JPS59201508A - 電圧電流変換回路 - Google Patents
電圧電流変換回路Info
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- JPS59201508A JPS59201508A JP58076457A JP7645783A JPS59201508A JP S59201508 A JPS59201508 A JP S59201508A JP 58076457 A JP58076457 A JP 58076457A JP 7645783 A JP7645783 A JP 7645783A JP S59201508 A JPS59201508 A JP S59201508A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
この発明は、入力電圧に比例する出力電流、を得る電圧
電流変換回路に関するものである。
電流変換回路に関するものである。
入力電圧に比例した出力電流を得る手段としては各種の
ものが提案されている。その中で、特開昭５６−４９０
５号には、バイポーラＩＣに好適で回路構成の比較的簡
単な電圧電流変換回路が示されている。
ものが提案されている。その中で、特開昭５６−４９０
５号には、バイポーラＩＣに好適で回路構成の比較的簡
単な電圧電流変換回路が示されている。
ところで上記のよう々従来の電圧電流変換回路では、そ
の出力端子における電流出力の入力電圧に対する極性は
、出力段々して構成された電流ミラー回路の型に依存す
る。すなわち、出力電流の極性は電流ミラー回路の型に
より制限され、回路構成上の制約が大きいものであった
。
の出力端子における電流出力の入力電圧に対する極性は
、出力段々して構成された電流ミラー回路の型に依存す
る。すなわち、出力電流の極性は電流ミラー回路の型に
より制限され、回路構成上の制約が大きいものであった
。
この発明は上記のような点に鑑みなされたもので、簡単
な回路構成で出力電流の極性およびポテンシャルを任意
に設定することができ回路応用上の自由度を大幅に向上
された電圧電流変換回路を提供りようとするものである
。
な回路構成で出力電流の極性およびポテンシャルを任意
に設定することができ回路応用上の自由度を大幅に向上
された電圧電流変換回路を提供りようとするものである
。
すなわちこの発明に係る電圧電流変換回路では、入力電
圧ＶＩＮと略等しい電圧がエミッタに与えられた電圧電
流変換用トランジスタとこの電圧電流変換用トランジス
タのエミッタに接続された電圧電流変換用抵抗とを含む
電圧電流変換部と、この電圧電流変換部の出力電流に応
じ電光変換を行なろ電光変換回路を含み適宜補償用光結
合回路の付加された出力用の電光変換回路とこの電光変
換回路に結合し出力段より上記電圧電流変換用抵抗に流
れる電流に比例した電流値を有し且つ上記電光変換回路
および電圧電流変換部とは電気的に分離された出力電流
ｌ０ＵＴを出力する出力用光結合回路とを備えたもので
、上記入力電圧ＶＴＮに比例した電流値を有する出力電
流ｌ０ＵＴは入力電圧ＶＩＮの入力する電圧電流変換部
と分離されているためにその極性およびポテンシャルを
自由に設定できるものである。
圧ＶＩＮと略等しい電圧がエミッタに与えられた電圧電
流変換用トランジスタとこの電圧電流変換用トランジス
タのエミッタに接続された電圧電流変換用抵抗とを含む
電圧電流変換部と、この電圧電流変換部の出力電流に応
じ電光変換を行なろ電光変換回路を含み適宜補償用光結
合回路の付加された出力用の電光変換回路とこの電光変
換回路に結合し出力段より上記電圧電流変換用抵抗に流
れる電流に比例した電流値を有し且つ上記電光変換回路
および電圧電流変換部とは電気的に分離された出力電流
ｌ０ＵＴを出力する出力用光結合回路とを備えたもので
、上記入力電圧ＶＴＮに比例した電流値を有する出力電
流ｌ０ＵＴは入力電圧ＶＩＮの入力する電圧電流変換部
と分離されているためにその極性およびポテンシャルを
自由に設定できるものである。
以下図面を参照してこの発明の一実施例につき説明する
。
。
第１図において、Ａは入力回路の一例として示した演算
増幅回路で入力端子ＩＮよりこの非反転入力端に入力電
圧ＶｒＮが印加されており、この演算増幅回路Ａの出力
端には、エミッタに抵抗Ｒの接続されたエミッタフォロ
ワ構成の電流電圧変換用トランジスタＱ、のベースが接
続され、このトランジスタＱ１のエミッタが上記演算増
幅回路Ａの反転入力端が接続される。さらに、上舵エミ
ッタフォロワ構成のトランジスタＱ、のコレクタには、
出力用の光結合素子（フォトカプラ）Ｃ，。’の電光変
