JPS6276302A - 電圧−周波数変換回路 - Google Patents
電圧−周波数変換回路Info
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- JPS6276302A JPS6276302A JP21551985A JP21551985A JPS6276302A JP S6276302 A JPS6276302 A JP S6276302A JP 21551985 A JP21551985 A JP 21551985A JP 21551985 A JP21551985 A JP 21551985A JP S6276302 A JPS6276302 A JP S6276302A
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- Japan
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- signal
- circuit
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- input
- input signal
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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。
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〕
本発明は交流入力信号などを振幅に応じた周波数信号に
変換する電圧−周波数変換回路に関する。
変換する電圧−周波数変換回路に関する。
（発明の技ｔｆｊ的背ｅとその問題点）第４図は、交？
ｈ又（ま直流の入力信号Ｅ１ｎをその振幅に応じた周波
数１コ号Ｆに変換出力する回路のブロック構成図である
。この回路は、先ず入力信号Ｅｉｎを整一、流回路１に
通し、この後この整流信号をＶ−Ｆ変換回路（電圧−周
波数変換回路）２に送って振幅に応じた周波数倍＠Ｅａ
を１ｑるようにしたものである。ところで、この回路が
電子式電力量計等の高精度を要求されるものに適用され
た場合、整流回路１は演算増幅器、アナログスイッチな
どから構成される理想ダイオード回路が用いられること
が多い。
ｈ又（ま直流の入力信号Ｅ１ｎをその振幅に応じた周波
数１コ号Ｆに変換出力する回路のブロック構成図である
。この回路は、先ず入力信号Ｅｉｎを整一、流回路１に
通し、この後この整流信号をＶ−Ｆ変換回路（電圧−周
波数変換回路）２に送って振幅に応じた周波数倍＠Ｅａ
を１ｑるようにしたものである。ところで、この回路が
電子式電力量計等の高精度を要求されるものに適用され
た場合、整流回路１は演算増幅器、アナログスイッチな
どから構成される理想ダイオード回路が用いられること
が多い。
したがって、交流又は直流の入力信号Ｅ１ｎをその振幅
に応じた周波数信号Ｆに変換するを１ｎるためにＶ−Ｆ
変換回路２のみＬどけではなく整流回路１をも接続しな
ければならなず、この回路の分だけ大形化しかつ構成が
７８Ｍ化している。
に応じた周波数信号Ｆに変換するを１ｎるためにＶ−Ｆ
変換回路２のみＬどけではなく整流回路１をも接続しな
ければならなず、この回路の分だけ大形化しかつ構成が
７８Ｍ化している。
本発明は上記実情に基づいてなされたもので、その目的
とするところは、構成を１７ｉ！ｉ化して交流および直
流の入力信号を周波数信号に変換できる高精度な電圧−
周波数変換回路を（足供することにある。
とするところは、構成を１７ｉ！ｉ化して交流および直
流の入力信号を周波数信号に変換できる高精度な電圧−
周波数変換回路を（足供することにある。
本発明は、交互に極性を反転させた入力信号を積分回路
により積分し、この積分出力信号と比較基ｔｌ！信号と
を比較回路により比較してハイレベル信号とローレベル
信号とを入力信号レベルに応じた周波数で交互に送出す
るちので、入力回路は切換回路によって前記ハイレベル
信号、ローレベル信号および入力信号の各レベルにより
非反転又は反転動作に切換るようにした電圧−周波数変
換回路である。
により積分し、この積分出力信号と比較基ｔｌ！信号と
を比較回路により比較してハイレベル信号とローレベル
信号とを入力信号レベルに応じた周波数で交互に送出す
