JP2024038548A - 非反転増幅回路 - Google Patents

Abstract

【課題】基準電圧回路から出力される電圧を従来回路よりも確実に目標電圧まで立ち上がらせることを可能とする。【解決手段】非反転増幅回路１は、第１のオペアンプＡＭＰ１の内部に引き込む方向に発生する引き込み電流ＩＡＭＰの電流値を検出し、検出した電流値に相当する電流値を有する第１の電流を出力する第１の回路５１と、第２のオペアンプＡＭＰ２が出力可能な電流値の上限を示す情報に基づいて、第２のオペアンプが出力可能な電流値の上限に相当する電流値を有する第２の電流を出力する第２の回路５２と、第１の電流の電流値と第２の電流の電流値とを比較し、第１の電流の電流値が第２の電流の電流値よりも大きい場合、第１のオペアンプに対し引き込み電流の電流値を第２のオペアンプが出力可能な電流値の上限に相当する電流値以下とするためのフィードバック制御を行う比較回路５３とを備えた。【選択図】図１

Description

本開示は、非反転増幅回路に関する。

非反転増幅回路は、非反転入力端子（＋）から入力される入力信号を所定の増幅率にしたがって増幅し出力する回路である。この非反転増幅回路は、当該入力信号に基準電圧を与える基準電圧回路を含んで構成される場合がある。この基準電圧は、非反転増幅回路の非反転入力端子から入力される入力信号を、当該基準電圧を中心に振動させるための電圧として与えられる。

基準電圧回路を含んで構成される非反転増幅回路の構成例を図２に示す。図２に示す非反転増幅回路（以下、「第１の従来回路」ともいう。）は、アンプ部１００と、基準電圧回路１５０とを含んで構成される。

アンプ部１００は、負帰還部を有する第１のオペアンプＡＭＰ１と、第１の入力抵抗Ｒ１と、帰還抵抗Ｒ２と、第２の入力抵抗Ｒ３と、を備える。

第１の入力抵抗Ｒ１は、一端が接続点ａにおいて、第１のオペアンプＡＭＰ１の反転入力端子（－）、及び帰還抵抗Ｒ２の他端に接続され、他端が接続点ｂにおいて、第２の入力抵抗Ｒ３の一端、及び後述する第２のオペアンプＡＭＰ２の出力端子と接続される。

帰還抵抗Ｒ２は、第１のオペアンプＡＭＰ１の負帰還部に接続される。具体的には、帰還抵抗Ｒ２は、一端が第１のオペアンプＡＭＰ１の出力端子に接続され、他端が接続点ａにおいて、第１のオペアンプＡＭＰ１の反転入力端子、及び第１の入力抵抗Ｒ１の一端に接続される。

第２の入力抵抗Ｒ３は、一端が接続点ｂにおいて、第１の入力抵抗Ｒ１の他端、及び第２のオペアンプＡＭＰ２の出力端子に接続され、他端が接続点ｃにおいて、第１のオペアンプＡＭＰ１の非反転入力端子（＋）、及び、当該非反転入力端子に入力される入力信号を出力するセンサ（例えば圧電素子等）の出力端子ＳＥＮＳに接続される。

第１のオペアンプＡＭＰ１は、非反転入力端子、反転入力端子、及び出力端子を備える。第１のオペアンプＡＭＰ１は、非反転入力端子が、接続点ｃにおいて、センサの出力端子ＳＥＮＳ、及び第２の入力抵抗Ｒ３の他端に接続されている。また、第１のオペアンプＡＭＰ１は、出力端子が、帰還抵抗Ｒ２の一端と接続されている。また、第１のオペアンプＡＭＰ１は、反転入力端子が、接続点ｂにおいて、第１の入力抵抗Ｒ１の一端、及び帰還抵抗Ｒ２の他端と接続されている。

