JP4705724B2 - Auto zero correction circuit - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、FETスイッチにより被測定電圧と接地電圧とを交互に入力してA/D変換器などの回路オフセット電圧の影響を排除するオートゼロ補正回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
被測定信号をA/D変換してデシタル処理する電気測定器においては、特にその被測定信号が微小である場合、A/D変換器などから発生する固有的なオフセット成分が測定精度を左右することになる。
【0003】
そこで、被測定電圧と接地電圧(アース電圧)とを交互に入力して、その被測定電圧のゼロレベルを自動的に校正するオートキャリブレーションが行なわれており、その基本的な回路構成を図2に示す。
【0004】
これによると、被測定電圧Vmは抵抗RおよびコンデンサCからなる入力フィルタ回路1を介して増幅回路2に与えられるが、この場合、増幅回路2の入力端子側には、交代的にオンオフ制御される2つのスイッチ3a,3bを有するスイッチ回路3が設けられている。
【0005】
すなわち、一方のスイッチ3aは入力フィルタ回路1側に接続され、他方のスイッチ3bは接地端子側に接続されており、これらのスイッチ3a,3bが交代的にオンオフすることにより、増幅回路2に被測定電圧Vmと接地電圧Veとが交互に入力される。増幅回路2で増幅された各電圧Vm,Veは次段のA/D変換回路4でデシタル変換された後、制御手段としてのCPU5に与えられる。
【0006】
CPU5は、スイッチ回路3に切換信号を定期的に出力するとともに、被測定電圧Vmから接地電圧Veを減算して図示しない表示装置に出力する。これにより、測定値からA/D変換回路などから生ずる回路オフセット電圧の影響が取り除かれる。
【0007】
ところで、測定値の信頼性を高めるため、スイッチ回路3は高速で切換制御されるため、リレースイッチなどの機械接点式のものは不適で、実際にはFETなどの半導体スイッチが用いられている。図3を参照して、その一例としてFETよりなるスイッチ回路30について説明する。
【0008】
このスイッチ回路30は、スイッチ素子として、相補的に接続されたNチャンネルFET310およびPチャンネルFET320の2つのFETを備えている。NチャンネルFET310のソース端子は入力フィルタ回路1側に接続され、そのドレイン端子は増幅回路2の非反転端子に接続されている。
【0009】
これに対して、PチャンネルFET320のソース端子は接地されており、そのドレイン端子はNチャンネルFET310のドレイン端子と同じく増幅回路2の非反転端子に接続されている。
【0010】
また、各FET310,320のゲート−ソース間には、これらFET310,320のオフ時に、そのゲート−ソース間に蓄えられる電荷を放電させるための放電用抵抗312,322が接続されている。
【0011】
これに関連して、NチャンネルFET310のゲート端子は、第1ダイオード311を介してCPU5のスイッチ切換信号出力ポート501に接続され、また、PチャンネルFET320のゲート端子も、第2ダイオード321を介してCPU5のスイッチ切換信号出力ポート501に接続されている。
【0012】
なお、第1ダイオード311の向きはアノードがゲート端子側、カソードがスイッチ切換信号出力ポート501側であるのに対し、第2ダイオード321の向きはカソードがゲート端子側、アノードがスイッチ切換信号出力ポート501側である。
【0013】
ここで、図3に示されているように、CPU5からそのスイッチ切換信号出力ポート501(A点)に、H(測定),L(校正)を交互に繰り返すスイッチ切換信号が出力されるものとする。
【0014】
なお、この例において、被測定電圧Vmが+2V〜−2Vの範囲内であるのに対して、H電圧は+10V,L電圧は−10Vに設定されており、また、入力フィルタ回路1の抵抗Rはきわめて小さな抵抗値とされている。
【0015】
まず、A点のスイッチ切換信号が「L」のときには、入力フィルタ回路1側のB点から放電用抵抗312および第1ダイオード311を通ってA点側に電流が流れ、そのとき放電用抵抗312に発生する電圧降下によりゲート電位がソース電位よりも低くなるため、NチャンネルFET310がオフとなる。
【0016】
このとき、PチャンネルFET320側では、ゲート電位がソース電位よりも低くなってオンとなり、これによりPチャンネルFET320側から増幅回路2の非反転入力端子に接地電圧(アース電圧)Veが入力される。
【0017】
次に、A点のスイッチ切換信号が「H」に転ずると、PチャンネルFET320側では、そのゲート電位がソース電位よりも高くなるため、PチャンネルFET320がオフとされる。
【0018】
このとき、NチャンネルFET310側では、B点からA点側への電流の流れが止まり、その結果、ゲート電位とソース電位とが同電位になり、NチャンネルFET310がオンとなる。これにより、入力フィルタ回路1側から被測定電圧Vmが増幅回路2の非反転入力端子に入力される。
【0019】
このようにして、増幅回路2に被測定電圧Vmと接地電圧Veとが交互に入力され、また、接地電圧入力側のスイッチ素子にもFET320が用いられているため、漏れ電流を1pA以下に抑えることができる。
