JPS5912823Y2 - パルス幅↓−電圧変換器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、フォトカプラにより絶縁されたパルス幅信号
をアナログ電圧に変換するパルス幅−電圧変換器の改良
に関するものである。

従来、フォトカプラにより絶縁されたパルス幅信号をア
ナログ電圧に変換する場合、定電圧回路の出力をパルス
幅信号に応じて断続して高さの一定なパルス幅電圧を得
るとともに、この電圧を平滑してアナログ電圧に変換す
る方法が多く用いられている。

しかしながら、このような構成を有するパルス幅−電圧
変換器において、フォトカプラを構成するフォトトラン
ジスタを定電圧回路の次段に挿入し、このフォトトラン
ジスタにより定電圧出力を直接断続するようにしたので
は高精度のパルス幅−電圧変換器を実現することはでき
ない。

このため、定電圧出力を断続するスイッチング素子には
フォトトランジスタの出力により駆動されるＦＥＴ等の
特別なスイッチング素子が必要とされ、部品数が増加す
るとともに回路が複雑となってしまう欠点を有している
。

本考案は、上記のような従来装置の欠点をなくし、ＦＥ
Ｔ等の特別なスイッチング素子を使用することなく、高
さの一定なパルス幅電圧を得ることができ、しかも高精
度のパルス幅−電圧変換器を簡単な構成により実現する
ことを目的としたものであ、る。

第１図は本考案のパルス幅−電圧変換器の一実施例を示
す構成図である。

図において、ＩＮはパルス幅信号の印加される入力端子
、ＯＵＴはアナログ電圧の出力端子である。

Ｒ１−Ｒ４は抵抗、Ｃはコンデンサ、Ｔｒｌはトランジ
スタ、ＤＺｌ、ＤＺ２はゼナーダイオードである。

また、ＰＣは発光ダイオードＤＰおよびフォトトランジ
スタＴＰよりなるフォトカプラ、ＦＩは抵抗Ｒ３，Ｒ４
およびコンデンサＣよりなる平滑回路である。

発光ダイオードＤＰはトランジスタＴｒ１と直列に接続
され、このトランジスタＴｒ１のベースには入力端子Ｉ
Ｎを介してパルス幅信号が印加されている。

フォトトランジスタＴＰはそのベースにゼナーダイオー
ドＤＺ２が接続されるとともに、エミッタに抵抗Ｒ２が
接続されて定電流回路ＣＣを構威し、流れる電流をゼナ
ーダイオードＤＺ１に供給している。

ゼナーダイオードＤＺ１の端子電圧ＥＺは平滑回路ＦＩ
に印加され、出力端子ＯＵＴ・より出力される。

以上のように構成された本考案のパルス幅−電圧変換器
において、その動作は次のとおりである。

入力端子ＩＮにパルス幅信号が印加されると、トランジ
スタＴｒ１を介して発光ダイオードＤＰが駆動され、フ
ォトトランジスタＴＰは入力のパルス幅信号に同期して
オンオフされる。

この時、フオ））ランジスタＴＰのベース電位はゼナー
ダイオードＤＺ２により一定に制御されているので、流
れる電流はゼナーダイオードＤＺ２のゼナー電圧および
抵抗Ｒ２により定まる定電流となる。

このため、定電流回路ＣＣからゼナーダイオードＤＺ、
に供給される定電流はフォトトランジスタＴＰの動作に
応じて断続し、ゼナーダイオードＤＺ１の端子電圧ＥＺ
は入力のパルス幅信号に同期したパルス幅電圧となる。

また、このパルス幅電圧の高さはゼナーダイオードＤＺ
１により一定に維持されている。

このようにして得られたパルス幅電圧は平滑回路Ｈによ
りアナログ電圧に変換され、出力電圧Ｅｏと電圧Ｅｏは
入力電圧Ｅｏは人力のパルス幅信号に正確に対応したも
のとなる。

ここで、ゼナーダイオードＤＺ１にはフォトトランジス
タＴＰから定電流が供給されているが、これは電源電圧
変動が出力電圧Ｅｏにおよぼす影響を軽減するためのも
のである。

一般に、一定振幅のパルス電圧を得るためには、適当な
大きさの電流をゼナーダイオードに供給する方法と、一
定電流を抵抗に供給する方法とが考えられる。

しかしながら、前者においてはゼナーダイオードＤＺ１
の動作抵抗が実際には零ではないために、電源電圧変動
により供給する電流の大きさが変化した場合には、その
動作抵抗に応じて出力電圧Ｅｏの値も変化してしまい、
高精度のパルス幅−電圧変換が行なえなくなってしまう
。