基準電圧回路１５０は、負帰還部を有する第２のオペアンプＡＭＰ２を備えている。第２のオペアンプＡＭＰ２の非反転入力端子には、電圧源としてのダイオードＤの出力端子が接続されている。また、第２のオペアンプＡＭＰ２の出力端子は、第１の入力抵抗Ｒ１の他端、及び第２の入力抵抗Ｒ３の一端に接続されている。

このように構成された第１の従来回路は、ユーザにより電源が起動されると、正常時には概ね以下のように動作する。例えば、ユーザにより第１の従来回路の電源が起動されると、基準電圧回路１５０はボルテージフォロワ回路として機能する。具体的には、まず第２のオペアンプＡＭＰ２の非反転入力端子に対し、ダイオードＤの出力端子から所定の電圧信号が入力される。すると、当該電圧信号による電圧ＶＲが第２のオペアンプＡＭＰ２の非反転入力端子に印加される。そして、第２のオペアンプＡＭＰ２の出力端子には、電圧ＶＲと略同じ電圧値である基準電圧ＶＢが発生する。

第２のオペアンプＡＭＰ２の出力端子に生じた基準電圧ＶＢは、第２の入力抵抗Ｒ３を経て、センサの出力端子ＳＥＮＳから第１のオペアンプＡＭＰ１の非反転入力端子に入力される入力信号に与えられる。第１のオペアンプＡＭＰ１は、基準電圧ＶＢが付与された入力信号を所定の増幅率にしたがって増幅し、増幅後の信号による電圧を出力電圧ＶＯＵＴとして出力する。なお、図２において、符号ＶＯＦＳは、第１のオペアンプＡＭＰ１の非反転入力端子に入力される入力オフセット電圧を表す。

一方で、上記第１の従来回路では、ユーザにより電源が起動されても、以下のような理由で正常に動作を開始できない場合がある。

例えば、上記第１の従来回路では、電源起動時には第１のオペアンプＡＭＰ１の出力端子側の電圧が０Ｖとなっている。そのため、上記第１の従来回路では、電源起動時に、第１のオペアンプＡＭＰ１の出力端子側から第１のオペアンプＡＭＰ１の内部に引き込む方向に流れる電流（以下、「引き込み電流」ともいう。）ＩＡＭＰが発生する。

ここで、この引き込み電流ＩＡＭＰの電流値が、基準電圧回路１５０の第２のオペアンプＡＭＰ２が出力可能な電流値の上限に相当する電流値（以下、「駆動電流値」ともいう。）ＩＢを上回る場合、第１のオペアンプＡＭＰ１の非反転入力端子に入力される入力オフセット電圧ＶＯＦＳの大きさによっては、第２のオペアンプＡＭＰ２の出力端子に発生する電圧が所定の基準電圧ＶＢまで立ち上がらない（上昇しない）可能性がある。

例えば、第１のオペアンプＡＭＰ１の非反転入力端子に印加される電圧Ｅ１が、第１のオペアンプＡＭＰ１の反転入力端子に印加される電圧Ｅ２よりも小さい場合、第２のオペアンプＡＭＰ２の出力端子に発生する電圧が所定の基準電圧ＶＢまで立ち上がらない可能性がある。ここで、第１の入力抵抗Ｒ１の抵抗値をＲ１、帰還抵抗Ｒ２の抵抗値をＲ２とし、第２のオペアンプＡＭＰ２が駆動電流値ＩＢを有する電流（以下、「駆動電流」ともいう。）ＩＢを出力したとすると、接続点ｂ及び接続点ｃに生じる電圧はＩＢ×（Ｒ１＋Ｒ２）となり、接続点ａに生じる電圧はＩＢ×Ｒ２となる。

このとき、第１のオペアンプＡＭＰ１の非反転入力端子に印加される電圧Ｅ１は、接続点ｃに生じる電圧から、上述の入力オフセット電圧ＶＯＦＳを差し引いた電圧となる。また、第１のオペアンプＡＭＰ１の反転入力端子に印加される電圧Ｅ２は、接続点ａに生じる電圧である。よって、電圧Ｅ１及び電圧Ｅ２はそれぞれ以下の式で表される。
Ｅ１＝ＩＢ×（Ｒ１＋Ｒ２）－ＶＯＦＳ （１）
Ｅ２＝ＩＢ×Ｒ２ （２）
したがって、Ｅ１≦Ｅ２、つまり、ＶＯＦＳ≧ＩＢ×Ｒ１となるとき、第２のオペアンプＡＭＰ２の出力端子に発生する電圧が所定の基準電圧ＶＢまで立ち上がらない可能性がある。以下、このＶＯＦＳ≧ＩＢ×Ｒ１との条件を「入力オフセット電圧条件」ともいう。

このような問題に対する対策として、例えば上述した駆動電流値ＩＢを増加させることが考えられる。しかしながら、この対策は、回路全体を低消費電流としたいという設計上の観点から制限がある。

また、別の対策として、第１の入力抵抗Ｒ１及び帰還抵抗Ｒ２の抵抗値を増加させて、引き込み電流ＩＡＭＰを減少させることも考えられる。しかしながら、この対策も、アンプ部１００の駆動能力、及び低ノイズ設計の観点から制限がある。また、さらに別の対策として、入力オフセット電圧ＶＯＦＳを低減させることも考えられる。しかしながら、この対策も、回路構成が複雑になること、及び回路面積（集積化するためのチップ面積）の観点からやはり制限がある。

次に、上記第１の従来回路に類似する構成を備える従来の非反転増幅回路の構成例を図３に示す。図３に示す非反転増幅回路（以下、「第２の従来回路」ともいう。）は、アンプ部３００と、ボルテージフォロワ部４００とを含んで構成される（例えば特許文献１）。

アンプ部３００は、負帰還部を有する第１のオペアンプ３０１と、負帰還部に接続される帰還抵抗３０２と、第１のオペアンプ３０１の反転入力端子に一端が接続される入力抵抗３０３と、を備え、第１のオペアンプ３０１の非反転入力端子に入力される信号を増幅して出力する。

ボルテージフォロワ部４００は、負帰還部を有する第２のオペアンプ４０１を備えている。第２のオペアンプ４０１は、非反転入力端子が接地されるとともに、出力端子がアンプ部３００の入力抵抗３０３の他端に接続されている。そして、第２の従来回路では、第１のオペアンプ３０１及び第２のオペアンプ４０１は、同一パッケージ内のオペアンプとされる。

このような構成によれば、第２のオペアンプ４０１は、負帰還部を有し、非反転入力端子が接地されるので、ボルテージフォロワ回路を構成し、第２のオペアンプ４０１における入力オフセット電圧ＶｉｎＤＣ２を出力する。また、第２のオペアンプ４０１の出力端子は、入力抵抗３０３の他端に接続されるので、入力抵抗３０３の他端には、第２のオペアンプ４０１における入力オフセット電圧ＶｉｎＤＣ２が印加される。そして、第１のオペアンプ３０１及び第２のオペアンプ４０１は同一パッケージ内のオペアンプとされるので、各オペアンプの入力オフセット電圧は略同一である。これにより、第２の従来回路は、予め入力オフセット電圧を把握することなく、入力オフセット電圧を利得に応じて増幅させないようにすることができる等の効果を奏する。

特開２０１０－２７８４８９号公報

しかしながら、上記第２の従来回路においても、第１のオペアンプ３０１の非反転入力端子に入力される入力オフセット電圧ＶｉｎＤＣ１が存在している。したがって、上記第２の従来回路においても、上述した第１の従来回路と同様、電源起動時に発生する引き込み電流ＩＡＭＰの電流値が、ボルテージフォロワ部４００の第２のオペアンプＡＭＰ２が出力可能な電流値の上限に相当する電流値（駆動電流値）ＩＢを上回る場合、第１のオペアンプＡＭＰ１の非反転入力端子に入力される入力オフセット電圧ＶｉｎＤＣ１の大きさによっては、第２のオペアンプＡＭＰ２の出力端子に発生する電圧が入力オフセット電圧ＶｉｎＤＣ２まで立ち上がらない（上昇しない）可能性がある。

