JP3279645B2 - 試験物体から取り出された電位降下を所定の入力電圧範囲から所望の出力電圧範囲へ変換するための回路構成 - Google Patents

試験物体から取り出された電位降下を所定の入力電圧範囲から所望の出力電圧範囲へ変換するための回路構成

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JP3279645B2
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テキサス インスツルメンツ ドイチェランド ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/327Testing of circuit interrupters, switches or circuit-breakers
    • G01R31/3277Testing of circuit interrupters, switches or circuit-breakers of low voltage devices, e.g. domestic or industrial devices, such as motor protections, relays, rotation switches

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、試験物体から取り出さ
れた電位降下を所定の入力電圧範囲から所望の出力電圧
範囲へ変換するための回路構成に関する。
【0002】
【従来の技術】部品を横切って発生する電位降下の測定
され、これに基づいて、これが所定の許容範囲内にある
か否かを決定することが検査されて、電気回路内部の部
品の機能が検査されることがある。この様な試験物体は
例えば、理想的な完全な状態においては、閉じた状態で
数mΩの一定の抵抗値を有するスイッチとすることがが
てきる。しかしながら、スイッチが閉じた状態でより高
い抵抗値を有している場合、このスイッチで発生した電
位降下を評価することにより、スイッチを依然として使
用することができるか、新たな物と置き換える必要があ
るかを決めることができる。例えば、このスイッチは、
このスイッチの閉鎖が警報を発生する警報発生電子回路
として使用することができる。腐食接点のために最早機
能しなくなったスイッチは、警報の発生を阻害し、極め
て危険な結果をもたらすことになるかのもしれない。こ
の理由のため、閉じた接触の接触抵抗を時々検査する必
要がある。
【0003】しかしながら、この様な電位降下を評価す
る場合、電位降下が、電位降下評価回路に加わえること
のできる入力電圧範囲よりも大きい電圧レベルにある場
合に問題が生じる。例えば0から5Vの電圧範囲にある
デジタル評価回路を使用することができる場合、例えば
15Vの電圧範囲に存在する電位降下を評価回路の入力
に加えることは不可能である。
【0004】
【発明の要約】従って、本発明は、上述された形態の回
路構成を提供する問題に基づいており、本発明によっ
て、電位降下評価回路の許容入力電圧範囲外の電圧レベ
ルで試験物体に存在する試験物体の電位降下を評価する
ことが可能となる。本発明によると、この問題は、定電
流源によって給電され、入力トランジスタ及び出力トラ
ンジスタを備え、定電流源が入力トランジスタのコレク
ター線につながり、出力トランジスタのコレクター線に
は少なくとも一つのダイオードが接続しており、このダ
イオードを定電流源によって供給された電流の値と同じ
値の電流が横切るカレントミラー回路、出力トランジス
タ及び少なくとも一つのダイオードを含む前記カレント
ミラーの支流と並列であり、別のトランジスタ及びこの
トランジスタのコレクター線に接続する少なくとも一つ
のダイオードからなる同等に構成された回路支流、前記
別のトランジスタのエミッター線に接続し、別の定電流
源から試験電流が流される試験物体、及び一方が出力ト
ランジスタのコレクターに接続され、他方が前記別のト
ランジスタのコレクターに接続され、変換された電位降
下を発生するための2つ出力線によって解決される。
【0005】本発明に従う回路構成において、試験物体
により取り出された電圧降下は、評価回路の入力電圧範
囲と適合する様に決めることの出来る出力電圧範囲に
「鏡映」される。変換された電位降下は試験物体で元々
発生された電圧レベルと独立している。本発明に従う回
路構成は、完全に集積回路として構成することができ、
個々のトランジスタ及びダイオードは製造の際に対毎に
それぞれ同じパラメータが与えられ、同じ温度特性を有
する様にされている。この電位降下変換は従って温度変
化の影響を受けない極めて正確なものである。
【0006】
【実施例】本発明は次に図面の助けを得て説明される。
図1に、本発明に従う回路構成の回路図が示されてい
る。図面に示される回路構成は2つのPNPトランジス
タT1及びT2からなるカレントミラー回路を含む。判
る様に、トランジスタT1において、コレクター端子は
ベース端子に接続されており、ベース端子はトランジス
タT2のベース端子に接続している。2つのトランジス
タのエミッター端子は電圧供給線10に接続され、この
供給線には端子12を介して供給電圧UV が供給され
る。使用中、供給電圧は異なる値を有することができ
る。
【0007】前記トランジスタのコレクターライン存在
する定電流源14によって電流I1がカレントミラー回
路の入力トランジスターを形成するトランジスタT1を
流れる。カレントミラー回路の既知の機能により、カレ
ントミラー回路の出力トランジスタを形成するトランジ
スタT2のコレクター線内を流れる電流は電流I1と同
じ値を有する。
【0008】回路図から明らかな様に、トランジスタT
2のコレクター線は、回路図に対応すると、ベース端子
がコレクター端子に直接接続されたトランジスタによっ
て構成されたダイオードD1が存在する。トランジスタ
T2及びダイオードD1の直列回路と平行して、トラン
ジスタT3及びこれと同様に直列に接続した別のダイオ
ードD2からなる回路支流が存在する。スイッチ18を
含む試験物体16が前記トランジスタT3のエミッター
線に挿入されている。スイッチ18は、閉じた状態にあ
り、トランジスタT3のエミッター線において、スイッ
チ18の接触抵抗のみが有効であることを意味してい
る。別の定電流源20によって供給された電流はスイッ
チ18を介して流れる。この回路構成は、トランジスタ
T2のコレクター端子とダイオードD1との間の接続点
を出力端子24と接続する第1の出力ライン22を有す
る。別の出力線26はトランジスタT3のコレクター端
子とダイオードD2との間の接続点を出力端子28とに
接続している。説明された回路構成によって変換された
電位降下を出力端子22及び28から取り出すことがで
きる。
【0009】作動中、記述の回路は以下の様に振る舞
う。上述された様に、2つのトランジスタT1及びT2
を有するカレントミラー回路によって、一定電流I2
が、トランジスタT2のコレクター線に発生される。こ
の値は、定電流源14によって供給された電流I1に対
応する。前記電流I2はダイオードD1を介して流れ、
このダイオードに電位降下UBEを発生する。勿論この電
位降下はダイオードを介して流れる電流に依存して非線
型に変化する。しかしながら、上述された様にこの電流
は一定であるので、トランジスターT2のコレクター端
子従って出力端子24において、一定電圧が発生する。
この電圧は、ダイオードD1の電位降下UBEに正確に対
応する。
【0010】試験物体16内のスイッチ18が理想接触
抵抗値0オームを有していると仮定すると、トランジス
タT2及びダイオードD1からなる並列に位置する直列
回路を流れるのと同じ電流が、トランジスタT3のエミ
ッターコレクター間経路及びダイオードD2を介して流
れる。この電流はまたダイオードD2に電位降下UBE
結果し、出力端子28において、出力端子24に存在す
るのと同じ電圧UBEとなる様にする。2つの出力端子2
4及び28における電圧差は従ってゼロである。これ
は、試験物体16に於ける電位降下が値0Vを有する場
合に正確に対応する。
【0011】しかしながら、実際は、閉じた状態におい
ても、スイッチ18は常に或る低い抵抗値を有し、一定
の電流源20によって導入される電流に依存して、或る
電位降下がスイッチ18で発生する。スイッチ18が機
能し得る限り、この接触抵抗は極めて小さく、従って電
位降下は小さくmVオーダの強度である。十分に低いと
考えられる特定の接触抵抗値は、スイッチ18の特定の
使用に依存している。
【0012】スイッチ18で発生する電位降下はトラン
ジスタT3においてベースエミッター間電圧に変化をも
たらし、これが、このトランジスタのエミッターコレク
ター間経路を流れる電流を変化する。この電流の変化は
既知のダイオード式で表現される既知の法則に従って変
換するダイオードD2に於ける電位降下を形成する電圧
BEを導く。トランジスタT3のベースエミッター間電
圧の変化が前記トランジスタT3を介して流れる電流の
変化を導くと直ちに、このダイオードD2を介しての電
流変化がスイッチ18における電位降下に対応する電圧
BE' を導く。従って、出力端子24及び28におい
て、出力電圧を取り出すことができる。この電圧は、ダ
イオードD1における電圧UBEとダイオードD2を介し
