JPH0577987B2 - - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、電圧の上昇および下降の変化を検出
する電圧変化検出装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION TECHNICAL FIELD The present invention relates to a voltage change detection device that detects voltage rise and fall changes.
従来技術
従来、電圧の変化を検出するには、電圧値を測
定したうえでその変化状態をみるようにしてお
り、そのための回路構成が複雑なものになつてし
まつている。また、あるシステムにあつてはその
制御内容として必ずしも入力電圧の大きさを知る
必要がなく、その入力電圧の変化状態が予定より
も早い速度で上過程にあるか下降過程にあるかを
検知すれば足る場合がある。Prior Art Conventionally, in order to detect a change in voltage, the voltage value is measured and then the state of change is observed, and the circuit configuration for this purpose has become complicated. In addition, in some systems, it is not necessary to know the magnitude of the input voltage as part of its control content, but it is necessary to detect whether the input voltage is changing at a faster rate than expected. In some cases, it is sufficient.
目 的
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、
簡単な構成により、入力電圧の変化のうちで予め
設定された速度よりも早い電圧上昇または電圧下
降の状態時のみを検出することができるようにし
た電圧変化検出装置を提供するものである。Purpose The present invention was made in consideration of the above points, and
The present invention provides a voltage change detection device having a simple configuration and capable of detecting only a state in which the voltage increases or decreases faster than a preset speed among changes in input voltage.
構 成
以下、添付図面を参照して本発明の一実施例に
ついて詳述する。Configuration An embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings.
第1図は入力電圧の変化のうちで予め設定され
た速度よりも早い電圧上昇の状態を検出する場合
における本発明による電圧変化検出装置の一構成
例を示すもので、入力電圧Vinの演算増幅をなす
第1の演算増幅器OP1と、入力電圧Vinを増幅
する第2の演算増幅器OP2と、それら各増幅さ
れた出力電圧V1,V2を比較する電圧比較器CMP
とによつて構成されている。なお、各抵抗R1〜
R7において同一番号のものは同一の抵抗値をも
つたものを示している。 FIG. 1 shows an example of the configuration of a voltage change detection device according to the present invention when detecting a state of voltage increase faster than a preset speed among changes in input voltage. a first operational amplifier OP1 that amplifies the input voltage Vin, a second operational amplifier OP2 that amplifies the input voltage Vin, and a voltage comparator CMP that compares the respective amplified output voltages V1 and V2.
It is composed of: In addition, each resistor R1~
In R7, the same numbers indicate those having the same resistance value.
同図の構成において、演算増幅器OP1におけ
る同相入力端子(+)側には基準電圧+Vsを抵
抗R5と抵抗R6,R7と分圧した電圧が抵抗R
4を通じて印加され、演算増幅器OP2における
同相入力端子(+)側には基準電圧+Vsを抵抗
R5,R6と抵抗R7とで分圧した電圧が抵抗R
4を通じて印加されており、各演算増幅器OP1,
OP2の出力がそれぞれ所定の動作点電圧となる
ようにするとともに、演算増幅器OP1の出力電
圧V1の方が演算増幅器OP2の出力電圧V2より
もやや高くなるように設定している。 In the configuration shown in the figure, the voltage obtained by dividing the reference voltage +Vs by resistor R5 and resistors R6 and R7 is applied to the common-mode input terminal (+) side of operational amplifier OP1.
4, and the voltage obtained by dividing the reference voltage +Vs by resistors R5, R6 and resistor R7 is applied to the in-phase input terminal (+) side of operational amplifier OP2.
4, and each operational amplifier OP1,
The output of OP2 is set to have a predetermined operating point voltage, and the output voltage V1 of operational amplifier OP1 is set to be slightly higher than the output voltage V2 of operational amplifier OP2.
