JPS5846889B2 - 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。

特にディジタル信号およびパルス時間幅信号により制御
することができ、抵抗値可変幅が大きく、大電流回路ｌ
こも用いることのできる可変抵抗回路に関するものであ
る。

従来、電子回路で構成される可変抵抗回路は各種のもの
が知られているが、その多くはトランジスタのコレクタ
・エミッタ間の特性等、素子の特性を直接利用するもの
であり、制御入力信号もアナログ信号であるものが多い
。

このため、制御入力に対する応答は、二乗特性等の複雑
な関数関係となり、可変幅も素子の特性の範囲に限られ
ることになる。

また、電界効果トランジスタを使用したものは、大電流
回路に適さない欠点がある。

このため、近年発達している各種のディジタル機器に組
み合せて使用するには不十分である。

本発明はディジタル信号あるいはパルス時間幅信号によ
り制御することもでき、大電流用として広範囲の抵抗可
変幅を備え、しかも、トランジスタあるいは電界効果ト
ランジスタ等の素子の特性にかかわらず、制御入力信号
に対して単純な正比例関係の応答特性を備えた可変抵抗
回路を提供することを目的とする。

本発明はトランジスタのコレクタ・ベース間に電界効果
トランジスタのドレイン・ソース電極を接続し、このド
レイン電極とゲート電極との間ｌこ構成されるループを
制御して可変特性を得ることを特徴とする。

以下図面を用いて詳しく説明する。

第１図は本発明実施例の回路構成図である。

図で１および２は可変抵抗回路の抵抗値を与えるための
端子である。

３は制御回路で、Ａ１−Ａ３は増幅器を示す。

Ｒｏは基準抵抗器で、Ｒ１およびＲ２は抵抗器である。

Ｕは可変電位変換回路である。これは梯子形回路により
構成された、ディジタル制御形のもので例えば、アナロ
グデバイス社のＡＤ７５２０が用いられている。

Ｑは電界効果トランジスタ、Ｔはトランジスタを示す。

端子１および端子２はトランジスタＴのコレクタ電極お
よびエミッタ電極が、基準抵抗器Ｒ８を直列に介して接
続されている。

また端子１は増幅器Ａ１の正入力に導かれ、増幅器Ａ、
の出力は抵抗器Ｒ１を介して増幅器Ａ２の負入力に導か
れている。

増幅器Ａ２の正入力は接地されている。

増幅器Ａ２は差動増幅器で、増幅器Ａ２の帰還回路は可
変電位変換回路Ｕから抵抗器Ｒ２を介して増幅器Ａ２の
負入力に帰還されている。

これは外部からディジタル信号により制御されるよう構
成されている。

一方、増幅器Ａ２の出力は反転増幅器Ａ４を介して増幅
器Ａ３の正入力端子に導かれる。

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。

増幅器Ａ３の出力は電界効果トランジスタＱのゲート電
極に接続されている。

電界効果トランジスタＱのドレイン電極はトランジスタ
Ｔの未来コレクタ電極に接続さ和、ソース電極はトラン
ジスタＴのベース電極に接続され、また抵抗器Ｒを介し
てトランジスタＴのエミッタ電極に接続されている。

なお、抵抗器Ｒは、トランジスタＴのバイアスを適切に
定めるため必要に応じて用いられるもので、場合によっ
ては省略してもよい。

このように構成された回路の動作を説明すると、端子１
および端子２の間に電圧Ｅ１が与えられると、そのとき
流れる電流ｉは端子１および端子２を外部から見た等価
抵抗値ＲＥにより求められる。

この等価抵抗値ＲＥを求めると、増幅器Ａ１は単なるバ
ッファ増幅器であるので、その出力は同じく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Ｕの出力点の電圧をＲ３とす
れば、Ｒ３とＲ２の間に次式が成り立つ。

ここでり。

・・・Ｄｎは２値デジタル信号でそれぞれＯまたは１で
ある。

従って、バッファ増幅器Ａ１の出力Ｅ１および差動増幅
器Ａ２の出力Ｅ２との間には、増幅器Ａ２の利得が充分
大きいので、となる。

このとき増幅器Ａ３は十分利得の大きい増幅器に負帰還
が施されているので、その負端子に生ずる電圧ｒ Ｒ□
と正端子に与えられる電圧−Ｒ２は等しくなる。

従ってとなり、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を外部から見た等価抵抗
値ＲＥは、デジタル信号の制御による制御信号に比例し
た値を得ることができる。

また使用するトランジスタＴを大電流用のものとすれば
、大電流用に適した可変抵抗回路を得ることができる。

第２図は木兄間第２の実施例の回路構成図である。

図でＡ、は増幅器を示し、Ｒ３−Ｒ６は抵抗器を示す。

ＳＷはスイッチ回路を示しＣ１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される
。

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Ａ５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Ａ、の負入力と出力を抵抗器Ｒ３とコ
ンデンサＣ１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Ｒ４およびスイッチ回路Ｓ
Ｗを介して増幅器Ａ５の負入力ｌこ導かれ、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、デユーティ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Ａ５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。

ここでは、増幅器Ａ２の出力は抵抗器Ｒ，、Ｒ６による
電圧分割回路により、増幅器Ａ２の入力に導かれている
。

その他の部分は第１図と同様である。

第２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。

Ｒ３−−（ＴＸ／Ｔ８）・（Ｒ３／Ｒ４）・Ｒ２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Ａ
２の出力点の電圧Ｅ２との間にはＲ２−（Ｒ２／Ｒ１）
・（Ｔｓ／Ｔｘ）・（Ｒ４／Ｒ３） ’ Ｅｌなる関係
が成立つ。

この電圧Ｅ２が抵抗器Ｒ５ｔＲ６による電圧分割回路を
介して増幅器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／Ｔ８に比例した値を得ることができる。

なお、抵抗器Ｒ５およびＲ６により、等価抵抗ＲＥの可
変幅を任意に定めることができる。

このような回路は実施の形態に応じて、適当な位置に挿
入することができるものである。

以上に述べたように、きわめて簡単な電子回路の構成に
より、デジタル信号あるいはパルス時間幅信号で制御さ
れ、トランジスタあるいは電界効果トランジスタ等の素
子の特性にかかわらず、制御入力信号に正比例して広範
囲に抵抗値を変化することができ、かつ適当な電流容量
のトランジスタを使うことにより、大電流回路にも使用
することができる可変抵抗回路を得ることができる。

なお入力信号の選び方により、この回路でパルス抵抗や
ランプ抵抗等を発生することも可能である。

また、トランジスタは発熱源であるので必要に応じて入
力に対して、直線的特性をもった発熱源を得ることもで
きる。

原理式は以下の通りである。

すなわち発熱量をＰとすると、電流ｉを定値としたばあ
い 電圧■を定値としたばあい 上記例に述べた回路には各種の変形回路が考えられ、こ
れらにより同様に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、減衰器の挿入もし
くは省略、これに伴う正負入力端子の入れ換え、あるい
は電界効果トランジスタのＰチャネル型、Ｎチャネル型
の入れ換え、ドレイン電極とソース電極の入れ換え、あ
るいはトランジスタのＰＮＰ型とＮＰＮ型の入れ換え等
による変形回路は無数に考えられる。

制御信号および電位変換回路の形態についても、各種の
方法および構成があり、同様に本発明を実施することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例回路構成図、第２図は本発明の
実施例回路構成図。 １．２・・・端子、３・・・制御回路、Ａ１〜Ａ５・・
・増幅器、Ｒ、Ｒｏ、 Ｒ１−Ｒ６・・・抵抗器、Ｑ・
・・電界効果トランジスタ、Ｔ・・・トランジスタ、Ｕ
・・・可変電位変換回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ トランジスタ、このトランジスタのコレクタ・エミ
   ッタ回路Ｉこ直列ｌこ接続された基準抵抗器、前記トラ
   ンジスタのコレクタとエミッタのうち前記基準抵抗器が
   接続されない方の電極とベースの間にドレイン・ソース
   回路が並列に接続された電界効果トランジスタ、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
   電位変換回路、この可変電位変換回路と抵抗器 を負帰
   還回路に持ち前記トランジスタのコレラ とエミッタの
   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トランジスタのコレクタ
   とエミッタ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に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。