JP6899686B2

JP6899686B2 - 差動増幅装置

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Description

本発明は、ＤＣオフセット電圧を低減した差動増幅装置に関する。

従来、素子の特性ばらつきのため、差動増幅装置にＤＣオフセット電圧が生じてしまうことが知られている。ここで、ＤＣオフセット電圧とは、たとえば差動増幅装置の入力端子間を短絡する等で入力電圧をゼロとした場合でも僅かに現れてしまう出力電圧をいう。本来、理想的な差動増幅装置では入力電圧がゼロであれば出力電圧もゼロである筈であるが、製造上の特性のばらつき等で僅かな出力電圧が生じてしまう場合がある。このＤＣオフセット電圧は、増幅装置の増幅率で除して入力電圧に置換えて扱うのが便利であるとして知られている（例えば、特許文献１参照）。図１２は従来の差動増幅装置２０１を示す回路図である。

従来の差動増幅装置２０１について説明する。従来の差動増幅装置２０１は、入力端子２１１、２１２、出力端子２１３、差動増幅器２２１を備えている。差動増幅器２２１は、正の入力端子の電圧と、負の入力端子の電圧との差電圧Ｖｓｉを増幅し、出力端子の電圧として出力する。

ここで入力端子２１１の電圧をＶ（２１１）、入力端子２１２の電圧をＶ（２１２）とし、出力端子２１３の電圧をＶ（２１３）とする。従来の差動増幅装置２０１に入力される信号電圧（以下、Ｖｓｉ）を、Ｖ（２１１）−Ｖ（２１２）であるとする。従来の差動増幅装置２０１は、Ｖ（２１１）−Ｖ（２１２）で示す入力電圧Ｖｓｉを増幅し、Ｖ（２１３）を生成する様に動作する。

再公表ＷＯ２００６−０９３１７７号公報

前述の通り、従来の差動増幅装置２０１は、増幅器への入力電圧がゼロである場合に出力電圧として僅かに現れるＤＣオフセット電圧がある。このＤＣオフセット電圧を入力電圧に換算してＶｎｉ２３１で表し、図１２に示すように入力端子２１１と増幅器２２１の正側入力端子間に挿入する形で表す。従来の差動増幅装置２０１はＶ（２１１）−Ｖ（２１２）で示すＶｓｉのみならずＶｎｉ２３１をも増幅し、Ｖ（２１３）に出力する様に動作するため、信号対ノイズ比（以下、Ｓ／Ｎ比とする）が悪いといった問題があった。例えば、センサの出力信号等の微小信号を扱う際には、微小信号入力についてのＳ／Ｎ比はますます重要になってくる。

本発明は、以上のような課題を解消するために成されたものであり、ＤＣオフセット電圧を低減する増幅装置に関し、Ｓ／Ｎ比を向上した差動増幅装置を提供するものである。

従来の問題を解決するために、本発明の差動増幅装置は以下のような構成とした。入力信号の極性を正相または逆相に切り替えるチョッパスイッチ回路と、前記チョッパスイッチ回路の出力電圧を電流に変換するＶＩ変換回路と、前記ＶＩ変換回路の出力に直接接続され、内蔵する容量の接続を切り替えるスイッチを有する容量回路と、おなじく前記ＶＩ変換回路の出力に直接接続される入力信号の極性を正相または逆相に切り替える増幅回路と、を備え、前記増幅回路の入力信号の極性を正相または逆相に切り替える動作は、前記チョッパスイッチ回路が正相の場合は正相であって、前記チョッパスイッチ回路が逆相の場合は逆相であり、前記容量回路が内蔵するスイッチも前記チョッパスイッチ回路と同期して切り替わり、前記増幅回路が前記容量回路と並列に接続され、前記容量回路は、端子１、端子２、端子３と、スイッチ１、スイッチ２、スイッチ３Ａ、スイッチ３Ｂ、スイッチ４Ａ、スイッチ４Ｂと容量１、容量２、容量３、容量４を備え、前記端子１は前記スイッチ１の第一端子と接続され、前記スイッチ１の第２端子は、前記スイッチ３Ａの第一端子と、前記スイッチ４Ａの第一端子と、前記容量１の第一端子と接続され、前記スイッチ３Ａの第２端子は、前記スイッチ４Ｂの第２端子と、前記容量２の第１端子と接続され、前記スイッチ４Ａの第２端子は、前記スイッチ３Ｂの第２端子と、前記容量３の第１端子と接続され、前記端子２は前記スイッチ２の第一端子と接続され、前記スイッチ２の第２端子は、前記スイッチ３Ｂの第一端子と、前記スイッチ４Ｂの第一端子と、前記容量４の第一端子と接続され、前記端子３は前記容量１、前記容量２、前記容量３、前記容量４の夫々の第２端子と接続され、前記スイッチ１と前記スイッチ２は前記チョッパスイッチ回路の動作と同期してオンオフ動作し、前記スイッチ３Ａと前記スイッチ３Ｂの組と、前記スイッチ４Ａと前記スイッチ４Ｂの組は前記チョッパスイッチ回路の動作と１／４周期ずれて同期してオンオフ動作し、前記スイッチ１と前記スイッチ２は逆のオンオフ動作をし、前記スイッチ３Ａと前記スイッチ３Ｂの組と、前記スイッチ４Ａと前記スイッチ４Ｂの組と、は逆のオンオフ動作をすることを特徴とする差動増幅装置。

