JPS6074807A - 変換回路 - Google Patents
変換回路Info
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- JPS6074807A JPS6074807A JP58182731A JP18273183A JPS6074807A JP S6074807 A JPS6074807 A JP S6074807A JP 58182731 A JP58182731 A JP 58182731A JP 18273183 A JP18273183 A JP 18273183A JP S6074807 A JPS6074807 A JP S6074807A
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- voltage
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- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/51—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used
- H03K17/78—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used using opto-electronic devices, i.e. light-emitting and photoelectric devices electrically- or optically-coupled
- H03K17/795—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used using opto-electronic devices, i.e. light-emitting and photoelectric devices electrically- or optically-coupled controlling bipolar transistors
- H03K17/7955—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used using opto-electronic devices, i.e. light-emitting and photoelectric devices electrically- or optically-coupled controlling bipolar transistors using phototransistors
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/80—Optical aspects relating to the use of optical transmission for specific applications, not provided for in groups H04B10/03 - H04B10/70, e.g. optical power feeding or optical transmission through water
- H04B10/801—Optical aspects relating to the use of optical transmission for specific applications, not provided for in groups H04B10/03 - H04B10/70, e.g. optical power feeding or optical transmission through water using optical interconnects, e.g. light coupled isolators, circuit board interconnections
- H04B10/802—Optical aspects relating to the use of optical transmission for specific applications, not provided for in groups H04B10/03 - H04B10/70, e.g. optical power feeding or optical transmission through water using optical interconnects, e.g. light coupled isolators, circuit board interconnections for isolation, e.g. using optocouplers
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、入力端子に印加された電圧、電流に比例す
る電圧、電流を出力端子から得る変換回路に関するもの
で、特にインピーダンスの変換 を行なう変成器として
の用途に使用されるものである。
る電圧、電流を出力端子から得る変換回路に関するもの
で、特にインピーダンスの変換 を行なう変成器として
の用途に使用されるものである。
従来、回路素子としての変成器
（Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ ）の定義は、例えば「Ｌｉ
ｎｅａｒＩｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ 、
ＦｒｅｎｄＢｍｅｎｔＢｌｓＧ、Ｓ、Ｍｏ５ｃｈｙｔ
ｙ Ｐ、２６０ Ｖａｎ Ｎｏ５ｔｒａｎｄＲｅｉｎ
ｂｏｌｄ 、 １９７４ Ｊに示されている。このよう
な変成器の機能を実現する電子回路としては、例えば第
