JPS6030204A - 絶縁増幅器 - Google Patents

絶縁増幅器

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JPS6030204A
JPS6030204A JP58138846A JP13884683A JPS6030204A JP S6030204 A JPS6030204 A JP S6030204A JP 58138846 A JP58138846 A JP 58138846A JP 13884683 A JP13884683 A JP 13884683A JP S6030204 A JPS6030204 A JP S6030204A
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JP
Japan
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photocoupler
output
operational amplifier
light emitting
amplifier
Prior art date
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Pending
Application number
JP58138846A
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English (en)
Inventor
Akira Taniguchi
章 谷口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、原子力、火力および水力発電所などのプロセ
ス計装システムに使用される計器間絶縁に用いて好適な
絶縁増幅器に関する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
従来、フォトカプラの入出力特性を利用した絶縁増幅器
としては、第1図に示すようなサーが形絶縁増幅器がよ
く知られ実用化されている。
この増幅器は、信号S i nが非反転入力端側に人力
される演算増幅器へ1の出力端に第1のホトカプラPC
Iの発光素子Iが接続され、この素子1の出力端側から
出力される信号が演算増幅器へ1の反転入力端側にフィ
ードバック信号IFIとして与えられている。この第1
のホトカプラPCIのほかに第2のホトカプラPC2が
設けられ、これら両カメラPCI 、PC2の受光素子
2,3のエミッタ側が共通接続されて電源−VCCに接
続され、両コレクク間には抵抗RZ、R2がシリアルに
介挿され、この両抵抗R1,n2の共通部が接地されて
いる。そして、両受光素子2,3のコレクタ側が演算増
幅器A2の反転および非反転入力端に接続され、この増
幅器A2の出力端が第2のホトカプラPC2を構成する
発光素子4ヘフイ一ドバツク伯号IF2として出力され
、また絶縁増幅器の出力信号Boutとして送出される
。なお、2個のホトカノラPCI 、PC2は光−電気
変換特性がほぼ同じものを使用し、ホトカゾラPCI 
、PC2のノンリニアリティおよび温度特性を補償して
いる。図中、R3,R4は抵抗である。
次に、第1図に示す絶縁増幅器の動作について述べる。
信+’1jsinが演算増幅器AIの非反転入力端に入
力されると、同増幅器AIの出力端の発光素子1が発光
し、これによって受光素子2がオン動作して電流1c、
が接地、抵抗R1、受光素子2を通って電源−VCC側
に流れるとともに、演算増幅器A2の反転入力端側へ導
入せられる。ここで演算増幅器A2で反転された正の信
号IF2は発光素子4に流入されて発光し、これによっ
て受光素子3がオン動作して電流1c。
が流れ、これが演算増幅器A2の非反転入力端に導入さ
れる。このようにして電流ICI + IC2が等しく
なるまで演算増幅器A2の両入力端に導入され、等しく
なったところで平衡状態を維持する。従って、演算増幅
器A2から出力される信号IF2は入力信号Sinに比
例した電流信号1F、と等しくなり、ひいては入力信号
Sinに比例した出力信号5outを得ることができる
しかし、以上のような絶縁増幅器では、平衡条件を作る
だめの演算増幅器A2が必要となり、回路構成島複雑化
は否めず、捷た抵抗R1,R2に高精度のものを使用す
る必要があるためにコスト高となる欠点がある。
〔発明の目的〕
本発明は上記実情にかんがみてなされたもので、サー?
形増幅器を使用しないで簡単な構成で入力信号に比例し
た出力信号を絶縁して取り出すことができ、しかも高精
度の抵抗をそれほど必要とせずに実現し得てローコスト
化を計りうる絶縁増幅器を提供することにある。
〔発明の概要〕
本発明は、演算増幅器の出力端に少なくとも21r5の
ホトカゾラの発光素子をシリアルに接続し、一方の発光
素子に対応する受光素子で受光して得た信号を前記演算
増幅器へフィートノ々ツク信号として与え、他方の発光
素子に対応する受光素子で受光して得た信号を絶縁出力
とする絶縁増幅器である。
〔発明の実施例〕
第2図は本発明の一実施例を示す図である。
四回においてAllは演算増幅器であって、この非反転
入力端側に信号Sinが入力され、出力端側には第1お
よび第2のホトカノラPC,11゜PCl3の発光素子
11.12がシリアルに接続されている。そして、発光
素子12の他端側は抵抗R11を介して′電源−VCC
に接続されている。これら第1および第2のホトカゾラ
PCII。
PCl3は光−電気変換特性のほぼ等しいものが使用さ
れる。前記第2のホトカプラPC120発光素子13の
コレクタ側には基準電圧Vref+が供給され、同素子
13のエミッタ側は抵抗1t12を介して接地されると
