JPH06347570A

JPH06347570A - 時間−電圧変換及びトラックホールド回路

Info

Publication number: JPH06347570A
Application number: JP15812293A
Authority: JP
Inventors: Kazutoshi Yamaguchi; 和俊山口
Original assignee: Sony Tektronix Corp
Current assignee: Tektronix Japan Ltd
Priority date: 1993-06-04
Filing date: 1993-06-04
Publication date: 1994-12-22

Abstract

(57)【要約】【構成】時間−電圧変換回路として動作する時、選択
スイッチＳ３は基準電位を選択する。基準電位まで充電
されたホールド・キャパシタＣxが測定時間間隔だけ閉
じるスイッチＳ６及び定電流源３８により放電させられ
る。トラックホールド回路として動作する時、スイッチ
Ｓ３は入力信号を選択する。ダイオード・ブリッジ３４
は、ホールド時のみ非導通となり、ホールド・キャパシ
タＣxにはホールド時の入力信号電圧が保持される。【効果】殆どの回路構成を共用して時間−電圧変換回
路としても、トラックホールド回路としても使用可能な
安価な時間−電圧変換及びトラックホールド回路を提供
することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、時間間隔を電圧の変化
に変換する時間−電圧変換及び、信号を保持するトラッ
クホールドの両方に用いることができる時間−電圧変換
及びトラックホールド回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】図２は従来の時間−電圧変換回路であ
る。プラス電位源＋Ｖ及びマイナス電位源−Ｖ間には、
定電流源１０、スイッチＳ１、スイッチＳ２及び定電流
源１２が直列に接続される。スイッチ制御回路１４は、
スイッチＳ１及びＳ２の開閉のタイミングを制御する。
スイッチ制御回路１４は被測定信号が入力される入力端
子１６を有する。スイッチＳ１及びＳ２の接続点と、接
地電位との間にはホールド・キャパシタＣx及びクラン
プ・ダイオードＤ１が並列に接続される。スイッチＳ１
及びＳ２の接続点には、バッファ・アンプ１８の入力端
が接続され、その出力端にＡＤＣ（アナログ−デジタル
変換器）２０が接続される。

【０００３】図２の回路のリセット動作時は、スイッチ
制御回路１４が、スイッチＳ１を閉状態にし、スイッチ
Ｓ２を開状態にする。ホールド・キャパシタＣxは、ス
イッチＳ１を通して定電流源１０により充電される。ホ
ールド・キャパシタＣxは充電されるに従って両端に生
じる電圧が増加するが、クランプ・ダイオードＤ１の順
方向電圧と等しくなると定電流源１０による電流は、ク
ランプ・ダイオードＤ１に流れるようになりホールド・
キャパシタＣxへの充電は終了する。充電終了後スイッ
チ制御回路１４はスイッチＳ１及びＳ２を共に開状態と
して、図２の回路は待機状態になる。

【０００４】待機状態の時に、入力端子１６から信号が
入力されるとスイッチ制御回路１４は、スイッチＳ２を
閉状態とする。スイッチＳ２が閉じるとホールド・キャ
パシタＣxに蓄えられていた電荷は、スイッチＳ２を通
して定電流源１２による予め定められた電流値により放
電する。入力端子１６に入力されていた信号が無くなる
と、スイッチ制御回路１４がスイッチＳ２を再び開状態
にする。

【０００５】ホールド・キャパシタＣxに残る電荷によ
るコンデンサ両端の電圧は、スイッチＳ２が閉じていた
時間すなわち放電時間に比例して減少する。つまり、ス
イッチＳ２が閉じていた時間間隔が電圧の変化に変換さ
れる。このホールド・キャパシタＣxの両端の電圧をバ
ッファ・アンプ１８を通してＡＤＣ２０がデジタル・デ
ータに変換する。このデジタル・データからスイッチＳ
２が閉じていた時間間隔をＣＰＵ等の演算装置（図示せ
ず）により求める。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、図２に示すよ
うな従来の時間−電圧変換回路においては、クランプ・
ダイオードＤ１の温度変化によって、順方向電圧すなわ
ちクランプ電圧が変動してしまう。その結果、スイッチ
Ｓ２が同一時間閉じていたとしても、バッファ・アンプ
１８の出力電圧は変動してしまい、正確な時間間隔測定
が行えない。

