JPS6155160B2 - - Google Patents
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- JPS6155160B2 JPS6155160B2 JP53087924A JP8792478A JPS6155160B2 JP S6155160 B2 JPS6155160 B2 JP S6155160B2 JP 53087924 A JP53087924 A JP 53087924A JP 8792478 A JP8792478 A JP 8792478A JP S6155160 B2 JPS6155160 B2 JP S6155160B2
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- JP
- Japan
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- voltage
- amplifier
- differential
- input terminal
- input
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- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 13
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F1/00—Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
- H03F1/30—Modifications of amplifiers to reduce influence of variations of temperature or supply voltage or other physical parameters
- H03F1/302—Modifications of amplifiers to reduce influence of variations of temperature or supply voltage or other physical parameters in bipolar transistor amplifiers
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、二線式信号変換増幅器の改良に関す
る。
る。
差動直流増幅器を用いた二線式信号変換増幅器
の基本的構成を第１図に示す。第１図において、
U1は高ゲインの差動直流増幅器で、ＩおよびI′は
入力端子、Ｏは出力端子、ＰおよびP′は電源端子
である。Q1は出力トランジスタで差動直流増幅
器U1の出力電圧によつて駆動され、出力電流I0を
生じるものであり、Ez2はそのエミツタに直列な
ゼナーダイオードで、差動直流増幅器U1をゲイ
ンの高い適当な出力レベルで動作させるためのも
のである。Esは直流電源、ＲLは負荷抵抗、Ｒf
は帰還抵抗である。直流電源Esと負荷抵抗ＲLは
受信側に配置され、増幅器側とは二線式の伝送ラ
インによつて結ばれている。Icは定電流装置、
Ez1は差動直流増幅器U1に与える電源電圧および
入力端子に与える基準バイアス電圧を安定化する
ためのゼナーダイオードである。ゼナーダイオー
ドEz1の両端に得られる基準電圧は、抵抗R1およ
びR2によつて分圧され、この分電圧と入力電圧
Eiとの和が入力端子Ｉに与えられ、入力端子I′に
は、ゼナーダイオードEz1の電圧と帰還抵抗Ｒfに
生じる電圧降下との和の電圧が、抵抗R3および
R4で分圧されて与えられるようになつている。
の基本的構成を第１図に示す。第１図において、
U1は高ゲインの差動直流増幅器で、ＩおよびI′は
入力端子、Ｏは出力端子、ＰおよびP′は電源端子
である。Q1は出力トランジスタで差動直流増幅
器U1の出力電圧によつて駆動され、出力電流I0を
生じるものであり、Ez2はそのエミツタに直列な
ゼナーダイオードで、差動直流増幅器U1をゲイ
ンの高い適当な出力レベルで動作させるためのも
のである。Esは直流電源、ＲLは負荷抵抗、Ｒf
は帰還抵抗である。直流電源Esと負荷抵抗ＲLは
受信側に配置され、増幅器側とは二線式の伝送ラ
インによつて結ばれている。Icは定電流装置、