本発明の差動増幅装置によれば、ＤＣオフセット電圧の増幅を低減されるため、信号対ノイズ比を向上した差動増幅装置を提供することが可能となる。

本発明の実施形態の増幅装置の一例を示すブロック図である。チョッパスイッチ回路の一例を示す回路図である。容量回路の一例を示す回路図である。容量回路の別の一例を示す回路図である。容量回路の動作の一例を示す図である。容量回路の動作の別の一例を示す図である。増幅回路の一例を示すブロック図である。増幅回路の別の一例を示すブロック図である。本発明の実施形態の増幅装置の別の一例を示すブロック図である。本発明の実施形態の増幅装置の別の一例を示すブロック図である。本発明の実施形態の増幅装置におけるクロックの一例を示す図である。従来の増幅装置を示す回路図である。

（第１の実施形態）
以下、図面を基に本発明の第一の実施形態を説明する。図１は本発明の第一の実施形態の増幅装置の一例を示すブロック図である。
図１に基づいて本発明の実施形態の差動増幅装置１０１について説明する。図１に示す本発明の実施形態の差動増幅装置１０１は、入力端子１１１、１１２、出力端子１１３、チョッパスイッチ回路１２１、ＶＩ変換回路１３１、容量回路１４１、増幅回路１６１を備えている。

入力端子１１１は、チョッパスイッチ回路１２１の端子ＩＮＡに接続する。入力端子１１２は、チョッパスイッチ回路１２１の端子ＩＮＢに接続する。チョッパスイッチ回路１２１の端子ＯＵＴＡは、ＶＩ変換回路１３１の端子ＩＮＰに接続する。チョッパスイッチ回路１２１の端子ＯＵＴＢは、ＶＩ変換回路１３１の端子ＩＮＮに接続する。ここで、ＶＩ変換回路１３１のＤＣオフセット電圧を入力電圧に換算してＶｎｉ１７１で表し、チョッパスイッチ回路１２１の端子ＯＵＴＡと、ＶＩ変換回路１３１の端子ＩＮＰの間に挿入する形で表示する。ＶＩ変換回路１３１の端子ＯＵＴＰは、増幅回路１６１の端子ＩＮ１と容量回路１４１の端子ＩＮＸに接続する。ＶＩ変換回路１３１の端子ＯＵＴＮは、増幅回路１６１の端子ＩＮ２と容量回路１４１の端子ＩＮＹに接続する。増幅回路１６１の端子ＯＵＴ１２は容量回路１４１の端子ＯＵＴＸＹと出力端子１１３に接続する。

図２に基づいてチョッパスイッチ回路１２１について説明する。図２のチョッパスイッチ回路１２１は、端子ＩＮＡ、ＩＮＢ、ＯＵＴＡ、ＯＵＴＢ、クロック信号Φ１でオンオフするスイッチ１２２、１２５、クロック信号Φ２でオンオフするスイッチ１２４、１２５を備えている。端子ＩＮＡは、スイッチ１２２で端子ＯＵＴＡと結ばれ、スイッチ１２４で端子ＯＵＴＢと結ばれている。端子ＩＮＢは、スイッチ１２３で端子ＯＵＴＡと結ばれ、スイッチ１２５で端子ＯＵＴＢと結ばれている。

