JP2002350473A - High input impedance circuit and alternating current signal voltmeter using it - Google Patents
High input impedance circuit and alternating current signal voltmeter using itInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、高入力インピー
ダンス回路とそれを用いた交流信号電圧計に関し、簡単
な構成で被測定回路に与える影響を少なくして、正確な
電圧を伝達・表示できるようにしたものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high input impedance circuit and an AC signal voltmeter using the same, which can transmit and display an accurate voltage with a simple configuration with a small influence on a circuit to be measured. It was made.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図６に、交流電圧測定の原理図を示す。
図６において、８は交流電圧を測定する交流電圧計、８
１はその入力端子、８２は測定した交流電圧値を表示す
る表示部である。2. Description of the Related Art FIG. 6 shows a principle diagram of AC voltage measurement.
In FIG. 6, reference numeral 8 denotes an AC voltmeter for measuring an AC voltage;
Reference numeral 1 denotes an input terminal thereof, and reference numeral 82 denotes a display section for displaying a measured AC voltage value.
【０００３】９は被測定回路であり、電圧Ｅの交流信号
９２と抵抗値ｒの内部抵抗９１が直列に接続された回路
として表される。この被測定回路９を入力端子８１に接
続して、交流電圧Ｅを測定する。Reference numeral 9 denotes a circuit to be measured, which is represented as a circuit in which an AC signal 92 having a voltage E and an internal resistor 91 having a resistance value r are connected in series. The circuit under test 9 is connected to the input terminal 81, and the AC voltage E is measured.
【０００４】図７に、図６の等価回路を示す。なお、図
６と同じ要素には同一符号を付し、説明を省略する。図
７において、８３、８４はそれぞれ交流電圧計８の入力
抵抗、入力容量であり、入力抵抗の抵抗値をＲin、入力
容量の容量をＣinで表している。入力端子８１から見た
交流電圧計８は、等価的にこれらの入力抵抗８３および
入力容量８４が並列接続された回路として表すことがで
きる。入力抵抗は１ＭΩ〜１０ＭΩ、入力容量は数ｐＦ
〜１００ｐＦの値を有する。FIG. 7 shows an equivalent circuit of FIG. The same elements as those in FIG. 6 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. In FIG. 7, reference numerals 83 and 84 denote input resistance and input capacitance of the AC voltmeter 8, respectively, wherein the resistance value of the input resistance is represented by Rin, and the capacitance of the input capacitance is represented by Cin. The AC voltmeter 8 viewed from the input terminal 81 can be equivalently represented as a circuit in which the input resistor 83 and the input capacitor 84 are connected in parallel. Input resistance is 1 MΩ to 10 MΩ, input capacitance is several pF
It has a value of １００100 pF.
【０００５】この入力抵抗８３と入力容量８４が並列接
続された回路のインピーダンス、すなわち交流電圧計８
の入力インピーダンスＺinは、下記（１）式で計算する
ことができる。 Ｚin＝１／（１／Ｒin＋ｊωＣin） ・・・・・・・・ （１） なお、ωは交流信号Ｅの角周波数、ｊは虚数単位であ
る。The impedance of a circuit in which the input resistance 83 and the input capacitance 84 are connected in parallel, that is, the AC voltmeter 8
Can be calculated by the following equation (1). Zin = 1 / (1 / Rin + jωCin) (1) where ω is an angular frequency of the AC signal E and j is an imaginary unit.
【０００６】交流電圧計８が測定する電圧値は、交流信
号Ｅを内部抵抗ｒと入力インピーダンスＺinで分圧した
値になる。従って、この測定値をｅとすると、その値は
下記（２）式で求められる。 ｅ＝Ｅ×Ｚin／（ｒ＋Ｚin） ・・・・・・・・・ （２） すなわち、交流信号Ｅよりも小さな値になる。ここで、
ｒ＋Ｚinは、下記（３）式になる。 ｒ＋Ｚin＝ｒ＋１／（１／Ｒin＋ｊωＣin） ＝ｒ＋（Ｒin―ｊωＣin×Ｒin２）／（１＋（ωＣinＲin）２） ・・ （ ３）The voltage value measured by the AC voltmeter 8 is a value obtained by dividing the AC signal E by the internal resistance r and the input impedance Zin. Therefore, when this measured value is e, the value is obtained by the following equation (2). e = E × Zin / (r + Zin) (2) That is, the value is smaller than the AC signal E. here,
r + Zin is given by the following equation (3). r + Zin = r + 1 / (1 / Rin + jωCin) = r + (Rin−jωCin × Rin 2 ) / (1+ (ωCinRin) 2 ) (3)
【０００７】図８に、上記（１）〜（３）式に基づいて
演算した交流電圧計８の誤差を示す。この表は、交流信
号Ｅ＝１Ｖrms、入力抵抗Ｒin＝１０ＭΩ、入力容量Ｃi
n＝５０ｐＦとし、被測定回路９の内部抵抗ｒを１０Ｋ
Ω〜１０ＭΩ、交流信号の周波数を１００Ｈｚと１０Ｋ
Ｈｚに変化させて、真値に対する誤差を計算したもので
ある。FIG. 8 shows the error of the AC voltmeter 8 calculated based on the above equations (1) to (3). This table shows that an AC signal E = 1 Vrms, an input resistance Rin = 10 MΩ, and an input capacitance Ci.
n = 50 pF, and the internal resistance r of the circuit under test 9 is 10K
Ω-10MΩ, AC signal frequency is 100Hz and 10K
Hz, and the error with respect to the true value is calculated.
【０００８】図８において、条件１は内部抵抗ｒ＝１０
ＫΩ、周波数１００Ｈｚのときの値であり、誤差は−
０．１％になる。しかし、条件４に示すように、内部抵
抗ｒ＝１０ＭΩになると、誤差は−５０．６％と大きく
なる。また、条件８に示すように、周波数が１０ＫＨｚ
になると、誤差は−９６．８％と非常に大きくなる。In FIG. 8, condition 1 is that internal resistance r = 10
It is a value at the time of KΩ and a frequency of 100 Hz, and the error is −
0.1%. However, as shown in Condition 4, when the internal resistance r = 10 MΩ, the error becomes as large as −50.6%. Further, as shown in condition 8, the frequency is 10 kHz.
, The error becomes very large at -96.8%.
【０００９】[0009]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな交流電圧測定装置には、次のような課題があった。However, such an AC voltage measuring apparatus has the following problems.
【００１０】図８からわかるように、内部抵抗ｒが大き
くなるほど、また周波数が高くなるほど誤差は大きくな
る。従って、入力端子８１と被測定回路９との間にイン
ピーダンス変換回路を入れて交流電圧計８の見かけ上の
入力インピーダンスを高くしないと、正確な測定ができ
ないという課題があった。As can be seen from FIG. 8, the error increases as the internal resistance r increases and as the frequency increases. Therefore, there is a problem that accurate measurement cannot be performed unless an apparent input impedance of the AC voltmeter 8 is increased by inserting an impedance conversion circuit between the input terminal 81 and the circuit 9 to be measured.
【００１１】また、入力インピーダンスを高くするため
にコンデンサと抵抗を用いた分圧回路を使用する場合も
あるが、所望の周波数特性を得るためには調整作業が不
可欠であるという課題もあった。In some cases, a voltage dividing circuit using a capacitor and a resistor is used to increase the input impedance. However, there is a problem that an adjusting operation is indispensable to obtain a desired frequency characteristic.
【００１２】従って本発明が解決しようとする課題は、
入力インピーダンスを高くして被測定回路に与える影響
を軽減し測定することができる高入力インピーダンス回
路およびそれを用いた交流電圧計を提供することにあ
る。Therefore, the problem to be solved by the present invention is:
It is an object of the present invention to provide a high input impedance circuit capable of reducing an influence on a circuit to be measured by increasing an input impedance and performing measurement, and an AC voltmeter using the same.
【００１３】[0013]
【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るために、本発明のうち請求項１記載の発明は、第１の
コンデンサＣ１と第２のコンデンサＣ２を直列接続し、
第１のコンデンサＣ１側に入力電圧を印加し、第２のコ
ンデンサＣ２側を共通電位点に接続して、この第１，第
２のコンデンサＣ１，Ｃ２で分圧された電圧をブートス
トラップ回路１に入力して、このブートストラップ回路
１の出力を出力とするようにしたものである。入力抵抗
を高くすることができる。Means for Solving the Problems In order to solve such problems, the invention according to claim 1 of the present invention comprises connecting a first capacitor C1 and a second capacitor C2 in series,
An input voltage is applied to the first capacitor C1, the second capacitor C2 is connected to a common potential point, and the voltage divided by the first and second capacitors C1 and C2 is applied to the bootstrap circuit 1. And the output of the bootstrap circuit 1 is used as an output. The input resistance can be increased.
【００１４】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、ブートストラップ回路１は、出力端子と反
転入力端子が接続された増幅器ＯＰと、直列接続され、
その一端が増幅器ＯＰの非反転入力端子に接続され、他
端が共通電位点に接続された第１および第２の抵抗Ｒ
１，Ｒ２と、一端が増幅器ＯＰの反転入力端子に接続さ
れ、他端が第１，第２の抵抗Ｒ１，Ｒ２の接続点に接続
された第３のコンデンサＣ３とを具備し、第１，第２の
コンデンサＣ１，Ｃ２で分圧された電圧を増幅器ＯＰの
非反転入力端子に入力するようにしたものである。簡単
な構成で入力抵抗を高くすることができる。According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the bootstrap circuit 1 is connected in series with an amplifier OP having an output terminal and an inverting input terminal connected thereto,
One end is connected to a non-inverting input terminal of the amplifier OP, and the other end is connected to a first and second resistor R connected to a common potential point.
1, R2, and a third capacitor C3, one end of which is connected to the inverting input terminal of the amplifier OP and the other end of which is connected to a connection point of the first and second resistors R1, R2. The voltage divided by the second capacitors C1 and C2 is input to the non-inverting input terminal of the amplifier OP. The input resistance can be increased with a simple configuration.
【００１５】請求項３記載の発明は、第１のコンデンサ
Ｃ１と第２のコンデンサＣ２を直列接続し、第１のコン
デンサＣ１側に被測定電圧を印加し、第２のコンデンサ
Ｃ２側を共通電位点に接続して、この第１，第２のコン
デンサＣ１，Ｃ２で分圧された電圧をブートストラップ
回路１に入力して、このブートストラップ回路１の出力
を表示部に入力して被測定電圧を表示するようにしたも
のである。入力抵抗を高くすることができるので、正確
に電圧を測定できる。According to a third aspect of the present invention, a first capacitor C1 and a second capacitor C2 are connected in series, a voltage to be measured is applied to the first capacitor C1 side, and a common potential is applied to the second capacitor C2 side. The voltage divided by the first and second capacitors C1 and C2 is input to the bootstrap circuit 1, and the output of the bootstrap circuit 1 is input to the display unit to output the voltage to be measured. Is displayed. Since the input resistance can be increased, the voltage can be measured accurately.
【００１６】請求項４記載の発明は、請求項３記載の発
明において、ブートストラップ回路１は、出力端子と反
転入力端子が接続された増幅器ＯＰと、直列接続され、
その一端が増幅器ＯＰの非反転入力端子に接続され、他
端が共通電位点に接続された第１および第２の抵抗Ｒ
１，Ｒ２と、一端が増幅器ＯＰの反転入力端子に接続さ
れ、他端が第１，第２の抵抗Ｒ１，Ｒ２の接続点に接続
された第３のコンデンサＣ３とを具備し、第１，第２の
コンデンサＣ１，Ｃ２で分圧された電圧を増幅器ＯＰの
非反転入力端子に入力するようにして、この増幅器ＯＰ
の出力を表示部に入力するようにしたものである。簡単
な構成で正確に電圧を測定することができる。According to a fourth aspect of the present invention, in the third aspect of the present invention, the bootstrap circuit 1 is connected in series with an amplifier OP having an output terminal and an inverting input terminal connected thereto,
One end is connected to a non-inverting input terminal of the amplifier OP, and the other end is connected to a first and second resistor R connected to a common potential point.
1, R2, and a third capacitor C3, one end of which is connected to the inverting input terminal of the amplifier OP and the other end of which is connected to a connection point of the first and second resistors R1, R2. The voltage divided by the second capacitors C1 and C2 is input to the non-inverting input terminal of the amplifier OP.
Is input to the display unit. Voltage can be accurately measured with a simple configuration.
【００１７】[0017]
【発明の実施の形態】以下に、図に基づいて本発明を詳
細に説明する。図１は本発明に係る高入力インピーダン
ス回路の一実施例を示す構成図である。図１において、
Ｃ１、Ｃ２はコンデンサであり、直列接続されている。
この直列接続されたコンデンサのＣ１側は入力端子に接
続されて入力電圧Ｖinが印加され、Ｃ２側は共通電位点
に接続される。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram showing one embodiment of a high input impedance circuit according to the present invention. In FIG.
C1 and C2 are capacitors, which are connected in series.
The C1 side of this series-connected capacitor is connected to an input terminal to which an input voltage Vin is applied, and the C2 side is connected to a common potential point.
【００１８】１はブートストラップ回路であり、入力電
圧ＶinをコンデンサＣ１とＣ２で分圧した電圧が入力さ
れる。このブートストラップ回路１は増幅器の帰還作用
を利用して、見かけ上の入力抵抗を増大させるものであ
る。このブートストラップ回路の出力が出力端子から出
力電圧Ｖoutとして出力される。Reference numeral 1 denotes a bootstrap circuit to which a voltage obtained by dividing the input voltage Vin by the capacitors C1 and C2 is input. This bootstrap circuit 1 utilizes the feedback action of the amplifier to increase the apparent input resistance. The output of this bootstrap circuit is output from the output terminal as an output voltage Vout.
【００１９】次に、ブートストラップ回路１の構成につ
いて説明する。ＯＰはアンプであり、その非反転入力端
子はコンデンサＣ１とＣ２の接続点に接続される。Ｒ
１、Ｒ２は抵抗であり、直列接続されている。この直列
接続された抵抗のＲ１側はアンプＯＰの非反転入力端子
に接続され、Ｒ２側は共通電位点に接続される。Next, the configuration of the bootstrap circuit 1 will be described. OP is an amplifier whose non-inverting input terminal is connected to a connection point between the capacitors C1 and C2. R
1 and R2 are resistors, which are connected in series. The R1 side of this series-connected resistor is connected to the non-inverting input terminal of the amplifier OP, and the R2 side is connected to a common potential point.
【００２０】Ｃ３はコンデンサであり、その一端は抵抗
Ｒ１とＲ２の接続点に接続され、他端はアンプＯＰの反
転入力端子に接続される。また、アンプＯＰの出力端子
と反転入力端子は共通接続される。このブートストラッ
プ回路１の入力抵抗Ｒinは下記（４）式で表される。 Ｒin＝（Ｒ１×アンプＯＰのループゲイン）とアンプＯＰの入力抵抗の並列合成 抵抗 ・・・・・・・・・・・・・・・ （４）C3 is a capacitor, one end of which is connected to the connection point of the resistors R1 and R2, and the other end of which is connected to the inverting input terminal of the amplifier OP. The output terminal and the inverting input terminal of the amplifier OP are commonly connected. The input resistance Rin of the bootstrap circuit 1 is expressed by the following equation (4). Rin = (R1 × the loop gain of the amplifier OP) and the parallel combination resistance of the input resistance of the amplifier OP (4)
【００２１】すなわち、この構成ではブートストラップ
効果によって、Ｒ１の抵抗値が大幅に高くなりその入力
抵抗はアンプＯＰ単体の入力抵抗に限りなく近づく。こ
の実施例では、アンプＯＰとして入力抵抗が非常に高い
演算増幅器を用い、ブートストラップ効果との相乗効果
で入力インピーダンスの抵抗成分を実質的に無視できる
ようにして、コンデンサＣ１，Ｃ２のみでアッテネータ
を構成するようにする。That is, in this configuration, the resistance value of R1 is greatly increased due to the bootstrap effect, and the input resistance thereof approaches the input resistance of the amplifier OP alone. In this embodiment, an operational amplifier having an extremely high input resistance is used as the amplifier OP, the resistance component of the input impedance can be substantially ignored by a synergistic effect with the bootstrap effect, and the attenuator is formed only by the capacitors C1 and C2. To be configured.
【００２２】入力インピーダンスの抵抗成分を無視する
ことができるので、アンプＯＰの出力端子の電圧Ｖout
と入力端子の電圧Ｖinとの間には、下記（５）式の関係
がある。但し、コンデンサＣ１，Ｃ２の容量値は既知で
あり同じ符号で表している。 Ｖout＝Ｖin×Ｃ２／（Ｃ１＋Ｃ２） ・・・・・・・・ （５）Since the resistance component of the input impedance can be ignored, the voltage Vout at the output terminal of the amplifier OP is
And the input terminal voltage Vin, there is a relationship of the following equation (5). However, the capacitance values of the capacitors C1 and C2 are known and are represented by the same reference numerals. Vout = Vin × C2 / (C1 + C2) (5)
【００２３】すなわち、入力インピーダンスが非常に高
くなるので、被測定回路に与える影響が小さくなり、精
度の高い測定が可能になる。また、前記（５）式で示し
たように、入力電圧Ｖinと出力電圧Ｖoutとの関係は容
量成分によってのみ決まるので位相回転が小さくなり、
周波数特性を補正するための調整が不要になる。That is, since the input impedance becomes extremely high, the influence on the circuit under test is reduced, and highly accurate measurement can be performed. Further, as shown in the above equation (5), the relationship between the input voltage Vin and the output voltage Vout is determined only by the capacitance component, so that the phase rotation becomes small,
The adjustment for correcting the frequency characteristic is not required.
【００２４】図２に、図１実施例の周波数特性の実測値
を示す。この表はコンデンサＣ１の値を０．１ｐＦから
１０ｐＦまで変化させ、周波数１０Ｈｚ〜１００ＫＨｚ
における入出力電圧の振幅比と位相差を示したものであ
る。なお、振幅比は周波数１００Ｈｚにおける値を０ｄ
Ｂとしている。FIG. 2 shows measured values of the frequency characteristics of the embodiment of FIG. This table shows that the value of the capacitor C1 is changed from 0.1 pF to 10 pF, and the frequency is 10 Hz to 100 KHz.
5 shows the amplitude ratio and the phase difference of the input / output voltage in FIG. The amplitude ratio is 0d at a frequency of 100 Hz.
B.
【００２５】この表からわかるように、周波数１０Ｈｚ
〜１００ＫＨｚにおいて振幅比の差は０．０２ｄＢ以
内、位相差も±３°以内になっており、入力抵抗の影響
はほとんど見られない。また、コンデンサＣ１の値を変
化させても、振幅比の差および位相差はほとんど変化し
ない。As can be seen from this table, the frequency is 10 Hz.
At 〜100 KHz, the difference in the amplitude ratio is within 0.02 dB and the phase difference is also within ± 3 °, and the effect of the input resistance is hardly observed. Further, even if the value of the capacitor C1 is changed, the difference between the amplitude ratio and the phase difference hardly changes.
【００２６】図３は、図２に示したデータのうち、コン
デンサＣ１が０．１ｐＦの値をグラフ化しものである。
振幅は周波数１０Ｈｚ〜１００ＫＨｚでほぼ平坦であ
り、位相差も±３°以内に収まっているのがわかる。FIG. 3 is a graph showing a value of 0.1 pF for the capacitor C1 in the data shown in FIG.
It can be seen that the amplitude is almost flat at a frequency of 10 Hz to 100 KHz, and the phase difference is within ± 3 °.
【００２７】図４は、図７と同じ条件の被測定回路を図
１の高入力インピーダンス回路を用いて測定した測定結
果である。図８の従来例と異なり、入力抵抗Ｒinは２桁
増加して１０００ＭΩになり、入力容量Ｃinは逆に２桁
以上小さくなって０．１ｐＦになっている。FIG. 4 shows a measurement result obtained by measuring the circuit under measurement under the same conditions as in FIG. 7 using the high input impedance circuit of FIG. Unlike the conventional example of FIG. 8, the input resistance Rin increases by two digits to 1000 MΩ, and the input capacitance Cin decreases by two or more digits to 0.1 pF.
【００２８】この表からわかるように、被測定回路の内
部抵抗１０ＭΩ、周波数１０ＫＨｚの条件８では、図８
の従来例では−９６．８％の誤差が発生していたのに対
して、本実施例では−１．２％の誤差に収まっている。
内部抵抗が１０ＭΩ以下では誤差は−０．１％以下であ
り、従来例に比べて大幅に改善されている。As can be seen from this table, under the condition 8 where the internal resistance of the circuit under test is 10 MΩ and the frequency is 10 kHz, FIG.
In the conventional example, an error of -96.8% was generated, but in the present embodiment, the error is within -1.2%.
When the internal resistance is 10 MΩ or less, the error is -0.1% or less, which is significantly improved as compared with the conventional example.
【００２９】図５に、本実施例の高入力インピーダンス
回路を交流信号電圧計に応用した実施例を示す。図５に
おいて、５は図１に示した構成の高入力インピーダンス
回路であり、被測定回路に影響を与えることなく正確な
電圧値を出力する。６はＡＤ変換器であり、高入力イン
ピーダンス回路５の出力電圧をデジタル値に変換し、ま
たそのｒｍｓ値を求める。７は表示器であり、ＡＤ変換
器６の出力値を表示する。FIG. 5 shows an embodiment in which the high input impedance circuit of this embodiment is applied to an AC signal voltmeter. In FIG. 5, reference numeral 5 denotes a high input impedance circuit having the configuration shown in FIG. 1, which outputs an accurate voltage value without affecting the circuit under test. Reference numeral 6 denotes an AD converter, which converts an output voltage of the high input impedance circuit 5 into a digital value and obtains an rms value thereof. Reference numeral 7 denotes a display, which displays an output value of the AD converter 6.
【００３０】このような構成により、被測定回路に影響
を与えることなく、正確に電圧値を測定することができ
る。なお、表示器７はデジタル変換した値を表示するの
ではなく、高入力インピーダンス回路５のアナログ信号
を直接表示するものであってもよい。With such a configuration, the voltage value can be accurately measured without affecting the circuit to be measured. The display 7 may directly display the analog signal of the high input impedance circuit 5 instead of displaying the digitally converted value.
【００３１】なお、この実施例では高入力インピーダン
ス回路を交流信号電圧計に応用した例を示したが、その
他インピーダンス変換回路や分圧回路などの入力回路を
有する計測器や信号変換器、例えば電力計、波形測定
器、記録計、ＬＣＲメータ、インサーキットチェッカな
どの計測器や信号変換器に応用することもできる。Although this embodiment has shown an example in which a high input impedance circuit is applied to an AC signal voltmeter, other measuring instruments and signal converters having input circuits such as an impedance conversion circuit and a voltage dividing circuit, such as a power It can also be applied to measuring instruments such as meters, waveform measuring instruments, recorders, LCR meters, in-circuit checkers, and signal converters.
【００３２】また、機器内部でインピーダンス変換回路
や分圧回路を使用する計測器、信号変換器あるいは一般
機器、例えばコピー機器、テレビなどに応用することも
できる。The present invention can also be applied to a measuring instrument, a signal converter, or a general device such as a copy device or a television, which uses an impedance conversion circuit or a voltage dividing circuit inside the device.
【００３３】このように、被測定回路に影響を与えるこ
となく交流電圧を測定することができるので応用範囲が
広い。本発明により、今までの測定データが見直される
可能性もある。As described above, since the AC voltage can be measured without affecting the circuit to be measured, the range of application is wide. According to the present invention, the measurement data up to now may be reviewed.
【００３４】[0034]
【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明によれば、次の効果が期待できる。 請求項１記
載の発明によれば、第１のコンデンサＣ１と第２のコン
デンサＣ２を直列接続し、第１のコンデンサＣ１側に入
力電圧を印加し、第２のコンデンサＣ２側を共通電位点
に接続して、この第１，第２のコンデンサＣ１，Ｃ２で
分圧された電圧をブートストラップ回路１に入力して、
このブートストラップ回路１の出力を出力とするように
した。As is apparent from the above description,
According to the present invention, the following effects can be expected. According to the first aspect of the present invention, the first capacitor C1 and the second capacitor C2 are connected in series, an input voltage is applied to the first capacitor C1 side, and the second capacitor C2 side is set to a common potential point. And the voltages divided by the first and second capacitors C1 and C2 are input to the bootstrap circuit 1,
The output of the bootstrap circuit 1 is used as an output.
【００３５】入力抵抗を高くすることができるので、被
測定回路の出力インピーダンスが高くても正確に電圧を
伝達できるという効果がある。また、実質的にコンデン
サのみで分圧回路を構成することができるので、周波数
特性を調整する調整作業が不要になるという効果もあ
る。Since the input resistance can be increased, the voltage can be accurately transmitted even if the output impedance of the circuit under test is high. Further, since the voltage dividing circuit can be constituted substantially by only the capacitor, there is also an effect that the adjusting operation for adjusting the frequency characteristic becomes unnecessary.
【００３６】さらに、インピーダンスが高い回路の電圧
を伝達する場合に、インピーダンス変換回路が不要にな
るので、小型化あるいはコストダウンが可能になるとい
う効果もある。Further, when a voltage of a circuit having a high impedance is transmitted, an impedance conversion circuit is not required, so that it is possible to reduce the size and cost.
【００３７】請求項２記載の発明によれば、請求項１記
載の発明において、ブートストラップ回路１は、出力端
子と反転入力端子が接続された増幅器ＯＰと、直列接続
され、その一端が増幅器ＯＰの非反転入力端子に接続さ
れ、他端が共通電位点に接続された第１および第２の抵
抗Ｒ１，Ｒ２と、一端が増幅器ＯＰの反転入力端子に接
続され、他端が第１，第２の抵抗Ｒ１，Ｒ２の接続点に
接続された第３のコンデンサＣ３とを具備し、第１，第
２のコンデンサＣ１，Ｃ２で分圧された電圧を増幅器Ｏ
Ｐの非反転入力端子に入力するようにした。According to the second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the bootstrap circuit 1 is connected in series to an amplifier OP having an output terminal and an inverting input terminal connected, and one end of the amplifier OP is connected to the amplifier OP. And the other ends of the first and second resistors R1 and R2 connected to a common potential point, and one end is connected to the inverting input terminal of the amplifier OP, and the other end is connected to the first and second input terminals. And a third capacitor C3 connected to a connection point of the two resistors R1 and R2, and a voltage divided by the first and second capacitors C1 and C2 is supplied to an amplifier O.
The input was made to the non-inverting input terminal of P.
【００３８】増幅器の帰還作用を利用して、簡単な回路
で非常に高い入力抵抗が得られるという効果がある。There is an effect that a very high input resistance can be obtained with a simple circuit utilizing the feedback action of the amplifier.
【００３９】請求項３記載の発明によれば、第１のコン
デンサＣ１と第２のコンデンサＣ２を直列接続し、第１
のコンデンサＣ１側に被測定電圧を印加し、第２のコン
デンサＣ２側を共通電位点に接続して、この第１，第２
のコンデンサＣ１，Ｃ２で分圧された電圧をブートスト
ラップ回路１に入力して、このブートストラップ回路１
の出力を表示部に入力して被測定電圧を表示するように
した。According to the third aspect of the present invention, the first capacitor C1 and the second capacitor C2 are connected in series,
The voltage to be measured is applied to the capacitor C1 side of the first and second capacitors C2, and the second capacitor C2 side is connected to a common potential point.
The voltage divided by the capacitors C1 and C2 is input to the bootstrap circuit 1, and the bootstrap circuit 1
Is input to the display unit to display the voltage to be measured.
【００４０】入力抵抗を高くすることができるので、被
測定回路の出力インピーダンスが高くても正確に電圧を
測定できるという効果がある。また、実質的にコンデン
サのみで分圧回路を構成することができるので、周波数
特性を調整する調整作業が不要になるという効果もあ
る。Since the input resistance can be increased, the voltage can be measured accurately even if the output impedance of the circuit under test is high. Further, since the voltage dividing circuit can be constituted substantially by only the capacitor, there is also an effect that the adjusting operation for adjusting the frequency characteristic becomes unnecessary.
【００４１】さらに、インピーダンスが高い回路の電圧
を測定する場合には、従来は直接に電圧計を接続できな
いのでインピーダンス変換回路を設けていた。このイン
ピーダンス変換回路が不要になるので、小型化あるいは
コストダウンが可能になるという効果もある。Further, in the case of measuring the voltage of a circuit having a high impedance, an impedance conversion circuit is conventionally provided because a voltmeter cannot be directly connected. Since this impedance conversion circuit becomes unnecessary, there is an effect that downsizing or cost reduction can be achieved.
【００４２】請求項４記載の発明によれば、請求項３記
載の発明において、ブートストラップ回路１は、出力端
子と反転入力端子が接続された増幅器ＯＰと、直列接続
され、その一端が増幅器ＯＰの非反転入力端子に接続さ
れ、他端が共通電位点に接続された第１および第２の抵
抗Ｒ１，Ｒ２と、一端が増幅器ＯＰの反転入力端子に接
続され、他端が第１，第２の抵抗Ｒ１，Ｒ２の接続点に
接続された第３のコンデンサＣ３とを具備し、第１，第
２のコンデンサＣ１，Ｃ２で分圧された電圧を増幅器Ｏ
Ｐの非反転入力端子に入力するようにして、この増幅器
ＯＰの出力を表示部に入力するようにした。According to a fourth aspect of the present invention, in the third aspect of the present invention, the bootstrap circuit 1 is connected in series to an amplifier OP having an output terminal and an inverting input terminal connected, and one end of the amplifier OP is connected to the amplifier OP. And the other ends of the first and second resistors R1 and R2 connected to a common potential point, and one end is connected to the inverting input terminal of the amplifier OP, and the other end is connected to the first and second input terminals. And a third capacitor C3 connected to a connection point of the two resistors R1 and R2, and a voltage divided by the first and second capacitors C1 and C2 is supplied to an amplifier O.
The output of the amplifier OP is input to the display unit by inputting to the non-inverting input terminal of P.
【００４３】増幅器の帰還作用を利用して、簡単な回路
で非常に高い入力抵抗が得られ、正確に電圧を測定でき
るという効果がある。By utilizing the feedback action of the amplifier, an extremely high input resistance can be obtained with a simple circuit, and the voltage can be measured accurately.
【図１】本発明の一実施例を示す構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram showing one embodiment of the present invention.
【図２】本発明の効果を説明するための表である。FIG. 2 is a table for explaining effects of the present invention.
【図３】本発明の効果を説明するためのグラフである。FIG. 3 is a graph for explaining the effect of the present invention.
【図４】本発明の効果を説明するための表である。FIG. 4 is a table for explaining effects of the present invention.
【図５】本発明の他の実施例を示す構成図である。FIG. 5 is a configuration diagram showing another embodiment of the present invention.
【図６】電圧測定の原理図である。FIG. 6 is a principle diagram of voltage measurement.
【図７】電圧測定の等価回路である。FIG. 7 is an equivalent circuit for voltage measurement.
【図８】従来例の特性を示す表である。FIG. 8 is a table showing characteristics of a conventional example.
１ ブートストラップ回路 ５ 高入力インピーダンス回路 ６ ＡＤ変換器 ７ 表示器 Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３ コンデンサ Ｒ１，Ｒ２ 抵抗 ＯＰ 増幅器 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Bootstrap circuit 5 High input impedance circuit 6 AD converter 7 Display C1, C2, C3 Capacitor R1, R2 Resistance OP amplifier
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G035 AA13 AA18 AB04 AC01 AD11 AD13 AD20 5J091 AA01 AA47 CA00 CA72 FA17 FA20 HA25 HA29 KA00 KA24 KA34 KA67 MA11 SA15 TA01 TA03 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page F term (reference) 2G035 AA13 AA18 AB04 AC01 AD11 AD13 AD20 5J091 AA01 AA47 CA00 CA72 FA17 FA20 HA25 HA29 KA00 KA24 KA34 KA67 MA11 SA15 TA01 TA03
Claims (4)
ンデンサと、この第１のコンデンサの他端にその一端が
接続され、その他端が共通電位点に接続される第２のコ
ンデンサと、前記第１のコンデンサと前記第２のコンデ
ンサの接続点の電圧が入力されるブートストラップ回路
とを有し、このブートストラップ回路の出力をその出力
としたことを特徴とする高入力インピーダンス回路。1. A first capacitor to which an input voltage is applied to one end thereof, and a second capacitor having one end connected to the other end of the first capacitor and the other end connected to a common potential point. And a bootstrap circuit to which a voltage at a connection point between the first capacitor and the second capacitor is input, and an output of the bootstrap circuit is used as the output.
子とその反転入力端子が接続された増幅器と、この増幅
器の非反転入力端子にその一端が接続された第１の抵抗
と、この第１の抵抗の他端にその一端が接続され、その
他端が共通電位点に接続された第２の抵抗と、前記増幅
器の反転入力端子にその一端が接続され、前記第１の抵
抗と前記第２の抵抗の接続点にその他端が接続された第
３のコンデンサとを有し、前記第１のコンデンサと前記
第２のコンデンサの接続点の電圧を前記増幅器の非反転
入力端子に入力するようにしたことを特徴とする請求項
１記載の高入力インピーダンス回路。2. An amplifier having an output terminal and an inverting input terminal connected thereto, a first resistor having one end connected to a non-inverting input terminal of the amplifier, and a first resistor connected to the first terminal. A second resistor having one end connected to the other end of the resistor and the other end connected to a common potential point, and one end connected to an inverting input terminal of the amplifier, and the first resistor and the second resistor A third capacitor having the other end connected to a connection point of the resistor, wherein a voltage at a connection point between the first capacitor and the second capacitor is input to a non-inverting input terminal of the amplifier; 2. The high input impedance circuit according to claim 1, wherein:
コンデンサと、この第１のコンデンサの他端にその一端
が接続され、その他端が共通電位点に接続される第２の
コンデンサと、前記第１のコンデンサと前記第２のコン
デンサの接続点の電圧が入力されるブートストラップ回
路と、このブートストラップ回路の出力が入力される表
示部とを有し、この表示部に前記被測定電圧の電圧値を
表示するようにしたことを特徴とする交流信号電圧計。3. A first capacitor to which a voltage to be measured is applied to one end thereof, and a second capacitor having one end connected to the other end of the first capacitor and the other end connected to a common potential point. A bootstrap circuit to which a voltage at a connection point between the first capacitor and the second capacitor is inputted, and a display unit to which an output of the bootstrap circuit is inputted. An AC signal voltmeter characterized by displaying a voltage value of a measured voltage.
子とその反転入力端子が接続された増幅器と、この増幅
器の非反転入力端子にその一端が接続された第１の抵抗
と、この第１の抵抗の他端にその一端が接続され、その
他端が共通電位点に接続された第２の抵抗と、前記増幅
器の反転入力端子にその一端が接続され、前記第１の抵
抗と前記第２の抵抗の接続点にその他端が接続された第
３のコンデンサとを有し、前記第１のコンデンサと前記
第２のコンデンサの接続点の電圧を前記増幅器の非反転
入力端子に入力するようにしたことを特徴とする請求項
３記載の交流信号電圧計。4. The bootstrap circuit comprises: an amplifier having an output terminal connected to the inverting input terminal thereof; a first resistor having one end connected to a non-inverting input terminal of the amplifier; A second resistor having one end connected to the other end of the resistor and the other end connected to a common potential point, and one end connected to an inverting input terminal of the amplifier, and the first resistor and the second resistor A third capacitor having the other end connected to a connection point of the resistor, wherein a voltage at a connection point between the first capacitor and the second capacitor is input to a non-inverting input terminal of the amplifier; The AC signal voltmeter according to claim 3, wherein:
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001162095A JP2002350473A (en) | 2001-05-30 | 2001-05-30 | High input impedance circuit and alternating current signal voltmeter using it |
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| JP2001162095A JP2002350473A (en) | 2001-05-30 | 2001-05-30 | High input impedance circuit and alternating current signal voltmeter using it |
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| JP2001162095A Withdrawn JP2002350473A (en) | 2001-05-30 | 2001-05-30 | High input impedance circuit and alternating current signal voltmeter using it |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012079296A (en) * | 2010-09-08 | 2012-04-19 | Japan Science & Technology Agency | Non-contact signal transmission system and method |
| JP2012177571A (en) * | 2011-02-25 | 2012-09-13 | Hitachi Electric Systems Ltd | Ac power measuring device |
| JP2020058001A (en) * | 2018-10-04 | 2020-04-09 | 株式会社豊田中央研究所 | Buffer circuit |
-
2001
- 2001-05-30 JP JP2001162095A patent/JP2002350473A/en not_active Withdrawn
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|---|---|---|---|---|
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| JP2020058001A (en) * | 2018-10-04 | 2020-04-09 | 株式会社豊田中央研究所 | Buffer circuit |
| JP7187953B2 (en) | 2018-10-04 | 2022-12-13 | 株式会社豊田中央研究所 | buffer circuit |
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