JPS63109600A

JPS63109600A - アイソレ−タ

Info

Publication number: JPS63109600A
Application number: JP25529686A
Authority: JP
Inventors: 隆吉岡
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 1986-10-27
Filing date: 1986-10-27
Publication date: 1988-05-14

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】（イ）産業上の利用分野この発明は、プロセス計測制御システムにおいて、プロ
セス信号変換器と制御装置間、あるいは制御装置と他の
システムとの間でアナログ信号を伝送する場合のアイソ
レータに関する。

（ロ）従来の技術プロセス計測分野で、アナログ信号を伝送する場合のア
イソレータとして、従来より、アナログ人力信号をパル
ス変調器で幅変調し、この幅変調されたパルス信号をホ
トカプラを用いることによりアイソレートし、受信側で
パルス幅信号を復調するようにしたものがある。この種
のアイソレータの温度補正は、復調側で行っている。

（ハ）発明が解決しようとする問題点上記従来のアイソレータでは、復調側で温度補正を行っ
ているので、変調側の温度特性力陥〃正しにくいという
問題がある。適正な温度補正をなすためには、変調側と
復調側を含めた綜合的な温度補正がなされることが望ま
しい。

この発明は、上記に鑑み、変調側と復調側をそれぞれ個
々に補正するのではなく、全体綜合的に温度補正し得る
アイソレータを提供することを目的としている。

（ニ）問題点を解決するための手段及び作用この発明の
アイソレータは、入力信号をパルス幅信号に変換するパ
ルス変調器と、このパルス幅信号を受けてオン／オフさ
れる第１のスイッチングトランジスタと、この第１のス
イッチングトランジスタの出力を平滑して直流電圧を得
る第１の平滑回路と、この直流電圧と入力信号を比較し
、その出力により前記パルス変調器より入力信号に比例
したパルス幅の信号を出力させる増幅器と、前記パルス
変調器よりのパルス幅信号を受けて伝送するホトカプラ
と、このホトカプラよりのパルス幅信号を受けてオン／
オフされる第２のスイッチングトランジスタと、この第
２のスイッチングトランジスタの出力を平滑して直流電
圧を得る第２の平滑回路とを備えてなるものにおいて、
前記第１及び第２のスイッチングトランジスタとして、
同一導電性のタイプを使用し、かつ熱伝導性の良い絶縁
基板上に形成し、これらをケース内に収容して同一温度
条件で使用するようにしている。

このアイソレータでは、変調側と復調側に設けるスイッ
チングトランジスタは同一導電性タイプを使用し、かつ
同一温度条件で使用するので、周囲温度が変化しても、
その影響を受けにくい。

（ホ）実施例以下、実施例により、この発明をさらに詳細に説明する
。

第１図は、この発明の一実施例を示すアイソレータの回
路ブロック図である。

同図において、アナログ入力信号のＨｉｇｈ側が加えら
れる端子１は、オペアンプ５の非反転入力端子（＋）に
接続されている。入力信号のＬｏｗ側が加えられる端子
２は、変調側ＡのコモンＣＭ。

に接続されている。オペアンプ５の出力は、パルス変調
器６の入力に加えられており、パルス変調器６の出力側
Ｏ６は、オープンコレクタで構成され、その出力信号の
ＯＦＦ幅／○Ｎ＋ＯＦＦ幅のデユーティは、オペアンプ
５より入力される電圧の大きさに比例する［第２図＋ａ
ｌ　（ｂｌ参照］。

出力０２はパルス幅電圧信号であり〔第２図（Ｃ）参照
〕、この出力０□が抵抗７を介してトランジスタ８のベ
ースに入力され、トランジスタ８をオン／オフする。ト
ランジスタ８は、ここではＮＰＮ型が使用され、エミッ
タはコモンＣＭ、に接続され、コレクタは、抵抗９を介
して電源子Ｂ、に接続されている。ツェナ・ダイオード
１０は、トランジスタ８に並列に接続され、トランジス
タ８がＯＦＦの時に基準電圧を発生する。この基準電圧
のＯＮ１０　Ｆ　Ｆ信号は、抵抗１２とコンデンサ１３
からなる平滑回路１１で平滑化され、オペアンプ５の反
転入力端（−）にフィードバックされ、入力信号とバラ
ンスするようになっている。それゆえ、パルス変調器６
の出力０１のパルス幅は、入力信号の大きさに比例する
。なお、パルス変調器６の出力０＋　は、ホトカプラ１
４の発光ダイオード１５を介して、電源＋、Ｂ１に接続
されている。

上記において、パルス変調器６の出力０□がＨｉｇｈの
時、トランジスタ８はオンするが、その飽和電圧は０で
はなく、数１００＋ｎｖの電圧を持つ。

これが温度変化によって変われば、入力信号が一定であ
るから、パルス幅が変化する。

復調側Ｂでは、ホトカプラ１４のホトトランジスタ１６
のコレクタが抵抗１７を介して電源子Ｂ２に接続され、
エミッタがトランジスタ１９のペースに接続されると共
に、抵抗１８を通して、コモンＣＭ　ｚ端子に接続され
ている。トランジスタ１９は、トランジスタ８と同タイ
プのＮＰＮ型が使用され、エミッタはコモンＣＭ２端子
に接続され、コレクタは抵抗２４を介して、電源子Ｂ２
に接続されている。トランジスタ１９に並列にツェナ・
ダイオード２０が、さらにこのツェナ・ダイオード２０
の出力側に、抵抗２２、コンデンサ２３からなる平滑回
路２１が接続されている。

