JPH04359398A - 2線式信号伝送器 - Google Patents
2線式信号伝送器Info
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- JPH04359398A JPH04359398A JP13433991A JP13433991A JPH04359398A JP H04359398 A JPH04359398 A JP H04359398A JP 13433991 A JP13433991 A JP 13433991A JP 13433991 A JP13433991 A JP 13433991A JP H04359398 A JPH04359398 A JP H04359398A
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- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
た圧力あるいは温度などの物理量をデジタル信号に変換
し、マイクロプロセッサを用いて所定の演算を実行して
アナログ信号に変換し、このアナログ信号を2線の伝送
線を介して負荷に伝送する2線式信号伝送器に係り、特
に出力段の電流制御回路の安定度を向上させるように改
良した2線式信号伝送器に関する。
成を示すブロック図である。10は圧力などをアナログ
の電気信号に変換するセンサである。このセンサ10の
アナログ信号はアナログ/デジタル変換器11でデジタ
ル信号に変換されてマイクロプロセッサ12に入力され
る。
納された所定の演算プログラムに従って読み込まれたデ
ジタル信号をメモリ13に格納し必要に応じてこのメモ
リ13に格納されたデ−タを取り出し所定の演算、例え
ばリニヤライズなどの演算を実行する。
共にパルス幅/電流変換回路15に出力される。このパ
ルス幅/電流変換回路15はマイクロプロセッサ12か
ら送られたパルス幅信号PWMを所定の電流信号に変換
して端子T1、T2 に出力する。
、T4 と2本の伝送線L1 、L2 で接続されて
おり、この端子T3 、T4 には負荷RL と外部電
源EL との直列回路が接続されている。そして、端子
T3 、T4 から伝送線L1 、L2 を介して電流
の供給を受けると共にパルス幅/電流変換回路15から
の電流を4〜20mAの出力電流IL に変換して負荷
RL に伝送する。
15の詳細を示す回路図である。端子T1 、T2 に
は、トランジスタQ1 のエミッタが接続され、そのベ
−スはトランジスタQ2 のコレクタに接続されている
。トランジスタQ2 のエミッタはツエナ−ダイオ−ド
DZ1と帰還抵抗Rf を介して端子T2 に接続され
ている。ツエナ−ダイオ−ドDZ1はこの前段に接続さ
れる演算増幅器Q5 の動作点を決める作用をする。
との接続点Cと、トランジスタQ1 のコレクタとの
間にはツエナ−ダイオ−ドDZ2が接続され、その両端
に定電圧VZ2を発生させている。この定電圧VZ2は
抵抗R1 とツエナ−ダイオ−ドDZ3との直列回路に
印加され、ツエナ−ダイオ−ドDZ3の両端に基準電圧
VZ3を発生させている。
R2 とR3 で分圧し反転入力端(−)に印加された
演算増幅器Q3 の非反転入力端(+)に入力されてい
る。これ等の基準電圧VZ3と出力電圧V1 はアナロ
グのマルチプレクサMPX1の切換端にそれぞれ印加さ
れ、その出力端からロ−パスフイルタLPF1に出力さ
れている。
出力されるパルス幅信号PWMによりそのデュ−テイに
したがって基準電圧VZ3と出力電圧V1 に切り換え
られ、パルス幅信号PWMのデュ−テイと同一のデュ−
テイで振幅が基準電圧VZ3と出力電圧V1 を有する
パルス幅信号にレベル変換されてその出力端からロ−パ
スフイルタLPF1に出力される。このレベル変換はロ
−パスフイルタLPF1に用いられる演算増幅器Q4
のダイナミックレンジの関係で行われる。
クサMPX1の共通端と演算増幅器Q4 の非反転入力
端(+)との間に直列に接続された抵抗R4 とR5
、演算増幅器Q4 、この演算増幅器Q4 の出力端と
反転入力端(−)との間に接続された抵抗R6 、演算
増幅器Q4 の非反転入力端(+)とツエナ−ダイオ−
ドDZ3との間に接続されたコンデンサC1 、抵抗R
4 とR5 の接続点と演算増幅器Q4 の出力端との
間に接続されたコンデンサC2 などから2次のロ−パ
スフイルタを構成している。 これ等の構成により、パルス幅信号PWMに対応した直
流電圧V2 がその出力端に得られる。
圧されて分圧電圧V3 として演算増幅器Q5 の反転
入力端(−)に印加されている。演算増幅器Q5 の非
反転入力端(+)には、出力電圧V1 を抵抗R9 、
R10、及び帰還抵抗Rf で分圧した分圧電圧V4
が印加されている。 そして、演算増幅器Q5 の出力端はトランジスタQ2
のベ−スに接続されている。
電圧V4 が等しくなるようにトランジスタQ2 のベ
−ス電流、つまり出力電流IL を制御する。したがっ
て、この出力電流IL はマイクロプロセッサ12から
出力されるパルス幅信号PWMに対応する値、つまりセ
ンサ10で検出する物理量に対応する値となる。なお、
