JPS58219697A - 2線式伝送器 - Google Patents

2線式伝送器

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JPS58219697A
JPS58219697A JP10098882A JP10098882A JPS58219697A JP S58219697 A JPS58219697 A JP S58219697A JP 10098882 A JP10098882 A JP 10098882A JP 10098882 A JP10098882 A JP 10098882A JP S58219697 A JPS58219697 A JP S58219697A
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畔上 忠
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Yokogawa Electric Corp
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Yokogawa Electric Corp
Yokogawa Electric Works Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は圧力、温度等の物理量を検出する検出器の出
力信号を対応する電流に変換し、2線伝送路を介して遠
隔の受信部等へ伝速する2線式伝送器に関する。
2線式伝送器は周知のように、検出器(センナ)の出力
信号を対応する電流に変換した後、2線伝送路に供給す
るものであり、伝送線が2本で済むことから工業計測の
分野で広く利用されている。
第1図は従来の2線式伝送器の一構成例を示すブロック
図である。この図においてlli圧力等の物理量を検出
して電気信号に変換するセンサ回路であり、また、Ba
、Bt+紘各々センサ1の出力電圧を等制約に表わして
いる。この電圧1j!a、Flibは演算増幅器2の非
反転2反転入力端子に抵抗器13.14を各々介して印
加されている。演算増幅器2は両入力端に印加される電
圧の差を増幅して出力電流制御用のトランジスタ3を駆
動する。
8は定電流回路19と定電圧ダイオード20とから構成
されている定電圧回路でアシ、センサ1および演算増幅
器2に定電圧電源を供給している。
また、コモン線Cと出力端子5との間に介挿された抵抗
器9の一端が抵抗器17を介して演算増幅器20反転入
力端子に接続され、他端が抵抗器18を介して非反転入
力端子に接続されている。すなわち、抵抗器90両端電
圧か逆極性となって演五増幅器2の両入力端に印加(帰
還)されるようになっている。一方、出力端子4,5に
は伝送線111.12の一端か各々接続され、この伝送
線lI 、l*の他端間に電源6と負荷抵抗7が直列に
介挿されている。なお、電源6と負荷抵抗7とか受信側
に設けられている仁とは周知の通りである。
上述した回路の動作は次の通υである。
電圧E^が上昇すると演算増幅器2の出力電圧、すなわ
ち、トランジスタ3のペース電位か上昇し、出力1E流
10か増加する。この結果、抵抗器90両端電圧が上昇
し、この電圧か演n増幅器20両入力端に負帰還され、
この両入力端の電圧遅が少なくなり、結果的に出力電流
1oの値か前記電圧点を0とする姐に制御される。一方
、電圧]!i1が下降すると、出力電流ioか減少して
抵抗器90両端電圧、J=上下降るので、出力電流10
の匝は前述した場合同様、演算増幅器20両入力端の電
圧差を0とするイ直となる。このように、出力電流i。
はセンサ1の出力信号に対応する値となる。
ところで、上述した従来の2線式伝送器においては、入
力抵抗器13.14および抵抗器17゜18の抵抗値に
よシ、帰還率とともに測定精度か    −決定される
ため、これらに高価な高精度の抵抗器を用いねばならず
製造コストの低減が達1られないという問題かあった。
また、上述した問題を解決する手段として数個のトラン
ジスタを用いてカレントミラー回路を構成し、このカレ
ントミラー回路に装置の全電流を流して模写電流を負帰
還するという2線式伝送器(%開昭53−147258
)か知られている。
しかしながら、この2線式伝送器においてはカレントミ
ラー回路の模写側と制御側の電流比をトランジスタの電
流増IlI率比によシ設定するため接合部面積のれなる
トランジスタを用いなければならないという不都合かあ
った。そして、このことは回路を集積化する際のトラン
ジスタの特性管理を極めて難かしくするという問題を発
生した。
゛  この発明は上述した事情に鑑み、帰還用の高精嵐
の抵抗器を必蒙とせず、また、接合部面積の異なるトラ
ンジスタ等を用いずに製作することができ、かつ、安価
で品質安定度の高い2線式伝送器を提供するもので、制
御側と模写側の電流比が信号増幅素子数の比となるカレ
ントミラー回路を複数並列に接続し、これらのカレント
ミラー回路に装置の全電流を供給し、かつ、全模写電流
を伝送電流制御用の演算項幅器に負帰還するようにした
ものである。
以下図面を参照してとの発明の実施例について説明する
第2図はこの発明の第1の実施例の原理を説明するだめ
の回路図である。なお、この図において第1図と対応す
る部分には同一の符号を付しその説明を省略する。
この図において30は測定する物理証に対応する電圧v
ILを出力するセンサ回路であり、この電圧vaは抵抗
器31を介して演算増幅器2の非反転入力端子に供給さ
れる。32は可変抵抗器であシ、演算増幅器20反転入
力端子に定電圧回路8の、出力電圧を分圧して供給して
いる。演算増幅器2は両入力端子に印加される電圧差を
増幅し、この結果書られる出力信号によりFFjT([
界効米トランジスタ)23を駆動する。40は同一特性
のF E T Qa  、 Qb+ ”−Qb4から成
るカレントミラー回路であり、40aはその模写側回路
、40bは制御側回路である。この場合、制御側回路4
0t+を構成するF E T Qbs〜Q1,4は各々
のゲートとドレインか共通接続されてコモン線Cに接続
されており、模写側回路40aを構成するFF!TQa
はドレインか演算増幅器2の非反転入力端子に、ゲート
がコモン線Cに各々接続されている。また、FETQa
、Q、b1〜Qb4の各々のソース刀ふ出力端子5に接
続されている。仁のような構成によればF]!!TQa
、QtlI−Qt14のゲート電圧か共通になるから、
制御側回路4015を流れる電流(装置の全電流)の1
/4が模写側回路40・に流れる。すなわち、制御側回
路40bと模写側回路40mに流れる電流の比か各々の
回路を構成するFFiT(信号よ′5幅素子)の数の比
となる。したがって、模写11I!l 1g回路40.
と制御側回路40bとのFITの数の比をl:nにすれ
ば、電流比はl:nになる。
上述した回路においてセンサ回路30の出力電圧■aか
上昇すると、演算増幅器2の出力電圧が上昇し出力電流
1五が増加する。この結果、制御側回路40bに流れる
電流が増加して、模写側回路40.0FFtTQ&のイ
ンピーダンスが下かり、模写電流か増加する。またこの
時、抵抗器31とFl!!TQaの分圧比が変わって非
反転入力端子の電位か下かり、演算増幅器20両入力端
の電圧差か減少する。そして、この両人端電圧差が0と
なるように出力電流iiの値が、すなわち、伝送電流i
(出力電流1!十回路電流i2 )の値が制御される。
一方、電圧■aが下降すれば、出力電流f+2/’減少
して模写電流が減少□し、非反転入力端子の電位か上昇
する。そして、上述した場合と同様に、演算増幅器20
両入力端電圧走か0となるように伝送電流iか制御され
る。このように、第2図に示す回路においては、セ/す
回路30の出力電圧v1と伝送電流iとか対応する。
第3図はと−の実施例の要部の構成トポすブロン   
  ゛り図である。図に示すようにこの実施例において
は第2図に示すカレントミラー回路40(ただし、制御
側回路40bのFET数はn個)をm個並列に接続して
いる。また、この図に示すラインaが演jn幅器2の非
反転入力端子に接続され、ラインbがコモン線Cに接続
される。
この上うな構成によるこの実施例の動作は前述した回路
の場合と同様となるのでその説明を省略するρS、この
実施例における模写側と制御側の電流比はm (1: 
n )すなわちm : m nとなる。
なお、この実施例における力Vントミラー回路は制御側
と模写側がともに複数(例えはn =100、tn =
 10000 程度)のFET″′C構成されているの
で、個々のF]l[iTの構造公差、材料偏差、工程偏
流による電流比のバラツキが平均化されて結果的に除去
される。したがって、回路を集積化する際の素子(F]
!iT)の特性管理の困難性を解消し、標準的な集積技
術を用いて品質の高安定を得ることができる。
U44図はこの発明の第2の実施例の基本的な構成を示
す回路図である。この図に示す回路は第2図に示す回路
のF 118 T Q、1)l〜Q、!+4にスイッチ
素子としでF K T Q、e t−Q、64を各々直
列に接続した回F’sである。なお、FKTQ、al〜
Q、64で電流比選択回路41が構成されている。図に
示すように、この回路においてはF I TQol %
−Q、64のうち何個をONとするかによって、制御側
回路40bに流れる電流と模写側回路40.に流れる電
流との比が決定される。すなわち、センサ回路30の出
力電圧レベル等に合わぜて電流比を任意に設定すること
かできる。
第5図はとの実施例の要部の構成を示すブロック図であ
る。図に示すようにこの実施例においては第4図に示す
カレントミラー回路40(ただし、制御側回路40bの
FF1T数はn個)と電流比選択回路41とからなる組
合わせをm個並列に接続している。したかって、この実
施例においては電流比を(1:1)〜m(1:n)の間
で任意に設足することかできる。なお第1の実施例が有
する利点も合わせて有することは言うまでもない。
第6図はこの発明の第3の実施例の基本的構成を示す回
路図である。なお、この図において第2図の各部と対応
する部分には同一の符号を付しその説明を省略する。
この図において45は可変抵抗器であり、一端かセンサ
回路30の出力端子に接続され、他端が演算増幅器2の
非反転入力端子に接続され、また、摺動端子がFF!T
46のドレインに接続されている。このFET46のゲ
ートは演其増幅器2の出力端子に接続され、ソースか模
写側回路4011に接続されている。図に示すカレント
ミラー回路40の模写電流比を1:nとすれば電流!@
(=j3十in + is 十i6+ !y )の’/
/117J5128.流i、として演nm幅器2にフィ
ードバックされるので、動作的には第2図に示す回路と
同様となる。
次に、第7図はこの実施例の具体的構成を示す回路図で
ある。との図に示す回路は第6図に示すFET46をr
 +m並列に接続してカレントドライブ回路Aを栴成し
、FF1T33をに個並列に接続してカレントドライブ
回路Bを114成しでいる。また、模写a+回M40a
、villalのFETで、制御側1u略〃im l向
のFETで構成されている。なお、5゜は電流バッファ
用のトランジスタである。この回路において、例えばi
=50 、 k=500 、 m=5000 、 n=
500 (個)とすると、模写側回路40aは制御側回
路40bに流れる電流I8の’/iooの電流を19と
してカレントドライブ回路Aに伝える。そして、カレン
トドライブ回路Aは模写側回路40.と同じFET数で
あるから、このカレントドライブ回路Aには電流js2
+’そのまま流れ、すなわち、電流18の/100の値
の電流!9〃i演舅増幅器2に負帰還される。したかっ
て、この実施例における模写電流19の負帰還動作は前
述した、第1.第2の実施例の場合と同様とな1す る。また、カレントドライブ回路Aは、前述した負帰還
動作の他に、模写側回路40.0ドレイン−ソース間電
圧と制御側回路40bのドレイン−カレントドライブ回
路AのFET46−1〜46−1のゲート−ソース間電
圧はカレントドライブ回路BのFET33−1〜33−
にのゲート−ソース間電圧を模写する。カレントドライ
ブ回路Aのこのような機能は各回路の構成素子数、すな
わち、i 、 k 、 m 、 nを適切に選ぶことに
より容易に達tられる。
このように、この実施例においては模写側回路40aと
制御側回路40bのドレインソース間電圧を正確に等し
くすることができるので、カレントミラー回路40の電
流模写比率を極めて商い精度で一定値に保持することか
できる。
以上説明したようにこの発明によれば、制御側と模写側
の電流比が信号増幅素子数の比となるカレントミラー回
路を複数並列に接続し、これらのカレントミラー回腎に
装置の全電流を供給し、かつ、全模写電流を伝送電流制
御用の演算増幅器に負帰還するようにしたので、帰還用
の高F’#度の抵抗器を必蒙とtず、また、接合部面積
の異なるトランジスタを用いる必要もない。したがって
、安価に製作することができ1、しかも、回路を集積化
する際に素子(FET等)の特性管理の困難性がなく標
準的な集積技術を用いて製品品質の高安定を得ることか
できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の2線式伝送器の一構成例を示すブロック
図、第2図はこの発明の詳細な説明するだめの回路図、
第3図は同実施例の要部の構成を示すブロック図、第4
図はこの発明の第2の実施例の基本的構成を示す回路図
、第5図は同実施例の要部の構成を示すブロック図、第
6図はこの発明の第3の実施例の基本的構成を示す回路
図、第7図は同実施例の具体的構成を示す回路図である
。 2・・・@Ji増幅器、30・・・センサ回路、33゜
33−1〜33−k・・・FET (伝送電流制御部)
、40・・・カレントミラー回路、40a、40m−1
〜40a−m−・−模写側回路、40b 、 40 b
−1−40b−m−−−制御側回路、Qa a * Q
b t 〜Qs aoo。 Fl!!T (信号増幅素子)。 代理人弁理士志賀正武、、 、 “、2゜

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 模写側回路に流れる模写電流と制御側回路に流れる電流
    との比が各々の回路を構成する信号N幅素子の数の比と
    なるカレントミラー回路を複数並列に接続し、また、測
    定すべき物理量に対応する信号を出力するセンサ回路と
    、前記センサ回路の出力信号か供給される演算増幅器と
    、前記演n増幅器の出力信号に基づ1!受信側へ供給す
    る伝送電流を制御する伝送−流制御部とを設け、前記各
    制御側回路に装置の全電流を壇給し、との結釆得られる
    前記各模写電流を前記演i4壇幅器に負帰還するように
    したことを特徴とする2線式伝送器。
JP10098882A 1982-06-12 1982-06-12 2senshikidensoki Expired - Lifetime JPH0238992B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58222400A (ja) * 1982-06-18 1983-12-24 横河電機株式会社 2線式伝送器

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58222400A (ja) * 1982-06-18 1983-12-24 横河電機株式会社 2線式伝送器
JPH0315798B2 (ja) * 1982-06-18 1991-03-01 Yokogawa Electric Corp

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