JP2004088365A - 直流増幅回路および直流増幅回路の直流電圧測定方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】直流増幅回路1の直流信号経路に含まれるローパスフィルタ回路3の入力端と出力端の間に抵抗R2とスイッチSWからなるバイパス経路を形成して入力端と出力端の間のインピーダンスを低下させる第1のステップと、バイパス経路の形成された状態で直流増幅回路1の入力端に直流電圧を印加する第2のステップと、直流増幅回路の入力端に直流電圧を印加した後でスイッチSWを開いてバイパス経路を遮断する第3のステップと、バイパス経路を遮断した後で直流増幅回路の出力端の直流電圧を測定する第4のステップとで、直流増幅回路1の直流電圧を測定する。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、直流増幅回路および直流増幅回路の直流電圧測定方法、例えば加入者回路の電流制御回路に用いられる直流増幅回路およびその直流電圧測定方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
例えば電話回線などの加入者回路においては、回線に直流電流を流し、それに重畳して音声信号などの交流信号を送受信する。加入者回路においては、電話回線に流れる直流電流を一定にするための定電流回路を含み、定電流回路においては直流増幅回路が帰還回路を備えていることがある。この帰還回路は直流信号を扱うものであるが、電話回線には上述のように交流信号も流れていて、この交流信号が直流増幅回路の帰還回路に混入すると発振を起こしてしまう可能性がある。そこで、この帰還回路には交流信号を除去するためのローパスフィルタ回路が直流信号経路に設けられる。
【0003】
加入者回路以外においても、例えば直流増幅回路を多段に備えているような回路においては、直流信号に混入した電源ノイズなどの交流信号が次段に伝達されないように、2つの直流増幅回路の間の直流信号経路にローパスフィルタ回路が設けられることがある。
【0004】
このような直流信号経路にローパスフィルタ回路が設けられた直流増幅回路においても、通常の直流増幅回路などと同様に入力端に信号を印加して出力端の信号を測定することによって増幅率などの特性の測定が行われる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような、2つの直流増幅回路の間の直流信号経路にローパスフィルタ回路が設けられた直流増幅回路は、例えば図3のような回路図になる。
【0006】
図3において、直流増幅回路1は、第1の直流増幅回路2、ローパスフィルタ回路3、第2の直流増幅回路4を、この順で直流信号経路に関して直列に接続されて構成されている。第1の直流増幅回路2と第2の直流増幅回路4はオペアンプを利用した一般的な直流増幅回路であるため、その構成の詳細な説明は省略する。また、ローパスフィルタ回路3は、直流信号経路に直列に接続された抵抗R1と抵抗R1の一端とグランドとの間に接続されたコンデンサC1からなる典型的なL型のCRローパスフィルタ回路である。
【0007】
このように構成された直流増幅回路1の直流増幅率を測定する場合、入力端子Vinに直流電圧を印加して、その時の出力端子Voutの電圧を測定する。
【0008】
直流増幅回路1の場合、まず入力端子Vinに印加された直流電圧に応じて第1の直流増幅回路2からはすぐに所定の直流電圧が出力される。ところが、ローパスフィルタ回路3が抵抗R1とコンデンサC1を含んでいるために、ローパスフィルタ回路3の出力端の電圧が入力端の電圧と同じ値になるためには、抵抗R1を介してコンデンサC1が充電されるのを待つ必要がある。そのため、第2の直流増幅回路4の入力電圧が安定になってその出力電圧が安定するまで、すなわち直流増幅回路1の増幅動作が全体として安定するまでに時間がかかる。
【0009】
特に、ローパスフィルタ回路3が電源ノイズに対応したものである場合、電源ノイズは50Hzや60Hzという低い周波数であるため、ローパスフィルタ回路3のCR時定数も非常に大きく、コンデンサC1が充電されるのに非常に長い時間を要することになる。例えば、コンデンサC1の容量値が1μF、抵抗R1の抵抗値が1.5MΩの場合、直流増幅回路1の出力電圧が安定するまでに約9秒の時間が必要であった(図2参照)。
【0010】
直流増幅回路1の出力電圧が安定するまでの時間が長くかかるということは、直流増幅回路1の測定に時間がかかることを意味する。すなわち、直流増幅回路1の出力電圧が安定するまでに約9秒の時間が必要であれば、直流増幅回路の直流電圧の測定にもそれ以上の時間が必要になることになる。そして、これは例えば直流増幅回路1の検査コストの上昇を意味することになる。
【0011】
そこで、本発明は上記の問題点を解決することを目的とするもので、短い時間で直流電圧を測定することのできる直流増幅回路および直流増幅回路の直流電圧測定方法を提供する。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の直流増幅回路は、第1の直流増幅回路とローパスフィルタ回路が直流信号経路に関して直列に接続された直列回路を含む直流増幅回路であって、前記ローパスフィルタの入力端と出力端にそれぞれ接続された2つの外部端子を備えることを特徴とする。
【0013】
また、本発明の直流増幅回路は、前記直列回路が第2の直流増幅回路を備え、前記第1の直流増幅回路と前記ローパスフィルタ回路と前記第2の直流増幅回路が、この順で直流信号経路に関して直列に接続されていることを特徴とする。
【0014】
また、本発明の直流増幅回路の直流電圧測定方法は、第1の直流増幅回路とローパスフィルタ回路が直流信号経路に関して直列に接続された直列回路を含む直流増幅回路の直流電圧測定方法であって、前記ローパスフィルタ回路の入力端と出力端の間にバイパス経路を形成して入力端と出力端の間のインピーダンスを低下させる第1のステップと、前記バイパス経路の形成された状態で前記直流増幅回路の入力端に直流電圧を印加する第2のステップと、前記直流増幅回路の入力端に直流電圧を印加した後で前記バイパス経路を遮断する第3のステップと、前記バイパス経路を遮断した後で前記直流増幅回路の出力端の直流電圧を測定する第4のステップとを有することを特徴とする。
【0015】
また、本発明の直流増幅回路の直流電圧測定方法は、前記直列回路は第2の直流増幅回路を備え、前記第1の直流増幅回路と前記ローパスフィルタ回路と前記第2の直流増幅回路が、この順で直流信号経路に関して直列に接続されていることを特徴とする。
【0016】
また、本発明の直流増幅回路の直流電圧測定方法は、前記バイパス経路が抵抗とスイッチの直列回路からなることを特徴とする。
【0017】
このように構成することにより、本発明の直流増幅回路および直流増幅回路の直流電圧測定方法においては、素早く出力の直流電圧を測定することができる。
【0018】
【発明の実施の形態】
図1に、本発明の直流増幅回路の一実施例の回路図を示す。図1において、図3と同一もしくは同等の部分には同じ記号を付し、その説明を省略する。
【0019】
図1において、直流増幅回路10は、ローパスフィルタ回路3の入力端および出力端にそれぞれ接続された外部端子NC1および外部端子NC2を備えている。外部端子NC1と外部端子NC2には、直流増幅回路10を動作させるときには何も接続されないため、符号にNC(no connect)という文字を用いている。
【0020】
そして、外部端子NC1と外部端子NC2の間には、抵抗R2とスイッチSWからなる直列回路が接続されている。この直列回路は、スイッチSWがオンの時にローパスフィルタ回路2の入力端と出力端の間のバイパス経路になる。
【0021】
なお、コンデンサC1の容量値は1μF、抵抗R1の抵抗値は1.5MΩであり、抵抗R2の抵抗値は10kΩとなっている。
【0022】
ここで、直流増幅回路10から出力される直流電圧の測定方法について説明する。
【0023】
まず、第1のステップとして、スイッチSWを短絡して外部端子NC1と外部端子NC2の間を抵抗R2を含む回路を介して接続してバイパス経路を形成する。
【0024】
次に、第2のステップとして、直流増幅回路10の入力端である入力端子Vinに直流電圧を印加する。このとき、第1の直流増幅回路2の出力はすぐに入力電圧に応じた所定の電圧が出力される。ローパスフィルタ回路3の入力端と出力端は抵抗R2を介してバイパス経路で接続されているため、ローパスフィルタ回路3および抵抗R2からなる並列回路の時定数は、抵抗R2がない場合に比べて小さくなる。特に、抵抗R2の抵抗値が抵抗R1の抵抗値に比べて大幅に小さい場合には、時定数も大幅に小さくなる。そのため、コンデンサC1の充電時間が短縮され、第2の直流増幅回路4の入力電圧が短い時間で第1の直流増幅回路2の出力電圧と同じになる。その結果、第2の直流増幅回路4の出力電圧、すなわち直流増幅回路10の出力電圧も短い時間で安定する。例えば、上記のように抵抗R2の抵抗値が10kΩの場合には、ローパスフィルタ回路3の入力端と出力端の間のインピーダンスはほぼ10kΩになるため、図2に示すように直流出力電圧は短時間で急速に上昇し、約60msで安定状態に達した。
【0025】
次に、直流増幅回路10の出力電圧が安定したところで、第3のステップとして、スイッチSWを開放してバイパス経路を遮断する。このとき、コンデンサC1は既に充電されているために、さらに充電されたり放電されたりすることはない。ローパスフィルタ3の入力端や出力端の電圧が変化することもない。そして、この状態では直流増幅回路10はバイパス経路の設けられていない本来の回路構成となる。
【0026】
最後に、第4のステップとして直流増幅回路10の出力の直流電圧を測定する。この時点ではバイパス経路は既に遮断されているため、本来あるべきの直流増幅回路10として、その出力の直流電圧を測定することができる。
【0027】
このように、本発明の直流増幅回路およびその直流電圧測定方法によれば、直流信号経路にローパスフィルタを含む直流増幅回路の直流電圧を短時間で測定することができる。例えば実施例の場合には、従来例に比べて直流出力電圧は1/10以下の時間で安定になるので、直流電圧の測定時間も大幅に短縮できることがわかる。
【0028】
なお、直流増幅回路10においては、第1の直流増幅回路2、ローパスフィルタ回路3、第2の直流増幅回路4を直列に接続して構成していたが、ローパスフィルタ回路は必ずしも2つの直流増幅回路に挟まれている必要はなく、例えば第1の増幅回路2と第2の増幅回路4のいずれか一方がない回路であっても構わないものである。また、図1においては、第1の直流増幅回路2、ローパスフィルタ回路3、第2の直流増幅回路4のみで直流増幅回路10を構成していたが、これ以外に直流増幅回路を含む別の回路を備えていても構わないものである。
【0029】
【発明の効果】
本発明の直流増幅回路およびその直流電圧測定方法によれば、直流信号経路に低い周波数に対応したローパスフィルタを備えていても、直流電圧の測定時間を大幅に短縮することができる。また、それによって直流増幅回路の測定コストの低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の直流増幅回路の一実施例を示す回路図である。
【図2】図1の直流増幅回路を用いて直流電圧を測定する際の直流電圧が安定するまでの時間を示す特性図である。
【図3】従来の直流増幅回路を示す回路図である。
【符号の説明】
2…第1の直流増幅回路
3…ローパスフィルタ回路
4…第2の直流増幅回路
10…直流増幅回路
NC1、NC2…外部端子
R2…抵抗
SW…スイッチ
Claims (5)
- 第1の直流増幅回路とローパスフィルタ回路が直流信号経路に関して直列に接続された直列回路を含む直流増幅回路であって、
前記ローパスフィルタの入力端と出力端にそれぞれ接続された2つの外部端子を備えることを特徴とする直流増幅回路。 - 前記直列回路は第2の直流増幅回路を備え、前記第1の直流増幅回路と前記ローパスフィルタ回路と前記第2の直流増幅回路が、この順で直流信号経路に関して直列に接続されていることを特徴とする、請求項1に記載の直流増幅回路。
- 第1の直流増幅回路とローパスフィルタ回路が直流信号経路に関して直列に接続された直列回路を含む直流増幅回路の直流電圧測定方法であって、
前記ローパスフィルタ回路の入力端と出力端の間にバイパス経路を形成して入力端と出力端の間のインピーダンスを低下させる第1のステップと、
前記バイパス経路の形成された状態で前記直流増幅回路の入力端に直流電圧を印加する第2のステップと、
前記直流増幅回路の入力端に直流電圧を印加した後で前記バイパス経路を遮断する第3のステップと、
前記バイパス経路を遮断した後で前記直流増幅回路の出力端の直流電圧を測定する第4のステップと、
を有することを特徴とする直流増幅回路の直流電圧測定方法。 - 前記直列回路は第2の直流増幅回路を備え、前記第1の直流増幅回路と前記ローパスフィルタ回路と前記第2の直流増幅回路が、この順で直流信号経路に関して直列に接続されていることを特徴とする、請求項3に記載の直流増幅回路の直流電圧測定方法。
- 前記バイパス経路が抵抗とスイッチの直列回路からなることを特徴とする、請求項3または4に記載の直流増幅回路の直流電圧測定方法。
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JP2017090086A (ja) * | 2015-11-04 | 2017-05-25 | 日置電機株式会社 | 測定装置 |
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