また、後者においては定電流回路を使用している点では
前者の回路より良好な特性を有しているが、定電流回路
の温度変動等により出力電流が変化すると、出力電圧Ｅ
ｏも同様に変化してしまう。

この温度変動による影響は前記した電源電圧変動の影響
に比べれば小さいものであるが、高精度のパルス幅−電
圧変換を行なう場合には問題となってしまう。

さらに、定電流回路として温度変動の非常に小さな回路
を使用することも考えられるが、回路が複雑となり、高
価なものとなってしまう。

したがって、図に示すように定電流回路ＣＣの出力をゼ
ナーダイオードＤＺ１に供給するようにすると、出力電
圧Ｅｏは電源電圧変動の影響を受けないとともに、定電
流回路ＣＣの出力が温度変動等により多少変化した場合
にも、ゼナーダイオードＤＺ１の動作抵抗が小さいため
にその影響を小さくおさえることができ、高精度のパル
ス幅−電圧変換を行なうことができる。

このように、本考案のパルス幅−電圧変換器では、フォ
トトランジスタＴＰにより定電流回路ＣＣを構成し、入
力のパルス幅信号に同期して断続する定電流を発生する
とともに、この定電流をゼナーダイオードＤＺ１に供給
するようにしているので、ＦＥＴ等の特別なスイッチン
グ素子を使用することなく高さの一定なパルス幅電圧を
得ることができる。

また、フォトトランジスタＴＰにより定電流回路ＣＣを
構成しているので、電源変動の影響を受けることなく、
高精度のパルス幅−電圧変換器を実現することができる
。

第２図は本考案のパルス幅−電圧変換器の他の実施例を
示す構成図である。

図において、第１図と同様のものは同一符号を付して示
す。

Ｒ５は抵抗、Ｔｒ２はトランジスタである。

第２図に示すパルス幅−電圧変換器は前記した第１図の
装置において、定電流回路ＣＣを構成するゼナーダイオ
ードＤＺ２に比較的大きな電流を必要とする場合に用い
られる構成を示すもので、抵抗Ｒ５を介してゼナーダイ
オードＤＺ２に常時電流を流しておくとともに、このゼ
ナー電圧を第２のトランジスタＴｒ２のベースに印加し
、フォトトランジスタＴＰはトランジスタＴｒ２のエミ
ッタ側に挿入するようにしたものである。

このように構成することにより、定電流回路ＣＣはフォ
トトランジスタＴＰがオンの時に定電流をゼナーダイオ
ードＤＺ１に供給し、前記した第１図の装置と同様の動
作を行なう。

第３図は本考案のパルス幅−電圧変換器の他の実施例を
示す構成図モ゛ある。

図において、第２図と同様のものは同一符号を付して示
す。

第３図に示すパルス幅−電圧変換器は、アース電位を基
準とした出力電圧Ｅｏを得るように構成したもので、具
体的な動作は第２図の装置と同様である。

すなわち、第２図の装置では出力電圧Ｅｏを電源電圧子
■を基準として出力していたのに対し、第３図の装置で
はアース電位を基準として出力している。

以上説明したように本考案のパルス幅−電圧変換器では
、フォトトランジスタにより定電流回路を構成するとと
もに、発生される定電流をゼナーダイオードに供給する
ようにしているので、ＦＥＴ等の特別なスイッチング素
子を使用することなく、高さの一定なパルス幅電圧を得
ることができ、しかも高精度のパルス幅−電圧変換器を
簡単な構戊により実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は本考案のパルス幅 電圧変換 器の実施例を示す構成説明図である。 ＰＣ・・・フォトカプラ、ＣＣ・・・定電流回路、ＦＩ
・・・平滑回路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 入力のパルス幅信号に応じて駆動される発光ダイオード
   とフォトトランジスタよりなるフォトカプラと、第１の
   ゼナーダイオードと、第２のゼナーダイオードが前記フ
   ォトトランジスタのベース側またはこのフォトトランジ
   スタがエミッタ側に挿入されたトランジスタのベース側
   に接続され発生した定電流を前記第１のゼナーダイオー
   ドに供給する定電流回路と、前記第１のゼナーダイオー
   ドの端子電圧を平滑して出力電圧を発生する平滑回路と
   を具備してなるパルス幅−電圧変換器。