１図に示すようなものが考えられるＯすなわち、正電源
ライン１１にそれぞれエミッタが接続されたＰＮＰ形の
トランジスタＱｌｙＱ、およびＱ３．Ｑ４から成るカレ
ントミラー回路１２．１３が設けられ、上記トランジス
タＱ＋のコレクタには、ベースが入力端子１４に接続さ
れたＮＰＮ形トランジスタＱｓのコレクタ・エミッタ間
、および抵抗Ｒ１をそれぞれ介して負電源ライン１５が
接続される。また、上記トランジスタＱ、のコレクタに
は抵抗Ｒ，を介して負電源ライン１５が接続され、上記
トランジスタＱ３のコレクタにはペースが上記トランジ
スタＱ、のコレクタに接続されたＮＰＮ形のトランジス
タＱ６のコレクタ・エミッタ間を介して出力端子１６が
接続される。この出力端子１６と負電源ライン１５との
間には負荷インピーダンスＺＬ が接続される。さらに
上記トランジスタＱ４のコレクタにはコレクタ・ベース
間が接続されたＮＰＮ形トランジスタＱ、のコレクタ・
エミッタ間を介して負電源ライン１５が接続される。そ
して、上記トランジスタＱ。
ｎｅａｒＩｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ 、
ＦｒｅｎｄＢｍｅｎｔＢｌｓＧ、Ｓ、Ｍｏ５ｃｈｙｔ
ｙ Ｐ、２６０ Ｖａｎ Ｎｏ５ｔｒａｎｄＲｅｉｎ
ｂｏｌｄ 、 １９７４ Ｊに示されている。このよう
な変成器の機能を実現する電子回路としては、例えば第
１図に示すようなものが考えられるＯすなわち、正電源
ライン１１にそれぞれエミッタが接続されたＰＮＰ形の
トランジスタＱｌｙＱ、およびＱ３．Ｑ４から成るカレ
ントミラー回路１２．１３が設けられ、上記トランジス
タＱ＋のコレクタには、ベースが入力端子１４に接続さ
れたＮＰＮ形トランジスタＱｓのコレクタ・エミッタ間
、および抵抗Ｒ１をそれぞれ介して負電源ライン１５が
接続される。また、上記トランジスタＱ、のコレクタに
は抵抗Ｒ，を介して負電源ライン１５が接続され、上記
トランジスタＱ３のコレクタにはペースが上記トランジ
スタＱ、のコレクタに接続されたＮＰＮ形のトランジス
タＱ６のコレクタ・エミッタ間を介して出力端子１６が
接続される。この出力端子１６と負電源ライン１５との
間には負荷インピーダンスＺＬ が接続される。さらに
上記トランジスタＱ４のコレクタにはコレクタ・ベース
間が接続されたＮＰＮ形トランジスタＱ、のコレクタ・
エミッタ間を介して負電源ライン１５が接続される。そ
して、上記トランジスタＱ。
のペースには、入力端子Ｊ４と負電源ライン１５間にコ
レクタ・エミツぞ間が挿接されたＮＰＮ形トランジスタ
Ｑ８のベースが接続され、。
レクタ・エミツぞ間が挿接されたＮＰＮ形トランジスタ
Ｑ８のベースが接続され、。
これらトランジスタＱｙ 、Ｑｓはカレントミラー回路
１７を形成するように構成されている。
１７を形成するように構成されている。
上記のような構成において、今、トランジスタＱａ＝Ｑ
ａのペース・エミッタ間電圧が無視でき、かつカレント
ミラー回路１２，１３゜１７の電流伝達比が１と仮定す
る。この場合、抵抗Ｒ３の抵抗値とＲ１の抵抗値とが等
しければ、「入力電圧■、−出力電圧■２ 」。
ａのペース・エミッタ間電圧が無視でき、かつカレント
ミラー回路１２，１３゜１７の電流伝達比が１と仮定す
る。この場合、抵抗Ｒ３の抵抗値とＲ１の抵抗値とが等
しければ、「入力電圧■、−出力電圧■２ 」。
［入力電流Ｉ、 ＝出力電流Ｉ２ Ｊとなり、一端が接
地された変成器（トランス）と等価となる。
地された変成器（トランス）と等価となる。
また、上記抵抗Ｒ１＊Ｒ１！の抵抗値比（Ｒ２／Ｒ１）
を変化すれば、これに対応して入出力電圧比（Ｖｚ／ｖ
＋）が変化でき、カレントミラー回路１３．１７の電流
伝達比を変えることによって入出力電流比（工＋／ｌｘ
）を設定できる。従って、回路定数を変えることによっ
て任意の変成比ｎを実現できる。これを次式（１）に示
す。
を変化すれば、これに対応して入出力電圧比（Ｖｚ／ｖ
＋）が変化でき、カレントミラー回路１３．１７の電流
伝達比を変えることによって入出力電流比（工＋／ｌｘ
）を設定できる。従って、回路定数を変えることによっ
て任意の変成比ｎを実現できる。これを次式（１）に示
す。
しかし、上記のような構成では、人、出力端子１４．１
６間の電圧は互的に関連があυ、人。
６間の電圧は互的に関連があυ、人。
出力間が電気的に分離されているというトランスの長所
が備わっておらず、充分な機能とは言えなかった。
が備わっておらず、充分な機能とは言えなかった。
この発明は上記のような事情に鑑みてなされたもので、
その目的とするところは、入、出力間を電気的に分離で
き、トランスとしての機能を電子回路的に実現できる変
換回路を提供することである。
その目的とするところは、入、出力間を電気的に分離で
き、トランスとしての機能を電子回路的に実現できる変
換回路を提供することである。
Ｔなりち、この発明においては、入出力間を電気的に分
離するために、光学的に結合された素子を用いて変換回
路を構成したもので、第１端子に印加された電圧をこれ
に対応した第１電匝に変換する第１’！ｉＥ圧・電流変
換手段と、この第１電圧・電流変換手段から出力された
第１電流を光信号に変換する第１の電光変換手段と、こ
の第１の電光変換手段と光学的に結合され第１の電光変
換手段によって発生された光信号）二対応した電流を得
る第１の光電変換手段と、この第１の光電変換手段の出
力電流を電圧；二変換する抵抗と、この抵抗によって発
生された電圧を第２端子に印加するとともに、第２端子
（＝設けられた負荷手段によシ設定される第２電流を発
生する第２の電圧・電流変換手段と、この第２電圧・電
流変換手段によって発生された上記第２電流に対応した
電流を光信号に変換する第２の電光変換手段と、この第
２の電光変換手段と光学的に結合され第２の電光変換手
段（二よって発生された光信号に対応した電流を上記第
１端子に供給する第２の光電変換手段とを設けている。
離するために、光学的に結合された素子を用いて変換回
路を構成したもので、第１端子に印加された電圧をこれ
に対応した第１電匝に変換する第１’！ｉＥ圧・電流変
換手段と、この第１電圧・電流変換手段から出力された
第１電流を光信号に変換する第１の電光変換手段と、こ
の第１の電光変換手段と光学的に結合され第１の電光変
換手段によって発生された光信号）二対応した電流を得
る第１の光電変換手段と、この第１の光電変換手段の出
力電流を電圧；二変換する抵抗と、この抵抗によって発
生された電圧を第２端子に印加するとともに、第２端子
（＝設けられた負荷手段によシ設定される第２電流を発
生する第２の電圧・電流変換手段と、この第２電圧・電
流変換手段によって発生された上記第２電流に対応した
電流を光信号に変換する第２の電光変換手段と、この第
２の電光変換手段と光学的に結合され第２の電光変換手
段（二よって発生された光信号に対応した電流を上記第
１端子に供給する第２の光電変換手段とを設けている。
このような構成によれば、第１端子（二印加された電圧
に比例する電圧が第２端子から得られるとともに、第２
端子を流れる電流に比例する電流が第１端子から得られ
、かつ第１端子と第２端子とが電気的に分離された変換
回路を提供できる。
に比例する電圧が第２端子から得られるとともに、第２
端子を流れる電流に比例する電流が第１端子から得られ
、かつ第１端子と第２端子とが電気的に分離された変換
回路を提供できる。
以下、この発明の一実施例について図面を参照して説明
する。第２図において、ＱＯは、第１電圧・電流変換手
段として働（ＮＰＮ形トランジスタで、このトランジス
タＱ、のベースには入力端子（第１端子）１４が接続さ
れ、コレクタには第１の電光変換手段として働く発光ダ
イオードＬＥＤ、のカソード・アノード間を介して正電
源ライン１１１が接続され、エミッタには抵抗Ｒ８を介
して負電源ライン１５．が接続される。上記発光ダイオ
ードＬＥＤ、と光学的に結合されて第１の光電変換手段
として働くフォトトランジスタＱｒｏ（フォトカブラｐ
ｃ、）が設けられ、このフォトトランジスタＱ、。のコ
レクタには正電源ライン１１．が接続され、エミッタに
は抵抗Ｒ４を介して負電源ライン１５゜が接続される。
する。第２図において、ＱＯは、第１電圧・電流変換手
段として働（ＮＰＮ形トランジスタで、このトランジス
タＱ、のベースには入力端子（第１端子）１４が接続さ
れ、コレクタには第１の電光変換手段として働く発光ダ
イオードＬＥＤ、のカソード・アノード間を介して正電
源ライン１１１が接続され、エミッタには抵抗Ｒ８を介
して負電源ライン１５．が接続される。上記発光ダイオ
ードＬＥＤ、と光学的に結合されて第１の光電変換手段
として働くフォトトランジスタＱｒｏ（フォトカブラｐ
ｃ、）が設けられ、このフォトトランジスタＱ、。のコ
レクタには正電源ライン１１．が接続され、エミッタに
は抵抗Ｒ４を介して負電源ライン１５゜が接続される。
上記フォトトランジスタＱ、０のエミッタと抵抗Ｒ番と
の接続点には第２電圧・電流変換手段として働＜ＮＰＮ
形トランジスタＱｌ＋のベースが接続され、このトラン
ジスタＱｏのコレクタには第２の電光変換手段として働
く発光ダイオードＬＥＤ２のカソード・アノード間を介
して正電源ライン１１２が接続されるとともに、エミッ
タには出力端子（第２端子）１６が接続される。この出
力端子１６と負電源ライン１５．との間には負荷素子Ｒ
Ｌ が挿接される。また、上記入力端子１４と負電源ラ
イン１５１との間には、上記発光ダイオードＬＥＤ。
の接続点には第２電圧・電流変換手段として働＜ＮＰＮ
形トランジスタＱｌ＋のベースが接続され、このトラン
ジスタＱｏのコレクタには第２の電光変換手段として働
く発光ダイオードＬＥＤ２のカソード・アノード間を介
して正電源ライン１１２が接続されるとともに、エミッ
タには出力端子（第２端子）１６が接続される。この出
力端子１６と負電源ライン１５．との間には負荷素子Ｒ
Ｌ が挿接される。また、上記入力端子１４と負電源ラ
イン１５１との間には、上記発光ダイオードＬＥＤ。
と光学的に結合され第２０光電変換手段として働くフォ
トトランジスタＱ１．（フォトカブラＰＣ！ ）のコレ
クタ・エミッタ間が挿接されて成る。
トトランジスタＱ１．（フォトカブラＰＣ！ ）のコレ
クタ・エミッタ間が挿接されて成る。
上記のような構成において、入力端子１４にＶ、なる電
圧が印加され、トランジスタＱ９に■、なるベース電流
が供給されると、このトランジスタＱ９のコレクタ電流
Ｉｃｌは、Ｉｃ、−（Ｖ、−Ｖｎｔ）／Ｒ，−−−−・
−（２）となり、これがフォトカブラＰＣ，の入力電流
となる。フォトカブ；７ＰＣ，の電流伝達比をＫ。
圧が印加され、トランジスタＱ９に■、なるベース電流
が供給されると、このトランジスタＱ９のコレクタ電流
Ｉｃｌは、Ｉｃ、−（Ｖ、−Ｖｎｔ）／Ｒ，−−−−・
−（２）となり、これがフォトカブラＰＣ，の入力電流
となる。フォトカブ；７ＰＣ，の電流伝達比をＫ。
とすると、トランジスタＱ、。の出力電流は「ＫＩ・Ｉ
ｃＩＪで表わせ、この電流を抵抗Ｒ４によって電圧に変
換した値に基づいてトランジスタＱｎが導通制御される
。従って出力電圧ｖ２は、 Ｖ、 ＝に、 ・Ｒ，（Ｖ、 −ＶＢＢ ） ／ Ｒ１
−Ｖｎｒ。
ｃＩＪで表わせ、この電流を抵抗Ｒ４によって電圧に変
換した値に基づいてトランジスタＱｎが導通制御される
。従って出力電圧ｖ２は、 Ｖ、 ＝に、 ・Ｒ，（Ｖ、 −ＶＢＢ ） ／ Ｒ１
−Ｖｎｒ。
となる。今、ＫＩ ＝１ ｍ ’Ｒ４＝Ｒ，とし、トラ
ンジスタＱｎのベース、エミッタ間電圧ＶＩＬＢが無視
できるとすればＶ、＝Ｖ、となる。ここで、トランジス
タＱｎのコレクタ電流は、このトランジスタＱ＋＋のベ
ース接地電流増幅率が１とすれば出力電流Ｉ２に等しい
。従って、フォトカブ？ＰＣ！の電流伝達比をに２とす
れば、Ｉ、＝に２・Ｉ、 ・・・・・・（４）となり、
電流伝達比に２が１であればＩ、 ＝Ｉ２となる。この
場合、削代（１）におけるｎが１に相当する。
ンジスタＱｎのベース、エミッタ間電圧ＶＩＬＢが無視
できるとすればＶ、＝Ｖ、となる。ここで、トランジス
タＱｎのコレクタ電流は、このトランジスタＱ＋＋のベ
ース接地電流増幅率が１とすれば出力電流Ｉ２に等しい
。従って、フォトカブ？ＰＣ！の電流伝達比をに２とす
れば、Ｉ、＝に２・Ｉ、 ・・・・・・（４）となり、
電流伝達比に２が１であればＩ、 ＝Ｉ２となる。この
場合、削代（１）におけるｎが１に相当する。
従って、削代（３） 、 （４）の係数を削代（１）に
基づいて となるように設定すれば変成化がｎのトランスを実現で
きる。すなわち、抵抗比（Ｒｓ ／Ｒ４）で電圧比（ｖ
、 ／Ｖｔ ）が設定でき、フォトカブラＰＣ２の電流
伝達比に２で電流比（ｒ、 ／Ｉｔ ）を自由に設定で
きる。なお、入力電流１．と出力電流Ｉ、は図示する矢
印の向きにのみ流れるので、この回路は負荷として抵抗
を使用する場合に有益である。
基づいて となるように設定すれば変成化がｎのトランスを実現で
きる。すなわち、抵抗比（Ｒｓ ／Ｒ４）で電圧比（ｖ
、 ／Ｖｔ ）が設定でき、フォトカブラＰＣ２の電流
伝達比に２で電流比（ｒ、 ／Ｉｔ ）を自由に設定で
きる。なお、入力電流１．と出力電流Ｉ、は図示する矢
印の向きにのみ流れるので、この回路は負荷として抵抗
を使用する場合に有益である。
このような構成によれ（げ、入力側と出力側の情報伝達
を７オトカプ＞Ｐｃ’、、ＰＣ，で光学的に行なってい
るので、入力系と出力系の電位を完全に分離でき、例え
ば入力系を３ｖ１出力系を１０’Ｖというような設定も
可能である。
を７オトカプ＞Ｐｃ’、、ＰＣ，で光学的に行なってい
るので、入力系と出力系の電位を完全に分離でき、例え
ば入力系を３ｖ１出力系を１０’Ｖというような設定も
可能である。
上記第２図の回路の基本的な動作を確認するために、５
ＰＩＣＥプログラムを用いて動作シュミレーションを行
なった。第３図にこのシュミレーション実験に使用した
回路を示す０なお１ここで前記第２図におけるフォトカ
プラＰＣ，。
ＰＩＣＥプログラムを用いて動作シュミレーションを行
なった。第３図にこのシュミレーション実験に使用した
回路を示す０なお１ここで前記第２図におけるフォトカ
プラＰＣ，。
ＰＣ２の部分は、シュミレーションプログラムではＣｕ
ｒｒｅｎｔ Ｃｏｎｔｒｏｌｅｄ Ｃｕｒｒｅｎｔ ５
ｏｕｒｃｅ（ｃｃｃｓ）で置換している０第２図におい
てＣＣＣ８１はトランジスタＱ９のコレクタ電流Ｚｅｌ
を入力電流として、出力側からはＦｌ・Ｉｃｌなる電流
が得られる０また、ＣＣＣ８２はトランジスタＱｏのコ
レクタ電流Ｉｃ２を入力電流として出力側からＦ、・Ｉ
ｅ２なる電流が得られる０ここで、Ｆｌ ｍ Ｆｌは電
流利得であシ、Ｖｃｃ、 ＝Ｖｅｃ、＝１０Ｖ、 Ｒｓ
＝Ｒ，＝ＲＬ ＝１０Ｋｇ にそれぞれ設定している。
ｒｒｅｎｔ Ｃｏｎｔｒｏｌｅｄ Ｃｕｒｒｅｎｔ ５
ｏｕｒｃｅ（ｃｃｃｓ）で置換している０第２図におい
てＣＣＣ８１はトランジスタＱ９のコレクタ電流Ｚｅｌ
を入力電流として、出力側からはＦｌ・Ｉｃｌなる電流
が得られる０また、ＣＣＣ８２はトランジスタＱｏのコ
レクタ電流Ｉｃ２を入力電流として出力側からＦ、・Ｉ
ｅ２なる電流が得られる０ここで、Ｆｌ ｍ Ｆｌは電
流利得であシ、Ｖｃｃ、 ＝Ｖｅｃ、＝１０Ｖ、 Ｒｓ
＝Ｒ，＝ＲＬ ＝１０Ｋｇ にそれぞれ設定している。
上記第３図の回路に、第４図１＝示すような振幅が５ｖ
で立上がりおよび立下がシのなだらかなパルス状電圧を
印加した結果、第５図に示すようなシュミレーション結
果が得られた。ここで、電流利得Ｆ、 ＝Ｆ、 ＝ １
とすると であシ、シュミレーション結果からもわかるように出力
電圧ｖ２には２ ＶＢＢに相当する電圧誤差があるが、
出力電圧Ｖ、は入力電圧■１に追従して変化することが
わかる。
で立上がりおよび立下がシのなだらかなパルス状電圧を
印加した結果、第５図に示すようなシュミレーション結
果が得られた。ここで、電流利得Ｆ、 ＝Ｆ、 ＝ １
とすると であシ、シュミレーション結果からもわかるように出力
電圧ｖ２には２ ＶＢＢに相当する電圧誤差があるが、
出力電圧Ｖ、は入力電圧■１に追従して変化することが
わかる。
第６図は、この発明の他の実施例を示すもので、前記第
２図におけるトランジスタＱｏ＋Ｑ。
２図におけるトランジスタＱｏ＋Ｑ。
のベース・エミッタ間電圧ＶＢＫによる出力電圧ｖ２の
誤差を低減するものである。図において前記第２図と同
一構成部には同じ符号を付してその説明は省略する。す
なわち、第１．第２の電圧・電流変換回路（電圧フォロ
ワ）１８゜１９をそれぞれオペアンプＡ１とトランジス
タＱ＜１、およびオペアンプＡ！とトランジスタＱ１１
とによって構成したものである。上記オペアンプＡ、の
非反転入力端←）には入力端子１４が接続され、反転入
力端←）には上記トランジスタＱ、のエミッタが、出力
端にはトランジスタＱ、のベースがそれぞれ接続される
。また、上記オペアンプＡ２の非反転入力端←）にはフ
ォトトランジスタＱ、。のエミッタが、反転入力端←）
には上記トランジスタＱ、Ｉのエミッタが、出力端には
トランジスタＱｕのベースがそれぞれ接続されて成る。
誤差を低減するものである。図において前記第２図と同
一構成部には同じ符号を付してその説明は省略する。す
なわち、第１．第２の電圧・電流変換回路（電圧フォロ
ワ）１８゜１９をそれぞれオペアンプＡ１とトランジス
タＱ＜１、およびオペアンプＡ！とトランジスタＱ１１
とによって構成したものである。上記オペアンプＡ、の
