JPH042501Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は、入力パルス信号を、該パルス信号
の周波数に対応する直流電圧に変換する周波数／
電圧変換回路に関する。

〔従来技術〕

第３図は、従来の周波数／電圧変換回路の構成
例を示す回路図であり、また、第４図は同回路の
各部の波形を示す波形図である。第３図におい
て、Ｔ１，Ｔ２は各々パルス信号Ｐ（第４図イ）
および極性指示信号Ｓ（第４図ロ）が印加される
端子、また１はゲート回路である。このゲート回
路１はアンドゲート２，３およびインバータ４か
ら構成され、極性指示信号Ｓが“１”信号の時は
パルス信号Ｐを端子Taからパルス信号P1（第４
図ハ）として出力し、極性指示信号Ｓが“０”信
号の時は、パルス信号Ｐを端子Tbからパルス信
号P2（第４図ニ）として出力する。５，６は共に
ワンシヨツトマルチバイブレータ（以下、OSと
略称する）であり、パルス信号P1，P2の立上り
においてトリがされ、抵抗ＲおよびコンデンサＣ
の値（OS５，６とも同一）によつて決まるパル
ス幅kCR（ｋ：定数）のパルス信号P3，P4（第４
図ホ，ヘ）を各々出力する。７は、OPアンプ
（演算増幅器）７ａおよび抵抗７ｂ〜７ｄから構
成される反転回路であり、パルス信号P4を反転
し、パルス信号P5（第４図ト）として出力する。
８は加算増幅器であり、OPアンプ８ａと、抵抗
８ｂ〜８ｄと、ヴオリユーム８ｅとから構成さ
れ、信号P3，P5を加算し、反転増幅して出力す
る。この加算増幅器８の出力信号P6（第４図チ）
は、ローパスフイルタ９によつて平滑され、直流
出力電圧V_Oとして出力端子Ｔ３へ供給される。

しかして、上記構成によれば、極性指示信号Ｓ
が“１”の時は、出力電圧V_Oとして、パルス信
号Ｐの周波数に比例する負の直流電圧が得られ、
また、極性指示信号Ｓが“０”の時は、出力電圧
V_Oとして、パルス信号Ｐの周波数に比例する正
の直流電圧が得られる。この場合、出力電圧V_O
は、パルス信号Ｐの周波数をｆ、パルス信号P3，
P4の振幅をV_Hとすれば、次式で与えられる。

V_O＝ｆ・kCR・V_H（ｋ：定数） ……(1) 〔考案が解決しようとする問題点〕 ところで、上述した従来の回路には次の様な欠
点がある。

出力電圧V_Oは、パルス信号P3，P4のパルス
幅が変わると変化する。上記の回路において
は、OS５およびOS６の抵抗Ｒ、コンデンサＣ
として規格が同一のものを用いても、実際には
誤差が存在し、このためパルス信号P3，P4の
パルス幅が異なり、この結果、全く同一のパル
ス信号Ｐを端子Ｔ１へ印加した場合において
も、極性指示信号Ｓが“１”の時と“０”の時
とで出力電圧V_O（絶対値）が異なつてしまう。

パルス信号P3，P4の振幅も、OS５，６内に
同振幅を正確に規制する要素がないため、実際
にはわずかな差が発生し、この結果、上記と同
様の欠点が生じる。

なお、第３図の回路においては、上述した
、のアンバランスの補正をヴオリユーム８
ｅの調整によつて行うようになつている。

OS５，６の出力は、パルス信号P1，P2が
“０”信号の場合に、正確に０ボルトになるこ
とが望ましいが、実際にはわずかなオフセツト
電圧が発生し、このオフセツト電圧によつて出
力電圧V_Oに誤差が発生する。

この考案は上記の事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、ヴオリユーム調整を必要とせ
ず、また、上記のオフセツト電圧に基づく誤差の
発生もなく、極めて精度の高い周波数／電圧変換
を行うことができる周波数／電圧変換回路を提供
することにある。

〔問題を解決するための手段〕

この考案は次の各構成要件を具備してなるもの
である。

(a) 一定周期のクロツクパルスを発生するクロツ
クパルス発生手段。

(b) 入力パルス信号に同期し、かつ前記クロツク
パルスに基づいて決まる一定パルス幅の同期パ
ルス信号を第１または第２の出力端のいずれか
一方から出力する同期パルス出力手段。

