JPH0823244A - 信号伝達装置 - Google Patents

信号伝達装置

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JPH0823244A
JPH0823244A JP6156997A JP15699794A JPH0823244A JP H0823244 A JPH0823244 A JP H0823244A JP 6156997 A JP6156997 A JP 6156997A JP 15699794 A JP15699794 A JP 15699794A JP H0823244 A JPH0823244 A JP H0823244A
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JP
Japan
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signal
input
output
differential amplifier
isolator
Prior art date
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Pending
Application number
JP6156997A
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English (en)
Inventor
Shinichiro Katagiri
紳一郎 片桐
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Shibaura Mechatronics Corp
Original Assignee
Shibaura Engineering Works Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0823244A publication Critical patent/JPH0823244A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 高精度の信号伝達を行うことができる信号伝
達装置を提供する。 【構成】 信号伝達装置1は、駆動電位が相互に異なる
信号処理システム間でアナログ量あるいはデジタル量の
信号を相互に伝達する際に用いられ、伝達されるべき信
号Vinは、入力ライン2を介して差動増幅器3の非反
転入力部4に入力される。差動増幅器3の反転入力部5
には、信号伝達装置1の負帰還経路29を介する信号が
入力される。出力ライン14は、また差動増幅器15の
非反転入力部16に接続される。負帰還経路29には差
動増幅器15とフォトカプラ20とを備えるアイソレー
ションアンプ26が構成される。また、差動増幅器3と
フォトカプラ9とを含んでアイソレーションアンプ25
が構成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は信号伝達装置に関し、特
に駆動電位が異なるシステム間で相互に信号を伝達する
際に用いられるアイソレータを用いた信号伝達装置に関
する。
【0002】
【従来の技術】駆動電位が相互に異なる信号処理システ
ム間でアナログ量あるいはデジタル量の信号を相互に伝
達する際に、フォトカプラを用いたアイソレーションア
ンプが多く用いられている。このアイソレーションアン
プにおいて、フォトカプラはそのダイナミックレンジで
用いられている。このアイソレーションアンプにおいて
用いられているフォトカプラは、発光ダイオードとフォ
トトランジスタとを透明な電気絶縁性の樹脂でモールド
した構成である。
【0003】前記発光ダイオードの電源電位と、フォト
トランジスタの電源電位とを異なる値に選ぶことによっ
て、前記駆動電位が異なる信号処理システム間で、相互
の信号処理システム間の電気的絶縁を保持しつつ、信号
レベルの変換を伴う信号の伝達を行うことができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】このような駆動電位が
相互に異なる信号処理システム間での信号伝達を行うア
イソレーションアンプにおいて、アイソレーションアン
プに用いられているフォトカプラの信号の変換効率にば
らつきがあることが知られている。このような変換効率
のばらつきは、アイソレーションアンプの出力信号レベ
ルにばらつきを生じさせる。これにより、従来のアイソ
レーションアンプは、高精度な信号伝達が困難であると
いう問題点を有している。
【0005】本発明の目的は、上述の技術的課題を解決
し、高精度の信号伝達を行うことができる信号伝達装置
を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明の信号伝
達装置は、伝達されるべき信号が非反転入力部に入力さ
れ、該伝達されるべき信号と反転入力部に入力された信
号との偏差に該伝達されるべき信号とを重畳した信号を
出力する差動増幅部と、入力端と出力端とが相互に電気
