JP2542311Y2 - 電圧検出器 - Google Patents
電圧検出器Info
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- JP2542311Y2 JP2542311Y2 JP7461090U JP7461090U JP2542311Y2 JP 2542311 Y2 JP2542311 Y2 JP 2542311Y2 JP 7461090 U JP7461090 U JP 7461090U JP 7461090 U JP7461090 U JP 7461090U JP 2542311 Y2 JP2542311 Y2 JP 2542311Y2
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Description
【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は電圧検出器に係り、更に詳しく言えば、被
測定体の一端と他端に発生する電圧の差を検出する電圧
検出器に関するものである。
測定体の一端と他端に発生する電圧の差を検出する電圧
検出器に関するものである。
第４図には、被測定体の両端間の電圧差を検出してそ
のインピーダンスを測定する従来例が示されている。
のインピーダンスを測定する従来例が示されている。
すなわち、インピーダンスZ1,Z2,Z3,…を有する部品
等が同図のように接続されていてそのうちのZ2を測定す
るような場合には、例えば図示しない信号源から電流供
給用ピン1,2を介して測定用電流Ｉを流し、接地に対す
る同部品の一端と他端の電圧V1,V2をそれぞれ電圧検出
用ピン3,4にて入力端子5,6から測定装置８に取り込み測
定するようになっている。
等が同図のように接続されていてそのうちのZ2を測定す
るような場合には、例えば図示しない信号源から電流供
給用ピン1,2を介して測定用電流Ｉを流し、接地に対す
る同部品の一端と他端の電圧V1,V2をそれぞれ電圧検出
用ピン3,4にて入力端子5,6から測定装置８に取り込み測
定するようになっている。
測定装置８は第５図にその一例が示されているが、例
えば入力した２つの電圧V1とV2の電圧差V0（＝V1−V2）
を検出する電圧検出器９と、検出した差電圧V0をディジ
タル変換するA/Dコンバータ13、及び上記既知の測定用
電流Ｉとこの差電圧V0のデータを用いてそのインピーダ
ンスZ2を、 Z2＝V0÷Ｉ なる演算により求める測定部とからなっている。
えば入力した２つの電圧V1とV2の電圧差V0（＝V1−V2）
を検出する電圧検出器９と、検出した差電圧V0をディジ
タル変換するA/Dコンバータ13、及び上記既知の測定用
電流Ｉとこの差電圧V0のデータを用いてそのインピーダ
ンスZ2を、 Z2＝V0÷Ｉ なる演算により求める測定部とからなっている。
ここで、被測定体が抵抗素子の場合にはその抵抗値Ｒ
を例えば、 Ｒ＝Z2 とし、コイル又はコンデンサ等の場合にはそのインダク
タンスＬと容量Ｃの値をそれぞれ Ｌ＝Z2÷ω Ｃ＝１÷ωZ2 なる演算より求める。ここで、ω＝２πｆで、ｆは測定
用電流（交流）の周波数である。
を例えば、 Ｒ＝Z2 とし、コイル又はコンデンサ等の場合にはそのインダク
タンスＬと容量Ｃの値をそれぞれ Ｌ＝Z2÷ω Ｃ＝１÷ωZ2 なる演算より求める。ここで、ω＝２πｆで、ｆは測定
用電流（交流）の周波数である。
上記電圧検出器９は同第５図に示すように例えばバッ
ファ増幅器10,11と平行入力形の差動増幅器12とからな
り、誘導雑音等の同相成分信号が除去されて２点間の電
圧差が精度良く検出できるという特徴を有している。
ファ増幅器10,11と平行入力形の差動増幅器12とからな
り、誘導雑音等の同相成分信号が除去されて２点間の電
圧差が精度良く検出できるという特徴を有している。
ところで、上記電圧検出器９の増幅器10〜12には一般
にIC化された演算増幅器（以下、「増幅器」と言う。）
が用いられているが、この種の増幅器は通常その出力側
に出力短絡保護回路と称する回路網が形成されており、
負荷側が短絡状態になった場合には過大電流が流れるの
を阻止して素子の破損を防止するようになっている。
にIC化された演算増幅器（以下、「増幅器」と言う。）
が用いられているが、この種の増幅器は通常その出力側
