JP2516501Y2 - Signal processing circuit - Google Patents

Signal processing circuit

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JP2516501Y2
JP2516501Y2 JP13009890U JP13009890U JP2516501Y2 JP 2516501 Y2 JP2516501 Y2 JP 2516501Y2 JP 13009890 U JP13009890 U JP 13009890U JP 13009890 U JP13009890 U JP 13009890U JP 2516501 Y2 JP2516501 Y2 JP 2516501Y2
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Description

【考案の詳細な説明】 〔概要〕 信号源からの正負の信号を処理する信号処理回路にお
いて、基準電圧用のバッファアンプと信号源からの入力
信号に含まれる残留電圧を除去する容量手段用のバッフ
ァアンプとを一つのオペアンプで兼用して、オペアンプ
の数を減少させる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Outline] In a signal processing circuit for processing positive and negative signals from a signal source, a buffer amplifier for a reference voltage and a capacitive means for removing a residual voltage included in an input signal from the signal source are provided. One operational amplifier is also used as a buffer amplifier to reduce the number of operational amplifiers.

〔産業上の利用分野〕[Industrial applications]

本考案はセンサ等から与えられる信号の処理回路に関
する。
The present invention relates to a processing circuit for a signal given from a sensor or the like.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

センサから出力される信号を増幅し、その増幅信号を
用いて信号処理を行う際、その信号の内で一方の極性の
信号のみが必要な場合がある。
When a signal output from the sensor is amplified and signal processing is performed using the amplified signal, there is a case where only a signal having one polarity is necessary.

一般に増幅回路の出力信号はその電源電圧によって規
制される。そこで、信号処理回路により信号を単極化し
て増幅するなどの処理により、センサの出力信号の内必
要な部分のみを大きく増幅して精度よく処理することが
行われている。
Generally, the output signal of the amplifier circuit is regulated by its power supply voltage. Therefore, a signal processing circuit performs processing such as unipolarizing and amplifying the signal to greatly amplify only a necessary portion of the output signal of the sensor and accurately process it.

例えば車両が衝突した際に搭乗員を保護するエアバッ
ク装置等では、車両に加速度センサを設けて車両の減速
度が所定値以上になるとエアバックを膨らませるように
している。この装置においては車両の減速度を精度良く
検出するために加速度センサの出力信号の内、加速に対
応する部分は除去し、減速に対応する部分を大きく増幅
する信号処理回路が用いられる。
For example, in an airbag device or the like that protects an occupant when a vehicle collides, an acceleration sensor is provided in the vehicle to inflate the airbag when the deceleration of the vehicle exceeds a predetermined value. In this device, in order to detect the deceleration of the vehicle with high accuracy, a signal processing circuit is used that amplifies a portion corresponding to acceleration and greatly amplifies a portion corresponding to deceleration in the output signal of the acceleration sensor.

第3図は従来の信号処理回路を示す回路図である。 FIG. 3 is a circuit diagram showing a conventional signal processing circuit.

センサ部1は例えば加速度センサであり、検出された
加速度に応じてブリッジを形成する抵抗R11〜R14の抵抗
値が変化するよう構成され、加速度に対応した電圧が端
子Tm1,Tm2の間に発生する。以下の説明では抵抗の抵抗
値をその小文字で表現する(例えば、抵抗R11の抵抗値
をr11とする)。
The sensor unit 1 is, for example, an acceleration sensor, and is configured such that the resistance values of the resistors R11 to R14 forming a bridge change according to the detected acceleration, and a voltage corresponding to the acceleration is generated between the terminals Tm1 and Tm2. . In the following description, the resistance value of the resistor is expressed by its lower case (for example, the resistance value of the resistor R11 is r11).

尚、端子Tm2を基準とした端子Tm1の電圧差(以下、セ
ンサ部1の出力信号と称する)は、検出された加速度に
応じて正負の両方の値を発生するが、第3図に示す回路
では、電源として単極の電源Vccが用いられており、出
力信号として負の電圧を出力することができない。従っ
て、本回路では仮想接地電圧として電源Vccの1/2の電圧
である基準電圧VRをライン1に供給し、センサ部1の
出力電圧に応じて基準電圧VRを中心とした電圧を発生す
ることで負の信号処理を行っている。
The voltage difference of the terminal Tm1 with respect to the terminal Tm2 (hereinafter referred to as the output signal of the sensor unit 1) produces both positive and negative values according to the detected acceleration, but the circuit shown in FIG. In, a single-pole power supply Vcc is used as a power supply, and a negative voltage cannot be output as an output signal. Therefore, in this circuit, the reference voltage VR that is half the voltage of the power supply Vcc is supplied to the line 1 as a virtual ground voltage, and a voltage centered on the reference voltage VR is generated according to the output voltage of the sensor unit 1. Is performing negative signal processing.

基準電圧発生部5は電源Vccを抵抗R1,R2で分圧するこ
とで基準電圧VRを得て、インピーダンス変換用のバッフ
ァアンプを構成するオペアンプ51を介してライン1へ
基準電圧VRを供給するものである。
The reference voltage generation unit 5 obtains the reference voltage VR by dividing the power supply Vcc with the resistors R1 and R2, and supplies the reference voltage VR to the line 1 through the operational amplifier 51 that constitutes the buffer amplifier for impedance conversion. is there.

差動増幅部2はセンサ部1の出力信号を増幅するもの
であり、オペアンプ21,22と抵抗R21〜R24によって構成
されている。尚、抵抗r21に対する抵抗r22の比をn倍と
すると、抵抗r23に対する抵抗r24の比もまたn倍に設定
される。そして、差動増幅部2の出力信号は直流遮断部
3へ与えられる。この差動増幅部2の利得はセンサ部1
の出力信号を増幅した際に、差動増幅部2の出力信号が
飽和しない範囲で大きく選ばれる。
The differential amplifier section 2 amplifies the output signal of the sensor section 1, and is composed of operational amplifiers 21 and 22 and resistors R21 to R24. If the ratio of the resistance r22 to the resistance r21 is n times, the ratio of the resistance r24 to the resistance r23 is also set to n times. Then, the output signal of the differential amplifier section 2 is given to the DC blocking section 3. The gain of the differential amplifier 2 is the sensor 1
When the output signal is amplified, the output signal of the differential amplifier 2 is selected to be large in a range in which the output signal is not saturated.

直流遮断部3は差動増幅部2の出力信号の内、直流成
分を除去するものであり、ハイパスフィルタを構成する
コンデンサC1と抵抗R31、及びバッファアンプを構成す
るオペアンプ31からなる。尚、抵抗R31の一端はコンデ
ンサC1に接続されており、その他端はライン1に接続
されている。従って、抵抗R31とコンデンサC1によるハ
イパスフィルタの出力信号に電圧VRが加算された電圧が
オペアンプ31を介して出力される。このオペアンプ31は
後述するオフセット加算部4の出力信号によりコンデン
サC1に不要な充電が行われることを防止するためのもの
である。
The DC cutoff unit 3 removes a DC component from the output signal of the differential amplification unit 2, and includes a capacitor C1 and a resistor R31 that form a high pass filter, and an operational amplifier 31 that forms a buffer amplifier. The resistor R31 has one end connected to the capacitor C1 and the other end connected to the line 1. Therefore, a voltage obtained by adding the voltage VR to the output signal of the high-pass filter formed by the resistor R31 and the capacitor C1 is output via the operational amplifier 31. The operational amplifier 31 is for preventing the capacitor C1 from being unnecessarily charged by the output signal of the offset adder 4 described later.

オフセット加算部4は抵抗R41〜R43とオペアンプ41と
で構成されており、オフセット電圧VFと直流遮断部3の
出力信号を増幅したものとオフセット電圧VFとを加算す
る反転型の加算器である。このオフセット加算部4はセ
ンサ部1に対して加速度が加わっていない状態におい
て、その出力電圧が0Vでないようにしており、これによ
りオフセット加算部4の出力信号の断線等による遮断を
その出力信号が0Vであることから検出できるようにして
いる。
The offset adder 4 is composed of resistors R41 to R43 and an operational amplifier 41, and is an inverting adder that adds the offset voltage VF, the amplified output signal of the DC cutoff unit 3, and the offset voltage VF. The output voltage of the offset addition unit 4 is not 0 V when acceleration is not applied to the sensor unit 1. This prevents the output signal of the offset addition unit 4 from being cut off due to disconnection or the like. Since it is 0V, it can be detected.

尚、第3図においてオフセット加算部4はオフセット
電圧VFが供給されているが、例えばオフセット加算部4
にオフセット電圧VFにかえて電源Vccを供給すると共
に、抵抗R42,R43によって電源Vccを減衰させることで、
見掛け上オフセット電圧VFが供給されているようにする
こともできる。
Although the offset adder 4 is supplied with the offset voltage VF in FIG.
By supplying the power supply Vcc in place of the offset voltage VF, and by attenuating the power supply Vcc by the resistors R42 and R43,
It is also possible that the offset voltage VF is apparently supplied.

次に、第3図の回路の動作を説明する。第4図は第3
図に示す回路の動作を示す波形図であり、第4図(a)
はセンサ部1の出力電圧、第4図(b)は差動増幅部2
の出力波形、第4図(c)は直流遮断部3の出力波形、
第4図(d)はオフセット加算器の出力波形である。
Next, the operation of the circuit shown in FIG. 3 will be described. Figure 4 is the third
FIG. 4 (a) is a waveform diagram showing the operation of the circuit shown in FIG.
Is the output voltage of the sensor unit 1, and FIG. 4 (b) is the differential amplifier unit 2.
Output waveform, FIG. 4 (c) shows the output waveform of the DC cutoff unit 3,
FIG. 4 (d) shows the output waveform of the offset adder.

第4図(a)において、実線10は端子Tm2の電圧を
基準とした端子Tm1の電圧、破線11は端子Tm2の電圧を
示している。また第4図(b)において実線12は差動
増幅部2の出力信号、破線13は基準電圧VRを示してい
る。更に第4図(c)において、実線14は直流遮断部
4の出力信号、破線15は基準電圧VRを示している。ま
た第4図(d)において破線16は直流遮断部4の出力
信号とオフセット電圧との加算結果、実線17はオフセ
ット加算器4の出力信号、破線18は基準電圧VRを示し
ている。
In FIG. 4 (a), the solid line 10 shows the voltage of the terminal Tm1 based on the voltage of the terminal Tm2, and the broken line 11 shows the voltage of the terminal Tm2. Further, in FIG. 4 (b), the solid line 12 shows the output signal of the differential amplifier 2, and the broken line 13 shows the reference voltage VR. Further, in FIG. 4 (c), the solid line 14 shows the output signal of the DC blocking unit 4, and the broken line 15 shows the reference voltage VR. Further, in FIG. 4 (d), the broken line 16 indicates the addition result of the output signal of the DC blocking unit 4 and the offset voltage, the solid line 17 indicates the output signal of the offset adder 4, and the broken line 18 indicates the reference voltage VR.

時刻t11まで加速度が加わっていないとすると、本来
センサ部1における端子Tm1,Tm2間の電圧は0であるべ
きであるが、実際には第4図(a)の実線10に示すよ
うに抵抗R11〜R14のばらつき等による残留電圧VSが発生
している。その残留電圧VSは第4図(b)の実線12に
示すように差動増幅部2で増幅されて出力される。
If acceleration is not applied until time t11, the voltage between the terminals Tm1 and Tm2 in the sensor unit 1 should originally be 0, but in reality, as shown by the solid line 10 in FIG. ~ Residual voltage VS is generated due to variations in R14. The residual voltage VS is amplified by the differential amplifier 2 and output as shown by the solid line 12 in FIG. 4 (b).

そして差動増幅部2の出力信号がコンデンサC1を介し
て反転増幅部へ与えられるが、残留電圧VSは除去される
ため、直流遮断部3は第4図(c)の実線14に示すよ
うに、基準電圧VRを出力する。
Then, the output signal of the differential amplifier 2 is given to the inverting amplifier via the capacitor C1, but the residual voltage VS is removed, so that the direct current cutoff unit 3 is as shown by the solid line 14 in FIG. 4 (c). , Output reference voltage VR.

直流遮断部3の出力信号はオフセット加算部4へ与え
られて、オフセット電圧VFと加算されるが、オフセット
加算部4は反転型加算器であるため、破線16に示す両
者の加算結果を基準電圧VR(破線18参照)で反転した
信号になる(実線17参照)。
The output signal of the DC cutoff unit 3 is given to the offset addition unit 4 and added with the offset voltage VF. However, since the offset addition unit 4 is an inverting type adder, the addition result of both shown by the broken line 16 is the reference voltage. The signal is inverted by VR (see dashed line 18) (see solid line 17).

時刻t11において、センサ部1に加速度が加わると第
4図(a)実線10に示すようにセンサ部1の出力信号
が変動し始め、その変動が差動増幅部2によって増幅さ
れて出力される。即ち、差動増幅器7は、破線13に示
す基準電圧VRに残留電圧VSが加算された電圧を基準とし
て加速度に応じた値を出力する。
At time t11, when acceleration is applied to the sensor unit 1, the output signal of the sensor unit 1 starts to fluctuate as shown by the solid line 10 in FIG. 4 (a), and the fluctuation is amplified and output by the differential amplifying unit 2. . That is, the differential amplifier 7 outputs a value corresponding to the acceleration with reference to the voltage obtained by adding the residual voltage VS to the reference voltage VR shown by the broken line 13.

差動増幅部2の出力信号が直流遮断部3に与えられる
と、直流遮断部3は基準電圧VR(破線15参照)を基準
として、差動増幅部2の出力信号から残留電圧VSを除い
た信号を出力する(実線14参照)。
When the output signal of the differential amplification unit 2 is given to the DC cutoff unit 3, the DC cutoff unit 3 removes the residual voltage VS from the output signal of the differential amplification unit 2 with reference to the reference voltage VR (see broken line 15). Output signal (see solid line 14).

そして、オフセット加算部4は直流遮断部3の出力信
号とオフセット電圧VFとを加算して(破線16参照)、
基準電圧VRを軸に反転した信号を出力する(実線17参
照)。
Then, the offset addition unit 4 adds the output signal of the DC cutoff unit 3 and the offset voltage VF (see broken line 16),
It outputs a signal with the reference voltage VR inverted around the axis (see solid line 17).

尚、オフセット加算部4の出力信号の範囲は0から電
源Vccの間であるため、加算して反転した結果が負であ
る期間(時刻t12〜t13及び時刻t14〜15の期間)はオフ
セット加算部4の出力信号が0になっている。
Since the range of the output signal of the offset addition unit 4 is from 0 to the power supply Vcc, the offset addition unit is added during the period in which the result of addition and inversion is negative (the period from time t12 to t13 and time t14 to 15). The output signal of 4 is 0.

このようにして、センサ部1の出力信号の内、減速度
に対応した負の電圧のみを出力している。
In this way, among the output signals of the sensor unit 1, only the negative voltage corresponding to the deceleration is output.

〔考案が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the device]

第3図に示す回路を構成するには、オペアンプが5つ
必要であり、コストが高いという問題がある。
In order to configure the circuit shown in FIG. 3, five operational amplifiers are required, and there is a problem that the cost is high.

本考案の目的は同様な機能を維持したままでオペアン
プの数を減らした信号処理回路を提供するものである。
An object of the present invention is to provide a signal processing circuit in which the number of operational amplifiers is reduced while maintaining the same function.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

上記問題点を解決するために本考案は、信号源からの
出力信号の交流成分を増幅する信号処理回路において、 前記電源の電圧を分圧して基準電圧を発生する分圧手
段と、 該分圧手段が発生する基準電圧と入力端子から与えら
れる入力信号とを加算して加算信号を出力する加算器
と、 前記出力信号を増幅すると共に、前記加算信号が接地
電位として与えられて、前記加算信号によってそれ自身
の出力信号が抑制される増幅器と、 該増幅器の出力信号に含まれる交流成分を通過させ
て、前記加算器の入力端子へ与える容量手段とを備え、 前記加算信号を信号処理回路の出力信号とするように
したことを特徴とするものである。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a signal processing circuit for amplifying an AC component of an output signal from a signal source, wherein the voltage dividing means divides the voltage of the power source to generate a reference voltage, and the voltage dividing means. An adder for adding a reference voltage generated by the means and an input signal given from an input terminal to output an addition signal; and amplifying the output signal and giving the addition signal as a ground potential to the addition signal. An amplifier whose output signal is suppressed by itself, and a capacitance means for passing an AC component contained in the output signal of the amplifier to the input terminal of the adder, the addition signal of the signal processing circuit being provided. It is characterized in that it is used as an output signal.

〔作用〕[Action]

容量手段は加算器の入力端子に接続されているため、
この加算器がバッファとして働いて、後段の回路(第3
図におけるオフセット加算器4)により不要な充電が行
われることが防止される。
Since the capacitive means is connected to the input terminal of the adder,
This adder works as a buffer, and the circuit (3rd
The offset adder 4) in the figure prevents unnecessary charging.

また、加算器は増幅器の出力信号と分圧手段からの基
準電圧とを加算して増幅器に接地電位として与えて負帰
還を構成することで、増幅器、及び加算器は基準電圧を
基準に動作するが、これにより加算器は分圧手段に対す
るバッファとして働き、他の回路により分圧手段が発生
する基準電圧が変動することが防止される。
Further, the adder adds the output signal of the amplifier and the reference voltage from the voltage dividing means and supplies the ground potential to the amplifier to form a negative feedback, so that the amplifier and the adder operate based on the reference voltage. However, as a result, the adder functions as a buffer for the voltage dividing means and prevents the reference voltage generated by the voltage dividing means from fluctuating by other circuits.

このように、容量手段のバッファと分圧手段のバッフ
ァとを加算器により兼用しているため、コストダウンを
図ることができる。
In this way, since the buffer of the capacity means and the buffer of the voltage dividing means are shared by the adder, the cost can be reduced.

〔考案の実施例〕[Example of device]

以下、図面を用いて本考案の実施例を説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図は本考案の実施例を示す回路図であり、第3図
と同等の部分には同一符号を付しており、詳細な説明は
省略する。
FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention. The same parts as those in FIG. 3 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

センサ部1の出力信号は増幅器を達成する差動増幅部
7によって増幅され、コンデンサC2を介して反転増幅部
6に与えられる。
The output signal of the sensor unit 1 is amplified by the differential amplification unit 7 which constitutes an amplifier, and is given to the inverting amplification unit 6 via the capacitor C2.

尚、第1図において差動増幅部7とセンサの端子Tm1,
Tm2との接続関係は第3図と異なっており、差動増幅部
7のオペアンプ71には端子Tm1が接続され、またオペア
ンプ71には端子Tm2が接続されている。即ち、第1図と
第3図とではセンサ部1の出力信号の正負が反転してい
る。
In FIG. 1, the differential amplifier 7 and the sensor terminal Tm1,
The connection relationship with Tm2 is different from that in FIG. 3, and the terminal Tm1 is connected to the operational amplifier 71 of the differential amplifier 7 and the terminal Tm2 is connected to the operational amplifier 71. That is, in FIGS. 1 and 3, the positive and negative signs of the output signal of the sensor unit 1 are inverted.

反転増幅部6はオペアンプ61と抵抗R61,R62とによっ
て構成されており、容量手段であるコンデンサC2を介し
て与えられた差動増幅部7の出力信号を基準電圧VRを基
準にして反転させて増幅するものである。この反転増幅
部6は本考案における加算器に相当しており、抵抗R71,
R72でその利得(例えば1)が決められる。尚、基準電
圧VRは電源Vccを抵抗R1,R2により分圧することで得ら
れ、この抵抗R1、R2が分圧手段を構成する。
The inverting amplification unit 6 is composed of an operational amplifier 61 and resistors R61 and R62, and inverts the output signal of the differential amplification unit 7 given via the capacitor C2 which is a capacitance means with reference to the reference voltage VR. It amplifies. The inverting amplification unit 6 corresponds to the adder in the present invention, and includes a resistor R71,
The gain (for example, 1) is determined by R72. The reference voltage VR is obtained by dividing the power supply Vcc by the resistors R1 and R2, and the resistors R1 and R2 form a voltage dividing means.

また、前述の差動増幅部7には、反転増幅部6の出力
信号がその基準電圧として与えられており、差動増幅部
7の出力信号が増加すると反転増幅部6の出力信号が低
下して差動増幅部7の出力信号の増加を抑制するように
負帰還ループが形成されている。
Further, the output signal of the inverting amplification section 6 is given to the above-mentioned differential amplification section 7 as its reference voltage, and when the output signal of the differential amplification section 7 increases, the output signal of the inverting amplification section 6 decreases. A negative feedback loop is formed so as to suppress an increase in the output signal of the differential amplifier 7.

即ち、センサ部1の端子Tm1,Tm2間の電圧差を増幅し
た差動増幅部7の出力信号は、その差動増幅部7単体の
利得で端子Tm1,Tm2間の電圧差を増幅したときの出力信
号に対して、反転増幅部6の出力信号によって減衰され
た分だけその出力信号の変化が少なくなることになる。
That is, the output signal of the differential amplifier 7 which has amplified the voltage difference between the terminals Tm1 and Tm2 of the sensor unit 1 is obtained when the voltage difference between the terminals Tm1 and Tm2 is amplified by the gain of the differential amplifier 7 alone. With respect to the output signal, the change in the output signal is reduced by the amount attenuated by the output signal from the inverting amplifier 6.

尚、差動増幅部7単体の利得は、反転増幅部6による
負帰還を見越して、第3図における差動増幅部2の利得
よりも大きめの値になるように抵抗R71〜R74の抵抗値が
設定されている。
Note that the resistance of the resistors R71 to R74 is set so that the gain of the differential amplifier 7 alone becomes larger than the gain of the differential amplifier 2 in FIG. 3 in anticipation of the negative feedback by the inverting amplifier 6. Is set.

そして反転増幅部6の出力信号はオフセット加算部4
に与えられる。このオフセット加算部4には抵抗R1,R2
から基準電圧VRが与えられており、反転増幅部6の出力
信号にオフセット電圧VFを加算して、その結果を抵抗R
1,R2によって与えられる基準電圧VRを基準に反転させる
よう構成されている。
The output signal of the inverting amplification unit 6 is the offset addition unit 4
Given to. The offset adding unit 4 has resistors R1 and R2.
The reference voltage VR is given from the offset voltage VF to the output signal of the inverting amplifier 6 and the result is added to the resistance R
It is configured to invert with respect to a reference voltage VR given by 1, R2.

次に本実施例の動作を説明する。まず、差動増幅部7
と反転増幅部6の動作を説明する。
Next, the operation of this embodiment will be described. First, the differential amplifier 7
The operation of the inverting amplifier 6 will be described.

各部の信号を交流的に考えて、端子Tm1の電圧を基準
とするセンサ部1の出力信号をV1、オペアンプ71の出力
信号をV2、オペアンプ72の出力信号をV3、オペアンプ71
の出力信号をV4とし、オペアンプ72の利得、即ちr74/r7
3をG1、反転増幅部6の利得、即ちr72/r71をG2とすると
次の式が得られる。
Considering the signals of each part in terms of AC, the output signal of the sensor unit 1 based on the voltage of the terminal Tm1 is V1, the output signal of the operational amplifier 71 is V2, the output signal of the operational amplifier 72 is V3, the operational amplifier 71.
The output signal of V4 is V4, and the gain of the operational amplifier 72, that is, r74 / r7
When 3 is G1 and the gain of the inverting amplifier 6, that is, r72 / r71 is G2, the following equation is obtained.

V3=G1・(V1−V2)+V1 ……(1) V4=−G2・V3 ……(2) V2=−V4/G1 ……(3) そして第2式に第1式を代入すると、次のようにな
る。
V3 = G1 ・ (V1−V2) + V1 ・ ・ ・ (1) V4 = -G2 ・ V3 ・ ・ ・ (2) V2 = -V4 / G1 ・ ・ ・ (3) And if the first formula is substituted into the second formula, become that way.

V4=−G2・{G1・(V1−V2)+V1} =−G1・G2・(V1−V2)−G2・V1 =−G1・G2・V1−G2・V1+G1・G2・V2 =−(G1+1)G2・V1+G1・G2・V2 ……(4) 更に第4式に第3式を代入すると、次のようになる。V4 = -G2 ・ {G1 ・ (V1-V2) + V1} = -G1 ・ G2 ・ (V1-V2) -G2 ・ V1 = -G1 ・ G2 ・ V1−G2 ・ V1 + G1 ・ G2 ・ V2 = − (G1 + 1) G2 ・ V1 + G1 ・ G2 ・ V2 (4) Substituting the third equation into the fourth equation gives the following.

V4=−(G1+1)G2・V1+G1・G2・(−V4/G1) =−(G1+1)G2・V1−G2・V4 ……(5) 第5式を変形して反転増幅器6の出力信号V4を求める
と、次のようになる。
V4 =-(G1 + 1) G2 * V1 + G1 * G2 * (-V4 / G1) =-(G1 + 1) G2 * V1-G2 * V4 (5) The output signal V4 of the inverting amplifier 6 When asked, it becomes as follows.

V4={−(G1+1)G2/(G2+1)}×V1 ……(6) ここで、オペアンプ71の利得G1は負帰還を見越して、
1より充分大きく(例えば、第3図の差動増幅部2の利
得の2倍)設定されているため、反転増幅部6の出力信
号V4はセンサ部1の出力信号V1を増幅したものになる。
V4 = {-(G1 + 1) G2 / (G2 + 1)} × V1 (6) Here, the gain G1 of the operational amplifier 71 allows for negative feedback,
Since it is set to be sufficiently larger than 1 (for example, twice the gain of the differential amplifier section 2 in FIG. 3), the output signal V4 of the inverting amplifier section 6 is an amplified signal of the output signal V1 of the sensor section 1. .

そして、反転増幅部6は基準電圧VRが与えられている
ため、その出力信号V4は基準電圧VRを基準とする交流信
号となる。
Since the inverting amplifier 6 is supplied with the reference voltage VR, its output signal V4 becomes an AC signal based on the reference voltage VR.

第2図は第1図に示す回路の動作を示す波形図であ
り、第2図(a)はセンサ部1の出力信号、第2図
(b)は差動増幅部7の出力信号、第2図(c)は反転
増幅部6の出力信号、第2図(d)はオフセット加算部
4の出力信号を示している。
FIG. 2 is a waveform diagram showing the operation of the circuit shown in FIG. 1. FIG. 2 (a) is an output signal of the sensor unit 1, FIG. 2 (b) is an output signal of the differential amplifier unit 7, and FIG. 2C shows the output signal of the inverting amplifier 6, and FIG. 2D shows the output signal of the offset adder 4.

第2図(a)において、実線l20は端子Tm1の電圧を基
準とした端子Tm2の電圧、破線l21は端子Tm1の電圧を示
している。また第2図(b)において実線l22は差動増
幅部7の出力信号、破線l23は基準電圧VRを示してい
る。更に第2図(c)において、実線l24は反転増幅部
6の出力信号、破線l25は基準電圧を示している。また
第2図(d)において破線l26は反転増幅部6の出力信
号とオフセット電圧との加算結果、実線l27はオフセッ
ト加算部4の出力信号、破線l28は基準電圧VRを示して
いる。
In FIG. 2 (a), the solid line l20 shows the voltage of the terminal Tm2 with reference to the voltage of the terminal Tm1, and the broken line l21 shows the voltage of the terminal Tm1. Further, in FIG. 2 (b), the solid line l22 shows the output signal of the differential amplifier 7, and the broken line l23 shows the reference voltage VR. Further, in FIG. 2 (c), the solid line l24 shows the output signal of the inverting amplifier 6 and the broken line l25 shows the reference voltage. Further, in FIG. 2 (d), a broken line l26 shows the addition result of the output signal of the inverting amplifier 6 and the offset voltage, a solid line l27 shows the output signal of the offset addition part 4, and a broken line l28 shows the reference voltage VR.

時刻t1まで加速度が加わっていないとすると、本来セ
ンサ部1における端子Tm1,Tm2間の電圧は0であるべき
であるが、実際には実線l20に示すように抵抗R11〜R14
のばらつき等による残留電圧VSが発生している。その残
留電圧VSは第2図(b)の実線l22に示すように差動増
幅部7で増幅されて出力される。
If acceleration is not applied until time t1, the voltage between the terminals Tm1 and Tm2 in the sensor unit 1 should originally be 0, but actually the resistances R11 to R14 as shown by the solid line l20.
The residual voltage VS is generated due to variations in the voltage. The residual voltage VS is amplified by the differential amplifier 7 and output as shown by the solid line 122 in FIG. 2 (b).

そして差動増幅部7の出力信号がコンデンサC2を介し
て反転増幅部へ与えられるが、残留電圧VSは除去される
ため、反転増幅部6は第2図(c)の実線l24に示すよ
うに、基準電圧VRを出力する。
Then, the output signal of the differential amplifier 7 is given to the inverting amplifier via the capacitor C2, but the residual voltage VS is removed, so that the inverting amplifier 6 is set as shown by the solid line l24 in FIG. 2 (c). , Output reference voltage VR.

反転増幅部6の出力信号はオフセット加算部4へ与え
られて、オフセット電圧VFと加算されるが、オフセット
加算部4は反転型加算器であるため、破線l26に示す両
者の加算結果を基準電圧VR(破線l28参照)で反転した
信号になる(実線l27参照)。
The output signal of the inverting amplifier 6 is given to the offset adder 4 and added with the offset voltage VF. However, since the offset adder 4 is an inverting adder, the addition result of the two shown by the broken line l26 is the reference voltage. The signal is inverted by VR (see the broken line l28) (see the solid line l27).

時刻t1において、センサ部1に加速度が加わると第2
図(a)実線l20に示すようにセンサ部1の出力信号が
変動し始め、その変動が差動増幅部7によって増幅され
て出力される。即ち、差動増幅部7は、破線l23に示す
基準電圧VRに残留電圧VSが加算された電圧を基準として
加速度に応じた値を出力する。
At time t1, when acceleration is applied to the sensor unit 1, the second
The output signal of the sensor unit 1 starts to fluctuate as shown by the solid line l20 in FIG. 9A, and the fluctuation is amplified and output by the differential amplifier 7. That is, the differential amplifier 7 outputs a value according to the acceleration with reference to the voltage obtained by adding the residual voltage VS to the reference voltage VR shown by the broken line l23.

差動増幅部7の出力信号がコンデンサC2によって残留
電圧VSが除去されて反転増幅部6に与えられると、反転
増幅部6は基準電圧VR(破線l25参照)を基準として、
差動増幅部7の出力信号と逆位相の信号を出力する(実
線l24参照)。
When the output signal of the differential amplifier 7 is applied to the inverting amplifier 6 after the residual voltage VS is removed by the capacitor C2, the inverting amplifier 6 uses the reference voltage VR (see the broken line l25) as a reference.
A signal having a phase opposite to the output signal of the differential amplifier 7 is output (see the solid line l24).

そして、オフセット加算部4は反転増幅部6の出力信
号とオフセット電圧VFとを加算して(破線l26参照)、
基準電圧VRを軸に反転した信号を出力する(実線l27参
照)。
Then, the offset addition unit 4 adds the output signal of the inverting amplification unit 6 and the offset voltage VF (see the broken line l26),
Outputs a signal that is the reference voltage VR inverted with respect to the axis (see the solid line l27).

尚、オフセット加算部4の出力信号の範囲は0から電
源Vccの間であるため、加算して反転した結果が負であ
る期間(時刻t2〜t3の期間)はオフセット加算部4の出
力信号が0になっている。
Since the range of the output signal of the offset addition unit 4 is from 0 to the power supply Vcc, the output signal of the offset addition unit 4 is not changed during the period in which the result of addition and inversion is negative (the period from time t2 to t3). It is 0.

このようにして、差動増幅部7の出力信号の内、基準
電圧VRよりも高い信号に対応する部分、即ちセンサ部1
における端子Tm2に対する端子Tm1の電圧の内、負の電圧
を出力している。
In this way, of the output signals of the differential amplifier section 7, the section corresponding to the signal higher than the reference voltage VR, that is, the sensor section 1
Among the voltages at the terminal Tm1 with respect to the terminal Tm2 at, the negative voltage is output.

このように本実施例では第3図における直流遮断部3
におけるバッファアンプ用のオペアンプ31と基準電圧発
生部5におけるバッファアンプ用のオペアンプ51とを反
転増幅部6により兼用する構成としたため、オペアンプ
の数が第3図に示す従来回路に対して一つ減少し、コス
トダウンを図ることができる。
As described above, in this embodiment, the DC cutoff unit 3 shown in FIG.
Since the operational amplifier 31 for the buffer amplifier and the operational amplifier 51 for the buffer amplifier in the reference voltage generation unit 5 in FIG. 2 are configured to be shared by the inverting amplification unit 6, the number of operational amplifiers is reduced by one compared with the conventional circuit shown in FIG. However, the cost can be reduced.

〔考案の効果〕[Effect of device]

以上、詳細に説明したように本考案によれば、加算器
が容量手段と分圧手段とのバッファアンプを兼ねている
ため、それぞれ別個にバッファアンプを設けるのに対し
てバッファアンプ用のオペアンプの数を削減することが
でき、コストダウンを図ることができる。
As described above in detail, according to the present invention, since the adder also serves as the buffer amplifier of the capacitance means and the voltage dividing means, the buffer amplifiers are separately provided, but the operational amplifier for the buffer amplifier is provided. The number can be reduced and the cost can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本考案の実施例を示す回路図、第2図は第1図
に示す回路の動作を示す波形図、第3図は従来の信号処
理回路を示す回路図、第4図は第3図に示す回路の動作
を示す波形図である。 図中、1:センサ部、2:差動増幅部、6……反転増幅部、
R1,R2:抵抗、C2:コンデンサ
FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a waveform diagram showing the operation of the circuit shown in FIG. 1, FIG. 3 is a circuit diagram showing a conventional signal processing circuit, and FIG. FIG. 4 is a waveform chart showing the operation of the circuit shown in FIG. 3. In the figure, 1: sensor part, 2: differential amplifier part, 6 ... inverting amplifier part,
R1, R2: resistance, C2: capacitor

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】(57) [Scope of utility model registration request] 【請求項1】信号源からの出力信号の交流成分を増幅す
る信号処理回路において、 電源の電圧を分圧して基準電圧を発生する分圧手段と、 該分圧手段が発生する基準電圧と入力端子から与えられ
る入力信号とを加算して加算信号を出力する加算器と、 前記出力信号を増幅すると共に、前記加算信号が接地電
位として与えられて、前記加算信号によってそれ自身の
出力信号が抑制される増幅器と、 該増幅器の出力信号に含まれる交流成分を通過させて、
前記加算器の入力端子へ与える容量手段とを備え、 前記加算信号を信号処理回路の出力信号とするようにし
たことを特徴とする信号処理回路。
1. In a signal processing circuit for amplifying an AC component of an output signal from a signal source, a voltage dividing means for dividing a voltage of a power source to generate a reference voltage, and a reference voltage generated by the voltage dividing means and an input. An adder that adds an input signal given from a terminal and outputs an added signal; and an amplifier that amplifies the output signal, and that the added signal is given as a ground potential, and the added signal suppresses its own output signal. And an AC component contained in the output signal of the amplifier,
A signal processing circuit, comprising: a capacitance means applied to an input terminal of the adder, wherein the addition signal is an output signal of the signal processing circuit.
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