的に絶縁され、該入力端に入力された差動増幅部からの
信号を信号レベルを変換して該出力端から出力するアイ
ソレータと、該アイソレータの出力を該差動増幅部の反
転入力部に負帰還させる負帰還経路とを備えており、そ
のことによって、上記目的を達成することができる。
【0007】請求項1の発明において、前記帰還経路に
は、他のアイソレータが備えられている場合がある。
【0008】
【作用】請求項1の発明に従えば、伝達されるべき信号
は、差動増幅部の非反転入力部に入力される。差動増幅
部では、伝達されるべき信号と反転入力部に入力された
信号との偏差に該伝達されるべき信号が重畳された信号
が出力される。差動増幅部から出力された信号は、アイ
ソレータの入力端に入力される。アイソレータは、入力
端と出力端とが相互に電気的に絶縁されており、入力端
に入力された信号を、信号レベルを変換して出力端から
出力する。出力端から出力された信号は、帰還経路によ
って、前記差動増幅部の反転入力部に負帰還される。
【0009】従って、前記アイソレータにおいて信号の
変換効率にばらつきが存在している場合、このばらつき
による信号の変化分を含む前記アイソレータから出力さ
れた信号が、差動増幅部において、前記伝達されるべき
信号と反転入力部に入力された前記信号の変化分を含む
信号との偏差、即ち前記変化分に該伝達されるべき信号
が重畳された信号が出力される。これにより、アイソレ
ータから出力される信号は、前記伝達されるべき信号
が、前記ばらつきを有することなくアイソレータによっ
て変換された信号に収束する。これにより、前記アイソ
レータにおける変換効率のばらつきを、本発明の信号伝
達装置内において吸収することができ、高精度の信号伝
達を行うことができる。
【0010】請求項1の発明の信号伝達装置において、
前記帰還経路には他のアイソレータが備えられている場
合、帰還経路もその入力側と出力側とが電気的に絶縁さ
れるので、信号伝達装置の信号の入力側と出力側との電
気的な絶縁を確実に達成することができる。
【0011】
【実施例】図1は、本発明の一実施例の信号伝達装置の
電気的構成を示す回路図である。本実施例は、駆動電位
が相互に異なる信号処理システム間でアナログ量あるい
はデジタル量の信号を相互に伝達する際に用いられる信
号伝達装置である。本実施例の信号伝達装置1は、伝達
されるべき信号Vinは、入力ライン2を介して差動増
幅器3の非反転入力部4に入力される。差動増幅器2の
反転入力部5には、後述する信号伝達装置1の負帰還経
路を介する信号が入力される。
【0012】差動増幅器3の出力端6は、抵抗7を介し
てNPN型トランジスタ8のベースに接続される。トラ
ンジスタ8のコレクタには動作電源Vccが接続され、
エミッタはフォトカプラ9のフォトダイオード10のア
ノードに接続される。フォトダイオード10のカソード
は抵抗11を介して接地電位に接続される。フォトカプ
ラ9のフォトトランジスタ12のコレクタには、前記動
作電源Vccと異なる動作電源VDDが接続される。フ
ォトトランジスタ12のエミッタは抵抗13を介して共
通電位に接続されると共に、信号伝達装置1の出力ライ
ン14に接続される。
【0013】前記出力ライン14は、また差動増幅器1
5の非反転入力部16に接続される。差動増幅器15の
出力部18は抵抗19を介してNPN型のトランジスタ
28のベースに接続される。トランジスタ28のコレク
タには動作電源VDDが接続され、エミッタはフォトカ
プラ20のフォトダイオード21のアノードに接続され
る。フォトダイオード21のカソードは抵抗23を介し
て前記共通電位に接続されと共に、差動増幅器15の反
転入力部17に接続される。フォトカプラ20のフォト
トランジスタ22のコレクタには前記動作電源Vccが
接続され、エミッタは抵抗24を介して接地電位に接続
されると共に、前記差動増幅器4の反転入力部5に接続
される。
【0014】前記差動増幅器15とフォトカプラ20と
を含んでアイソレーションアンプ26が構成され、この
アイソレーションアンプ26を含んで、本実施例の信号
伝達装置1の負帰還経路29が構成される。また、前記
差動増幅器3とフォトカプラ9とを含んでアイソレーシ
ョンアンプ25が構成される。本実施例のアイソレーシ
ョンアンプ25、26において、フォトカプラ9,20
はそのダイナミックレンジで用いられている。
【0015】以下、本実施例の動作について説明する。
伝達されるべき信号Vinは、差動増幅器3の非反転入
力部4に入力される。差動増幅器3では、伝達されるべ
き信号Vinと反転入力部5に入力された信号との偏差
と,伝達されるべき信号Vinとが重畳された信号V1
が出力される。差動増幅器3から出力された信号V1
は、フォトカプラ9に入力される。フォトカプラ9は、
入力端と出力端とが相互に電気的に絶縁されており、入
力端に入力された動作電源Vccに基づく信号を、動作
電源VDDに基づく信号レベルに変換して出力する。フ
ォトカプラ9から出力された信号Voutは本実施例の
信号伝達装置1の出力信号となり、出力ライン14を介
して外部に出力される。
【0016】この出力信号Voutは前記帰還経路29
によって、前記差動増幅器3の反転入力部5に負帰還入
力される。このとき、前記出力信号Voutは、差動増
幅器15の非反転入力部16に入力され、差動増幅器1
5の出力部18から信号V2として出力される。信号V
2はトランジスタ28によって最大値VDDを有する信
号に変換され、フォトカプラ20に入力される。フォト
カプラ20のフォトダイオード21の出力は信号V3と
して前記差動増幅器15の反転入力部17に負帰還入力
される。これにより、前記出力V2は信号Voutに収
束することになる。前記信号V2はフォトカプラ20で
信号レベルを動作電源Vccに基づく信号レベルに変換
され、信号V4として前記差動増幅器3の反転入力部5
に負帰還入力される。
【0017】ここで、前記フォトカプラ9の変換効率に
ばらつきが存在し、信号Voutに偏差ΔVが存在して
いる場合を想定する。この偏差ΔVを含む出力信号Vo
utは、フォトカプラ20によって信号レベルを前述の
ように変換される。フォトカプラ20のフォトダイオー
ド21における光電変換の際の変換効率のばらつきは、
前述したように負帰還接続されている差動増幅器15に
よって吸収される。一方、前記偏差ΔVを含む出力信号
Voutは、フォトカプラ20で信号V4に変換されて
差動増幅器3に入力される。
【0018】このとき、差動増幅器3において、前記伝
達されるべき信号Vinと,反転入力部5に入力された
前記偏差ΔVを含む信号V4との偏差、即ち前記偏差Δ
Vに該伝達されるべき信号Vinが重畳され、信号V1
として出力される。これにより、フォトカプラ9から出
力される信号Voutは、前記伝達されるべき信号Vi
nが、前記ばらつきを有することなくフォトカプラ9に
よって変換された信号に収束する。
【0019】これにより、前記フォトカプラ9における
変換効率のばらつきを、本実施例の信号伝達装置1内に
おいて吸収することができ、高精度の信号伝達を行うこ
とができる。
【0020】また、本実施例において、前記負帰還経路
29には前述したアイソレーションアンプ26が備えら
れているので、負帰還経路29もその入力側と出力側と
が電気的に絶縁される。従って、信号伝達装置1の信号
の入力側と出力側との間に負帰還経路29を設けた場合
でも、前記入力側と出力側との間で電気的な絶縁を確実
に達成することができる。
【0021】
【発明の効果】以上のように、請求項1の発明に従え
ば、アイソレータにおいて信号の変換効率にばらつきが
存在している場合、このばらつきによる信号の変化分を
含む前記アイソレータから出力された信号が、差動増幅
部において、前記伝達されるべき信号と反転入力部に入
力された信号の変化分を含む信号との偏差、即ち前記変
化分に該伝達されるべき信号が重畳された信号が出力さ
れる。これにより、アイソレータから出力される信号
は、前記伝達されるべき信号が、前記ばらつきを有する
ことなくアイソレータによって変換された信号に収束す
る。これにより、前記アイソレータにおける変換効率の
ばらつきを、本発明の信号伝達装置内において吸収する
ことができ、高精度の信号伝達を行うことができる。
【0022】請求項1の発明の信号伝達装置において、
前記帰還経路には他のアイソレータが備えられている場
合、帰還経路もその入力側と出力側とが電気的に絶縁さ
れるので、信号伝達装置の信号の入力側と出力側との電
気的な絶縁を確実に達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の信号伝達装置の電気的構成
を示す回路図である。
【符号の説明】
1 信号伝達装置 2 入力ライン 3,15 差動増幅器 4、16 非反転入力部 5、17 反転入力部 6、18 出力端 9、20 フォトカプラ 14 出力ライン 25、26 アイソレーションアンプ 29 負帰還経路 S1,S2,S3,S4 信号 Vin 伝達されるべき信号 Vcc、VDD 動作電源

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】伝達されるべき信号が非反転入力部に入力
    され、該伝達されるべき信号と反転入力部に入力された
    信号との偏差に該伝達されるべき信号とを重畳した信号
    を出力する差動増幅部と、 入力端と出力端とが相互に電気的に絶縁され、該入力端
    に入力された差動増幅部からの信号を信号レベルを変換
    して該出力端から出力するアイソレータと、 該アイソレータの出力を該差動増幅部の反転入力部に負
    帰還させる負帰還経路とを備える信号伝達装置。
  2. 【請求項2】前記帰還経路には、他のアイソレータが備
    えられている請求項1に記載の信号伝達装置。
JP6156997A 1994-07-08 1994-07-08 信号伝達装置 Pending JPH0823244A (ja)

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