なお、上記の問題は、第１の従来回路及び第２の従来回路（以下、これらをまとめて「従来回路」ともいう。）における電源起動時だけでなく、当該従来回路に対する電源電流の供給が停止されてから再開された際にも同様に発生し得る。

本開示は、上記のような課題を解決するためになされたもので、基準電圧回路から出力される電圧を従来回路よりも確実に目標電圧まで立ち上がらせることが可能な非反転増幅回路を提供することを目的としている。

本開示に係る非反転増幅回路は、非反転入力端子がセンサの出力端子に接続された第１のオペアンプと、一端が第１のオペアンプの出力端子に接続され、他端が第１のオペアンプの反転入力端子に接続された帰還抵抗Ｒ２と、一端が第１のオペアンプの反転入力端子及び帰還抵抗Ｒ２の他端に接続された第１の入力抵抗Ｒ１と、一端が第１のオペアンプの非反転入力端子及びセンサの出力端子に接続され、他端が第１の入力抵抗Ｒ１の他端に接続された第２の入力抵抗Ｒ３と、非反転入力端子が所定の電圧源に接続され、出力端子が、第１の入力抵抗Ｒ１の他端、第２の入力抵抗Ｒ３の一端、及び反転入力端子に接続された第２のオペアンプと、第１のオペアンプの内部に引き込む方向に発生する引き込み電流の電流値を検出し、当該検出した電流値に相当する電流値を有する第１の電流を出力する第１の回路と、第２のオペアンプが出力可能な電流値の上限を示す情報を予め保持し、当該保持している情報に基づいて、第２のオペアンプが出力可能な電流値の上限に相当する電流値を有する第２の電流を出力する第２の回路と、第１の電流の電流値と、第２の電流の電流値とを比較し、第１の電流の電流値が第２の電流の電流値よりも大きい場合、第１のオペアンプに対し、引き込み電流の電流値を、第２のオペアンプが出力可能な電流値の上限に相当する電流値以下に抑制するためのフィードバック制御を行う第３の回路と、を備えたことを特徴とする。

本開示によれば、上記のように構成したので、基準電圧回路から出力される電圧を従来回路よりも確実に目標電圧まで立ち上がらせることが可能となる。

実施の形態１に係る非反転増幅回路の構成例を示す図である。 第１の従来回路の構成例を示す図である。 第２の従来回路の構成例を示す図である。

以下、本開示の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
実施の形態１．
図１は実施の形態１に係る非反転増幅回路１の構成例を示す図である。
非反転増幅回路１は、図１に示すように、アンプ部２と、基準電圧回路３とを含んで構成される。

アンプ部２は、負帰還部を有する第１のオペアンプＡＭＰ１と、第１の入力抵抗Ｒ１と、帰還抵抗Ｒ２と、第２の入力抵抗Ｒ３と、を備える。

第１の入力抵抗Ｒ１は、一端が接続点ａにおいて、第１のオペアンプＡＭＰ１の反転入力端子（－）、及び帰還抵抗Ｒ２の他端に接続され、他端が接続点ｂにおいて、第２の入力抵抗Ｒ３の一端、及び後述する第２のオペアンプＡＭＰ２の出力端子と接続されている。

帰還抵抗Ｒ２は、第１のオペアンプＡＭＰ１の負帰還部に接続されている。具体的には、帰還抵抗Ｒ２は、一端が第１のオペアンプＡＭＰ１の出力端子に接続され、他端が接続点ａにおいて、第１のオペアンプＡＭＰ１の反転入力端子、及び第１の入力抵抗Ｒ１の一端に接続されている。

