JPS5922168A - 逆数関数発生回路 - Google Patents

逆数関数発生回路

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JPS5922168A
JPS5922168A JP13145982A JP13145982A JPS5922168A JP S5922168 A JPS5922168 A JP S5922168A JP 13145982 A JP13145982 A JP 13145982A JP 13145982 A JP13145982 A JP 13145982A JP S5922168 A JPS5922168 A JP S5922168A
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circuit
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voltage
smoothing circuit
smoothing
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佐田 浩
Hisashi Kawai
寿 河合
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Nippon Soken Inc
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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】 本発明は人力信号を逆数に変換して1])ツノする逆数
関数発生回路に関するものである。
上記回路は演算装置あるいは制御装置中にもi込まれて
広範囲に使用されており、自動車関係では車速表示装置
あるいはグロープラク゛の電ブJ制御装置等に使用され
る。従来の逆数1%数発生回路としては除算回路を利用
するもの、あるいは鋸歯状波をコンパレータで基準重圧
と比較し、入力端子とコンパレータの出力ノイルレス幅
とb:;ψ数の関係になることを利用するもの等がある
力(、いずれも回路構成が複雑である。
本発明は抵抗とコンデンサを直列に接A洗した第1の平
滑回路と所定のビステリシスを有するコンパレータと、
コンパレータの出力信号にて」−記第1の平滑回路の充
放電を行なうアナログスイッチとにより人力信号の大き
さに反比例したチューティ比を有する矩形パルス信号を
発生し、このパルス信号を第2の平滑回路で平滑するこ
とにより人力信号の逆数信号を発生するようにしたもの
で、従来回路に比して極めて簡牟な回路構成で逆数関数
発生回路を実現したものである。
以下本発明を図示の実施例により説明する。
第1図は本発明の逆数関I!i発生回路を車速表示装置
に利用した例を示すもので、1は所定間隔でスリットを
形成した円板であり、車輪の回転軸に取り付けである。
2は上記スリットを通過した光を検出して電気信号を出
力する光弐回転検出器で、一定時間内に通過するスリッ
ト数に等しいパルス信号をi1i力する。3は波形整形
回路、4は積分回路、5はピーク値ホールド回路、6は
本発明の逆数関数発生回路、7はスピードメータである
。回転検出器2の出力パルスは波形整形回路3で矩形?
くシス3aに波形整形され(第2図A)、積分回路4に
てこの矩j杉I<シス3aの周期T1、T2に比例1し
た波Q vt、■。
を有する三角波4aに変換される(第2図B )。
上記三角波4&の波高■1、■2はピークイ直ホールド
回路5にて、次の新たな?(シス3a力;(bブ]され
るまでホールドされ(第2110)、このホールド信号
5aが逆数関数発生旧1路6にて逆数信号に変換感れて
スピードメータ7に人ブノされる。
上記逆数信号は矩形・くルス3aの周期T1、T 、 
tv 、Q &になっており、p<ルス3 aノ1WJ
i皮Mすなわち単位時間当りの?くシス3aの発生数に
比例しているから、車輪の回%べ数たる車速を示してい
る。
この方式の車速表示装置は光式回転検14′Il aa
 2の出力!くシスを直接カウントするtE来方式と比
較すると、単位時間毎に出力?(ルスをづ一ンブルする
回路、パルスをカウントする11!Its1D/八変換
回路弁が不ψで装置回路が匍t1’tになり、さらに出
力パルス数が少くなる低伸時に車速表示が不正錨になる
という上記従来方式における欠点もない。
さて、第3図に本発明の逆数関数発生回路6の回路例を
示す。図中R1、R,、R,は抵抗、00、C!はコン
デンサ、63は所定電圧Δvelのビステリシスを有す
るコンパレータ、64へ64 b、  64 c、  
64 dはアナログスイッチで該スイッチ64a〜64
dの端子Gに高レベル信号を人力すると端子S、D間が
導通する。また65はインバータである。上記抵抗R1
5R1とコンデンサC1,02はそれぞれ直列に接続さ
れて、第1の平滑回路61、第2の平滑回路62ヲ11
々成シている。コンパレータ63の一方の比較人力部1
辷る非反軟入力端子(+)は第1の定電圧1原VrHに
接続され、他方の比較人力部たる反転入力端子(−)は
上記第1の平滑回路61の出力部611)と接続しであ
る。抵抗R1はコンパレータ63のビステリシス也圧Δ
Velの調整用で、抵抗R3の値が太きいと上記711
1上△Velは小さくなる。コン戸くレータ63は非1
i転人ノJ端子(+)への入力端子Vrlが反転入力端
子(−)への入力たる上記平滑回路61の出力電圧Vc
+より大きい場合に高レベル信号を出力する。
上記コンパレータ63の出力信号はアナログスイッチ6
4a、64cの端子Gに入力されるとともに、インノく
一タ65でそのレベルを反転せしめられてアナログスイ
ッチ641)、64dの端子Gに人力される。上記アナ
ログスイッチロ4a、64bは直列に接続されて第1の
s”f +′+)回路610入力部6]−1Lを歳択的
C・て人力(、i号’、:’ii1子65aおよびアー
スに導通ぜしめる第1のスイッチ回路を’:ii +戊
しており、上記ア°γロク゛スイツヂ64c、64dは
直列に接続さft ゛C第2の平滑回路の人力部62a
を選択的に第2の定電圧源V r 2およO・アースに
4通せしめる第2のスイッチ回路を溝[戊している。
上記の如き1成を11する逆数関ij&発I4三[す]
C洛6の作動を以下に述べる。
上記発生回路6の作動初期には第1のゝド?ft回路6
1の出力電圧Va1より定電圧Vr1のほうカ大キいか
ら、コンlぐレータ63よす高レベル信号が出力孕れ、
第1のアナログスイッチ64aの端子s、、1)間が導
通する。入力信号端子65aにピーク値ホールド回路5
(第1図参照)の出力信号5a(第2図参照)が入力さ
れると、第1の平滑回路61のコンデンサO1は抵抗R
1を通して充電され、その両端′電圧すなわち平滑回路
61の出力電圧Vf、1が上昇する。この出力、狂Ik
 V c lが定′覗圧Vrlより大きく、正確にはビ
ステリシスを考慮に入れて(V r 1+ a)ヨリ大
きくなるとコンパレータ63の出力は低レベル信号に斐
わるから、第1のアナログスイッチ64aは非導通とな
り、代わって第2のアナログスイッチ64bの端子S%
D間が導通する。この結果コンデンサ’ s K 蓄え
られた電荷は抵抗R1を通して放電し、コンデパー01
の両端電圧すなわち平滑回路61の出力電圧Vc1が吐
下する。この出力′電圧■clが定電IE Vrlよす
小す<、正確にはヒステリシスを考ΔVel 、岡に入れて(v r s   2  )より小さくな
るとコン・ぐレータ63の出力が丙び高レベル信号に変
わり、再びコンデンサC1が充′屯され、その画瑞屈庄
すなわち平滑回路61の出力電圧Vclが上昇する。
以上の作動を繰り返すことにより、コン・イレータ63
の出力信号63aは一定同期で発振する。
これを第4図りに示す。また上記第1のλド滑回路61
の出力電圧Vc1の時間変化を同図Eに示す。図に示す
如く上記平滑1輔路61の出力電圧Vclは定電圧Vr
、を中心にコン)<レータ63のビステリシス電圧Δv
e、の幅でL昇下降を経り返し、出力F4. IfV 
c tの上昇時はコンデンサC1の充電時に、ド降時は
コンデンサC1のn(電時にそれぞれ対応している。ま
た上記出力゛、撹圧■c1の上昇時にはコンパレータ6
3の出力信号63aは高レベルであり、出力電圧Vc1
の下降時には低レベルである。上記コンパレータ63の
出力信号63aが高レベルとなっている時間を’rot
+nレベルとなる周期をTとして、以下定電圧Vrlを
逆数関数発生回路6への入゛力信号すなわちピーク値ホ
ールド回路5の出力信号5aの電圧v1より低い値に設
定し、かつコンパレータ63のヒステリシス電圧△Vθ
!を充分に小さくしておくと、コンデンサC1への充電
電流illは次式(1)で与えられる したがって時間To中のコンデンサO1への充電電荷Δ
1Q目は △Q II= 111 To・・−・−Φ・φ・(2)
または △Q11== 01△■61  ++ ・HH・++ 
(3)で表わされる。
上式(1)、(2)、(3)より Δ■θ@ = −(V @ −V r 1 )・・・・