【0020】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、NチャンネルFET310のオフ時にB点から放電用抵抗312および第1ダイオード311を通ってA点側に電流が流れるため、B点の電位が変動する。
【0021】
したがって、NチャンネルFET310がオンしてから、B点の電位が安定するまで測定動作に入ることができないという別の課題が生ずる。参考までに、図4にA点,B点およびC点に現れる電圧波形を示す。C点は増幅回路2の入力端子側の電圧である。
【0022】
なお、B点での電位変動は、入力フィルタ回路1にコンデンサCが含まれているためであるが、このR−CフィルタはS/N比を向上させるうえで不可欠であり、これを省くことは好ましくない。
【0023】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、その目的は、入力を接地電圧から被測定電圧に切り換えて測定モードに入る際、入力フィルタ回路側の電位を安定させる期間をおく必要のないスイッチ回路(FETスイッチ)を備えたオートゼロ補正回路を提供することにある。
【0025】
【課題を解決するための手段】
記目的を達成するため、本発明のオートゼロ補正回路は、抵抗およびコンデンサからなる入力フィルタ回路を介して入力される被測定電圧と接地電圧とを交互に切り換えて増幅回路に与える入力切換用のスイッチ回路と、上記増幅回路の出力をデジタル変換するA/D変換回路と、上記スイッチ回路を切換制御するとともに、上記A/D変換後の上記被測定電圧から上記接地電圧を減算してオフセット電圧分を除去する制御手段とを含み、上記スイッチ回路が、スイッチ素子として2つのNチャンネルFETと1つのPチャンネルFETの3つのFETを含み、上記2つのNチャンネルFETは、そのソース端子同士およびゲート端子同士が接続され、一方のドレイン端子が上記増幅回路の所定入力端子に、他方のドレイン端子が上記入力フィルタ回路に接続されているとともに、上記ソース端子と上記ゲート端子間には放電用第1抵抗が接続されており、上記PチャンネルFETは、そのソース端子が接地され、同ソース端子とゲート端子間には放電用第2抵抗が接続されているとともに、ドレイン端子が上記増幅回路の所定入力端子に接続されており、上記NチャンネルFET側の各ゲート端子はアノードが同ゲート端子側とされた第1ダイオードを介して、上記PチャンネルFET側のゲート端子はカソードが同ゲート端子側とされた第2ダイオードを介して上記制御手段のスイッチ切換信号出力ポートにそれぞれ接続され、さらに、上記NチャンネルFETのソース側には、カソードが同ソース側とされた第3ダイオードを介して所定電圧の直流電源が接続されていることを特徴としている。
【0026】
上記2つのNチャンネルFETが被測定電圧入力側スイッチ素子で、上記1つのPチャンネルFETが接地電圧入力側スイッチ素子であるが、これを入れ替えて、被測定電圧入力側スイッチ素子を2つのPチャンネルFETとし、接地電圧入力側スイッチ素子を1つのNチャンネルFETとしてもよい。
【0027】
もっとも、この場合には、上記第1および第2ダイオードはそれぞれ逆向きに接続されることになり、また、上記スイッチ切換信号出力ポートに現れるH,Lによる各スイッチ素子のオン、オフも逆となる。
【0028】
本発明のオートゼロ補正回路において、上記直流電源は被測定電圧入力側スイッチ素子のソース電位を安定させるためのものであるが、その電圧が上記被測定電圧に重畳されないようにするため、上記直流電源の電圧は上記被測定電圧よりも低い電圧に設定されることが好ましい。
【0029】
【発明の実施の形態】
次に、図1を参照して、本発明のFETスイッチが適用されたオートゼロ補正回路の実施形態について説明する。なお、この実施形態において、先に図3で説明した従来例と同一もしくは同一と見なされてよい構成要素にはそれと同一の参照符号が付されている。
【0030】
この実施形態において、スイッチ回路は参照符号30Aで示されている。このスイッチ回路30Aは、先に図3で説明した従来例が備えているスイッチ回路30の構成要素を含むが、被測定電圧入力側スイッチ素子として、NチャンネルFET310のほかに、もう一つのNチャンネルFET313が追加されている。
【0031】
すなわち、被測定電圧入力側スイッチ素子は、2つのNチャンネルFET310,313よりなり、それらのソース端子同士が接続され、また、ゲート端子同士も接続されている。一方のドレイン端子は増幅器2の非反転端子に接続され、他方のドレイン端子は入力フィルタ回路1に接続されている。
【0032】
各NチャンネルFET310,313のソース端子とゲート端子間に、放電用抵抗312が接続され、それら各ゲート端子は第1ダイオード311を介してCPU5のスイッチ切換信号出力ポート501に接続されている。
【0033】
また、各NチャンネルFET310,313のソース端子には、第3ダイオード315を介して直流電圧源314が接続されている。第3ダイオード315の向きは、そのカソードがソース端子側でアノードが直流電圧源314側である。
【0034】
直流電圧源314は、各NチャンネルFET310,313がオフ状態にあるとき、そのソース電位を安定化させるための電源であり、その電圧Vpは被測定電圧Vmよりも低く設定されている(Vm>Vp)。
【0035】
なお、接地電圧入力側のPチャンネルFET320およびCPU5からそのスイッチ切換信号出力ポート501(A点)に出力されるスイッチ切換信号などの他の構成は上記従来例と同じである。
【0036】
