JP3111460B2 - 電圧／絶対値電流コンバータ回路 - Google Patents
電圧／絶対値電流コンバータ回路Info
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- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
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-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
- G05F1/00—Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
- G05F1/10—Regulating voltage or current
- G05F1/46—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc
- G05F1/56—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc using semiconductor devices in series with the load as final control devices
- G05F1/561—Voltage to current converters
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
- G05F3/00—Non-retroactive systems for regulating electric variables by using an uncontrolled element, or an uncontrolled combination of elements, such element or such combination having self-regulating properties
- G05F3/02—Regulating voltage or current
- G05F3/08—Regulating voltage or current wherein the variable is dc
- G05F3/10—Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics
- G05F3/16—Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices
- G05F3/20—Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices using diode- transistor combinations
- G05F3/22—Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices using diode- transistor combinations wherein the transistors are of the bipolar type only
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、一般的にコンバータ回路に関し、さらに詳
しくは、入力電圧信号を絶対値電流出力信号に変換する
回路であって、コンデンサを使用しないため集積回路と
して構築することの可能なコンバータ回路に関する。
しくは、入力電圧信号を絶対値電流出力信号に変換する
回路であって、コンデンサを使用しないため集積回路と
して構築することの可能なコンバータ回路に関する。
（従来技術および解決すべき課題） 入力電圧信号を絶対値電流信号に変換するコンバータ
回路は現在入手可能である。しかし、一般にこれらの回
路は信号のDC成分を除去するため結合コンデンサを使用
しており、したがって集積回路として構築することは容
易ではなかった。
回路は現在入手可能である。しかし、一般にこれらの回
路は信号のDC成分を除去するため結合コンデンサを使用
しており、したがって集積回路として構築することは容
易ではなかった。
したがって、本発明の１つの目的は、DCおよびAC成分
を有する入力電圧信号をAC成分のみを有する絶対値電流
信号に変換するコンバータ回路を提供することである。
を有する入力電圧信号をAC成分のみを有する絶対値電流
信号に変換するコンバータ回路を提供することである。
本発明の他の目的は、コンデンサを使用せずに電圧／
絶対値電流変換を行うコンバータ回路を提供することで
ある。
絶対値電流変換を行うコンバータ回路を提供することで
ある。
本発明のさらに他の目的は、集積回路として構築でき
る電圧／絶対値電流コンバータ回路を提供することであ
る。
る電圧／絶対値電流コンバータ回路を提供することであ
る。
（課題を解決するための手段） 上述および他の機能および目的にしたがって、電圧／
絶対値電流コンバータ回路が提供され、このコンバータ
回路は、コレクタ、ベースならびに第１および第２エミ
ッタ端子をそれぞれ有する第１および第２トランジスタ
