JPS5846888B2 - カヘンテイコウカイロ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電子回路により構成される可変抵抗回路に関す
るものである。

特に、直線的な可変特性を得ることのできるもので、デ
ィジタルコード信号あるいはパルス時間幅信号により制
御することのできる可変抵抗回路に関する。

トランジスタのコレクタ・エミッタ間あるいは電界効果
トランジスタのドレイン・ソース間に現われる等価抵抗
値を、ベースあるいはゲート電極から入力信号により制
御して可変抵抗値を得る回路が従来から知られている。

これらは、トランジスタや電界効果トランジスタ等素子
の特性を直接に利用するもので、抵抗可変範囲が狭い、
あるいは制御信号に対して直線性が得られない等の欠点
がある。

また、これらの制御信号はアナログの電圧あるいは電流
信号であり、適用される回路と調和しないことが多い。

本発明は、電界効果トランジスタあるいはトランジスタ
等の素子の特性が非直線的であっても、入力信号に対し
て広い範囲で直線的な可変抵抗値を与える可変抵抗回路
を提供することを目的とする。

また、入力制御信号としてディジタルコード信号あるい
はパルス時間幅信号によることのできる可変抵抗回路を
提供することを目的とする。

本発明は電界効果トランジスタのドレイン電極とゲート
電極の間に設けられたループ回路を制御し、この電界効
果トランジスタのドレイン電極およびソース電極の間に
生じる等価抵抗と、ソース電極に直列に接続された基準
抵抗Ｒ６の和を利用するよう備えられたものである。

以下図面を用いて詳しく説明する。

第１図は本発明実施例回路の構成図である。

図で１．２は可変抵抗回路の抵抗値を与えるための端子
、３は入力信号端子を示す。

Ａ１−Ａ４は増幅器、Ｆは可変電位変換回路、Ｑは電界
効果トランジスタ、Ｒｏは基準抵抗器、Ｒ，ｅ Ｒ２は
抵抗器を示す。

端子１はバッファ増幅器Ａ１を経て、増幅器Ａ２の負入
力に導かれている。

増幅器Ａ２の正入力は接地きれている。

増幅器Ａ２には可変電位変換回路Ｆおよび抵抗器Ｒ２に
よる負帰還回路が構成されている。

増幅器Ａ２の出力は反転増幅器Ａ４を介して、差動増幅
器Ａ３の正入力に導かれる。

反転増幅器Ａ４は、増幅器Ａ２の出力信号の極性がその
入力信号の極性を反転したものになるのを元に戻すため
に用いられる。

すなわち、増幅器Ａ２と反転増幅器Ａ４は入力信号と同
じ極性の出力信号を生じる増幅手段を形成する。

増幅器Ａ２に相当する部分が、後に説明する実施例のよ
うに出力信号の極性が反転しないものであるときは、反
転増幅器Ａ４は用いられない。

差動増幅器Ａ３の出力は電界効果トランジスタＱのゲー
トｌこ結合されている。

電界効果トランジスタはＮチャネル形とする。

増幅器Ａ３の負入力は電界効果トランジスタＱのソース
電極に結合きれている。

ソース電極は共通電位と基準抵抗器Ｒ８を介して接続さ
れている。

ここで、可変電位変換回路Ｆは増幅回路でもあるいは減
衰回路でもよく、入力電圧に変換率Ｘを乗じた電力を出
力する回路である。

詳しい例については後に述べる。

このように構成された回路の動作を述べると、端子１お
よび端子２の間に電圧が与えられ、そのとき流れる電流
をｉとし、端子１および端子２を外部から見た等価抵抗
値ＲＥを求める。

端子１の電圧をＥ、とすれば で、増幅器Ａ１は単なるバッファ増幅器であるのでその
出力は同じ＜Ｅｌである。

増幅器Ａ２の出力点の電圧をＲ２とし、帰還回路を構成
している可変電位変換回路Ｆの出力点をＲ３とすれば、
（ただしＸは可変電位変換回路Ｆの変換率）で、増幅器
Ａ２の入力インピーダンスは十分高いので、増幅器Ａ２
の入力点で、 となる。

