JPH0733175Y2 - 周波数トランスデューサ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本考案は、所定の測定範囲にある周波数を測定してこの
周波数に対応するアナログの信号に変換して出力する周
波数トランスデューサに係り、特に周波数信号に対する
出力電圧の感度を拡大したときにもゼロ周波数に対して
異常信号が出力されないように改良した周波数トランス
デューサに関する。

〈従来の技術〉 第４図は従来の周波数トランスデューサの構成を示すブ
ロック図である。

周波数信号f_iは直流電圧を絶縁する絶縁トランスPTを介
して波形整形回路10に出力され、この波形整形回路10は
周波数信号f_iの波形整形をして１ショット回路11に出力
する。

この１ショット回路11は抵抗R₁とコンデンサC₁で決定さ
れる所定のパルス幅を持つパルス信号P₁を出力する。

一方、非反転入力端（＋）が共通電位点COMに接続され
た加算・積分増幅回路12の反転入力端（−）にはパルス
信号P₁で開閉されるスイッチSW₁と抵抗R₂を介して基準
電圧−V_Rが印加されると共にバイアス用の抵抗R₃を介し
て基準電圧V_Rが印加されている。そして、その反転入力
端（−）がと出力端との間には抵抗R₄とコンデンサC₂と
の並列回路が接続されている。

次に、以上のように構成された第４図に示す周波すトラ
ンスデューサの動作について第５図に示す特性図を用い
て説明する。

第５図に示す特性図の横軸は周波数信号f_iを縦軸は出力
電圧V₁をそれぞれ示している。

周波数信号f_iは１ショット回路11で所定のパルス幅とさ
れこれによりスイッチSW₁が周波数信号f_iに対応してオ
ンとされるので抵抗R₂には基準電圧−V_Rと周波数信号f_i
との積に対応して電流i₁が流れる。

一方、抵抗R₃には周波数信号f_iの測定範囲f₁〜f₂の下限
の周波数f_iに対応する電流i₂が基準電圧V_Rからバイアス
電流として電流i₁とは逆方向に流されている。

したがって、加算・積分増幅回路12の出力端には第５図
に示すように周波数信号f_iに対応する出力電圧V_1iと測
定範囲の下限の周波数f₁に対応する出力電圧V₁₁（＝
０）との差として得られる。

つまり、電流i₁を電流i₂から差し引くことにより出力電
圧が０〜V₁₂の範囲に対して周波数信号の範囲を（０〜f
₂）から（f₁〜f₂）に狭めることにより周波数信号に対
する出力電圧の感度を拡大することができる。

〈考案が解決しようとする課題〉 しかしながら、以上のような周波数トランスデューサで
は、周波数信号がゼロになった場合には電流i₁がゼロに
なるので加算・積分増幅回路12の出力電圧V₁がマイナス
に振れ切れる。つまり測定範囲を拡大したがために、測
定範囲外の周波数信号が入力されたときにはもともと周
波数信号が異常なのであるから出力電圧が異常になって
もやむを得ないが、周波数信号がゼロの場合までも出力
電圧がゼロにならないという新たな不具合が生じる。

〈課題を解決するための手段〉 本考案は、以上の課題を解決するために、周波数信号が
入力されこの周波数信号を所定のパルス幅を有するよう
に波形整形して第１パルス信号として出力する第１ワン
ショット回路と、先の周波数信号が入力され先の第１パ
ルス信号のパルス幅に対して十分に長いパルス幅を有す
る第２パルス信号として出力する第２ワンショット回路
と、一端に第１基準電圧が印加され他端に第１抵抗の一
端が接続されて先の第１パルス信号により開閉される第
１スイッチ手段と、一端に先の基準電圧とが逆極性で先
の周波数信号信号の測定範囲の下限に対応する第２基準
電圧が印加され他端に第２抵抗の一端が接続されて先の
第２パルス信号により開閉される第２スイッチ手段と、
先の第１抵抗と先の第２抵抗の各他端が入力端に接続さ
れこれ等の抵抗に流れる電流を加算・積分して先の周波
数信号に対応する出力信号を出力する加算・積分回路と
を有し、先の周波数信号がゼロのときに先の加算・積分
回路の出力信号をゼロとするようにしたものである。

〈作用〉 周波数信号が測定範囲内にあれば第１スイッチ手段はこ
の周波数信号に対応してオン・オフされ、第２スイッチ
手段はオンを維持し続けるので、加算・積分回路は正常
に出力電圧を出す。

