JP3005970B2 - 光検出器 - Google Patents
光検出器Info
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- JP3005970B2 JP3005970B2 JP4132281A JP13228192A JP3005970B2 JP 3005970 B2 JP3005970 B2 JP 3005970B2 JP 4132281 A JP4132281 A JP 4132281A JP 13228192 A JP13228192 A JP 13228192A JP 3005970 B2 JP3005970 B2 JP 3005970B2
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- Japan
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- resistors
- current
- operational amplifier
- feedback
- feedback resistor
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- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光検出器に関し、特に
液体クロマトグラフ用吸光度検出器等に好適に使用され
る光検出器の改良に関する。
液体クロマトグラフ用吸光度検出器等に好適に使用され
る光検出器の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】液体クロマトグラフ用吸光度検出器等に
使用される光検出器では、光を検知したホトダイオード
からの微小電流を、入力抵抗が非常に大きいオペアンプ
を使用した負帰還形の電流／電圧変換回路に入力して電
圧値に変換している。図２はこのような従来のオペアン
プ１１による負帰還形の電流／電圧変換回路１０を使用
した光検出器の構成例を示した図である。図において、
ホトダイオード１２が光を感知すると、感知した光の強
さに応じた微小電流ｉを出力する。この微小電流ｉは、
オペアンプ１１には入力抵抗が非常に大きいので流れ
ず、また、オペアンプ１１の反転入力端子１３の電位Ｖ
iはオペアンプ１１の非反転入力端子１４の電位Ｖg（＝
０Ｖ）と等しくなる。その為、オペアンプ１１の出力端
子１５の電位Ｖoは、上記の微小電流ｉによるオペアン
プ１１の出力端子１５と反転入力端子１３間の帰還抵抗
Ｒの降下電位−ｉＲとなり、上記の微小電流ｉに比例し
た電圧値が得られる。
使用される光検出器では、光を検知したホトダイオード
からの微小電流を、入力抵抗が非常に大きいオペアンプ
を使用した負帰還形の電流／電圧変換回路に入力して電
圧値に変換している。図２はこのような従来のオペアン
プ１１による負帰還形の電流／電圧変換回路１０を使用
した光検出器の構成例を示した図である。図において、
ホトダイオード１２が光を感知すると、感知した光の強
さに応じた微小電流ｉを出力する。この微小電流ｉは、
オペアンプ１１には入力抵抗が非常に大きいので流れ
ず、また、オペアンプ１１の反転入力端子１３の電位Ｖ
iはオペアンプ１１の非反転入力端子１４の電位Ｖg（＝
０Ｖ）と等しくなる。その為、オペアンプ１１の出力端
子１５の電位Ｖoは、上記の微小電流ｉによるオペアン
プ１１の出力端子１５と反転入力端子１３間の帰還抵抗
Ｒの降下電位−ｉＲとなり、上記の微小電流ｉに比例し
た電圧値が得られる。
【０００３】ところが、上記の帰還抵抗Ｒには数１０〜
数１００ＭΩの高い抵抗値が必要なので、従来は一般に
１個の金属系混合体皮膜抵抗（metal glazed film resi
stor）が使用されていたが、これにより発生する電流雑
音は大きく、上記の液体クロマトグラフ用吸光度検出器
等の検出感度を高める上で問題となっていた。
数１００ＭΩの高い抵抗値が必要なので、従来は一般に
１個の金属系混合体皮膜抵抗（metal glazed film resi
stor）が使用されていたが、これにより発生する電流雑
音は大きく、上記の液体クロマトグラフ用吸光度検出器
等の検出感度を高める上で問題となっていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記事情に
鑑みてなされたものであり、オペアンプによる負帰還形
の電流／電圧変換回路の帰還抵抗により発生する電流雑
音を小さくすることによって検出感度を高めた、光検出
器を提供することを目的とする。
