JPS59148883A

JPS59148883A - 変換回路

Info

Publication number: JPS59148883A
Application number: JP2307383A
Authority: JP
Inventors: Hideo Nakada; 英夫中田
Original assignee: NEC Corp; Nippon Electric Co Ltd
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1983-02-15
Filing date: 1983-02-15
Publication date: 1984-08-25

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】本発明は、特に抵抗値をパルス数に変換する変換回路に
関する。

従来よシ、抵抗値をパルス数に変換する方法として、Ｃ
Ｒ発振器の几を測定抵抗として発振パルスを計数する方
法が−める。

この回路の一例を第１図に示した。この回路の動作を簡
単に説明すると、まず、充霜、制御用Ｐ−ｃｈ　　）ラ
ンジスタ２０をオンして、既知の値の抵抗９、シュミッ
ト啼トリガ６、制御イ＝　＠発生回路１６、放電用トシ
ンジスタ３よシ（Ｈ成されるＣ　Ｒ・発振回路の発振パ
ルスをカウンタ回路１５で計＜１１する。すなわち、抵
抗９、コンデンサ５０時定ｒ・回路の出力電圧をシュミ
ットゆトリガ６により検出し、その検出を利用して制Ｗ
Ｉ（ｆＸ号発生１６によシトランラスタ２，３０オン、
オフを制御し、これによってコンデンサ５の充放電を制
御して発振パルスをカウントするものである。又、カウ
ンタ回路１５が計数を開始すると同時に、クロック発生
回路１４のクロックパルスを制御信号発生回路１６から
の制御信号によシカウンタ１７で計数を開始する。カウ
ンタ回路１５が特定の引数値「ＮＯＶ」を計数したら、
カウンタ回路１７は計数が禁止されて、その時の計数結
果がラッチ回路７で記憶される。次に、制御信号発生回
路１６によりてトランジスタ２０はオフし、トランジス
タ２がオンとなって未知の値の抵抗８、コンデンサ５、
シュミット・トリガ６、制御信号回路１６、およびＮ−
ｃｈ）ランジスタ３よシ構成される発振回路が発振動作
を開始し、そのときの発振パルスは、再び、カウンタ回
路１５で計数される。計数開始と同時に、カラシタ回路
１７社クロック発生回路１４のクロックパルスを再計数
する。そして、その言１数結果がラッチ回路７で記憶し
ている値と一致したら、それが比較回路４で検出され、
制御信号発生回路１６を通じてカウンタ回路１５の計数
を禁止する。その時の計数結果［ＮｘＪは抵−抗８の抵
抗値ＲＸに応じたパルス数を示し、これによりて抵抗値
−パルス数の変換が行なわれる。そして抵抗８の抵抗値
Ｒｘは抵抗９の既知の抵抗値Ｒ。

と二つの計数値ｒＮ、ｏＪおよびｒＮｘＪとによって求
まる。

しかしながら、トランジスタ３をオンとしてコンデンサ
９の電荷を放電する期間が必要となるので、短時間で抵
抗値Ｒを求めると抵抗値Ｒｘに対するパルス計数値ＮＸ
の直線性が悪いという欠点がある。すなわち、シュミッ
ト・トリガ６の出力Ａ点の発振波形は第２図のようにな
シ、期間Ｔ２がコンデンサ９の放電期間である。Ｔ２＝
０ならば、ＲｘとＮｘとの間には、Ｒｘ　＝　Ｒｏ・とＯが成立するが、Ｔ２の時間でコンデンサ５を放電する必
要があるので、Ｔ２は固有値として存在する。第２図に
示したシュミット・トリガ６の出力は、期間Ｔ１および
１゛２で１周期を構成し、期間Ｔ１はコンデンサ５への
充電期間を示し　Ｉｌ＋　２は放電期間を示す。充電期
間は充電抵抗値Ｒｏ又はＲ，Ｘに応じて変化するが、放
電期間は一定である。

Ｎｘ　　　　　　Ｒｘこのため、二つの計数値の比−は抵抗値比■Ｏに比例しなくなる。この結果、これらの間の直線性が悪
くなシ、抵抗値Ｒｘの測定誤差は大きいものとなる。直
線性を改善するには期間Ｔ１に対する期間Ｔ２を充分小
さくすればよく、充分小さくするには、Ｔ２期間をでき
るだけ小さくするか、又はＴ１期間を大きくして使用す
るといったことが考えられる、しかしＴ２期間を小さく
するには、放電用トランジスタ３０オン抵抗を小さくす
る必要があり、集積回路のチップサイズの増大をもたら
す。また、次段の計数用フリップフロップを動作させる
には、Ｔ２を枦端に小さくすることはできない。ＴＩ期
間を大きくすることは、発振周波数が下がることになる
ので、計測時間が長くなる欠点がある。

本発明は、抵抗値に対するパルス数の直線性がよくしか
も短時間で変換し得る変換回路を提供するものである。

本発明は、被測定抵抗器を用いて発振回路を構成するの
ではなく、被測定抵抗器を介する充電電流によシ得られ
る充電電圧を設定電圧と比較してその比較出力によシ、
別に設けられているクロック発生回路からのクロック信
号の計数動作を制御する仁とを特徴とする。

以下、図面（（よシ本発明の詳細な説明する。

第３図は本発明の一寅流側を示し、第１図と同−機能部
は同じ番号で示している。第１図の従来例と特に異なる
。ところは、二つのコンデンサ１０および１１が設けら
れ、既知の抵抗値ＲＯを有する抵抗９はコンデンサ１１
を充電し、被測定用抵抗８をコンデンサ１０を充電する
。また、クロック発生回路１４からのクロックは、カウ
ンタ１５゜１７の双方へ入力され、これらの計数動作は
、コンデンサ１０．１１の電゛圧をＭＯ８人カコンパレ
ータ１３で比較した出力によ多制御信号発生回路１６を
介して制御されている。

以下、第３図の動作を説明する。

まず、充電制御用Ｐ−ｃｈＭＯ８）ランジス）２０をオ
ンとしてコンデンサ１１を既知の抵抗値ＲＯの抵抗９を
通じて充電を行う。この充電開始と同時に、カウンタ回
路１５はクロック発生回路１４よシ発生したクロックパ
ルスを計数する。そして、カウンタ回路１５が特定のク
ロックパルス数ＮＯを計数したら、Ｐ−ｃｈＭＯ８）シ
ンジスタ２０をオフしてコンデンサ１１への充電を禁止
すると共に、放電用Ｎ−ｃ　ｈ　ＭＯＳ　）ランジスタ
３をオフのままとしてコンデンサ１１の電圧■０を保持
する。

次に、充電制御用Ｐ　−ｃ　ｈ　Ｍ　０８　）ランジス
タ２をオンして、未知の抵抗値Ｒｘの抵抗８を通じてコ
ンデンサ１０の充電を開始する。これと同時に１力ウン
タ回路１７ヘクロツク発生回路１４から発生したクロッ
クパルスを導入して計数させる。トランジスタ２からの
コンデンサ１０への充電が進んで充電電圧がコンデンサ
１１で保持している電圧Ｖｏに等しくなると、ＭＯ８人
カコンバレータ１３の出力が反転する。制御信号発生回
路１６はこの状態を検出してカウンタ回路１７のクロッ
クパルスの計数を禁止する。この時のカウンタ回路１７
の計数結果をＮＸとすると、未知の抵抗値ＲｘとＮｘの
関係は、既知の抵抗９の抵抗値をＲｏ（Ωχコンデンサ
１０の容量を０１（Ｆ）、コンデンサ１１の容量をＣｏ
（Ｆ）、　　クロック発生回路１４のクロックパルスの
周波数をｆｏ（Ｈｚ）、そして電源電圧をＶ（Ｖ）とし
て、となシ、Ｃｏ＝Ｃ１とすると、α）　、　（２）式よシ
となる。Ｒｏ、Ｎｏは既知の値で定数にとおけるので、
Ｒｘ＝ＫＮｘ　となｌ、Ｉ’ＪｘよＪＲｘを求めること
が可能となる。計数値Ｎｘ、Ｎｏは同じクロックパルス
を計数しているので、Ｒ・Ｘに対するＮｘの直線性は改
善され、抵抗値Ｒｘの測定設差はきわめて小さい。