ともに、演算増幅器Allの反転入力端へフィートノぐ
ツク信号として与えられるようになっている。また、第
1の7]ストカプラPCIIの受光素子14は同じくそ
のコレクタ側に基準電圧vrnfv が供給烙れ、エミ
ッタ側は抵抗R13を介して接地されている。そして、
この受光素子14のエミッタ側より出力信号5outを
取り出すようにしている。なお、基準電圧Vref+ 
r Vreftおよび抵抗R12,R13をそれぞれ等
しい値のものを使用すれば、各受光素子13.14のエ
ミッタ側に現われる電圧は等しく、ひいては入力信号S
inに比例する出力信号S″outを取り出すことがで
きる。
次に、以上のように構成された絶縁増幅器の作用につい
て説明する。信号Sinが演算増幅器Allの非反転入
力端に供給されると、同増幅器へ1ノより各発光素子1
1.12を通って電流IFが流れ、これによって各発光
素子1ノ。
12は発光する。これらの発光素子11.12が発光す
ると、これを受光して各受光素子13゜14がオン動作
する。このとき、一方の受光素子13側には基準電圧v
refI が与えられているので、受光素子13および
抵抗12を通って電流Ic1が流れ、この受光素子13
のエミッタ側にはIc、・R,12によって得られる電
圧V、が発生される。この電圧V、は演算増幅器kll
の反転入力端へフィードバックされるので、電圧V。
は入力信号Sinの電圧と等しくなる。その結果、受光
素子13へ流れ込む電流1c、は定電流となり、入力信
号Sinの電圧に完全に比例し、ホトカプラPCII 
、 PCI2のノンリニアリティは完全に補償される。
他方のホトカプラPCIIにあっても、演算増幅器Δ1
ノから発光素子12と同じ電流IFが発光素子1ノへ与
えられているので、この電流IFによって発光素子1ノ
は発光する。これによって発光素子11に対応する受光
素子14が受光してオン動作を行なう。このとき、受光
素子14のコレクタ側に基準電圧vref1 と等しい
基準電圧Vr8f2が与えられておりかつ抵抗R12と
同じ抵抗RJJが用いられているだめ、受光素子14お
よび抵抗R13を通って流れる電流Ic、はフィードバ
ックのだめの電流1c、と全く同じ値となる。従って、
受光素子14のエミッタ側から出力される信号5out
の電圧は、フィードバック電圧vFと等しく、しかもこ
の電圧V、が入力信号Sinの電圧と等しいので、入力
(i号Sinに比例した絶縁出力を取シ出すことができ
る。
温度補償は特性の等しい2個のホトカプラPCII。
PCI2を使用することで行なうことができる。
次に、第3図は本発明の他の実施例を示す図であって、
これは複数の出力信号5Jout 、52out。
〜、 5Noutを取り出ずためにホトカプラPC12
に複数個のホトカプラPCI 11 、 PCI 12
 、〜PCIINをシリアルに接続したものである。従
って、このような構成にすれば、各ホトカプラPC12
PCIII〜PCIINの光−電気変換特性が同じもの
を使用することにより、各ホトカプラPCIII〜PC
IIN から入力信号Sinに比例する信号S 1 o
ut = S Noutを取シ出せ、これをノロセス計
装システムの計器ばかりでなく、種々のグランド制御に
使用することができる。
次に、第4図は同じく本発明の他の実施例であって、こ
れはホトカプラPCII 、 PCI2の極性を逆にし
て接続すれば、負の基準電圧−Vrefx’ref t
 を用いて負の入力信号−8inを取扱うことができる
まだ、第5図はAllを反転増幅器として使用し、その
出力端の信号を反転入力端にフィードバックしたもので
ある。このようにすると、I、 = Ic、となり、か
つlcIとIc、はドライブ用電流IFが同じであるの
で等しい値となる。従って、Vrefと+vrefが等
しく、R14とPCI3が等しければ、入力信号Sin
の電圧と出力信号5outの電圧とが等しくなり、入力
に比例した出力を取り出すことができる。なお、vre
fIとvreftとは別電源としたが、同一電源として
もよいものである。その他、本発明はその要旨を逸脱し
ない範囲で種々変形して実施できる。
〔発明の効果〕
以上詳記したように本発明によれば、演算増幅器の出力
端側に少なくとも2個のホトカプラの発光素子をシリア
ルに接続し、その1つのホトカプラの受光素子のオン動
作によって得られる信号を前記演算増幅器をフィードバ
ックし、他のホトカプラの受光素子のオン動作によって
得られた信号を絶縁出力として取り出すので、サーボ形
増幅器のように2つの演算増幅器を使用せずに入力に比
例する絶縁出力を取り出せる。
よって、従来に比較して少ない部品で簡単に構成でき、
ローコスト化が計れる。また、精度に左右される部品が
極めて少なく、温度補イ1)を確実に行なうことができ
、高信頼性のものが実現できる。゛また、2個以上のホ
トカプラをシリアルに接続することにより、複数の絶縁
出力を取り出せてハイブリット化に適する絶縁増幅器を
提供できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のサーブ形絶縁増幅器の構成図、第2図は
本発明に係る絶縁増幅器の一実施例を示す構成図、第3
図ないし第5図はそれぞれ本発明の他の実施例を示す構
成図である。 111・・・演算増幅器、PCII 、PCI2 、P
CIII〜PCIIN ・・・ホトカプラ、11,12
,111〜IIN・・・発光素子、13,14,141
〜14N・・受光素子、Rノ1〜Rノ、? 、 Ft1
31〜Tt13N・・抵抗。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第1図 第2図 第3図 M14因