次に、動作について説明する。まず、A点であるスイッチ切換信号出力ポート501のスイッチ切換信号が「L(−10V)」のときには、直流電圧源314から第3ダイオード315、放電用抵抗312および第1ダイオード311を通ってA点に電流が流れ、そのとき放電用抵抗312に発生する電圧降下によりゲート電位がソース電位よりも低くなるため、NチャンネルFET310,313がともにオフとなる。
【0037】
このとき、PチャンネルFET320側では、ゲート電位がソース電位よりも低くなってオンとなり、これによりPチャンネルFET320側から増幅回路2の非反転入力端子に接地電圧(アース電圧)Veが入力される。
【0038】
次に、A点のスイッチ切換信号が「H(+10V)」に転ずると、PチャンネルFET320側では、そのゲート電位がソース電位よりも高くなるため、PチャンネルFET320がオフとされる。
【0039】
このとき、NチャンネルFET310,313側では、直流電圧源314からA点側への電流の流れが止まり、その結果、ゲート電位とソース電位とが同電位になり、NチャンネルFET310,313がともにオンとなる。
【0040】
これにより、入力フィルタ回路1側から被測定電圧Vmが増幅回路2の非反転入力端子に入力される。この場合、Vm>Vpであるため、直流電圧源314の電圧Vpが測定系に入り込むおそれはない。
【0041】
このように、本発明によれば、NチャンネルFET310と入力フィルタ回路1との間に、もう一つのNチャンネルFET313を入れたことにより、各NチャンネルFET310,313がオフのときには入力フィルタ回路1側のB点から電流が流れない。
【0042】
そのため、B点の電位は安定しており、スイッチ切換信号を「H」として校正モードから測定モードに入る際、入力フィルタ回路1側の電位を安定させる期間をおく必要がなくなる。
【0043】
なお、本発明の別の実施形態として、被測定電圧入力側の2つのスイッチ素子をPチャンネルFET、接地電圧入力側の1つのスイッチ素子をNチャンネルFETとしてもよい。
【0044】
もっとも、この場合には、上記実施形態の第1ないし第3ダイオードの向きがいずれも逆とされ、A点のスイッチ切換信号が「H」の場合、被測定電圧入力側のスイッチ素子がオフで、接地電圧入力側のスイッチ素子がオンとなり、A点のスイッチ切換信号が「L」の場合、被測定電圧入力側のスイッチ素子がオンで、接地電圧入力側のスイッチ素子がオフとなる。
【0047】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、抵抗およびコンデンサからなる入力フィルタ回路を介して入力される被測定電圧と接地電圧とを交互に切り換えて増幅回路に与える入力切換用のスイッチ回路と、上記増幅回路の出力をデジタル変換するA/D変換回路と、制御手段とを含み、上記制御手段により上記スイッチ回路を切換制御するとともに、上記A/D変換後の上記被測定電圧から上記接地電圧を減算してオフセット電圧分を除去するオートゼロ補正回路において、入力を接地電圧から被測定電圧に切り換えて測定モードに入る際、入力フィルタ回路側の電位を安定させる期間をおく必要がなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるFETスイッチを備えたオートゼロ補正回路の実施形態を示した回路図。
【図2】オートゼロ補正回路の基本的な構成を示した回路図。
【図3】従来のスイッチ回路を備えたオートゼロ補正回路を示した回路図。
【図4】従来のスイッチ回路の動作説明用の波形図。
【符号の説明】
1 入力フィルタ回路
2 増幅回路
4 A/D変換回路
5 CPU(制御手段)
501 スイッチ切換信号出力ポート
30A スイッチ回路
310,313 NチャンネルFET
311,315,321 ダイオード
312,322 放電用抵抗
314 直流電源
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an auto-zero compensation circuit for eliminating the influence of the circuit offset voltage, such as A / D converter to input alternating with more measured voltage and the ground voltage to the FET switch.
[0002]
[Prior art]
In an electric measuring device that performs A / D conversion on a signal under measurement and performs a digital process, the specific offset component generated from the A / D converter affects the measurement accuracy, particularly when the signal under measurement is very small. It will be.
[0003]
Therefore, auto calibration is performed in which the measured voltage and the ground voltage (earth voltage) are alternately input and the zero level of the measured voltage is automatically calibrated. It is shown in 2.