換素子ＬＤを介して正尾源＋■が供給される。
増幅回路で入力端子ＩＮよりこの非反転入力端に入力電
圧ＶｒＮが印加されており、この演算増幅回路Ａの出力
端には、エミッタに抵抗Ｒの接続されたエミッタフォロ
ワ構成の電流電圧変換用トランジスタＱ、のベースが接
続され、このトランジスタＱ１のエミッタが上記演算増
幅回路Ａの反転入力端が接続される。さらに、上舵エミ
ッタフォロワ構成のトランジスタＱ、のコレクタには、
出力用の光結合素子（フォトカプラ）Ｃ，。’の電光変
換素子ＬＤを介して正尾源＋■が供給される。
また、上記光結合素子Ｃ１ｏの光電変換側は光′隈変換
素子（フォトダイオード）ＦＤとこの素子がベースに接
続された電流増幅用トランジスタＱｐとで構成されてお
【）、図示しないがこの光電変換側のトランジスタＱｐ
のエミッタＺ２側は例えば接地されこのトランジスタＱ
ｐのコレクタと適当な電源との間に設けられた負荷に出
力電流ｌ０ＵＴが得られる。
素子（フォトダイオード）ＦＤとこの素子がベースに接
続された電流増幅用トランジスタＱｐとで構成されてお
【）、図示しないがこの光電変換側のトランジスタＱｐ
のエミッタＺ２側は例えば接地されこのトランジスタＱ
ｐのコレクタと適当な電源との間に設けられた負荷に出
力電流ｌ０ＵＴが得られる。
以上のような構成の回路では、常圧電流変換用トランジ
スタＱ１のエミッタは演算増幅回路人の反転入力に帰還
されるのでその電位は略入力電圧Ｖ’ＩＮに等し７い。
スタＱ１のエミッタは演算増幅回路人の反転入力に帰還
されるのでその電位は略入力電圧Ｖ’ＩＮに等し７い。
演算増幅回路Ａの入力インピーダンスは非常に大きく、
この演算増幅回路Ａの入力端ＩＮには極めて僅かの電流
１．７か流れず無視できるものとする。トランジスタＱ
＋におけるエミッタ′屯流は抵抗Ｒに流れる電流ＩＲに
等しく、トランジスタＱ１のコレクタ電流Ｉｃ、は、 Ｉｃ、 ＝Ｔ（ＶＩＮ ＋ Ｖｏｓ）・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・（１）となる。ここでＲは
抵抗Ｒの抵抗値で、α′ けＱ、のベース接地、電流増
幅率であＩ）、Ｖｏｓは演算増幅回路Ａのオフセット′
覗圧である。そして第１図の回路が理想的々場合にはα
＝ｌ、Ｖｏｓ＝Ｏとなり、 ＶＩＮ Ｉｃ、＝Ｔ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・（２）とみ外すことができ、コレクタ電流Ｉｃ、
は入力電圧ＶＩＮ Ｋ直接比例する。
この演算増幅回路Ａの入力端ＩＮには極めて僅かの電流
１．７か流れず無視できるものとする。トランジスタＱ
＋におけるエミッタ′屯流は抵抗Ｒに流れる電流ＩＲに
等しく、トランジスタＱ１のコレクタ電流Ｉｃ、は、 Ｉｃ、 ＝Ｔ（ＶＩＮ ＋ Ｖｏｓ）・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・（１）となる。ここでＲは
抵抗Ｒの抵抗値で、α′ けＱ、のベース接地、電流増
幅率であＩ）、Ｖｏｓは演算増幅回路Ａのオフセット′
覗圧である。そして第１図の回路が理想的々場合にはα
＝ｌ、Ｖｏｓ＝Ｏとなり、 ＶＩＮ Ｉｃ、＝Ｔ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・（２）とみ外すことができ、コレクタ電流Ｉｃ、
は入力電圧ＶＩＮ Ｋ直接比例する。
一方第２図に示すような光結合素子の特性は、Ｉｐ
ｎ Ｉｃｐ ＝ Ｋ （不ｉ） ・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・（３）で表せる
。伊１２、ＩＣｐはフォトカプラ内のトランジスタＱｐ
の出力電流、ＩＦは電光変換素子（ＬＥＤ）ＬＤの入力
電流、Ｋは比例係数はＩＦＯはこの比例係数を測定した
ときの入力電流（基準入力電流）、指数ｎは対数による
Ｉｐ −Ｉｃｐ特性の傾きである。
ｎ Ｉｃｐ ＝ Ｋ （不ｉ） ・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・（３）で表せる
。伊１２、ＩＣｐはフォトカプラ内のトランジスタＱｐ
の出力電流、ＩＦは電光変換素子（ＬＥＤ）ＬＤの入力
電流、Ｋは比例係数はＩＦＯはこの比例係数を測定した
ときの入力電流（基準入力電流）、指数ｎは対数による
Ｉｐ −Ｉｃｐ特性の傾きである。
ココで、（３）式でｎ ＝ １． 、 Ｋ／ＩＦＯ＝
１ となる理想的な場合を考えると、 Ｉｃｐ ＝ Ｉ ｐ・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・（４）となｌ）、電光変換素子ＬＤ
に流れる入力電流と同一の値の型締、が光結合素子Ｃ１
゜の出力端子ＯＵＴ にコレクタ電流ＴＣｐとして流れ
る。このよう−１ｓ合の第１−図の出力′電流ｌ０ＵＴ
はＶＩＮ ［０１ＪＴ−ＩＣｐ ＝ｙ＝、 ・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ （５）
とみ方せ、入力τ′圧ＶｒＮに比例する出力電流ｌ０Ｕ
Ｔ が光結合素子の出力端より得られる。
１ となる理想的な場合を考えると、 Ｉｃｐ ＝ Ｉ ｐ・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・（４）となｌ）、電光変換素子ＬＤ
に流れる入力電流と同一の値の型締、が光結合素子Ｃ１
゜の出力端子ＯＵＴ にコレクタ電流ＴＣｐとして流れ
る。このよう−１ｓ合の第１−図の出力′電流ｌ０ＵＴ
はＶＩＮ ［０１ＪＴ−ＩＣｐ ＝ｙ＝、 ・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ （５）
とみ方せ、入力τ′圧ＶｒＮに比例する出力電流ｌ０Ｕ
Ｔ が光結合素子の出力端より得られる。
このような回路において、出力系となる光７（１′変換
回路側は光電変換回路側を含めた前段とジオ電気的に切
（ン離すことができるため、出力系のポテンシャルすな
わち出力箱：流の電位を任意に設定できる。
回路側は光電変換回路側を含めた前段とジオ電気的に切
（ン離すことができるため、出力系のポテンシャルすな
わち出力箱：流の電位を任意に設定できる。
第３図および第４図に光結合素子の）′６電変換回路側
の出力の取１）出し方の例を示す。ここでＲＬは出力電
流を取を）出す負荷を示し７たものである。前述１．た
ようにｂ”ｆ−米の電圧電流変換回路では出力端から見
た出力電流の極性を逆にするために電流ミラー回路を付
加する必要があったが、第１図に示すものでは出力系の
ボラン２′／ヤルを任意に設定できることから、第３１
’２１および第４図に示すように極性を反転させろ回路
を付加することなく異方る極性の出力電流を得ろことが
でき、回路構成上の応用節回が広いものとなる。
の出力の取１）出し方の例を示す。ここでＲＬは出力電
流を取を）出す負荷を示し７たものである。前述１．た
ようにｂ”ｆ−米の電圧電流変換回路では出力端から見
た出力電流の極性を逆にするために電流ミラー回路を付
加する必要があったが、第１図に示すものでは出力系の
ボラン２′／ヤルを任意に設定できることから、第３１
’２１および第４図に示すように極性を反転させろ回路
を付加することなく異方る極性の出力電流を得ろことが
でき、回路構成上の応用節回が広いものとなる。
第５図は第１図に示す回路の演算増幅回路Ａを省略し簡
略化したものを示したものである。
略化したものを示したものである。
電圧’４ 流変換用のトランジスタＱ１のエミッタ電位
は、このトランジスタＱ、のベースエミッタ間電圧をＶ
ＢＥとすると、この場合のトランジスタＱ１のエミッタ
′慮位はＶＩＮ −ＶｎＥとなる。
は、このトランジスタＱ、のベースエミッタ間電圧をＶ
ＢＥとすると、この場合のトランジスタＱ１のエミッタ
′慮位はＶＩＮ −ＶｎＥとなる。
従って、トランジスタＱ１のコレクタ電流Ｉ Ｃ＋は
ｆ自＝、 （ＶＴＮ−ＶＢＥ ） ・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・ ｆ６）となり、これトオＶ
Ｉ３ＥがＶＴＮに比べ無視し得る程度に小さく且つベー
ス接地電流増幅率αが１とみなせる場合には第１図の場
合で示した（２）式と同様のものとなる。この第５図に
示す回路は本発明による電圧電流変換回路としては最も
単純な精１成のものである。
・・・・・・・・・・・・ ｆ６）となり、これトオＶ
Ｉ３ＥがＶＴＮに比べ無視し得る程度に小さく且つベー
ス接地電流増幅率αが１とみなせる場合には第１図の場
合で示した（２）式と同様のものとなる。この第５図に
示す回路は本発明による電圧電流変換回路としては最も
単純な精１成のものである。
゛讃圧市’、 流変換用のトランジスタＱ１のベース側
に接続する入力回路は用途に応じ適宜設計すればよいも
のであり、例えば第１図のように入力回路として演算増
幅回路Ａを用いてもよく、また第５図に示すように入力
回路を省略してもよい。
に接続する入力回路は用途に応じ適宜設計すればよいも
のであり、例えば第１図のように入力回路として演算増
幅回路Ａを用いてもよく、また第５図に示すように入力
回路を省略してもよい。
第６図に示すものは第５図に示した電圧１ト；流回路を
応用［、た例を示（またもので、第５図の回路における
トランジスタＱｐのエミッタ１ｊ（ｌｉ Ｊ ２を接地
、１２、出力端ＯＵＴ を電圧４Ｉ流変換用トランジス