【０００７】また、信号波形を図２の時間−電圧変換回
路に用いたＡＤＣ２０を共通に使用してデジタル変換す
る必要があるときには、ＡＤＣ２０の前段に別系統のト
ラックホールド回路を構成しなければならないので、回
路構成が大規模になるという問題も生じる。

【０００８】よって、本発明の目的は、殆どの回路構成
を共用してトラックホールド回路としても用いることが
可能で安価なうえ、温度変化があっても精度の高い時間
−電圧変換及びトラックホールド回路を提供することで
ある。

【０００９】

【課題を解決するための手段及び作用】上記課題を解決
するために本発明の時間−電圧変換及びトラックホール
ド回路においては、時間−電圧変換回路として動作する
ときには可変電位を選択し、トラックホールド回路とし
て動作するときには入力信号を選択する選択スイッチ
と、選択スイッチの出力端に接続されたダイオード・ブ
リッジと、ダイオード・ブリッジが導通になったとき選
択スイッチと電気的に接続を得るホールド・キャパシタ
と、時間−電圧変換回路として動作するときにホールド
・キャパシタを測定時間間隔中放電する時間間隔測定ス
イッチと、時間間隔測定スイッチと直列に接続されてホ
ールド・キャパシタの放電電流を一定にする定電流源
と、選択スイッチ、ダイオード・ブリッジ及び時間間隔
測定スイッチを制御するスイッチ制御回路を具えること
により、殆どの回路構成を共用して時間−電圧変換回路
としてもトラックホールド回路としても動作する。ま
た、ダイオード・ブリッジは温度変化が生じても入力端
電圧と出力端電圧が等しいのでホールド・キャパシタの
充電終了電圧は高精度である。

【００１０】

【実施例】図１は本発明の時間−電圧変換及びトラック
ホールド回路の一実施例である。選択スイッチＳ３は、
図１の回路を時間−電圧変換回路として用いる場合には
基準電位源としての可変抵抗器ＶＲ１を選択し、トラッ
ク・ホールド回路として用いる場合には信号入力端子３
０を選択する。選択スイッチＳ３によって選択された信
号は、ドライブ・アンプ３２を通してダイオード・ブリ
ッジ３４の入力端に入力される。プラス電位＋Ｖ及びマ
イナス電位−Ｖ間には、定電流源４８、スイッチＳ４、
ダイオード・ブリッジ３４、スイッチＳ５及び定電流源
５０が直列に接続される。スイッチＳ４及びＳ５は、ダ
イオード・ブリッジ３４を導通にするか非導通にするか
を決定する。ダイオード・ブリッジ３４の出力端及び接
地電位間には、ホールド・キャパシタＣxが接続され
る。ホールド・キャパシタＣxと、ダイオード・ブリッ
ジ３４の出力端との接続点にスイッチＳ６及び定電流源
３８が直列に接続される。ホールド・キャパシタＣx及
びスイッチＳ６の接続点にはバッファ・アンプ４０の入
力端が接続され、出力端にはＡＤＣ４２が接続される。
スイッチ制御回路４４は、スイッチＳ３の入力選択、並
びにスイッチＳ４、Ｓ５及びＳ６の開閉状態を制御す
る。スイッチ制御回路４４には入力端子４６が接続され
ている。

【００１１】以下、図１の回路が時間−電圧変換回路と
して働くときの動作を説明する。選択スイッチＳ３はス
イッチ制御回路４４によって常時可変電位源としての可
変抵抗器ＶＲ１を選択している。

【００１２】リセット動作時は、スイッチ制御回路４４
によって、スイッチＳ４及びＳ５が閉状態、スイッチＳ
６が開状態にされる。ホールド・キャパシタＣxはＶＲ
１によって設定された電位まで、ドライブ・アンプ３２
及びダイオード・ブリッジ３４を通して充電される。ダ
イオード・ブリッジの４つのダイオードの特性が等し
く、且つ熱的に結合されているとすれば、ダイオード・
ブリッジ３４の各ダイオードの温度変化による順方向電
圧変動は互いに打ち消しあい補償される。スイッチＳ４
及びＳ５は、ホールド・キャパシタＣxが基準電位まで
充電された後に、スイッチ制御回路４４により開状態に
される。