Ez1は差動直流増幅器U1に与える電源電圧および
入力端子に与える基準バイアス電圧を安定化する
ためのゼナーダイオードである。ゼナーダイオー
ドEz1の両端に得られる基準電圧は、抵抗R1およ
びR2によつて分圧され、この分電圧と入力電圧
Eiとの和が入力端子Ｉに与えられ、入力端子I′に
は、ゼナーダイオードEz1の電圧と帰還抵抗Ｒfに
生じる電圧降下との和の電圧が、抵抗R3および
R4で分圧されて与えられるようになつている。
このような構成において、各要素に付した記号
が各々の定量値を表わすものとすれば、出力電流
Ioは(1)式で表わされ、入力電圧Eiに比例したもの
となつている。
が各々の定量値を表わすものとすれば、出力電流
Ioは(1)式で表わされ、入力電圧Eiに比例したもの
となつている。
Io＝Ｒ３＋Ｒ４／Ｒ３・Ｒｆ・Ei (1)
但し、
Ｅｚ１＋ＩｏＲｆ／Ｒ３＋Ｒ４≪Io，Ｒ１／Ｒ１＋Ｒ２
＝Ｒ３／Ｒ３＋Ｒ４ 上記構成をなす信号変換増幅器は、プロセス量
などの検出信号（入力電圧Ei）の伝送と増幅器
への電源電力の供給が同一線路を通じて同時に行
ない得て、計装上好都合なので、工業的に使用さ
れる物理量／信号変換伝送器や成分計伝送器等の
増幅器に供されて、多くの実績を有している。
＝Ｒ３／Ｒ３＋Ｒ４ 上記構成をなす信号変換増幅器は、プロセス量
などの検出信号（入力電圧Ei）の伝送と増幅器
への電源電力の供給が同一線路を通じて同時に行
ない得て、計装上好都合なので、工業的に使用さ
れる物理量／信号変換伝送器や成分計伝送器等の
増幅器に供されて、多くの実績を有している。
第２図は、上記構成をなす増幅器を二線式PH
伝送器に適用した場合の構成説明図である（差動
直流増幅器への電源配線は省略してある）。第２
図において、第１図と同一記号は同一意味をもた
せてあり、ここでの説明は省略する（以下の各図
において、すでに説明済みの記号についての再説
明は省略する）。U2およびU3は差動直流増幅器、
RV1，RV2およびRV3は３端子の可変抵抗器、Rt
は測温体である。差動直流増幅器U2の入力端子
I′にゼナーダイオードEz1の電圧Ez1を可変抵抗
RV1，で分圧して得る分電圧ＥAと入力電圧Eiと
の和が与えられ、入力端子Ｉには、バイアス電圧
Eoを含む出力電圧E1を、測温体Rtおよび可変抵
抗RV2で分圧して与えられている。差動直流増幅
器U1の入力端子Ｉには、差動直流増幅器U2の出
力電圧E1が与えられ、入力端子I′には、ゼナーダ
イオードEz1の電圧と帰還抵抗Ｒfに生じる電圧降
下との和の電圧を、抵抗R3，R4および可変抵抗
RV3で分圧して与えられている。上記構成におい
て、可変抵抗RV1は不斉電位補正用として、ま
た、可変抵抗RV2はスパン調整用として、さらに
可変抵抗RV3はゼロシフト用として機能し、その
出力電流Ioは(2)式で表わされる。
伝送器に適用した場合の構成説明図である（差動
直流増幅器への電源配線は省略してある）。第２
図において、第１図と同一記号は同一意味をもた
せてあり、ここでの説明は省略する（以下の各図
において、すでに説明済みの記号についての再説
明は省略する）。U2およびU3は差動直流増幅器、
RV1，RV2およびRV3は３端子の可変抵抗器、Rt
は測温体である。差動直流増幅器U2の入力端子
I′にゼナーダイオードEz1の電圧Ez1を可変抵抗
RV1，で分圧して得る分電圧ＥAと入力電圧Eiと
の和が与えられ、入力端子Ｉには、バイアス電圧
Eoを含む出力電圧E1を、測温体Rtおよび可変抵
抗RV2で分圧して与えられている。差動直流増幅
器U1の入力端子Ｉには、差動直流増幅器U2の出
力電圧E1が与えられ、入力端子I′には、ゼナーダ
イオードEz1の電圧と帰還抵抗Ｒfに生じる電圧降
下との和の電圧を、抵抗R3，R4および可変抵抗
RV3で分圧して与えられている。上記構成におい
て、可変抵抗RV1は不斉電位補正用として、ま
た、可変抵抗RV2はスパン調整用として、さらに
可変抵抗RV3はゼロシフト用として機能し、その
出力電流Ioは(2)式で表わされる。
但し、
k1＝Ｒｔ＋ＲＶ２／α２・ＲＶ２、
α２…RV3の分圧値
k2＝Ｒ３＋（１−α３）ＲＶ３／Ｒ３＋Ｒ４＋ＲＶ３
α３…RV3の分圧値
(2)式において、Ａ項は入力電圧Eiに対応する
信号成分であり、Ｂ項はゼロシフト成分である。
そして、(2)式より明らかなように、ゼロシフト成
分の増減、すなわち、可変抵抗RV3の分圧値α３