各演算増幅器OP1,OP2の入力端子(−)側
における逆相入力回路および帰回路は、直流的に
は等価な回路構成となつている。したがつて、各
演算増幅器OP1,OP2における入出力の静特性
は第2図に示すようにほぼ同じで(同相入力電圧
の差だけ演算増幅器OP1の出力電圧の方が少し
高い)、直線的になつている。そのため、変化の
ない直流電圧に対しては、その高低に関係なく演
算増幅器OP1の出力電圧V1の方が演算増幅器
OP2の出力電圧V2よりも少し高い値となる。 The negative phase input circuit and return circuit on the input terminal (-) side of each operational amplifier OP1, OP2 have equivalent circuit configurations in terms of direct current. Therefore, the input/output static characteristics of each operational amplifier OP1 and OP2 are almost the same as shown in Figure 2 (the output voltage of operational amplifier OP1 is slightly higher due to the difference in common-mode input voltage), and the static characteristics are linear. It's summery. Therefore, for a DC voltage that does not change, the output voltage V1 of operational amplifier OP1 is higher than that of operational amplifier OP1, regardless of its level.
The value is slightly higher than the output voltage V2 of OP2.
また、各演算増幅器OP1,OP2の入力端子
(−)側における逆相入力回路およ帰還回路は、
交流的には互いに異なる回路構成となつている。
すなわち、演算増幅器OP2は単なる増幅器とし
て作用するが、演算増幅器OP1はその逆相入力
回路中にコンデンサCが設けられているために、
R1>>R3となるように抵抗値を選ぶと、コン
デンサCと抵抗R1とによつて決まる時定数から
コンデンサCと抵抗R3とによつて決まる時定数
までのあいだ微分増幅器として動作することにな
る。したがつて、各演算増幅器OP1,OP2にお
ける利得−周波数特性は、第3図に示すように、
入力電圧Vinの周波数が所定以上になると演算増
幅器OP1の出力電圧V1の方が演算増幅器OP2
の出力電圧V2よりも高くなる。 In addition, the negative phase input circuit and feedback circuit on the input terminal (-) side of each operational amplifier OP1, OP2 are as follows:
In terms of AC, they have different circuit configurations.
That is, the operational amplifier OP2 functions as a simple amplifier, but since the operational amplifier OP1 has the capacitor C in its anti-phase input circuit,
If the resistance value is selected so that R1>>R3, it will operate as a differential amplifier from the time constant determined by capacitor C and resistor R1 to the time constant determined by capacitor C and resistor R3. . Therefore, the gain-frequency characteristics of each operational amplifier OP1 and OP2 are as shown in FIG.
When the frequency of the input voltage Vin exceeds a predetermined value, the output voltage V1 of the operational amplifier OP1 is higher than that of the operational amplifier OP2.
output voltage V2.
このように構成された本発明による電圧変化検
出装置の動作について、第4図に示す各部電圧波
形の変化状態の一例にしたがつて説明する。な
お、第4図aは入力電圧Vinの時間的変化をみた
ときの特性図、同図bは演算増幅器OP1の出力
電圧V1の時間的変化をみたときの特性図、同図
cは演算増幅器OP2の出力電圧V2の時間的変化
をみたときの特性図、同図dは電圧比較器CMP
の出力電圧Voutの時間的変化をみたときの特性
図である。 The operation of the voltage change detection device according to the present invention configured as described above will be explained with reference to an example of the change state of the voltage waveform of each part shown in FIG. In addition, Fig. 4a is a characteristic diagram when looking at the temporal change of the input voltage Vin, Fig. 4b is a characteristic diagram when looking at the temporal change of the output voltage V1 of the operational amplifier OP1, and Fig. 4c is a characteristic diagram when looking at the temporal change of the output voltage V1 of the operational amplifier OP1. The characteristic diagram when looking at the temporal change of the output voltage V2, d of the same figure is the voltage comparator CMP.
FIG. 3 is a characteristic diagram when looking at temporal changes in the output voltage Vout.
いま、第4図aに示すような入力電圧Vinが送
られてきたとき、電圧の変化がないA,C,Eの
各期間にあつては各演算増幅器OP1,OP2とも
に単なる増幅器として作用するが、その際前述し
たように演算増幅器OP1の出力電圧V1の方が演
算増幅器OP2の出力電圧V2よりもやや高くなる
ために、電圧比較器CMPの出力電圧Voutはロー
レベル“L”となる。 Now, when the input voltage Vin as shown in Fig. 4a is sent, each operational amplifier OP1 and OP2 acts as a simple amplifier during periods A, C, and E where the voltage does not change. At this time, as described above, the output voltage V1 of the operational amplifier OP1 is slightly higher than the output voltage V2 of the operational amplifier OP2, so the output voltage Vout of the voltage comparator CMP becomes a low level "L".
また入力電圧Vinが上昇するBの期間にあつて
は、その電圧上昇率が所定の時定数よりも大きい
場合には前述のように演算増幅器OP1が微分増
幅器として作用するのでその増幅度がが演算増幅
器OP2の増幅度よりも大きくなつて、同図b,
cに示すように演算増幅器OP1の出力電圧V1が
演算増幅器OP2の出力電圧V2よりも小さくな
り、そのため電圧比較器CMPの出力電圧Voutが
同図dに示すようにハイレベル“H”となる。 In addition, during period B when the input voltage Vin increases, if the rate of voltage increase is larger than a predetermined time constant, the operational amplifier OP1 acts as a differential amplifier as described above, and the amplification degree is calculated as follows. The amplification degree is larger than that of amplifier OP2, and as shown in Fig. b,
As shown in Fig. c, the output voltage V1 of the operational amplifier OP1 becomes smaller than the output voltage V2 of the operational amplifier OP2, and therefore the output voltage Vout of the voltage comparator CMP becomes high level "H" as shown in Fig. d.
さらに入力電圧Vinが下降するDの期間にあつ
ては、その電圧下降率が所定の時定数よりも大き
い場合には前述のように演算増幅器OP1が微分
増幅器として作用するのでその増幅度が演算増幅
器OP2の増幅度よりも大きくなつて、同図b,
cに示すように演算増幅器OP1の出力電圧V1が
演算増幅器OP2の出力電圧V2よりも大きくな
り、そのため電圧比較器CMPの出力電圧Voutが
同図dに示すようにローレベル“L”となる。 Furthermore, during the period D in which the input voltage Vin decreases, if the rate of voltage decrease is greater than a predetermined time constant, the operational amplifier OP1 acts as a differential amplifier as described above, so that the amplification degree is the same as that of the operational amplifier. The amplification degree is larger than that of OP2, and the figure b,
As shown in d of the figure, the output voltage V1 of the operational amplifier OP1 becomes larger than the output voltage V2 of the operational amplifier OP2, and therefore the output voltage Vout of the voltage comparator CMP becomes low level "L" as shown in d of the same figure.
したがつて電圧比較器CMPからは、入力電圧
Vinが所定の時定数よりも大きい電圧上昇率でも
つて徐々に上昇する期間のみハイレベル“H”の
出力電圧Voutが得られることになる。なおその
際、入力電圧Vinの電圧上昇率が所定の時定数よ
りも小さくなるように緩慢に変化する場合には、
演算増幅器OP1は単なる増幅器としか作用しな
いため、その電圧上昇期間中にあつても電圧比較
器CMPの出力電圧Voutはローレベル“L”とな
る。 Therefore, from the voltage comparator CMP, the input voltage
The output voltage Vout at a high level "H" is obtained only during a period in which Vin gradually increases at a voltage increase rate greater than a predetermined time constant. At that time, if the voltage increase rate of the input voltage Vin changes slowly so that it becomes smaller than the predetermined time constant,
Since the operational amplifier OP1 acts only as an amplifier, the output voltage Vout of the voltage comparator CMP is at a low level "L" even during the voltage rising period.
このように本発明による電圧変化検出装置にあ
つては、入力電圧Vinの変化のうちで予め演算増
幅器OP1に設定された時定数よりも早い速度で
上昇する状態時のみを検出することができるよう
になる。 In this way, the voltage change detection device according to the present invention can detect only the state in which the input voltage Vin increases at a faster rate than the time constant set in advance for the operational amplifier OP1. become.
また第5図に、入力電圧の変化のうちで予め設
定された速度よりも早い電圧下降の状態を検出す
る場合における本発明による電圧変化検出装置の
一構成例を示している。 Further, FIG. 5 shows a configuration example of a voltage change detection device according to the present invention in the case of detecting a state of voltage drop faster than a preset rate among changes in input voltage.