るちので、入力回路は切換回路によって前記ハイレベル
信号、ローレベル信号および入力信号の各レベルにより
非反転又は反転動作に切換るようにした電圧−周波数変
換回路である。
（発明の実施例〕
以下、本発明の一実施例について図面を寺照して説明す
る。
る。
第１図は電圧−周波数変換回路の構成図である。
同図において１０は入力回路であって、これは交流又は
直流の入力信号ｅｉｎを受けてこれを非反転又は反転し
て送出するものである。具体的には、入力端子１ｎから
切換スイッチＳ１を通ることにより非反転となり、反転
回路１１から切換スイッチＳ２を通ることにより反転さ
れる構成となっている。この反転回路１１は演算増幅器
１２および同一抵抗値の抵抗Ｒ１，Ｒ２から構成され、
入力信号ｅｉｎの電圧レベルすなわち正負が反対で振幅
絶対値の等しい反転出力を得るようになっている。
直流の入力信号ｅｉｎを受けてこれを非反転又は反転し
て送出するものである。具体的には、入力端子１ｎから
切換スイッチＳ１を通ることにより非反転となり、反転
回路１１から切換スイッチＳ２を通ることにより反転さ
れる構成となっている。この反転回路１１は演算増幅器
１２および同一抵抗値の抵抗Ｒ１，Ｒ２から構成され、
入力信号ｅｉｎの電圧レベルすなわち正負が反対で振幅
絶対値の等しい反転出力を得るようになっている。
この入力回路１０により非反転又は反転された入力信号
は積分回路１３に送られるようになっている。この積分
回路１３は演算増幅器１４および積分時間を決定する抵
抗Ｒ３、コンデンサＣから構成されており、積分出力信
号Ｆは比較器１５の「−」側入力端子に送出されている
。そして、この比較器１５は、「＋」側入力端子に抵抗
Ｒ４、Ｒ５から構成される比較電圧作成回路１６が接続
され、積分出力信号Ｆと比較基準信号Ｐとの各レベルを
比較して積分出力信号Ｆのレベルが高い場合に出力信号
Ｈをローレベル信号とし、また比較基準信号Ｐのレベル
が高い場合にハイレベルとしてそれぞれ切換制御回路１
７に送出するものとなっている。なお、この基準電圧作
成回路１６への供給電圧は比較器１５から出力される切
換制御信号Ｈを受けて正又は負の電圧に変化する。さて
、この切換制御回路１７は、比較器１５の出力信号Ｈと
入力信号ｅｉｎとの各レベルにより切換スイッチ３１．
Ｓ２を開閉制御して入力回路１０を非反： 転
又は反転動作させるものである。具体的には、１
人力信号ｅｉｎを受けて正負を判定して正側であれ
□ １ ば出力信号２をローレベルとし、また負側
であれ１ ばハイレベルとする正負判定器１８
と、この正負ｉ 判定器１８の出力端が一端に
接続され、また比較Ｉ 器１５の出力端が他端
に接続され、さらに自身の出力信号が切換制御信号Ｇと
して切換スイッチＳ２に送出する排他的論理和ゲート１
９と、このゲート１９からの切換制御信号Ｇを反転して
別の切換制御信号Ｎとして切換スイッチｓ１に送出する
とともに前記基準電圧作成回路１６に送出するインバー
タ２０とから構成されている。なお、各切換スイッチＳ
１、Ｓ２はハイレベル信号により閉となる。
は積分回路１３に送られるようになっている。この積分
回路１３は演算増幅器１４および積分時間を決定する抵
抗Ｒ３、コンデンサＣから構成されており、積分出力信
号Ｆは比較器１５の「−」側入力端子に送出されている
。そして、この比較器１５は、「＋」側入力端子に抵抗
Ｒ４、Ｒ５から構成される比較電圧作成回路１６が接続
され、積分出力信号Ｆと比較基準信号Ｐとの各レベルを
比較して積分出力信号Ｆのレベルが高い場合に出力信号
Ｈをローレベル信号とし、また比較基準信号Ｐのレベル
が高い場合にハイレベルとしてそれぞれ切換制御回路１
７に送出するものとなっている。なお、この基準電圧作
成回路１６への供給電圧は比較器１５から出力される切
換制御信号Ｈを受けて正又は負の電圧に変化する。さて
、この切換制御回路１７は、比較器１５の出力信号Ｈと
入力信号ｅｉｎとの各レベルにより切換スイッチ３１．
Ｓ２を開閉制御して入力回路１０を非反： 転
又は反転動作させるものである。具体的には、１
人力信号ｅｉｎを受けて正負を判定して正側であれ
□ １ ば出力信号２をローレベルとし、また負側
であれ１ ばハイレベルとする正負判定器１８
と、この正負ｉ 判定器１８の出力端が一端に
接続され、また比較Ｉ 器１５の出力端が他端
に接続され、さらに自身の出力信号が切換制御信号Ｇと
して切換スイッチＳ２に送出する排他的論理和ゲート１
