる。したがって、
スイッチSW1の共通端にはレベルが基準電圧VR1とV
R2の間でパルス幅信号PWMにより切り換えられるパル
ス状の信号が得られ、フイルタFL1はこの信号を平滑
して対応するアナログ信号とする。
よりバッフアリングされてその出力端にセンサ信号Va
として出力される。誤差増幅器Q4の反転入力端(−)
には基準電圧VR1を抵抗R5とR6で分圧した分圧電圧
が印加され、その非反転入力端(+)には帰還抵抗R2
の両端に発生した帰還電圧Vfとセンサ信号Vaの和の電
圧を抵抗R7、R8及び帰還抵抗R2で分圧した分圧電
圧が印加されている。
圧が一致するようにトランジスタQ2のベース電流を制
御し、この結果としてトランジスタQ2のコレクタ電流
によりトランジスタQ1のベース電流が制御される。こ
れにより、トランジスタQ1はセンサ信号Vaに対応し
た統一の電流信号I0(=4mA〜20mA)として2
本の伝送線L1、L2を介して受信抵抗R1に出力す
る。
ような2線式伝送器の回路電源は、第1にツエナダイオ
ードD3で決定される一定の1次電圧V1であり、この
1次電圧V1を変更するためにはツエナダイオードD3
自体を変更しなければならない。
信号処理回路14の回路素子、例えばICなどの電圧定
格がツエナダイオードD3のツエナー電圧と異なる場合
には、これに適合させるために、スイッチング電源12
などを用いて電圧変成をして直流の二次電圧V2を得る
ことが必須の条件となる。
エナー電圧、つまり1次電圧V1は温度係数が大きく、
しかもバラツキも大きいので、安定な回路電源を得にく
いという問題がある。
解決するための主な構成として、負荷側から2本の伝送
線を介して電流の供給を受けると共に測定すべき物理量
をセンサにより電気信号に変換しこれを信号処理回路で
信号処理して先の伝送線を介して先の負荷側に電流信号
として伝送する2線式伝送器において、先の伝送線の両
端に制御信号により先の電流信号を制御するトランジス
タと帰還抵抗とを介して直列に接続され回路電圧を生成
するシャントレギュレータ回路と、先の信号処理回路か
ら出力されるセンサ信号と先の帰還抵抗に発生する帰還
信号とが一致するように先の制御信号を出力する信号制
御回路とを具備し、先のシャントレギュレータ回路は所
定の基準電圧に対応する先の回路電圧になるようにこの
回路の両端に接続されたトランジスタの内部抵抗を制御
するようにしたものである。
て図を用いて説明する。図1は本発明の1実施形態の構
成を示すブロック図である。なお、図5に示す従来の2
線式伝送器と同一の機能を有する部分には同一の符号を
付して適宜にその説明を省略する。
エナダイオードD3の代りにシャントレギュレータ回路
16が接続された構成になっている。このシャントレギ
ュレータ回路16は、PチャンネルMOS形電界効果ト
ランジスタ(FET)Q5、演算増幅器Q6、抵抗R9、
R10、可変抵抗R11、バンドギャップ基準電位素子BE
などで構成されている。
Q5のドレインDとソースS、演算増幅器Q6の正負の
電源端、抵抗R9と可変抵抗R11の直列回路、抵抗R10
とバンドギャップ基準電位素子BEとの直列回路がそれ
ぞれ接続されている。
点は演算増幅器Q6の反転入力端(−)に、抵抗R10と
バンドギャップ基準電位素子BEとの接続点は演算増幅
器Q6の非反転入力端(+)に、演算増幅器Q6の出力端
はFET Q5のゲートGにそれぞれ接続されている。
作について図2に示す特性図を用いて説明する。図2は
FET Q5の特性を示し、横軸はゲート/ソース間の電
圧−VGSを、縦軸はドレイン電流−IDをそれぞれ示
し、0ボルトから−VGS(off)ボルトまでの間は電圧
−VGSが印加されてもドレイン電流IDは流れないカッ
トオフ領域である。
圧V3は0ボルトの状態であるので、FET Q5のゲー
ト/ソース間の電圧−VGSは、VGS=0であり、FET
Q5はオフの状態である(図2)。
はないが、抵抗R3とR10を介してバンドギャップ基準
電位素子BEに電流が注入され、基準電圧Vref1が立ち
上がり始める。
(−)の電圧より非反転入力端(+)の電圧の方が高い
電圧であるので、演算増幅器Q6の出力は+側に振り切
れており、依然としてFET Q5はオフである。
増幅器Q6の非反転入力端(+)の電圧R11V3/(R11
+R9)が基準電圧Vref1を越えると、演算増幅器Q6の
出力端の電圧は共通電位点COM側に振れ切れて、FE
T Q5をオンにさせて回路電圧V3の上昇を抑制するよ
うに動作する。
(−)の電圧がバンドギャップ基準電位素子BEの基準
電圧Vref1に等しくなるように常に負帰還動作し、最終
的に回路電圧V3が V3=[1+(R9/R11)]Vref1 (1) になった時点で安定する。
より、回路電圧V3を任意に変更することができる。マ
イクロプロセッサ等を搭載した信号処理回路14の回路
素子、例えばICなどの素子の電圧定格に合致するよう
に回路電圧V3を調節することができる。
定性は、(1)式からわかるように基準電圧Vref1によ
って決定されるが、この基準電圧Vref1はバンドギャッ
プ基準電位素子BEを用いているので、その温度安定性
は極めて良好である。
を示す回路図である。この場合のシャントレギュレータ
回路22は図1に示すシャントレギュレータ回路16の
抵抗R9を抵抗R14とR15に分割してある。
7の非反転入力端(+)に、その出力端はトランジスタ
Q8のベースに、そのエミッタは演算増幅器Q7の反転入
力端(−)に、トランジスタQ8のコレクタは接続点C
N2にそれぞれ接続されている。
続点CN1との間に負荷抵抗RLDが接続されてここに第
3の電圧を発生させ、3電源電圧を作ることができる。
これらの演算増幅器Q7、トランジスタQ8などによりシ
リーズレギュレータを構成する。
構成を示す回路図である。この場合のシャントレギュレ
ータ回路23は、図1に示すシャントレギュレータ回路
16のPチャンネルMOS形電界効果トランジスタ(F
ET)Q5の代りに、NチャンネルMOS形電界効果ト
ランジスタ(FET)Q9を用い、演算増幅器Q6の
(+)(−)の入力端子を入れ換えたものである。この
ような構成でも図1に示す実施形態と同様に動作する。
説明したように、第1請求項に記載した発明によれば、
従来のようにツエナーダイオードによる回路電圧を作ら
ずに、任意に電圧設定できるシャントレギレータを用い
る構成であるので、スイッチング電源を用いない簡単な
回路構成で回路素子に適合した回路電圧を直接生成する
ことができ、さらに最小動作電圧を任意に設定できる。
ば、バンドギャップ基準電位素子による基準電位をベー
スとして回路電圧を設定するので、温度に安定な回路電
圧を得ることができる。
ある。
ある。
図である。
回路図である。
ある。
Claims (2)
- 【請求項1】負荷側から2本の伝送線を介して電流の供
給を受けると共に測定すべき物理量をセンサにより電気
信号に変換しこれを信号処理回路で信号処理して前記伝
送線を介して前記負荷側に電流信号として伝送する2線
式伝送器において、前記伝送線の両端に制御信号により
前記電流信号を制御するトランジスタと帰還抵抗とを介
して直列に接続され回路電圧を生成するシャントレギュ
レータ回路と、前記信号処理回路から出力されるセンサ
信号と前記帰還抵抗に発生する帰還信号とが一致するよ
うに前記制御信号を出力する信号制御回路とを具備し、
前記シャントレギュレータ回路は所定の基準電圧に対応
する前記回路電圧になるようにこの回路の両端に接続さ
れたトランジスタの内部抵抗を制御するようにしたこと
を特徴とする2線式伝送器。 - 【請求項2】バンドギャップ基準電位素子により前記基
準電圧を得ることを特徴とする請求項1記載の2線式伝
送器。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP07233962A JP3090001B2 (ja) | 1995-09-12 | 1995-09-12 | 2線式伝送器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP07233962A JP3090001B2 (ja) | 1995-09-12 | 1995-09-12 | 2線式伝送器 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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Family
ID=16963366
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP07233962A Expired - Fee Related JP3090001B2 (ja) | 1995-09-12 | 1995-09-12 | 2線式伝送器 |
Country Status (1)
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1995
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