JPH0535619Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 (a) 考案の技術分野 この考案は、電圧に変換しようとする入力電流
の大小に応じて変換器の帰還抵抗を切り換えるよ
うにした電流電圧変換回路に関するものである。

(b) 従来技術と問題点 例えば、光電力計では、光センサからの検出電
流を電圧に変換し、その電圧を測定することによ
つて光電力を測定する。

光電力計で−60dBmから＋10dBmまでのよう
に、微小電力から大電力までの光電力を測定する
ような場合、数nA〜数mA程度の電流を電圧に
変換する必要がある。

このような広い範囲の電流を電圧に変換する場
合は、通常は電流を小電流と大電流に分けて電圧
に変換する。

次に、従来技術による電流電圧変換回路の構成
図を第２図に示す。

第２図の３は入力端子、４は出力端子、７は変
換器、８ａと８ｂはリレー、９ａと９ｂは帰還抵
抗である。

変換器７には、入力インピーダンスが高く、か
つ利得の大きい増幅器を使用することができる。

第２図の構成図は、入力端子３に加えられる電
流の大きさに応じてリレー８ａとリレー８ｂを接
断し、入力端子３からの電流の大きさに比例した
電圧を出力端子４から取り出すようにしたもので
ある。

入力端子３に加える電流が小電流の場合は、リ
レー８ａを接にし、リレー８ｂを断にして出力端
子４から変換電圧を取り出す。

入力端子３に加える電流が大電流の場合は、リ
レー８ａを断にし、リレー８ｂを接にして出力端
子４から変換電圧を取り出す。

例えば、帰還抵抗９ａを1MΩ、帰還抵抗９ｂ
を1KΩとすれば、入力端子３に加える電流の範
囲が5nA〜5μAのように小電流の場合、−5mV〜
−5Vの電圧を出力端子４から取り出すことがで
きる。

入力端子３に加える電流の範囲が5μA〜5mA
のように大電流の場合にも、小電流の範囲の場合
と同じ電圧を出力端子４から取り出すことができ
る。

第２図のような従来技術では、リレー１個当た
りの消費電流が約10mA必要になり、電源に電池
などを使用した小型装置では、装置を長い時間使
用することができないという問題がある。

このような問題は、リレー８ａ，８ｂの代わり
にアナログスイツチを採用すれば、アナログスイ
ツチの駆動電流は少なくてすむので、解決する。

しかし、リレー８ａ，８ｂの代わりにアナログ
スイツチを採用した場合、アナログスイツチのオ
ン抵抗は数百Ωになるため、入力端子３からの電
流が大電流の場合、アナログスイツチのオン抵抗
を無視できなくなる。

アナログスイツチのオン抵抗による影響を第３
図により説明する。

第３図は、第２図のリレー８ａ，８ｂの代わり
にアナログスイツチを採用し、アナログスイツチ
がオンになつたときの第２図の等価回路図であ
る。

第３図の１０はアナログスイツチのオン抵抗で
あり、第３図は入力端子３に加える電流が大電流
の場合である。

例えば、帰還抵抗９ｂを1KΩ、オン抵抗１０
を500Ωとすれば、出力端子４の出力電圧は、入
力電流×（1000＋500）に比例するようになり、変
換誤差が大きくなり、正確に入力電流を電圧に変
換できなくなる。

(c) 考案の目的 この考案は、小電流を電圧に変換する第１の変
換器と、大電流を電圧に変換する第２の変換器と
を採用し、変換する電流の大きさに応じて、第１
の変換器と第２の変換器のオンオフをアナログス
イツチのオンオフで切り換えるようにするととも
に、大電流を電圧に変換する場合にアナログスイ
ツチのオン抵抗による影響がないようにした電流
電圧変換回路の提供を目的とする。

(d) 考案の実施例 最初に、この考案による実施例の構成図を第１
図に示す。

第１図の１ａ〜１ｃおよび２ａ〜２ｃはアナロ
グスイツチ、５と６は電源、１１と２１は変換
器、１２と２２は帰還抵抗であり、その他は第２
図と同じである。

第１図の帰還抵抗１２、帰還抵抗２２はそれぞ
れ第２図の帰還抵抗９ａ、帰還抵抗９ｂに対応す
る。

第１図は、第２図と同じように変換する電流の
範囲を小電流と大電流の２種類に分けた場合であ
るが、３種類以上の範囲に分ける場合も変換器そ
の他の構成を追加することにより対応することが
できる。

この場合、変換する電流が小さい場合は、第１
図の帰還抵抗１２とアナログスイツチ１ｂとに並
列に帰還抵抗とアナログスイツチの組を増やし、
変換器１１の部分を第２図のように構成すること
ができる。

変換器１１は入力端子３に加えられる小電流を
電圧に変換し、変換器２１は大電流を電圧に変換
する。

入力端子３に加える電流が小電流の場合は、ア
ナログスイツチ１ａ〜１ｃを接にするとともに、
入力端子３からの電流が変換器２１側に流れ込ま
ないように、アナログスイツチ２ａ〜２ｃを断に
する。

アナログスイツチ１ａは入力端子３と変換器１
１の入力を接続し、アナログスイツチ１ｂは帰還
抵抗１２を変換器１１に接続する。

アナログスイツチ１ｃは出力端子４と変換器１
１の出力を接続する。

入力端子３に加える電流が大電流の場合は、ア
ナログスイツチ２ａ〜２ｃを接にするとともに、
入力端子３からの電流が変換器１１側に流れ込ま
ないように、アナログスイツチ１ａ〜１ｃを断に
する。

アナログスイツチ２ａは電源５の電圧を変換器
２１の＋電源電圧として加え、アナログスイツチ
２ｂは電源６の電圧を変換器２１に−電源電圧と
して加える。

アナログスイツチ２ｃは変換器２１の出力と出
力端子４を接続する。

第１図では、入力端子３からの電流が大電流の
場合、帰還抵抗２２を変換器２１に直接接続する
ように構成し、アナログスイツチは帰還抵抗接続
用に使用していないので、第３図のようなアナロ
グスイツチのオン抵抗による影響をなくすことが
できる。

(e) 考案の効果 この考案によれば、小電流を電圧に変換する第
１の変換器と、大電流を電圧に変換する第２の変
換器を採用し、変換する電流の大きさに応じて、
第１の変換器と第２の変換器をアナログスイツチ
で切り換え、第１の変換器の帰還抵抗だけをアナ
ログスイツチで接断するようにしているので、ア
ナログスイツチのオン抵抗による影響を受けない
電流電圧変換回路を提供することができる。

また、アナログスイツチの採用により、変換回
路の消費電力を少なくすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による実施例の構成図、第２
図は従来技術による実施例の構成図、第３図は第
２図の等価回路図。 １ａ〜１ｃ……アナログスイツチ、２ａ〜２ｃ
……アナログスイツチ、３……入力端子、４……
出力端子、５……電源、６……電源、７……変換
器、８ａ……リレー、８ｂ……リレー、９ａ……
帰還抵抗、９ｂ……帰還抵抗、１０……オン抵
抗、１１……変換器、１２……帰還抵抗、２１…
…変換器、２２……帰還抵抗。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 小電流を電圧に変換する第１の変換器１１と、 大電流を電圧に変換する第２の変換器２１と、 第１の変換器１１の入力を接断する第１のアナ
   ログスイツチ１ａと、 第１の変換器１１の帰還抵抗１２と直列に接続
   される第２のアナログスイツチ１ｂと、 第１の変換器１１の出力を接断する第３のアナ
   ログスイツチ１ｃと、 第２の変換器２１の＋電源を接断する第４のア
   ナログスイツチ２ａと、 第２の変換器２１の−電源を接断する第５のア
   ナログスイツチ２ｂと、 第２の変換器２１の出力を接断する第６のアナ
   ログスイツチ２ｃとを備え、 前記小電流を電圧に変換するときは、第１のア
   ナログスイツチ１ａ、第２のアナログスイツチ１
   ｂおよび第３のアナログスイツチ１ｃを接にする
   とともに、第４のアナログスイツチ２ａ、第５の
   アナログスイツチ２ｂおよび第６のアナログスイ
   ツチ２ｃを断にし、 前記大電流を電圧に変換するときは、第４のア
   ナログスイツチ２ａ、第５のアナログスイツチ２
   ｂおよび第６のアナログスイツチ２ｃを接にする
   とともに、第１のアナログスイツチ１ａ、第２の
   アナログスイツチ１ｂおよび第３のアナログスイ
   ツチ１ｃを断にすることを特徴とする電流電圧変
   換回路。