続いて、チョッパスイッチ回路１２１の動作について説明する。ここで、チョッパスイッチ回路１２１に図１１で示すクロックを入力する。周期０〜２Ｔの期間ではクロック信号Φ１はハイ、クロック信号Φ２はローなので、スイッチ１２２、１２５がオン、スイッチ１２３、１２４がオフとなる。端子ＩＮＡと端子ＯＵＴＡが導通され、かつ端子ＩＮＢと端子ＯＵＴＢが導通された状態となる（以下、正相の状態とする）。周期２Ｔ〜４Ｔの期間ではクロック信号Φ１はロー、クロック信号Φ２はハイなので、スイッチ１２２、１２５がオフ、スイッチ１２３、１２４がオンとなる。端子ＩＮＡと端子ＯＵＴＢが導通され、かつ端子ＩＮＢと端子ＯＵＴＡが導通された状態となる（以下、逆相の状態とする）。

ＶＩ変換回路１３１について説明する。ＶＩ変換回路１３１は端子ＩＮＰ、ＩＮＮ、ＯＵＴＰ、ＯＵＴＮを備えている。ＶＩ変換回路１３１は、電圧を電流に変換して出力する。端子ＩＮＰの電圧をＶ（ＩＮＰ）とし、端子ＩＮＮの電圧をＶ（ＩＮＮ）とする。入力差電圧Ｖ（ＩＮＰ）−Ｖ（ＩＮＮ）が正であればその大きさが大きいほど、より大きな電流が、端子ＯＵＴＰからは流出し、端子ＯＵＴＮからは流入する。入力差電圧Ｖ（ＩＮＰ）−Ｖ（ＩＮＮ）が負であればその絶対値の大きさが大きいほど、より大きな電流が、端子ＯＵＴＰからは流入し、端子ＯＵＴＮからは流出する。

先に述べたようにＶＩ変換回路１３１のＤＣオフセット電圧（Ｖｎｉ１７１）は、入力電圧に換算され図１に示すようにチョッパスイッチ回路１２１の端子ＯＵＴＡとＶＩ変換回路１３１の端子ＩＮＰの間に挿入されて表示している。ＶＩ変換回路１３１のような差動型増幅器は、通常負帰還をかけて使われ、入力端子はイマジナリショート状態である。従ってＤＣオフセット電圧があると、ＶＩ変換回路１３１の出力には影響が大きく表れる。

図３に基づいて容量回路１４１について説明する。容量回路１４１は容量１４３、１４４、１４５、１４６、クロック信号Φ１でオンオフするスイッチ１５１、クロック信号Φ２でオンオフするスイッチ１５２、クロック信号Φ３でオンオフするスイッチ１５３、１５４、クロック信号Φ４でオンオフするスイッチ１５５、１５６と、端子ＩＮＸ、ＩＮＹ、ＯＵＴＸＹを備えている。容量回路１４１内の接続について説明する。端子ＩＮＸはスイッチ１５１の第一端子と接続される。スイッチ１５１の第２端子は、スイッチ１５３、１５５、容量１４３の第一端子と接続される。スイッチ１５３の第２端子は、スイッチ１５６の第２端子、容量１４４の第１端子と接続される。スイッチ１５５の第２端子は、スイッチ１５４の第２端子、容量１４５の第１端子と接続される。端子ＩＮＹはスイッチ１５２の第一端子と接続される。スイッチ１５２の第２端子は、スイッチ１５４、１５６、容量１４６の第一端子と接続される。容量１４３〜１４６の第２端子は、端子ＯＵＴＸＹに接続される。

続いて、容量回路１４１の動作について説明する。ここで、容量回路１４１に図１１で示すクロックを入力する。周期０〜１Ｔの期間ではクロック信号Φ１はハイ、クロック信号Φ２はロー、クロック信号Φ３はロー、クロック信号Φ４はハイなので、スイッチ１５１、１５５、１５６がオン、スイッチ１５２、１５３、１５４がオフとなる。クロック１がハイなので、正相の状態の信号が入力される。端子ＩＮＸを経由して容量１４３、１４５に電荷が蓄電される。

周期１Ｔ〜２Ｔの期間ではクロック信号Φ１はハイ、クロック信号Φ２はロー、クロック信号Φ３はハイ、クロック信号Φ４はローなので、スイッチ１５１、１５３、１５４がオン、スイッチ１５２、１５５、１５６がオフとなる。容量１４３と容量１４４がスイッチ１５３で接続され、容量１４３に蓄電された電荷が容量１４３と容量１４４の間で等しく再分配される。同様に容量１４５と容量１４６がスイッチ１５４で接続され、容量１４５に蓄電された電荷が容量１４５と容量１４６の間で等しく再分配される。端子ＩＮＸを経由して容量１４３、１４４に電荷が蓄電される。

周期２Ｔ〜３Ｔの期間ではクロック信号Φ１はロー、クロック信号Φ２はハイ、クロック信号Φ３はハイ、クロック信号Φ４はローなので、スイッチ１５２、１５３、１５４がオン、スイッチ１５１、１５５、１５６がオフとなる。端子ＩＮＹを経由して容量１４５、１４６に電荷が蓄電される。

周期３Ｔ〜４Ｔの期間ではクロック信号Φ１はロー、クロック信号Φ２はハイ、クロック信号Φ３はロー、クロック信号Φ４はハイなので、スイッチ１５２、１５５、１５６がオン、スイッチ１５１、１５３、１５４がオフとなる。容量１４３と容量１４５がスイッチ１５５で接続され、容量１４３と容量１４５に蓄電された電荷が容量１４３と容量１４５の間で等しく再分配される。同様に容量１４４と容量１４６がスイッチ１５６で接続され、容量１４４と容量１４６に蓄電された電荷が容量１４４と容量１４６の間で等しく再分配される。端子ＩＮＹを経由して容量１４４、１４６に電荷が蓄電される。容量回路１４１はここで説明した動作を繰り返す。

図７に基づいて増幅回路１６１について説明する。増幅回路１６１は、端子ＩＮ１、ＩＮ２、ＯＵＴ１２、チョッパスイッチ回路１６２、差動増幅器１６３を備えている。端子ＩＮ１はチョッパスイッチ回路１６２のＩＮＡ端子に接続される。端子ＩＮ２はチョッパスイッチ回路１６２のＩＮＢ端子に接続される。チョッパスイッチ回路１６２のＯＵＴＡ端子は、差動増幅器１６３の正入力端子に接続される。チョッパスイッチ回路１６２のＯＵＴＢ端子は、差動増幅器１６３の負入力端子に接続される。チョッパスイッチ回路１６２の内部構成は図２に示すチョッパスイッチ回路１２１と同じであるので説明を省略する。チョッパスイッチ回路１６２は前述のチョッパスイッチ回路１２１と同期してクロック信号Φ１とクロック信号Φ２によって、入力側と出力側の接続を切り替える。チョッパスイッチ回路１２１が正相の状態の時は、チョッパスイッチ回路１６２も正相の状態であり、チョッパスイッチ回路１２１が逆相の状態の時は、チョッパスイッチ回路１６２も逆相の状態となる。したがって、入力信号は全て正相の状態となって出力される。差動増幅器１６３は正入力と負入力の差電圧を増幅してＯＵＴ１２へ出力する。また、容量回路１４１内の容量は、差動増幅器１６３の入力と出力の間に接続されるので、差動増幅回路１６３の位相補償容量としても動作する。

差動増幅装置１０１全体の動作について説明する。入力端子１１１、１１２間に印加された入力電圧は、クロック信号Φ１、２によって切り替わるチョッパスイッチ回路１２１で交互に正相と逆相になる。この状態でＤＣオフセット電圧があるＶＩ変換回路１３１を経て、クロック信号Φ１、２によって切り替わる容量回路１４１と増幅回路１６１に印加される。入力電圧はクロック信号Φ１、２に同期して伝送され、増幅回路１６１で正相の状態となって出力端子１１３に出力される。チョッパスイッチ回路１２１の後段で発生するＤＣオフセット電圧はクロック信号Φ１、２で切り替えられずに容量回路１４１に印加され、クロック信号Φ１、２で切り替えられながら容量回路内の容量１４３〜１４６に蓄電され、クロック信号Φ３、４が切り替わるタイミングで相殺される。

