JP3430212B2 - 電流ループの電気的分離結合装置 - Google Patents
電流ループの電気的分離結合装置Info
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- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08C—TRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
- G08C23/00—Non-electrical signal transmission systems, e.g. optical systems
- G08C23/04—Non-electrical signal transmission systems, e.g. optical systems using light waves, e.g. infrared
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- Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電流ループの部分
としての演算増幅器と、２つの受信機を含むオプトアイ
ソレータと、を含む電流ループの電気的分離結合に関す
る。
としての演算増幅器と、２つの受信機を含むオプトアイ
ソレータと、を含む電流ループの電気的分離結合に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】電流ループは、通常測定情報を伝えるた
めに用いられる。電流ループを通過する定電流信号は、
測定センサおよび測定送信機から発生し、測定されるべ
き変数は、例えば温度または圧力でありうる。定電流信
号は、４ないし２０ｍＡの典型的な大きさを有し、測定
されるべき変数の測定範囲の下限は４ｍＡの電流信号に
セットされ、それに対応して、測定範囲の上限は２０ｍ
Ａの電流信号にセットされる。
めに用いられる。電流ループを通過する定電流信号は、
測定センサおよび測定送信機から発生し、測定されるべ
き変数は、例えば温度または圧力でありうる。定電流信
号は、４ないし２０ｍＡの典型的な大きさを有し、測定
されるべき変数の測定範囲の下限は４ｍＡの電流信号に
セットされ、それに対応して、測定範囲の上限は２０ｍ
Ａの電流信号にセットされる。
【０００３】電流信号を搬送する電流ループは、測定情
報を利用する回路から電気的に分離されていることが望
ましいことが多い。測定情報は、例えば、制御装置への
帰還として用いられる。電気的分離は、測定情報が、電
流ループとは異なる可能性において処理されることを可
能にし、それにより、処理の信頼性が改善され、必要な
結合の構造が簡単化される。
報を利用する回路から電気的に分離されていることが望
ましいことが多い。測定情報は、例えば、制御装置への
帰還として用いられる。電気的分離は、測定情報が、電
流ループとは異なる可能性において処理されることを可
能にし、それにより、処理の信頼性が改善され、必要な
結合の構造が簡単化される。
【０００４】電流ループにおける電流信号の情報がひず
みなしに分離された回路へ転送されるようにするために
は、分離結合は、構造および動作において高い信頼性を
必要とする。分離において生じるひずみは、電流ループ
の従来技術における分離結合の欠点であり、その結果測
定信号を適切に利用することは困難であった。
みなしに分離された回路へ転送されるようにするために
は、分離結合は、構造および動作において高い信頼性を
必要とする。分離において生じるひずみは、電流ループ
の従来技術における分離結合の欠点であり、その結果測
定信号を適切に利用することは困難であった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上述
の欠点を回避して、電流ループの電流信号を電流ループ
から電気的に分離された回路へ転送しうる、電流ループ
の分離結合を、簡単な回路による解決法を用い信頼性の
ある正確な方法で提供することである。
の欠点を回避して、電流ループの電流信号を電流ループ
から電気的に分離された回路へ転送しうる、電流ループ
の分離結合を、簡単な回路による解決法を用い信頼性の
ある正確な方法で提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】これは、本発明による結
合により達成され、この結合は、前記分離結合がまた、
演算増幅器およびオプトアイソレータの送信ＬＥＤと共
に前記電流ループの部分として直列に接続された抵抗を
含み、該抵抗の第２極が前記演算増幅器の正電圧給電点
に結合し、前記送信ＬＥＤの陽極が前記演算増幅器の負
電圧給電点に結合しており、前記電流ループが前記送信
ＬＥＤの陰極を経て閉じており、前記結合がさらに、前
記演算増幅器の正電圧給電点と負電圧給電点との間に配
置されたツェナーダイオードおよびキャパシタの並列結
合であって、前記ツェナーダイオードの陰極が前記演算
増幅器の正電圧給電点に結合し、これがさらに前記演算
増幅器の正入力に結合している前記並列結合と、前記演
算増幅器の出力に陽極を結合され、前記送信ＬＥＤの陰
極に陰極を結合された、フォトダイオードと、前記抵抗
の第１極に第１極を結合され、前記演算増幅器の負入力
に第２極を結合された抵抗であって、前記オプトアイソ
レータの第１受信ＰＩＮダイオードの陰極が前記演算増
幅器の負入力に結合し、またその陽極が前記送信ＬＥＤ
の陰極に結合している、前記抵抗と、前記電流ループか
ら電気的に分離され、かつ前記オプトアイソレータの第
２受信ＰＩＮダイオードを含む回路と、を含むことを特
徴とする。
合により達成され、この結合は、前記分離結合がまた、
演算増幅器およびオプトアイソレータの送信ＬＥＤと共
に前記電流ループの部分として直列に接続された抵抗を
含み、該抵抗の第２極が前記演算増幅器の正電圧給電点
に結合し、前記送信ＬＥＤの陽極が前記演算増幅器の負
電圧給電点に結合しており、前記電流ループが前記送信
ＬＥＤの陰極を経て閉じており、前記結合がさらに、前
記演算増幅器の正電圧給電点と負電圧給電点との間に配
置されたツェナーダイオードおよびキャパシタの並列結
合であって、前記ツェナーダイオードの陰極が前記演算
増幅器の正電圧給電点に結合し、これがさらに前記演算
増幅器の正入力に結合している前記並列結合と、前記演
算増幅器の出力に陽極を結合され、前記送信ＬＥＤの陰
極に陰極を結合された、フォトダイオードと、前記抵抗
の第１極に第１極を結合され、前記演算増幅器の負入力
に第２極を結合された抵抗であって、前記オプトアイソ
レータの第１受信ＰＩＮダイオードの陰極が前記演算増
幅器の負入力に結合し、またその陽極が前記送信ＬＥＤ
の陰極に結合している、前記抵抗と、前記電流ループか
ら電気的に分離され、かつ前記オプトアイソレータの第
２受信ＰＩＮダイオードを含む回路と、を含むことを特
徴とする。
【０００７】本発明は、電気的分離のために、２つの受
信機を含むオプトアイソレータと共に演算増幅器結合を
用いるという着想に基づいている。このようにして、オ
プトアイソレータの第２受信ＰＩＮダイオードが、分離
結合における帰還のために用いられうる。この帰還によ
り、電気的に分離された回路の前記ＰＩＮダイオードの
帰還電流は、電流ループの電流に厳密に追従する。
信機を含むオプトアイソレータと共に演算増幅器結合を
用いるという着想に基づいている。このようにして、オ
プトアイソレータの第２受信ＰＩＮダイオードが、分離
結合における帰還のために用いられうる。この帰還によ