非反転入力端←）には入力端子１４が接続され、反転入
力端←）には上記トランジスタＱ、のエミッタが、出力
端にはトランジスタＱ、のベースがそれぞれ接続される
。また、上記オペアンプＡ２の非反転入力端←）にはフ
ォトトランジスタＱ、。のエミッタが、反転入力端←）
には上記トランジスタＱ、Ｉのエミッタが、出力端には
トランジスタＱｕのベースがそれぞれ接続されて成る。
このような構成によれば、トランジスタＱｏ。
Ｑｌ＋はそれぞれエミッタ側の電位を基準としたオペア
ンプＡ、、Ａ、、の出力で導通制御されるので、これら
トランジスタＱｏ 、Ｑｎのベース・エミッタ間電圧Ｖ
ＢＩを無視でき高精度化できる。すなわち、トランジス
タＱ１１のエミッタ電位は入力電圧ｖ、＋Ｊ’Ｊぼ等し
くなシ、その誤差はオペアンプＡ、の入力オフセット電
圧だけである。この結果、抵抗Ｒ３による電圧・電流変
換を正確にできる。そして、オペアンプＡ２とトランジ
スタＱｌｌとによｌっで構成した電圧フォロワ１９によ
って、抵抗Ｒ４の両端に発生した電圧を出力端子１６に
正確に伝える。
ンプＡ、、Ａ、、の出力で導通制御されるので、これら
トランジスタＱｏ 、Ｑｎのベース・エミッタ間電圧Ｖ
ＢＩを無視でき高精度化できる。すなわち、トランジス
タＱ１１のエミッタ電位は入力電圧ｖ、＋Ｊ’Ｊぼ等し
くなシ、その誤差はオペアンプＡ、の入力オフセット電
圧だけである。この結果、抵抗Ｒ３による電圧・電流変
換を正確にできる。そして、オペアンプＡ２とトランジ
スタＱｌｌとによｌっで構成した電圧フォロワ１９によ
って、抵抗Ｒ４の両端に発生した電圧を出力端子１６に
正確に伝える。
ところで、前記第３図に示したシュミレーション実験回
路では、ｃｃｃｓを使用したので電流源の入力、出力端
間にはりニアリテイがあったが、フォトカプラにおける
入力電流が／ｈさい領域ではりニアリテイが取れない。
路では、ｃｃｃｓを使用したので電流源の入力、出力端
間にはりニアリテイがあったが、フォトカプラにおける
入力電流が／ｈさい領域ではりニアリテイが取れない。
このフォトカプラのりニアリテイを改善したのが第７図
の回路で、特性補償用の２つの７オトカプラｐｃ、、ｐ
ｃ。
の回路で、特性補償用の２つの７オトカプラｐｃ、、ｐ
ｃ。
を用いている。図において、前記第６図と同一構成部に
は同じ符号を付してその説明は省略する。すなわち、ト
ランジスタＱ・のコレクタにはフォトカプラＰＣｓのフ
ォトトランジスタＱＩａのエミッタ、コレクタ間を介し
て正電源う（ｙｌｌ、が接続され、このフォトトランジ
スタＱｊ３のエミッタにはＰ Ｎ Ｐ）ランジスタＱ＋
４ノヘースが接続される。このトランジスタＱｊ４のエ
ミッタには、抵抗Ｒ２および発光ダイオードＬＥＤ、’
、ＬＥＤ、のカソード、アノード間を介して正電源ライ
ン１１１が接続され、コレクタには負電源ライン１５．
が接続される。ここで、発光ダイオードＬＥＤ、、フォ
トトランジスタＱ、３（フォトカプラＰＣ１）％抵抗Ｒ
５およびトランジスタＱ ＋４は、発光ダイオードＬＥ
Ｄ、の特性補償回路２０を構成している。また、前記ト
ランジスタＱｎのコレクタ側にも上記特性補償回路２０
と同じ構成で、発光ダイオードＬＥＤ、、７オトトラン
ジスタＱ、ｌＩ（フォトカプラｐｃ、）、抵抗Ｒ６およ
びトランジスタＱ＋６から成る特性補償回路２１が設け
られて成る。
は同じ符号を付してその説明は省略する。すなわち、ト
ランジスタＱ・のコレクタにはフォトカプラＰＣｓのフ
ォトトランジスタＱＩａのエミッタ、コレクタ間を介し
て正電源う（ｙｌｌ、が接続され、このフォトトランジ
スタＱｊ３のエミッタにはＰ Ｎ Ｐ）ランジスタＱ＋
４ノヘースが接続される。このトランジスタＱｊ４のエ
ミッタには、抵抗Ｒ２および発光ダイオードＬＥＤ、’
、ＬＥＤ、のカソード、アノード間を介して正電源ライ
ン１１１が接続され、コレクタには負電源ライン１５．
が接続される。ここで、発光ダイオードＬＥＤ、、フォ
トトランジスタＱ、３（フォトカプラＰＣ１）％抵抗Ｒ
５およびトランジスタＱ ＋４は、発光ダイオードＬＥ
Ｄ、の特性補償回路２０を構成している。また、前記ト
ランジスタＱｎのコレクタ側にも上記特性補償回路２０
と同じ構成で、発光ダイオードＬＥＤ、、７オトトラン
ジスタＱ、ｌＩ（フォトカプラｐｃ、）、抵抗Ｒ６およ
びトランジスタＱ＋６から成る特性補償回路２１が設け
られて成る。
上記のような構成において、フォトカプラＰＣ，とＰＣ
３との電流伝達係数を等しく設定すればトランジスタＱ
ｒｏとＱｌＢの出力電流は同じになシ、またフォトカプ
ラＰＣ，とＰＣ４との電流伝達係を等しく設定すればト
ランジスタＱ＋２とＱｌＢの出力電流は同じになる。す
なわち、小電流領域における発光ダイオードＬＥＤ、。
３との電流伝達係数を等しく設定すればトランジスタＱ
ｒｏとＱｌＢの出力電流は同じになシ、またフォトカプ
ラＰＣ，とＰＣ４との電流伝達係を等しく設定すればト
ランジスタＱ＋２とＱｌＢの出力電流は同じになる。す
なわち、小電流領域における発光ダイオードＬＥＤ、。
ＬＥＤ、のリニアリティが得られる。この特性補償につ
いては、本出願人による特許出願番号５８−５６０５３
号に詳しく記載されている。
いては、本出願人による特許出願番号５８−５６０５３
号に詳しく記載されている。
第８図は、さらにこの発明の他の実施例を示すもので、
上記各実施例では電圧、電流が単一極性のみの回路につ
いて説明したが、双極性に回路を構成したものである。
上記各実施例では電圧、電流が単一極性のみの回路につ
いて説明したが、双極性に回路を構成したものである。
この回路は前記第６図の回路を相補形に構成したもので
、図において第６図と同一構成部に同じ符号を付し、こ
れに対応する部分にはバーを付けた同一符号を付してそ
の説明は省略する。
、図において第６図と同一構成部に同じ符号を付し、こ