[0004]
According to this, the voltage to be measured Vm is applied to the amplifier circuit 2 via the input filter circuit 1 composed of the resistor R and the capacitor C. In this case, the input terminal side of the amplifier circuit 2 is alternately turned on / off. A switch circuit 3 having two switches 3a and 3b is provided.
[0005]
That is, one switch 3a is connected to the input filter circuit 1 side, and the other switch 3b is connected to the ground terminal side. When these switches 3a and 3b are alternately turned on and off, the amplifier circuit 2 is covered. The measurement voltage Vm and the ground voltage Ve are input alternately. The voltages Vm and Ve amplified by the amplifier circuit 2 are digitally converted by the next-stage A / D conversion circuit 4 and then applied to the CPU 5 as control means.
[0006]
The CPU 5 periodically outputs a switching signal to the switch circuit 3, and subtracts the ground voltage Ve from the voltage to be measured Vm and outputs it to a display device (not shown). Thereby, the influence of the circuit offset voltage generated from the A / D conversion circuit or the like is removed from the measured value.
[0007]
By the way, in order to increase the reliability of the measured value, the switch circuit 3 is switched and controlled at a high speed. Therefore, a mechanical contact type such as a relay switch is not suitable, and a semiconductor switch such as an FET is actually used. With reference to FIG. 3, the switch circuit 30 which consists of FET as the example is demonstrated.
[0008]
The switch circuit 30 includes two FETs, an N-channel FET 310 and a P-channel FET 320, which are complementarily connected as switch elements. The source terminal of the N-channel FET 310 is connected to the input filter circuit 1 side, and its drain terminal is connected to the non-inverting terminal of the amplifier circuit 2.
[0009]
On the other hand, the source terminal of the P-channel FET 320 is grounded, and its drain terminal is connected to the non-inverting terminal of the amplifier circuit 2 in the same manner as the drain terminal of the N-channel FET 310.
[0010]
Further, between the gates and the sources of the FETs 310 and 320, discharging resistors 312 and 322 are connected for discharging charges stored between the gates and the sources when the FETs 310 and 320 are turned off.
[0011]
In this connection, the gate terminal of the N-channel FET 310 is connected to the switch switching signal output port 501 of the CPU 5 via the first diode 311, and the gate terminal of the P-channel FET 320 is also connected via the second diode 321. It is connected to the switch switching signal output port 501 of the CPU 5.
[0012]
The first diode 311 has an anode on the gate terminal side and a cathode on the switch switching signal output port 501 side, whereas the second diode 321 has a cathode on the gate terminal side and an anode on the switch switching signal output port. 501 side.
[0013]
Here, as shown in FIG. 3, a switch switching signal that alternately repeats H (measurement) and L (calibration) is output from the CPU 5 to the switch switching signal output port 501 (point A). To do.
[0014]
In this example, the measured voltage Vm is in the range of + 2V to −2V, whereas the H voltage is set to + 10V, the L voltage is set to −10V, and the resistance R of the input filter circuit 1 is set. The resistance value is extremely small.
[0015]
First, when the switch switching signal at the point A is “L”, a current flows from the point B on the input filter circuit 1 side to the point A side through the discharging resistor 312 and the first diode 311, and at that time, the discharging resistor 312. Since the gate potential becomes lower than the source potential due to the voltage drop generated in the N-channel FET 310, the N-channel FET 310 is turned off.
[0016]
At this time, on the P channel FET 320 side, the gate potential becomes lower than the source potential and is turned on, whereby the ground voltage (earth voltage) Ve is input from the P channel FET 320 side to the non-inverting input terminal of the amplifier circuit 2.
[0017]
Next, when the switch switching signal at point A turns to “H”, the P channel FET 320 is turned off because the gate potential is higher than the source potential on the P channel FET 320 side.
[0018]
At this time, on the N channel FET 310 side, the flow of current from the B point to the A point side stops, and as a result, the gate potential and the source potential become the same potential, and the N channel FET 310 is turned on. As a result, the measured voltage Vm is input from the input filter circuit 1 side to the non-inverting input terminal of the amplifier circuit 2.
[0019]
In this way, the voltage to be measured Vm and the ground voltage Ve are alternately input to the amplifier circuit 2, and the FET 320 is also used for the switch element on the ground voltage input side, so that the leakage current is suppressed to 1 pA or less. be able to.
[0020]
[Problems to be solved by the invention]
However, since the current flows from the point B through the discharging resistor 312 and the first diode 311 to the point A side when the N-channel FET 310 is turned off, the potential at the point B varies.
[0021]
Therefore, another problem arises that the measurement operation cannot be started until the potential at the point B is stabilized after the N-channel FET 310 is turned on. For reference, voltage waveforms appearing at points A, B, and C are shown in FIG. Point C is the voltage on the input terminal side of the amplifier circuit 2.
[0022]
The potential fluctuation at the point B is because the input filter circuit 1 includes the capacitor C, but this RC filter is indispensable for improving the S / N ratio, and is omitted. Is not preferred.
[0023]
The present invention has been made to solve the above problem, purpose of that is, upon entering the input from the ground voltage to the measurement mode is switched to the measured voltage, the period to stabilize the potential of the input filter circuit side It is an object of the present invention to provide an auto-zero correction circuit having a switch circuit (FET switch) that does not need to be provided.
[0025]
[Means for Solving the Problems]
To achieve the above Symbol purpose, the auto-zero compensation circuit of the present invention, the input switching to be given to the amplifier circuit is switched alternately and the measured voltage a ground voltage inputted through an input filter circuit including a resistor and a capacitor Switch circuit, A / D conversion circuit for digitally converting the output of the amplifier circuit, and switching control of the switch circuit, and subtracting the ground voltage from the measured voltage after the A / D conversion to offset Control means for removing a voltage component, and the switch circuit includes three FETs of two N-channel FETs and one P-channel FET as switch elements, and the two N-channel FETs are connected to each other between their source terminals and Gate terminals are connected, one drain terminal is a predetermined input terminal of the amplifier circuit, and the other drain terminal is the input The first resistor for discharging is connected between the source terminal and the gate terminal, and the P-channel FET is grounded at the source terminal and connected between the source terminal and the gate terminal. Is connected to a second discharge resistor, and has a drain terminal connected to a predetermined input terminal of the amplifier circuit. Each gate terminal on the N-channel FET side has an anode on the gate terminal side. The gate terminal on the P channel FET side is connected to the switch switching signal output port of the control means via a second diode whose cathode is the gate terminal side through one diode, and further the N channel FET A DC power supply of a predetermined voltage is connected to the source side via a third diode whose cathode is the source side. It is characterized in.