演算増幅器Q3 、Q4 、Q5 はそれぞれツエナ−
ダイオ−ドDZ2の両端に発生した定電圧VZ2で付勢
されている。
ような2線式信号伝送器は、マイクロプロセッサから出
力されるパルス幅信号PWMをマルチプレクサMPX1
でレベル変換する場合に、その前段階でツエナダイオ−
ドDZ3により発生させた基準電圧VZ3とこれを演算
増幅器Q3 で増幅した出力電圧V1 を用いている。 したがって、例えば演算増幅器Q3 のオフセット電圧
が温度により変化すれば変換レベルは変化し、スパン誤
差を発生させるというという問題がある。
解決するための構成として、負荷側から2本の伝送線を
介して電源の供給を受けてセンサで測定すべき物理量を
電気信号に変換しこれをマイクロプロセッサを含む信号
演算手段により信号処理して先の伝送線を介して先の負
荷側に電流信号として伝送する2線式信号伝送器に係り
、先の電流信号を用いて回路の基準電圧を作る基準電圧
源と、この基準電圧からバンドギャップレフアレンスを
用いて大きさの異なった2つのレベル電圧を作るレベル
電圧発生手段と、先の信号演算手段から出力されるパル
ス幅変調信号によりレベル電圧を切り換えてパルス幅変
調信号のレベルを変換し先のバンドギャップレフアレン
スの両端の電圧でスパンが決定される変換レベル電圧を
出力する電圧切換手段と、変換レベル電圧を平滑して平
滑電圧を出力する平滑手段と、先の伝送線に直列に接続
された帰還抵抗の両端に発生する帰還電圧と先のレベル
電圧とを加算した電圧を分圧して第1分圧電圧を得る第
1分圧手段と、先の平滑電圧を分圧して第2分割電圧を
得る第2分圧手段と、これ等の第1・第2分圧電圧に対
応する先の電流信号を得る出力電流制御手段とを具備す
るようにしたものである。
して供給を受けた電流信号を用いて回路の基準電圧を作
る。レベル電圧発生手段はこの基準電圧からバンドギャ
ップレフアレンスを用いて大きさの異なった2つのレベ
ル電圧を作る。電圧切換手段は先の信号演算手段から出
力されるパルス幅変調信号によりレベル電圧を切り換え
てパルス幅変調信号のレベルを変換して先のバンドギャ
ップレフアレンスの両端の電圧でスパンが決定される変
換レベル電圧を出力する。
電圧を出力する。そして、第1分圧手段は先の伝送線に
直列に接続された帰還抵抗の両端に発生する帰還電圧と
先のレベル電圧とを加算した電圧を分圧して第1分圧電
圧を出力し、第2分圧手段は先の平滑電圧を分圧して第
2分割電圧を得る。出力電流制御手段はこれ等の第1・
第2分圧電圧に対応する先の電流信号を得る。
の両端の安定な電圧でスパンが決定されるようにしたの
で、安定な信号変換を実現することができる。
明する。図1は本発明の1実施例の構成を示す回路図で
ある。なお、図3、図4に示す従来の2線式信号伝送器
の構成と同一の機能を有する部分には同一の符号を付し
て適宜にその説明を省略する。
´がトランジスタQ1 に流入するが、このトランジス
タQ1 のエミッタ/コレクタ間には抵抗R11が接続
されている。これは起動時に電流を流すための起動用の
抵抗である。
起動される。起動後はツエナ−ダイオ−ドDZ2により
、その両端に定電圧VZ2が発生する。この定電圧VZ
2は抵抗R12、バンドギャップレフアレンスDZ4、
及び抵抗R13が直列に接続された直列回路に印加され
、バンドギャップレフアレンスDZ4の両端にレベル変
換電圧のスパンを決める安定な定電圧Vr を発生させ
る。
−ドの電圧VD とカソ−ドの電圧VK とはそれぞれ
マルチプレクサMPX1に出力される。マルチプレクサ
MPX1はこれ等の電圧をマイクロプロセッサ12から
出力されるパルス幅信号PWMにより切り換えてレベル
変換をしてその出力端からレベル変換電圧を2次のロ−
パスフイルタLPF1に出力する。ロ−パスフイルタL
PF1はこのレベル変換電圧をそのデュ−テイに沿って
変換してその出力端に直流電圧V5 として出力する。
圧されて分圧電圧V6 として演算増幅器Q5 の反転
入力端(−)に印加されている。演算増幅器Q5 の非
反転入力端(+)には、電圧VD を抵抗R9 、R1
0、及び帰還抵抗Rf で分圧した分圧電圧V7 が印
加されている。
−スに接続された演算増幅器Q5 は、分圧電圧V6
と分圧電圧V7 が等しくなるようにトランジスタQ2
のベ−ス電流、つまり電流信号IL ´を制御する。 したがって、この電流信号IL ´はマイクロプロセッ
サ12から出力されるパルス幅信号PWMに対応する値
、つまりセンサ10で検出する物理量に対応する値とな
る。
用について式を用いて詳しく説明する。パルス幅信号P
WMのデュ−テイをdとすると、演算増幅器Q4 の出
力である直流電圧V5 は V5 =(VD −Vr )d+
VD (1−d) (1)
となる。
と、 V6 =V5 R8 /(R7
+R8 )
(2) (VD −V6 )/
R9 =(V6 +Rf IL ´)/R10
(3)となる。(1)〜(3)式より、 IL ´={VD [(R10/
R9 ) −(R8
/R7 )(1+R10/R9 )
/(1+R8 /R7 )]
+Vr d[(R8 /R7 )(1+
R10/R9 ) /(1
+R8 /R7 )]}
(4)となる。
9
(5)の関係に抵抗値を選定すると、(4)
式は IL ´=[(R8 /R7
)/Rf ]Vr ・d (
6)となる。この式から分かるように、電流信号IL
´は基準電圧として安定な定電圧Vr を有するバンド
ギャップレフアレンスDZ4と抵抗R8 、R7 、R
f にのみ依存し、デュテイdにより変化する。そのた
め、ツエナダイオ−ドDZ1の温度による影響を受ける
ことはない。
路図である。この実施例はバンドギャップレフアレンス
DZ4に流れる電流を定電圧VZ2からとり演算増幅器
Q5 の動作点を決めるツエナダイオ−ドDZ1に流し
込むように構成したものである。その他の構成は図1に
示す回路とほぼ同一である。これにより、レベル変換電
圧がより安定になる効果がある。
うに本発明によれば、変換レベル電圧のスパンを安定な
基準電圧により得る構成としたので、従来のように不安
定要因を含む増幅器を用いることなくレベル変換を実現
することができ、従来に比べてより安定な出力回路を実
現することができる。
る。
ック図である。
を示す回路図である。
Claims (1)
- 【請求項1】負荷側から2本の伝送線を介して電源の供
給を受けてセンサで測定すべき物理量を電気信号に変換
しこれをマイクロプロセッサを含む信号演算手段により
信号処理して前記伝送線を介して前記負荷側に電流信号
として伝送する2線式信号伝送器において、前記電流信
号を用いて回路の基準電圧を作る基準電圧源と、この基
準電圧からバンドギャップレフアレンスを用いて大きさ
の異なった2つのレベル電圧を作るレベル電圧発生手段
と、前記信号演算手段から出力されるパルス幅変調信号
により前記レベル電圧を切り換えて前記パルス幅変調信
号のレベルを変換し前記バンドギャップレフアレンスの
両端の電圧でスパンが決定される変換レベル電圧を出力
する電圧切換手段と、前記変換レベル電圧を平滑して平
滑電圧を出力する平滑手段と、前記伝送線に直列に接続
された帰還抵抗の両端に発生する帰還電圧と前記レベル
電圧とを加算した電圧を分圧して第1分圧電圧を得る第
1分圧手段と、前記平滑電圧を分圧して第2分割電圧を
得る第2分圧手段と、これ等の第1・第2分圧電圧に対
応する前記電流信号を得る出力電流制御手段とを具備す
ることを特徴とする2線式信号伝送器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3134339A JP3057613B2 (ja) | 1991-06-05 | 1991-06-05 | 2線式信号伝送器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3134339A JP3057613B2 (ja) | 1991-06-05 | 1991-06-05 | 2線式信号伝送器 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04359398A true JPH04359398A (ja) | 1992-12-11 |
JP3057613B2 JP3057613B2 (ja) | 2000-07-04 |
Family
ID=15126042
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3134339A Expired - Fee Related JP3057613B2 (ja) | 1991-06-05 | 1991-06-05 | 2線式信号伝送器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3057613B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009296283A (ja) * | 2008-06-05 | 2009-12-17 | Yokogawa Electric Corp | 電流出力回路 |
CN113966646A (zh) * | 2020-05-21 | 2022-01-21 | 理光微电子株式会社 | 照明*** |
-
1991
- 1991-06-05 JP JP3134339A patent/JP3057613B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2009296283A (ja) * | 2008-06-05 | 2009-12-17 | Yokogawa Electric Corp | 電流出力回路 |
CN113966646A (zh) * | 2020-05-21 | 2022-01-21 | 理光微电子株式会社 | 照明*** |
CN113966646B (zh) * | 2020-05-21 | 2024-02-09 | 日清纺微电子有限公司 | 照明*** |
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---|---|
JP3057613B2 (ja) | 2000-07-04 |
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