タＱ、のベースに帰還させたものである。
応用［、た例を示（またもので、第５図の回路における
トランジスタＱｐのエミッタ１ｊ（ｌｉ Ｊ ２を接地
、１２、出力端ＯＵＴ を電圧４Ｉ流変換用トランジス
タＱ、のベースに帰還させたものである。
まず第５図において光結合素子Ｃ１ｏの特性が１〕キ１
でに〜１であるとすれば（３）式よ蚤）、出力系のトラ
ンジスタＱｐのコレクタに流、１１．る電流ＩＣｐすな
わちＩＯ［ＪＴは、 ＩＣｐ＝ＫＩＦ となる。さらに抵抗Ｒに流れる電流をＩＲとし、電圧電
流変換用ｌ・ランジヌタＱ１のベース５．Ｍ流を無視す
ればＩＣｐ ＝ Ｋ Ｉ ｎとなる。ここで、第６図の
回路において、トランジスタＱ１のエミッタ′市流ＩＲ
はへ先 であり、また、入力ｆｉｉｉ、則Ｈに流れ込む
電流１函は光結合素子Ｃ１ｏのトランジスタＱｐのコレ
クタ゛市流ＩＣｐＩＣ略等［２いため、ＫＶＴＮ １１Ｎ＋ＫＩＲ−−Ｉ− となる。すなわち、第５図の回路における出力端ＯＵＴ
に流れる電流を入力端ＩＮに帰還させ、第６図に示
すように例えばトランジスタＱ１のエミッタ端を新たな
出力端ＯＵＴ、としてみた場合には、回路の入力インピ
ーダンスＺＩＮがＶｒＮ Ｒ ＺＩＮ＝肩マ＝７・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・（７）で与えら
れる。従って第６図の回路は入力インピーダンスが抵抗
Ｒと光結合素子Ｃ１ｏの比例係数にで決定されるインピ
ーダンス変換回路となる。
でに〜１であるとすれば（３）式よ蚤）、出力系のトラ
ンジスタＱｐのコレクタに流、１１．る電流ＩＣｐすな
わちＩＯ［ＪＴは、 ＩＣｐ＝ＫＩＦ となる。さらに抵抗Ｒに流れる電流をＩＲとし、電圧電
流変換用ｌ・ランジヌタＱ１のベース５．Ｍ流を無視す
ればＩＣｐ ＝ Ｋ Ｉ ｎとなる。ここで、第６図の
回路において、トランジスタＱ１のエミッタ′市流ＩＲ
はへ先 であり、また、入力ｆｉｉｉ、則Ｈに流れ込む
電流１函は光結合素子Ｃ１ｏのトランジスタＱｐのコレ
クタ゛市流ＩＣｐＩＣ略等［２いため、ＫＶＴＮ １１Ｎ＋ＫＩＲ−−Ｉ− となる。すなわち、第５図の回路における出力端ＯＵＴ
に流れる電流を入力端ＩＮに帰還させ、第６図に示
すように例えばトランジスタＱ１のエミッタ端を新たな
出力端ＯＵＴ、としてみた場合には、回路の入力インピ
ーダンスＺＩＮがＶｒＮ Ｒ ＺＩＮ＝肩マ＝７・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・（７）で与えら
れる。従って第６図の回路は入力インピーダンスが抵抗
Ｒと光結合素子Ｃ１ｏの比例係数にで決定されるインピ
ーダンス変換回路となる。
さらに第７図に示すように第６１＆の回路に新たにもう
１段の光結合素子ＣＩＯを付加し、トランジスタＱ１の
コレクタ市流路に直列にそれぞれの光結合素子Ｃ１ｏの
電光変換素子ＬＤを設け、それぞれの光結合素子ＣＩＱ
の光電変換出力を入ところで、以上までは光結合素子の
特性を路線形で理想的々ものとして取り扱ったが、実際
には非線形なものである。すなわち、光結合素子の特性
を示す（３）式において、電光変換素子に流す電流Ｉｐ
が小さい領域（通常ＩＰ＜５ｍＡ）では、ｎが約２と々
す、Ｉｌ−が大きい領域（Ｉｐ＞ ｌ Ｑ ｍＡ ）で
はｎが約１となる。第８図は、第４図に示す電圧電流変
換回路の非線形性を特性の揃った２組の光結合素子を使
用して補償した例を示す。
１段の光結合素子ＣＩＯを付加し、トランジスタＱ１の
コレクタ市流路に直列にそれぞれの光結合素子Ｃ１ｏの
電光変換素子ＬＤを設け、それぞれの光結合素子ＣＩＱ
の光電変換出力を入ところで、以上までは光結合素子の
特性を路線形で理想的々ものとして取り扱ったが、実際
には非線形なものである。すなわち、光結合素子の特性
を示す（３）式において、電光変換素子に流す電流Ｉｐ
が小さい領域（通常ＩＰ＜５ｍＡ）では、ｎが約２と々
す、Ｉｌ−が大きい領域（Ｉｐ＞ ｌ Ｑ ｍＡ ）で
はｎが約１となる。第８図は、第４図に示す電圧電流変
換回路の非線形性を特性の揃った２組の光結合素子を使
用して補償した例を示す。
第８図において、Ｑ、は電圧電流変換用のトランジスタ
、Ｒは電圧電流変換のための抵抗である。この電圧電流
変換用トランジスタＱ、のコレクタは、電流制御用の第
２の光結合素子ＣＩ２の光電変先回路を介して正電源−
１ＶＣに接続されているとともに、電流制御用の第２の
トランジスタＱ２のベースに接続される。この第２のト
ランジスタＱ２のコレクタは負電源ＶＥ に接続され
、そのエミッタと市電訴４Ｖｃ との間には電流制限
用抵抗Ｒ２および出力用の棺ｌの光結合素子Ｃ１，の電
光変換素子ＬＤ、および上記電流制御用の第２の光結合
素子０．２の電光変換素子ＬＤ２が直列に接続される。
、Ｒは電圧電流変換のための抵抗である。この電圧電流
変換用トランジスタＱ、のコレクタは、電流制御用の第
２の光結合素子ＣＩ２の光電変先回路を介して正電源−
１ＶＣに接続されているとともに、電流制御用の第２の
トランジスタＱ２のベースに接続される。この第２のト
ランジスタＱ２のコレクタは負電源ＶＥ に接続され
、そのエミッタと市電訴４Ｖｃ との間には電流制限
用抵抗Ｒ２および出力用の棺ｌの光結合素子Ｃ１，の電
光変換素子ＬＤ、および上記電流制御用の第２の光結合
素子０．２の電光変換素子ＬＤ２が直列に接続される。
そして、上記第１゜の光結合素子Ｃ１１の出力側トラン
ジスタＱｐ１から出力電流ｌ０ＵＴが取番）出さね、る
ようＫなっている。
ジスタＱｐ１から出力電流ｌ０ＵＴが取番）出さね、る
ようＫなっている。
上記のよう′ｆｘ回路においては、電流制御用の第２の
光結合素子ＣＨ２と電流制御用の第２のトランジスタＱ
、 ２ とが第１の光結合素子ＣＩ＋の非線形特性を補
償する補償回路を形成してお【〕、第２の光結合素子Ｃ
４２と第２のトランジスタＱ２から々る帰還ループが出
力用の第２の光結合素子Ｃ１１の出力電流ＩＯＵ↑と、
上記第２の光結合素子ＣＩ２のトラン７ンスタＱｐ２に
流れる電流とが等しくｉろよ）に制御する。
光結合素子ＣＨ２と電流制御用の第２のトランジスタＱ
、 ２ とが第１の光結合素子ＣＩ＋の非線形特性を補
償する補償回路を形成してお【〕、第２の光結合素子Ｃ
４２と第２のトランジスタＱ２から々る帰還ループが出
力用の第２の光結合素子Ｃ１１の出力電流ＩＯＵ↑と、
上記第２の光結合素子ＣＩ２のトラン７ンスタＱｐ２に
流れる電流とが等しくｉろよ）に制御する。
す々わち、上記第１．第２の光結合素子Ｃ１，。
ＣＩ２を同一の基阜電流ＩＦＯで測定した場合の比例係
数をそれぞれに、、 、 Ｋ、２、指数を”１０ 、ｎ
１２ととすると、上記第１．第２の光結合素子の出力側
トランジスタＱｐ、、Ｑｐ２ それぞれに流れる電流■
ＣＩＩ ＋ ＩＣ＋２は、 Ｉ ｃ、、 ＝ Ｋ、、 （力旦）０′′ＦＯ ・・・・・・・・・・・・・・・・・（８，ＩＩＦ
２ ｎ１２ ＩＣ，２−に１２（子端「） と々る。また、電光変換素子ＬＤ、、ＬＤ２に流れる電
流ＩＦＩＩ ｌ 工Ｆ＋２は共通でＩＦ ＝：［ｐ、
２ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・（９）であｌ）、 と求まる。さらに前記実施例で述べたように、Ｉｃ１□
＝−ＩＯＵＴ であるから、第１．第２の光結合素子ＣＩＩ ＋ ＣＩ
２の特性がよく揃っており、ｎＩＩ ｎ＋２ ＋ Ｋ
１１＝−Ｉ（，２であれば、（１０１式は、 ■自１−ＩＣＩ２ すなわち Ｖ ｒ Ｎ ｌ０ＵＴ＝−Ｆ−・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ （１２
）となる。言い換えると、第８図の回路では光結合素子
の非線形的な特性に依存せずに入力電圧ＶＩＮに比例し
２て出力電流ｌ０ＵＴが得られる。
数をそれぞれに、、 、 Ｋ、２、指数を”１０ 、ｎ
１２ととすると、上記第１．第２の光結合素子の出力側
トランジスタＱｐ、、Ｑｐ２ それぞれに流れる電流■
ＣＩＩ ＋ ＩＣ＋２は、 Ｉ ｃ、、 ＝ Ｋ、、 （力旦）０′′ＦＯ ・・・・・・・・・・・・・・・・・（８，ＩＩＦ
２ ｎ１２ ＩＣ，２−に１２（子端「） と々る。また、電光変換素子ＬＤ、、ＬＤ２に流れる電
流ＩＦＩＩ ｌ 工Ｆ＋２は共通でＩＦ ＝：［ｐ、
２ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・（９）であｌ）、 と求まる。さらに前記実施例で述べたように、Ｉｃ１□
＝−ＩＯＵＴ であるから、第１．第２の光結合素子ＣＩＩ ＋ ＣＩ
２の特性がよく揃っており、ｎＩＩ ｎ＋２ ＋ Ｋ
１１＝−Ｉ（，２であれば、（１０１式は、 ■自１−ＩＣＩ２ すなわち Ｖ ｒ Ｎ ｌ０ＵＴ＝−Ｆ−・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ （１２
）となる。言い換えると、第８図の回路では光結合素子
の非線形的な特性に依存せずに入力電圧ＶＩＮに比例し
２て出力電流ｌ０ＵＴが得られる。
第９図には、第８図に示した回路の効果を確認するため
の実験回路を示したものであり、第１、第２の光結合素
子ＣＩｌ Ｉ ＣＩ２として、２組の光結合素子が同一
パッケージ内に封入されたＴＬＰ５２１−２、トランジ
スタＱ、として２ＳＣ３７２、電流制御用のトランジス
タＱ２として２ＳＡ、４９５、入力回路用演算増幅器Ａ
としてＴＡ７５０４、をそれぞれ使用し、出力側の笛１
の光結合素子ＣＩ＋の出力側トランジスタＱｐＩは直列
の電流計１３を介して１５Ｖ の第２電源ｖＣ２に接Ｕ
１；されている。この回路において、入力′電圧ＶＩＮ
を０■から１０ｖ まで変化させた場合の入出力特性を
第１０図に実線Ａで示し、電圧電流変換回路として誤差
の全く々い理想特性全点線Ｂで示した。この測定範囲の
中で最大の誤差はＶＩＮ＝５Ｖの付近で約８％程度のも
のとなった。
の実験回路を示したものであり、第１、第２の光結合素
子ＣＩｌ Ｉ ＣＩ２として、２組の光結合素子が同一
パッケージ内に封入されたＴＬＰ５２１−２、トランジ
スタＱ、として２ＳＣ３７２、電流制御用のトランジス
タＱ２として２ＳＡ、４９５、入力回路用演算増幅器Ａ
としてＴＡ７５０４、をそれぞれ使用し、出力側の笛１
の光結合素子ＣＩ＋の出力側トランジスタＱｐＩは直列
の電流計１３を介して１５Ｖ の第２電源ｖＣ２に接Ｕ
１；されている。この回路において、入力′電圧ＶＩＮ
を０■から１０ｖ まで変化させた場合の入出力特性を
第１０図に実線Ａで示し、電圧電流変換回路として誤差
の全く々い理想特性全点線Ｂで示した。この測定範囲の
中で最大の誤差はＶＩＮ＝５Ｖの付近で約８％程度のも
のとなった。
第１１図に示すものは、第８図に示した補償回路を有す
る電圧電流変換回路を２組使用し、対称に接続して、差
動入力電圧ΔＶＩＮより差動出力電流＋１．−１を得る
′電圧電流変換回路を示したものである。
る電圧電流変換回路を２組使用し、対称に接続して、差
動入力電圧ΔＶＩＮより差動出力電流＋１．−１を得る
′電圧電流変換回路を示したものである。
第１１図において、第１の電圧電流変換回路系Ｊと、こ
の第１の電圧電流変換回路系りと全く対称に第２の電圧
電流変換回路系１を設ける。
の第１の電圧電流変換回路系りと全く対称に第２の電圧
電流変換回路系１を設ける。
この第１の電圧銀：流変換回路系Ｊには入力端子ＩＮよ
り第１入力端子ＶＩＮ＋が印加され、演算増幅回路Ａを
介して電圧電流変換用トランジスタＱ、のエミッタ端に
入力電圧ＶＩＮ＋と等しい電圧が印加される。このトラ
ンジスタＱ、のコレクタには電流制御用の光結合素子Ｃ
Ｉ２および電流制御用トランジスタＱ２および電流制限
用抵抗Ｒからなる補償回路と出力用の光結合素子Ｃ１１
の電光変換素子ＬＤ、とを含む電光変換回路が接続され
る。なお、この電光変換回路の回路動作は第８図に示す
ものと同様なため説明を省略１〜、また第２の電圧電流
変換回路系も第１の電圧電流変換回路系に対応する符号
を示し〜でその説明を省略する。
り第１入力端子ＶＩＮ＋が印加され、演算増幅回路Ａを
介して電圧電流変換用トランジスタＱ、のエミッタ端に
入力電圧ＶＩＮ＋と等しい電圧が印加される。このトラ
ンジスタＱ、のコレクタには電流制御用の光結合素子Ｃ
Ｉ２および電流制御用トランジスタＱ２および電流制限
用抵抗Ｒからなる補償回路と出力用の光結合素子Ｃ１１
の電光変換素子ＬＤ、とを含む電光変換回路が接続され
る。なお、この電光変換回路の回路動作は第８図に示す
ものと同様なため説明を省略１〜、また第２の電圧電流
変換回路系も第１の電圧電流変換回路系に対応する符号
を示し〜でその説明を省略する。
また、電圧電流変換用トランジスタＱ１のエミッタには
負電源−ＶＢ に接続された定電流源■１が接続され
るとともに、第２の電圧電流変換回路系ｆの電圧電流変
換用トランジスタＱｌ’のエミッタとの間に電圧電流変
換用の抵抗Ｒが接続される。これら一対の電圧電流変換
用トランジスタＱ＋、Ｑ＋’のエミッタにはそれぞれ第
１および第２の入力端における入力電圧ＶＩＮ＋。
負電源−ＶＢ に接続された定電流源■１が接続され
るとともに、第２の電圧電流変換回路系ｆの電圧電流変
換用トランジスタＱｌ’のエミッタとの間に電圧電流変
換用の抵抗Ｒが接続される。これら一対の電圧電流変換
用トランジスタＱ＋、Ｑ＋’のエミッタにはそれぞれ第
１および第２の入力端における入力電圧ＶＩＮ＋。
ＶＩＮ−が印加されるため、電圧電流変換用の抵抗Ｒに
は１“ｑ＋−Ｖｘｓ＝ ＪＹｒｒｑ なる電流・が
ＲＲ 流れる。
は１“ｑ＋−Ｖｘｓ＝ ＪＹｒｒｑ なる電流・が
ＲＲ 流れる。
従って、電圧電流変換用トランジスタＱＩのコレクタに
はＩ＋ｉ（Ｉは定電流源１１およびｉ、ｌにおける電流
値）なる電流が流れ、電圧電流５変換用トランジスタＱ
’ｌのコレクタにはＩ−ｉなる電流が流れる。
はＩ＋ｉ（Ｉは定電流源１１およびｉ、ｌにおける電流
値）なる電流が流れ、電圧電流５変換用トランジスタＱ
’ｌのコレクタにはＩ−ｉなる電流が流れる。
これらの電流′屯圧変換甲トランｊンスタＱ、１＋Ｑ＋
’のコレクタ電流Ｉ＋ｉおよびｌ −ｉは、それぞれ第
