JP3854118B2 - 複合電子回路 - Google Patents
複合電子回路 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3854118B2 JP3854118B2 JP2001309801A JP2001309801A JP3854118B2 JP 3854118 B2 JP3854118 B2 JP 3854118B2 JP 2001309801 A JP2001309801 A JP 2001309801A JP 2001309801 A JP2001309801 A JP 2001309801A JP 3854118 B2 JP3854118 B2 JP 3854118B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- operational amplifier
- input
- input terminal
- resistor
- amplifier
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Amplifiers (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、通信機、計測器、家電製品、医療機器等における増幅回路又は各種制御回路において用いられる、低雑音の低ドリフト・広帯域の複合電子回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
通信機、計測器等において、例えば、実用新案登録第2556987号(第1図)に示されるような、低ドリフトの演算増幅器と広帯域特性をもつ演算増幅器(OP−AMP)とを組み合わせた複合電子回路が用いられている場合がある。このような複合電子回路は、「コンポジット回路」と呼ばれることもある。
【0003】
従来のこの種のコンポジット回路を増幅回路に適用した複合増幅回路の代表的な構成図を図2に示す。
図2の複合増幅回路は、低ドリフト増幅器(OP−AMP;IC)U11と広帯域増幅器(OP−AMP;IC)U12とを縦続し、前段の低ドリフト増幅器U11で入力信号の低周波領域の信号成分を増幅し、後段の広帯域増幅器U12で高周波領域の信号成分を増幅し、それを回路全体の出力信号にすることにより、両演算増幅器U11,U12の良い点を合わせ持つ増幅回路を実現している。
【0004】
低ドリフト増幅器U11の負極性入力端子は、抵抗器R11,R13を介して入力信号電圧源Vinに接続され、その正極性入力端子は、抵抗器R14を介してアース線E11に接続されている。また、低ドリフト増幅器U11から出力される信号がコンデンサC11を介してその負極性入力端子に帰還されるようになっている。
広帯域増幅器U12は、低ドリフト増幅器U11の出力信号がそのまま正極性端子に入力される。その負極性端子は抵抗器R15を介してアース線E12に接続されている。
また、広帯域増幅器U12から出力される信号は分岐されてその一方の分岐信号が出力端子Voutから出力され、他方の分岐信号が抵抗器R12及びコンデンサC12を介してその負極性入力端子に帰還されるようになっている。さらに、その他方の分岐信号が、抵抗器R13を介して低ドリフト増幅器U11の負極性入力端子に帰還されるようになっている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、広帯域増幅器U12は、雑音を含みやすくなるため雑音特性が悪い。また、広帯域増幅器U12から低ドリフト増幅器U11への帰還量β1は、以下の式より求められる。
β1=(R11//R13//R15)/(R11//R13//R15+R12)
ここで、「R11//R13//R15」は、R11,R13,R15の並列抵抗値、即ち、1/(1/R11+1/R13+1/R15)により表される値である。
従って、広帯域増幅器U12の入力換算電圧雑音は、1/β1(=R12/(R11//R13//R15)+1=Gn)となり、非常に大きな雑音が演算増幅器U12から出力される場合がある。このような雑音を減らすためには、抵抗器R11,R13,R15の値をできるだけ大きい値に選定して上記のβ1の数値を大きくすることが考えられる。しかし、そうすると、今度は前段の低ドリフト増幅器U11の入力換算電流雑音による影響が無視できなくなるため、抵抗器R11,R13については、その値を任意に大きくすることはできない。
【0006】
一般に、この種の複合増幅回路に用いられる演算増幅器(OP−AMP;IC)における入力換算電流雑音と入力換算電圧雑音との関係は、図3に示したノイズモデル、すなわち、入力換算電流雑音In1,In2及び入力換算電圧雑音Enを含むモデルで表される。入力換算電流雑音In1,2は、A/sqrt(Hz)、入力換算電圧雑音Enは、V/sqrt(Hz)で表されるものである。
【0007】
本発明は、このような入力換算電圧雑音及び入力換算電流雑音の影響を低減させて雑音特性を改善することができる、複合電子回路を提供することを、その課題とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明は、従来のコンポジット回路のような複合電子回路の各演算増幅器の入力構成及びその周辺の回路構成を変えるだけで、雑音特性を改善することができる仕組みを提案するものである。