の可変は、スパン量をも変えることとなり、ゼロ
シフト手段とスパン調整手段の干渉が存在するこ
とになる。かかる干渉は、PH伝送器の調整を面
倒なものとしていた。
信号成分であり、Ｂ項はゼロシフト成分である。
そして、(2)式より明らかなように、ゼロシフト成
分の増減、すなわち、可変抵抗RV3の分圧値α３
の可変は、スパン量をも変えることとなり、ゼロ
シフト手段とスパン調整手段の干渉が存在するこ
とになる。かかる干渉は、PH伝送器の調整を面
倒なものとしていた。
そこで、本発明の目的は、ゼロシフト手段とス
パン調整手段とが干渉しない二線式信号変換増幅
器を提供するにある。
パン調整手段とが干渉しない二線式信号変換増幅
器を提供するにある。
本発明による増幅器は、差動直流増幅器の一方
の入力端子に電源電圧を分圧して得るバイアス電
圧を与え、他方の入力端子には、入力信号、ゼロ
シフト信号および出力電流に対応する帰還信号を
電流加算の形で与えることを特徴としている。
の入力端子に電源電圧を分圧して得るバイアス電
圧を与え、他方の入力端子には、入力信号、ゼロ
シフト信号および出力電流に対応する帰還信号を
電流加算の形で与えることを特徴としている。
以下、図面を参照して本発明について詳しく説
明する。
明する。
第３図は、本発明の一実施例による信号変換増
幅器の構成説明図である。差動直流増幅器U2の
入力端子I′には、ゼナーダイオードEz1のゼナー
電圧Ez1を可変抵抗RV1で分圧して得る分電圧ＥA
と入力電圧Eiの和が与えられ、入力端子Ｉに
は、ゼナー電圧Ez1を抵抗R1およびR2で分圧して
得る一定電圧Eoをバイアスとなす出力電圧E1
を、測温体Rtおよび可変抵抗RV2で分圧して得る
電圧が与えられている。差動直流増幅器U1の入
力端子I′には、ゼナー電圧Ez1を抵抗R1およびR2
で分圧して得る分電圧Eoが与えられている。一
方、入力端子Ｉには、差動直流増幅器U2の出力
電圧E1が抵抗R3を介して与えられ、また、トラ
ンジスタQ1の出力電流に対応する電圧E4（抵抗
R6の降下電圧）が抵抗R5および可変抵抗RV3で分
圧して与えられ、さらに、定電流源Icの出力端電
圧E3が抵抗R4を介して与えられている。
幅器の構成説明図である。差動直流増幅器U2の
入力端子I′には、ゼナーダイオードEz1のゼナー
電圧Ez1を可変抵抗RV1で分圧して得る分電圧ＥA
と入力電圧Eiの和が与えられ、入力端子Ｉに
は、ゼナー電圧Ez1を抵抗R1およびR2で分圧して
得る一定電圧Eoをバイアスとなす出力電圧E1
を、測温体Rtおよび可変抵抗RV2で分圧して得る
電圧が与えられている。差動直流増幅器U1の入
力端子I′には、ゼナー電圧Ez1を抵抗R1およびR2
で分圧して得る分電圧Eoが与えられている。一
方、入力端子Ｉには、差動直流増幅器U2の出力
電圧E1が抵抗R3を介して与えられ、また、トラ
ンジスタQ1の出力電流に対応する電圧E4（抵抗
R6の降下電圧）が抵抗R5および可変抵抗RV3で分
圧して与えられ、さらに、定電流源Icの出力端電
圧E3が抵抗R4を介して与えられている。
上記構成において、各差動直流増幅器が理想的
特性を有するものとすれば各回路の電流および電
圧の関係は以下の式で示すことができる。
特性を有するものとすれば各回路の電流および電
圧の関係は以下の式で示すことができる。
Io＝I1＋I2
Eo＝E2
Ｅ３−Ｅ２／Ｒ４＋Ｅ１−Ｅ２／Ｒ３−Ｅ２／ＲＶ３−
Ｅ２−Ｅ４／Ｒ５＝０ E4＝I1・R6 E3＝I2・R7＋Ez1 E1＝k1（ＥA−Ei−Eo）＋Eo 但し、 k1＝Ｒｔ＋ＲＶ２／α２・ＲＶ２ α２…RV2の分圧値 I3≪I2，I4≪I1 上記各式から(3)式を得ることができる。
Ｅ２−Ｅ４／Ｒ５＝０ E4＝I1・R6 E3＝I2・R7＋Ez1 E1＝k1（ＥA−Ei−Eo）＋Eo 但し、 k1＝Ｒｔ＋ＲＶ２／α２・ＲＶ２ α２…RV2の分圧値 I3≪I2，I4≪I1 上記各式から(3)式を得ることができる。
したがつて、(3)式において、Ｒ６／Ｒ５＝Ｒ７／Ｒ
４を得るよ うに各抵抗の値を定めれば、Ｃ項は零となり、Ｅ
A（可変抵抗RV1）で零調整が、またk1（可変抵抗
RV2）でスパン調整が、さらにRV3でゼロシフト
がそれぞれ独立してなし得ることが理解できる。
これらの動作は、差動直流増幅器U1の入力端子
I′に一定電圧が与えられ、よつて入力端子Ｉの電
圧が固定、すなわち、入力信号Ei、ゼロシフト
信号および帰還信号の加算点の電位が固定される
ので成り立つているとも言える。しかも、零調整
手段による電圧ＥAによつて、入力電圧Eiに含ま
れる不斉電位を打消した信号を温度補償している
ので（k1は温度の函数）、ガラス電極の起電力の
特性における温度補償が正確になし得る。
４を得るよ うに各抵抗の値を定めれば、Ｃ項は零となり、Ｅ
A（可変抵抗RV1）で零調整が、またk1（可変抵抗
RV2）でスパン調整が、さらにRV3でゼロシフト
がそれぞれ独立してなし得ることが理解できる。
これらの動作は、差動直流増幅器U1の入力端子
I′に一定電圧が与えられ、よつて入力端子Ｉの電
圧が固定、すなわち、入力信号Ei、ゼロシフト
信号および帰還信号の加算点の電位が固定される
ので成り立つているとも言える。しかも、零調整
手段による電圧ＥAによつて、入力電圧Eiに含ま
れる不斉電位を打消した信号を温度補償している
ので（k1は温度の函数）、ガラス電極の起電力の
特性における温度補償が正確になし得る。
第４図は、本発明の他の実施例による二線式信
号変換増幅器の構成説明図である。第４図におい
て、差動直流増幅器U2およびU3でなす初段回路
の構成は第３図におけると同様であるが、入力電
圧Eiの与え方が逆極性である。また、差動直流
増幅器U1の入力端子Ｉにゼナー電圧Ez1を抵抗R1
およびR2で分圧して得る電圧Eoが与えられ、入
力端子I′には、ゼナー電圧Ez1と帰還抵抗Ｒfに生
じる電圧降下との和電圧が、抵抗R4およびR5で
分圧されて与えられるようになつている。
号変換増幅器の構成説明図である。第４図におい
て、差動直流増幅器U2およびU3でなす初段回路
の構成は第３図におけると同様であるが、入力電
圧Eiの与え方が逆極性である。また、差動直流
増幅器U1の入力端子Ｉにゼナー電圧Ez1を抵抗R1
およびR2で分圧して得る電圧Eoが与えられ、入
力端子I′には、ゼナー電圧Ez1と帰還抵抗Ｒfに生
じる電圧降下との和電圧が、抵抗R4およびR5で
分圧されて与えられるようになつている。
このような構成において、出力電流Ioは(4)式で
示される。
示される。
但し、
k1＝Ｒｔ＋ＲＶ２／α２・ＲＶ２
α２…RV2の分圧値
I3≪I2，I4≪I1
(4)式より明らかなように、ＥA（可変抵抗
RV1）、K1（可変抵抗RV2）およびRV3各々の可変
において相互干渉もなく行えて、第３図の構成に
おけると同様の作用効果を得る。
RV1）、K1（可変抵抗RV2）およびRV3各々の可変
において相互干渉もなく行えて、第３図の構成に
おけると同様の作用効果を得る。
上記実施例において、二線式PH伝送器を用い
て説明をなしたが、本発明はこれに限定するもの
ではない。入力電圧Eiに他の検出信号、たとえ
ば圧力、温度等を電気信号に変換して与えるよう
になしてもよい。
て説明をなしたが、本発明はこれに限定するもの
ではない。入力電圧Eiに他の検出信号、たとえ
ば圧力、温度等を電気信号に変換して与えるよう
になしてもよい。
以上、詳しく説明したように、本発明によれば
ゼロ調整手段とスパン調整手段の相互干渉ないう
えに、ゼロシフト手段とスパン調整手段の相互干
渉がないため、二線式信号変換増幅器の調整が簡
単にできる効果は大なるものがある。
ゼロ調整手段とスパン調整手段の相互干渉ないう
えに、ゼロシフト手段とスパン調整手段の相互干
渉がないため、二線式信号変換増幅器の調整が簡
単にできる効果は大なるものがある。
第１図は、二線式信号変換増幅器の原理説明
図、第２図は、従来の二線式信号変換増幅器の構
成説明図、第３図は、本発明の一実施例による二
線式信号変換増幅器の構成説明図、第４図は、本
発明の他の実施例による二線式信号変換増幅器の
構成説明図である。 U1，U2およびU3…差動直流増幅器、Ic…定電
流源、Ez1…ゼナーダイオード、Q1…出力トラン
ジスタ、RV1，RV2およびRV3…可変抵抗、R1，
R2，R3，R4，R5，R6，R7およびＲf…抵抗、Rt…
測温体、Es…電源。
図、第２図は、従来の二線式信号変換増幅器の構
成説明図、第３図は、本発明の一実施例による二
線式信号変換増幅器の構成説明図、第４図は、本
発明の他の実施例による二線式信号変換増幅器の
構成説明図である。 U1，U2およびU3…差動直流増幅器、Ic…定電