１および第２の電光変換回路におし）で電光変換され、
それぞれ第１および第２の光電変換回路２，２′におい
て光電変換される。
’のコレクタ電流Ｉ＋ｉおよびｌ −ｉは、それぞれ第
１および第２の電光変換回路におし）で電光変換され、
それぞれ第１および第２の光電変換回路２，２′におい
て光電変換される。
この光電変換回路２，２′も互いに全く同様な構成で、
第１の光電変換回路２について説明すると、光結合素子
Ｃ１１のトランジスタＱｐ、のコレクタは正電源＋Ｖｃ
に接続され、そのエミ・ツタには負電源−ＶＦ
に接続された電流源■２が接続されるとともに、エミッ
タ端から出力端ＯＵＴ が引き出されている。このよう
な光電変換回路２では、第８図のものと同様の原理によ
１）光結合素子Ｃ１１のトランジスタＱｐ＋ から■
＋簾なる電流が出力され、出力端ＯＵＴ からは＋ｉな
る電流が２．１の出力電流ＴＯＵ’Ｔ＋ として流れ出
る。
第１の光電変換回路２について説明すると、光結合素子
Ｃ１１のトランジスタＱｐ、のコレクタは正電源＋Ｖｃ
に接続され、そのエミ・ツタには負電源−ＶＦ
に接続された電流源■２が接続されるとともに、エミッ
タ端から出力端ＯＵＴ が引き出されている。このよう
な光電変換回路２では、第８図のものと同様の原理によ
１）光結合素子Ｃ１１のトランジスタＱｐ＋ から■
＋簾なる電流が出力され、出力端ＯＵＴ からは＋ｉな
る電流が２．１の出力電流ＴＯＵ’Ｔ＋ として流れ出
る。
同様にして、第２の光電変換回路２′の出力端ＯＵＴ’
からは、第２の出力電流Ｉ （１１，Ｉ Ｔ−として−
１なるｌ０ＵＴ＋とは逆極性の出力電流が同時に出力さ
れ、る。
からは、第２の出力電流Ｉ （１１，Ｉ Ｔ−として−
１なるｌ０ＵＴ＋とは逆極性の出力電流が同時に出力さ
れ、る。
以上のようにこの発明によれば簡単ガ回路構成で出力箱
′流の極性およびポテンシャルを任意に設定することの
できる電圧電流変換回路を提供することができ、回路応
用子の自由度を大幅に向上することができる。
′流の極性およびポテンシャルを任意に設定することの
できる電圧電流変換回路を提供することができ、回路応
用子の自由度を大幅に向上することができる。
第１図はこの発明の一実施例に係る電圧電流変換回路を
示す回路図、第２図は光結合素子の特性を説明する回路
図、第３図および第４図はそれぞれ第１図の回路の出力
端に接続する回路の１例を示す回路図、第５図は第１図
の回路を単純化した場合の回路図、第６図および第７図
は、それぞれ第１図に示す電圧′重席変換回路をインピ
ーダンス変換回路に応用した例を示す回路図、第８図は
この発明の他の実施例を示す回路図、第９図は第８図に
示す回路の実験回路図、１”１０図は第９図の回路の実
験結果を示すグラフ、第１１図はこの発明の変形例を示
す回路図である。 Ｃ１０＋ Ｃ１１＋ ＣＩ２ ”’光結合素子ＬＤ 、
ＬＤ、 、 ＬＤ、・・・電光変換素子Ｑ、・・・電
圧電流変換用トラン、２スタＱ２・・・章′流制御用ト
ラン、ンスタＲ・・・電圧電流変換用抵抗 ＩＮ、ＩＮ’・・・入力端 ＯＵＴ、ＯＵＴ’、、、出力端
示す回路図、第２図は光結合素子の特性を説明する回路
図、第３図および第４図はそれぞれ第１図の回路の出力
端に接続する回路の１例を示す回路図、第５図は第１図
の回路を単純化した場合の回路図、第６図および第７図
は、それぞれ第１図に示す電圧′重席変換回路をインピ
ーダンス変換回路に応用した例を示す回路図、第８図は
この発明の他の実施例を示す回路図、第９図は第８図に
示す回路の実験回路図、１”１０図は第９図の回路の実
験結果を示すグラフ、第１１図はこの発明の変形例を示
す回路図である。 Ｃ１０＋ Ｃ１１＋ ＣＩ２ ”’光結合素子ＬＤ 、
ＬＤ、 、 ＬＤ、・・・電光変換素子Ｑ、・・・電
圧電流変換用トラン、２スタＱ２・・・章′流制御用ト
ラン、ンスタＲ・・・電圧電流変換用抵抗 ＩＮ、ＩＮ’・・・入力端 ＯＵＴ、ＯＵＴ’、、、出力端
Claims (3)
- （１） 入力端子より入力電圧ＶＩＮが印加されエミ
ッタにこの入力電圧ＭＩＮに比例する電流値を得るため
の電圧電流変換用抵抗Ｒが接続された電圧電流変換用ト
ランジスタを含み上記入力電圧ＶＩＮに比例する電流を
出力する電圧電流変換部と、この電圧電流変換部の出力
電流に応じ電光変換を行なう電光変換回路と、上記電光
変換回路の出力光に応じ光電変換を行ない上記電圧型、
流変換用抵抗Ｒに流れる電流に比例した出力電流ｌ０Ｕ
Ｔ を出力する光電変換回路とを具備することを特徴
とする知；正電流変換回路。 - （２）上記電光変換回路は、上記出力電流ｌ０ＵＴと上
記電圧電流変換部の出力電流とが比例するようにこの電
