JPH0530993U - アナログ信号出力装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】スイッチなどの切換え手段を用いること無く、
簡単な構成で電流出力モードと電圧出力モードに切換え
られるアナログ信号出力装置を実現する。 【構成】伝送すべき電圧信号が一方の入力端に印加され
た第１のアンプと、第１のアンプの出力がベースに印加
される第１のトランジスタと、第１のトランジスタのエ
ミッタとコモンラインとの間に接続され、その分圧電圧
が第１のアンプの他方の入力端に帰還されるようにした
分圧抵抗と、第１のアンプの出力端に生ずる出力電圧を
電流信号に変換する電圧／電流変換抵抗と、電圧／電流
変換抵抗で変換された電流信号が一方の入力端に印加さ
れ他方の入力端に可変定電圧が印加される第２のアンプ
と、第２のアンプの出力によって流れる電流が制御され
る第２のトランジスタとで構成される。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、プロセス制御の分野において利用されるアナログ信号出力装置に関 し、更に詳しくは、規格化された例えば４〜２０ｍＡの電流アナログ信号と、例 えば１〜５Ｖの電圧アナログ信号とを切換えて出力できるようにしたアナログ信 号出力装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

調節計からの制御出力をバルブなどの操作端に送る場合、操作端の種類に応じ て例えば４〜２０ｍＡの電流アナログ信号あるいは、１〜５Ｖの電圧アナログ信 号として規格化された信号として伝送するようにしている。

【０００３】 図２は、例えば調節計などの出力回路に用いられている従来のアナログ信号出 力装置の一例を示す構成ブロック図である。この装置は、制御出力ＭＶに応じた 電流信号を出力する定電流回路１と、制御出力ＭＶに応じた電圧信号を出力する 定電圧回路２と、これらの回路のいずれかの出力を切換えて取り出すスイッチ回 路３とで構成されている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

この様な構成の従来装置によれば、スイッチ回路３が必要である上に、アンプ の数が増加して回路が複雑になるという課題がある。

【０００５】 本考案は、これらの点に鑑みてなされたもので、スイッチなどの部品を不要と すると共に部品点数を少ないして、ローコスト化が可能なアナログ信号出力装置 を提供することを目的とする。また、電流信号を出力している状態において、負 荷がオープン時の出力開放電圧を制御することのできるアナログ信号出力装置を 提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

この様な目的を達成する本考案は、 伝送すべき電圧信号が一方の入力端に印加された第１のアンプと、 この第１のアンプの出力がベースに印加される第１のトランジスタと、 この第１のトランジスタのエミッタとコモンラインとの間に接続され、その分 圧電圧が第１のアンプの他方の入力端に帰還されるようにした分圧抵抗と、 第１のアンプの出力端に生ずる出力電圧を電流信号に変換する電圧／電流変換 抵抗と、 電圧／電流変換抵抗で変換された電流信号が一方の入力端に印加され他方の入 力端に可変定電圧が印加される第２のアンプと、 この第２のアンプの一方の入力端と出力端子間に接続され、第２のアンプの出 力によって流れる電流が制御される第２のトランジスタと を備えたアナログ信号出力装置である。

【０００７】

【作用】

第１のアンプと第１のトランジスタと分圧抵抗で構成される回路は、定電圧源 回路を構成し、第２のアンプと第２のトランジスタは定電圧源の出力が電圧／電 流変換抵抗を介して与えられる出力回路を構成している。

【０００８】 第２のアンプの一つの入力端に印加する電圧を所定の電圧に設定することによ って、定電流動作となったり、定電圧動作となったりする。

【０００９】

【実施例】

以下、図面を用いて本考案の実施例を詳細に説明する。 図１は、本考案の一実施例を示す構成ブロック図である。図において、Ａ１は 伝送すべき電圧信号ＰＷ１が一方の入力端（＋）に印加される第１のアンプ、Ｔ ｒ１は第１のアンプＡ１の出力端がベースに接続された第１のトランジスタ、Ｒ １，Ｒ２は第１のトランジスタＴｒ１のエミッタとコモンラインとの間に接続さ れた分圧抵抗で、その分圧電圧Ｖｄが第１のアンプＡ１の他方の入力端（−）に 帰還されるようになっている。この分圧抵抗Ｒ１，Ｒ２は、第１のアンプＡ１の 出力電圧を決定する機能を持っている。第１のアンプＡ１と第１のトランジスタ Ｔｒ１と分圧抵抗Ｒ１，Ｒ２で構成される回路１は、伝送すべき電圧信号ＰＷ１ に対応した信号を出力する定電圧源回路を構成している。