・・(4)1R1 次にコンデンサO1の放゛鑞電泥をi12とすると放心
電荷ΔQ1!は ΔQI寞= 112 (T −To )・・・・・・(
6)放電電荷△Qszと充電電荷へQ+tは等しいがら
」二式(3)、(5)、(6)より したがって、(4)式、(7)式より (8)式においてVrlは一定であるから、上記コンパ
レータ63の出力信号63aのデユーティ比T。
−は逆数関数老生回路6への入力信号すなわちピーク値
ホールド回路5の出力信号5a(i2図参照)の電圧■
1の逆数に比例している。
一方、上記コンパレータ63の出力信号63aはアナロ
グスイッチ64a、64dの各i1’J子Gにも人力さ
れるから、上記スイッチ64cはスイッチ64aと同時
に作動し、スイッチ64dはスイッチ64bと同時に作
動する。スイッチ64aの導通時には定電圧源Vr!よ
り第2の平滑回路62の抵抗R1を通してコンデンサ0
゜が充電され、スイッチ64dの導通時には反対に上記
コンデンサC2が抵抗R2を通して放電する。そして、
上記スイッチ64cの4通時間はスイッチ64aと同1
fiToであり、スイッチ64dの導通時間はスイッチ
64bと同様(T−TO)であるから、コンデンサO8
の両@電圧すなわち第2の平滑回路62の出力電圧Vc
2は充電電荷△Qzlと放電電荷△Qz!が等しくなる
ような平均電圧vOを中心に微少な電圧幅Δ■0で脈動
する。以下、上記平均電圧Voを計算する。
コンデンサO1への充電電流1,1は 1゜−Vr!7VO・・・・・・(9)2 この時の充電電荷ΔQ3.は ΔQ *t=i zlTo −−−−(10)または ΔQ目=OxΔVo −−−−(11)上式(9)、(
10)、(11)より &にコンデンサ0!の紋電鷹流1zxu1■−ゴ[・・
・・・・(13) R。
この時の放電電荷△Qxzは ΔQxx=1!! (T  To )・・・・・・(1
4)放電電荷ΔQ!:とΔQxxは等しいから上式%式
%) L fv カッチ−h 式(12)、(15) Jl:
 リJ 2 ノ平?i′)lfi路の平均出力電圧■0
は To = ” vr 、 −−−−−・(16)(8)
式を(16)式に代入すると (17)式においてVrl、vr2は一定であるから、
第2の平滑回路の平均出力電圧■0すなわち逆数関数発
生回路6の平均出力f電圧はピーク値ホールド回路5の
出力信号5aの電圧■1すなわち逆数関数発生回路60
入力信号屯圧の逆数となる。上記の関係式は各平滑回路
61.62の充放電時の時定数が等しいことを前提とし
ている。実際のアナログスイッチは数百Ωの抵抗値をも
っているため誤差の許容範囲内でアナログスイッチ64
a、64bJよびアナログスイッチ64c、64dはそ
れぞれ通′は抵抗のほぼ等しいものを使用する必要があ
る。アナログスイッチ4個の入った0−MOS ’10
.たとえは東芝製T04066 BPを使用すれば同一
チップで抵抗値のバラツキが少ないため誤差を少くする
ことができる。
ここで、上記第2の平滑回路の出力電圧Vc。
の脈動7Ii田幅△VOを小さくするには第1の平滑回
路61のOR時ポ数を小さくしてコンパレータ63の出
力信号63aの発振周波数を高くするとともに、第2の
平滑回路62の時定数を大きくする必要がある。
発明者らの実験ではコンにレータ63、インバータ2、
スイッチ64a、64bの遅れ時間により上記に当発振
周波数の上限は50KHz程度であり、この状態で第2
の平滑回路62のOR時、?数を適当に大きくすること
により上記脈動電圧11・MΔ■0は実用上間清1のな
い程度に小さくできる。
以上の如く、本発明は平滑回路と、コンパレータと、ア
ナログスイッチにより極めて簡単な構成で、安1+lt
iかつ精度の良い逆数関数発生回路?実現したもので、
演算装蔚、制(111I装置に組込んで広く利用し得る
ものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の逆数関数発生回路を使用した車速表示
装置の構成を示す図、第2図は波形整形回路、積分回路
、ピーク値ホールド回路の出力信号波形を示す図、第3
図は本発明の逆数関数発生回路の回路例を示す図、第4
図はコンパレータ、第1の平滑回路の出力信号波形を示
す図である。 6・・・・・・逆数関数発生回路 61・・・・・・第]の平滑回路 62・・・・・・第2の平滑回路 63・・・・・・コンパレータ 64a、64b、64c、64d−=−アナログスイッ
チ(第1のスイッチ回路および第2のスイッチ回路)V
 r 1、Vrz・・・・・・定電圧源65a・・・・
・・入力信号端子 65b・・・・・・出力信号端子