この場合は、第1図における演算増幅器OP1,
OP2の関係を互いに入れ換えるようにしている。
すなわち、入力電圧Vinが一定のとき単なる増幅
器として作用する演算増幅器OP1′と、入力電圧
Vinが一定のときおよび逆相入力回路に設定され
た時定数よりも小さい変化率で変化するときに単
なる増幅器として作用し、入力電圧Vinがその時
定数以上の変化率で変化するときに微分増幅器と
して作用するとともに、入力電圧Vinが一定のと
き前記演算増幅器OP1′よりも高い出力電圧を生
ずるように設定された演算増幅器OP2′と、それ
ら各演算増幅器OP1,OP2の出力電圧を比較し
て、入力電圧Vinが前記時定数以上の変化率で
徐々に下降するあいだにハイレベル出力を生ずる
電圧比較器CMP′とによつて構成されている。 In this case, the operational amplifier OP1 in FIG.
I'm trying to swap the relationships in OP2 with each other.
In other words, the operational amplifier OP1', which acts as a simple amplifier when the input voltage Vin is constant, and the
It acts as a simple amplifier when Vin is constant and changes at a rate of change smaller than the time constant set in the negative phase input circuit, and acts as a differential amplifier when the input voltage Vin changes at a rate of change greater than the time constant. The output voltage of each operational amplifier OP1 and OP2 is compared with the operational amplifier OP2' which is set to produce a higher output voltage than the operational amplifier OP1' when the input voltage Vin is constant. The voltage comparator CMP' generates a high level output while the voltage Vin gradually decreases at a rate of change greater than the time constant.
この場合における各演算増幅器OP1,OP2に
おける入出力静特性を第6図に、またその利得−
周波数特性を第7図にそれぞれ示している。ま
た、第8図に各部電圧波形の変化状態の一例を示
している。この場合にあつては、特に電圧下降率
が所定の時定数以上で入力電圧Vinが下降する期
間D中にのみ演算増幅器OP1′の出力電圧V1′
が演算増幅器OP2′の出力電圧V2′よりも小さく
なり、電圧比較器CMP′の出力電圧Vout′がハイ
レベルとなる。なおこの場合にあつても、入力電
圧Vinの電圧下降率が所定の時定数よりも小さく
なるように緩慢に変化するときには、演算増幅器
OP2′は単なる増幅器としか作用しないため、そ
の電圧下降期間中にあつても電圧比較器CMP′の
出力電圧Vout′はローレベルとなる。 Figure 6 shows the input/output static characteristics of each operational amplifier OP1 and OP2 in this case, and its gain -
The frequency characteristics are shown in FIG. 7. Further, FIG. 8 shows an example of changes in voltage waveforms at various parts. In this case, in particular, the output voltage V1' of the operational amplifier OP1' is increased only during the period D in which the input voltage Vin decreases at a rate of voltage decrease equal to or greater than a predetermined time constant.
becomes smaller than the output voltage V2' of the operational amplifier OP2', and the output voltage Vout' of the voltage comparator CMP' becomes high level. Even in this case, if the voltage drop rate of the input voltage Vin changes slowly so that it becomes smaller than the predetermined time constant, the operational amplifier
Since OP2' acts only as a simple amplifier, the output voltage Vout' of voltage comparator CMP' is at a low level even during the voltage drop period.
このように本発明による電圧変化検出装置にあ
つては、入力電圧Vinの変化のうちで予め演算増
幅器OP2′に設定された時定数よりも早い速度で
下降する状態時のみを検出することができるよう
になる。 In this manner, the voltage change detection device according to the present invention can detect only the state in which the input voltage Vin decreases at a faster rate than the time constant set in advance for the operational amplifier OP2'. It becomes like this.
第9図に、本発明による電圧変動検出装置を、
例えば自動車走行時に障害物の検知を行なわせる
ような物体検知システムにおいて実際に使用した
ときのシステム構成例を示している。これは、一
定の周波数信号を発生する発振器1と、その発振
器1の出側に設けられた抵抗分割回路からなるネ
ツトワーク2およびその分割点に接続された電極
板からなるセンサSと、そのネツトワーク2から
の高周波出力電圧のノイズ除去および増幅の処理
を行なわせる帯域ろ波増幅器3と、その増幅出力
信号の検波を行なう検波器4と、その検波された
電圧信号の下降状態をみてセンサSに対する物体
Oの接近を検出して予め設定された時定数以上の
変化率による電圧下降があれば警報器7によりり
ドライバ6に警報指令を与える電圧変化検出装置
5とによつて構成されている。しかしてそのよう
に構成されたものにあつては、センサSに対して
物体Oが接近するにしたがつて両者間の浮遊容量
Cdが大きくなつてネツトワーク2の出力周波数
信号が減衰し、その減衰に応じた検波器4におけ
る出力電圧の下降状態が電圧変化検出装置5によ
つて検出され、必要に応じて警報器7を動作させ
て物体Oが予め設定された速度以上で接近状態に
あることを報知させるようにしている。 FIG. 9 shows a voltage fluctuation detection device according to the present invention,
For example, an example of a system configuration when actually used in an object detection system that detects obstacles while driving a car is shown. This consists of an oscillator 1 that generates a constant frequency signal, a network 2 consisting of a resistor divider circuit provided on the output side of the oscillator 1, a sensor S consisting of an electrode plate connected to the dividing point, and the network 2. A bandpass filter amplifier 3 performs noise removal and amplification processing on the high-frequency output voltage from the workpiece 2, a detector 4 detects the amplified output signal, and a sensor S detects the falling state of the detected voltage signal. The voltage change detection device 5 detects the approach of the object O to the voltage change detection device 5 and sends an alarm command to the driver 6 via an alarm device 7 if the voltage decreases due to a rate of change exceeding a preset time constant. . However, in such a structure, as the object O approaches the sensor S, the stray capacitance between the two increases.
As Cd increases, the output frequency signal of the network 2 attenuates, and the voltage change detection device 5 detects a falling state of the output voltage of the detector 4 in accordance with the attenuation, and the alarm 7 is activated as necessary. It is operated to notify that the object O is approaching at a speed higher than a preset speed.
効 果
以上、本発明による電圧変動検出装置にあつて
は、簡単な構成により、入力電圧が予め設定され
た速度よりも早い変化率をもつて電圧上昇または
電圧下降の状態にあるかの検出を容易に行なわせ
ることができるという優れた利点を有している。Effects As described above, the voltage fluctuation detection device according to the present invention can detect whether the input voltage is increasing or decreasing at a rate of change faster than a preset rate with a simple configuration. It has the excellent advantage of being easy to perform.
第1図は本発明による電圧変化検出装置の一実
施例を示す電気的結線図、第2図は同実施例にお
ける各演算増幅器の入出力静特性を示す図、第3
図は同じくその利得−周波数特性を示す図、第4
図は同実施例における各部電圧波形の変化状態の
一例を示すタイムチヤート、第5図は本発明の他
の実施例を示す電気的結線図、第6図は同実施例
における各演算増幅器の入出力静特性を示す図、
第7図は同じくその利得−周波数特性を示す図、
第8図は同実施例における各部電圧波形の変化状
態の一例を示すタイムチヤート、第9図は本発明
による電圧変化検出装置を実際に使用したシステ
ムの構成例を示すブロツク図である。
OP1,OP2,OP1′,OP2′…演算増幅器、
CMP…比較器。
FIG. 1 is an electrical connection diagram showing an embodiment of the voltage change detection device according to the present invention, FIG. 2 is a diagram showing the input/output static characteristics of each operational amplifier in the same embodiment, and FIG.
Figure 4 also shows the gain-frequency characteristics.
The figure is a time chart showing an example of changes in voltage waveforms at various parts in the same embodiment, FIG. 5 is an electrical wiring diagram showing another embodiment of the present invention, and FIG. 6 is an input diagram of each operational amplifier in the same embodiment. Diagram showing output static characteristics,
FIG. 7 is a diagram showing the gain-frequency characteristics,
FIG. 8 is a time chart showing an example of changes in voltage waveforms at various parts in the same embodiment, and FIG. 9 is a block diagram showing an example of the configuration of a system actually using the voltage change detection device according to the present invention. OP1, OP2, OP1', OP2'... operational amplifier,
CMP…Comparator.
Claims (1)
設定された時定数よりも小さい変化率で変化する
ときに単なる増幅器として作用し、入力電圧がそ
の時定数以上の変化率で変化するときに微分増幅
器として作用する第1の演算増幅器と、入力電圧
が一定のとき第1の演算増幅器よりも低い出力電
圧を生ずるように設定された単なる増幅器として
作用する第2の演算増幅器と、それら各演算増幅
器の出力電圧を比較して、入力電圧が前記時定数
以上の変化率で除々に上昇しているあいだ検知出
力を生ずる電圧比較器とによつて構成された電圧
変化検出装置。 2 入力電圧が一定のとき単なる増幅器として作
用する第1の演算増幅器と、入力電圧が一定のと
きおよび逆相入力回路に設定された時定数よりも
小さい変化率で変化するときに単なる増幅器とし
て作用し、入力電圧がその時定数以上の変化率で
変化するときに微分増幅器として作用するととも
に、入力電圧が一定のとき第1の演算増幅器より
も低い出力電圧を生ずるように設定された第2の
演算増幅器と、それら各演算増幅器の出力電圧を
比較して、入力電圧が前記時定数以上の変化率で
徐々に下降しているあいだ検知出力を生ずる電圧
比較器とによつて構成された電圧変化検出装置。[Claims] 1. Acts as a simple amplifier when the input voltage is constant and when it changes at a rate of change smaller than the time constant set in the negative phase input circuit, and when the input voltage changes at a rate of change greater than the time constant. a first operational amplifier that acts as a differential amplifier when the input voltage varies; and a second operational amplifier that acts as a simple amplifier configured to produce a lower output voltage than the first operational amplifier when the input voltage is constant; , and a voltage comparator that compares the output voltages of the operational amplifiers and generates a detection output while the input voltage gradually increases at a rate of change greater than the time constant. 2. The first operational amplifier acts as a simple amplifier when the input voltage is constant, and the first operational amplifier acts as a simple amplifier when the input voltage is constant and changes at a rate of change smaller than the time constant set in the negative phase input circuit. and a second operational amplifier configured to act as a differential amplifier when the input voltage changes at a rate of change greater than the time constant, and to produce an output voltage lower than that of the first operational amplifier when the input voltage is constant. Voltage change detection configured by an amplifier and a voltage comparator that compares the output voltages of each operational amplifier and produces a detection output while the input voltage gradually decreases at a rate of change greater than the above-mentioned time constant. Device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5333684A JPS60196680A (en) | 1984-03-19 | 1984-03-19 | Voltage change detection apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP5333684A JPS60196680A (en) | 1984-03-19 | 1984-03-19 | Voltage change detection apparatus |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPS60196680A JPS60196680A (en) | 1985-10-05 |
JPH0577987B2 true JPH0577987B2 (en) | 1993-10-27 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP5333684A Granted JPS60196680A (en) | 1984-03-19 | 1984-03-19 | Voltage change detection apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPS60196680A (en) |
Families Citing this family (1)
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JP7271473B2 (en) * | 2020-05-26 | 2023-05-11 | 株式会社東芝 | Voltage change rate detection circuit, semiconductor device and power converter |
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---|---|---|---|---|
JPS5946861A (en) * | 1982-09-10 | 1984-03-16 | Toshiba Corp | Change rate detection circuit |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5674369U (en) * | 1979-11-09 | 1981-06-18 |
-
1984
- 1984-03-19 JP JP5333684A patent/JPS60196680A/en active Granted
Patent Citations (1)
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JPS5946861A (en) * | 1982-09-10 | 1984-03-16 | Toshiba Corp | Change rate detection circuit |
Also Published As
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JPS60196680A (en) | 1985-10-05 |
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