図５に基づいてＤＣオフセット電圧が相殺される動作を詳細に説明する。図５は、ＤＣオフセット電圧ＶｎｉをＶＩ変換した電荷Ｑｎｉが容量回路１４１に蓄電されるところを示している。図５（ａ）は、周期１Ｔ〜２Ｔの間の状態でクロック信号Φ１Φ３がハイ、クロック信号Φ２Φ４がローであり、関連するスイッチがオンオフした状態である。端子ＩＮＸから電荷＋Ｑｎｉが供給され、容量１４３、１４４に１／２ずつ蓄電される。図５（ｂ）は、周期２Ｔ〜３Ｔの間の状態でクロック信号Φ２Φ３がハイ、クロック信号Φ１Φ４がローであり、関連するスイッチがオンオフした状態である。端子ＩＮＹから電荷−Ｑｎｉが供給され、容量１４５、１４６に１／２ずつ蓄電される。図５（ｃ）は、３Ｔ時点の状態でクロック信号Φ２Φ４がハイ、クロック信号Φ１Φ３がローに切り替わり、関連するスイッチがオンオフした状態である。容量１４３と容量１４５、及び容量１４４と容量１４６がスイッチで接続されて蓄電された電荷が消滅する。

次に入力端子間電圧による電荷について図６で同様に説明する。前述したように差動増幅装置は通常負帰還をかけて使われ、入力端子間はイマジナリショート状態であるため、入力端子間電圧による電荷は発生しない。しかし、例えばボルテージフォロワ回路で入力電圧が上昇していくような場合、入力端子間に電圧が発生する。図６では、図５と同じタイミングでの入力端子間電圧ＶｓｉをＶＩ変換した電荷Ｑｓｉが容量回路１４１に蓄電されるところを示している。図６（ａ）は、周期１Ｔ〜２Ｔの間でクロック信号Φ１Φ３がハイ、クロック信号Φ２Φ４がローであり、関連するスイッチがオンオフした状態である。端子ＩＮＸから電荷＋Ｑｓｉが供給され、容量１４３、１４４に１／２ずつ蓄電される。図６（ｂ）は、周期２Ｔ〜３Ｔの間でクロック信号Φ２Φ３がハイ、クロック信号Φ１Φ４がローであり、関連するスイッチがオンオフした状態である。入力端子間電圧はチョップスイッチ回路１２１で切り替えられるため、端子ＩＮＸと同極性の電荷が端子ＩＮＹに供給される。端子ＩＮＹから電荷＋Ｑｓｉが供給され、容量１４５、１４６に１／２ずつ蓄電される。図６（ｃ）は、３Ｔ時点の状態でクロック信号Φ２Φ４がハイ、クロック信号Φ１Φ３がローに切り替わり、関連するスイッチがオンオフした状態である。容量１４３と容量１４５、及び容量１４４と容量１４６がスイッチで接続されるが蓄電された電荷は消滅しない。

以上、述べたように本実施例の差動増幅装置では、入力端子間電圧による出力のみが出力端子に現れ、ＤＣオフセット電圧による出力は現れない。ＤＣオフセット電圧を低減し、Ｓ／Ｎ比を向上させた差動増幅装置が得られる。

（第２の実施形態）
以下、本発明の第２の実施形態を説明する。第２の実施形態は、第１の実施形態の増幅器１６１が増幅器１６４となっている。図８に本実施形態の増幅回路１６４の構成の一例を示す。図８の増幅回路１６４は、端子ＩＮ１、ＩＮ２、ＯＵＴ１２、差動増幅器１６５、クロック１でオンオフするスイッチ１６６、クロック２でオンオフするスイッチ１６７を備えている。端子ＩＮ１は差動増幅器１６５の入力ＩＮＰに接続されている。端子ＩＮ２は差動増幅器１６５の入力ＩＮＮに接続されている。ＯＵＴ１２端子と差動増幅器１６５のＯＵＴＰとの間に、クロック信号Φ１でオンオフするスイッチ１６６が接続されている。ＯＵＴ１２端子と差動増幅器１６５のＯＵＴＮとの間に、クロック信号Φ２でオンオフするスイッチ１６７が接続されている。スイッチ１６６、１６７は、クロック信号Φ１，２によってチョッパスイッチ回路１２１と同期して切り替わるので、増幅回路１６１に入力された正相と逆相が切り替わる入力信号は、全て正相の状態として端子ＯＵＴ１２に出力される。