れに対応する部分にはバーを付けた同一符号を付してそ
の説明は省略する。
上記のような構成において、バーを付して示した相補回
路部分が逆極性の電圧、電流によって動作する。従って
、このような構成によれば、変成器（トランス）として
の機能を完全に備えた変換回路を電子回路的に構成でき
る。
路部分が逆極性の電圧、電流によって動作する。従って
、このような構成によれば、変成器（トランス）として
の機能を完全に備えた変換回路を電子回路的に構成でき
る。
第９図は、さらにこの発明の他の実施例を示すもので、
前記第８図の回路に前記第７図に示した特性補償回路を
設けたものである。図において、前記第８図および第７
図と同一構成部には同じ符号を付してその説明は省略す
る。このような構成によれば、トランスとしての機能を
完全に備え、且つ高精度な変換回路を電子回路的に構成
できる。
前記第８図の回路に前記第７図に示した特性補償回路を
設けたものである。図において、前記第８図および第７
図と同一構成部には同じ符号を付してその説明は省略す
る。このような構成によれば、トランスとしての機能を
完全に備え、且つ高精度な変換回路を電子回路的に構成
できる。
第１０図は、さらにこの発明の他の実施例を示すもので
、上記各実施例で示した変換回路は一端が接地されたト
ランスを実現していたのに対し、差動入力端子対と差動
出力端子対を構成してフローティング形とし、この制約
をなくしたものである。すなわち、前記第２図の回路を
差動入力形に構成したもので、図において前記第２図と
同一構成部には同一符号を付し、これ ・に対応する部
分にダッシュを付けた同一符号を付してその説明は省略
する。なお、各電流源ＩＯｅ Ｉｏ ｔ・・・は、差動
電圧・電流変換回路のバイアス電流を打ち消すだめのも
のである。このような構成によれば、設計上の制約をな
くすことができ、応用範囲を拡大できる。
、上記各実施例で示した変換回路は一端が接地されたト
ランスを実現していたのに対し、差動入力端子対と差動
出力端子対を構成してフローティング形とし、この制約
をなくしたものである。すなわち、前記第２図の回路を
差動入力形に構成したもので、図において前記第２図と
同一構成部には同一符号を付し、これ ・に対応する部
分にダッシュを付けた同一符号を付してその説明は省略
する。なお、各電流源ＩＯｅ Ｉｏ ｔ・・・は、差動
電圧・電流変換回路のバイアス電流を打ち消すだめのも
のである。このような構成によれば、設計上の制約をな
くすことができ、応用範囲を拡大できる。
第１１図は、さらにこの発明の他の実施例を示すもので
、前記第１０図の回路に前記第７図に示し、た特性補償
回路を設け、高精度化を図ったものである。図において
、前記第１０図および第７図と同一構成部には同じ符号
を付してその説明は省略する。このような構成によれば
、設計上の制約をなくすことができるのみならず、高精
反化も実現できる。
、前記第１０図の回路に前記第７図に示し、た特性補償
回路を設け、高精度化を図ったものである。図において
、前記第１０図および第７図と同一構成部には同じ符号
を付してその説明は省略する。このような構成によれば
、設計上の制約をなくすことができるのみならず、高精
反化も実現できる。
以上説明したようにこの発明によれば、人。
出力間を電気的に分離でき、トランスとしての機能を電
子回路的に実現できる変換回路が得られる。
子回路的に実現できる変換回路が得られる。
第１図は従来の変換回路を説明するだめの回路図、第２
図はこの発明の一実施例に係る変換回路を説明するため
の回路図、第３図は上記第２図の回路の動作を確認する
ためのシュミレーション回路を示す図、第４図は上記第
３図の回路の入力波形を示す図、第５図は上記第３図の
回路におけるシュミレーション結果を説明するだめの図
、第６図ないし第１１図はそれぞれこの舶」の他の実施
例を説明するための回路図である。 １４・・・入力端子（第１端子）、Ｑｅ −Ｑｎ・・・
トランジスタ（第１．第２の電圧・電流変換手段）、Ｌ
ＥＩ）、 、ＬＥＤ、・・・発光ダイオード（第１゜第
２の電光変換手段）、Ｑ、。、Ｑｌ、・・・フォトトラ
ンジスタ（第１．第２の光電変換手段）、Ｒ，、Ｒ，・
・・抵抗、ＲＬ ・・・９荷素子（負荷手段）。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦１０図 １１２ １５□ １１図 手続補正愈 昭和５へ、１−廿ノ。 特許庁長官 若杉和夫 殿 １、事件の表示 特願昭５８−１８２了３１号 ２・ 発明の名称 変換回路 ３、補市をする者 事件との関係 特許出願人 弦の東京芝浦電気株式会社 ４、代理人 ６、補正のス・ｊ象 明細書全文 ７、補正の内容 明細ｉヶの浄書（内容に変更なし）
図はこの発明の一実施例に係る変換回路を説明するため
の回路図、第３図は上記第２図の回路の動作を確認する
ためのシュミレーション回路を示す図、第４図は上記第
３図の回路の入力波形を示す図、第５図は上記第３図の
回路におけるシュミレーション結果を説明するだめの図
、第６図ないし第１１図はそれぞれこの舶」の他の実施
例を説明するための回路図である。 １４・・・入力端子（第１端子）、Ｑｅ −Ｑｎ・・・
トランジスタ（第１．第２の電圧・電流変換手段）、Ｌ
ＥＩ）、 、ＬＥＤ、・・・発光ダイオード（第１゜第
２の電光変換手段）、Ｑ、。、Ｑｌ、・・・フォトトラ
ンジスタ（第１．第２の光電変換手段）、Ｒ，、Ｒ，・
・・抵抗、ＲＬ ・・・９荷素子（負荷手段）。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦１０図 １１２ １５□ １１図 手続補正愈 昭和５へ、１−廿ノ。 特許庁長官 若杉和夫 殿 １、事件の表示 特願昭５８−１８２了３１号 ２・ 発明の名称 変換回路 ３、補市をする者 事件との関係 特許出願人 弦の東京芝浦電気株式会社 ４、代理人 ６、補正のス・ｊ象 明細書全文 ７、補正の内容 明細ｉヶの浄書（内容に変更なし）
Claims (1)
- 第１端子に印加された電圧をこれに対応した第１電流に
変換する第１電圧・電流変換手段と、この第１電圧・電
流変換手段から出力された第１電流を光信号に変換する
第１の電光変換手段と、この第１の電光変換手段と光学
的に結合され第１の電光変換手段によって発生された光
信号に対応した電流を得る第１の光電変換手段と、この
第１の光電変換手段の出力電流を電圧に変換する抵抗と
、この抵抗によって発生された電圧を第２端子に印加す
るとともに、第２端子に設けられた負荷手段によシ設定
される第２電流を発生する第２の電圧・電流変換手段と
、この第２電圧・電流変換手段によって発生された上記
第２電流に対応した電流を光信号に変換する第２の電光
変換手段と、Ｑの第２の電光変換手段と光学的に結合さ
れ第２の電光変換手段によって発生された光信号に対応
した電流を上記第１端子に供給する第２の光電変換手段
とを具備したことを特徴とする変換回路。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58182731A JPS6074807A (ja) | 1983-09-30 | 1983-09-30 | 変換回路 |
| EP84110907A EP0139210B1 (en) | 1983-09-30 | 1984-09-12 | Converting circuit |
| DE8484110907T DE3480581D1 (en) | 1983-09-30 | 1984-09-12 | Converting circuit |
| US06/655,229 US4739174A (en) | 1983-09-30 | 1984-09-27 | Converting circuit having first and second optically coupled phototransistors and first and second operational amplifiers |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58182731A JPS6074807A (ja) | 1983-09-30 | 1983-09-30 | 変換回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6074807A true JPS6074807A (ja) | 1985-04-27 |
Family
ID=16123451
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58182731A Pending JPS6074807A (ja) | 1983-09-30 | 1983-09-30 | 変換回路 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4739174A (ja) |
| EP (1) | EP0139210B1 (ja) |
| JP (1) | JPS6074807A (ja) |
| DE (1) | DE3480581D1 (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 | ||
| WO2018105253A1 (ja) * | 2016-12-06 | 2018-06-14 | Ntn株式会社 | アイソレーションアンプ |
Families Citing this family (14)
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|---|---|---|---|---|
| US5117118A (en) * | 1988-10-19 | 1992-05-26 | Astex Co., Ltd. | Photoelectric switch using an integrated circuit with reduced interconnections |
| US5068545A (en) * | 1989-04-20 | 1991-11-26 | Elsag International B.V. | Digital/frequency input for industrial control applications |
| US5182448A (en) * | 1990-10-05 | 1993-01-26 | Sharp Kabushiki Kaisha | Photocoupler with improved anti-noise characteristics |
| US5225687A (en) * | 1992-01-27 | 1993-07-06 | Jason Barry L | Output circuit with optically coupled control signals |
| US5189307A (en) * | 1992-03-13 | 1993-02-23 | Empi, Inc. | Isolated current mirror with optical insulator generating feedback signal |
| JP3394371B2 (ja) * | 1995-09-29 | 2003-04-07 | 松下電器産業株式会社 | 絶縁伝送装置 |
| US5789960A (en) * | 1996-09-04 | 1998-08-04 | Control Gaging, Inc. | Universal input circuit including opto-isolator and retriggerable monostable multivibrator |
| DE19911133C2 (de) * | 1999-03-12 | 2001-06-28 | Eckhard Mademann | Trennschaltkreis |
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| US6710317B2 (en) * | 2000-04-14 | 2004-03-23 | Robert David Meadows | Current to voltage converter with optical gain mechanism |
| TW493320B (en) * | 2000-04-28 | 2002-07-01 | Koninkl Philips Electronics Nv | Circuit with an optocoupler |
| US6696887B2 (en) * | 2001-09-27 | 2004-02-24 | Matthew S. Taubman | Transistor-based interface circuitry |
| JP4362046B2 (ja) * | 2003-07-15 | 2009-11-11 | アバゴ・テクノロジーズ・イーシービーユー・アイピー（シンガポール）プライベート・リミテッド | 線形性を改善したフォトカプラ装置 |
| US10158358B2 (en) * | 2015-04-06 | 2018-12-18 | Rockwell Automation Technologies, Inc. | Low-power dissipation input circuit |
Family Cites Families (8)
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| JPS49102261A (ja) * | 1973-01-31 | 1974-09-27 | ||
| US3893037A (en) * | 1973-09-09 | 1975-07-01 | William L Herbert | Isolating linear amplifier |
| US3975643A (en) * | 1974-01-23 | 1976-08-17 | Westinghouse Air Brake Company | Fail-safe opto-electronic phase inverting circuits |
| GB1435059A (en) * | 1974-03-21 | 1976-05-12 | Itt Creed | Galvanic isolation of telegraphic equipment |
| US4056719A (en) * | 1975-02-10 | 1977-11-01 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Two-way telephone transmission system utilizing opto-couplers |
| DE2527520B1 (de) * | 1975-06-20 | 1976-06-16 | Siemens Ag | Optoelektronisches Schaltglied |
| US4282604A (en) * | 1979-04-04 | 1981-08-04 | Jefferson William T | Optical isolation circuit for bidirectional communication lines |
| US4652764A (en) * | 1983-03-31 | 1987-03-24 | Tokyo Shibaura Denki Kabushiki Kaisha | Current source circuit with a photo coupler |
-
1983
- 1983-09-30 JP JP58182731A patent/JPS6074807A/ja active Pending
-
1984
- 1984-09-12 EP EP84110907A patent/EP0139210B1/en not_active Expired
- 1984-09-12 DE DE8484110907T patent/DE3480581D1/de not_active Expired
- 1984-09-27 US US06/655,229 patent/US4739174A/en not_active Expired - Lifetime
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 | ||
| WO2018105253A1 (ja) * | 2016-12-06 | 2018-06-14 | Ntn株式会社 | アイソレーションアンプ |
| JP2018093102A (ja) * | 2016-12-06 | 2018-06-14 | Ntn株式会社 | アイソレーションアンプ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0139210A2 (en) | 1985-05-02 |
| DE3480581D1 (en) | 1989-12-28 |
| US4739174A (en) | 1988-04-19 |
| EP0139210A3 (en) | 1986-04-16 |
| EP0139210B1 (en) | 1989-11-23 |
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