に出力短絡保護回路と称する回路網が形成されており、
負荷側が短絡状態になった場合には過大電流が流れるの
を阻止して素子の破損を防止するようになっている。
このため、増幅器に加え得る入力信号電圧は同増幅器
の電源電圧と等しいレベルまで許容されているが、最大
出力信号電圧については上記保護回路等素子の内部構成
による制約を受け、素子の種類によって異なるが負荷側
が短絡状態でない場合でも一般には電源電圧より１〜3V
低い値になっている。
の電源電圧と等しいレベルまで許容されているが、最大
出力信号電圧については上記保護回路等素子の内部構成
による制約を受け、素子の種類によって異なるが負荷側
が短絡状態でない場合でも一般には電源電圧より１〜3V
低い値になっている。
第６図にその一例が示されているが、同図は電圧増幅
度が１の電圧ホロワ形増幅器における入、出力特性であ
って、例えば入力電圧ViがＡに達するまでは出力電圧V0
が１対１で比較的に増加する。しかし、入力電圧がＡを
超えて電源電圧Ｖと等しいレベルの最大入力電圧Ｂまで
は出力電圧が増えずV0max一定となり、最大入力電圧に
対して約１〜3V低い電圧となる。
度が１の電圧ホロワ形増幅器における入、出力特性であ
って、例えば入力電圧ViがＡに達するまでは出力電圧V0
が１対１で比較的に増加する。しかし、入力電圧がＡを
超えて電源電圧Ｖと等しいレベルの最大入力電圧Ｂまで
は出力電圧が増えずV0max一定となり、最大入力電圧に
対して約１〜3V低い電圧となる。
上記第５図に示す電圧検出器９の増幅器10,11は電圧
ホロワ形であるから、その入出力特性は第６図と同様に
なる。一般に電圧検出器においては精度上増幅器の直線
特性部を利用するので、これらの増幅器10,11に対する
被検出信号の入力電圧はＯ−Ａの範囲となる。したがっ
て最大入力電圧はＡで、そのときの最大出力電圧は入力
電圧Ａと同レベルのV0maxとなり、Ａを超える電圧の信
号は直接入力しないようにしている。
ホロワ形であるから、その入出力特性は第６図と同様に
なる。一般に電圧検出器においては精度上増幅器の直線
特性部を利用するので、これらの増幅器10,11に対する
被検出信号の入力電圧はＯ−Ａの範囲となる。したがっ
て最大入力電圧はＡで、そのときの最大出力電圧は入力
電圧Ａと同レベルのV0maxとなり、Ａを超える電圧の信
号は直接入力しないようにしている。
例えば増幅器10,11のカタログ規格等でその電源電圧
が15V、最大出力電圧が12Vとなっているとすると、電圧
ホロワ形の増幅器として使用する場合には、12Vを超え
る被検出信号は分圧するかもしくは検出対象外となし、
直接入力しないようにしている。この場合、入力電圧や
出力電圧はより高いほど検出精度を上げるうえで有利で
あるから、例えば上記増幅器に対して許容範囲内で15V
より高い電源電圧を与えることも考えられるが、電源の
種類が増えるので好ましくない。
が15V、最大出力電圧が12Vとなっているとすると、電圧
ホロワ形の増幅器として使用する場合には、12Vを超え
る被検出信号は分圧するかもしくは検出対象外となし、
直接入力しないようにしている。この場合、入力電圧や
出力電圧はより高いほど検出精度を上げるうえで有利で
あるから、例えば上記増幅器に対して許容範囲内で15V
より高い電源電圧を与えることも考えられるが、電源の
種類が増えるので好ましくない。
この考案は上記の点に鑑みなされたもので、その目的
は、特に増幅器等に対する電源の種類を増やさないで検
出可能最大入力電圧を見かけ上ほぼ同増幅器の電源電圧
と等しいレベルまで拡大したダイナミックレンジの広い
電圧検出器を提供することにある。
は、特に増幅器等に対する電源の種類を増やさないで検
出可能最大入力電圧を見かけ上ほぼ同増幅器の電源電圧
と等しいレベルまで拡大したダイナミックレンジの広い
電圧検出器を提供することにある。
この考案の実施例が示されている第１図を参照する
と、電圧検出器15には下記イないしニの手段が備えられ
ている。
と、電圧検出器15には下記イないしニの手段が備えられ
ている。
イ．例えば一方の被検出信号V1がその（＋）入力端に加
えられるバッファ増幅器10において、同増幅器（−）入
力端に接続された帰還抵抗R1と同増幅器の出力端間には
抵抗はR8が設けられている。