第２の入力抵抗Ｒ３は、一端が接続点ｂにおいて、第１の入力抵抗Ｒ１の他端、及び第２のオペアンプＡＭＰ２の出力端子に接続され、他端が接続点ｃにおいて、第１のオペアンプＡＭＰ１の非反転入力端子、及び、当該非反転入力端子に入力される入力信号を出力するセンサの出力端子ＳＥＮＳに接続される。センサは、例えば圧電素子である。

第１のオペアンプＡＭＰ１は、非反転入力端子（＋）、反転入力端子（－）、及び出力端子を備える。第１のオペアンプＡＭＰ１は、非反転入力端子が、接続点ｃにおいて、センサの出力端子ＳＥＮＳ、及び第２の入力抵抗Ｒ３の他端に接続されている。また、第１のオペアンプＡＭＰ１は、出力端子が、帰還抵抗Ｒ２の一端と接続されている。また、第１のオペアンプＡＭＰ１は、反転入力端子が、接続点ａにおいて、第１の入力抵抗Ｒ１の一端、及び帰還抵抗Ｒ２の他端と接続されている。

なお、第１のオペアンプＡＭＰ１は、初段ＡＭＰ１１と出力段ＡＭＰ１２とを含んで構成されており、この初段ＡＭＰ１１と出力段ＡＭＰ１２との間に電流制限回路５を備えている。電流制限回路５については後述する。また、図１において、符号ＶＯＦＳは、第１のオペアンプＡＭＰ１の非反転入力端子に入力される入力オフセット電圧を表す。

基準電圧回路３は、負帰還部を有する第２のオペアンプＡＭＰ２を備えている。第２のオペアンプＡＭＰ２の非反転入力端子（＋）には、電圧源としてのダイオードＤの出力端子が接続されている。また、第２のオペアンプＡＭＰ２の出力端子は、接続点ｂにおいて、第１の入力抵抗Ｒ１の他端、及び第２の入力抵抗Ｒ３の一端に接続されている。

次に、電流制限回路５について説明する。電流制限回路５は、非反転増幅回路１の電源が起動される際、又は非反転増幅回路１に対する電源電流の供給が停止されてから再開される際に、第１のオペアンプＡＭＰ１の出力端子側から第１のオペアンプＡＭＰ１の内部に引き込む方向に発生する電流（引き込み電流）ＩＡＭＰの電流値を、第２のオペアンプＡＭＰ２（基準電圧回路３）が出力可能な電流値の上限に相当する電流値以下に抑制する回路である。電流制限回路５は、例えば上述のように、第１のオペアンプＡＭＰ１の初段ＡＭＰ１１と出力段ＡＭＰ１２との間に設けられる。

電流制限回路５は、例えば図１に示すように、出力電流モニタ回路（第１の回路）５１と、制限電流参照回路（第２の回路）５２と、比較回路（第３の回路）５３とを含んで構成される。

出力電流モニタ回路５１は、第１のオペアンプＡＭＰ１の出力端子に発生する引き込み電流ＩＡＭＰを監視(モニタ)し、その電流値を検出する。そして、出力電流モニタ回路５１は、検出した電流値に相当する電流値を有する電流（以下、「第１の電流」ともいう。）を生成し、比較回路５３に出力する。

制限電流参照回路５２は、第２のオペアンプＡＭＰ２が出力可能な電流値の上限を示す情報を予め回路内部のメモリ等に保持（記憶）している。そして、制限電流参照回路５２は、当該メモリ等に保持している情報に基づいて、第２のオペアンプＡＭＰ２が出力可能な電流値の上限に相当する電流値を有する電流（以下、「第２の電流」ともいう。）を生成し、比較回路５３に出力する。なお、第２のオペアンプＡＭＰ２が出力可能な電流値の上限は、第２のオペアンプＡＭＰ２の仕様等により予め把握可能である。

比較回路５３は、出力電流モニタ回路５１から出力された第１の電流と、制限電流参照回路５２から出力された第２の電流とを比較する。そして、比較回路５３は、当該比較の結果、第１の電流の電流値が第２の電流の電流値よりも大きい場合、第１のオペアンプＡＭＰ１の出力段ＡＭＰ１２に対し、引き込み電流ＩＡＭＰの電流値を、第２のオペアンプＡＭＰ２が出力可能な電流値の上限に相当する電流値以下に抑制するためのフィードバック制御を行う。

例えば、比較回路５３は、第１のオペアンプＡＭＰ１の出力段ＡＭＰ１２に設けられている、引き込み電流ＩＡＭＰを流すためのトランジスタのベース端子に印加する電圧を制御することにより、当該トランジスタを引き込み電流ＩＡＭＰが流れにくくなるようにする。これにより、比較回路５３は、簡易な構成で、引き込み電流ＩＡＭＰの電流値が、第２のオペアンプＡＭＰ２が出力可能な電流値の上限に相当する電流値以下になるように制御することができる。ただし、これはあくまで一例であり、比較回路５３による制御の方法については特に限定されない。

これにより、非反転増幅回路１では、基準電圧回路３から出力される電圧を従来回路よりも確実に目標電圧まで立ち上がらせることが可能となる。特に、非反転増幅回路１では、非反転増幅回路１の電源が起動される際、又は、非反転増幅回路１に対する電源電流の供給が停止されてから再開される際に、基準電圧回路３から出力される電圧を、従来回路よりも確実に目標電圧まで立ち上がらせることが可能となる。また、この効果は、上述した入力オフセット電圧条件を満たすか否かにかかわらず達成されるため、非反転増幅回路１の非反転入力端子に入力する入力オフセット電圧ＶＯＦＳを低減させる等の必要もなくなる。

なお、非反転増幅回路１は、基準電圧回路３から出力される電圧が目標電圧（例えば基準電圧ＶＢ）まで立ち上がれば、それ以降は従来通り動作する。例えば、基準電圧回路３の出力端子に生じた基準電圧ＶＢは、第２の入力抵抗Ｒ３を経て、センサの出力端子ＳＥＮＳから第１のオペアンプＡＭＰ１の非反転入力端子に入力される入力信号に与えられる。第１のオペアンプＡＭＰ１は、基準電圧ＶＢが付与された入力信号を所定の増幅率にしたがって増幅し、増幅後の信号による電圧を出力電圧ＶＯＵＴとして出力する。

なお、出力電流モニタ回路５１は、引き込み電流ＩＡＭＰを監視(モニタ)して検出した電流値を所定値で除し、その結果得られた電流値を有する電流を第１の電流として出力してもよい。また、その場合、制限電流参照回路５２は、上記メモリ等に保持している電流値の上限を上記所定値と同一の値で除し、その結果得られた電流値を有する電流を第２の電流として出力してもよい。

例えば、出力電流モニタ回路５１は、引き込み電流ＩＡＭＰを監視(モニタ)して検出した電流値が１５μＡであった場合、この電流値を所定値１０で除した１．５μＡの電流値を有する電流を第１の電流として生成し出力する。また、制限電流参照回路５２は、上記メモリ等に保持している電流値の上限値が１０μＡであった場合、この電流値を所定値１０で除した１．０μＡの電流値を有する電流を第２の電流として生成し出力する。この場合、比較回路５３は、第１の電流の電流値（１．５μＡ）が第２の電流の電流値（１．０μＡ）よりも大きいため、上述したフィードバック制御を行う。

すなわち、比較回路５３は、２つの電流の電流値を比較さえできればよいことから、出力電流モニタ回路５１及び制限電流参照回路５２は、第１の電流及び第２の電流を生成するための元になる電流値を同一の比率で低減させ、その結果得られた電流値を有する電流を、第１の電流及び第２の電流としてそれぞれ生成してもよい。これにより、非反転増幅回路１は、出力する電流の電流値を低減でき、消費電力量の削減につながる。

なお、上記の説明では、電流制限回路５が第１のオペアンプＡＭＰ１の初段ＡＭＰ１１と出力段ＡＭＰ１２との間に設けられる例を説明した。しかしながら、電流制限回路５は、必ずしも第１のオペアンプＡＭＰ１の初段ＡＭＰ１１と出力段ＡＭＰ１２との間に設けられずともよい。ただし、上記のように、電流制限回路５が第１のオペアンプＡＭＰ１の初段ＡＭＰ１１と出力段ＡＭＰ１２との間に設けられる場合、電流制限回路５を第１のオペアンプＡＭＰ１の内部に含めることができ、非反転増幅回路１の小型化を図ることができる。

以上のように、実施の形態１によれば、非反転増幅回路１は、非反転入力端子がセンサの出力端子に接続された第１のオペアンプＡＭＰ１と、一端が第１のオペアンプＡＭＰ１の出力端子に接続され、他端が第１のオペアンプＡＭＰ１の反転入力端子に接続された帰還抵抗Ｒ２と、一端が第１のオペアンプＡＭＰ１の反転入力端子及び帰還抵抗Ｒ２の他端に接続された第１の入力抵抗Ｒ１と、一端が第１のオペアンプＡＭＰ１の非反転入力端子及びセンサの出力端子ＳＥＮＳに接続され、他端が第１の入力抵抗Ｒ１の他端に接続された第２の入力抵抗Ｒ３と、非反転入力端子が所定の電圧源に接続され、出力端子が、第１の入力抵抗Ｒ１の他端、第２の入力抵抗Ｒ３の一端、及び反転入力端子に接続された第２のオペアンプＡＭＰ２と、第１のオペアンプＡＭＰ１の内部に引き込む方向に発生する引き込み電流ＩＡＭＰの電流値を検出し、当該検出した電流値に相当する電流値を有する第１の電流を出力する出力電流モニタ回路（第１の回路）５１と、第２のオペアンプＡＭＰ２が出力可能な電流値の上限を示す情報を予め保持し、当該保持している情報に基づいて、第２のオペアンプＡＭＰ２が出力可能な電流値の上限に相当する電流値を有する第２の電流を出力する制限電流参照回路（第２の回路）５２と、第１の電流の電流値と、第２の電流の電流値とを比較し、第１の電流の電流値が第２の電流の電流値よりも大きい場合、第１のオペアンプＡＭＰ１に対し、引き込み電流ＩＡＭＰの電流値を、第２のオペアンプＡＭＰ２が出力可能な電流値の上限に相当する電流値以下に抑制するためのフィードバック制御を行う比較回路（第３の回路）５３と、を備えた。これにより、非反転増幅回路１は、基準電圧回路（第２のオペアンプＡＭＰ２）から出力される電圧を従来回路よりも確実に目標電圧まで立ち上がらせることが可能となる。

また、出力電流モニタ回路５１は、検出した電流値を所定値で除して得られた電流値を有する電流を第１の電流として出力し、制限電流参照回路５２は、保持している電流値の上限を所定値と同一の値で除して得られた電流値を有する電流を第２の電流として出力する。これにより、非反転増幅回路１は、出力する電流の電流値を低減でき、消費電力量の削減につながる。

また、出力電流モニタ回路５１、制限電流参照回路５２、及び比較回路５３は、第１のオペアンプＡＭＰ１の初段ＡＭＰ１１と出力段ＡＭＰ１２との間に設けられている。これにより、非反転増幅回路１は、回路の小型化を図ることができる。

また、比較回路５３は、第１の電流の電流値が第２の電流の電流値よりも大きい場合、第１のオペアンプＡＭＰ１の出力段ＡＭＰ１２に設けられている、引き込み電流ＩＡＭＰを流すためのトランジスタのベース端子に印加する電圧を制御することにより、フィードバック制御を行う。これにより、非反転増幅回路１は、簡易な構成でフィードバック制御を行うことができる。

なお、本開示はその開示の範囲内において、実施の形態の任意の構成要素の変形、若しくは実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。

１ 非反転増幅回路
２ アンプ部
３ 基準電圧回路
５ 電流制限回路
５１ 出力電流モニタ回路（第１の回路）
５２ 制限電流参照回路（第２の回路）
５３ 比較回路（第３の回路）
１００ アンプ部
１５０ 基準電圧回路
３００ アンプ部
３０１ 第１のオペアンプ
３０２ 帰還抵抗
３０３ 入力抵抗
４００ ボルテージフォロワ部
４０１ 第２のオペアンプ
ａ 接続点
ＡＭＰ１ 第１のオペアンプ
ＡＭＰ１１ 初段
ＡＭＰ１２ 出力段
ＡＭＰ２ 第２のオペアンプ
ｂ 接続点
ｃ 接続点
Ｄ ダイオード
ＩＡＭＰ 引き込み電流
ＩＢ 駆動電流値
Ｒ１ 第１の入力抵抗
Ｒ２ 帰還抵抗
Ｒ３ 第２の入力抵抗
ＳＥＮＳ 出力端子
ＶＢ 基準電圧
ＶｉｎＤＣ１ 入力オフセット電圧
ＶｉｎＤＣ２ 入力オフセット電圧
ＶＯＦＳ 入力オフセット電圧
ＶＯＵＴ 出力電圧
ＶＲ 電圧

Claims (4)

1. 非反転入力端子がセンサの出力端子に接続された第１のオペアンプと、
   一端が前記第１のオペアンプの出力端子に接続され、他端が前記第１のオペアンプの反転入力端子に接続された帰還抵抗と、
   一端が前記第１のオペアンプの反転入力端子及び前記帰還抵抗の他端に接続された第１の入力抵抗と、
   一端が前記第１のオペアンプの非反転入力端子及び前記センサの出力端子に接続され、他端が前記第１の入力抵抗の他端に接続された第２の入力抵抗と、
   非反転入力端子が所定の電圧源に接続され、出力端子が、前記第１の入力抵抗の他端、前記第２の入力抵抗の一端、及び反転入力端子に接続された第２のオペアンプと、
   前記第１のオペアンプの内部に引き込む方向に発生する引き込み電流の電流値を検出し、当該検出した電流値に相当する電流値を有する第１の電流を出力する第１の回路と、
   前記第２のオペアンプが出力可能な電流値の上限を示す情報を予め保持し、当該保持している情報に基づいて、前記第２のオペアンプが出力可能な電流値の上限に相当する電流値を有する第２の電流を出力する第２の回路と、
   前記第１の電流の電流値と、前記第２の電流の電流値とを比較し、第１の電流の電流値が第２の電流の電流値よりも大きい場合、前記第１のオペアンプに対し、前記引き込み電流の電流値を、前記第２のオペアンプが出力可能な電流値の上限に相当する電流値以下に抑制するためのフィードバック制御を行う第３の回路と、
   を備えた非反転増幅回路。
2. 前記第１の回路は、前記検出した電流値を所定値で除して得られた電流値を有する電流を前記第１の電流として出力し、
   前記第２の回路は、前記保持している電流値の上限を前記所定値と同一の値で除して得られた電流値を有する電流を前記第２の電流として出力する
   ことを特徴とする請求項１に記載の非反転増幅回路。
3. 前記第１の回路、前記第２の回路、及び前記第３の回路は、前記第１のオペアンプの初段と出力段との間に設けられている
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の非反転増幅回路。
4. 前記第３の回路は、
   前記第１の電流の電流値が前記第２の電流の電流値よりも大きい場合、前記第１のオペアンプの出力段に設けられている、前記引き込み電流を流すためのトランジスタのベース端子に印加する電圧を制御することにより、前記フィードバック制御を行う
   ことを特徴とする請求項３記載の非反転増幅回路。

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