【００１０】 Ｒ３は第１のトランジスタＴｒ１の出力端に生ずる出力電圧Ｖａを電流信号に 変換する電圧／電流変換抵抗で、例えば２５０Ωの抵抗が用いられている。 Ａ２は電圧／電流変換抵抗Ｒ３で変換された電流信号が一方の入力端（−）に 印加され、他方の入力端（＋）に可変定電圧ＰＷ２が印加される第２のアンプで ある。ここで、可変定電圧ＰＷ２は、例えば積分器を最終段に持ち、パルス幅信 号によりその出力電圧が制御できるような電源が用いられる。Ｔｒ２は第２のア ンプＡ２の一方の入力端（−）にコレクタが接続されエミッタが出力端子ＯＵＴ に接続され、第２のアンプＡ２の出力によってそこを流れる電流が制御される電 流制御素子として機能する第２のトランジスタである。第２のアンプＡ２と第２ のトランジスタはＴｒ２で構成される回路２は、定電圧源回路１の出力が電圧／ 電流変換抵抗Ｒ３を介して与えられる出力回路を構成している。

【００１１】 このように構成した装置の動作を、定電流源動作と、定電圧動作を行う場合と に分けて説明すれば、以下の通りである。 （定電流源動作） はじめに、伝送すべき電圧信号ＰＷ１の変化範囲から、定電圧源回路１の出力 電圧Ｖａを、分圧抵抗Ｒ１，Ｒ２の値を選定して決定する。出力電圧Ｖａは（１ ）式で表される。

【００１２】 Ｖａ＝ＰＷ１×｛１＋（Ｒ２／Ｒ１）｝ …（１） 次に出力端子ＯＵＴ側に流す電流Ｉの範囲（例えば４〜２０ｍＡの出力範囲） に応じて、（２）式により第２のアンプの一つの入力端（＋）に印加する定電圧 源ＰＷ２の値を選定する。

【００１３】 Ｉ＝［ＰＷ１｛１＋（Ｒ２／Ｒ１）｝−ＰＷ２］／Ｒ３ …（２） このように選定することにより、第１のアンプＡ１に印加された電圧信号ＰＷ １に対応した電流信号Ｉを送出することができる。また、この電流信号を出力時 において、負荷がオープン状態にあるときの出力開放電圧は、第１のアンプＡ１ の一つの入力端（＋）に印加する定電圧源ＰＷ１の値を可変とすることにより制 御することができる。 （定電圧動作） 出力端子ＯＵＴに出力する電圧Ｖｏにより、すなわち出力電圧Ｖｏを例えば伝 送すべき信号に応じて１〜５Ｖの範囲で送出させたいような場合、この電圧に応 じて、分圧抵抗Ｒ１，Ｒ２の値を（３）式により設定する。

【００１４】 Ｖｏ＝ＰＷ１×｛１＋（Ｒ２／Ｒ１）｝ …（３） 出力回路２において、第２のアンプＡ２の一つの入力端（＋）に印加する定電 圧ＰＷ２の値を、第２のトランジスタＴｒ２が十分にオン状態になるような電圧 に設定する。

【００１５】 このように設定することにより、回路１の出力電圧は電圧／電流変換抵抗Ｒ３ を経て出力端子ＯＵＴに表れ、電圧信号ＰＷ１に対応した電圧信号Ｖｏを送出す ることができる。なお、この場合、電圧／電流変換抵抗Ｒ３は、出力インピーダ ンスになるが、その値は２５０Ω程度の値であり、動作上問題とならない。

【００１６】 なお、上記の実施例では、第２のアンプＡ２の出力によって制御される電流制 御素子として、トランジスタＴｒ２を用いるようにしたが、この素子としてはＦ ＥＴなどを用いてもよい。

【００１７】

【考案の効果】

以上詳細に説明したように、本考案によれば、第２のアンプの一つの入力端に 印加する電圧を所定の電圧に設定することによって、定電流動作となったり、定 電圧動作となったりするもので、スイッチなどの切換え手段を用いること無く、 簡単な構成で電流出力モードと電圧出力モードに切換えられるアナログ信号出力 装置が実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示す構成ブロック図ある。

【図２】従来装置の構成ブロック図である。

【符号の説明】

Ａ１ 第１のアンプ Ｔｒ１ 第１のトランジスタ Ｒ１，Ｒ２ 分圧抵抗 １ 定電圧源回路 Ｒ３ 電圧／電流変換抵抗 Ａ２ 第２のアンプ ＰＷ２ 可変定電圧 Ｔｒ２ 第２のトランジスタ ２ 出力回路 ＯＵＴ 出力端子

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 伝送すべき電圧信号が一方の入力端に印
   加された第１のアンプ（Ａ１）と、 この第１のアンプの出力がベースに印加される第１のト
   ランジスタ（Ｔｒ１）と、 この第１のトランジスタのエミッタとコモンラインとの
   間に接続され、その分圧電圧が第１のアンプの他方の入
   力端に帰還されるようにした分圧抵抗（Ｒ１，Ｒ２）
   と、 第１のアンプの出力端に生ずる出力電圧を電流信号に変
   換する電圧／電流変換抵抗（Ｒ３）と、 電圧／電流変換抵抗で変換された電流信号が一方の入力
   端に印加され他方の入力端に可変定電圧が印加される第
   ２のアンプ（Ａ２）と、 この第２のアンプの一方の入力端と出力端子間に接続さ
   れ、第２のアンプの出力によって流れる電流が制御され
   る第２のトランジスタ（Ｔｒ２）とを備えたアナログ信
   号出力装置。