第３図は、カウンタ回路を１５．１７の２つを使用して
いるが、制御信号発生回路１６を工夫すれば、兼用も可
能である。

第３図の例では、充電用コンデンサ１′１は電圧保持回
路も兼ねている。第４図は、充電、用コンデンサを一つ
にして電圧保持回路を付加した他の実施例である。

すなわち、コンデンサ１２が一つだけ設けられ、その他
にカウンタ１８およびＤ−Ａコンバータ１９が設けられ
ている。カウンタ回Ｐ８１５が計数を開示すると同時に
カウンタ１８も計数を開示する。

カウンタ１５が「ＮＯ」を計数したら（このときカウン
タ１８の計数値も「ＮＯ」である）トランジスタ２０が
オフとなってコンデンサ１２への充電が停止される。計
数ＮＯのカウンタ回路１８の出力はデジタル−アナログ
変換回路１９へ供給され、充電停止時の電圧がＤ−Ａ変
換回路１９からＭＯ８人カコンパレータ１３へ供給され
る。このようにコンデンサ１２の充電電圧はデジタル量
としてカウンタ回路１８で記憶される。そして記憶が完
了しだら、放電用Ｎ−ｃｈＭＯ８）ランジスタがオンと
なってコンデンサ１２の電荷は放電されて端子間電圧は
０（Ｖ）に設定される。この彼、トランジスタ２をオン
としてネ知の抵抗値Ｒｘの抵抗８でコンデンサ１２の再
充電を行ない、コンデンサ１２の電圧とカウンタ回路１
８およびデジタル−アナログ変換回路１９より出力され
た先の記憶電圧とをＭＯ８人カコンパレータ１３で比較
して一致するとカウンタ１７の計数を停止する。

以上の動作は制御信号発生回路１６によって制御される
。また、カウンタ１５と１８は同じ引数値であるので、
カウンタ１５の出力を１）−Ａコンバータ１９へ供給し
てもよい。カウンタ１８を設けるの７ｔ６１Ｄ−Ａコン
バータ１９の変換特例によシ得られる電圧がコンデンサ
１２の充電霜；圧と一致するようにＤ−Ａコンバータ１
９へ供給するディジタル聾°を得るためであ゛る。また
、第４図では１つのコンデンサであるので、第３図に比
べてコンデンサ１０．１１のバラツキ、温度ドリフトに
対してよシ効果がある。

以上、二つの実施回路例を示したが、本発明は、（３）
式で示す様に、直線性の良い抵抗値−クロックパルス数
の変換が可能である性徴を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の抵抗値−パルス数変換回路を示す構成図
、第２図は第１図Ａ点の出力波形図、第３図は本発明の
一実施例を示す構成図、第４図は本発明の実施例を示す
構成図である。１・・・・・・電源端子、２，２０・・・・・・充電制
御用ＰｃｈＭＯＢ　）ランジスタ、３，２１・・・・・
・放電用ＮｃｈＪ４０Ｓトランジスタ、４・・・・・・
比較回路、５，１０，１１゜１２・・・・・・コンデン
サ、６・・・・・・シュミット・トリガ・インバータ、
７・・・・・・ラッチ回路、８・・・・・・被測定抵抗
（Ｒｘ）、９・・・・・・抵抗値既知の抵抗（几０）、
１３・・・・・・ＭＯ８入カコンパ゛レータ、１４・・
・・・・クロック発生回路、１５，１７，１８・・・・
・・カウンタ回路、１６・・・・・・制御信号発生回路
、１９・・・・・・Ｄ　−Ａ変換回路。羊、　　／　　ＩＡ第２　圀

Claims

【特許請求の範囲】

抵抗と、クロック発生回路と、電圧比較回路と、コンデ
ンサとを含み前記抵抗を介する充電電流により得られる
前記コンデンサの充電電圧を前記電圧比較回路によシ設
定電圧と比較し、前記電圧比較回路からの比較比、力に
ょシ前記クロック発生回路からのクロックパルスの計数
動作を制御して前記抵抗の抵抗値に応じたパルス数を得
ることを特徴とする変換回路。