[0026]
The two N-channel FETs are the measured voltage input side switch elements and the one P-channel FET is the ground voltage input side switch element. An FET may be used, and the ground voltage input side switch element may be a single N-channel FET.
[0027]
In this case, however, the first and second diodes are connected in opposite directions, and the on / off states of the switching elements due to H and L appearing at the switch switching signal output port are reversed. Become.
[0028]
In the auto-zero correction circuit of the present invention, the DC power supply is for stabilizing the source potential of the measured voltage input side switching element, but in order to prevent the voltage from being superimposed on the measured voltage, the DC power supply Is preferably set to a voltage lower than the voltage to be measured.
[0029]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, an embodiment of an auto zero correction circuit to which the FET switch of the present invention is applied will be described with reference to FIG. In this embodiment, components that may be regarded as the same as or the same as those of the conventional example described above with reference to FIG. 3 are denoted by the same reference numerals.
[0030]
In this embodiment, the switch circuit is indicated by reference numeral 30A. This switch circuit 30A includes the components of the switch circuit 30 provided in the conventional example described above with reference to FIG. 3. However, in addition to the N-channel FET 310, another N-channel is used as a switch element to be measured voltage input side. An FET 313 is added.
[0031]
That is, the measured voltage input side switching element is composed of two N-channel FETs 310 and 313, and their source terminals are connected to each other, and gate terminals are also connected to each other. One drain terminal is connected to the non-inverting terminal of the amplifier 2, and the other drain terminal is connected to the input filter circuit 1.
[0032]
A discharge resistor 312 is connected between the source terminal and the gate terminal of each of the N-channel FETs 310 and 313, and each of these gate terminals is connected to the switch switching signal output port 501 of the CPU 5 via the first diode 311.
[0033]
A DC voltage source 314 is connected to the source terminals of the N-channel FETs 310 and 313 via a third diode 315. The direction of the third diode 315 is such that its cathode is on the source terminal side and its anode is on the DC voltage source 314 side.
[0034]
The DC voltage source 314 is a power source for stabilizing the source potential when each N-channel FET 310, 313 is in the OFF state, and the voltage Vp is set lower than the voltage to be measured Vm (Vm> Vp).
[0035]
Other configurations such as the switch switching signal output from the P-channel FET 320 on the ground voltage input side and the CPU 5 to the switch switching signal output port 501 (point A) are the same as those in the conventional example.
[0036]
Next, the operation will be described. First, when the switch switching signal of the switch switching signal output port 501 at point A is “L (−10 V)”, the DC voltage source 314 passes through the third diode 315, the discharging resistor 312 and the first diode 311 to A current flows through the point, and the gate potential becomes lower than the source potential due to a voltage drop generated at the discharging resistor 312 at that time, so that both the N-channel FETs 310 and 313 are turned off.
[0037]
At this time, on the P channel FET 320 side, the gate potential becomes lower than the source potential and is turned on, whereby the ground voltage (earth voltage) Ve is input from the P channel FET 320 side to the non-inverting input terminal of the amplifier circuit 2.
[0038]
Next, when the switch switching signal at point A turns to “H (+10 V)”, on the P-channel FET 320 side, the gate potential becomes higher than the source potential, so the P-channel FET 320 is turned off.
[0039]
At this time, on the N channel FETs 310 and 313 side, the flow of current from the DC voltage source 314 to the point A side stops, and as a result, the gate potential and the source potential become the same potential, and both the N channel FETs 310 and 313 are turned on. It becomes.
[0040]
As a result, the measured voltage Vm is input from the input filter circuit 1 side to the non-inverting input terminal of the amplifier circuit 2. In this case, since Vm> Vp, there is no possibility that the voltage Vp of the DC voltage source 314 enters the measurement system.