また増幅器Ａ４は単なる反転増幅器であるので、その出
力は−Ｅ２となる。

増幅器Ａ３は利得の十分大きい差動増幅器であり、電界
効果トランジスタＱのゲート電極にはほとんど電流は流
れないので、増幅器Ａ３の両人力点で となる。

（２）式ないしく４）式を（１）式に代入して等価抵抗
値ＲＥを求めると、 となる。

すなわち、等価抵抗値が変数Ｘに比例して変化する可変
抵抗回路を得ることができる。

第２図は本発明実施例の回路構成図である。

この例では可変電位変換回路Ｆが、ディジタルコード信
号により制御されるよう構成されたものである。

この可変電位変換回路Ｆには梯子型ディジタル・アナロ
グ変換器（例えばアナログディバイス社ＡＤ７５２０）
が使用され、ディジタルコード信号により入出力の電圧
比が制御される。

ここで、ディジタルコード（Ｏ又は１）列をそれぞれり
。

。Ｄ、 ｊ・・・Ｄｎとすれば、上述の（５）式でと表
わすことができる。

第３図は本発明実施例回路構成図である。

この例では、可変電位変換回路ＦがカウンタＣＯの出力
により制御されるよう構成されている。

このように制御することにより、第４図または第５図に
示すような変化を示す可変抵抗値を得ることができる。

また第３図の例では、増幅器Ａ２の出力を抵抗器Ｒ３と
Ｒ４により電圧分割してそして反転増幅器Ａ４を介して
増幅器Ａ３に与えるよう構成されている。

Ｒ３とＲ４の値を適当に選ぶことにより、可変抵抗の変
化幅（レンジ）を任意に選ぶことができる。

すなわち、この例では等価抵抗値ＲＥは（５）式第６図
は本発明実施例の回路構成図である。

図でＡ５は増幅器を示し、Ｒ５，Ｒ６は抵抗器を示す。

ＳＷはスイッチ回路を示しＣはコンデンサを示す。

スイッチ回路ＳＷはパルス時間幅信号により制御きれる
。

増幅器Ａ１の出力は抵抗器Ｒ１を介して増幅器Ａ２の正
入力に導かれている。

増幅器Ａ２の負入力は接地され、かつ負帰還回路は増幅
器Ａ、による保持回路により構成されている。

保持回路は増幅器Ａ５の負入力と出力を抵抗器Ｒ６とコ
ンデンサＣの並列回路で接続し、正入力を接地したもの
からなる。

この保持回路は、その入力信号とは逆極性の出力信号を
生じるものとなる。

増幅器Ａ２の出力は、抵抗器Ｒ６およびスイッチ回路Ｓ
Ｗを介して増幅器Ａ、の負入力に導かれ、増幅器Ａ５の
出力は抵抗器Ｒ２により増幅器Ａ２の正入力に帰還結合
されている。

スイッチ回路ＳＷは、外部より周期Ｔ８、デエーテイＴ
ｘのパルス時間幅信号により制御されるよう構成されて
いる。

増幅器Ａ。による保持回路により帰還信号の極性は反転
されるので、帰還信号を増幅器Ａ２の正入力に導いても
負帰還となる。

入力信号が正入力に与えられるので、増幅器Ａ２の出力
信号の極性は入力信号の極性と一致する。

このため、増幅器Ａ２の出力信号は、前の実施例のよう
に反転増幅器を介することなく増幅器Ａ３に与えること
ができる。

その他の部分は第１図と同様である。

第６図に示す回路の動作を説明すると、端子１および端
子２を外部から見た等価抵抗値ＲＥを求めると、増幅器
Ａ２の出力点の電圧をＲ２とし、帰還回路を構成してい
る保持回路の出力をＲ３とすれば、Ｒ３とＲ２の間に次
式が成立つ。

