JPS6142191Y2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6142191Y2 JPS6142191Y2 JP18664483U JP18664483U JPS6142191Y2 JP S6142191 Y2 JPS6142191 Y2 JP S6142191Y2 JP 18664483 U JP18664483 U JP 18664483U JP 18664483 U JP18664483 U JP 18664483U JP S6142191 Y2 JPS6142191 Y2 JP S6142191Y2
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- Japan
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- voltage
- polarity
- input terminal
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 11
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 11
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
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- Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
本考案は演算装置に係り、特に正負に反転する
直流電流信号をその絶対値と極性に分離し、絶対
値出力をスイツチ回路を含む各種演算回路に加
え、その出力結果に対して極性を再現するように
した演算装置の改良に関する。
直流電流信号をその絶対値と極性に分離し、絶対
値出力をスイツチ回路を含む各種演算回路に加
え、その出力結果に対して極性を再現するように
した演算装置の改良に関する。
〈従来技術〉
演算回路の中には信号の切換、増幅器の利得の
切換、定数の選択などのために多数のスイツチを
使用することがある。この場合にリレーを用いて
切換えることもできるが信頼性の点で好ましくな
い。そこで半導体素子であるアナログスイツチを
使用することになるが、アナログスイツチで負電
位の信号をも切換えるためにはレベルシフト回路
を内部に持つ両極性のアナログスイツチを必要と
する。しかし、レベルシフト回路を持つアナログ
スイツチはこれを持たない単一極性のスイツチに
比べ１桁程度コスト高になる。従つて、多数のス
イツチを用いる演算回路ではコスト低減のために
工夫を要する。この種の問題を解決した従来の実
施例を第１図に示す。
切換、定数の選択などのために多数のスイツチを
使用することがある。この場合にリレーを用いて
切換えることもできるが信頼性の点で好ましくな
い。そこで半導体素子であるアナログスイツチを
使用することになるが、アナログスイツチで負電
位の信号をも切換えるためにはレベルシフト回路
を内部に持つ両極性のアナログスイツチを必要と
する。しかし、レベルシフト回路を持つアナログ
スイツチはこれを持たない単一極性のスイツチに
比べ１桁程度コスト高になる。従つて、多数のス
イツチを用いる演算回路ではコスト低減のために
工夫を要する。この種の問題を解決した従来の実
施例を第１図に示す。
第１図は従来の演算装置の実施例を示すブロツ
ク図である。１は演算装置の入力端である。この
入力端１には正負に反転する直流電流信号Ｉが与
えられている。直流電流信号Ｉは絶対値回路２の
入力端に与えられ、ここで絶対値信号に変換さ
れ、次の単一極性のスイツチを含む演算回路３に
与えられる。従つて、入力の直流電流信号の極性
の如何にかかわらず演算回路３は単一極性の信号
の処理を行なうことができる。演算回路３の出力
は次の乗算回路４に入力される。一方、直流電流
信号Ｉの極性は極性検出回路５で検出され、その
出力が乗算回路４に与えられる。乗算回路４では
演算回路３の出力と極性検出回路５の出力とを乗
