JP5687311B2 - 電圧測定回路 - Google Patents
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Description
の基準電圧を生成した場合には、前記コモン電圧と前記基準電圧とのばらつきで誤差を生じるという課題があった。
前記差動増幅回路の正極性出力端子に一端が接続される第1の抵抗体と、前記差動増幅回路の負極性出力端子に一端が接続される第2の抵抗体と、前記第1の抵抗体及び前記第2の抵抗体のそれぞれの他端に接続され、前記第1の抵抗体及び前記第2の抵抗体と共に前記正極性出力端子、前記負極性出力端子及び前記差動増幅回路の出力側基準電位に対してスター結線を構成する第3の抵抗体と、前記第3の抵抗体に並列接続されるコンデンサと、を備え、前記スター結線の中心と前記出力側基準電位との間の電圧を前記演算増幅器の基準電圧とするものである。
以下、この発明の実施の形態1に係る電圧測定回路について説明する。説明の便宜上、実施の形態1を説明する前にこの発明に係る電圧測定回路の基本的な構成について説明する。
図1は、この発明に係る電圧測定回路の基本的な構成を示す図である。電圧測定回路100は、差動増幅回路(以下、差動アンプという。)1を備えている。差動アンプ1には、差動アンプ1の正極性出力端子VoutP、負極性出力端子VoutN、及び出力側基準電位(例えばGND)間でスター結線された第1の抵抗体2、第2の抵抗体3及び第3の抵抗体4が備えられ、この第1の抵抗体2、第2の抵抗体3及び第3の抵抗体4のスター結線の中心とGND間の電圧を後段の演算増幅器(以下、オペアンプという。)5の基準電圧Vrefとして印加するような構成になっている。
図2は、交流電圧を観測するための実施の形態1に係る電圧測定回路を示す図である。電圧測定回路100は、差動アンプ1、第1の抵抗体2、第2の抵抗体3及び第3の抵抗体4、観測電圧を差動アンプ1の入力端子で所望の電圧レベルに分圧するための抵抗R11〜R13からなる第1の分圧抵抗体6と抵抗R21〜R23からなる第2の分圧抵抗体7、オペアンプ5、入力抵抗体8、及びフィードバック抵抗体9から構成され、制御回路10を駆動するための観測対象11の観測信号をマイコン12のA/D端子に出力して検出する。なお、オペアンプ5の電源構成は、零ボルト以上の正電圧とGNDからなり、零ボルト以上の正電圧一種類の電源のみ使用して動作させる単電源構成となっている。
示すように互いに一意のコモン電圧Vcmoutを対称に各々が反転している。図3において、符号Aは正極性出力端子VoutPの出力、符号Bは負極性出力端子VoutNの出力、符号Pは正極性出力端子VoutPの出力と負極性出力端子VoutNの出力の交点となるコモン電圧Vcmoutを示している。なお、第1の抵抗体2、第2の抵抗体3及び第3の抵抗体4は、正極性出力端子VoutP、負極性出力端子VoutNと制御側のGND間でスター結線として、その中点とGND間の電圧は一意の固定電圧となり、これを後段のオペアンプ5の基準電圧Vrefとして用いる。
次に、この発明の実施の形態2に係る電圧測定回路について説明する。図5は直流電圧を観測するための実施の形態2に係る電圧測定回路を示す図である。
実施の形態2に係る電圧測定回路200は、実施の形態1の抵抗R11〜R13からなる第1の分圧抵抗体6を削除もしくは短絡(図5では削除)して構成したもので、観測信号が直流電圧であっても良好に電圧測定が可能である。なお、その他の構成については実施の形態1と同様であり、同一符号を付すことにより説明を省略する。
次に、この発明の実施の形態3に係る電圧測定回路について説明する。実施の形態1あるいは実施の形態2においては、オペアンプ5を反転増幅器としたが、オペアンプ5を用いて他の所望のフィルタ回路を構成しても良い。例えば、オペアンプ5を用いてローパスフィルタ、バンドパスフィルタ、ハイパスフィルタ、あるいは2次以上のアクティブフィルタの何れかを構成することにより、観測信号に対して所望のフィルタが構築でき、ノイズ除去できるので電圧測定回路100あるは200のS/Nを向上することができる。
Claims (5)
- 入力信号に対して2つの出力端子から一意のコモン電圧を中心に正負対称に差動出力する差動増幅回路と、前記差動増幅回路の後段に接続された演算増幅器と、を備えた電圧測定回路において、
前記差動増幅回路の正極性出力端子に一端が接続される第1の抵抗体と、
前記差動増幅回路の負極性出力端子に一端が接続される第2の抵抗体と、
前記第1の抵抗体及び前記第2の抵抗体のそれぞれの他端に接続され、前記第1の抵抗体及び前記第2の抵抗体と共に前記正極性出力端子、前記負極性出力端子及び前記差動増幅回路の出力側基準電位に対してスター結線を構成する第3の抵抗体と、
前記第3の抵抗体に並列接続されるコンデンサと、を備え、
前記スター結線の中心と前記出力側基準電位との間の電圧を前記演算増幅器の基準電圧とすることを特徴とする電圧測定回路。 - 前記演算増幅器の反転入力端子に前記差動増幅回路の負極性出力が入力されるように接続されると共に、前記反転入力端子と前記演算増幅器の出力端子がフィードバック抵抗により接続されることを特徴とする請求項1に記載の電圧測定回路。
- 前記差動増幅回路を入力と出力との間が絶縁された絶縁型差動増幅器で構成したことを特徴とする請求項1または2に記載の電圧測定回路。
- 前記演算増幅器の供給電源は、零ボルト以上の正電圧とGNDからなり、零ボルト以上の正電圧一種類の電源のみ使用して動作させる単電源であることを特徴とする請求項1から3の何れか一項に記載の電圧測定回路。
- 前記演算増幅器は、ローパスフィルタ、バンドパスフィルタ、ハイパスフィルタ、もしくはアクティブフィルタの何れかを構成することを特徴とする請求項1から4の何れか一項に記載の電圧測定回路。
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