JPH025051B2 - - Google Patents

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JPH025051B2
JPH025051B2 JP13039882A JP13039882A JPH025051B2 JP H025051 B2 JPH025051 B2 JP H025051B2 JP 13039882 A JP13039882 A JP 13039882A JP 13039882 A JP13039882 A JP 13039882A JP H025051 B2 JPH025051 B2 JP H025051B2
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JP
Japan
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circuit
polarity
output
input
signal
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JP13039882A
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Japanese (ja)
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JPS5922438A (en
Inventor
Koichi Shimizu
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Tokyo Electric Power Co Holdings Inc
Original Assignee
Tokyo Electric Power Co Inc
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Publication date
Application filed by Tokyo Electric Power Co Inc filed Critical Tokyo Electric Power Co Inc
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Publication of JPS5922438A publication Critical patent/JPS5922438A/en
Publication of JPH025051B2 publication Critical patent/JPH025051B2/ja
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K7/00Modulating pulses with a continuously-variable modulating signal
    • H03K7/06Frequency or rate modulation, i.e. PFM or PRM

Landscapes

  • Analogue/Digital Conversion (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電圧や電流などのアナログ信号を周波
数に変換すると共に、そのアナログ信号の極性を
表示する極性表示機能付両極性アナログー周波数
変換回路の改良に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an improvement in a bipolar analog-to-frequency conversion circuit with a polarity display function that converts an analog signal such as voltage or current into a frequency and displays the polarity of the analog signal.

従来の両極性アナログー周波数変換回路は、単
極性アナログー周波数変換回路を利用するもので
あり、その場合、バイアス入力をあらかじめ印加
したり、アナログ信号を絶対値回路により絶対値
に変換し、該絶対値をA/D変換器に入力するな
どの手段がとられてきた。しかし、これらの手段
は、正負アナログ信号の変換精度を等しくできな
い、アナログ信号の入力範囲をせばめてしまう。
アナログ信号の入力レベルが小さくなると、極性
表示が不正確になる、などの問題があつた。ま
た、微小アナログ信号入力時に影響するオフセツ
トドリフト誤差を低減させること、及び無入力時
のオフセツトドリフトによる起動を防ぐことが課
題であつた。
Conventional bipolar analog to frequency conversion circuits utilize unipolar analog to frequency conversion circuits, in which case a bias input is applied in advance or an analog signal is converted to an absolute value by an absolute value circuit, and the absolute value is Measures such as inputting the data into an A/D converter have been taken. However, these means cannot equalize the conversion accuracy of positive and negative analog signals, and narrow the input range of analog signals.
When the input level of the analog signal became low, there were problems such as incorrect polarity display. Another problem was to reduce offset drift errors that affect when a minute analog signal is input, and to prevent activation due to offset drift when no input is input.

本発明の目的は、上述した問題点及び課題を解
決し、正と負とで変換精度を等しくすることがで
き、アナログ信号の入力範囲をせばめることがな
く、アナログ信号の入力レベルが小さくなつて
も、極性を正確に判別することができ、しかもオ
フセツトドリフト誤差を大幅に低減することがで
き、無入力時のオフセツトドリフトによる起動を
なくすことができる両極性アナログー周波数変換
回路を提供することである。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and problems, to make the conversion accuracy equal for positive and negative signals, to reduce the input level of analog signals without narrowing the input range of analog signals. To provide a bipolar analog-to-frequency conversion circuit capable of accurately determining polarity even when no input is applied, greatly reducing offset drift errors, and eliminating startup due to offset drift during no input. That's true.

この目的を達成するために、本発明は、極性を
有する入力アナログ信号と、該入力アナログ信号
とは逆極性入力アナログ信号とを、交互に切り換
える入力切換回路と、該入力切換回路から入力す
るアナログ信号を両極性共用の回路素子により積
分し、アナログ信号の極性によつて異なる極性の
積分出力信号を出力する積分回路と、一方の極性
の積分出力信号レベルが一方の極性の基準値を越
えた時に比較出力信号を第1出力端子から出力
し、他方の極性の積分出力レベルが他方の極性の
基準値を越えた時に比較出力信号を第2出力信号
から出力し、第1出力端子及び第2出力端子の比
較出力信号によつて積分回路をリセツトさせる比
較回路と、比較回路の第1出力端子からの比較出
力信号と該信号に続く第2出力端子からの比較出
力信号とによつて1個の周波数出力信号を発生す
る周波数出力信号発生回路と、比較回路の第1出
力端子及び第2出力端子からの比較出力信号の立
上りによつて入力切換回路を切り換える切換制御
回路と、積分回路の積分出力信号の極性及び入力
切換回路の切換状態に応じて極性を判別し、表示
する極性表示回路とを備えたものである。
In order to achieve this object, the present invention provides an input switching circuit that alternately switches an input analog signal having a polarity and an input analog signal with a polarity opposite to that of the input analog signal, and an input analog signal that is input from the input switching circuit. An integration circuit that integrates a signal using circuit elements that share both polarities and outputs integrated output signals of different polarities depending on the polarity of the analog signal, and when the integrated output signal level of one polarity exceeds the reference value of one polarity. When the integrated output level of the other polarity exceeds the reference value of the other polarity, the comparison output signal is outputted from the second output signal, and the comparison output signal is outputted from the first output terminal and the second output terminal. A comparator circuit that resets the integrator circuit by a comparison output signal from an output terminal, a comparison output signal from a first output terminal of the comparison circuit, and a comparison output signal from a second output terminal following the signal. a frequency output signal generation circuit that generates a frequency output signal; a switching control circuit that switches the input switching circuit according to the rising edge of the comparison output signal from the first output terminal and the second output terminal of the comparison circuit; and an integration circuit of the integration circuit. The apparatus includes a polarity display circuit that determines and displays the polarity according to the polarity of the output signal and the switching state of the input switching circuit.

以下、本発明を図示の実施例に基づいて詳細に
説明する。
Hereinafter, the present invention will be explained in detail based on illustrated embodiments.

第1図は本発明の一実施例を示す。入力端子t1
には極性を有する入力アナログ信号Exが入力し、
入力端子t2には入力アナログ信号Exとは逆極性
の逆極性入力アナログ信号−Exが入力する。入
力切換回路1は切換スイツチ2,3及びスイツチ
ドライバ4,5から成る。積分回路6は、抵抗
R、コンデンサC、演算増幅器7、リセツトスイ
ツチ8及びリセツトスイツチドライバ9から成
り、これらは両極性共用の回路素子である。10
は比較回路で、二つのコンパレータ11,12及
び等しい基準電圧Esの基準電源13、14から
成る。コンパレータ11の反転入力端子には正の
基準電圧+Esが印加され、コンパレータ12の
非反転入力端子には負の基準電圧−Esが印加さ
れる。比較回路10の第1出力端子15と第2出
力端子16とは波形整形用のバツフア17,18
を経てRSフリツプフロツプ19、オアゲート2
0及び極性表示回路21にそれぞれ接続される。
RSフリツプフロツプ19の出力端子Qから周波
数出力信号が出力される。オアゲート20の出
力側にはリセツトスイツチドライバ9及び単一パ
ルス発生回路22が接続され、単一パルス発生回
路22の出力側にはTフリツプフロツプ23が接
続される。Tフリツプフロツプ23の出力端子Q
は極性表示回路21に接続されると共に、スイツ
チドライバ4及びインバータ24を経てスイツチ
ドライバ5に、それぞれ接続される。極性表示回
路21は極性表示信号Pを出力するもので、本実
施例では極性表示信号Pは、ローレベルで正を、
ハイレベルで負を、それぞれ表示する。なお、切
換スイツチ2,3及びリセツトスイツチ8は例え
ば電界効果トランジスタにより構成される。
FIG. 1 shows an embodiment of the invention. Input terminal t 1
An input analog signal Ex with polarity is input to
A reverse polarity input analog signal -Ex having a polarity opposite to that of the input analog signal Ex is input to the input terminal t2 . The input switching circuit 1 consists of changeover switches 2 and 3 and switch drivers 4 and 5. The integrating circuit 6 consists of a resistor R, a capacitor C, an operational amplifier 7, a reset switch 8, and a reset switch driver 9, which are bipolar circuit elements. 10
is a comparator circuit consisting of two comparators 11 and 12 and reference power supplies 13 and 14 having the same reference voltage Es. A positive reference voltage +Es is applied to the inverting input terminal of the comparator 11, and a negative reference voltage -Es is applied to the non-inverting input terminal of the comparator 12. The first output terminal 15 and the second output terminal 16 of the comparison circuit 10 are buffers 17 and 18 for waveform shaping.
After that, RS flip-flop 19, or gate 2
0 and the polarity display circuit 21, respectively.
A frequency output signal is output from the output terminal Q of the RS flip-flop 19. A reset switch driver 9 and a single pulse generation circuit 22 are connected to the output side of the OR gate 20, and a T flip-flop 23 is connected to the output side of the single pulse generation circuit 22. Output terminal Q of T flip-flop 23
are connected to the polarity display circuit 21 and to the switch driver 5 via the switch driver 4 and inverter 24, respectively. The polarity display circuit 21 outputs a polarity display signal P, and in this embodiment, the polarity display signal P is low level and positive;
High level and negative are respectively displayed. Note that the changeover switches 2 and 3 and the reset switch 8 are constituted by, for example, field effect transistors.

次に動作を第2図のタイムチヤートを参照しつ
つ説明する。入力アナログ信号Exの極性が正で
ある場合には、入力端子t1には入力アナログ信号
+|Ex|が、入力端子t2には逆極性入力アナロ
グ信号−|Ex|が、それぞれ印加される。Tフ
リツプフロツプ23の出力初期状態がローレベル
であると、インバータ24を経てスイツチドライ
バ5が動作し、切換スイツチ3がオンとなる。ス
イツチドライバ4は動作しないので、切換スイツ
チ2はオフである。これによつて、逆極性入力ア
ナログ信号−|Ex|が積分回路6に入力され、
正の方向に積分される。コンパレータ11は正の
積分出力信号を正の基準電圧+Esと比較し、こ
の積分出力信号レベルが正の基準電圧+Esを越
えた時にハイレベルの比較出力信号を第1出力端
子15から出力する。その結果、バツフア17及
びオアゲート20の出力もハイレベルとなる。オ
アゲート20のハイレベルの出力によつてリセツ
トスイツチ8はオンとなり、コンデンサCの充電
電荷を放電し、積分出力信号のレベルを積分開始
電位である零電位とする。同時に、バツフア17
の出力によつてRSフリツプフロツプ19はセツ
トされ、その出力端子Qの出力レベルはハイレベ
ルとなる。また、オアゲート20の出力の立上り
によつて単一パルス発生回路22は所定パルス幅
の単一パルスを発生し、Tフリツプフロツプ23
の入力端子Tに入力し、その出力端子Qの出力レ
ベルをハイレベルにする。これによつて、スイツ
チドライバ4が動作して、切換スイツチ2をオン
にし、スイツチドライバ5が動作を止めて、切換
スイツチ3をオフにするので、入力アナログ信号
+|Ex|が積分回路6に入力される。積分出力
信号レベルが零電位に戻つたことによつて、比較
出力信号が零レベルになるので、リセツトスイツ
チ8はオフとなり、今度は積分回路6は負の方向
に入力アナログ信号+|Ex|を積分する。コン
パレータ12は負の積分出力信号が負の基準電圧
−Esを下まわつた時にハイレベルの比較出力信
号を第2出力端子16から出力する。その結果、
バツフア18及びオアゲート20の出力はハイレ
ベルとなり、RSフリツプフロツプ19はリセツ
トされて、その出力端子Qの出力レベルはローレ
ベルとなり、リセツトスイツチ8はオンとなつ
て、コンデンサCの充電電荷を放電し、単一パル
ス発生回路22は単一パルスを発生して、Tフリ
ツプフロツプ23の出力をローレベルにし、切換
スイツチ2をオフとし、切換スイツチ3をオンと
する。このような動作が繰り返されて、入力アナ
ログ信号Exの極性が変わらない限り、積分回路
6の積分出力信号は第2図に示されるように周期
T1,T2で鋸歯状波を交互に折り返した波形とな
る。そして、入力アナログ信号Exの極性が変化
しない間、比較回路10の第1出力端子15と第
2出力端子16とは交互に比較出力信号を出力
し、第1出力端子15からの比較出力信号とそれ
に続く第2出力端子16からの比較出力信号の両
方によつてRSフリツプフロツプ19は1個のパ
ルスを発生し、このパルスを周波数出力信号と
して出力する。
Next, the operation will be explained with reference to the time chart shown in FIG. When the polarity of the input analog signal Ex is positive, the input analog signal +|Ex| is applied to the input terminal t 1 , and the opposite polarity input analog signal - |Ex| is applied to the input terminal t 2 . . When the initial output state of the T flip-flop 23 is at a low level, the switch driver 5 operates via the inverter 24, and the changeover switch 3 is turned on. Since the switch driver 4 does not operate, the changeover switch 2 is off. As a result, the reverse polarity input analog signal −|Ex| is input to the integrating circuit 6,
It is integrated in the positive direction. The comparator 11 compares the positive integrated output signal with a positive reference voltage +Es, and outputs a high-level comparison output signal from the first output terminal 15 when the integrated output signal level exceeds the positive reference voltage +Es. As a result, the outputs of the buffer 17 and the OR gate 20 also become high level. The reset switch 8 is turned on by the high level output of the OR gate 20, discharges the charge in the capacitor C, and sets the level of the integral output signal to zero potential, which is the integration start potential. At the same time, Batsuhua 17
The RS flip-flop 19 is set by the output of the RS flip-flop 19, and the output level of its output terminal Q becomes high level. Furthermore, the single pulse generating circuit 22 generates a single pulse with a predetermined pulse width due to the rise of the output of the OR gate 20, and the T flip-flop 23 generates a single pulse with a predetermined pulse width.
input terminal T, and sets the output level of its output terminal Q to high level. As a result, the switch driver 4 operates and turns on the changeover switch 2, and the switch driver 5 stops operating and turns off the changeover switch 3, so that the input analog signal + |Ex| is input. As the integration output signal level returns to zero potential, the comparison output signal becomes zero level, so the reset switch 8 turns off, and the integration circuit 6 now inputs the input analog signal +|Ex| in the negative direction. Integrate. The comparator 12 outputs a high level comparison output signal from the second output terminal 16 when the negative integrated output signal is less than the negative reference voltage -Es. the result,
The outputs of the buffer 18 and the OR gate 20 become high level, the RS flip-flop 19 is reset, the output level of its output terminal Q becomes low level, the reset switch 8 is turned on, and the charge in the capacitor C is discharged. The single pulse generating circuit 22 generates a single pulse to bring the output of the T flip-flop 23 to a low level, turning off the changeover switch 2 and turning on the changeover switch 3. As long as this operation is repeated and the polarity of the input analog signal Ex does not change, the integrated output signal of the integrating circuit 6 will have a periodicity as shown in FIG.
The waveform is a sawtooth wave that is alternately folded back at T 1 and T 2 . Then, while the polarity of the input analog signal Ex does not change, the first output terminal 15 and the second output terminal 16 of the comparator circuit 10 output comparison output signals alternately, and the comparison output signal from the first output terminal 15 and Both subsequent comparison output signals from the second output terminal 16 cause the RS flip-flop 19 to generate a pulse, which it outputs as a frequency output signal.

極性表示回路21はバツフア17,18の出力
及びTフリツプフロツプ23の出力に応じて入力
アナログ信号Exの極性を判別し、表示するもの
で、その一例を第3図に示す。25は遅延回路、
26,27はインバータ、28〜31はアンドゲ
ート、32,33はオアゲート、34はRSフリ
ツプフロツプである。この極性表示回路21は、
バツフア17がハイレベルの出力を出す直前のT
フリツプフロツプ23の出力がローレベルであれ
ば、極性を正と判別し、ハイレベルであれば、極
性を負と判別し、バツフア18がハイレベルの出
力を出す直前のTフリツプフロツプ23の出力が
ローレベルであれば、極性を負と判別し、ハイレ
ベルであれば、極性を正と判別する。即ちバツフ
ア17がハイレベルの出力を出す直前は積分回路
6は正の方向に積分しているから、積分回路6に
入力しているアナログ信号の極性は負であり、そ
の時Tフリツプフロツプ23の出力がローレベル
ということは切換スイツチ3がオンしていること
であるから、入力しているアナログ信号は逆極性
入力アナログ信号−Exであり、その極性が負な
ら、入力アナログ信号Exの極性は正となるので
ある。
The polarity display circuit 21 determines and displays the polarity of the input analog signal Ex according to the outputs of the buffers 17 and 18 and the T flip-flop 23, and an example thereof is shown in FIG. 25 is a delay circuit;
26 and 27 are inverters, 28 to 31 are AND gates, 32 and 33 are OR gates, and 34 is an RS flip-flop. This polarity display circuit 21 is
T just before buffer 17 outputs a high level output
If the output of the flip-flop 23 is low level, the polarity is determined to be positive, and if it is high level, the polarity is determined to be negative, and the output of the T flip-flop 23 immediately before the buffer 18 outputs a high level output is determined to be low level. If so, the polarity is determined to be negative, and if it is high level, the polarity is determined to be positive. That is, immediately before the buffer 17 outputs a high level output, the integration circuit 6 is integrating in the positive direction, so the polarity of the analog signal input to the integration circuit 6 is negative, and at that time the output of the T flip-flop 23 is Since the low level means that the changeover switch 3 is on, the input analog signal is the reverse polarity input analog signal -Ex, and if its polarity is negative, the polarity of the input analog signal Ex is positive. It will become.

第3図において、バツフア17のハイレベルの
出力がアンドゲート28,31に入力した時、そ
の直前のTフリツプフロツプ23の出力は遅延回
路25によつて遅延されて、アンドゲート28に
直接、そしてアンドゲート31にインバータ27
を経て、それぞれ入力されているので、遅延回路
25の出力がローレベルであれば、アンドゲート
31がハイレベルの出力をオアゲート33を経て
RSフリツプフロツプ34のリセツト入力端子R
に送り、これをリセツトして、極性表示信号Pを
ローレベルとし、極性を正であると表示する。遅
延回路25の出力がハイレベルであれば、アンド
ゲート28がハイレベルの出力をオアゲート32
を経てRSフリツプフロツプ34のセツト入力端
子Sに送り、これをセツトして極性表示信号Pを
ハイレベルとし、極性を負であると表示する。
In FIG. 3, when the high level output of the buffer 17 is input to the AND gates 28 and 31, the output of the T flip-flop 23 immediately before it is delayed by the delay circuit 25, and is directly input to the AND gate 28 and then to the AND gate 28, 31. Inverter 27 to gate 31
Since the output of the delay circuit 25 is low level, the AND gate 31 inputs the high level output through the OR gate 33.
Reset input terminal R of RS flip-flop 34
This is reset, and the polarity display signal P is set to low level, indicating that the polarity is positive. If the output of the delay circuit 25 is high level, the AND gate 28 sends the high level output to the OR gate 32.
The signal is sent to the set input terminal S of the RS flip-flop 34 through the RS flip-flop 34, and is set to set the polarity display signal P to a high level, indicating that the polarity is negative.

バツフア18のハイレベルの出力がアンドゲー
ト29,30に入力した時に、その直前のTフリ
ツプフロツプ23の出力は遅延回路25によつて
遅延されて、アンドゲート29にインバータ26
を経て、そしてアンドゲート30に直接、それぞ
れ入力されているので、遅延回路25の出力がロ
ーレベルであれば、アンドゲート29がハイレベ
ルの出力を出して、RSフリツプフロツプ34を
セツトし、極性表示信号Pをハイレベルとし、遅
延回路25の出力がハイレベルであれば、アンド
ゲート30がハイレベルの出力を出して、RSフ
リツプフロツプ34をリセツトし、極性表示信号
Pをローレベルとする。
When the high level output of the buffer 18 is input to the AND gates 29 and 30, the output of the T flip-flop 23 immediately before it is delayed by the delay circuit 25,
and directly to the AND gate 30, so if the output of the delay circuit 25 is low level, the AND gate 29 outputs a high level output, sets the RS flip-flop 34, and displays the polarity. When the signal P is set to high level and the output of the delay circuit 25 is high level, the AND gate 30 outputs a high level output, the RS flip-flop 34 is reset, and the polarity display signal P is set to low level.

入力アナログ信号Exと周波数出力信号との
関係をオフセツトドリフトVによる影響も含め
て求めると、以下のようになる。
The relationship between the input analog signal Ex and the frequency output signal, including the influence of the offset drift V, is as follows.

周波数出力信号はRSフリツプフロツプ19
の出力であるから、その周期は積分回路6の積分
出力信号の周期T=T1+T2と等しくなる。周期
T1と周期T2とは下式で表わされる。
Frequency output signal is RS flip-flop 19
Therefore, its period is equal to the period T=T 1 +T 2 of the integral output signal of the integrating circuit 6. period
T 1 and period T 2 are expressed by the following formula.

T1=C・R・Es/Ex+V (1) T2=C・R・(−Es)/−Ex+−V=C・R・Es/E
x−V(2) したがつて、 T=T1+T2=C・R・Es/Ex+V+C・R・Es/Ex
−V= 2Ex・C・R・Es/E2x−V2y (3) =1/T=E2x−V2y/2Ex・C・R・Es= Ex/2・C・R・Es−V2f/E2x/2・C・R・Es(4
) 即ち(4)式の第2項がオフセツトドリフトVに
よる変換誤差である。この変換誤差を△とし、
′をオフセツトVのない時の周波数出力信号と
すると、(5)式が求める。
T 1 = C・R・Es/Ex+V (1) T 2 =C・R・(−Es)/−Ex+−V=C・R・Es/E
x−V(2) Therefore, T=T 1 +T 2 = C・R・Es/Ex+V+C・R・Es/Ex
-V= 2Ex・C・R・Es/E 2 / x −V 2 / y (3) = 1/T=E 2 / x −V 2 / y /2Ex・C・R・Es= Ex/2・C・R・Es−V 2 / f /E 2 / x /2・C・R・Es(4
) That is, the second term in equation (4) is the conversion error due to the offset drift V. Let this conversion error be △,
Let ' be the frequency output signal when there is no offset V, then equation (5) is obtained.

△=−′/′=−V2f/E2x (5) つまり、周波数出力信号の1周期T内で、オ
フセツトドリフトVの影響が(1)式及び(2)式から
わかるように正と負とに振り分けられた形とな
り、オフセツトドリフトVの影響は−V2/E2 x
減少する。
△=-'/'=-V 2 / f /E 2 / x (5) In other words, the influence of offset drift V within one period T of the frequency output signal can be seen from equations (1) and (2). Thus, the influence of the offset drift V is reduced to -V 2 /E 2 x .

積分回路6の積分方向を入力アナログ信号Ex
の極性によつて正の方向のみ、或は負の方向のみ
に限ることによつて入力アナログ信号Exを周波
数に変換することができるが、この方法では回路
構成が簡単であるという長所はあるが、オフセツ
トドリフトVによる影響は低減されない。例え
ば正方向の積分のみの場合、その周波数出力信号
1及び変換差△1は下記のようになる。
Input analog signal Ex for integration direction of integration circuit 6
The input analog signal Ex can be converted into a frequency by limiting it to only the positive direction or only the negative direction depending on the polarity of , the influence of offset drift V is not reduced. For example, in the case of positive integration only, the frequency output signal
1 and the conversion difference △ 1 are as follows.

1=1/T1=Ex+V/C・R・Es (6) △11−′1/′1=V/Ex (7) 例として、Ex=100mVの時にV=10mVで
あつた場合の変換誤差を求めてみると、本実施例
では−1%であるのに対し、正方向の積分のみの
場合には10%となる。
1 = 1/T 1 = Ex+V/C・R・Es (6) △ 1 = 1 −′ 1 /′ 1 = V/Ex (7) As an example, when Ex=100mV and V=10mV, When calculating the conversion error, it is -1% in this embodiment, whereas it is 10% in the case of only integration in the positive direction.

また、周波数出力信号の1周期T内で、積分
出力信号の極性を反転させていることにより以下
の長所が生ずる。即ち、正方向又は負方向のみの
積分の場合、Ex=0とすると、(6)式は下記の(8)
式となり、無入力時においてもオフセツトドリフ
トVに比例した周波数出力信号1を出してしま
う。
Furthermore, the following advantages arise by inverting the polarity of the integral output signal within one period T of the frequency output signal. That is, in the case of integration only in the positive or negative direction, if Ex=0, equation (6) becomes the following (8)
Therefore, even when there is no input, a frequency output signal 1 proportional to the offset drift V is output.

1=1/T1=V/C・R・Es (8) これに対して、本実施例によれば、(4)式におい
てEx=0とおけば、 =−∞ (9) となり、即ち無入力時では起動しないことにな
る。
1 = 1/T 1 = V/C・R・Es (8) On the other hand, according to this embodiment, if Ex=0 in equation (4), then =−∞ (9), that is, It will not start if there is no input.

本実施例によれば、積分回路6の各回路素子は
入力する正負両極性のアナログ信号+|Ex|又
は−|Ex|に共用されるものであり、その積分
出力信号のレベルは正負で絶対値が等しくなるの
で、正と負とでの変換精度を等しくすることがで
きる。これに対して、従来の絶対回路を有する両
極性アナログー周波数変換回路においては、絶対
値が回路が一方の極性の誤差、例えば抵抗のマツ
チング誤差、オフセツト誤差などを有し、これら
誤差は正の入力と負の入力とでは逆に作用するの
で、正負の入力の変換精度を等しくすることはで
きない。また、本実施例によれば、バツフア1
7,18及びTフリツプフロツプ23の出力に応
じて入力アナログ信号Exの極性を判別している
ので、入力アナログ信号Exのレベルが小さくて
も、極性の判別を正確にすることができるが、従
来の両極性アナログ―周波数変換回路では、入力
アナログ信号のレベルを零レベルとコンパレータ
により比較することで、極性を判別しているの
で、入力アナログ信号のレベルが小さくなると、
コンパレータの出力が不安定となり、極性を正確
に判別することができない。更に、本実施例によ
れば、積分回路6は異なる極性の積分出力信号を
出力するもので、正負両極性ともフルレンジ使用
することができるので、アナログ信号の入力範囲
をせばめることがない。従来のバイアス入力を印
加するタイプの両極性アナログ―周波数変換回路
では、積分回路は正負両極性の入力に対して出力
レンジは正のみを用いるので、アナログ信号の入
力範囲が1/2にせばめられてしまう。
According to this embodiment, each circuit element of the integrating circuit 6 is shared by the input analog signal of positive and negative polarity +|Ex| or -|Ex|, and the level of the integral output signal is positive or negative and absolute. Since the values are the same, the conversion precision for positive and negative can be made equal. On the other hand, in conventional bipolar analog-to-frequency conversion circuits with absolute circuits, the absolute value of the circuit has errors of one polarity, such as resistor matching errors and offset errors, and these errors are caused by the positive input. and negative inputs have the opposite effect, so it is not possible to equalize the conversion accuracy for positive and negative inputs. Further, according to this embodiment, the buffer 1
Since the polarity of the input analog signal Ex is determined according to the outputs of 7, 18 and the T flip-flop 23, the polarity can be accurately determined even if the level of the input analog signal Ex is small. In bipolar analog-frequency conversion circuits, the polarity is determined by comparing the level of the input analog signal with the zero level using a comparator, so when the level of the input analog signal becomes small,
The output of the comparator becomes unstable and the polarity cannot be determined accurately. Furthermore, according to the present embodiment, the integrating circuit 6 outputs integral output signals of different polarities, and can use the full range of both positive and negative polarities, so the input range of analog signals is not narrowed. In conventional bipolar analog-to-frequency conversion circuits that apply a bias input, the integrator circuit uses only the positive output range for both positive and negative inputs, so the input range of the analog signal is narrowed to 1/2. I end up.

図示実施例において、RSフリツプフロツプ1
9が本発明の周波数出力信号発生回路に相当し、
単一パルス発生回路22、Tフリツプフロツプ2
3及びインバータ23が本発明の切換制御回路に
相当する。
In the illustrated embodiment, the RS flip-flop 1
9 corresponds to the frequency output signal generation circuit of the present invention,
Single pulse generation circuit 22, T flip-flop 2
3 and the inverter 23 correspond to the switching control circuit of the present invention.

なお、第2図において入力アナログ信号Exが
正又は負に保持されている時間は積分回路6の積
分出力信号の周期Tの2倍程度に示されている
が、これは図の関係からで、実際は周期Tに比べ
て著しく長い。
In addition, in FIG. 2, the time during which the input analog signal Ex is held positive or negative is approximately twice the period T of the integral output signal of the integrating circuit 6, but this is due to the relationship in the diagram. Actually, it is significantly longer than the period T.

積分回路6は演算増幅器7を用いるものには限
定されない。例えば、入力アナログ信号が電流の
場合には、抵抗、コンデンサ及びリセツトスイツ
チのみから成るものでもよい。
The integrating circuit 6 is not limited to one using the operational amplifier 7. For example, if the input analog signal is a current, it may consist only of a resistor, a capacitor, and a reset switch.

比較回路10は二つのコンパレータ11,12
を用いるものには限定されず、コンパレータを一
つにして、その出力を積分出力信号の正負に応じ
て第1出力端子15と第2出力端子16とに振り
分けるようにしてもよい。
The comparison circuit 10 includes two comparators 11 and 12.
However, the present invention is not limited to using one comparator, and the output may be distributed to the first output terminal 15 and the second output terminal 16 according to the positive or negative sign of the integral output signal.

極性表示回路21は第3図のものには限定され
ない。積分回路6において、負方向の積分が2回
続いたこと、又は正方向の積分が2回続いたこと
をアナログ的又はデジタル的に検出し、その時の
Tフリツプフロツプ23の出力によつて極性を判
別するようにしてもよい。
The polarity display circuit 21 is not limited to that shown in FIG. In the integrating circuit 6, it is detected analogously or digitally that negative integration has continued twice or positive integration has continued twice, and the polarity is determined based on the output of the T flip-flop 23 at that time. You may also do so.

以上説明したように、本発明によれば、積分回
路において入力アナログ信号又は逆極性入力アナ
ログ信号を両極性共用の回路素子により積分する
ようにしたから、正と負とでの変換精度を等しく
することができる。また、積分回路を入力するア
ナログ信号の極性によつて異なる極性の積分出力
信号を出力するものにしたことから、アナログ信
号の入力範囲をせばめることがない。更に、積分
回路の積分出力信号の極性及び入力切換回路の切
換状態に応じて極性を判別し、表示するようにし
たから、アナログ信号の入力レベルが小さくなつ
ても、極性を正確に判別することができる。しか
も、積分出力信号が基準値を越える毎に入力アナ
ログ信号と逆極性入力アナログ信号とを交互に切
り換えて積分回路に入力させるようにしたから、
オフセツトドリフト誤差を大幅に低減することが
でき、無入力時のオフセツトドリフトによる起動
をなくすことができる。その結果、微小入力時の
直線性を優れたものにすることができる。
As explained above, according to the present invention, since the input analog signal or the reverse polarity input analog signal is integrated by the circuit element that can be used for both polarities in the integrating circuit, the conversion precision for positive and negative signals is equalized. be able to. Further, since the integration circuit outputs integrated output signals of different polarity depending on the polarity of the analog signal inputted thereto, the input range of the analog signal is not narrowed. Furthermore, since the polarity is determined and displayed according to the polarity of the integral output signal of the integrating circuit and the switching state of the input switching circuit, the polarity can be accurately determined even when the input level of the analog signal becomes low. Can be done. Moreover, each time the integrated output signal exceeds the reference value, the input analog signal and the reverse polarity input analog signal are alternately switched and input to the integrating circuit.
Offset drift errors can be significantly reduced, and activation due to offset drift during no input can be eliminated. As a result, excellent linearity can be achieved during minute inputs.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の一実施例の回路図、第2図は
その各部の電圧波形のタイムチヤート、第3図は
本発明の一実施例における極性表示回路の回路
図、第4図はその各部の電圧波形のタイムチヤー
トである。 1…入力切換回路、2,3…切換スイツチ、6
…積分回路、8…リセツトスイツチ、10…比較
回路、13,14…基準電源、15…第1出力端
子、16…第2出力端子、19…RSフリツプフ
ロツプ、21…極性表示回路、22…単一パルス
発生回路、23…Tフリツプフロツプ、Ex…入
力アナログ信号、−Ex…逆極性入力アナログ信
号、Es…基準電圧、…周波数出力信号、P…
極性表示信号。
Fig. 1 is a circuit diagram of an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a time chart of voltage waveforms at various parts thereof, Fig. 3 is a circuit diagram of a polarity display circuit in an embodiment of the invention, and Fig. 4 is its circuit diagram. This is a time chart of voltage waveforms at various parts. 1...Input switching circuit, 2, 3...Switching switch, 6
...Integrator circuit, 8...Reset switch, 10...Comparison circuit, 13, 14...Reference power supply, 15...First output terminal, 16...Second output terminal, 19...RS flip-flop, 21...Polarity display circuit, 22...Single Pulse generation circuit, 23...T flip-flop, Ex...input analog signal, -Ex...reverse polarity input analog signal, Es...reference voltage,...frequency output signal, P...
Polarity display signal.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 極性を有する入力アナログ信号と、該入力ア
ナログ信号とは逆極性の逆極性入力アナログ信号
とを、交互に切り換える入力切換回路と、該入力
切換回路から入力するアナログ信号を両極性共用
の回路素子により積分し、アナログ信号の極性に
よつて異なる極性の積分出力信号を出力する積分
回路と、一方の極性の積分出力信号レベルが一方
の極性の基準値を越えた時に比較出力信号を第1
出力端子から出力し、他方の極性の積分出力信号
レベルが他方の極性の基準値を越えた時に比較出
力信号を第2出力端子から出力し、第1出力端子
及び第2出力端子の比較出力信号によつて積分回
路をリセツトさせる比較回路と、比較回路の第1
出力端子からの比較出力信号と該信号に続く第2
出力端子の比較出力信号とによつて1個の周波数
出力信号を発生する周波数出力信号発生回路と、
比較回路の第1出力端子及び第2出力が端子から
の比較出力信号の立上りによつて入力切換回路を
切換える切換制御回路と、積分回路の積分出力信
号の極性及び入力切換回路の切換状態に応じて極
性を判別し、表示する極性表示回路とを備えた両
極性アナログー周波数変換回路。
1. An input switching circuit that alternately switches an input analog signal having a polarity and a reverse polarity input analog signal that has a polarity opposite to that of the input analog signal, and a circuit element that can share the analog signal input from the input switching circuit with both polarities. an integrating circuit that integrates the signal and outputs an integral output signal of different polarity depending on the polarity of the analog signal;
A comparison output signal is output from the second output terminal when the integrated output signal level of the other polarity exceeds the reference value of the other polarity, and the comparison output signal of the first output terminal and the second output terminal is output from the second output terminal. a comparator circuit that resets the integrator circuit by
The comparison output signal from the output terminal and the second signal following this signal
a frequency output signal generation circuit that generates one frequency output signal based on the comparison output signal of the output terminal;
A switching control circuit in which the first output terminal and the second output of the comparison circuit switch the input switching circuit according to the rising edge of the comparison output signal from the terminal, and a switching control circuit that switches the input switching circuit depending on the polarity of the integral output signal of the integrating circuit and the switching state of the input switching circuit. A bipolar analog-to-frequency conversion circuit comprising a polarity display circuit for determining and displaying polarity.
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