から構成される。第１および第２トランジスタのコレク
タ端子は相互結合されることにより電源電圧ソースに結
合され、第１および第２トランジスタのベース端子は差
動入力電圧信号を受け取るためのものである。第１およ
び第２トランジスタの第１エミッタ端子は第１抵抗器の
第１端子に結合され、第１および第２トランジスタの第
２エミッタ端子はそれぞれ第２および第３抵抗器の第１
端子に結合される。
絶対値電流コンバータ回路が提供され、このコンバータ
回路は、コレクタ、ベースならびに第１および第２エミ
ッタ端子をそれぞれ有する第１および第２トランジスタ
から構成される。第１および第２トランジスタのコレク
タ端子は相互結合されることにより電源電圧ソースに結
合され、第１および第２トランジスタのベース端子は差
動入力電圧信号を受け取るためのものである。第１およ
び第２トランジスタの第１エミッタ端子は第１抵抗器の
第１端子に結合され、第１および第２トランジスタの第
２エミッタ端子はそれぞれ第２および第３抵抗器の第１
端子に結合される。
第１抵抗器の第２端子は、第３および第４トランジス
タのコレクタならびに増幅器の非反転入力に結合され
る。第２および第３抵抗器の第２端子は、第３トランジ
スタのベース、ダイオードのアノード、および増幅器の
反転入力に結合される。増幅器の出力は第４トランジス
タのベースおよび第５トランジスタのベースに結合され
る。第３、第４および第５トランジスタのエミッタはダ
イオードのカソードに結合されることにより基準端子に
結合される。第５トランジスタのコレクタ電流は、差動
入力電圧信号のAC成分の絶対値に正比例する。
タのコレクタならびに増幅器の非反転入力に結合され
る。第２および第３抵抗器の第２端子は、第３トランジ
スタのベース、ダイオードのアノード、および増幅器の
反転入力に結合される。増幅器の出力は第４トランジス
タのベースおよび第５トランジスタのベースに結合され
る。第３、第４および第５トランジスタのエミッタはダ
イオードのカソードに結合されることにより基準端子に
結合される。第５トランジスタのコレクタ電流は、差動
入力電圧信号のAC成分の絶対値に正比例する。
（実施例） 添付図面とともに上述の説明を参考にすることによ
り、本発明の上述および他の機能ならびにこれらの機能
を達成する方法は明らかになり、本発明はもっともよく
理解される。
り、本発明の上述および他の機能ならびにこれらの機能
を達成する方法は明らかになり、本発明はもっともよく
理解される。
第１図は本発明の概略図であり、ここで本発明はダブ
ル・エミッタNPNトランジスタ１、２によって構成さ
れ、ダブル・エミッタNPNトランジスタ１、２のコレク
タは相互結合されることにより電源電圧ソースに結合さ
れる。トランジスタ１、２のベース端子42、44は入力電
圧信号を受け取るためのものである。トランジスタ１、
２の第１エミッタは相互結合されることにより抵抗器36
の第１端子に結合される。トランジスタ１の第２エミッ
タは抵抗器32の第１端子に結合され、抵抗器32の第２端
子はNPNトランジスタ３のベースおよびダイオード20の
アノードに結合される。トランジスタ２の第２エミッタ
は、抵抗器34の第１端子に結合され、抵抗器34の第２端
子はトランジスタ３のベースおよび増幅器10の負入力端
子または反転入力端子に結合される。抵抗器36の第２端
子はトランジスタ３、４のコレクタおよび増幅器10の正
入力端子または非反転入力端子に結合される。増幅器10
の出力端子は,NPNトランジスタ４、５のベースに結合さ
れ、NPNトランジスタ４、５のエミッタは、トランジス
タ３のエミッタおよびダイオード20のカソード端子に結
合されることにより基準端子に結合される。
ル・エミッタNPNトランジスタ１、２によって構成さ
れ、ダブル・エミッタNPNトランジスタ１、２のコレク
タは相互結合されることにより電源電圧ソースに結合さ
れる。トランジスタ１、２のベース端子42、44は入力電
圧信号を受け取るためのものである。トランジスタ１、
２の第１エミッタは相互結合されることにより抵抗器36
の第１端子に結合される。トランジスタ１の第２エミッ
タは抵抗器32の第１端子に結合され、抵抗器32の第２端
子はNPNトランジスタ３のベースおよびダイオード20の
アノードに結合される。トランジスタ２の第２エミッタ
は、抵抗器34の第１端子に結合され、抵抗器34の第２端
子はトランジスタ３のベースおよび増幅器10の負入力端
子または反転入力端子に結合される。抵抗器36の第２端
子はトランジスタ３、４のコレクタおよび増幅器10の正
入力端子または非反転入力端子に結合される。増幅器10
の出力端子は,NPNトランジスタ４、５のベースに結合さ
れ、NPNトランジスタ４、５のエミッタは、トランジス
タ３のエミッタおよびダイオード20のカソード端子に結
合されることにより基準端子に結合される。
端子42、44に印加される差動入力信号はグランドに対
して２つの成分に分解される；すなわち、端子42に印加
される（Vdc＋Vac）および端子44に印加される（Vdc−V
ac）であり、その結果、トランジスタ１、２のエミッタ
に直列である抵抗器32、34に電流が流れる。すなわち、