光変換回路の出力電流を帰還制御する補償用光結合回路
を有していることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の電圧電流変換回路、 - （３）上記入力電圧ＶＩＮが第１および第２の入力端子
から供給された差動入力電圧であり、上記電圧電流変換
用トランジスタはそのエミッタが電圧電流変換用抵抗Ｒ
を介して接続され互いに対称配置された一対のトランジ
スタであ髪）、これらのトランジスタを含む電圧電流変
換部は互いに逆極性に差動入力電圧に比例１７た第１お
よび第２の出力電流を出力し、上記電光変換回路は上記
電圧電流変換回路の第１および第２の出力電流それぞれ
に応じて電光変換を行々い、上記光電変換回路は上記電
光変換回路の出力光に応じて光電、変換を行ない上記電
圧電流変換用抵抗Ｒに流れる電流に互いに逆極性に比例
する第１および第２の出力電流ｌ０ＵＴを出力すること
を特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項記載の
電圧電流変換回路。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58076457A JPS59201508A (ja) | 1983-04-30 | 1983-04-30 | 電圧電流変換回路 |
| US06/592,808 US4652764A (en) | 1983-03-31 | 1984-03-23 | Current source circuit with a photo coupler |
| DE3448087A DE3448087C2 (ja) | 1983-03-31 | 1984-03-27 | |
| DE19843411303 DE3411303A1 (de) | 1983-03-31 | 1984-03-27 | Schaltung mit photoelektronischem koppler oder optokoppler |
| US07/000,900 US4752693A (en) | 1983-03-31 | 1987-01-06 | Circuit with a photo coupler |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58076457A JPS59201508A (ja) | 1983-04-30 | 1983-04-30 | 電圧電流変換回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59201508A true JPS59201508A (ja) | 1984-11-15 |
Family
ID=13605680
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58076457A Pending JPS59201508A (ja) | 1983-03-31 | 1983-04-30 | 電圧電流変換回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59201508A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62258329A (ja) * | 1986-04-30 | 1987-11-10 | Ishihara Sangyo Kaisha Ltd | ハロゲン化ベンゼン類の異性化方法 |
| JPS637814U (ja) * | 1986-07-01 | 1988-01-19 | ||
| JPS6442611U (ja) * | 1987-09-07 | 1989-03-14 |
-
1983
- 1983-04-30 JP JP58076457A patent/JPS59201508A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62258329A (ja) * | 1986-04-30 | 1987-11-10 | Ishihara Sangyo Kaisha Ltd | ハロゲン化ベンゼン類の異性化方法 |
| JPS637814U (ja) * | 1986-07-01 | 1988-01-19 | ||
| JPS6442611U (ja) * | 1987-09-07 | 1989-03-14 | ||
| JPH0522973Y2 (ja) * | 1987-09-07 | 1993-06-14 |
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