(c) 前記同期パルス出力手段の第１の出力端から
出力される信号によつて切換え制御される第１
の切換手段。

(d) 前記同期パルス出力手段の第２の出力端から
出力される信号によつて切換え制御される第２
の切換手段。

(e) 前記第１、第２の切換手段の各一方の端子へ
共通に一定電圧を供給し、各他方の端子へ共通
に接地電位を供給する手段。

(f) 前記第１、第２の切換手段の各共通端子に得
られる信号が各々、第１、第２入力端へ供給さ
れる差動増幅手段。

(g) 前記差動増幅手段の出力が供給される平滑手
段。

〔実施例〕

第１図はこの考案の一実施例の構成を示す回路
図であり、この図において第３図の各部に対応す
る部分には同一の符号が付してある。また、第２
図は第１図の各部の波形を示す波形図である。第
１図において、１１は一定周期のクロツクパルス
φ（第２図ハ）を発生するクロツク発生回路であ
る。なお、クロツクパルスφの周波数は、入力パ
ルス信号Ｐの周波数よりはるかに大きくなつてい
る。１２は同期パルス発生回路であり、第２図ニ
に示すように、パルス信号Ｐの立上り時点で立上
り、以後クロツクパルスφを一定数カウントした
時点で立下るパルス信号P11を出力する。すなわ
ち、この同期パルス発生回路１２はパルス信号Ｐ
の立上り時点でパルス幅Ｗが常に一定のパルス信
号P11を出力する。１は、第３図に示すゲート回
路１と同一構成のゲート回路であり、極性指示信
号Ｓが“１”の時は、パルス信号P11を端子Ta
からパルス信号P12（第２図ホ）として出力し、
また、極性指定信号Ｓが“０”の時は、パルス信
号P11を端子Tbからパルス信号P13（第２図ヘ）
として出力する。なお、上述した同期パルス発生
回路１２およびゲート回路１によつて同期パルス
出力手段１３が構成されている。１４，１５は
各々パルス信号P12，P13によつて切換え制御さ
れる電子スイツチであり、パルス信号P12，P13
が“１”信号の時は、端子１４ａと共通端子１４
ｃ、端子１５ａと共通端子１５ｃが各々接続さ
れ、パルス信号P12，P13が“０”信号の時は、
端子１４ｂと共通端子１４ｃ、端子１５ｂと共通
端子１５ｃが各々接続される。また、端子１４
ａ，１５ａへは共にツエナーダイオード１６ａの
カソードに得られる一定電圧V_Zが供給され、端
子１４ｂ，１５ｂが共に接地され、また、共通端
子１４ｃ，１５ｃに得られる信号が各々、パルス
信号P14，P15（第２図ト，チ）として差動増幅器
１７へ供給される。なお、上述したツエナーダイ
オード１６ａおよび抵抗１６ｂによつて基準電圧
発生回路１６が構成されている。差動増幅器１７
は、OPアンプ１７ａと、抵抗Ｒ１〜Ｒ４とから
構成されており、また、抵抗Ｒ１〜Ｒ４の各値
は、 R1＝R3 R2＝R4 ……(2) なる関係となるように選ばれている。そして、こ
の差動増幅器１７の出力信号P16（第２図リ）が
ローパスフイルタ９へ出力される。ローパスフイ
ルタ９は信号P16を平滑し、直流出力電圧V_Oとし
て出力端子Ｔ３へ供給する。

以上の構成において、極性指定信号Ｓが“１”
の時は、パルス信号P13が“０”となり、電子ス
イツチ１５の端子１５ｂと共通端子１５ｃとが接
続され、これにより、接地電位が抵抗Ｒ３を介し
てOPアンプ１７ａの入力端へ供給される。一
方、パルス信号P11はゲート回路１を介してパル
ス信号P12として電子スイツチ１４へ印加され
る。これにより、電子スイツチ１４の共通端子１
４ｃから、周波数が入力パルス信号Ｐの周波数に
等しく、パルス幅がＷで、振幅がV_Zのパルス信
号P14が出力され、差動増幅器１７へ供給され
る。この場合、差動増幅器１７は、OPアンプ１
７ａの入力端が接地されていることから、増幅
率がR2／R1の反転増幅器として動作し、パルス
信号P14を増幅してローパスフイルタ９へ出力す
る。これにより、ローパスフイルタ９から、入力
パルス信号Ｐの周波数に対応する負の出力電圧
V_Oが出力される。

一方、極性指定信号Ｓが“０”の時は、パルス
信号P12が“０”となり、電子スイツチ１４の端
子１４ｂと共通端子１４ｃとが接続され、これに
より、抵抗Ｒ１の一端へ接地電位が供給される。
また、パルス信号P11はパルス信号P13として電
子スイツチ１５へ印加される。これにより、電子
スイツチ１５の共通端子１５ｃから、周波数が入
力パルス信号Ｐの周波数に等しく、パルス幅がＷ
で、振幅がV_Zのパルス信号P15が出力され、差動
増幅器１７へ供給される。この場合、差動増幅器
１７は、増幅率が R4（R1＋R2）／R1（R3＋R4） ……(3) なる非反転増幅器として動作する。ここで、抵抗
Ｒ１〜Ｒ４の値に前記(2)式の関係があることか
ら、この場合の増幅器１７の増幅率が前述した場
合と同様にR2／R1となり、パルス信号P15がこ
の増幅器１７によつて増幅され、ローパスフイル
タ９へ印加される。これにより、ローパスフイル
タ９から、入力パルス信号Ｐの周波数に対応する
正の出力電圧V_Oが出力される。

しかして、上述した実施例によれば、パルス信
号P14，P15のパルス幅が常に正確にパルス信号
P11のパルス幅Ｗに一致し、また、このパルス幅
Ｗはクロツクパルスφによつて決定され、常に一
定である。したがつて、極性指定信号Ｓによつて
パルス信号P14，P15のパルス幅が変わることが
ない。また、パルス信号P14，P15の振幅は、常
にツエナーダイオード１６のカソードに得られる
電圧V_Zに等しく、極性指定信号Ｓに応じて変化
することが全くない。さらに、増幅器１７の増幅
率も極性指定信号Ｓにかかわらず常に一定であ
る。以上の結果、上記実施例においては、入力パ
ルス信号Ｐの周波数が一定の場合、出力電圧V_O
のレベル（絶対値）が極性指定信号Ｓに応じて変
化することが全くない。

また、上記実施例によれば、極性指定信号Ｓの
“１”／“０”に応じて、抵抗Ｒ３の一端または
抵抗Ｒ１の一端にオフセツトのない正確な０電位
が供給される。この結果、従来のもののように、
オフセツト電圧に基づいて誤差が発生することを
防ぐことができる。

次に、この考案の他の実施例について説明す
る。第５図において端子Ｔ１１，Ｔ１２は、ロー
タリーエンコーダ（図示略）から出力される位相
が90°ずれたパルス信号P21，P22が各々印加され
る端子である。回転方向判別および同期パルス出
力回路２０は、パルス信号P21，P22の位相の進
み、遅れに基づいてロータリーエンコーダが取付
けられた回転軸の回転方向を検出し、同回転方向
が時計廻りの場合は端子Taから、反時計廻りの
場合は端子Tbから同期パルス信号を出力する。
この場合、同期パルス信号は、パルス信号P21ま
たはP22に同期し、かつ、クロツク発生回路１１
から出力されるクロツクパルスφに基づいて決ま
る一定パルス幅Ｗの信号である。

しかして、上記の端子Ta，Tbから出力される
同期パルス信号を第１図の電子スイツチ１４およ
び１５へ印加すれば、第１図の出力端子Ｔ３に、
ロータリーエンコーダが取付けられた回転軸の回
転数に比例し、かつ回転方向に対応する極性を有
する直流出力電圧V_Oが得られる。

〔考案の効果〕

以上説明したように、この考案によればヴオリ
ユーム調整を全く必要とせず、しかも極性による
アンバランスのない変換出力を得ることができる
と共に、従来のものより誤差の少ない、高精度の
変換出力を得ることができる効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例の構成を示す回路
図、第２図は同実施例の各部の波形を示す波形
図、第３図は従来の周波数／電圧変換回路の構成
例を示す回路図、第４図は同変換回路の各部の波
形を示す波形図、第５図はこの考案の他の実施例
を説明するためのブロツク図である。 １……ゲート回路、９……ローパスフイルタ
（平滑手段）、１１……クロツク発生回路（クロツ
クパルス発生手段）、１２……同期パルス発生回
路、１３……同期パルス出力手段、１４……電子
スイツチ（第１の切換手段）、１５……電子スイ
ツチ（第２の切換手段）、１６……ツエナーダイ
オード、１７……差動増幅器、２０……回転方向
判別および同期パルス出力回路（同期パルス出力
手段）。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 入力パルス信号を、該パルス信号の周波数に対
   応する直流電圧に変換する周波数／電圧変換回路
   において、 (a) 一定周期のクロツクパルスを発生するクロツ
   クパルス発生手段と、 (b) 前記入力パルス信号に同期し、かつ前記クロ
   ツクパルスに基づいて決まる一定パルス幅の同
   期パルス信号を第１または第２の出力端のいず
   れか一方から出力する同期パルス出力手段と、 (c) 前記同期パルス出力手段の第１の出力端から
   出力される信号によつて切換え制御される第１
   の切換手段と、 (d) 前記同期パルス出力手段の第２の出力端から
   出力される信号によつて切換え制御される第２
   の切換手段と、 (e) 前記第１、第２の切換手段の各一方の端子へ
   共通に一定電圧を供給し、各他方の端子へ共通
   に接地電位を供給する手段と、 (f) 前記第１、第２の切換手段の各共通端子に得
   られる信号が各々、第１、第２入力端へ供給さ
   れる差動増幅手段と、 (g) 前記差動増幅手段の出力が供給される平滑手
   段と、 を具備してなる周波数／電圧変換回路。