JPH0738863Y2 - 微分形周波数計 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本考案は微分形の周波数計に関するもである。

〈従来の技術〉 この種の周波数計の従来例を第３図に示す。図に於い
て、Eiは端子1a,1bに加えられる被測定の入力信号を示
すもので、この入力信号は振幅整形回路２で一定振幅の
電圧波形に整形された後、微分用のコンデンサ３で微分
される。その微分出力はダイオード4a,4b及びコンデン
サ4cよりなる回路で整流・平滑され、その平滑出力は信
号電流Isとして指示計５に加えられる。一方、振幅整形
回路２の出力の極性が反転すると、その反転出力によっ
てコンデンサ６は振幅整形回路２の出力にほぼ等しくな
るまで充電され、その充電電荷はバイアス電流Ibして前
記の信号電流Isとは逆方向に指示計５を流れる。指示計
５はIsとIbの差を指示するが、Isは被測定入力Eiの周波
数に比例し、Ibは一定値であるので、指示計５はバイア
ス電流Ibで定められる所定の範囲の周波数の値を指示す
る。

この様な微分形周波数計は従来より用いられているが、
指示計として高感度のものを用いなければ成らない，或
いは微分用コンデンサに大きなものが必要である等の問
題があり、必ずしも満足するものではなかった。

〈考案が解決しようとする課題〉 本考案は上記の問題点を解決する為になされたもので、
安価で超小形の微分形周波数形を提供することを目的と
したものである。

〈課題を解決する為の手段〉 本考案は上記の目的を達成する為に、入力信号を一定振
幅の波形に整形する振幅整形回路、この振幅整形回路の
出力を微分する微分コンデンサ、このコンデンサにより
得た微分電流が整流用ダイオードを介して供給される第
１と第２の抵抗より成る直列抵抗回路、前記振幅整形回
路の出力により充電されるバイアス用コンデンサ、この
バイアス用コンデンサの充電電荷を前記微分電流とは逆
方向に前記直列抵抗回路における第２の抵抗を介して放
電させる放電回路、前記整流用ダイオードと直列抵抗回
路の接続点がその（＋）入力端子に接続されると共に出
力端子が指示計と抵抗素子の直列回路に接続されこの指
示計と抵抗素子の接続点が（−）入力端子に接続されて
なり前記振幅整形回路の出力を整流して電源とする増幅
器により構成したものである。

〈作用〉 このように構成した本考案に於いては、信号電圧が印加
される演算増幅器の増幅出力が指示計に加えられる。

〈実施例〉 第１図は本考案に係る周波数計の一実施例の接続図であ
る。図において、11,12は周波数ｆの被測定信号Eiが入
力される端子、13は入力信号Eiの倍率を定める倍率抵
抗,14は１次フイルタ用のコンデンサである。20は入力
信号Eiを一定振幅の電圧Ezに波形整形する振幅整形回路
で、一対のツェナーダイオード21,22及び前記の倍率抵
抗13よりなっている。30は振幅整形回路20で波形整形さ
れた電圧Ezを微分する微分用のコンデンサ、41,42はコ
ンデンサ30によって得られた微分電流Isを整流する整流
用のダイオードである。ダイオード41,42で整流された
微分電流Isは抵抗43を経て抵抗51と52よりなる直列抵抗
回路50を流れる。コンデンサ30の容量をＣとすると、直
列抵抗回路50を流れる微分電流Isは下式で表される。

Is＝2f・Ｃ・Ez …（１） （１）式において、ＣとEzは一定であるので、微分電流
Isは被測定入力Eiの周波数ｆに比例する。この関係を図
示すると第２図の如くなる。尚、抵抗43はコンデンサ30
に充電される際のピーク値緩和の為に設けたものであ
る。

一方、振幅整形回路20の出力Ezの極性が反転すると、そ
の反転出力により共通電位点COMにその一端が接続され
たコンデンサ53はEzに等しくなるまで充電される。この
充電電荷は直列抵抗回路50を構成する抵抗52及び温度補
償用抵抗54,可変抵抗55,ダイオード56を介して放電され
る。この放電電流はバイアス電流Ibとして用いられるも
ので、第２図に示すごとく一定値のものである。このバ
イアス電流Ibによって直列抵抗回路50の抵抗51と52の接
続点に生じる電圧をVbとすると、前記した微分電流Isに
よって直列抵抗回路50に生じる電圧Vsは Vs＝Is（R1＋R2）＋Vb ＝2fCEz（R1＋R2）＋Ib・R2 …（２） となる。（２）式において、R1,R2は抵抗51,52の抵抗値
を表すものである。（２）式の電圧Vsは信号電流である
微分電流Isとバイアス電流Ibとの差を抵抗51と52で演算
することにより得たものである。普通、この様な差を得
る手段として演算増幅器が用いられるが、本考案に於い
ては抵抗だけでこれを実現したもので、演算増幅器を１
段省略しているものである。

60は演算増幅器で、その電源±Ｖは振幅整形回路20の出
力Ezをダイオード61,62で整流することによって得てい
る。この演算増幅器60の非反転入力端子には（２）式で
示される電圧Vsが加えられている。70は指示計で、演算
増幅器60の出力は指示計70を介して抵抗63に加えられ、
この抵抗63に生じる電圧は演算増幅器60の反転入力端子
に帰還されている。この様な構成において、演算増幅器
60の出力電流をImとし、抵抗器63の抵抗値をRmとする
と、 Im＝Vs/Rm …（３） となる。従って、（２）式と（３）式より周波数ｆは ｆ＝（Rm・Im−R2・Ib）/2C・Ez（R1＋R2） …（４） （４）式において、演算増幅器60の出力電流Im以外は全
て一定値であるので、この電流Imを指示計70で計ること
により、被測定入力Eiの周波数ｆを測定することができ
る。

尚、バイアス電流Ibは前記した可変抵抗器55により可変
することができるが、その値を被測定周波数ｆがf1のと
きIb＝Isになるように設定すれば、第２図で示すf1を定
めることができる。また、抵抗器63の抵抗値を可変する
ことにより周波数ｆの測定範囲の上限値f2を定めること
ができる。従って、抵抗器55と63の抵抗値を調整するこ
とにより、測定周波数範囲f1〜f2（例えば、45〜65Hz）
を定めることができる。抵抗器55と63の抵抗値の調整は
計器のケースの外部より出来るようにしておけば、工場
出荷時に調整することができるので便利である。

尚、演算増幅器60の電源整流用ダイオード61を省略し、
バイアス電流回路用のダイオード56を演算増幅器60の電
源整流用に利用するようにしても良い。

〈本考案の効果〉 第３図に示す従来回路においては増幅器を用いず、従っ
て信号電流を増幅せずにそのまま指示計に加えて指示さ
せるようにしている。その為、この従来回路においては
微分用のコンデンサ３として、0.47μＦのものが必要で
あり、又指示計５として50μＡの高感度のものが必要で
あった。

これに対して、本考案においては信号電流を増幅するこ
とが出来るような回路構成とすることにより、微分用コ
ンデンサ30として4700PFのものを使用することが出来、
更に指示計70として1mAの低感度の汎用品を用いること
が出来た。更に、演算増幅器の電源として、変圧器等を
用いることなく信号電圧である振幅整形回路の出力を利
用するように構成したので、本考案においては全体とし
て安価で、小形の周波数計を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る周波数計の一実施例の接続図、第
２図は第１図の動作を説明する為の図、第３図は従来の
この種の周波数計の一例の接続図である。 20……振幅整形回路、30……微分用コンデンサ、50……
抵抗直列回路、60……演算増幅器、70……指示計。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】入力信号を一定振幅の波形に整形する振幅
   整形回路、この振幅整形回路の出力を微分する微分コン
   デンサ、このコンデンサにより得た微分電流が整流用ダ
   イドートを介して供給される第１と第２の抵抗より成る
   直列抵抗回路、前記振幅整形回路の出力により充電され
   るバイアス用コンデンサ、このバイアス用コンデンサの
   充電電荷を前記微分電流とは逆方向に前記直列抵抗回路
   における第２の抵抗を介して放電される放電回路、前記
   整流用ダイオードと直列抵抗回路の接続点がその（＋）
   入力端子に接続されると共に出力端子が指示計と抵抗素
   子の直列回路に接続されこの指示計と抵抗素子の接続点
   が（−）入力端子に接続されてなり前記振幅整形回路の
   出力を整流して電源とする増幅器よりなる微分形周波数
   計。