より具体的に説明すれば、それぞれハイ・インピーダンス入力の一対の入力端子を備えた第1演算増幅器を入力段に配し、さらに、それぞれハイ・インピーダンス入力の一対の入力端子を備えた第2演算増幅器を前記第1演算増幅器の出力側に縦続してなる複合電子回路であって、前記第1演算増幅器は、その一方の入力端子が第1抵抗器を介して接地され且つその出力端子と前記一方の入力端子とが容量性素子を介して接続されており、前記第1演算増幅器の他方の入力端子には、外部からの入力信号が、当該入力信号に対して前記第1抵抗器と同一抵抗値となる第2抵抗器を介して入力されるように構成されており、前記第2演算増幅器は、前記第1演算増幅器の他方の入力端子と同じ極性の他方の入力端子が接地されており、前記第2演算増幅器の一方の入力端子には、前記第1演算増幅器から出力される信号が入力されており、前記第2演算増幅器の出力信号は、第3抵抗器及び容量性素子を介して当該第2演算増幅器の前記一方の入力端子に入力され且つ前記第3抵抗器を介して前記第1演算増幅器の前記他方の入力端子に帰還されるように構成されていることを特徴とする。
「ハイ・インピーダンス入力」とは、その入力側からみて理想的には無限大のインピーダンスとなる状態をいう。
【0010】
本発明の他の複合電子回路は、それぞれハイ・インピーダンス入力となる正極性入力端子と負極性入力端子とを備えた複数の演算増幅器を縦続してなる複合電子回路である。
この複合電子回路は、前段の演算増幅器の負極性入力端子が第1抵抗器を介して接地され且つその出力端子と前記負極性入力端子とが容量性素子を介して接続されており、前段の演算増幅器の正極性入力端子には、外部からの入力信号が、当該入力信号に対して前記第1抵抗器と同一抵抗値となる第2抵抗器を介して入力されるように構成されており、後段の演算増幅器の正極性入力端子が接地されており、後段の演算増幅器の負極性入力端子には、前記前段の演算増幅器から出力される信号が入力されている。
また、後段の演算増幅器の出力信号は、第3抵抗器及び容量性素子を介して当該後段の演算増幅器の負極性入力端子に入力され且つ前記第3抵抗器を介して前記前段の演算増幅器の正極性入力端子に帰還されるように構成されている。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の複合電子回路を増幅回路に適用し、複合増幅回路とした場合の実施形態を説明する。
この実施形態の複合増幅回路は、図1に示すように、それぞれハイ・インピーダンス入力の一対の入力端子(正極性入力端子、負極性入力端子)を備えた低ドリフト増幅器U1と広帯域増幅器U2とを抵抗器R5を介して縦続して成る。
低ドリフト増幅器U1は、低周波域の信号成分を増幅する演算増幅器(OP−AMP;IC)であり、広帯域増幅器U2は高周波域、すなわち低ドリフト増幅器U1が増幅する信号成分よりも高い周波数帯域の信号成分を増幅する演算増幅器(OP−AMP;IC)である。
【0012】
低ドリフト増幅器U1の正極性入力端子は、抵抗器R1,R3を介して入力信号電圧源Vinに接続され、その負極性入力端子は、抵抗器R4を介してアース線E1に接続される。また、低ドリフト増幅器U1から出力される信号はコンデンサC1を介してその負極性入力端子に帰還される。このコンデンサC1は、低ドリフト増幅器U1周辺の回路キャパシタンスとして作用するものである。
なお、低ドリフト増幅器U1の両入力のバイアス電流による誤差を無くすため、好ましくは、抵抗器R3と抵抗器R4の抵抗値との値を、入力信号に対して同一の値となるようにする。
【0013】
広帯域増幅器U2から出力される信号は分岐されてその一方の分岐信号が出力端子Voutから出力され、他方の分岐信号が抵抗器R2及びコンデンサC2を介してその負極性入力端子に帰還される。コンデンサC2は、広帯域増幅器U2周辺の回路キャパシタンスとして作用する。
広帯域増幅器U2の正極性入力端子はアース線E2に接続されている。
さらに、低ドリフト増幅器U1から出力され、抵抗器R5及びコンデンサC2を経た信号と、広帯域増幅器U2から出力され、抵抗器R2を経た信号は、抵抗器R3を介して低ドリフト増幅器U1の正極性入力端子に帰還されるようになっている。
【0014】
このように構成される複合増幅回路では、電圧源Vinからの入力信号と広帯域増幅器U2からの分岐出力信号とが低ドリフト増幅器U1の正極性入力端子に入力される。この正極性入力端子はハイ・インピーダンスなので、電圧源Vinから見た抵抗器R1−抵抗器R3−低ドリフト増幅器U1への入力は、ハイ・インピーダンス入力となる。
【0015】
従来例である図2と対比すると、従来の複合増幅回路の場合、演算増幅器U11の出力端子と負極性端子との間にはコンデンサC11が存在して帰還路が形成されている。一般に演算増幅器(OP-AMP)の出力端子のインピーダンスは、理想的には0Ωであり、実際にこの種の複合増幅回路で使用する演算増幅器U1、U11でも極めて低インピーダンスである。よって、図2に示す構成の場合には、演算増幅器U11の負極性入力端子における入力インピーダンスはコンデンサC11が支配的となる。この場合の入力インピーダンスは、演算増幅器U11の負極性入力端子の入力インピーダンスとコンデンサC11の入力インピーダンスとを並列にしたものとして計算できるが、演算増幅器U11の負極性入力端子の入力インピーダンスはハイ・インピーダンスなので無視することが出来る。コンデンサC11はハイ・インピーダンスではないことから、演算増幅器U11では、ハイ・インピーダンス入力とはならない。
【0016】
上記のように、低ドリフト増幅器U1がハイ・インピーダンス入力になることから、広帯域増幅器U2から低ドリフト増幅器U2への出力信号の帰還量β2は、図2の構成の場合に比べて非常に大きくなる(大きくすることができる)。帰還量β2は、以下の式で求められる。
【0017】
β2=(R1//R5)/(R1//R5+R2)
従って、広帯域増幅器U2の入力換算電圧雑音は、1/β2の値(=R2/(R1//R5)+1)が小さくなることから、抵抗器R3による影響をなくすことができる。
これにより、抵抗器R3の抵抗値を任意に選定することが可能となり、入力換算電圧雑音及び入力換算電流雑音を低減させた複合増幅回路を実現できるようになる。
【0018】
なお、本実施形態では、便宜上、図2に示したものと同様の低ドリフト増幅器と広帯域増幅器を用いて複合増幅回路を構成した場合の例を示したが、本発明は、ハイ・インピーダンス入力の一対の入力端子を備えた演算増幅器を入力段に配してなる複合電子回路全般に適用が可能なものであり、本実施形態の例に限定されない。
要は、その演算増幅器の一方の入力端子が抵抗器を介して接地され且つその出力端子と一方の入力端子とが容量性素子を介して接続されており、他方の入力端子には入力信号が抵抗器を介して入力されるように構成されていれば、回路全体の雑音特性の改善が可能になる。
【0019】
低雑音となるこのような複合電子回路は、特に高精度を要求される機器、例えば、医療用機器の制御回路(検波回路)等にも適用が可能なものである。
【0020】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の複合電子回路によれば、従来の複合電子回路に比べて、演算増幅器の入力換算電圧雑音及び入力換算電流雑音の影響を抑制することができるので、雑音特性を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用した複合増幅回路の実施形態を示す図である。
【図2】従来の複合増幅回路を示す図である。
【図3】一般的な演算増幅器のノイズモデルの一例を表す図である。
【符号の説明】
U1,11 低ドリフト増幅器
U2,12 広帯域増幅器
R1〜5,11〜15 抵抗器
C1,2,11,12 コンデンサ
E1,E2,E11,E12 アース線
Vin 入力信号の電圧源
Claims (4)
- それぞれハイ・インピーダンス入力の一対の入力端子を備えた第1演算増幅器を入力段に配し、さらに、それぞれハイ・インピーダンス入力の一対の入力端子を備えた第2演算増幅器を前記第1演算増幅器の出力側に縦続してなる複合電子回路であって、
前記第1演算増幅器は、その一方の入力端子が第1抵抗器を介して接地され且つその出力端子と前記一方の入力端子とが容量性素子を介して接続されており、
前記第1演算増幅器の他方の入力端子には、外部からの入力信号が、当該入力信号に対して前記第1抵抗器と同一抵抗値となる第2抵抗器を介して入力されるように構成されており、
前記第2演算増幅器は、前記第1演算増幅器の他方の入力端子と同じ極性の他方の入力端子が接地されており、
前記第2演算増幅器の一方の入力端子には、前記第1演算増幅器から出力される信号が入力されており、
前記第2演算増幅器の出力信号は、第3抵抗器及び容量性素子を介して当該第2演算増幅器の前記一方の入力端子に入力され且つ前記第3抵抗器を介して前記第1演算増幅器の前記他方の入力端子に帰還されるように構成されていることを特徴とする、
複合電子回路。 - それぞれハイ・インピーダンス入力となる正極性入力端子と負極性入力端子とを備えた複数の演算増幅器を縦続してなる複合電子回路であって、
前段の演算増幅器の負極性入力端子が第1抵抗器を介して接地され且つその出力端子と前記負極性入力端子とが容量性素子を介して接続されており、
前段の演算増幅器の正極性入力端子には、外部からの入力信号が、当該入力信号に対して前記第1抵抗器と同一抵抗値となる第2抵抗器を介して入力されるように構成されており、
後段の演算増幅器の正極性入力端子が接地されており、
後段の演算増幅器の負極性入力端子には、前記前段の演算増幅器から出力される信号が入力されており、
後段の演算増幅器の出力信号は、第3抵抗器及び容量性素子を介して当該後段の演算増幅器の負極性入力端子に入力され且つ前記第3抵抗器を介して前記前段の演算増幅器の正極性入力端子に帰還されるように構成されていることを特徴とする、
複合電子回路。 - 前記前段の演算増幅器から出力される信号が、前記後段の演算増幅器からの信号成分の帰還量を定める第4抵抗器を介して当該後段の演算増幅器の負極性入力端子に入力されるように構成されていることを特徴とする、
請求項2記載の複合電子回路。 - 前記前段の演算増幅器が低周波域の信号成分を増幅する低ドリフト増幅器であり、
前記後段の演算増幅器が前記低ドリフト増幅器が増幅する信号成分よりも高い周波数帯域の信号成分を増幅する広帯域増幅器であることを特徴とする、
請求項2記載の複合電子回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001309801A JP3854118B2 (ja) | 2001-10-05 | 2001-10-05 | 複合電子回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001309801A JP3854118B2 (ja) | 2001-10-05 | 2001-10-05 | 複合電子回路 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003115722A JP2003115722A (ja) | 2003-04-18 |
JP3854118B2 true JP3854118B2 (ja) | 2006-12-06 |
Family
ID=19128883
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001309801A Expired - Fee Related JP3854118B2 (ja) | 2001-10-05 | 2001-10-05 | 複合電子回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3854118B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005354587A (ja) * | 2004-06-14 | 2005-12-22 | Shimada Phys & Chem Ind Co Ltd | 複合電子回路 |
-
2001
- 2001-10-05 JP JP2001309801A patent/JP3854118B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2003115722A (ja) | 2003-04-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7479826B2 (en) | Chopper amplifier circuit and semiconductor device | |
US7151409B2 (en) | Programmable low noise amplifier and method | |
WO2009035665A1 (en) | Improved low power, low noise amplifier system | |
JPH02206210A (ja) | コモンベース方式のソース駆動式差動増幅器 | |
JP3854118B2 (ja) | 複合電子回路 | |
JPH10150328A (ja) | 差動入力電圧をシングル・エンド出力電圧に変換する電子回路 | |
US7659780B2 (en) | Gain control circuit | |
JP4192795B2 (ja) | 電子ボリューム | |
US5394113A (en) | High impedance low-distortion linear amplifier | |
WO2018229977A1 (ja) | 高周波増幅器 | |
JP4839572B2 (ja) | 入力回路 | |
JPH0635540Y2 (ja) | 差動増幅器 | |
JPH0630425B2 (ja) | 広帯域可変利得増幅回路 | |
JPH02266601A (ja) | 差動増幅回路 | |
JP3565258B2 (ja) | リップルフィルタ回路とこれを用いた増幅器 | |
JPH06232654A (ja) | 演算増幅回路 | |
JP2005354587A (ja) | 複合電子回路 | |
JPH043607A (ja) | 広帯域増幅器 | |
JP2529354B2 (ja) | 電圧変換回路 | |
JPH0454714A (ja) | 電力増幅回路 | |
CN117713713A (zh) | 一种仪表放大器和信号检测系统 | |
JPH06209219A (ja) | 増幅器 | |
JPH0511526U (ja) | 複合増幅回路 | |
JPH0495406A (ja) | 差仂増巾回路 | |
JPH07321569A (ja) | 広帯域反転増幅器 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050128 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050208 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050318 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060613 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060713 |
|
A911 | Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20060816 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20060905 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20060907 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |