JPH0353281Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、自動制御回路に利用するに適するア
ナログ信号の追従回路に関する。特に、入力する
直流信号に追従する出力信号を発生し、その直流
信号が途絶えたときに、その直前の直流信号の値
を出力信号として保持する回路の改良に関する。

〔従来の技術〕

各種の自動制御回路では、制御信号を直流信号
として送出する制御回路が広く利用されるが、な
んらかの原因でこの制御信号が途絶えると被制御
系が暴走することがある。これを防止するため
に、制御信号が途絶えたときに、その制御信号の
直前の値を連続的に出力に送出する回路が広く用
いられている。

このための回路として、アナログ積分回路を用
いた保持回路が利用されてきた。しかし、入力直
流信号の変化に高速に追従し、しかもこの入力直
流信号が途絶えたときにはそのときの値を長く保
持することができる回路として、アツプダウンカ
ウンタとデイジタルアナログ変換回路とを組合せ
た回路が使用されるようになつた。

第３図はこの従来例回路のブロツク構成図であ
る。この回路はアツプダウンカウンタCTを備え、
その入力にはクロツク信号CLを与え、その計数
のアツプダウンを比較回路CPの出力により制御
する。このアツプダウンカウンタCTの並列出力
はデイジタルアナログ変換回路DAに入力され、
そのアナログ出力Eoが利用される。上記比較回
路CPの入力には、制御信号である直流信号Eiが
入力する。その基準入力にはアナログ出力Eoが
抵抗帰還回路を介して接続される。

第４図はこの回路の動作説明図である。この回
路ではアツプダウンカウンタCTが、そのときに
指定されているアツプまたはダウン方向に入力ク
ロツク信号CLを計数し、その計数値に対応する
アナログ信号がデイジタルアナログ変換回路DA
の出力Eoの送出される。この出力Eoが第４図に
示す反転値EuまたはEdを越えると、比較回路CP
の出力は反転してその計数方向が逆転する。した
がつて、この反転値EuおよびEdの間隔を狭く設
定しておくと、出力Eoは常に直流信号Eiに追従
して狭い幅の中を上下していることになる。

この動作中に直流信号Eiが途絶えると、自動的
にスイツチSWが開いてクロツク信号を停止し、
デイジタルアナログ変換回路DAは、そのときの
電圧Eoを連続的に出力することになる。

この回路は動作が安定であり、また出力を保持
した後に手操作によりクロツク信号を与えると、
手動でその出力を変更できるなどの優れた性質が
あるが、回路に雑音があると出力Eoが直流信号
Eiに追従しなくなる欠点がある。すなわち第４図
のａ点で計数値が計数方向の反転値に近づいたと
きに雑音が混入すると、計数方向の反転が行われ
なかつたり、数回つづけて反転が行われたり、あ
るいはまだ反転値に達しないのに計数方向が反転
してしまうなどの現象が見られた。これらの現象
が繰り返されると、出力値Eoは直流信号Eiから
離れてしまうことがある。

〔考案が解決しようとする問題点〕

本考案はこれを改良するもので、上記のように
安定であり手動でその出力を変更できるなどの優
れた性質を失うことなく、雑音の影響を受けにく
いアナログ追従回路を提供することを目的とす
る。

〔問題点を解決するための手段〕

本考案は、アツプダウンカウンタに入力するク
ロツク信号を入力とする微分回路を設け、この微
分回路の出力を比較回路の入力信号のいずれか一
方に重畳することを特徴とする。

〔作用〕

クロツク信号の微分出力が比較回路の入力信号
に上乗せされることになり、この微分出力の振幅
を予想される雑音より大きくしておけば、雑音の
影響なく計数方向を正しく反転させることができ
る。

〔実施例〕

第１図は本考案実施例回路の構成図である。こ
の回路には直流信号入力端子Eiに直流信号が入力
する。これは例えば自動制御装置の出力制御信号
である。この直流信号は比較回路CPの一方の入
力に接続され、この比較回路CPの出力信号はア
ツプダウンカウンタCTのアツプダウン切換入力
に接続されている。このアツプダウンカウンタ
CTはこの例では３段構成であり、端子CLからす
なわちSWを経由して入力するクロツク信号を計
数する。このアツプダウンカウンタCTの並列出
力はデイジタルアナログ変換回路DAに入力し、
そのデイジタルアナログ変換回路DAの出力は出
力端子Eoに接続されている。この出力端子Eoの
信号は分岐されて、抵抗器R₁およびR₂で構成さ
れる抵抗分割回路を介して比較回路CPの他方の
入力に接続されている。

ここで本考案の特徴とするところは、上記クロ
ツク信号の通過にコンデンサＣおよび抵抗器R₃
の直列回路により構成された微分回路が接続さ
れ、この出力が比較回路CPの上記他方の入力に
合成結合されたところにある。

このように構成された回路の動作を第２図に示
すタイムチヤートにより説明する。いまクロツク
信号CLが連続的に入力するとき、比較回路CPの
出力に＋Esがあり、アツプダウンカウンタCTが
アツプ方向に計数しているものとする。この計数
値が大きくなるにしたがつて、デイジタルアナロ
グ変換回路DAに与えられる入力が増大し、その
アナログ出力Eoが大きくなる。入力直流信号の
電圧をEiとし、抵抗記R₁およびR₂の抵抗値R₁お
よびR₂について、R₁がR₂に比べて十分に大きい
ものとすると、このアナログ出力Eoが En＝Ei＋R₂Es／R₁ (1) を越えると、比較回路CPが反転してその出力に
は−Esを送出する。これによりアツプダウンカ
ウンタCTはダウン方向に計数するようになり、
デイジタルアナログ変換回路DAの出力Eoは次第
に減少する。この出力Eoが Ed＝Ei−R₂Es／R₁ (2) を下回ると、再び比較回路CPは反転してその出
力には＋Esを送出する。これによりアツプダウ
ンカウンタCTはアツプ方向に計数を行う。

このようにアツプダウンカウンタがアツプ方向
およびダウン方向の計数を繰り返すことにより、
出力Eoは電圧Euと電圧Edとの間を上下すること
になる。この電圧Euと電圧Edとの間隔を比較的
狭く設定しておくことにより、出力Eoは入力直
流信号Eiに近い値を上下しながら追従することに
なる。

ここで本考案の回路ではコンデンサＣおよび抵
抗器Ｒによる微分回路があるために、比較回路の
入力ではこの微分回路の出力が加算される。この
様子は実効的に第２図に示すようにアナログ出力
Eoにスパイク状の信号が正負に加算された状態
となる。したがつて、このスパイク状の信号が上
記(1)および(2)式のレベルを越えたときに、比較回
路CPが反転することになる。

いま、出力Eoあるいは信号Eiに外部から雑音
が混入しているものとすると、この雑音のレベル
が等価的にこのスパイク状の信号のレベル以下の
ものについては、その雑音の影響を受けることが
なく、このスパイク状の信号が上記(1)および(2)式
のレベルをそれぞれ越えたときに、比較回路CP
が確実に反転することになる。

詳しく実験を行つたところ、アツプダウン制御
が混入する雑音の影響を最も受けやすいタイミン
グは、計数クロツク信号の立ち上がりと同時もし
くはその直前のタイミングであり、本考案の回路
では、クロツク信号の微分信号が比較回路CPを
介してカウンタCTのアツプダウン制御端子に入
力するので、アツプダウン制御信号がクロツク信
号からわずかに遅れた決められたタイミングに到
来することになり、雑音の影響を排除する作用が
顕著になることがわかつた。

上記例では、微分回路の出力は他の非反転入力
に接続したが、これは反転入力の側に接続しても
同様の動作を行うことができるから、同様に本考
案を実施することができる。また、微分回路の構
成はこの例のものに限らず、実質的にクロツク信
号を微分するさまざまな回路を利用して本考案を
実施することができる。

〔考案の効果〕

以上説明したように本考案によれば、雑音の影
響を回避する直流追従回路が得られる。この回路
によれば、雑音の影響によりアナログ出力が直流
入力信号から次第に離れた値にドリフトするよう
なことがなくなり、正確な追従が行われる。この
改良により、従来からこの種類の回路の特長であ
つた安定な動作と手動制御可能な点については、
その利点が損なわれることはない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案実施例回路図。第２図はその動
作タイムチヤート。第３図は従来例回路図。第４
図はその動作タイムチヤート。 CT……アツプダウンカウンタ、DA……デイ
ジタルアナログ変換回路、CP……比較回路。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 直流信号入力端子と、 この入力端子に一方の入力が接続された比較回
   路と、 この比較回路の出力がアツプダウン切換え入力
   に接続され、クロツク信号を計数するアツプダウ
   ンカウンタと、 このカウンタの並列出力を入力とするデイジタ
   ルアナログ変換回路と、 このデイジタルアナログ変換回路のアナログ出
   力が接続された出力端子と、 このアナログ出力を上記比較回路の他方の入力
   に接続する帰還回路と を備えたアナログ追従回路において、 上記クロツク信号を入力としその出力が上記比
   較回路のいずれか一方の入力信号に重畳されるよ
   うに接続された微分回路を備えたことを特徴とす
   るアナログ追従回路。