Ｅ３＝ −（Ｒ６／Ｒ５） −（’ｒｘ／’ｒ、）・Ｒ
２従ってバッファ増幅器Ａ１の出力点の電圧Ｅ１および
増幅器Ａ２の出力点の電圧Ｅ２との間にはＥ２＝（Ｒ２
／Ｒ１）−（Ｔ８／Ｔｘ）−（Ｒ５／Ｒ６）−Ｅｌなる
関係が成立つ。

この電圧Ｅ２が増幅器Ａ３に導かれるので、 となり、端子１および端子２を外部から見た等価抵抗値
ＲＥは と表わすことができる。

このように端子１および端子２を外部からみた等価抵抗
値ＲＥは、パルス時間幅信号の制御により、そのデユー
ティ比Ｔｘ／Ｔ、（こ比例した値を得ることができる。

このほか、可変電位変換回路Ｆに減衰回路を用い、これ
をパルス時間幅信号により制御するような回路を構成し
ても、同様に実施することができる。

以上述べたように、電界効果トランジスタの素子単独の
ドレイン・ソース電極間の等価抵抗特性より広い変化幅
を備え、かつ素子単独の特性のいかんにかかわらず、入
力信号に対して直線的に変化することのできる可変抵抗
回路を得ることができる。

本発明の回路は各種測定器自動測定器等の補償抵抗とし
て使用し、特に優れた効果がある。

なお上記実施例に述べた構成のほか各種の変形回路構成
により本発明を実施することができる。

特に、バッファ増幅器、反転増幅器あるいは減衰器等を
本発明による構成の電流通路に挿入省略あるいは置換し
、これに伴い増幅器の正負入力を入れ換える等による組
合せは無数に考えられることは言うまでもない。

また、上記説明は電界効果トランジスタＱにＮチャネル
形のものを用いた例を示したが、Ｐチャネル形のもので
あっても、エンハンスメント形でもディプレッション形
でも、またドレイン電極とソース電極を入れ換えても、
これに対応して差動増幅器Ａ３の正負入力の接続を適当
に選ぶ等により、同様に本発明の回路を構成することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の回路構成図、第２図は本発明実
施例の回路構成図（ディジタルコード信号制御）、第３
図は本発明実施例の回路構成図（バイナリカウンタ制御
）、第４図、第５図は発生する抵抗値波形図、第６図は
本発明実施例の回路構成図（パルス時間幅信号制御）。 １．２・・・等価抵抗端子、３・・・入力信号端子、Ａ
１〜Ａ５・・・増幅器、Ｑ・・・電界効果トランジスタ
、Ｆ・・・可変電位変換回路、ＣＯ・・・カウンタ、Ｒ
ｏ・・・基準抵抗器、Ｒ１−Ｒ６・・・抵抗器、Ｃ・・
・コンデンサ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 電界効果トランジスタ、この電界効果トランジスタ
   のドレイン・ソース回路に直列に接続された基準抵抗器
   、制御信号入力端子を有しこの端子に与えられる制御信
   号によって入力電位に対する出力電位の変換率が制御さ
   れる可変電位変換回路、この可変電位変換回路と抵抗器
   とを負帰還回路に持ち前記電界効果トランジスタのドレ
   インとソースのうち前記基準抵抗器が接続されない方の
   電極の電位が抵抗器を介して入力に導かれその電位と同
   じ極性の増幅出力電圧を生じる増幅手段、および、この
   増幅手段の出力電圧が一方の入力に導かれ前記電界効果
   トランジスタのドレインとソースのうち前記基準抵抗器
   が接続された方の電極の電位が他方の入力Ｉこ導かれ両
   者の差に応じた増幅出力電圧を前記電界効果トランジス
   タのゲートに与える差動増幅器を具備し、前記電界効果
   トランジスタと前記基準抵抗器の直列回路の両端を抵抗
   発現端子とする可変抵抗回路。