ての電流変化によって変化される電圧UBE' との間の差
に対応し、正確にスイッチ18における電位降下を正確
に表している。スイッチ18の電位降下をΔUとし、端
子24及び28間の出力電圧をUA とすると、 UA =UBE−UBE' =UBE−(UBE−ΔU)=ΔU となる。
【0013】上述の図示され回路構成の動作のモードか
ら明らかに様に、出力電圧UA のレベルは完全に供給電
圧UV と独立しており、前記電圧に変動があっても、ス
イッチ18の電位降下を出力端子24及び28に所望の
低出力レベルで発生することができる。電位降下を増大
することが望まれる場合、これは、ダイオードD1及び
D2に直列に各対応する図示される別のダイオードD
3、D4を単に接続することによって達成することがで
きる。例えば、直列に接続された2つのダイオードがト
ランジスターT2及びT3のコレクターラインに挿入さ
れる場合、スイッチ18における電位降下にために、ト
ランジスタT3のコレクターライン内のダイオードの各
々において、同じ電圧変化UBEが生じ、結果として各ダ
イオードにおいて、変化された電圧UBE’が存在する。
結果として出力端子24、28から取り出される電圧
が、スイッチ18における電位降下の2倍に対応する。
【0014】説明された回路は、トランジスタ及びダイ
オードのみから作り出すことができるので、直ちに集積
回路の形態で作ることができる。一方においてトランジ
スタT2及びT3が、他方においてダイオードD1及び
D2が同じ特徴パラメータを正確に有することが製造中
に保証されると、前記部品のパラメータが温度変化に対
して同様に変化するので、回路の極めて良好な温度依存
性が達成される。結果として、基準電圧として使用され
るダイオードD1の電圧UBE及びダイオードD2におけ
る変化電圧UBE' の両方が同様に変化し、出力端子24
及び28から取り出された電圧UA には何の影響も及ぼ
さない。
【0015】なお、以上の記述に関連して、以下の事項
を開示する。 1.直列に接続された複数のダイオード(D3、D4)
が、各々出力トランジスタ(T2)及び前記別のトラン
ジスタ(T3)のコレクター線に接続されている。 2.ダイオード(D1、D2、D3、D4)がトランジ
スタから構成され、このトランジスタのベース及びコレ
クター端子が互いに接続されている。
【図面の簡単な説明】
【図1】図面は本発明に従う回路構成の回路図を示す
図。
【符号の説明】
T1 入力トランジスタ、 T2 出力トランジスタ、 T3 別のトランジスタ、 D1、D2 ダイオード、 14 定電流源、 16 試験物体、 20 別の定電流源、 22、26 出力線、

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 試験物体から取り出された電位降下を所
    定の入力電圧範囲から所望の出力電圧範囲へ変換する回
    路構成であり、前記回路構成が、 入力トランジスタと出力トランジスタとを有するカレン
    トミラー回路、 前記入力トランジスタを介して前記カレントミラー回路
    の入力に接続され、一定電流を供給するための第1の定
    電流源、 前記出力トランジスタを介して前記カレントミラー回路
    の出力に接続され、前記第1の定電流源によって前記カ
    レントミラー回路の入力に供給された電流と等しい値の
    電流を受ける第1のダイオード、 前記第1のダイオード及び前記カレントミラー回路の前
    記出力トランジスタにより定められた第1の回路支流、 第1の回路支流と同じ構成を有し、第1の回路支流と並
    列の第2の回路支流であり、第3のトランジスタとこの
    第3のトランジスタの出力に接続された第2のダイオー
    ドを含む第2の回路支流、 第3トランジスタの入力に接続されて、試験電流を供給
    する第2の定電流源、前記カレントミラー回路に接続さ
    れた電圧供給端子、 前記カレントミラー回路の出力と前記第1のダイオード
    との間に接続された第1の出力端子、及び前記第3のト
    ランジスタの出力と前記第2のダイオードとの間に接続
    された第2の出力端子から構成され、前記試験物体は、
    電圧供給端子と、前記第2の定電流源と前記第2の定電
    流源からの試験電流が流されるべき前記第3のトランジ
    スタの入力の間とで接続され、試験物体から取り出され
    た電位降下に比例する変換された電位降下が前記第1及
    び第2の出力端子から得られることを特徴とする回路構
    成。
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