JP2518098Y2 - 直流カット回路 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［概要］ コンデンサにより直流をカットする直流カット回路に
おいて、負荷抵抗の抵抗値を演算増幅器を使用して所定
の倍率大きな値として作用させることにより、カットオ
フ周波数を低下させる。

［産業上の利用分野］ 本考案はコンデンサによる直流カット回路に係わり、
とくに演算増幅器を適用した直流カット回路に関する。

［従来の技術］ 電気信号中に含まれる直流成分を除去するために、普
通はコンデンサが使用される。

しかしながらコンデンサ自体も交流インピーダンスを
有するために完全な直流のみを除去することは不可能で
ある。

第４図は直流カットのためのコンデンサ401の出力に
負荷として演算増幅器402を接続した直流カット回路の
原理図である。

即ちコンデンサ401の入力電圧をＶ、 コンデンサ401の容量をＣ、 演算増幅器402の入力インピーダンスをZin、 演算増幅器402への入力電圧をVin、とすれば、 Vin＝２πfC・Zin/（１＋２πfC・Zin） （１） となる。

第５図は演算増幅器入力電圧Vinのゲイン特性を示す
グラフであるが、低周波数になるにつれてゲインが低下
し、例えば ｆ＝1/（２πＣ・Zin） （２） では、ゲインは半分となる。

従ってゲインが低下し始める周波数を低くするために
はコンデンサ401の容量Ｃを大きくするか、あるいは演
算増幅器402の入力インピーダンスRinを大きくする必要
がある。

しかしながら演算増幅器の入力インピーダンスもある
値以上には大きくことはできず、またコンデンサの容量
を大きくとコンデンサ自体の寸法が大きくなるばかりで
なく漏れ電流が増加するために容量にも上限が存在す
る。

この問題点を解決するために演算増幅器を電圧フォロ
ワとして使用することにより、入力インピーダンスを大
きくすることができる。

第６図は演算増幅器を電圧フォロワとして使用した時
の従来実施例の回路図である。

即ち直流成分カット用の第１のコンデンサ601が演算
増幅器602の＋側入力に接続され、演算増幅器602の出力
は演算増幅器602の−側入力に直接フィードバックされ
ている。

演算増幅器602の＋側入力は直列に接続された２つの
抵抗603と604を介して接地されている。

さらに２つの抵抗603と604の共通接続点606と演算増
幅器602の出力との間を第２のコンデンサ605で接続す
る。

この回路の入力インピーダンスをZinとすれば、 Zin＝Xc1＋R1＋R2＋R1・R2/Xc2 （３） となり、 Xc1,Xc2＜＜R1、R2 であれば、 Zin＝R1・R2/Xc2 （４） となる。

ここでXc1＝第１のコンデンサ601の交流インピーダン
ス Xc2＝第２のコンデンサ605の交流インピーダン
ス R1 ＝第１の抵抗603の抵抗値 R2 ＝第２の抵抗604の抵抗値 即ち第１の抵抗603および第２の抵抗604の抵抗値R1お
よびR2を大きく選ぶことによって入力インピーダンスを
大きくすることが可能となる。

［考案が解決しようとする課題］ しかしながらこの回路においては入力インピーダンス
は大きくできるものの、周波数によって入力インピーダ
ンスが変化するために信号に対してカットオフ周波数を
一定に管理することができない。

本考案はこの問題点に鑑みなされたものであって、演
算増幅器を使用して必要な周波数域において交流インピ
ーダンスを所定の一定倍率大きく作用させることを可能
とした直流カット回路を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 第１図は本考案に係る直流カット回路の回路図であっ
て、出力が反転入力端子に直接帰還された演算増幅器10
1と、演算増幅器101の非反転入力端子に接続された入力
コンデンサ102と、演算増幅器101の出力端子に一方の端
子が接続された第１の抵抗103と、第１の抵抗103の他の
一方の端子に一方の端子が接続され他の一方の端子が接
地された第２の抵抗104と、演算増幅器101の非反転入力
端子に一方の端子が接続され他の一方の端子が第１の抵
抗103と第２の抵抗104との共通接続点に接続された第３
の抵抗（105）と、から構成される。

［作用］ このように構成された直流カット回路にあっては、第
３の抵抗（105）の抵抗値が第１の抵抗と第２の抵抗（1
06）の比率倍大きな値として機能するため、カットオフ
周波数を所定の周波数まで低くすることが可能となる。

［実施例］ 第１図において、第３の抵抗105に流れる電流をｉ
は、 ｉ＝（Vin−Vo′）/R3 ＝｛１−R2/（R1＋R2）｝・Vo/R3 ＝R1・Vo/｛R3・（R1＋R2）｝ （５） ただしVo′＝第１の抵抗103と第２の抵抗104の共通接
続点の電圧 R1＝第１の抵抗103の抵抗値 R2＝第２の抵抗104の抵抗値 R3＝第３の抵抗105の抵抗値 となる。

第３の抵抗105を直接接地した時に流れる電流をｉ′
とすれば、 ｉ′＝Vo/R3 （６） であるから、本考案による回路構成により第３の抵抗10
5を流れる電流は、 R1/（R1＋R2） （７） に減少する。

見方を代えれば第３の抵抗105の抵抗値は、 （R1＋R2）/R1 （８） 倍の値として作用する。

例えば、 R1＝1kΩ R2＝100kΩ とすれば、倍率は101となる。

したがって、 入力コンデンサ102の容量を0.01μＦ 第３の抵抗105の抵抗値を1MΩ とすれば、単なる入力コンデンサと抵抗による直流カッ
ト回路においてはカットオフ周波数fcは、 fc＝1/（２・π）＝16（Hz） （９） であるが、本考案の回路によれば、 fc＝0.16（Hz） （10） とすることが可能となる。

第２図は本考案にかかる第２の実施例の回路図であっ
て、第１および第２の抵抗103および104の共通接続点と
第３の抵抗の他の一方の端子との間に電圧フォロワを構
成する第２の演算増幅器201が挿入される。

第２の演算増幅器を挿入することによって、演算増幅
器101の入力側と出力側を絶縁することができる。

第３図は本考案に係る第３の実施例の回路図であっ
て、第１および第２の抵抗103および104の共通接続点が
第２の演算増幅器301の非反転入力に接続され、第３の
抵抗105の他の一方の端子が第２の演算増幅器301の反転
入力に接続される。

さらに第２の演算増幅器の出力を第４の抵抗302を介
して第２の演算増幅器の反転入力に帰還する。

そして第４の抵抗302の抵抗値R4を次式から定められ
る値とする。

R4＝２・R3・（R1＋R2）/R2 （11） この構成によれば演算増幅器101と第２の演算増幅器3
01の出力からは、互に位相が180°ずれた同振幅の出力
を得ることが可能となる。

［考案の効果］ 本考案によれば、演算増幅器を使用することによって
コンデンサと抵抗から構成される直流カット回路におい
て、抵抗値を所定の倍率大きな値として作用させること
が可能となり、カットオフ周波数を十分に直流とみなせ
る周波数まで低くすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の基本回路図、 第２図は第２の実施例の回路図、 第３図は第３の実施例の回路図、 第４図は直流カット回路の原理図、 第５図は第４図の回路のゲイン特性のグラフ、 第６図は従来の直流カット回路の回路図である。 101……演算増幅器 102……入力コンデンサ 103……第１の抵抗 104……第２の抵抗 105……第３の抵抗

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】出力が反転入力端子に直接帰還された演算
   増幅器（101）と、 該演算増幅器（101）の非反転入力端子に接続された入
   力コンデンサ（102）と、 該演算増幅器（101）の出力端子に一方の端子が接続さ
   れた第１の抵抗（103）と、 該第１の抵抗（103）の他の一方の端子に一方の端子が
   接続され、他の一方の端子が接地された第２の抵抗（10
   4）と、 該演算増幅器（101）の非反転入力端子に一方の端子が
   接続され、他の一方の端子が該第１の抵抗（103）と該
   第２の抵抗（104）との共通接続点に接続された第３の
   抵抗（105）と、 から構成される直流カット回路。