り、電気的に分離された回路の前記ＰＩＮダイオードの
帰還電流は、電流ループの電流に厳密に追従する。
【０００８】本発明の分離結合の利点は、それにより分
離において実現される高精度および広帯域である。さら
に、用いられる分離結合は、実現が簡単で、信頼性のあ
る構造を有する。以下においては、添付図面を参照しつ
つ、実施例に関連して本発明を説明する。
離において実現される高精度および広帯域である。さら
に、用いられる分離結合は、実現が簡単で、信頼性のあ
る構造を有する。以下においては、添付図面を参照しつ
つ、実施例に関連して本発明を説明する。
【０００９】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の分離結合を示し
ており、この分離結合により、電流ループ内において搬
送される電流信号情報は電気的に分離された回路へ転送
される。電流ループは、測定されるべき変数の値を反映
する大きさを有する電流を搬送する。本発明は、生きて
いる０の電流信号に関連して用いるのに特に適してい
る。生きている０の電流信号とは、４ｍＡである電流信
号の最小値を意味する。その電流信号は、電流ループ
内、または測定センサ内、または送信機内、に生じる可
能な故障が、もし電流信号の大きさが０アンペアまで低
下すれば検出されうるという利点を有する。
ており、この分離結合により、電流ループ内において搬
送される電流信号情報は電気的に分離された回路へ転送
される。電流ループは、測定されるべき変数の値を反映
する大きさを有する電流を搬送する。本発明は、生きて
いる０の電流信号に関連して用いるのに特に適してい
る。生きている０の電流信号とは、４ｍＡである電流信
号の最小値を意味する。その電流信号は、電流ループ
内、または測定センサ内、または送信機内、に生じる可
能な故障が、もし電流信号の大きさが０アンペアまで低
下すれば検出されうるという利点を有する。
【００１０】本発明の分離結合は、抵抗Ｒ１と、演算増
幅器Ａ１と、電流ループと直列なオプトアイソレータ１
の送信発光ダイオードＬＥＤ１と、を含む。このオプト
アイソレータは、例えば、シーメンス（Ｓｉｅｍｅｎ
ｓ）により製造されている、２つのＰＩＮダイオードを
有するタイプＩＬ３００のものでありうる。抵抗Ｒ１の
第１極３は、ループ電流の流れる方向が、ループから抵
抗Ｒ１への方向になるように、電流ループに接続され
る。この抵抗の第２極２は、演算増幅器Ａ１の正電圧給
電点Ｖ＋に結合し、この給電点は、この演算増幅器の正
入力Ｕｉｎ＋に結合している。抵抗Ｒ１は、この抵抗に
おける電圧降下に基づき、ループ電流の大きさをを測定
するために用いられる。例えば、この抵抗が１００オー
ムである時は、その電圧降下はループ電流の大きさに依
存して０．４ないし２ボルトになる。
幅器Ａ１と、電流ループと直列なオプトアイソレータ１
の送信発光ダイオードＬＥＤ１と、を含む。このオプト
アイソレータは、例えば、シーメンス（Ｓｉｅｍｅｎ
ｓ）により製造されている、２つのＰＩＮダイオードを
有するタイプＩＬ３００のものでありうる。抵抗Ｒ１の
第１極３は、ループ電流の流れる方向が、ループから抵
抗Ｒ１への方向になるように、電流ループに接続され
る。この抵抗の第２極２は、演算増幅器Ａ１の正電圧給
電点Ｖ＋に結合し、この給電点は、この演算増幅器の正
入力Ｕｉｎ＋に結合している。抵抗Ｒ１は、この抵抗に
おける電圧降下に基づき、ループ電流の大きさをを測定
するために用いられる。例えば、この抵抗が１００オー
ムである時は、その電圧降下はループ電流の大きさに依
存して０．４ないし２ボルトになる。
【００１１】本発明によれば、前記結合はまた、前記演
算増幅器の正電圧給電点と負電圧給電点との間に並列に
結合したツェナーダイオードＺおよびキャパシタＣ１を
含む。この結合は、ツェナーダイオードの陰極が正電圧
給電点Ｖ＋に結合するように実現される。演算増幅器の
入力電流は、一般にループの最小電流よりも遥かに小さ
いので、余分な電流は、ツェナーダイオードを経て送ら
れる。このようにしてツェナーダイオードは、フィルタ
キャパシタとして作用するキャパシタＣ１と共に、演算
増幅器Ａ１の安定化された供給電圧源を構成する。ツェ
ナーダイオードの電圧許容範囲は、例えば３．３ボルト
でありえ、それにより、演算増幅器の供給電圧もまた
３．３ボルトとなる。
算増幅器の正電圧給電点と負電圧給電点との間に並列に
結合したツェナーダイオードＺおよびキャパシタＣ１を
含む。この結合は、ツェナーダイオードの陰極が正電圧
給電点Ｖ＋に結合するように実現される。演算増幅器の
入力電流は、一般にループの最小電流よりも遥かに小さ
いので、余分な電流は、ツェナーダイオードを経て送ら
れる。このようにしてツェナーダイオードは、フィルタ
キャパシタとして作用するキャパシタＣ１と共に、演算
増幅器Ａ１の安定化された供給電圧源を構成する。ツェ
ナーダイオードの電圧許容範囲は、例えば３．３ボルト
でありえ、それにより、演算増幅器の供給電圧もまた
３．３ボルトとなる。
【００１２】本発明によれば、抵抗Ｒ１の第１極３に結
合した第２極を有する抵抗Ｒ２が、演算増幅器Ａ１の負
入力に結合する。演算増幅器に結合する抵抗Ｒ２の極に
は、オプトアイソレータの第１受信ＰＩＮダイオードＰ
ＩＮ１の陰極も結合する。該ＰＩＮダイオードの陽極
は、図１に示されているように、オプトアイソレータの
送信発光ダイオードＬＥＤ１の陰極に結合する。フォト
ダイオードＬＥＤ２は演算増幅器Ａ１の出力Ａ１ｏｕｔ
に結合し、このフォトダイオードの陽極は前記出力に、
また陰極は送信発光ダイオードＬＥＤ１の陰極に結合す
る。
合した第２極を有する抵抗Ｒ２が、演算増幅器Ａ１の負
入力に結合する。演算増幅器に結合する抵抗Ｒ２の極に
は、オプトアイソレータの第１受信ＰＩＮダイオードＰ
ＩＮ１の陰極も結合する。該ＰＩＮダイオードの陽極
は、図１に示されているように、オプトアイソレータの
送信発光ダイオードＬＥＤ１の陰極に結合する。フォト
ダイオードＬＥＤ２は演算増幅器Ａ１の出力Ａ１ｏｕｔ
に結合し、このフォトダイオードの陽極は前記出力に、
また陰極は送信発光ダイオードＬＥＤ１の陰極に結合す
る。
【００１３】演算増幅器Ａ１の入力極は、抵抗Ｒ１にお
ける、ループ電流に比例する電圧降下を比較するように
結合され、抵抗Ｒ２における、ＰＩＮダイオードＰＩＮ
１の電流により生じる電圧降下は、オプトアイソレータ
の帰還において用いられる。演算増幅器は、もし正入力
Ｕｉｎ＋の電圧が負入力Ｕｉｎ−の電圧を超えれば、出
力電圧を最大値まで増大させることを特性とする。一
方、もし負入力の電圧の方が高ければ、出力電圧は最小
値をとる。帰還により、演算増幅器の２つの入力間の電
圧差は常に０ボルトであり、従って、抵抗Ｒ１およびＲ
２における電圧は等しい。前記増幅器の出力の状態は、
前記増幅器の２つの入力極間の電位差に依存し、それに
よりこの増幅器は、上述の２つの抵抗における電圧降下
を前記増幅器のオフセットエラーの限度内において等し
くする大きさの電流のみが、オプトアイソレータの送信
発光ダイオードＬＥＤ１を通ることを許容する。
ける、ループ電流に比例する電圧降下を比較するように
結合され、抵抗Ｒ２における、ＰＩＮダイオードＰＩＮ
１の電流により生じる電圧降下は、オプトアイソレータ
の帰還において用いられる。演算増幅器は、もし正入力
Ｕｉｎ＋の電圧が負入力Ｕｉｎ−の電圧を超えれば、出
力電圧を最大値まで増大させることを特性とする。一
方、もし負入力の電圧の方が高ければ、出力電圧は最小
値をとる。帰還により、演算増幅器の２つの入力間の電
圧差は常に０ボルトであり、従って、抵抗Ｒ１およびＲ
２における電圧は等しい。前記増幅器の出力の状態は、
前記増幅器の２つの入力極間の電位差に依存し、それに
よりこの増幅器は、上述の２つの抵抗における電圧降下
を前記増幅器のオフセットエラーの限度内において等し
くする大きさの電流のみが、オプトアイソレータの送信
発光ダイオードＬＥＤ１を通ることを許容する。
【００１４】このようにして、オプトアイソレータ１の
発光ダイオードＬＥＤ１を通過する電流部分は、演算増
幅器Ａ１により制御されうる。もしその増幅器の出力レ
ベルが、増幅器の負の供給電圧に対して正方向へ上昇す
れば、増幅器の出力に結合し、オプトアイソレータの送
信ＬＥＤをバイパスする表示用ＬＥＤ２を通る電流も上
昇する。本発明の実施例によれば、表示用ＬＥＤ２は、
適切に設計された抵抗またはダイオードにより置換され
うる。
発光ダイオードＬＥＤ１を通過する電流部分は、演算増
幅器Ａ１により制御されうる。もしその増幅器の出力レ
ベルが、増幅器の負の供給電圧に対して正方向へ上昇す
れば、増幅器の出力に結合し、オプトアイソレータの送
信ＬＥＤをバイパスする表示用ＬＥＤ２を通る電流も上
昇する。本発明の実施例によれば、表示用ＬＥＤ２は、
適切に設計された抵抗またはダイオードにより置換され
うる。
【００１５】オプトアイソレータ内に用いられているＰ
ＩＮダイオードは、送信ＬＥＤが発する光の作用によ
り、電流がそのＰＩＮダイオードの逆方向へ流れるよう
に動作する。その電流の大きさは送信ＬＥＤが発する光
の強度に比例し、その光の強度は送信ＬＥＤを通る電流
の大きさに比例する。従って、オプトアイソレータの内
部光レベルは、ＰＩＮダイオードＰＩＮ１の電流がルー
プ電流に厳密に追従するが、前記２つの抵抗の逆比の値
に対応する量だけ低いように常にセットされる。もし抵
抗Ｒ１が上述のように１００Ωであり、抵抗Ｒ２が１０
ｋΩであれば、ＰＩＮダイオードＰＩＮ１の電流はルー
プ電流の１／１００である。本発明の観点からは、前記
抵抗Ｒ１およびＲ２が相互に正確に定格化されているこ
とが重要である。
ＩＮダイオードは、送信ＬＥＤが発する光の作用によ
り、電流がそのＰＩＮダイオードの逆方向へ流れるよう
に動作する。その電流の大きさは送信ＬＥＤが発する光
の強度に比例し、その光の強度は送信ＬＥＤを通る電流
の大きさに比例する。従って、オプトアイソレータの内
部光レベルは、ＰＩＮダイオードＰＩＮ１の電流がルー
プ電流に厳密に追従するが、前記２つの抵抗の逆比の値
に対応する量だけ低いように常にセットされる。もし抵
抗Ｒ１が上述のように１００Ωであり、抵抗Ｒ２が１０
ｋΩであれば、ＰＩＮダイオードＰＩＮ１の電流はルー
プ電流の１／１００である。本発明の観点からは、前記
抵抗Ｒ１およびＲ２が相互に正確に定格化されているこ
とが重要である。
【００１６】このようにして、本発明の結合は、ループ
電流が抵抗Ｒ１と、演算増幅器Ａ１と、送信発光ダイオ
ードＬＥＤ１と、を通る時、抵抗Ｒ１に電圧降下が生
じ、同時に演算増幅器の正入力の電位が変化するように
動作する。この電位の変化により、演算増幅器は反応し
て、出力Ａ１ｏｕｔの大きさを変え、同時にループ内の
電流を多少とも、表示用発光ダイオードＬＥＤ２を通ら
せるように送る。同時に、前記直列接続を通って流れる
電流は、オプトアイソレータの送信ＬＥＤにおいて一定
の光レベルを発生し、これは前記電流の大きさに比例し
ており、その作用により抵抗Ｒ２は、演算増幅器の正入
力と負入力との間の電圧差をキャンセルする大きさの電
流を流す。電流ループと組合わされた本発明の回路は、
正確に所望の結果を与え、それによりＰＩＮダイオード
の電流は正確に知られる。
電流が抵抗Ｒ１と、演算増幅器Ａ１と、送信発光ダイオ
ードＬＥＤ１と、を通る時、抵抗Ｒ１に電圧降下が生
じ、同時に演算増幅器の正入力の電位が変化するように
動作する。この電位の変化により、演算増幅器は反応し
て、出力Ａ１ｏｕｔの大きさを変え、同時にループ内の
電流を多少とも、表示用発光ダイオードＬＥＤ２を通ら
せるように送る。同時に、前記直列接続を通って流れる
電流は、オプトアイソレータの送信ＬＥＤにおいて一定
の光レベルを発生し、これは前記電流の大きさに比例し
ており、その作用により抵抗Ｒ２は、演算増幅器の正入
力と負入力との間の電圧差をキャンセルする大きさの電
流を流す。電流ループと組合わされた本発明の回路は、
正確に所望の結果を与え、それによりＰＩＮダイオード
の電流は正確に知られる。
【００１７】本発明の解決法によるオプトアイソレータ
は、２つの受信ＰＩＮダイオードＰＩＮ１、ＰＩＮ２を
含み、この双方は、送信ＬＥＤ１が発する光に同様に反
応する。本発明によれば、ＰＩＮダイオードＰＩＮ１は
演算増幅器Ａ１への帰還のために用いられ、ＰＩＮダイ
オードＰＩＮ２は電流ループ回路からの所望の電気的分
離を行うために用いられる。
は、２つの受信ＰＩＮダイオードＰＩＮ１、ＰＩＮ２を
含み、この双方は、送信ＬＥＤ１が発する光に同様に反
応する。本発明によれば、ＰＩＮダイオードＰＩＮ１は
演算増幅器Ａ１への帰還のために用いられ、ＰＩＮダイ
オードＰＩＮ２は電流ループ回路からの所望の電気的分
離を行うために用いられる。
【００１８】本発明の１つの実施例によれば、電流ルー
プ回路から電気的に分離された回路は、ＰＩＮダイオー
ドＰＩＮ２の外に、演算増幅器Ａ２と、ＰＩＮダイオー
ドの陽極と分離された回路の接地電位との間に結合した
抵抗Ｒ３と、を含む。前記陽極はまた、演算増幅器Ａ２
の正電圧入力Ｕｉｎ＋に結合する。一方、ＰＩＮダイオ
ードの陰極は、演算増幅器Ａ２の正電圧給電点Ｖ＋に結
合し、これは分離された回路の動作電圧Ｖｄに接続され
ている。
プ回路から電気的に分離された回路は、ＰＩＮダイオー
ドＰＩＮ２の外に、演算増幅器Ａ２と、ＰＩＮダイオー
ドの陽極と分離された回路の接地電位との間に結合した
抵抗Ｒ３と、を含む。前記陽極はまた、演算増幅器Ａ２
の正電圧入力Ｕｉｎ＋に結合する。一方、ＰＩＮダイオ
ードの陰極は、演算増幅器Ａ２の正電圧給電点Ｖ＋に結
合し、これは分離された回路の動作電圧Ｖｄに接続され
ている。
【００１９】前記演算増幅器は、負電圧入力Ｕｉｎ−を
直接出力Ａ２ｏｕｔに結合させることにより電圧ホロワ
結合を形成するために用いられている。前記結合はま
た、キャパシタＣ２を含み、このキャパシタは、前記動
作電圧と接地電位との間に結合され、動作電圧のための
フィルタキャパシタとして働く。さらに、演算増幅器の
負電圧給電点は、回路の接地電位に接続されている。
直接出力Ａ２ｏｕｔに結合させることにより電圧ホロワ
結合を形成するために用いられている。前記結合はま
た、キャパシタＣ２を含み、このキャパシタは、前記動
作電圧と接地電位との間に結合され、動作電圧のための
フィルタキャパシタとして働く。さらに、演算増幅器の
負電圧給電点は、回路の接地電位に接続されている。
【００２０】この種の結合により、電流ループ内の電流
情報を、その電流ループから電気的に分離された回路内
の電圧レベルへ変換することができる。帰還ＰＩＮダイ
オードＰＩＮ１を流れる電流と正確に同じ大きさの電流
が、分離された回路のＰＩＮダイオードＰＩＮ２に発生
せしめられる。分離された回路内の抵抗は、電流ループ
回路内の抵抗と完全に整合しなければならない。抵抗Ｒ
３は、抵抗Ｒ１およびＲ２の和と正確に同じでなければ
ならない。もし抵抗の大きさが、Ｒ１＝１００Ω、Ｒ２
＝１０ｋΩであれば、抵抗Ｒ３は１０．１ｋΩとなる。
上述の定電流信号は、このようにして、演算増幅器Ａ２
の出力Ａ２ｏｕｔに電圧Ｖｄを発生し、この電圧は、
０．４ないし２．０ボルトの範囲内において、ループ電
流に従って変化する。
情報を、その電流ループから電気的に分離された回路内
の電圧レベルへ変換することができる。帰還ＰＩＮダイ
オードＰＩＮ１を流れる電流と正確に同じ大きさの電流
が、分離された回路のＰＩＮダイオードＰＩＮ２に発生
せしめられる。分離された回路内の抵抗は、電流ループ
回路内の抵抗と完全に整合しなければならない。抵抗Ｒ
３は、抵抗Ｒ１およびＲ２の和と正確に同じでなければ
ならない。もし抵抗の大きさが、Ｒ１＝１００Ω、Ｒ２
＝１０ｋΩであれば、抵抗Ｒ３は１０．１ｋΩとなる。
上述の定電流信号は、このようにして、演算増幅器Ａ２
の出力Ａ２ｏｕｔに電圧Ｖｄを発生し、この電圧は、
０．４ないし２．０ボルトの範囲内において、ループ電
流に従って変化する。
【００２１】演算増幅器Ａ２は、電圧を役に立つインピ
ーダンスレベルまでバッファすることを意図している。
もしループ電流回路から電気的に分離された信号が、極
めて高いインピーダンスを有する回路において利用され
るならば、増幅器Ａ２は必ずしも必要ではない。
ーダンスレベルまでバッファすることを意図している。
もしループ電流回路から電気的に分離された信号が、極
めて高いインピーダンスを有する回路において利用され
るならば、増幅器Ａ２は必ずしも必要ではない。
【００２２】当業者にとっては、本発明の基本的着想を
処理する技術がさまざまな方法で実現されうることは明
らかである。従って、本発明およびその実施例は上述の
例へ制限されず、それらは特許請求の範囲内において変
化しうる。
処理する技術がさまざまな方法で実現されうることは明
らかである。従って、本発明およびその実施例は上述の
例へ制限されず、それらは特許請求の範囲内において変
化しうる。
【図１】本発明による電流ループの電気的分離結合を示
す。
す。
１ オプトアイソレータ
２ 抵抗の第２極
３ 抵抗の第１極
４ 分離された回路
５ 抵抗の第１極
６ 抵抗の第２極
Ａ１ 演算増幅器
Ａ２ 演算増幅器
Ａ１ｏｕｔ 演算増幅器の出力
Ａ２ｏｕｔ 演算増幅器の出力
Ｃ１ キャパシタ
Ｃ２ キャパシタ
ＬＥＤ１ 送信ＬＥＤ
ＬＥＤ２ フォトダイオード
ＰＩＮ１ 第１受信ＰＩＮダイオード
ＰＩＮ２ 第２受信ＰＩＮダイオード
Ｒ１ 抵抗
Ｒ２ 抵抗
Ｕｉｎ＋ 正入力
Ｕｉｎ− 負入力
Ｖ＋ 正電圧給電点
Ｖ− 負電圧給電点
Ｖｄ 動作電圧
Ｚ ツェナーダイオード
Claims (3)
- 【請求項１】 電流ループの電気的分離結合装置におい
て、該電流ループが、該電流ループの部分としての演算
増幅器（Ａ１）と、２つの受信機を含むオプトアイソレ
ータ（１）と、を含み、前記分離結合装置がまた、演算
増幅器（Ａ１）およびオプトアイソレータの送信ＬＥＤ
（ＬＥＤ１）と共に前記電流ループの部分として直列に
接続された抵抗（Ｒ１）を含み、該抵抗の第２極（２）
が前記演算増幅器の正電圧給電点（Ｖ＋）に結合し、前
記送信ＬＥＤ（ＬＥＤ１）の陽極が前記演算増幅器の負
電圧給電点（Ｖ−）に結合しており、前記電流ループが
前記送信ＬＥＤ（ＬＥＤ１）の陰極を経て閉じており、
前記結合装置がさらに、 前記演算増幅器の正電圧給電点と負電圧給電点との間に
配置されたツェナーダイオード（Ｚ）およびキャパシタ
（Ｃ１）の並列結合であって、前記ツェナーダイオード
の陰極が前記演算増幅器の正電圧給電点（Ｖ＋）に結合
し、これがさらに前記演算増幅器の正入力（Ｕｉｎ＋）
に結合している前記並列結合と、 前記演算増幅器の出力（Ａ１ｏｕｔ）に陽極を結合さ
れ、前記送信ＬＥＤ（ＬＥＤ１）の陰極に陰極を結合さ
れた、フォトダイオード（ＬＥＤ２）と、 前記抵抗（Ｒ１）の第１極（３）に第１極を結合され、
前記演算増幅器の負入力（Ｕｉｎ−）に第２極を結合さ
れた抵抗（Ｒ２）であって、前記オプトアイソレータ
（１）の第１受信ＰＩＮダイオード（ＰＩＮ１）の陰極
が前記演算増幅器の負入力（Ｕｉｎ−）に結合し、また