ホトカプラ１４のホトトランジスタ１６に電流が流れる
と、応じてトランジスタ１９がオン（オフ）シ、このオ
ン／オフに応答してツェナ・ダイオード２０及び平滑回
路２１は、ツェナ・ダイオード１０、平滑回路１１と同
様の動作でパルス幅に応じた直流電圧に変換し、オペア
ンプ２５に入力している。オペアンプ２５とフィードバ
ック抵抗２６は、上記変換された直流電圧を電流信号に
変換している。

トランジスタ８及び１９は、上記したように、同一導電
タイプのＮＰＮ型（あるいはＰＮＰ型）であり、これら
両トランジスタ８．１９は、熱伝導のよい絶縁基板上に
形成され、しかも同一温度が得られるように、モールド
２７内にパッケージされたものが使用される。

今、上記実施例回路において、端子１．２間に入力され
るアナログ信号が、第２図（ａ）のように上昇変化する
ものとすると、オペアンプ５の出力も同様に上昇し、パ
ルス変調器６はパルス幅が変化し、第２図（ｂ）に示す
ように、出力０．のパルス幅が大となり、逆に出力０□
は、第２図（Ｃ）に示すように、Ｌｏｗ電圧となる期間
が大となる。出力０□のＬｏｗ期間が大となるほど、ト
ランジスタ８のオフ期間が大となり、平滑回路１１を介
してオペアンプ５の反転入力端（−）にフィードバック
される直流電圧も大となり、入力されるアナログ信号に
バランスするように動作する。

また、パルス変調器６の出力０１のＬｏｗ期間が小とな
ると、ホトカプラ１４の発光ダイオード１５も、その期
間に電流が流れて発光し、この光をホトトランジスタ１
６で受け、つまり変調側Ａとアイソレートし、受光電流
が抵抗１７．１８を通して流れるため、トランジスタ１
９のベースは、第２図（ｄｌに示すように電圧変化する
。そのため、トランジスタ１９のオン期間が短くなり、
平滑回路２１で平滑される直流電圧は大となる。

また、アナログ入力信号が一定となると、ノトルス幅一
定となり、温度が変化しない限り、トランジスタ８．１
９の飽和電圧も変化しないので、変調側Ａのフィードバ
ック電圧や直流電圧も一定であるが、温度変化が生じる
と、トランジスタ８．１９の飽和電圧が変化するので、
アナログ入力信号一定でも、フィードバック電圧や出力
直流電圧がばらつき、温度誤差となる。しかし、この実
施例アイソレータでは、トランジスタ８．１９を同一タ
イプとし、同一温度条件となるように同一バソケージ内
に収納しているので、温度特性は同一であり、変調側Ａ
と復調側Ｂの温度変化による影響が相互に補正される。

（へ）発明の効果この発明によれば、いわゆる変調側と復調側のそれぞれ
のスイッチングトランジスタを同一導電タイプとし、か
つ熱伝道性の良い絶縁基板上に形成し、これらを同一ケ
ース内に収容して同一温度条件で使用するようにしたの
で、両トランジスタは、温度変化に対して同一の変化を
するので、互いに綜合的に温度補正を行うことができる
。従って、従来のアイソレータのように、温度補正に手
間どることがなく、また温度特性の小さい素子を特に使
用する必要もなく、両トランジスタの特性を合致させる
のみで実現できるから、合致させること自体は容易であ
り、安価でしかも高精度のアイソレータを得ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例を示すアイソレータの回
路接続図、第２図（ａ）　ｆｂ）　（Ｃ）　（ｄ）は、
同アイソレータの動作を説明するための図であり、第２
図＋ａｌは、アナログ入力信号の時間変化例を示すデー
タ、第２図（′ｂ）は、同変化例に対応するパルス変調
器の出力０１の変化を示す図、第２図（Ｃ１は、同変化
例に対応するパルス変調機の出力０２の変化を示す図、
第２図（ｄ）は、同変化例に対応する復調側のトランジ
スタのベース電圧波形を示す図である。５：オペアンプ、　　　　６：パルス変調器、８ニスイ
ツチングトランジスタ（第１）、１１：平滑回路（第１
）、　１４：ホトカプラ、１９ニスイツチングトランジ
スタ（第２）、２１：平滑回路（第２）、　２７：モー
ルド。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）入力信号をパルス幅信号に変換するパルス変調器
と、このパルス幅信号を受けてオン／オフされる第１の
スイッチングトランジスタと、この第１のスイッチング
トランジスタの出力を平滑して直流電圧を得る第１の平
滑回路と、この直流電圧と入力信号を比較し、その出力
により前記パルス変調器より入力信号に比例したパルス
幅の信号を出力させる増幅器と、前記パルス変調器より
のパルス幅信号を受けて伝送するホトカプラと、このホ
トカプラよりのパルス幅信号を受けてオン／オフされる
第２のスイッチングトランジスタと、この第２のスイッ
チングトランジスタの出力を平滑して直流電圧を得る第
２の平滑回路とを備えてなるアイソレータにおいて、前記第１及び第２のスイッチングトランジスタとして、
同一導電性のタイプを使用し、かつ熱伝導性のよい絶縁
基板上に形成し、これらをケース内に収容して同一温度
条件で使用するようにしたことを特徴とするアイソレー
タ。