９と、このゲート１９からの切換制御信号Ｇを反転して
別の切換制御信号Ｎとして切換スイッチｓ１に送出する
とともに前記基準電圧作成回路１６に送出するインバー
タ２０とから構成されている。なお、各切換スイッチＳ
１、Ｓ２はハイレベル信号により閉となる。
次に上記の如く構成された回路の動作について説明する
。入力端子ｉｎに第２図に示すような交流の入力信号ｅ
ｉｎが入力され、この入力開始時刻１０から時刻ｔ２の
間、入力信号ｅｉｎのレベルが正側に変化した場合、説
明の度合い上比較器１５の出力信号Ｈのレベルがローレ
ベルであるとする。この場合、排他的論理和ゲート１９
からは、正負判定器１８からの出力信号Ｚがローレベル
で比較器１５からの出力信号Ｈがローレベルとなるので
ローレベルの信号Ｇを出力することになる。よって、切
換スイッチＳ２は閉じず、インバータ２ｏによって反転
されたハイレベルの切換制御信号Ｎにより切換スイッチ
Ｓ１が閉じる。これにより入力信号ｅｉｎは切換スイッ
チＳ１を介して積分回路１３に入力し、この積分回路１
３により積分されてその積分出力信号Ｆが比較器１５送
出される。ここで、積分出力信号Ｆは負方向に下降積分
した値を示す。よって、この比較５１５は積分出力信号
Ｆと基準電圧信号Ｐとの各レベルを比較し、積分出力信
号Ｆが下降積分によりレベルが比較基準電圧信号Ｐのレ
ベル−Ｅｒよりも低くなると、この時刻ｔ１に比較器１
５はハイレベルの信号Ｈを送出する。
。入力端子ｉｎに第２図に示すような交流の入力信号ｅ
ｉｎが入力され、この入力開始時刻１０から時刻ｔ２の
間、入力信号ｅｉｎのレベルが正側に変化した場合、説
明の度合い上比較器１５の出力信号Ｈのレベルがローレ
ベルであるとする。この場合、排他的論理和ゲート１９
からは、正負判定器１８からの出力信号Ｚがローレベル
で比較器１５からの出力信号Ｈがローレベルとなるので
ローレベルの信号Ｇを出力することになる。よって、切
換スイッチＳ２は閉じず、インバータ２ｏによって反転
されたハイレベルの切換制御信号Ｎにより切換スイッチ
Ｓ１が閉じる。これにより入力信号ｅｉｎは切換スイッ
チＳ１を介して積分回路１３に入力し、この積分回路１
３により積分されてその積分出力信号Ｆが比較器１５送
出される。ここで、積分出力信号Ｆは負方向に下降積分
した値を示す。よって、この比較５１５は積分出力信号
Ｆと基準電圧信号Ｐとの各レベルを比較し、積分出力信
号Ｆが下降積分によりレベルが比較基準電圧信号Ｐのレ
ベル−Ｅｒよりも低くなると、この時刻ｔ１に比較器１
５はハイレベルの信号Ｈを送出する。
このように比較器１５からハイレベルの信号Ｈが送出さ
れると、排他的論理和１９の出力信号Ｇはハイレベルと
なり、もって切換スイッチＳ１が開くとともに切換スイ
ッチＳ２が閉じる。これにより入力信号ｅｉｎは反転回
路１１に送られて反転され、この反転された信号ｅｉｍ
が積分回路１３に送られる。すると、積分回路１３は口
の反転入力信号ｅ ｉｎ＝を積分するので、その積分出
力信号Ｆは第２図に示すように上昇積分となる。また、
比較基準電圧信号Ｐは比較器１５の出力信号Ｈかハイレ
ベルなので十Ｅｒとなる。したがって、比較器１５は、
上昇積分の積分出力信号Ｆと比較基準電圧信号Ｐとの各
レベルを比較することになり、これにより積分出力信号
Ｆのレベルが比較基準信号Ｐのレベル十Ｅｒ以上となる
と、比較器１５の出力信号Ｈは再びローレベルとなる。
れると、排他的論理和１９の出力信号Ｇはハイレベルと
なり、もって切換スイッチＳ１が開くとともに切換スイ
ッチＳ２が閉じる。これにより入力信号ｅｉｎは反転回
路１１に送られて反転され、この反転された信号ｅｉｍ
が積分回路１３に送られる。すると、積分回路１３は口
の反転入力信号ｅ ｉｎ＝を積分するので、その積分出
力信号Ｆは第２図に示すように上昇積分となる。また、
比較基準電圧信号Ｐは比較器１５の出力信号Ｈかハイレ
ベルなので十Ｅｒとなる。したがって、比較器１５は、
上昇積分の積分出力信号Ｆと比較基準電圧信号Ｐとの各
レベルを比較することになり、これにより積分出力信号
Ｆのレベルが比較基準信号Ｐのレベル十Ｅｒ以上となる
と、比較器１５の出力信号Ｈは再びローレベルとなる。
かくして、以上のような動作が繰り返されて入力信号ｅ
ｉｎの振幅に応じた周波数信号つまり比較器１５の出力
信号Ｈが得られる。
ｉｎの振幅に応じた周波数信号つまり比較器１５の出力