算して正負に反転する直流電流信号Ｉの極性に対
応した極性の電圧V0を出力端６に再現する。こ
の様にして正負に反転する直流電流信号を単一極
性の信号に直し、ここで単価の安い単一極性のア
ナログスイツチを用い全体のコストの低減を図つ
ている。
ク図である。１は演算装置の入力端である。この
入力端１には正負に反転する直流電流信号Ｉが与
えられている。直流電流信号Ｉは絶対値回路２の
入力端に与えられ、ここで絶対値信号に変換さ
れ、次の単一極性のスイツチを含む演算回路３に
与えられる。従つて、入力の直流電流信号の極性
の如何にかかわらず演算回路３は単一極性の信号
の処理を行なうことができる。演算回路３の出力
は次の乗算回路４に入力される。一方、直流電流
信号Ｉの極性は極性検出回路５で検出され、その
出力が乗算回路４に与えられる。乗算回路４では
演算回路３の出力と極性検出回路５の出力とを乗
算して正負に反転する直流電流信号Ｉの極性に対
応した極性の電圧V0を出力端６に再現する。こ
の様にして正負に反転する直流電流信号を単一極
性の信号に直し、ここで単価の安い単一極性のア
ナログスイツチを用い全体のコストの低減を図つ
ている。
第２図は第１図における絶対値回路と極性検出
回路の具体的な実施例を示すブロツク図である。
回路の具体的な実施例を示すブロツク図である。
入力端１にはダイオードD1のカソードが接続
され、そのアノードは演算増幅器Q1の反転入力
端に接続されている。入力端１にはまたダイオー
ドD2のアノードが接続され、そのカソードは演
算増幅器Q1の非反転入力端に接続され、同時に
抵抗R1により共通電位点Ｃに接続されている。
演算増幅器Q1の出力端は反転入力端に抵抗R2で
接続され、同時に回路の出力端７にも接続された
構成である。また、入力端１と極性検出回路５の
比較器Q2の非反転入力端とが接続され、その反
転入力端は共通電位点Ｃに接続されている。比較
器Q2の出力端は回路の出力端８に接続されてい
る。
され、そのアノードは演算増幅器Q1の反転入力
端に接続されている。入力端１にはまたダイオー
ドD2のアノードが接続され、そのカソードは演
算増幅器Q1の非反転入力端に接続され、同時に
抵抗R1により共通電位点Ｃに接続されている。
演算増幅器Q1の出力端は反転入力端に抵抗R2で
接続され、同時に回路の出力端７にも接続された
構成である。また、入力端１と極性検出回路５の
比較器Q2の非反転入力端とが接続され、その反
転入力端は共通電位点Ｃに接続されている。比較
器Q2の出力端は回路の出力端８に接続されてい
る。
先ず直流電流信号Ｉが正の場合、つまり入力端
１に外部から電流が流れ込む場合について説明す
る。この場合はダイオードD2が導通し抵抗R1の
両端にはIR1に等しい電圧が生ずる。一方ダイオ
ードD1は断となつているので演算増幅器Q1は帰
還抵抗R2、利得１の電圧フオロワーとして動作
する。従つて出力端７に得られる電圧Ｖは Ｖ＝IR1 (1) となる。このとき比較器Q2の非反転入力端には
ほぼIR1に等しい正の電圧が印加されるので極性
検出回路５の出力端８には正極性の電圧が得られ
る。
１に外部から電流が流れ込む場合について説明す
る。この場合はダイオードD2が導通し抵抗R1の
両端にはIR1に等しい電圧が生ずる。一方ダイオ
ードD1は断となつているので演算増幅器Q1は帰
還抵抗R2、利得１の電圧フオロワーとして動作
する。従つて出力端７に得られる電圧Ｖは Ｖ＝IR1 (1) となる。このとき比較器Q2の非反転入力端には
ほぼIR1に等しい正の電圧が印加されるので極性
検出回路５の出力端８には正極性の電圧が得られ
る。
次に直流電流信号Ｉが負の場合、つまり入力端
１から外部に電流が流出する場合について説明す
る。この場合はダイオードD1が導通しダイオー
ドD2は断となるので、この回路は電流／電圧変
換回路として動作する。従つて出力端７の電圧Ｖ
は、 Ｖ＝IR2 (2) となる。ここでＲ＝R1＝R2になるように抵抗値
を選定すれば、 Ｖ＝Ｒ｜Ｉ｜ (3) となり電圧Ｖは直流電流信号Ｉの絶対値に比例す
る。一方、比較器Q2の非反転入力端にはダイオ