えられるバッファ増幅器10において、同増幅器（−）入
力端に接続された帰還抵抗R1と同増幅器の出力端間には
抵抗はR8が設けられている。
ロ．また、上記抵抗R1及びR8の共通接続点と上記増幅器
10の正の電源路間には、同電源路から抵抗R8を経て増幅
器10へ一定電流を流し込む定電流素子16が設けられてい
る。
10の正の電源路間には、同電源路から抵抗R8を経て増幅
器10へ一定電流を流し込む定電流素子16が設けられてい
る。
ハ．更に、例えば他方の被検出信号V2がその（＋）入力
端に加えられるバッファ増幅器11においては、同増幅器
の（−）入力端に接続された帰還抵抗R3と同増幅器の出
力端間に抵抗R9が設けられており、かつ、 ニ．上記抵抗R3及びR9の共通接続点と上記増幅器11の負
の電源路間には、同増幅器から抵抗R9を経て負の電源路
へ一定電流を吸い込ませる定電流素子17が設けられてい
る。
端に加えられるバッファ増幅器11においては、同増幅器
の（−）入力端に接続された帰還抵抗R3と同増幅器の出
力端間に抵抗R9が設けられており、かつ、 ニ．上記抵抗R3及びR9の共通接続点と上記増幅器11の負
の電源路間には、同増幅器から抵抗R9を経て負の電源路
へ一定電流を吸い込ませる定電流素子17が設けられてい
る。
上記イ、ロ、及びハ、ニの手段により、増幅器10もし
くは11の出力端に発生する最大出力電圧（V0max）が、
抵抗R8と帰還抵抗R1又は抵抗R9と帰還抵抗R3の共通接続
点においてそれぞれ正の電源電圧（＋Ｖ）、負の電源電
圧（−Ｖ）とほぼ等しいレベルの信号電圧に置換され、
入力信号の検出可能レベルが見かけ上増幅器の電源電圧
まで拡大される。
くは11の出力端に発生する最大出力電圧（V0max）が、
抵抗R8と帰還抵抗R1又は抵抗R9と帰還抵抗R3の共通接続
点においてそれぞれ正の電源電圧（＋Ｖ）、負の電源電
圧（−Ｖ）とほぼ等しいレベルの信号電圧に置換され、
入力信号の検出可能レベルが見かけ上増幅器の電源電圧
まで拡大される。
以下、第２図を参照しながら追加説明をする。同第２
図（Ａ）において、増幅器10の（＋）入力端に被検出信
号Viを加えると、帰還抵抗R1と抵抗R8の共通接続点には
入力信号電圧Viと等しい出力電圧V0が現れる。
図（Ａ）において、増幅器10の（＋）入力端に被検出信
号Viを加えると、帰還抵抗R1と抵抗R8の共通接続点には
入力信号電圧Viと等しい出力電圧V0が現れる。
いま、増幅器10の正の電源電圧を＋Ｖとし、同電源路
から定電流素子16により抵抗R8を経て増幅器10へ一定電
流Ｉを流し込む。
から定電流素子16により抵抗R8を経て増幅器10へ一定電
流Ｉを流し込む。
ここで、同増幅器の出力端における電圧をV0′とする
と、 V0′＝V0−R8×Ｉ ＝Vi−R8×Ｉ となる。
と、 V0′＝V0−R8×Ｉ ＝Vi−R8×Ｉ となる。
よって、入力信号Viが増幅器の電源電圧と等しい最大
入力電圧のとき、上記V0′が増幅器10の仕様を満足する
ように抵抗R8と一定電流Ｉの値を設定すると、上式から V0＝Vi ＝V0′＋R8×Ｉ であるから、入力電圧と等しい出力電圧を取り出すこと
ができる。
入力電圧のとき、上記V0′が増幅器10の仕様を満足する
ように抵抗R8と一定電流Ｉの値を設定すると、上式から V0＝Vi ＝V0′＋R8×Ｉ であるから、入力電圧と等しい出力電圧を取り出すこと
ができる。
一例として例えば増幅器の電源電圧＋Ｖを15V、同増
幅器の最大入力電圧Viが15Vのとき最大出力電圧V0maxが
12Vであるとすると、 V0′≦V0max＝12［Ｖ］ となるようにR8×Ｉの値を定める。例えば等号をとる
と、 R8×Ｉ＝３［Ｖ］ となるように抵抗R8と電流Ｉの値を定める。これによ
り、入力電圧Viを15Vとしたとき増幅器の出力V0′が飽
和すること無く、かつ、入力電圧Viと等しいレベルの出
力電圧V0を取り出すことができる。
幅器の最大入力電圧Viが15Vのとき最大出力電圧V0maxが
12Vであるとすると、 V0′≦V0max＝12［Ｖ］ となるようにR8×Ｉの値を定める。例えば等号をとる
と、 R8×Ｉ＝３［Ｖ］ となるように抵抗R8と電流Ｉの値を定める。これによ
り、入力電圧Viを15Vとしたとき増幅器の出力V0′が飽
和すること無く、かつ、入力電圧Viと等しいレベルの出
力電圧V0を取り出すことができる。
第２図（Ｂ）は、例えば定電流素子17によりバッファ
増幅器11から抵抗R9を経て負の電源電圧−Ｖへ電流Ｉを
吸い込む場合の例であり、上記第２図（Ａ）にならって
電源電圧−Ｖを−15Vとすると、増幅器11の出力V0′が
−12Vとなるように抵抗R9と電流Ｉの値を定める。
増幅器11から抵抗R9を経て負の電源電圧−Ｖへ電流Ｉを
吸い込む場合の例であり、上記第２図（Ａ）にならって
電源電圧−Ｖを−15Vとすると、増幅器11の出力V0′が
−12Vとなるように抵抗R9と電流Ｉの値を定める。
〔実施例〕 上記第２図（Ａ）及び第２図（Ｂ）に差動増幅器と組
み合わせると、第１図に示す本願考案の電圧検出器15が
得られる。
み合わせると、第１図に示す本願考案の電圧検出器15が
得られる。
なお、定電流素子16,17の一例を第３図に示す。この
実施例においては、増幅器10,11にその電源電圧±Ｖと
等しいレベルの被検出信号Vi（V1又はV2）を加えると、
それと同レベルの出力電圧V0が得られるようになってい
る。この場合、正、負に振れる出力伝達V0と電源電圧＋
Ｖもしくは−Ｖ間の電圧差は、定電流素子16又は17の内
部電圧降下、すなわちドレイン、ソース間電圧VDSとな
る。
実施例においては、増幅器10,11にその電源電圧±Ｖと
等しいレベルの被検出信号Vi（V1又はV2）を加えると、
それと同レベルの出力電圧V0が得られるようになってい
る。この場合、正、負に振れる出力伝達V0と電源電圧＋
Ｖもしくは−Ｖ間の電圧差は、定電流素子16又は17の内
部電圧降下、すなわちドレイン、ソース間電圧VDSとな
る。
以上、詳細に説明したように、この考案による電圧検
出器においては、被測定体の両端に発生する信号電圧を
それぞれ入力とする２つのバッファ増幅器の一方の増幅
器の出力端へ例えば定電流素子によりその（＋）電源側
から抵抗を介して所定の電流を流し込み、他方の増幅器
の出力端からは定電流素子によりその（−）電源路へ抵
抗を介して所定の電流を送出させるようになっている。
出器においては、被測定体の両端に発生する信号電圧を
それぞれ入力とする２つのバッファ増幅器の一方の増幅
器の出力端へ例えば定電流素子によりその（＋）電源側
から抵抗を介して所定の電流を流し込み、他方の増幅器
の出力端からは定電流素子によりその（−）電源路へ抵
抗を介して所定の電流を送出させるようになっている。
したがって、両増幅器に被検出信号を加えた場合、同
増幅器の出力端電圧には上記抵抗と流入電流又は送出電
流による所定の電圧降下が与えられ、被検出信号が電源
電圧と同レベルまで加えられても増幅器自体は飽和する
ことが無く、入力電圧と同レベルの出力電圧が得られ
る。
増幅器の出力端電圧には上記抵抗と流入電流又は送出電
流による所定の電圧降下が与えられ、被検出信号が電源
電圧と同レベルまで加えられても増幅器自体は飽和する
ことが無く、入力電圧と同レベルの出力電圧が得られ
る。
このため被検出信号の入力レベルが増幅器の出力飽和
電圧によって制限されることが無く、見かけ上ほぼその
動作電源電圧まで拡大することが可能となる。
電圧によって制限されることが無く、見かけ上ほぼその
動作電源電圧まで拡大することが可能となる。
第１図はこの考案による電圧検出器の実施例を示す要部
回路図、第２図（Ａ）及び第２図（Ｂ）は考案の原理説
明用回路図、第３図は定電流素子の一例を示す説明図、
第４図は電圧検出器を組み込んだ測定装置の一使用例を
示す説明図、第５図は従来装置の構成図、第６図は従来
の電圧検出器における入、出力電圧特性の説明図であ
る。 図中、10,11は増幅器、12は差動増幅器、15は電圧検出
器、16,17は定電流素子、R8,R9は抵抗である。
回路図、第２図（Ａ）及び第２図（Ｂ）は考案の原理説
明用回路図、第３図は定電流素子の一例を示す説明図、
第４図は電圧検出器を組み込んだ測定装置の一使用例を
示す説明図、第５図は従来装置の構成図、第６図は従来
の電圧検出器における入、出力電圧特性の説明図であ
る。 図中、10,11は増幅器、12は差動増幅器、15は電圧検出
器、16,17は定電流素子、R8,R9は抵抗である。
Claims (1)
- 【請求項１】−側入力端子に第１の帰還抵抗を有する第
１の増幅器および−側入力端子に第２の帰還抵抗を有す
る第２の増幅器と、上記第１および第２の増幅器の各出
力を一方および他方の入力とする差動増幅器とを備え、
被測定体に測定用電流を流した際にその両端に発生する
電圧をそれぞれ上記第１および第２の増幅器の＋側入力
端子に入力し、上記差動増幅器の出力に基づいて上記被
測定体の両端間の電圧差を検出する電圧検出器におい
て、 上記第１の増幅器の上記第１の帰還抵抗と同第１の増幅
器の出力端との間に第１の抵抗を設けるとともに、上記
第１の帰還抵抗および上記第１の抵抗の接続点と上記第
１の増幅器の正の電源路との間に、同正の電源路から上
記第１の抵抗を介して上記第１の増幅器の出力端に一定
電流を流し込む第１の定電流素子を設け、 上記第２の増幅器の上記第２の帰還抵抗と同第２の増幅
器の出力端との間に第２の抵抗を設けるとともに、上記
第２の帰還抵抗および上記第２の抵抗の接続点と上記第
２の増幅器の負の電源路との間に、上記第２の増幅器か
ら上記第２の抵抗を介して上記負の電源路に一定電流を
吸い込ませる第２の定電流素子を設け、 上記第１の増幅器側の上記接続点における発生電圧と上
記第２の増幅器側の上記接続点における発生電圧とを上
記差動増幅器の一方および他方の入力に加えその差電圧
を検出することを特徴とする電圧検出器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7461090U JP2542311Y2 (ja) | 1990-07-13 | 1990-07-13 | 電圧検出器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7461090U JP2542311Y2 (ja) | 1990-07-13 | 1990-07-13 | 電圧検出器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0432081U JPH0432081U (ja) | 1992-03-16 |
| JP2542311Y2 true JP2542311Y2 (ja) | 1997-07-23 |
Family
ID=31614451
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7461090U Expired - Fee Related JP2542311Y2 (ja) | 1990-07-13 | 1990-07-13 | 電圧検出器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2542311Y2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100979896B1 (ko) * | 2001-10-25 | 2010-09-06 | 프리스케일 세미컨덕터, 인크. | 자동바이어싱 공급 규제를 가지는 가변 이득 증폭기 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003098217A (ja) * | 2001-09-25 | 2003-04-03 | Hioki Ee Corp | 絶縁耐圧試験器 |
| US6914425B2 (en) * | 2003-04-29 | 2005-07-05 | Teradyne, Inc. | Measurement circuit with improved accuracy |
| JP6418376B2 (ja) * | 2014-06-03 | 2018-11-07 | 日本電産リード株式会社 | 基板検査装置 |
-
1990
- 1990-07-13 JP JP7461090U patent/JP2542311Y2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100979896B1 (ko) * | 2001-10-25 | 2010-09-06 | 프리스케일 세미컨덕터, 인크. | 자동바이어싱 공급 규제를 가지는 가변 이득 증폭기 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0432081U (ja) | 1992-03-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |