JPH069325B2 - Reversal current output device - Google Patents
Reversal current output deviceInfo
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- JPH069325B2 JPH069325B2 JP19216487A JP19216487A JPH069325B2 JP H069325 B2 JPH069325 B2 JP H069325B2 JP 19216487 A JP19216487 A JP 19216487A JP 19216487 A JP19216487 A JP 19216487A JP H069325 B2 JPH069325 B2 JP H069325B2
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、電流信号を入出力するリバーサル電流出力装
置に関し、更に詳しくは、例えば４〜２０ｍＡの電流信
号を入力し、これをリバースした２０〜４ｍＡの電流信
号を出力するリバーサル電流出力装置であって、出力断
（オープン）を検出し、入力電流をオフとする機能を設
けたリバーサル電流出力装置に関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a reversal current output device for inputting and outputting a current signal, and more specifically, for example, a current signal of 4 to 20 mA is input, and the current signal is reversed. The present invention relates to a reversal current output device that outputs a current signal of ˜4 mA, the reversal current output device having a function of detecting an output disconnection (open) and turning off an input current.
（従来の技術） 第３図は、従来装置の構成接続図である。図において、
ｒは入力電流Ｉｉが流れる抵抗であり、ＯＰは抵抗ｒの
両端電圧を抵抗Ｒを介して入力すると共に、抵抗Ｒを介
して基準電圧Ｖｓを入力するＯＰアンプ、Ｑ１，Ｑ２は
ＯＰアンプの出力によって抵抗ｒを流れる電流を制御す
る出力トランジスタで、ここを流れる電流が出力電流Ｉ
ｏになる。(Prior Art) FIG. 3 is a configuration connection diagram of a conventional device. In the figure,
r is a resistor through which the input current Ii flows, OP is an OP amplifier that inputs the voltage across the resistor r via the resistor R, and inputs the reference voltage Vs via the resistor R, and Q1 and Q2 are outputs of the OP amplifier. Is an output transistor that controls the current flowing through the resistor r by
will be o.
このように構成した装置において、各抵抗の抵抗値を符
号で表すものとし、Ｒ≫ｒとし、また、ＯＶを基準と
し、アンプの入力電圧が等しいとすれば、次の式が成立
する。In the device configured as described above, if the resistance value of each resistor is represented by a symbol, R >> r, and OV is used as a reference and the input voltages of the amplifiers are equal, the following formula is established.
（Ｖｃ＋Ｉｉ×ｒ）／２ ＝｛（Ｖｃ−Ｉｏ×ｒ）＋Ｖｓ｝／２ この式から出力電流Ｉｏは、 Ｉｏ＝（Ｖｓ／ｒ）−Ｉｉ となる。(Vc + Ii * r) / 2 = {(Vc-Io * r) + Vs} / 2 From this equation, the output current Io is Io = (Vs / r) -Ii.
従って出力電流Ｉｏは、入力電流Ｉｉに対してリバース
したものとなる。Therefore, the output current Io is the reverse of the input current Ii.
（発明が解決しようとする問題点） このように構成される従来装置においては、高精度の抵
抗Ｒ，ｒが合計６本必要で高価となる。(Problems to be Solved by the Invention) In the conventional device having such a configuration, a total of six high-precision resistors R and r are required, which is expensive.
また、抵抗値の条件として、Ｒ≫ｒが必要で、抵抗Ｒは
大きな値となり、ＯＰアンプのバイアス電流が無視でき
なくなり、高価なＯＰアンプを使用しなければならない
と言う問題点がある。In addition, there is a problem that R >> r is required as a condition of the resistance value, the resistance R becomes a large value, the bias current of the OP amplifier cannot be ignored, and an expensive OP amplifier must be used.
また、出力回路がオープンとなったような場合にも、入
力電流が流れ込む出力回路がオープンとなったことを検
出できないと言う問題点もある。Further, even when the output circuit is open, it is not possible to detect that the output circuit into which the input current flows is open.