ードD1の電位降下である0.7ボルト前後の負電圧
がかかり、極性検出回路５の出力端８には負極性
の電圧を得ることができる。
１から外部に電流が流出する場合について説明す
る。この場合はダイオードD1が導通しダイオー
ドD2は断となるので、この回路は電流／電圧変
換回路として動作する。従つて出力端７の電圧Ｖ
は、 Ｖ＝IR2 (2) となる。ここでＲ＝R1＝R2になるように抵抗値
を選定すれば、 Ｖ＝Ｒ｜Ｉ｜ (3) となり電圧Ｖは直流電流信号Ｉの絶対値に比例す
る。一方、比較器Q2の非反転入力端にはダイオ
ードD1の電位降下である0.7ボルト前後の負電圧
がかかり、極性検出回路５の出力端８には負極性
の電圧を得ることができる。
従つて、出力端７には絶対値電圧Ｖが、出力端
８には極性電圧Ｐがそれぞれ得られる。
８には極性電圧Ｐがそれぞれ得られる。
しかし、この回路では直流電流信号Ｉの一部が
比較器Q2の入力バイアス電流として消費される
ことのほか、直流電流信号Ｉ＝０のときは演算増
幅器Q1の非反転入力端が零電位なのでその出力
端も零電位となり、ダイオードD1を通じて比較
器Q2の非反転入力端に入力バイアス電流を供給
することができず、比較器Q2自体の構成できま
る極性の電圧が出力端８に生ずる。従つて、直流
電流信号Ｉ＝０近辺での絶対値と極性の検出に若
干の不安定性が生じる。このバイアス電流の切り
換りによる出力の不安定性は絶対値の検出を数μ
Ａの微少電流レベルで行なわねばならない場合に
問題となり得る値である。第３図に極性の切り換
りの不安定性に起因する出力の変動を示す。第３
図ａにおける横軸は直流電流信号Ｉ、縦軸は演算
装置の出力端６の電圧V0を示す。第３図ｂにお
ける横軸は直流電流信号Ｉ、縦軸は出力端８の極
性電圧Ｐを示す。第３図ｂに示すようにＩ＝０と
なる位置よりｔだけ負になつた時点で極性が正か
ら負に反転したときには出力端６での電圧V0が
Ｉ＝０附近で第３図ａに示すように滑らかに変化
せず不安定となる。
比較器Q2の入力バイアス電流として消費される
ことのほか、直流電流信号Ｉ＝０のときは演算増
幅器Q1の非反転入力端が零電位なのでその出力
端も零電位となり、ダイオードD1を通じて比較
器Q2の非反転入力端に入力バイアス電流を供給
することができず、比較器Q2自体の構成できま
る極性の電圧が出力端８に生ずる。従つて、直流
電流信号Ｉ＝０近辺での絶対値と極性の検出に若
干の不安定性が生じる。このバイアス電流の切り
換りによる出力の不安定性は絶対値の検出を数μ
Ａの微少電流レベルで行なわねばならない場合に
問題となり得る値である。第３図に極性の切り換
りの不安定性に起因する出力の変動を示す。第３
図ａにおける横軸は直流電流信号Ｉ、縦軸は演算
装置の出力端６の電圧V0を示す。第３図ｂにお
ける横軸は直流電流信号Ｉ、縦軸は出力端８の極
性電圧Ｐを示す。第３図ｂに示すようにＩ＝０と
なる位置よりｔだけ負になつた時点で極性が正か
ら負に反転したときには出力端６での電圧V0が
Ｉ＝０附近で第３図ａに示すように滑らかに変化
せず不安定となる。
〈考案の目的〉
本考案は、前記の従来技術に鑑み、直流電流信
号を絶対値と極性に分離しその絶対値を用いて必
要な演算を行つた結果に対して極性の再現を行な
うときに生ずる直流電流信号のゼロ附近での演算
装置の出力の不安定性を除去することを目的とす
る。
号を絶対値と極性に分離しその絶対値を用いて必
要な演算を行つた結果に対して極性の再現を行な
うときに生ずる直流電流信号のゼロ附近での演算
装置の出力の不安定性を除去することを目的とす
る。
〈考案の構成〉
この目的を達成する本考案の構成は、演算装置
に係り、正負両極性に反転する直流電流信号が与
えられる入力端と演算増幅器の反転入力端および
非反転入力端との間に互いに逆極性に接続された
１対のダイオードと、前記演算増幅器の出力端と
前記反転入力端との間に接続された抵抗と、前記
非反転入力端と共通電位点との間に接続された抵
抗と、前記出力端の絶対値電圧に関連した電圧と
前記非反転入力端の電圧とを比較する比較器とを
具備し、前記出力端に得られた絶対値電圧を単一
