(57)【要約】【課題】簡易な構成により複数の入力信号のうちから任意のものを選択することが可能な入力選択回路を得る。【解決手段】増幅率１倍の演算増幅器１〜３に対応させてダイオード２１〜２６と出力型の定電流源１１〜１３とが図のように接続されている。演算増幅器１〜３の各反転入力端子は選択信号出力端子８に接続され、また非反転入力端子にレベルの異なる入力信号がそれぞれ入力される。定電流源１１〜１３は、ダイオード２１，２３，２５を介してそれぞれ演算増幅器の出力側に接続されるとともに各ダイオード２２，２４，２６を介して引き込み型の入力回路選択用定電流源５に接続されている。入力回路選択用定電流源５の電流設定値を変更することにより、定電流源１１〜１３から引き込む電流を変え、演算増幅器１〜３の飽和・不飽和を制御して、選択信号出力端子８に出力する入力信号を選択する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の入力回路ユニットと入力回路選択用定電流源と選択信号出力端子とを有するものであって、
上記入力回路ユニットは演算増幅器と一方向導通素子装置と演算増幅器対応定電流源とを有し、上記演算増幅器は非反転入力端子と反転入力端子と出力端子とを有し上記非反転端子に入力された入力信号を増幅率１倍で非反転増幅するものであり、上記一方向導通素子装置は第１及び第２の一方向導通素子がその導通方向が逆になるようにして直列に接続されたものであり、上記第１の一方向導通素子が上記演算増幅器の上記出力端子に接続され上記第２の一方向導通素子が上記反転入力端子に接続され、上記第１と第２の一方向導通素子との接続部に上記演算増幅器対応定電流源が接続されたものであり、
上記入力回路選択用定電流源は電流値の設定を変更しうるようにされたものであり、
上記入力回路選択用定電流源が上記各入力回路ユニットの上記第２の一方向導通素子と上記反転入力端子との接続部に接続されるとともに上記反転入力端子が上記選択信号出力端子に接続され、上記演算増幅器対応定電流源は上記第１の一方向導通素子を介して上記演算増幅器との間で電流のやりとりを行うとともに上記第２の一方向導通素子を介して上記入力回路選択用定電流源との間で電流のやりとりを行い、上記入力回路選択用定電流源の上記電流値の設定を変更することにより上記複数の入力回路ユニットのうちの一つを選択して当該選択された入力回路ユニットへ入力された上記入力信号を上記選択信号出力端子に出力するようにするものである入力選択回路。
【請求項２】
上記演算増幅器対応定電流源は電流を出力する出力型定電流源であり、上記入力回路選択用定電流源は電流を引き込む引き込み型定電流源であり、上記入力回路選択用定電流源の上記電流値を変更することにより入力される入力信号の値が最も高いものから低いものへと降順に選択しうるようにされた上記複数の入力回路ユニットのうちの任意のものを選択して当該選択された上記入力回路ユニットに入力される入力信号を上記選択信号出力端子に出力するようにするものであることを特徴とする請求項１に記載の入力選択回路。
【請求項３】
上記演算増幅器対応定電流源は電流を引き込む引き込み型定電流源であり、上記入力回路選択用定電流源は電流を出力する出力型定電流源であり、上記入力回路選択用定電流源の上記電流値を変更することにより入力される入力信号の値が最も低いものから高いものへと昇順に選択しうるようにされた上記複数の入力回路ユニットのうちの任意のものを選択して当該選択された上記入力回路ユニットに入力される入力信号を上記選択信号出力端子に出力するようにするものであることを特徴とする請求項１に記載の入力選択回路。
【請求項４】
上記一方向導通素子を発光ダイオードとしたことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の入力選択回路。
【請求項５】
上記一方向導通素子をホトカプラとしたことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の入力選択回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、複数個の入力信号のうちの任意の一つを選択する入力選択回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の入力選択回路として、二つの増幅器の各出力をそれぞれＮＰＮトランジスタのベースに接続し、それぞれのＮＰＮトランジスタのエミツタを増幅器の反転入力に帰還するようにするとともに、二つのＮＰＮトランジスタのエミツタを互いに接続する。そして、この接続点に定電流回路を接続し、上記二つの増幅器の非反転入力端子に印加した信号のうち高い方の信号を出力端子から選択する高値選択回路がある。また、ＮＰＮトランジスタをＰＮＰトランジスタに変更することにより、低値選択回路とすることもでき、さらにこれらを組み合わせることにより中間値を選択する回路を構成することも可能である（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開昭５９−２２４５７２号公報（第３９６頁左下欄第２０行〜第３９７頁左下欄第５行及び第３図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の入力選択回路は以上のように構成されているので、入力のうち最も高い信号や最も低い信号を選択できる。また、これらを組み合わせることにより中間値の選択は可能である。しかし、任意の入力信号を選択することはできず、また中間値を選択する構成においては入力信号の数が増えると高値／低値選択回路を組合わせる構成も入力信号の数に比例して増え、大規模な構成になるなどの問題点があった。
【０００５】
この発明は上記のような問題点を解決するためになされたものであり、簡易な構成により複数の入力信号のうちから任意のものを選択することが可能な入力選択回路を得ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る入力選択回路においては、複数の入力回路ユニットと入力回路選択用定電流源と選択信号出力端子とを有するものであって、
入力回路ユニットは演算増幅器と一方向導通素子装置と演算増幅器対応定電流源とを有し、演算増幅器は非反転入力端子と反転入力端子と出力端子とを有し非反転端子に入力された入力信号を増幅率１倍で非反転増幅するものであり、一方向導通素子装置は第１及び第２の一方向導通素子がその導通方向が逆になるようにして直列に接続されたものであり、第１の一方向導通素子が演算増幅器の出力端子に接続され第２の一方向導通素子が反転入力端子に接続され、第１と第２の一方向導通素子との接続部に演算増幅器対応定電流源が接続されたものであり、入力回路選択用定電流源は電流値の設定を変更しうるようにされたものであり、
入力回路選択用定電流源が各入力回路ユニットの第２の一方向導通素子と反転入力端子との接続部に接続されるとともに反転入力端子が選択信号出力端子に接続され、演算増幅器対応定電流源は第１の一方向導通素子を介して演算増幅器との間で電流のやりとりを行うとともに第２の一方向導通素子を介して入力回路選択用定電流源との間で電流のやりとりを行い、入力回路選択用定電流源の電流値の設定を変更することにより複数の入力回路ユニットのうちの一つを選択して当該選択された入力回路ユニットへ入力された入力信号を選択信号出力端子に出力するようにするものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の一形態である入力選択回路の構成を示す構成図である。図１において、演算増幅器１とダイオード２１，２２と出力型の定電流源１１とを備えた入力回路ユニット２０１と、演算増幅器２とダイオード２３，２４と出力型の定電流源１２とを備えた入力回路ユニット２０２と、演算増幅器３とダイオード２５，２６と出力型の定電流源１３とを備えた入力回路ユニット２０３が設けられている。各演算増幅器１〜３は非反転入力端子と反転入力端子と出力端子を有し、その非反転入力端子に入力信号が入力され、反転入力端子は選択信号出力端子８に接続されている。
【０００８】
演算増幅器１の出力端子には互いに逆方向にかつ陽極側同士を突き合わせて直列に接続されたダイオード２１及び２２のうちのダイオード２１の陰極側が接続され、ダイオードの２２の陰極側は選択信号出力端子８に接続されている。また、互いに接続されたダイオード２１とダイオード２２との陽極側に、定電流源１１の出力端子が接続されている。演算増幅器２の出力側には互いに逆方向にかつ陽極側同士を突き合わせて直列に接続されたダイオード２３及び２４のうちのダイオード２３の陰極側が接続され、ダイオードの２４の陰極側は選択信号出力端子８に接続されている。互いに接続されたダイオード２３とダイオード２４の陽極側に、定電流源１２の出力端子が接続されている。
【０００９】
演算増幅器３の出力側には互いに逆方向にかつ陽極側同士を突き合わせて直列に接続されたダイオード２５及び２６のうちのダイオード２５の陰極側が接続され、ダイオードの２６の陰極側は選択信号出力端子８に接続されている。互いに接続されたダイオード２５とダイオード２６の陽極側に、定電流源１３の出力端子が接続されている。また、各ダイオード２２，２４，２６の共通に接続された陰極側に、入力回路選択用定電流源５が接続されている。なお、演算増幅器１〜３は、その増幅倍率が１である。
【００１０】
次に動作について説明する。
例えば、演算増幅器２に入力される入力信号を選択する場合、入力回路選択用定電流源５の設定電流を、定電流源１１の出力電流値１ｍＡに定電流源１３の出力電流値１ｍＡの１／２を加えた値である１．５ｍＡに設定する。なお、演算増幅器１〜３の出力側に接続される定電流源１１〜１３の電流は同じ値で１ｍＡとする。
【００１１】
演算増幅器１〜３に入力信号が入ったとき、演算増幅器１の入力信号の値が一番高いことから、まず演算増幅器１の出力が飽和し定電流源１１の電流値（１ｍＡ）が入力回路選択用定電流源５に引き込まれる。入力回路選択用定電流源５の電流は１．５ｍＡに設定されているため、定電流源１１の電流だけでは不足しているため、次に入力信号の値の高い演算増幅器２に接続された定電流源１２の電流値の１／２である０．５ｍＡがこの入力回路選択用定電流源５に引き込まれ、安定する。
【００１２】
そして、この定電流源１２の残り１／２の電流である０．５ｍＡは、ダイオード２３を介して演算増幅器１２に入力されるため、演算増幅器２の入力がそのまま演算増幅器２の反転入力端子を介して選択信号出力端子８に出力され、安定する。このように安定することで、演算増幅器２の入力信号がそのまま選択信号出力端子８から出力される出力信号となる。
【００１３】
これを、さらに具体な数値例を挙げて説明する。
図１に示す通り、まず演算増幅器１〜３に入る入力信号の値を３Ｖ、２Ｖ、１Ｖとする。ここで、定電流源１〜３の値は全て同じ電流値の１ｍＡとする。また、入力回路選択用定電流源５の電流は１．５ｍＡに設定されており、選択信号出力端子８から出力される出力信号として演算増幅器２の入力である２Ｖを選択する場合の動作について説明する。
【００１４】
演算増幅器１〜３に入力信号が入ったとき、演算増幅器１の入力信号の値が３Ｖと一番高いためまず演算増幅器１の出力が飽和し、Ｉ１＝１ｍＡが、Ｉ４＝１．５ｍＡに設定された入力回路選択用定電流源５に引き込まれる。しかし、Ｉ４＝１．５ｍＡに対しＩｌ＝１ｍＡであるため定電流源１１の電流だけでは不足しているため、次に入力信号のレベル（電圧）が高い演算増幅器２にダイオード２３を介して接続されている定電流源１２の電流の１／２であるＩ２＝０．５ｍＡが入力回路選択用定電流源５に引き込まれて回路は安定する。
【００１５】
そして、この定電流源１２の電流Ｉ２の残り１／２の電流０．５ｍＡはダイオード２３を介して演算増幅器２に入力されるため演算増幅器２の出力は、演算増幅器２の入力信号の値と同じ２Ｖになって安定する。なお、演算増幅器３はマイナス（一）側に飽和するため、定電流源１３の電流Ｉ３の１ｍＡはダイオード２５を介して演算増幅器３に入力される。このようにして、図１の回路は安定し、２番目の入力回路ユニット２０２が選択され演算増幅器２への入力信号が選択信号出力端子８から出力される。
【００１６】
なお、演算増幅器１へ入力される入力信号を選択する場合は、入力回路選択用定電流源５の電流を０．５ｍＡに設定し、演算増幅器３へ入力される入力信号を選択する場合は、入力回路選択用定電流源５の電流を２．５ｍＡに設定する。
【００１７】
また、図１は入力回路ユニットの数が３つの場合を示したものであるが、入力信号の数がこれよりも多く例えば４個の場合は、入力回路ユニットを４個とする。そして、入力信号が例えば１Ｖ、２Ｖ、３Ｖ、４Ｖであるとして、入力回路選択用定電流源５の電流の設定値を０．５ｍＡ、１．５ｍＡ、２．５ｍＡ、３．５ｍＡに変更可能に構成すればよい。
【００１８】
以上のようにこの実施の形態によれば、ソフトウェアを必要とするＣＰＵを用いることなく入力信号を選択することが可能であり、この入力回路選択用定電流源５の電流の設定値を変更するだけで、最も高い値を有する入力信号が入力される入力回路ユニット２０１から順にこれよりも低い値の入力信号が入力される入力回路ユニット２０２、２０３へと降順に選択しうるようにされた複数の入力回路ユニット２０１〜２０３のうちの任意の入力回路ユニットを選択することができる。
【００１９】
実施の形態２．
図２は、この発明の他の実施の形態である入力選択回路の構成を示す構成図である。上記実施の形態１では、定電流源１１〜１３と引き込み型の入力回路選択用定電流源５を用いて、最も高い値を有する入力信号を基準にしてこれよりも低い値を有する任意の入力信号を選択する場合について述べたが、図２に示すように、演算増幅器１〜３の出力側に接続する定電流源４１〜４３を出力型から引き込み型にし、入力信号を選択するための入力回路選択用定電流源６を出力型のものにする。この場合、定電流源４１〜４３が各回路ユニット２１１〜２１３の一部をそれぞれ構成している。その他の構成については、図１に示した実施の形態１と同様のものであるので、相当するものに同じ符号を付して説明を省略する。
【００２０】
これにより、最も低い値を有する入力信号が入力される入力回路ユニット２１３から順にこれよりも高い値の入力信号が入力される入力回路ユニット２１２、２１１へと昇順に選択しうるようにされた複数の入力回路ユニット２１１〜２１３のうちの任意の入力回路ユニットを選択することができる。
【００２１】
実施の形態３．
図３及び図４は、さらにこの発明の他の実施の形態である入力選択回路の構成をそれぞれ示す構成図である。図３に示すように、図１における演算増幅器１〜３の出力側に接続されるダイオード２１〜２６を発光ダイオード（ＬＥＤ）６１〜６６に置き換える。この場合、各発光ダイオード６１，６２、発光ダイオード６３，６４、発光ダイオード６５，６６が、回路ユニット２２１〜２２３の一部を構成している。
【００２２】
また、図４に示すように、図２における演算増幅器１〜３の出力側に接続されるダイオード５１〜５６を発光ダイオード７１〜７６にする。この場合、各発光ダイオード７１，７２、発光ダイオード７３，７４、発光ダイオード７５，７６が、回路ユニット２３１〜２３３の一部を構成している。その他の構成については、図１あるいは図２に示したものと同様のものであるので、相当するものに同じ符号を付して説明を省略する。これにより、どの位置の演算増幅器の入力信号が選択されているかを視覚的に確認することができる。
【００２３】
実施の形態４．
図５及び図６は、さらにこの発明の他の実施の形態である入力選択回路の構成をそれぞれ示す構成図である。図５に示すように、図１にける演算増幅器１〜３の出力側に接続されるダイオード２１〜２６の代わりに、発光ダイオードとこの発光ダイオードの光を受光して信号を発信する受光素子とを組み合わせたホトカプラ８１〜８６を設ける。この場合、各ホトカプラ８１，８２、ホトカプラ８３，８４、ホトカプラ８５，８６が回路ユニット２４１〜２４３の一部を構成している。
【００２４】
そして、負論理のＮＯＲ回路９１にホトカプラ８１，８２の発信する信号を入力し、負論理のＮＯＲ回路９２にホトカプラ８３，８４の発信する信号を入力し、負論理のＮＯＲ回路９３にホトカプラ８５，８６の発信する信号を入力し、各ホトカプラ８１〜８６の動作を監視する監視回路７を設ける。
【００２５】
監視回路７は、ＮＯＲ回路９１〜９３の出力信号に基づいて各ホトカプラ８１〜８６の動作に異常があれば演算増幅器１〜３すなわち入力回路ユニットのうちのどれに異常があるかを表す位置信号を位置信号端子９へ出力する。異常がないときは、各回路ユニットのホトカプラの少なくとも一方が信号を発信するはずであり両方のホトカプラのいずれからも信号が発信されていない場合は、異常と判断し、位置信号を発する。位置信号は、例えば演算増幅器１〜３に対応させて異常時にハイレベルとなる第１ないし第３の信号とする。
【００２６】
図６に示す入力選択回路についても同様であり、図２にける演算増幅器１〜３の出力側に接続されるダイオード５１〜５６の代わりに、発光ダイオードとこの発光ダイオードの光を受光して信号を発信する受光素子とを組み合わせたホトカプラ１０１〜１０６を設ける。この場合、各ホトカプラ１０１，１０２、ホトカプラ１０３，１０４、ホトカプラ１０５，１０６が回路ユニット２５１〜２５３の一部を構成している。そして、同様に負論理のＮＯＲ回路９１〜９３及び監視回路７により、ホトカプラ１０１〜１０６の動作を監視する。
【００２７】
【発明の効果】
この発明は以上説明したように、複数の入力回路ユニットと入力回路選択用定電流源と選択信号出力端子とを有するものであって、
入力回路ユニットは演算増幅器と一方向導通素子装置と演算増幅器対応定電流源とを有し、演算増幅器は非反転入力端子と反転入力端子と出力端子とを有し非反転端子に入力された入力信号を増幅率１倍で非反転増幅するものであり、一方向導通素子装置は第１及び第２の一方向導通素子がその導通方向が逆になるようにして直列に接続されたものであり、第１の一方向導通素子が演算増幅器の出力端子に接続され第２の一方向導通素子が反転入力端子に接続され、第１と第２の一方向導通素子との接続部に演算増幅器対応定電流源が接続されたものであり、入力回路選択用定電流源は電流値の設定を変更しうるようにされたものであり、
入力回路選択用定電流源が各入力回路ユニットの第２の一方向導通素子と反転入力端子との接続部に接続されるとともに反転入力端子が選択信号出力端子に接続され、演算増幅器対応定電流源は第１の一方向導通素子を介して演算増幅器との間で電流のやりとりを行うとともに第２の一方向導通素子を介して入力回路選択用定電流源との間で電流のやりとりを行い、入力回路選択用定電流源の電流値の設定を変更することにより複数の入力回路ユニットのうちの一つを選択して当該選択された入力回路ユニットへ入力された入力信号を選択信号出力端子に出力するようにするものであるので、
入力回路ユニットを必要数設け、入力回路選択用定電流源の電流値の設定を変更することにより、入力信号を選択ができるため、簡易な構成の入力選択回路を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の一形態である入力選択回路の構成を示す構成図である。
【図２】この発明の他の実施の形態である入力選択回路の構成を示す構成図である。
【図３】さらに、この発明の他の実施の形態である入力選択回路の構成を示す構成図である。
【図４】図３に示した実施の形態の変形例である入力選択回路の構成を示す構成図である。
【図５】さらに、この発明の他の実施の形態である入力選択回路の構成を示す構成図である。
【図６】図５に示した実施の形態の変形例である入力選択回路の構成を示す構成図である。
【符号の説明】
１〜３  演算増幅器、５，６  入力回路選択用定電流源、８  出力端子、
１１〜１３，４１〜４３  定電流源、２１〜２６，５１〜５６  ダイオード、
６１〜６６，７１〜７６  発光ダイオード、
８１〜８６，１０１〜１０６  ホトカプラ、
２０１〜２０３，２１１〜２１３，２２１〜２２３  入力回路ユニット、
２３１〜２３３，２３１〜２３３，２４１〜２４３  入力回路ユニット。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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