信号Ｈが得られる。
そうして、時刻ｔ２に入力信号ｅｉｎのレベルが負側に
なると、この場合、正負判定器１８の出力信号Ｚはハイ
レベルとなり、これによって、比較器１５の出力信号ト
１．排他的論理ｍの出力信号Ｇおよびインバータ２０の
出力信号Ｎは、時刻ｔＯから１３間と較べて全て反転さ
れた関係となる。したがって、積分回路１３は、比較基
準電圧信号Ｐが十Ｅｒの場合に上昇積分動作を１１ない
、また−Ｅｒの場合に下降積分動作を行う。
なると、この場合、正負判定器１８の出力信号Ｚはハイ
レベルとなり、これによって、比較器１５の出力信号ト
１．排他的論理ｍの出力信号Ｇおよびインバータ２０の
出力信号Ｎは、時刻ｔＯから１３間と較べて全て反転さ
れた関係となる。したがって、積分回路１３は、比較基
準電圧信号Ｐが十Ｅｒの場合に上昇積分動作を１１ない
、また−Ｅｒの場合に下降積分動作を行う。
ところで、比較器１５の出力信号Ｈの発振周波数ｆは次
のように表わされる。ここで、出力信号Ｈの出力電圧を
ｅｏｕｔとすると、 ｅｏｕｔ ＝ （−１／Ｒ３・Ｃ）Ｊ、 ｅｉｎ−ｄ
ｔ・・・（１） となり、下降積分時は、＋ＨＨｒから−Ｅｒまでｅｏｕ
ｔが変化するので、 一２Ｅｒ ＝ （−１／Ｒ３・Ｃ）Ｊ、ｅｉｎ−ｄｔ＝
（−１／Ｒ３・Ｃ） ｅｉｎ−ｔ ・・・（２） となる。よって、 ｔ＝２Ｒ３・ｃ−Ｅｒ／ｅｉｎ ・１３ｊが
（ユられる。なお、上昇積分時も同一の時間を要するの
で周期Ｔは、 Ｔ＝２ｔ ＝４・Ｒ３−Ｃ−Ｅｒ／ｅｉｎ −（４）とな
り、発振周波数ｆは、 ｆ−（１／Ｔ） ＝ｅｉｎ／４ ・Ｒ３・Ｃ−Ｅｒ ・１５）と
なる。
のように表わされる。ここで、出力信号Ｈの出力電圧を
ｅｏｕｔとすると、 ｅｏｕｔ ＝ （−１／Ｒ３・Ｃ）Ｊ、 ｅｉｎ−ｄ
ｔ・・・（１） となり、下降積分時は、＋ＨＨｒから−Ｅｒまでｅｏｕ
ｔが変化するので、 一２Ｅｒ ＝ （−１／Ｒ３・Ｃ）Ｊ、ｅｉｎ−ｄｔ＝
（−１／Ｒ３・Ｃ） ｅｉｎ−ｔ ・・・（２） となる。よって、 ｔ＝２Ｒ３・ｃ−Ｅｒ／ｅｉｎ ・１３ｊが
（ユられる。なお、上昇積分時も同一の時間を要するの
で周期Ｔは、 Ｔ＝２ｔ ＝４・Ｒ３−Ｃ−Ｅｒ／ｅｉｎ −（４）とな
り、発振周波数ｆは、 ｆ−（１／Ｔ） ＝ｅｉｎ／４ ・Ｒ３・Ｃ−Ｅｒ ・１５）と
なる。
このように上記一実施例においては、比較器１５の出力
信号Ｈδよび入力信号ｅｉｎの各レベルとにより入力回
路１０を非反転又は反転動作に１．Ｉｌｌ換るようにし
て非反転又は反転した信号ＥＳを積分回路１３により積
分し、この積分出力信号Ｆと比較基準（ｇｉ ＠ Ｐと
を比較器１５により比較してハイレベル信号とローレベ
ル信号とを入力信号レベルに応じた周波数で交互に送出
するものとしたので、構成の複雑な理想ダイオード回路
を接続せずにＶ−Ｆ変換ができ、さらに理想グイオート
回路使用時のように演口増幅器のオフセラ１〜電圧等の
誤差原因を拾うことは無くなって高し？度化を実現でき
る。
信号Ｈδよび入力信号ｅｉｎの各レベルとにより入力回
路１０を非反転又は反転動作に１．Ｉｌｌ換るようにし
て非反転又は反転した信号ＥＳを積分回路１３により積
分し、この積分出力信号Ｆと比較基準（ｇｉ ＠ Ｐと
を比較器１５により比較してハイレベル信号とローレベ
ル信号とを入力信号レベルに応じた周波数で交互に送出
するものとしたので、構成の複雑な理想ダイオード回路
を接続せずにＶ−Ｆ変換ができ、さらに理想グイオート
回路使用時のように演口増幅器のオフセラ１〜電圧等の
誤差原因を拾うことは無くなって高し？度化を実現でき
る。
なお、本発明は上記一実施例に限定されるものではない
。例えば、第３図に示すように切換スイッチｓ１．ｓ２
を次のような構成により開閉制御してもよい。つまり、
切換スイッチＳ１は、正負判定器１８からの信号Ｚとイ
ンバータ２０の出力信号とを入力する排他的論理和ゲー
ト３０により開閉制御し、また切換スイッチＳ２は正負
判定器１８の出力信号と比較器１５の出力（３号を入力
する排他的論理和３１により開閉制御するようにしても
よい。
。例えば、第３図に示すように切換スイッチｓ１．ｓ２
を次のような構成により開閉制御してもよい。つまり、
切換スイッチＳ１は、正負判定器１８からの信号Ｚとイ
ンバータ２０の出力信号とを入力する排他的論理和ゲー
ト３０により開閉制御し、また切換スイッチＳ２は正負
判定器１８の出力信号と比較器１５の出力（３号を入力
する排他的論理和３１により開閉制御するようにしても
よい。
また、基準電圧作成回路１６の抵抗Ｒ５を双方向性定電
圧ダイオード等に代えて比較基準電圧を作成するように
してもよい。
圧ダイオード等に代えて比較基準電圧を作成するように
してもよい。
以上詳記したように本発明によれば、構成を簡単化して
交流および直流の入力信号を周波数（ｎ４に変換できる
高精度な電圧−周波ｖｌ変換回路を提供できる。
交流および直流の入力信号を周波数（ｎ４に変換できる
高精度な電圧−周波ｖｌ変換回路を提供できる。
第１図は本発明に係わる電圧−周波数変換回路の一実施
例を示す構成図、第２図は第１図に示す回路の変換作用
を示Ｖ動作タイミング図、第３図は本発明回路の変形例
を示す構成図、第４図は従来回路を示す構成図である。 １０・・・入力回路、１１・・・反転回路、１３・・・
積分回路、１５・・・比較器、１６・・・基準電圧作成
回路、１７・・・切換制郊回路、ｓｌ、ｓ２・・・切換
スイッチ。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第１図
例を示す構成図、第２図は第１図に示す回路の変換作用
を示Ｖ動作タイミング図、第３図は本発明回路の変形例
を示す構成図、第４図は従来回路を示す構成図である。 １０・・・入力回路、１１・・・反転回路、１３・・・
積分回路、１５・・・比較器、１６・・・基準電圧作成
回路、１７・・・切換制郊回路、ｓｌ、ｓ２・・・切換
スイッチ。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第１図
Claims (1)
- 交互に極性を反転させた入力信号を積分する積分回路と
、この積分回路からの積分出力信号と比較基準信号との
各レベルを比較してハイレベル信号とローレベル信号と
を前記入力信号レベルに応じた周波数で交互に送出する
比較回路と、この比較回路からのハイレベル信号又はロ
ーレベル信号および前記入力信号の各レベルにより前記
入力回路を非反転又は反転動作に切換える切換回路とを
具備したことを特徴とする電圧−周波数変換回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21551985A JPS6276302A (ja) | 1985-09-28 | 1985-09-28 | 電圧−周波数変換回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21551985A JPS6276302A (ja) | 1985-09-28 | 1985-09-28 | 電圧−周波数変換回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6276302A true JPS6276302A (ja) | 1987-04-08 |
Family
ID=16673756
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21551985A Pending JPS6276302A (ja) | 1985-09-28 | 1985-09-28 | 電圧−周波数変換回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6276302A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0670499A1 (en) * | 1994-03-04 | 1995-09-06 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Voltage to frequency converter |
-
1985
- 1985-09-28 JP JP21551985A patent/JPS6276302A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0670499A1 (en) * | 1994-03-04 | 1995-09-06 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Voltage to frequency converter |
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