抵抗器32に（Idc＋iac）が流れ、抵抗器34に（Idc−
iac）が流れる。ダイオード20に流れる電流（I20）は、
これらの電流の和、すなわち： I20＝Idc＋iac＋Idc−iac＝2Idc となる。このDC電流はトランジスタ３により鏡映（mirr
ored）される。何故ならば、トランジスタ３のコレクタ
は増幅器10によりノード24における電圧に維持されるか
らである。抵抗器32および抵抗器34の値は等しく、かつ
その値は抵抗器36の値の２倍に等しいので、抵抗器36を
流れる全電流は２（Idc＋iac）となる。この電流は、入
力信号Vinの極性に拘わらず、常に同じ方向に変化する
ことに注意されたい。トランジスタ４を流れるコレクタ
電流は、抵抗器36を流れる全電流からトランジスタ３の
コレクタを流れる電流を差し引いた電流になる。したが
って、トランジスタ４のコレクタ電流（I4）は： I4＝２（Idc＋iac）−I20＝2Idc＋2iac−2Idc＝2iac となる。トランジスタ４を流れるこのコレクタ電流は、
トランジスタ５を流れるコレクタ電流により鏡映（mirr
ored）され、かつ端子42と端子44との間の入力信号電圧
のAC成分に正比例するAC電流のみから成る。
して２つの成分に分解される；すなわち、端子42に印加
される（Vdc＋Vac）および端子44に印加される（Vdc−V
ac）であり、その結果、トランジスタ１、２のエミッタ
に直列である抵抗器32、34に電流が流れる。すなわち、
抵抗器32に（Idc＋iac）が流れ、抵抗器34に（Idc−
iac）が流れる。ダイオード20に流れる電流（I20）は、
これらの電流の和、すなわち： I20＝Idc＋iac＋Idc−iac＝2Idc となる。このDC電流はトランジスタ３により鏡映（mirr
ored）される。何故ならば、トランジスタ３のコレクタ
は増幅器10によりノード24における電圧に維持されるか
らである。抵抗器32および抵抗器34の値は等しく、かつ
その値は抵抗器36の値の２倍に等しいので、抵抗器36を
流れる全電流は２（Idc＋iac）となる。この電流は、入
力信号Vinの極性に拘わらず、常に同じ方向に変化する
ことに注意されたい。トランジスタ４を流れるコレクタ
電流は、抵抗器36を流れる全電流からトランジスタ３の
コレクタを流れる電流を差し引いた電流になる。したが
って、トランジスタ４のコレクタ電流（I4）は： I4＝２（Idc＋iac）−I20＝2Idc＋2iac−2Idc＝2iac となる。トランジスタ４を流れるこのコレクタ電流は、
トランジスタ５を流れるコレクタ電流により鏡映（mirr
ored）され、かつ端子42と端子44との間の入力信号電圧
のAC成分に正比例するAC電流のみから成る。
理解できるように、抵抗器32、34を流れる電流のAC成
分は、ダイオード20により加算されると、だがいに打ち
消しあうことにより、端子42、44に印加される入力電圧
信号から得られる電流のDC成分のみが残る。抵抗器36を
流れる電流のDC成分を抵抗器32、34を流れる電流の和の
DC成分に等しくするため、等しい値の抵抗器32、34の値
の２分の１に抵抗器36の値を選ぶ。この電流のDC成分は
トランジスタ３により分流され、抵抗器36を流れる全電
流のAC成分のみがトランジスタ４のコレクタを流れる。
このAC電流はトランジスタ５により鏡映（mirrored）さ
れ、DC成分が無く、かつ端子42と端子44との間の元の入
力電圧信号のAC成分の絶対値に比例する出力電流信号
（i0）が得られる。明らかなように、この変換はコンデ
ンサを使用せずに行われ、したがって図示の回路を集積
回路として構築できる。
分は、ダイオード20により加算されると、だがいに打ち
消しあうことにより、端子42、44に印加される入力電圧
信号から得られる電流のDC成分のみが残る。抵抗器36を
流れる電流のDC成分を抵抗器32、34を流れる電流の和の
DC成分に等しくするため、等しい値の抵抗器32、34の値
の２分の１に抵抗器36の値を選ぶ。この電流のDC成分は
トランジスタ３により分流され、抵抗器36を流れる全電
流のAC成分のみがトランジスタ４のコレクタを流れる。
このAC電流はトランジスタ５により鏡映（mirrored）さ
れ、DC成分が無く、かつ端子42と端子44との間の元の入
力電圧信号のAC成分の絶対値に比例する出力電流信号
（i0）が得られる。明らかなように、この変換はコンデ
ンサを使用せずに行われ、したがって図示の回路を集積
回路として構築できる。
第２図は、典型的な増幅器10のより詳細な回路図を示
す本発明の概略図である。増幅器10以外の図１における
素子は、上述同様に結合され、増幅器はトランジスタ
６、７、８、能動負荷（active load）30および抵抗器3
8によって構成される。NPNトランジスタ８のコレクタは
NPNトランジスタ７のコレクタおよび能動負荷30の第１
端子に結合されることにより電源電圧ソースに結合され
る。能動負荷30の第２端子はトランジスタ８のベースお
よびNPNトランジスタ６のコレクタに結合され、NPNトラ
ンジスタ６のベースは抵抗器34の第２端子に結合され
る。トランジスタ７のベースはトランジスタ４のコレク