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 入力信号が供給される演算増幅器の出力端に少なくとも
    信号変換特性のほぼ等しい複数のホトカプラの発光素子
    をシリアルに接続するとともに、これらのホトカプラ・
    のうち1つのホトカプラの受光素子のオン動作によって
    得られた信号を前記演算増幅器へフィードバックし、他
    のホトカプラの受光素子のオン動作によって得られる信
    号を前記入力信号に比例する絶縁出力として取り出すこ
    とを特徴とする絶縁増幅器。
JP58138846A 1983-07-29 1983-07-29 絶縁増幅器 Pending JPS6030204A (ja)

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JP58138846A JPS6030204A (ja) 1983-07-29 1983-07-29 絶縁増幅器

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ID=15231544

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JP58138846A Pending JPS6030204A (ja) 1983-07-29 1983-07-29 絶縁増幅器

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0875765A1 (en) * 1997-05-01 1998-11-04 Fluke Corporation Voltage isolation circuit for a measurement channel
US6276856B1 (en) 1999-01-12 2001-08-21 The Procter & Gamble Company Self cleaning dip-in package for liquids
JP2012010303A (ja) * 2010-06-25 2012-01-12 Ohira Electronics Co Ltd 絶縁増幅器

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5390848A (en) * 1977-01-21 1978-08-10 Hitachi Ltd Insulation amplifier
JPS5524819B2 (ja) * 1975-01-30 1980-07-01

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