【００１３】時間間隔測定時は、入力端子４６に信号が
入力されている間のみ、スイッチ制御回路４４がスイッ
チＳ６を閉状態にする。このときスイッチＳ４及びＳ５
は開状態のままである。スイッチＳ６が閉状態の時、ホ
ールド・キャパシタＣｘに蓄えられていた電荷は、スイ
ッチＳ６を通して定電流源３８による一定電流値で放電
する。このホールド・キャパシタＣxの放電による電圧
の減少はスイッチＳ６が閉じられていた時間間隔、すな
わち入力端子４６に信号が入力されていた時間に比例す
る。ホールド・キャパシタＣxの両端の電圧をバッファ
・アンプ４０を通してＡＤＣ４２がデジタル・データに
変換する。このデジタル・データからスイッチＳ６が閉
じていた時間間隔が求められる。

【００１４】以下、図１の回路がトラック・ホールド回
路として働くときの回路動作を説明する。選択スイッチ
Ｓ３は、スイッチ制御回路４４によって常時入力端子３
０を選択している。また、スイッチＳ６は常に開状態の
ままである。

【００１５】トラック動作時を説明すると、スイッチＳ
４及びＳ５は、スイッチ制御回路４４により閉状態にさ
れる。ダイオード・ブリッジ３４は導通状態となるの
で、ホールド・キャパシタＣxは、ダイオード・ブリッ
ジ３４及びドライブ・アンプ３４を通して入力端子３０
に加えられた電位に応じて充電又は放電される。ホール
ド・キャパシタＣxの両端の電圧は、入力端子３０に加
えられた信号の電圧に追従するトラック動作を行う。

【００１６】ホールド動作時は、ホールドする時点でス
イッチ制御回路が、スイッチＳ４及びＳ５を開状態にす
る。ダイオード・ブリッジ３４は非導通状態になるの
で、その時点での信号入力端子３０に加えられていた電
圧が、ホールド・キャパシタＣxにより保持される。ホ
ールド・キャパシタＣxの両端の電圧は、バッファ・ア
ンプ４０を通してＡＤＣ４２によりデジタル信号に変換
される。

【００１７】以上本発明の好適実施例について説明した
が、本発明はここに説明した実施例のみに限定されるも
のではなく、本発明の要旨を逸脱することなく必要に応
じて種々の変形及び変更を実施し得ることは当業者には
明らかである。

【００１８】例えば、実施例においては、本発明の回路
を時間間隔測定回路として用いるときに、入力端子４６
に信号が入力されている間スイッチＳ４及びＳ５を閉じ
ていたが、入力信号はパルス波でもよく、またスイッチ
が閉じる時間はパルス波の立ち上がりからｎ回目までの
立ち上がりまで、また立ち下がりから次の立ち上がりま
で等、当業者には容易に変形及び変更を実施できるであ
ろう。

【００１９】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、以下に記載されるような効果を奏する。

【００２０】殆どの回路構成を共用して時間−電圧変換
回路としても、トラックホールド回路としても使用可能
な安価な時間−電圧変換及びトラックホールド回路を提
供することができる。特に、時間−電圧変換動作モード
において、ダイオード・ブリッジに温度変化が生じても
ホールド・キャパシタの充電終了電圧に変動が無く、精
度の高い時間−電圧変換を行える。

【００２１】更に、時間−電圧変換回路動作モードにお
いて、ホールド・キャパシタの充電終了電圧を任意に変
更することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の時間−電圧変換及びトラックホールド
回路の一実施例である。

【図２】従来の時間−電圧変換回路である。

【符号の説明】

３０信号入力端子３４ダイオード・ブリッジ３８定電流源４４スイッチ制御回路Ｃx ホールド・キャパシタＳ３選択スイッチＶＲ１可変電位源

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入力信号又は、可変電位の何れか一方を
選択する選択スイッチと、該選択スイッチの出力端に接続されたダイオード・ブリ
ッジと、該ダイオード・ブリッジと基準電位源との間に接続され
たホールド・キャパシタと、上記ダイオード・ブリッジ及び上記ホールド・キャパシ
タの接続点に、一端が接続された時間間隔測定スイッチ
と、該時間間隔測定スイッチの他端に接続された定電流源
と、上記選択スイッチ、上記ダイオード・ブリッジ及び上記
時間間隔測定スイッチを制御するスイッチ制御回路とを
具えることを特徴とする時間−電圧変換及びトラックホ
ールド回路。