しかし、周波数信号がゼロになった場合には第１スイッ
チ手段も第２スイッチ手段も共にオフとなるので、加算
・積分回路の出力はゼロ出力となる。

〈実施例〉 以下、図を用いて本考案の実施例について説明する。第
１図は本考案の１実施例の構成を示すブロック図であ
る。なお、第４図に示す構成と同一の機能を有する部分
については同一の符号を付して適宜にその説明を省略す
る。

１ショット回路11は周波数信号f_iに対応した一定のパル
ス幅をもつパルス信号P₁でスイッチSW₁をオン／オフし
周波数信号f_iに対応する電流i₁を抵抗R₂に流す。

一方、１ショット回路13は抵抗R₅とコンデンサC₃で決定
されるパルス幅を持つパルス信号P₂を出力するが、この
場合は１ショット回路11の抵抗R₁とコンデンサC₁で決定
される時定数R₁C₁に比べて極めて大きい時定数R₅C₃に選
定されている。このパルス信号P₂は一端には基準電圧V_R
が他端には抵抗R₃がそれぞれ接続されたスイッチSW₂の
開閉を制御し、この抵抗R₃に流れるバイアス電流として
機能する電流i₃を制御する。

抵抗R₁とR₂に流れる電流i₁とi₃は加算されて加算・積分
増幅回路12の出力端に出力電圧V₂として出力される。こ
の場合に電流i₁に対してi₃は逆方向に流れるので、結局
出力電圧V₂は電流i₁とi₃との差に対応して出力電圧とな
る。

次に、以上のように構成された実施例の動作について第
２図と第３図を用いて説明する。

第２図は周波数信号が測定範囲内にあるときの動作を、
第３図は周波数信号がゼロのときの動作を示す波形図で
ある。

第２図（イ）に示すような周波数信号f_iが１ショット回
路11に入力されると、その出力には第２図（ロ）に示す
ような周波数信号f_iの立上りに同期して所定のパルス幅
T₀を有するパルス信号P₁が出力される。

一方、１ショット回路13はその時定数R₅C₃が１ショット
回路11の時定数R₁C₁に比べて極めて大きく選定されてい
るので、第２図（ハ）に示すように周波数信号f_iが入力
されているかぎり絶えずハイレベル“1"のパルス信号P₂
を出力し、スイッチSW₂をオンにしている。

従って、第２図（ニ）に示すように、加算・積分回路12
の出力端にはフルスケールFSとゼロとの間の周波数信号
f_iに対応する出力電圧V₂が発生する。

しかし、第３図（イ）に示すように周波数信号f_iがゼロ
の場合には、パルス信号P₁はゼロ（第３図（ロ））であ
り、またパルス信号P₂もゼロ（第３図（ハ））となり、
結局スイッチSW₁もSW₂も共にオフとなり、第３図（ニ）
に示すように、加算・積分回路12の出力電圧V₂はゼロと
なる。

〈考案の効果〉 以上、実施例と共に具体的に説明したように本考案によ
れば、加算・積分回路の入力端に印加するバイアス電流
をオン／オフするスイッチ手段を時定数の大きな１ショ
ット回路で制御するようにしたので周波数信号に対する
出力電圧の感度を拡大しても周波数がゼロのときに出力
電圧をゼロとして異常出力がでるのを防止することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の１実施例の構成を示すブロック図、第
２図、第３図は第１図に示す実施例の動作を説明する波
形図、第４図は従来の電力トランスデューサの構成を示
すブロック図、第５図は第４図に示す電力トランスデュ
ーサの動作を説明する特性図である。 10……波形整形回路、11……１ショット回路、12……加
算・積分回路、13……１ショット回路、f:周波数信号、
P₁、P₂……パルス信号、V₁、V₂……出力電圧。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】周波数信号が入力されこの周波数信号を所
   定のパルス幅を有するように波形整形して第１パルス信
   号として出力する第１ワンショット回路と、前記周波数
   信号が入力され前記第１パルス信号のパルス幅に対して
   十分に長いパルス幅を有する第２パルス信号として出力
   する第２ワンショット回路と、一端に第１基準電圧が印
   加され他端に第１抵抗の一端が接続されて前記第１パル
   ス信号により開閉される第１スイッチ手段と、一端に前
   記基準電圧とが逆極性で前記周波数信号の測定範囲の下
   限に対応する第２基準電圧が印加され他端に第２抵抗の
   一端が接続されて前記第２パルス信号により開閉される
   第２スイッチ手段と、前記第１抵抗と前記第２抵抗の各
   他端が入力端に接続されこれ等の抵抗に流れる電流を加
   算・積分して前記周波数信号に対応する出力信号を出力
   する加算・積分回路とを有し、前記周波数信号がゼロの
   ときに前記加算・積分回路の出力信号をゼロとするよう
   にしたことを特徴とする周波数トランスデューサ。