流源、Ez1…ゼナーダイオード、Q1…出力トラン
ジスタ、RV1，RV2およびRV3…可変抵抗、R1，
R2，R3，R4，R5，R6，R7およびＲf…抵抗、Rt…
測温体、Es…電源。
Claims (1)
- １ 差動直流増幅器に一つの電源によつて電源電
圧を与え、該増幅器の一方の入力端子には前記電
源から得られる一定電圧を分圧したバイアス電圧
を与え、他方の入力端子には、入力信号、ゼロシ
フト信号および出力電流に対応する帰還信号を電
流加算するようにして与えてなる二線式信号変換
増幅器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8792478A JPS5523609A (en) | 1978-07-19 | 1978-07-19 | Two wire type signal conversion amplifier |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8792478A JPS5523609A (en) | 1978-07-19 | 1978-07-19 | Two wire type signal conversion amplifier |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5523609A JPS5523609A (en) | 1980-02-20 |
| JPS6155160B2 true JPS6155160B2 (ja) | 1986-11-26 |
Family
ID=13928460
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8792478A Granted JPS5523609A (en) | 1978-07-19 | 1978-07-19 | Two wire type signal conversion amplifier |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5523609A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4490686A (en) * | 1982-07-02 | 1984-12-25 | Mark Telephone Products, Inc. | Differential amplifier with common mode rejection means |
| US4544875A (en) * | 1984-05-29 | 1985-10-01 | Kavlico Corporation | Variable current transducer system |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5137256A (ja) * | 1974-09-25 | 1976-03-29 | Yokogawa Electric Works Ltd | Shingohenkanki |
| JPS51113745A (en) * | 1975-03-31 | 1976-10-07 | Yokogawa Hokushin Electric Corp | Two-wire signal modulator |
-
1978
- 1978-07-19 JP JP8792478A patent/JPS5523609A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5137256A (ja) * | 1974-09-25 | 1976-03-29 | Yokogawa Electric Works Ltd | Shingohenkanki |
| JPS51113745A (en) * | 1975-03-31 | 1976-10-07 | Yokogawa Hokushin Electric Corp | Two-wire signal modulator |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5523609A (en) | 1980-02-20 |
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