[0041]
As described above, according to the present invention, by inserting another N-channel FET 313 between the N-channel FET 310 and the input filter circuit 1, when the N-channel FETs 310 and 313 are off, the input filter circuit 1 side No current flows from point B.
[0042]
Therefore, the potential at the point B is stable, and it is not necessary to set a period for stabilizing the potential on the input filter circuit 1 side when the switch switching signal is set to “H” and the measurement mode is entered from the calibration mode.
[0043]
As another embodiment of the present invention, two switch elements on the measured voltage input side may be P-channel FETs, and one switch element on the ground voltage input side may be an N-channel FET.
[0044]
In this case, however, the directions of the first to third diodes in the above embodiment are all reversed, and when the switch switching signal at point A is “H”, the switch element on the measured voltage input side is off. When the switch element on the ground voltage input side is turned on and the switch switching signal at point A is “L”, the switch element on the measured voltage input side is turned on and the switch element on the ground voltage input side is turned off.
[0047]
【The invention's effect】
As described above , according to the present invention, an input switching circuit that alternately switches a measured voltage and a ground voltage that are input via an input filter circuit composed of a resistor and a capacitor and supplies the voltage to the amplifier circuit; An A / D conversion circuit for digitally converting the output of the amplifier circuit; and control means for controlling the switching of the switch circuit by the control means, and from the measured voltage after the A / D conversion to the ground voltage. In the auto-zero correction circuit that subtracts the offset voltage and removes the offset voltage, when the input is switched from the ground voltage to the voltage to be measured and the measurement mode is entered, it is not necessary to set a period for stabilizing the potential on the input filter circuit side.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of an auto-zero correction circuit including an FET switch according to the present invention.
FIG. 2 is a circuit diagram showing a basic configuration of an auto zero correction circuit.
FIG. 3 is a circuit diagram showing an auto-zero correction circuit having a conventional switch circuit.
FIG. 4 is a waveform diagram for explaining the operation of a conventional switch circuit.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Input filter circuit 2 Amplifying circuit 4 A / D conversion circuit 5 CPU (control means)
501 Switch switching signal output port 30A Switch circuit 310, 313 N-channel FET
311, 315, 321 Diodes 312, 322 Discharge resistor 314 DC power supply

Claims (3)

抵抗およびコンデンサからなる入力フィルタ回路を介して入力される被測定電圧と接地電圧とを交互に切り換えて増幅回路に与える入力切換用のスイッチ回路と、上記増幅回路の出力をデジタル変換するA/D変換回路と、制御手段とを含み、上記制御手段により上記スイッチ回路を切換制御するとともに、上記A/D変換後の上記被測定電圧から上記接地電圧を減算してオフセット電圧分を除去するオートゼロ補正回路において、
上記スイッチ回路は、スイッチ素子として2つのNチャンネルFETと1つのPチャンネルFETの3つのFETを含み、
上記2つのNチャンネルFETは、そのソース端子同士およびゲート端子同士が接続され、一方のドレイン端子が上記増幅回路の所定入力端子に、他方のドレイン端子が上記入力フィルタ回路に接続されているとともに、上記ソース端子と上記ゲート端子間には放電用第1抵抗が接続されており、
上記PチャンネルFETは、そのソース端子が接地され、同ソース端子とゲート端子間には放電用第2抵抗が接続されているとともに、ドレイン端子が上記増幅回路の所定入力端子に接続されており、
上記NチャンネルFET側の各ゲート端子はアノードが同ゲート端子側とされた第1ダイオードを介して、上記PチャンネルFET側のゲート端子はカソードが同ゲート端子側とされた第2ダイオードを介して上記制御手段のスイッチ切換信号出力ポートにそれぞれ接続され、
さらに、上記NチャンネルFETのソース側には、カソードが同ソース側とされた第3ダイオードを介して所定電圧の直流電源が接続されていることを特徴とするオートゼロ補正回路。
A switch circuit for switching an input to be supplied to an amplifier circuit by alternately switching a voltage to be measured and a ground voltage input via an input filter circuit composed of a resistor and a capacitor, and an A / D for digitally converting the output of the amplifier circuit Auto-zero correction that includes a conversion circuit and control means, controls the switch circuit by the control means, and subtracts the ground voltage from the measured voltage after the A / D conversion to remove the offset voltage component In the circuit
The switch circuit includes three FETs of two N-channel FETs and one P-channel FET as switch elements,
The two N-channel FETs have source terminals and gate terminals connected to each other, one drain terminal connected to a predetermined input terminal of the amplifier circuit, and the other drain terminal connected to the input filter circuit. A first discharge resistor is connected between the source terminal and the gate terminal,
The P-channel FET has a source terminal grounded, a second resistor for discharge connected between the source terminal and the gate terminal, and a drain terminal connected to a predetermined input terminal of the amplifier circuit,
Each gate terminal on the N channel FET side passes through a first diode whose anode is on the gate terminal side, and the gate terminal on the P channel FET side passes through a second diode whose cathode is on the gate terminal side. Connected to the switch switching signal output port of the control means,
Further, a DC power source having a predetermined voltage is connected to the source side of the N-channel FET via a third diode whose cathode is the source side.
抵抗およびコンデンサからなる入力フィルタ回路を介して入力される被測定電圧と接地電圧とを交互に切り換えて増幅回路に与える入力切換用のスイッチ回路と、上記増幅回路の出力をデジタル変換するA/D変換回路と、制御手段とを含み、上記制御手段により上記スイッチ回路を切換制御するとともに、上記A/D変換後の上記被測定電圧から上記接地電圧を減算してオフセット電圧分を除去するオートゼロ補正回路において、
上記スイッチ回路は、スイッチ素子として2つのPチャンネルFETと1つのNチャンネルFETの3つのFETを含み、
上記2つのPチャンネルFETは、そのソース端子同士およびゲート端子同士が接続され、一方のドレイン端子が上記増幅回路の所定入力端子に、他方のドレイン端子が上記入力フィルタ回路に接続されているとともに、上記ソース端子と上記ゲート端子間には放電用第1抵抗が接続されており、
上記NチャンネルFETは、そのソース端子が接地され、同ソース端子とゲート端子間には放電用第2抵抗が接続されているとともに、ドレイン端子が上記増幅回路の所定入力端子に接続されており、
上記PチャンネルFET側の各ゲート端子はカソードが同ゲート端子側とされた第1ダイオードを介して、上記NチャンネルFET側のゲート端子はアノードがゲート端子側とされた第2ダイオードを介して上記制御手段のスイッチ切換信号出力ポートにそれぞれ接続され、
さらに、上記PチャンネルFETのソース側には、カソードが同ソース側とされた第3ダイオードを介して所定電圧の直流電源が接続されていることを特徴とするオートゼロ補正回路。
A switch circuit for switching an input to be supplied to an amplifier circuit by alternately switching a voltage to be measured and a ground voltage input via an input filter circuit composed of a resistor and a capacitor, and an A / D for digitally converting the output of the amplifier circuit Auto-zero correction that includes a conversion circuit and control means, controls the switch circuit by the control means, and subtracts the ground voltage from the measured voltage after the A / D conversion to remove the offset voltage component In the circuit
The switch circuit includes three FETs of two P-channel FETs and one N-channel FET as switch elements,
The two P-channel FETs have source terminals and gate terminals connected to each other, one drain terminal connected to a predetermined input terminal of the amplifier circuit, and the other drain terminal connected to the input filter circuit. A first discharge resistor is connected between the source terminal and the gate terminal,
The N-channel FET has a source terminal grounded, a second resistor for discharge connected between the source terminal and the gate terminal, and a drain terminal connected to a predetermined input terminal of the amplifier circuit,
Each gate terminal on the P-channel FET side passes through a first diode whose cathode is on the gate terminal side, and the gate terminal on the N-channel FET side passes through a second diode whose anode is on the gate terminal side. Connected to the switch switching signal output port of the control means,
Furthermore, a DC power source having a predetermined voltage is connected to the source side of the P-channel FET via a third diode whose cathode is the source side.
上記直流電源の電圧が上記被測定電圧よりも低い電圧に設定されている請求項またはに記載のオートゼロ補正回路。Auto-zero compensation circuit according to claim 1 or 2 voltage of the DC power source is set to a voltage lower than the measured voltage.
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