その陽極が前記送信ＬＥＤ（ＬＥＤ１）の陰極に結合し
ている、前記抵抗（Ｒ２）と、 前記電流ループから電気的に分離され、かつ前記オプト
アイソレータ（１）の第２受信ＰＩＮダイオード（ＰＩ
Ｎ２）を含む回路（４）と、 を含むことを特徴とする前記分離結合装置。 - 【請求項２】 前記フォトダイオード（ＬＥＤ２）の代
わりに、直列接続された２つのダイオード、または抵抗
を含むことを特徴とする、請求項１に記載の電気的分離
結合装置。 - 【請求項３】 前記電流ループから電気的に分離された
前記回路が、 前記電流ループから分離された前記回路の動作電圧（Ｖ
ｄ）に結合した正電圧給電点（Ｖ＋）と、前記回路の接
地電位に結合した負電圧給電点（Ｖ−）と、を有する演
算増幅器（Ａ２）であって、第２受信ＰＩＮダイオード
（ＰＩＮ２）が、前記演算増幅器（Ａ２）の前記正電圧
給電点（Ｖ＋）と正入力（Ｕｉｎ＋）との間に結合し、
前記ダイオードの陰極が前記正入力に結合している、前
記演算増幅器（Ａ２）と、 前記第２ＰＩＮダイオード（ＰＩＮ２）の陽極に結合し
た第１極（５）と、前記電流ループから分離された前記
回路（４）の接地電位に結合した第２極（６）と、を有
する抵抗（Ｒ３）と、 前記演算増幅器（Ａ２）の前記正電圧給電点と、前記分
離された回路（４）の接地電位と、の間に結合したキャ
パシタ（Ｃ２）であって、前記演算増幅器の負入力（Ｕ
ｉｎ−）が該演算増幅器の出力（Ａ２ｏｕｔ）に結合し
ている、前記キャパシタ（Ｃ２）と、 をさらに含むことを特徴とする、請求項１または請求項
２に記載の電気的分離結合装置。
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|---|---|---|---|
| FI991706A FI106746B (fi) | 1999-08-11 | 1999-08-11 | Virtasilmukan galvaaninen erotuskytkentä |
| FI19991706 | 1999-08-11 |
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|---|---|
| JP2001119286A JP2001119286A (ja) | 2001-04-27 |
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| JP (1) | JP3430212B2 (ja) |
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| US5107202A (en) * | 1989-10-23 | 1992-04-21 | Trustees Of Princeton University | Fiber optic current monitor for high-voltage applications |
| DE19503164A1 (de) * | 1994-02-04 | 1995-08-10 | Siemens Comp Inc | Optisch gekoppelte Datenanschalteanordnung und Gabelschaltung |
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1999
- 1999-08-11 FI FI991706A patent/FI106746B/fi not_active IP Right Cessation
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2000
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