極性のスイツチを含む演算回路を介して得た電圧
と前記比較器の出力とから前記直流電流信号の極
性に対応した極性の電圧出力を得るようにした点
に特徴を有するものである。
に係り、正負両極性に反転する直流電流信号が与
えられる入力端と演算増幅器の反転入力端および
非反転入力端との間に互いに逆極性に接続された
１対のダイオードと、前記演算増幅器の出力端と
前記反転入力端との間に接続された抵抗と、前記
非反転入力端と共通電位点との間に接続された抵
抗と、前記出力端の絶対値電圧に関連した電圧と
前記非反転入力端の電圧とを比較する比較器とを
具備し、前記出力端に得られた絶対値電圧を単一
極性のスイツチを含む演算回路を介して得た電圧
と前記比較器の出力とから前記直流電流信号の極
性に対応した極性の電圧出力を得るようにした点
に特徴を有するものである。
〈実施例〉
以下、本考案の実施例について図面に基づいて
説明する。尚、従来技術と同一の機能を有する部
分には同一番号を付し、重複する説明は省略す
る。
説明する。尚、従来技術と同一の機能を有する部
分には同一番号を付し、重複する説明は省略す
る。
第４図は本考案の要部の実施例を示すブロツク
図である。第４図は第２図の実施例に対して演算
増幅器Q1の出力電圧を抵抗R3とR4で分圧してこ
の分圧点の電圧V1を比較器Q3の反転入力端に印
加し、演算増幅器Q1の非反転入力端の電圧V2を
比較器Q3の非反転入力端に印加してこれ等の電
圧を比較器Q3で比較した結果を比較器Q3の出力
端９に得る構成としたものである。
図である。第４図は第２図の実施例に対して演算
増幅器Q1の出力電圧を抵抗R3とR4で分圧してこ
の分圧点の電圧V1を比較器Q3の反転入力端に印
加し、演算増幅器Q1の非反転入力端の電圧V2を
比較器Q3の非反転入力端に印加してこれ等の電
圧を比較器Q3で比較した結果を比較器Q3の出力
端９に得る構成としたものである。
第５図は直流電流信号に対する比較器の各入力
電圧の変化を示す図である。図において横軸は直
流電流信号Ｉ、縦軸は演算増幅器Q1の出力電圧
を分圧した分圧点の電圧V1および抵抗R1の両端
の電圧V2を示す。実線は絶対値出力なので縦軸
に対して左右対称である。点線は抵抗R1の両端
の電圧であり、直流電流信号Ｉが負の場合はダイ
オードD2が断なのでゼロ電圧となる。
電圧の変化を示す図である。図において横軸は直
流電流信号Ｉ、縦軸は演算増幅器Q1の出力電圧
を分圧した分圧点の電圧V1および抵抗R1の両端
の電圧V2を示す。実線は絶対値出力なので縦軸
に対して左右対称である。点線は抵抗R1の両端
の電圧であり、直流電流信号Ｉが負の場合はダイ
オードD2が断なのでゼロ電圧となる。
第６図は比較器の両入力端の電位差の変化を示
す図である。横軸は直流電流信号Ｉ、縦軸は出力
電圧を分圧した分圧点の電圧V1と抵抗R1の両端
の電圧V2との電位差を示す。この図は第５図を
基に作成したものであり、入力の直流電流信号Ｉ
の極性が反転する点で比較器Q3の入力電位も反
転しているので比較器Q3の出力は直流電流信号
Ｉの極性に対応した極性を示す。
す図である。横軸は直流電流信号Ｉ、縦軸は出力
電圧を分圧した分圧点の電圧V1と抵抗R1の両端
の電圧V2との電位差を示す。この図は第５図を
基に作成したものであり、入力の直流電流信号Ｉ
の極性が反転する点で比較器Q3の入力電位も反
転しているので比較器Q3の出力は直流電流信号
Ｉの極性に対応した極性を示す。
なお、第４図の実施例におけるダイオード
D1，D2の極性を互いに図示の方向と逆に接続し
ても、絶対値電圧Ｖおよび極性電圧Ｐを得ること
ができる。但し、絶対値電圧Ｖは常に負の単一極
性である。
D1，D2の極性を互いに図示の方向と逆に接続し
ても、絶対値電圧Ｖおよび極性電圧Ｐを得ること
ができる。但し、絶対値電圧Ｖは常に負の単一極
性である。
〈考案の効果〉
以上、実施例とともに具体的に説明したように
本考案によれば、極性検出回路の比較器が絶対値
電圧を入力して作動しているので絶対値回路の演
算増幅器と極性検出回路の比較器の各ゼロ点のず
れの影響を受けず、更に比較器の入力バイアス電
流の極性切換点附近での不安定な切り換り現象も
発生しないので安定に作動する。
本考案によれば、極性検出回路の比較器が絶対値
電圧を入力して作動しているので絶対値回路の演
算増幅器と極性検出回路の比較器の各ゼロ点のず
れの影響を受けず、更に比較器の入力バイアス電
流の極性切換点附近での不安定な切り換り現象も
発生しないので安定に作動する。
第１図は従来の演算装置の実施例を示すブロツ
ク図、第２図は第１図の絶対値回路と極性検出回
路の具体的な実施例を示すブロツク図、第３図は
極性の切り換りの不安定性に起因する出力の変動
を示す説明図、第４図は本考案の要部の実施例を
示すブロツク図、第５図は第４図において直流電
流信号に対する比較器の各入力電圧の変化を示す
説明図、第６図は第４図において直流電流信号に
対する比較器の両入力端の電位差の変化を示す説
明図である。 １……入力端、２……絶対値回路、３……演算
回路、４……乗算回路、５……極性検出回路、６
〜９……出力端、Q1……演算増幅器、Q3……比
較器、D1，D2……ダイオード、Ｉ……直流電流
信号。
ク図、第２図は第１図の絶対値回路と極性検出回
路の具体的な実施例を示すブロツク図、第３図は
極性の切り換りの不安定性に起因する出力の変動
を示す説明図、第４図は本考案の要部の実施例を
示すブロツク図、第５図は第４図において直流電
流信号に対する比較器の各入力電圧の変化を示す
説明図、第６図は第４図において直流電流信号に
対する比較器の両入力端の電位差の変化を示す説
明図である。 １……入力端、２……絶対値回路、３……演算
回路、４……乗算回路、５……極性検出回路、６
〜９……出力端、Q1……演算増幅器、Q3……比
較器、D1，D2……ダイオード、Ｉ……直流電流
信号。
Claims (1)
- 正負両極性に反転する直流電流信号が与えられ
る入力端と演算増幅器の反転出力端および非反転
入力端との間に互いに逆極性に接続された１対の
ダイオードと、前記演算増幅器の出力端と前記反
転入力端との間に接続された抵抗と、前記非反転
入力端と共通電位点との間に接続された抵抗と、
前記出力端の絶対値電圧に関連した電圧と前記非
反転入力端の電圧とを比較する比較器とを具備
し、前記出力端に得られた絶対値電圧を単一極性
のスイツチを含む演算回路を介して得た電圧と前
記比較器の出力とから前記直流電流信号の極性に
対応した極性の電圧出力を得る演算装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18664483U JPS6095659U (ja) | 1983-12-02 | 1983-12-02 | 演算装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18664483U JPS6095659U (ja) | 1983-12-02 | 1983-12-02 | 演算装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6095659U JPS6095659U (ja) | 1985-06-29 |
| JPS6142191Y2 true JPS6142191Y2 (ja) | 1986-12-01 |
Family
ID=30403095
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18664483U Granted JPS6095659U (ja) | 1983-12-02 | 1983-12-02 | 演算装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6095659U (ja) |
-
1983
- 1983-12-02 JP JP18664483U patent/JPS6095659U/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6095659U (ja) | 1985-06-29 |
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