本発明は、この様な問題点を鑑みてなされたもので、そ
の目的は、高精度で高価な抵抗部品を用いることのない
構成の簡単なリバーサル電流出力装置を実現することに
ある。また、出力回路がオープンとなったような場合に
も、それを検出し、入力電流が流れないようにすること
の出来るリバーサル電流出力装置を実現することにあ
る。The present invention has been made in view of such a problem, and an object thereof is to realize a simple reversal current output device having a configuration that does not use a highly accurate and expensive resistance component. Another object of the present invention is to realize a reversal current output device that can detect the output circuit even when the output circuit is open and prevent the input current from flowing.
（問題点を解決するための手段） この様な問題点を解決する本発明は、基準電圧が一方の
入力端に印加される第１の演算増幅器（ＯＰ１）と、こ
の第１の演算増幅器の出力端に接続され電源から抵抗
（Ｒ１）を介して流れる電流を制御する出力トランジス
タ（Ｑ１）と、この出力トランジスタのエミッタに接続
され一端に生じた電圧が第１の演算増幅器の他方の入力
端に印加される抵抗（Ｒ２，Ｒ３）と、入力電流を抵抗
（Ｒ３）に流すためのダイオード（Ｄ１）と、出力トラ
ンジスタ（Ｑ１）のコレクタに生じた信号を入力する第
２の演算増幅器（ＯＰ２）と、この第２の演算増幅器の
出力端に接続され電源から抵抗（Ｒ４）を介して流れる
電流を制御する出力トランジスタ（Ｑ２）と、抵抗（Ｒ
４）の一端に生じる電圧を第２の演算増幅器の他方の入
力端に印加させる帰還回路とからなり、 出力トランジスタ（Ｑ２）によって制御された電流を出
力電流とするリバーサル電流出力装置であって、 前記入力電流が流れる回路に挿入接続したスイッチ素子
（Ｓ１）と、前記第２の演算増幅器の出力電圧が所定の
値より低下したときスイッチ素子をオフに駆動する出力
断検出回路とを設けたことを特徴とするものである。(Means for Solving Problems) In the present invention which solves such problems, a first operational amplifier (OP1) to which a reference voltage is applied to one input terminal, and a first operational amplifier of the first operational amplifier are provided. An output transistor (Q1) connected to the output terminal for controlling the current flowing from the power source through the resistor (R1), and a voltage generated at one end of the output transistor connected to the emitter of the output transistor is the other input terminal of the first operational amplifier. (R2, R3) applied to the resistor, a diode (D1) for causing an input current to flow through the resistor (R3), and a second operational amplifier (OP2) for inputting a signal generated at the collector of the output transistor (Q1). ), An output transistor (Q2) connected to the output terminal of the second operational amplifier for controlling the current flowing from the power source through the resistor (R4), and the resistor (R
A reversal current output device comprising a feedback circuit for applying a voltage generated at one end of 4) to the other input end of the second operational amplifier, the output current being a current controlled by the output transistor (Q2), A switch element (S1) inserted and connected to the circuit through which the input current flows, and an output disconnection detection circuit for driving the switch element off when the output voltage of the second operational amplifier drops below a predetermined value are provided. It is characterized by.
（作用） 第１，第２の演算増幅器（ＯＰ１，ＯＰ２）は基準電圧
（Ｖｓ）を抵抗（Ｒ３）で割り算した電流値（Ｖｓ／Ｒ
３）から入力電流Ｉｉを引き算する演算を行うことによ
り、リバースした出力電流を得るようにしている。ま
た、出力回路がオープンになると、第２の演算増幅器の
出力電圧が低下し、スイッチ素子がオフとなる。(Operation) The first and second operational amplifiers (OP1 and OP2) have a current value (Vs / R) obtained by dividing the reference voltage (Vs) by the resistance (R3).
By performing the operation of subtracting the input current Ii from 3), the reverse output current is obtained. Further, when the output circuit is opened, the output voltage of the second operational amplifier is lowered and the switch element is turned off.
（実施例） 第１図は、本発明の一実施例を示す構成接続図である。
図において、ＯＰ１は第１の演算増幅器（ＯＰアンプ）
で、一方の入力端に基準電圧Ｖｓが印加されている。Ｑ
１はＯＰアンプＯＰ１の出力端に接続された出力トラン
ジスタで、抵抗Ｒ１を介して電源Ｖｃに接続されてい
る。Ｒ２，Ｒ３は出力トランジスタＱ１のエミッタに接
続された抵抗で、抵抗Ｒ２の一端に生じた電圧は帰還回
路ＦＢ１を介してＯＰアンプの他方の入力端に帰還され
ている。(Embodiment) FIG. 1 is a structural connection diagram showing an embodiment of the present invention.
In the figure, OP1 is a first operational amplifier (OP amplifier)
Thus, the reference voltage Vs is applied to one input terminal. Q
Reference numeral 1 denotes an output transistor connected to the output terminal of the OP amplifier OP1, which is connected to the power supply Vc via the resistor R1. R2 and R3 are resistors connected to the emitter of the output transistor Q1, and the voltage generated at one end of the resistor R2 is fed back to the other input end of the OP amplifier via the feedback circuit FB1.
Ｄ１は入力電流（Ｉｉ）を抵抗Ｒ３に流すためのダイオ
ードである。D1 is a diode for causing the input current (Ii) to flow through the resistor R3.
ＯＰ２は第２のＯＰアンプで、一方の入力端に出力トラ
ンジスタＱ１のコレクタが接続されている。Ｑ２はＯＰ
アンプＯＰ２の出力端に接続された出力トランジスタ
で、抵抗Ｒ４を介して電源Ｖｃに接続されており、抵抗
Ｒ４を流れる電流を制御している。ＦＢ２は抵抗Ｒ４の
一端に生じた電圧を第２のＯＰアンプＯＰ２の他方の入
力端に帰還させる帰還回路である。OP2 is a second OP amplifier, and the collector of the output transistor Q1 is connected to one input terminal. Q2 is OP
The output transistor connected to the output terminal of the amplifier OP2 is connected to the power supply Vc via the resistor R4 and controls the current flowing through the resistor R4. FB2 is a feedback circuit for feeding back the voltage generated at one end of the resistor R4 to the other input end of the second OP amplifier OP2.
出力トランジスタＱ２によって制御された電流Ｉｏは出
力電流となる。The current Io controlled by the output transistor Q2 becomes the output current.
Ｓ１は入力電流が流れる回路（この例では、ダイオード
Ｄ１と直列となる回路）に挿入接続したスイッチ素子で
ある。ＯＣＤは出力断検出回路で、第２のＯＰアンプＯ
Ｐ２の出力端に接続されたツェナーダイオードＺＤと、
第２のＯＰアンプＯＰ２の出力電圧ｖｏと、ツェナーダ
イオードＺＤのツェナー電圧Ｖｚの大小に対応してオン
オフするトランジスタＱ３と、このトランジスタＱ３の
オンオフに応じてスイッチ素子Ｓ１を駆動するホトカプ
ラＰＣとで構成されている。A switch element S1 is inserted and connected to a circuit (in this example, a circuit in series with the diode D1) through which an input current flows. OCD is an output disconnection detection circuit, and the second OP amplifier O
Zener diode ZD connected to the output terminal of P2,
The output voltage vo of the second OP amplifier OP2, a transistor Q3 that turns on and off according to the magnitude of the Zener voltage Vz of the Zener diode ZD, and a photocoupler PC that drives the switch element S1 according to the on / off state of the transistor Q3. Has been done.
このように構成された装置の動作を次に説明する。いま
出力トランジスタＱ１によって制御され、抵抗Ｒ２，Ｒ
３に流れる電流をＩ１とすれば、（１）式が成立する。The operation of the apparatus thus configured will be described below. Now controlled by output transistor Q1, resistors R2 and R
If the current flowing through 3 is I1, then equation (1) holds.
Ｉｉ×Ｒ３＋Ｉ１×（Ｒ２＋Ｒ３）＝Ｖｓ Ｉ１×Ｒ１＝Ｉｏ×Ｒ４……（１） （１）式から出力電流Ｉｏは（２）式のようになる。Ii × R3 + I1 × (R2 + R3) = Vs I1 × R1 = Io × R4 (1) From the equation (1), the output current Io is expressed by the equation (2).
（２）式において、Ｒ３及び を変えることにより、出力電流を２０〜４ｍＡの範囲或
いは、これ以外の範囲とすることができる。 In equation (2), R3 and By changing, the output current can be set in the range of 20 to 4 mA or in other range.
以上は、出力電流Ｉｏが正常に出力回路に供給されてい
る状態の動作であるが、次に出力回路が何らかの原因で
オープンとなった場合の動作について説明する。The above is the operation in the state where the output current Io is normally supplied to the output circuit. Next, the operation when the output circuit is opened for some reason will be described.
第２図は、この場合の動作を説明するための線図であ
る。リバースされた出力電流を供給するためには、出力
トランジスタＱ２は約１Ｖ以上のＶｃｅが必要で、この
Ｖｃｅは（３）式で表すことができる。FIG. 2 is a diagram for explaining the operation in this case. In order to supply the reverse output current, the output transistor Q2 needs Vce of about 1 V or more, and this Vce can be expressed by the equation (3).
Ｖｃｅ＝Ｖｃ−Ｒ４×Ｉｏ−ＲＬ×Ｉｏ＞１Ｖ……（３） （３）式から出力回路（負荷を含む）の抵抗ＲＬは、
（４）式で表すことができる。Vce = Vc−R4 × Io−RL × Io> 1V (3) From equation (3), the resistance RL of the output circuit (including the load) is
It can be expressed by equation (4).
（４）式において、出力回路の抵抗ＲＬが大きくなる
と、出力電流Ｉｏを出力できなくなり、第２のＯＰアン
プＯＰ２の出力は、（イ）に示すように急激に低下し、
これがＶｚ＋Ｖｂｅ以下になるとトランジスタＱ３がオ
フとなる。この結果ホトカプラＰＣを介して、スイッチ
素子Ｓ１がオフとなる。スイッチ素子Ｓ１がオフとなる
と、入力電流Ｉｉは０ｍＡとなる。 In the equation (4), when the resistance RL of the output circuit becomes large, the output current Io cannot be output, and the output of the second OP amplifier OP2 sharply decreases as shown in (a).
When this becomes Vz + Vbe or less, the transistor Q3 is turned off. As a result, the switch element S1 is turned off via the photocoupler PC. When the switch element S1 is turned off, the input current Ii becomes 0 mA.
ここでこの装置においては、入力電流をリバースした電
流を出力するようになっているので、Ｉｉ＝ＯｍＡとな
ると、仮の出力電流は、例えば２４ｍＡとなる。従って
出力回路オープンの検出は、２４ｍＡの出力電流を想定
して検出することとなり、出力回路オープンを引き続き
検出することができる。Since this device outputs a current that is the reverse of the input current, when Ii = OmA, the provisional output current becomes, for example, 24 mA. Therefore, the detection of the output circuit open is performed by assuming the output current of 24 mA, and the output circuit open can be continuously detected.
なお、トランジスタＱ３から得られる出力オープンを示
す信号は、出力回路の抵抗ＲＬに対してヒステリシス特
性をもつている。例えばＩｏ＝４ｍＡのＲＬｍａｘ＝７
ＫΩ，Ｉｏ＝２ｍＡのＲＬｍａｘ＝０．８ＫΩであるも
のとすれば、Ｉｏ＝４ｍＡのときＲＬ＝７ＫΩとなっ
て、出力回路オープンとなった場合、この出力オープン
が解除されるのは、ＲＬ＝０．８ＫΩである。The signal indicating the output open obtained from the transistor Q3 has a hysteresis characteristic with respect to the resistance RL of the output circuit. For example, Io = 4 mA, RLmax = 7
Assuming that RLmax of KΩ and Io = 2 mA is 0.8 KΩ, RL = 7 KΩ when Io = 4 mA, and when the output circuit is open, this output open is canceled by RL = It is 0.8 KΩ.
なお、上記の説明ではスイッチ素子Ｓ１として、ホトカ
プラによって駆動されるトランジスタを用いたものであ
るが、これに代えてリレーのようなメカニカルなスイッ
チを用いるようにしてもよい。Although a transistor driven by a photocoupler is used as the switch element S1 in the above description, a mechanical switch such as a relay may be used instead of the transistor.
（発明の効果） 以上詳細に説明したように、本発明によれば高精度の抵
抗部品の数を少なくできるもので、構成が簡単で安価な
リバーサル電流出力装置が実現できる。また、簡単な回
路を付加することによって、出力回路オープンを容易に
検出することができる。(Effects of the Invention) As described in detail above, according to the present invention, the number of highly accurate resistance components can be reduced, and a reversal current output device with a simple structure and low cost can be realized. Further, by adding a simple circuit, it is possible to easily detect the output circuit open.
第１図は本発明の一実施例を示す構成接続図、第２図は
本発明の動作の一例を示す線図、第３図は従来装置の構
成接続図である。 Ｖｓ…基準電圧 ＯＰ１…第１の演算増幅器 ＯＰ２…第２の演算増幅器 Ｒ１〜Ｒ４…抵抗 Ｑ１…第１の出力トランジスタ Ｑ２…第２の出力トランジスタ Ｓ１…スイッチ素子 ＯＣＤ…出力断検出回路FIG. 1 is a configuration connection diagram showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing an example of the operation of the present invention, and FIG. 3 is a configuration connection diagram of a conventional device. Vs ... Reference voltage OP1 ... 1st operational amplifier OP2 ... 2nd operational amplifier R1-R4 ... Resistor Q1 ... 1st output transistor Q2 ... 2nd output transistor S1 ... Switch element OCD ... Output disconnection detection circuit
Claims (1)
の演算増幅器（ＯＰ１）と、この第１の演算増幅器の出
力端に接続され電源から抵抗（Ｒ１）を介して流れる電
流を制御する出力トランジスタ（Ｑ１）と、この出力ト
ランジスタのエミッタに接続され一端に生じた電圧が第
１の演算増幅器の他方の入力端に印加される抵抗（Ｒ
２，Ｒ３）と、入力電流を抵抗（Ｒ３）に流すためのダ
イオード（Ｄ１）と、出力トランジスタ（Ｑ１）のコレ
クタに生じた信号を入力する第２の演算増幅器（ＯＰ
２）と、この第２の演算増幅器の出力端に接続され電源
から抵抗（Ｒ４）を介して流れる電流を制御する出力ト
ランジスタ（Ｑ２）と、抵抗（Ｒ４）の一端に生じる電
圧を第２の演算増幅器の他方の入力端に印加させる帰還
回路とからなり、 出力トランジスタ（Ｑ２）によって制御された電流を出
力電流とするリバーサル電流出力装置であって、 前記入力電流が流れる回路に挿入接続したスイッチ素子
（Ｓ１）と、前記第２の演算増幅器の出力電圧が所定の
値より低下したときスイッチ素子をオフに駆動する出力
断検出回路（ＯＣＤ）とを設けたことを特徴とするリバ
ーサル電流出力装置。1. A first reference voltage applied to one input terminal
Operational amplifier (OP1), an output transistor (Q1) connected to the output terminal of the first operational amplifier and controlling the current flowing from the power source through the resistor (R1), and one end connected to the emitter of this output transistor. Is applied to the other input terminal of the first operational amplifier (R
2, R3), a diode (D1) for causing an input current to flow through a resistor (R3), and a second operational amplifier (OP) for inputting a signal generated at the collector of the output transistor (Q1).
2), an output transistor (Q2) connected to the output terminal of the second operational amplifier for controlling the current flowing from the power source through the resistor (R4), and a voltage generated at one end of the resistor (R4). A reversal current output device comprising a feedback circuit applied to the other input terminal of the operational amplifier, the output current being a current controlled by the output transistor (Q2), and a switch inserted and connected to the circuit through which the input current flows. A reversal current output device comprising an element (S1) and an output disconnection detection circuit (OCD) for driving the switch element to OFF when the output voltage of the second operational amplifier falls below a predetermined value. .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19216487A JPH069325B2 (en) | 1987-07-31 | 1987-07-31 | Reversal current output device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19216487A JPH069325B2 (en) | 1987-07-31 | 1987-07-31 | Reversal current output device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6436206A JPS6436206A (en) | 1989-02-07 |
| JPH069325B2 true JPH069325B2 (en) | 1994-02-02 |
Family
ID=16286752
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19216487A Expired - Lifetime JPH069325B2 (en) | 1987-07-31 | 1987-07-31 | Reversal current output device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH069325B2 (en) |
-
1987
- 1987-07-31 JP JP19216487A patent/JPH069325B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6436206A (en) | 1989-02-07 |
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