鑑みてなされたものであり、オペアンプによる負帰還形
の電流／電圧変換回路の帰還抵抗により発生する電流雑
音を小さくすることによって検出感度を高めた、光検出
器を提供することを目的とする。
【０００５】本発明の光検出器では、上記目的を達成す
るために、ホトダイオードからの微小電流を、オペアン
プを使用した負帰還形の電流／電圧変換回路に入力し
て、電圧信号を取り出す光検出器において、上記オペア
ンプの出力端子と反転入力端子間の帰還抵抗として、複
数の抵抗を直列に接続し、前記複数の抵抗の各々を、同
じ値の抵抗値の金属皮膜抵抗で構成したことを特徴とす
る。
るために、ホトダイオードからの微小電流を、オペアン
プを使用した負帰還形の電流／電圧変換回路に入力し
て、電圧信号を取り出す光検出器において、上記オペア
ンプの出力端子と反転入力端子間の帰還抵抗として、複
数の抵抗を直列に接続し、前記複数の抵抗の各々を、同
じ値の抵抗値の金属皮膜抵抗で構成したことを特徴とす
る。
【０００６】
【作用】本発明の光検出器では、帰還抵抗に複数（＝Ｎ
≧２）の抵抗を直列に接続して使用するので、Ｎ個の帰
還抵抗が例えば互いに等しいとすると、その各々の両端
にかかる電圧は、帰還抵抗が１個の場合に比べて１／Ｎ
となるが、抵抗に発生する電流雑音は、その抵抗の両端
にかかる電圧にほぼ比例するので、Ｎ個の帰還抵抗の各
々が発生する電流雑音も１／Ｎとなる。また、帰還抵抗
全体が発生する電流雑音は、各々の帰還抵抗が発生する
電流雑音の自乗の和の平方根となる。従って、帰還抵抗
にＮ個の抵抗を直列に接続して使用する場合に、帰還抵
抗全体が発生する電流雑音は、帰還抵抗を１個使用する
場合に比べて、１／Ｎの平方根倍となる。また、帰還抵
抗にＮ個の抵抗を直列に接続して使用するので、帰還抵
抗１個当りの抵抗値が小さくて済み、雑音特性に優れた
金属皮膜抵抗を使用出来、これによる雑音低減も期待出
来る。
≧２）の抵抗を直列に接続して使用するので、Ｎ個の帰
還抵抗が例えば互いに等しいとすると、その各々の両端
にかかる電圧は、帰還抵抗が１個の場合に比べて１／Ｎ
となるが、抵抗に発生する電流雑音は、その抵抗の両端
にかかる電圧にほぼ比例するので、Ｎ個の帰還抵抗の各
々が発生する電流雑音も１／Ｎとなる。また、帰還抵抗
全体が発生する電流雑音は、各々の帰還抵抗が発生する
電流雑音の自乗の和の平方根となる。従って、帰還抵抗
にＮ個の抵抗を直列に接続して使用する場合に、帰還抵
抗全体が発生する電流雑音は、帰還抵抗を１個使用する
場合に比べて、１／Ｎの平方根倍となる。また、帰還抵
抗にＮ個の抵抗を直列に接続して使用するので、帰還抵
抗１個当りの抵抗値が小さくて済み、雑音特性に優れた
金属皮膜抵抗を使用出来、これによる雑音低減も期待出
来る。
【０００７】
【実施例】図１は、本発明による光検出器１の一実施例
の構成例を示した図である。図１において、図２の従来
の構成例と異なるところは、オペアンプ１１の出力端子
１５と反転入力端子１３間の帰還抵抗Ｒが Ｒ＝Ｒ1＋Ｒ2＋Ｒ3＋・・・＋ＲN （Ｎ≧２） となるように Ｒ1，Ｒ2，Ｒ3，・・・ＲN に置き代わ
ったところである。
の構成例を示した図である。図１において、図２の従来
の構成例と異なるところは、オペアンプ１１の出力端子
１５と反転入力端子１３間の帰還抵抗Ｒが Ｒ＝Ｒ1＋Ｒ2＋Ｒ3＋・・・＋ＲN （Ｎ≧２） となるように Ｒ1，Ｒ2，Ｒ3，・・・ＲN に置き代わ
ったところである。
【０００８】図１ににおいて、ホトダイオード１２が感
知した光の強さに応じた微小電流ｉを出力すると、微小
電流ｉはオペアンプ１１には入力抵抗が非常に大きいの
で流れず、また、反転入力端子１３の電位Ｖiは非反転
入力端子１４の電位Ｖg（＝０Ｖ）と等しくなる。その
為、オペアンプ１１の出力端子１５の電位Ｖoは、上記
の微小電流ｉによる出力端子１５と反転入力端子１３間
の帰還抵抗Ｒ1，Ｒ2，Ｒ3，・・・，ＲNの降下電位 −ｉＲ1−ｉＲ2−ｉＲ3・・・−ＲN＝−ｉＲ となり、上記の微小電流ｉに比例した電圧値が得られ
る。
知した光の強さに応じた微小電流ｉを出力すると、微小
電流ｉはオペアンプ１１には入力抵抗が非常に大きいの
で流れず、また、反転入力端子１３の電位Ｖiは非反転
入力端子１４の電位Ｖg（＝０Ｖ）と等しくなる。その
為、オペアンプ１１の出力端子１５の電位Ｖoは、上記
の微小電流ｉによる出力端子１５と反転入力端子１３間
の帰還抵抗Ｒ1，Ｒ2，Ｒ3，・・・，ＲNの降下電位 −ｉＲ1−ｉＲ2−ｉＲ3・・・−ＲN＝−ｉＲ となり、上記の微小電流ｉに比例した電圧値が得られ
る。
【０００９】この時、Ｎ個（Ｎ≧２）の帰還抵抗の各々
の両端にかかる電圧は、各々の帰還抵抗が互いに等しい
とすると、帰還抵抗が１個の場合に比べて１／Ｎとなる
が、抵抗に発生する電流雑音は、その抵抗の両端にかか
る電圧にほぼ比例する（ＪＩＳ Ｃ５２０２参照）の
で、Ｎ個の帰還抵抗の各々が発生する電流雑音も下記
（１）に示すように１／Ｎとなる。
の両端にかかる電圧は、各々の帰還抵抗が互いに等しい
とすると、帰還抵抗が１個の場合に比べて１／Ｎとなる
が、抵抗に発生する電流雑音は、その抵抗の両端にかか
る電圧にほぼ比例する（ＪＩＳ Ｃ５２０２参照）の
で、Ｎ個の帰還抵抗の各々が発生する電流雑音も下記
（１）に示すように１／Ｎとなる。
【００１０】また、Ｎ個の帰還抵抗の各々が発生する電
流雑音は互いに無相関であるので、下記（１）に示すよ
うに、帰還抵抗全体が発生する電流雑音は、各々の帰還
抵抗が発生する電流雑音の自乗の和の平方根となる。従
って、帰還抵抗にＮ個の抵抗を直列に接続して使用する
場合に、帰還抵抗全体が発生する電流雑音は、下記
（３）に示すように、帰還抵抗が１個の場合に比べて、
１／Ｎの平方根倍となる。
流雑音は互いに無相関であるので、下記（１）に示すよ
うに、帰還抵抗全体が発生する電流雑音は、各々の帰還
抵抗が発生する電流雑音の自乗の和の平方根となる。従
って、帰還抵抗にＮ個の抵抗を直列に接続して使用する
場合に、帰還抵抗全体が発生する電流雑音は、下記
（３）に示すように、帰還抵抗が１個の場合に比べて、
１／Ｎの平方根倍となる。
【００１１】 √（Ｖ12＋Ｖ22＋・・・＋ＶN2)＝Ｖt （１） （Ｖ1，Ｖ2，・・・ＶN は抵抗Ｒ1，Ｒ2，・・・ＲNで
発生する電流雑音。Ｖt は帰還抵抗全体が発生する電流
雑音。） ここで Ｒ1＝Ｒ2＝・・・＝ＲN とすると Ｖ1＝Ｖ2＝・・・＝ＶN＝Ｖ／Ｎ （２） （Ｖは帰還抵抗にＲを１個使用した場合に、帰還抵抗Ｒ
で発生する電流雑音。） （１），（２）より Ｖt＝Ｖ√（１／Ｎ2＋１／Ｎ2・・・＋１／Ｎ2）＝Ｖ／√Ｎ （３） 具体例として、出力端子１５と反転入力端子１３間の帰
還抵抗に３０ＭΩが必要な場合に、１ＭΩの金属皮膜抵
抗３０個を直列に接続（Ｎ＝３０ ３０ＭΩ＝１ＭΩ×
３０）すると、帰還抵抗全体が発生する電流雑音は、帰
還抵抗が１個の場合に比べて、１／３０の平方根倍、つ
まり１／５程度に小さくなることが期待出来る。そのう
え、金属皮膜抵抗は雑音特性が優れている（発生する電
流雑音が小さい）ので、さらに、電流雑音の減少が期待
出来る。
発生する電流雑音。Ｖt は帰還抵抗全体が発生する電流
雑音。） ここで Ｒ1＝Ｒ2＝・・・＝ＲN とすると Ｖ1＝Ｖ2＝・・・＝ＶN＝Ｖ／Ｎ （２） （Ｖは帰還抵抗にＲを１個使用した場合に、帰還抵抗Ｒ
で発生する電流雑音。） （１），（２）より Ｖt＝Ｖ√（１／Ｎ2＋１／Ｎ2・・・＋１／Ｎ2）＝Ｖ／√Ｎ （３） 具体例として、出力端子１５と反転入力端子１３間の帰
還抵抗に３０ＭΩが必要な場合に、１ＭΩの金属皮膜抵
抗３０個を直列に接続（Ｎ＝３０ ３０ＭΩ＝１ＭΩ×
３０）すると、帰還抵抗全体が発生する電流雑音は、帰
還抵抗が１個の場合に比べて、１／３０の平方根倍、つ
まり１／５程度に小さくなることが期待出来る。そのう
え、金属皮膜抵抗は雑音特性が優れている（発生する電
流雑音が小さい）ので、さらに、電流雑音の減少が期待
出来る。
【００１２】尚、上述の例では、帰還抵抗にＮ個の互い
に等しい抵抗を使用した場合について述べたが、そうで
ない場合（Ｎ個の必ずしも互いに等しくない抵抗を使用
した場合）に比べて、最も電流雑音の減少が期待出来
る。
に等しい抵抗を使用した場合について述べたが、そうで
ない場合（Ｎ個の必ずしも互いに等しくない抵抗を使用
した場合）に比べて、最も電流雑音の減少が期待出来
る。
【００１３】
【発明の効果】本発明の光検出器によれば、帰還抵抗に
複数（＝Ｎ≧２）の抵抗を直列に接続して使用するの
で、帰還抵抗全体が発生する電流雑音は、帰還抵抗を１
個使用した場合に比べて、１／Ｎの平方根倍となり、大
幅に減少する。また、帰還抵抗にＮ個の抵抗を直列に接
続して使用するので、帰還抵抗１個当りの抵抗値が小さ
くて済む為、雑音特性に優れた金属皮膜抵抗を使用出
来、これによる雑音低減も期待出来る。
複数（＝Ｎ≧２）の抵抗を直列に接続して使用するの
で、帰還抵抗全体が発生する電流雑音は、帰還抵抗を１
個使用した場合に比べて、１／Ｎの平方根倍となり、大
幅に減少する。また、帰還抵抗にＮ個の抵抗を直列に接
続して使用するので、帰還抵抗１個当りの抵抗値が小さ
くて済む為、雑音特性に優れた金属皮膜抵抗を使用出
来、これによる雑音低減も期待出来る。
【図１】本発明のオペアンプによる負帰還形の電流／電
圧変換回路を使用した光検出器の構成例図である。
圧変換回路を使用した光検出器の構成例図である。
【図２】従来のオペアンプによる負帰還形の電流／電圧
変換回路を使用した光検出器の構成例図である。
変換回路を使用した光検出器の構成例図である。
１・・・光検出器 １１・・・オペアンプ １２・・・ホトダイオード １３・・・オペアンプの反転入力端子 １４・・・オペアンプの非反転入力端子 １５・・・オペアンプの出力端子 ｉ・・・ホトダイオードの出力電流 Ｒ1，Ｒ2，‥‥‥ＲN，Ｒ・・・帰還抵抗
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−143728（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−42102（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−265206（ＪＰ，Ａ) 電子工学ポケットブック編纂委員会編 「電子工学ポケットブック」第３版 昭 49−11−30 オーム社，５−57，５−58 岡村廸夫著「続ＯＰアンプ回路の設 計」第11版 昭63−８−10、ＣＱ出版 Ｐ．133
Claims (1)
- 【請求項１】ホトダイオードからの微小電流を、オペア
ンプを使用した負帰還形の電流／電圧変換回路に入力し
て、電圧信号を取り出す光検出器において、 上記オペアンプの出力端子と反転入力端子間の帰還抵抗
として、複数の抵抗を直列に接続し、前記複数の抵抗の
各々を、同じ値の抵抗値の金属皮膜抵抗で構成したこと
を特徴とする光検出器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4132281A JP3005970B2 (ja) | 1992-05-25 | 1992-05-25 | 光検出器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4132281A JP3005970B2 (ja) | 1992-05-25 | 1992-05-25 | 光検出器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05322651A JPH05322651A (ja) | 1993-12-07 |
| JP3005970B2 true JP3005970B2 (ja) | 2000-02-07 |
Family
ID=15077618
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4132281A Expired - Fee Related JP3005970B2 (ja) | 1992-05-25 | 1992-05-25 | 光検出器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3005970B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112924745A (zh) * | 2021-01-21 | 2021-06-08 | 季华实验室 | 纳米孔基因测序微电流检测装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60143728A (ja) * | 1983-12-29 | 1985-07-30 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光学式センサの受光回路 |
| JPH0221920U (ja) * | 1988-07-27 | 1990-02-14 |
-
1992
- 1992-05-25 JP JP4132281A patent/JP3005970B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 岡村廸夫著「続ＯＰアンプ回路の設計」第１１版 昭６３−８−１０、ＣＱ出版 Ｐ．１３３ |
| 電子工学ポケットブック編纂委員会編「電子工学ポケットブック」第３版 昭４９−１１−３０ オーム社，５−５７，５−５８ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05322651A (ja) | 1993-12-07 |
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Legal Events
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