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 人力信号端子に入力した入力信号を逆数に変換して出力
    信号端子に出力する逆数関数発生回路において、抵抗と
    コンデンサを直列に接続した第1の平滑回路および第2
    の平滑回路と、ビステリシスを有するコンパレータと、
    定電圧源と、上記第1の平滑回路の入力部を上記入力信
    号端子およびアースに選択的に導通せしめる第1のスイ
    ッチ回路と、上記第2の平滑回路の人力部を上記定電圧
    源およびアースに選択的に導通せしめる第2のスイッチ
    回路とを設け、上記コンパレータの一方の比゛較入力部
    は上記定電圧源に接続するとともに他方の比較入力部は
    上記第1の平滑回路の出力部と接続し、また上記第2の
    平滑回路の出力部は上記出力端子に接続して、上記第1
    の平滑回路の出力電圧が上記定電圧源の電圧よりも篩〈
    なった場合には上記コンパレータの出力信号により上j
    5第1のスイッチ回路および第2のスイッチ回路をイ乍
    vt+せしめて上記第1の平滑回路および第2の平滑[
    ijl !Sの6人力部をそれぞれアースに導通せしめ
    るようになしたことを特徴とする逆数関数発生回路。
JP13145982A 1982-07-28 1982-07-28 逆数関数発生回路 Granted JPS5922168A (ja)

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JPH028350B2 JPH028350B2 (ja) 1990-02-23

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010022736A (ja) * 2008-07-24 2010-02-04 Bridgestone Sports Co Ltd キャディバッグ用芯材及びキャディバッグ
JP2013039008A (ja) * 2011-08-10 2013-02-21 Rohm Co Ltd 降圧dc/dcコンバータおよびその制御回路、それを用いた照明機器

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010022736A (ja) * 2008-07-24 2010-02-04 Bridgestone Sports Co Ltd キャディバッグ用芯材及びキャディバッグ
JP2013039008A (ja) * 2011-08-10 2013-02-21 Rohm Co Ltd 降圧dc/dcコンバータおよびその制御回路、それを用いた照明機器

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