タに結合され、トランジスタ６、７のエミッタは抵抗器
38の第１端子に結合され、抵抗器38の第２端子はトラン
ジスタ４のエミッタに結合されることにより基準端子に
結合される。トランジスタ８のエミッタはトランジスタ
４、５のベースに結合される。
す本発明の概略図である。増幅器10以外の図１における
素子は、上述同様に結合され、増幅器はトランジスタ
６、７、８、能動負荷（active load）30および抵抗器3
8によって構成される。NPNトランジスタ８のコレクタは
NPNトランジスタ７のコレクタおよび能動負荷30の第１
端子に結合されることにより電源電圧ソースに結合され
る。能動負荷30の第２端子はトランジスタ８のベースお
よびNPNトランジスタ６のコレクタに結合され、NPNトラ
ンジスタ６のベースは抵抗器34の第２端子に結合され
る。トランジスタ７のベースはトランジスタ４のコレク
タに結合され、トランジスタ６、７のエミッタは抵抗器
38の第１端子に結合され、抵抗器38の第２端子はトラン
ジスタ４のエミッタに結合されることにより基準端子に
結合される。トランジスタ８のエミッタはトランジスタ
４、５のベースに結合される。
理解できるように、抵抗器34の第２端子は、増幅器の
反転入力として動作するトランジスタ６のベースに結合
される。ここで、増幅器への非反転入力は、トランジス
タ３のコレクタに結合されるトランジスタ７のベースと
なる。このとき、増幅器の出力は、トランジスタ４、５
のベース端子に結合されるトランジスタ８のエミッタと
なる。
反転入力として動作するトランジスタ６のベースに結合
される。ここで、増幅器への非反転入力は、トランジス
タ３のコレクタに結合されるトランジスタ７のベースと
なる。このとき、増幅器の出力は、トランジスタ４、５
のベース端子に結合されるトランジスタ８のエミッタと
なる。
上述の回路を構築する場合、AC誤差を抑えるために、
ノード24のインピーダンスをできるだけ小さくしなけれ
ばならない。抵抗器32、34およびダイオード20を流れる
DC電流は、大電流に維持されなければならない。さら
に、入力オフセット電圧の出力電流に対する影響を抑え
るため、増幅器10への正（非反転）入力は高インピーダ
ンスでなくてはならない。トランジスタ４を流れる電流
はゼロまで下げることができるので、トランジスタ４の
スピードがさらに低下することを防ぐためには、小さい
デバイスを用いてトランジスタ４のコレクタのキャパシ
タンスをできるだけ小さくしなければならない。
ノード24のインピーダンスをできるだけ小さくしなけれ
ばならない。抵抗器32、34およびダイオード20を流れる
DC電流は、大電流に維持されなければならない。さら
に、入力オフセット電圧の出力電流に対する影響を抑え
るため、増幅器10への正（非反転）入力は高インピーダ
ンスでなくてはならない。トランジスタ４を流れる電流
はゼロまで下げることができるので、トランジスタ４の
スピードがさらに低下することを防ぐためには、小さい
デバイスを用いてトランジスタ４のコレクタのキャパシ
タンスをできるだけ小さくしなければならない。
したがって、本発明で提供するものは、コンデンサを
使用せずに変換を行う電圧／絶対値電流コンバータであ
り、したがって集積回路として容易に実施できる電圧／
絶対値電流コンバータである。本発明の原理および特定
の形状を具体的なデバイスとともに述べてきたが、この
説明は一例にすぎず、本発明の範囲を限定するものでは
ない。例えば、第１図の増幅器10は、集積回路として実
施することのできる多くの高利得増幅器の１つでもよ
く、第２図の増幅器10の具体的な構成は、回路の基本機
能に影響を与えることなく、能動負荷30の代わりに受動
負荷を使用して実現できる。ただしこの場合、性能は多
少劣化する。また、当業者にとって明らかなように、抵
抗器32、34、36に適切な値を用いることにより、出力に
おいてゼロ以外の具体的なDCレベルを得ることができ
る。
使用せずに変換を行う電圧／絶対値電流コンバータであ
り、したがって集積回路として容易に実施できる電圧／
絶対値電流コンバータである。本発明の原理および特定
の形状を具体的なデバイスとともに述べてきたが、この
説明は一例にすぎず、本発明の範囲を限定するものでは
ない。例えば、第１図の増幅器10は、集積回路として実
施することのできる多くの高利得増幅器の１つでもよ
く、第２図の増幅器10の具体的な構成は、回路の基本機
能に影響を与えることなく、能動負荷30の代わりに受動
負荷を使用して実現できる。ただしこの場合、性能は多
少劣化する。また、当業者にとって明らかなように、抵
抗器32、34、36に適切な値を用いることにより、出力に
おいてゼロ以外の具体的なDCレベルを得ることができ
る。
第１図は、本発明の好適な実施例であるコンバータ回路
の概略図である。 第２図は、増幅器部分のより詳細な構成を示す本発明の
好適な実施例の詳細図である。 （主要符号の説明） １、２……ダブル・エミッタNPNトランジスタ ３、４、５、６、７、８……トランジスタ 10……増幅器 20……ダイオード 24……ノード 32、34、36……抵抗器 42、44……差動入力端子
の概略図である。 第２図は、増幅器部分のより詳細な構成を示す本発明の
好適な実施例の詳細図である。 （主要符号の説明） １、２……ダブル・エミッタNPNトランジスタ ３、４、５、６、７、８……トランジスタ 10……増幅器 20……ダイオード 24……ノード 32、34、36……抵抗器 42、44……差動入力端子
Claims (6)
- 【請求項１】コンバータ回路であって： 第１、第２および第３抵抗器であって、第１抵抗器の抵
抗値が、同じ抵抗値を有する第２および第３抵抗器の抵
抗値の半分であるところの、第１、第２および第３抵抗
器； それぞれ差動信号を受信するように結合されたベース端
子と、第１の電源電圧ソースに共通して結合されたコレ
クタ端子とを有する第１および第２トランジスタ； 第２抵抗器を通して第１トランジスタの第１エミッタ端
子に結合されかつ第３抵抗器を通して第２トランジスタ
の第１エミッタ端子に結合されたベース端子と、第１抵
抗器を通して第１および第２トランジスタの第２エミッ
タ端子に共通して結合されたコレクタ端子と、第２電源
電圧ソースに結合されたエミッタ端子とを有する第３ト
ランジスタ； 第３トランジスタのベース端子に結合されたアノード端
子と、第２電源電圧ソースに結合されたカソード端子と
を有するダイオード； 第３トランジスタのコレクタ端子に結合された正入力端
子と、第３トランジスタのベース端子に結合された負入
力端子とを有する増幅器；ならびに それぞれ増幅器の出力に共通して結合されたベース端子
と、第２電源電圧ソースに共通して結合されたエミッタ
端子とを有する第４および第５トランジスタであって、
第４トランジスタのコレクタ端子が第３トランジスタの
コレクタ端子に結合され、第５トランジスタのコレクタ
端子が当該コンバータ回路の出力に結合されるところ
の、第４および第５トランジスタ； によって構成されることを特徴とするコンバータ回路。 - 【請求項２】前記第１および第２トランジスタが、ダブ
ル・エミッタNPNトランジスタであることを特徴とする
請求項１記載のコンバータ回路。 - 【請求項３】前記第３、第４および第５トランジスタが
NPNトランジスタであることを特徴とする請求項２記載
のコンバータ回路。 - 【請求項４】前記トランジスタ、抵抗器、増幅器および
ダイオードがすべて１つの集積回路に集積されているこ
とを特徴とする請求項１記載のコンバータ回路。 - 【請求項５】請求項１記載のコンバータ回路であって、
前記増幅器が： 第４抵抗器； 負荷； 第３トランジスタのベース端子に結合されたベース端子
と、前記負荷を通して第１電源電圧ソースに結合された
コレクタ端子とを有する第６トランジスタ； 第３トランジスタのコレクタ端子に結合されたベース端
子と、第１電源電圧ソースに結合されたコレクタ端子
と、第６トランジスタのエミッタ端子に共通して結合さ
れて第４抵抗器を通して第２電源電圧に結合されたエミ
ッタ端子とを有する第７トランジスタ； 第６トランジスタのコレクタ端子に結合されたベース端
子と、第１電源電圧に結合されたコレクタ端子と、第４
および第５トランジスタの両ベース端子に結合されたエ
ミッタ端子とを有する第８トランジスタ； によって構成されることを特徴とするコンバータ回路。 - 【請求項６】前記負荷が能動負荷であることを特徴とす
る請求項５記載のコンバータ回路。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/375,103 US4906915A (en) | 1989-07-03 | 1989-07-03 | Voltage to absolute value current converter |
| US375,103 | 1989-07-03 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0344103A JPH0344103A (ja) | 1991-02-26 |
| JP3111460B2 true JP3111460B2 (ja) | 2000-11-20 |
Family
ID=23479507
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02174616A Expired - Fee Related JP3111460B2 (ja) | 1989-07-03 | 1990-07-03 | 電圧／絶対値電流コンバータ回路 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4906915A (ja) |
| JP (1) | JP3111460B2 (ja) |
| GB (1) | GB2233850B (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7491605B2 (ja) | 2021-08-24 | 2024-05-28 | 株式会社グリーン有機資材 | 水中緑化用吹付材及び水域設置用構造物の製造方法並びに水中緑化工法 |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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