本実施形態の増幅回路１６４には、第１の実施形態と同じＶＩ変換回路１３１、容量回路１４１、出力端子１１３が接続される。第一の実施形態と同様に、ＤＣオフセット電圧を低減し、Ｓ／Ｎ比を向上させた差動増幅装置が得られる。

（第３の実施形態）
以下、図面に基づいて本発明の第３の実施形態を説明する。図９は本発明の第３の実施形態の差動増幅装置の一例を示すブロック図である。本実施形態では図９に示すように、容量回路１４１と同様の機能を備えた容量回路１４２を備えている。容量回路１４１と容量回路１４２の違いは、クロック信号Φ１でオンオフするスイッチとクロック信号Φ２でオンオフするスイッチとが入れ替わっている点である。容量回路１４２の端子ＩＮＸ２は、ＶＩ変換回路１３１の端子ＯＵＴＰと増幅回路１６１の端子ＩＮ１に接続される。容量回路１４２の端子ＩＮＹ２は、ＶＩ変換回路１３１の端子ＯＵＴＮと増幅回路１６１の端子ＩＮ２に接続される。容量回路１４２の端子ＯＵＴＸＹ２は、負の電源電圧ＶＳＳに接続される。図４に基づいて容量回路１４２の説明をする。端子ＩＮＸ２はクロック信号Φ２でオンオフするスイッチ１５８の第１端子に接続される。スイッチ１５８の第２端子はスイッチ１５３、１５５、容量１４３の第１端子に接続される。端子ＩＮＹ２はクロック信号Φ１でオンオフするスイッチ１５７の第１端子に接続する。スイッチ１５７の第２端子はスイッチ１５４、１５６、容量１４６の第１端子に接続される。その他の接続は第１の実施形態と同じであるので説明を省略する。

本実施形態の差動増幅装置１０１全体の動作について図９に基づいて説明する。図９において、入力端子１１１、１１２間に印加された入力電圧は、クロック信号Φ１、２によって切り替わるチョッパスイッチ回路１２１で交互に正相と逆相になる。この状態でＤＣオフセット電圧があるＶＩ変換回路１３１を経て、クロック信号Φ１、２によって切り替わる容量回路１４２と増幅回路１６１に印加される。入力電圧はクロック信号Φ１、２に同期して伝送され、増幅回路１６１で正相の状態となって出力端子１１３に出力される。チョッパスイッチ回路１２１の後段で発生するＤＣオフセット電圧はクロック信号Φ１、２で切り替えられずに容量回路１４２に印加され、クロック信号Φ１、２で切り替えられながら容量回路内の容量１４３〜１４６に蓄電され、クロック信号Φ３、４が切り替わるタイミングで相殺される。

以上、述べたように本実施例の差動増幅装置では、入力電圧による出力のみが出力端子に現れ、ＤＣオフセット電圧による出力は現れない。ＤＣオフセット電圧を低減し、Ｓ／Ｎ比を向上させた差動増幅装置が得られる。第１の実施形態の容量回路１４１の端子ＯＵＴＸＹが、出力端子ＶＯＵＴに接続されるとした場合には、増幅回路１６１に対して、ミラー効果の作用に基づき帯域を制限する効果に寄与する位相補償容量として機能することが期待できるから、効果的な帯域制限により位相余裕が確保され易い利点がある。一方、本実施形態の容量回路１４２の端子ＯＵＴＸＹ２が、負の電源電圧ＶＳＳに接続されるとした場合には、増幅回路１６１に対して、ミラー効果の作用は期待できぬが帯域が制限され過ぎることは無いから、高速な応答性が確保され易い利点がある。

（第４の実施形態）
以下、図面に基づいて本発明の第４の実施形態を説明する。図１０は本発明の第４の実施形態の差動増幅装置の一例を示すブロック図である。本実施例では図１０に示すように、容量回路１４１、１４２を同時に併用している一例である。容量回路１４１、１４２はクロック信号Φ１、Φ２でオンオフするスイッチが入れ替わっているため、ＶＩ変換回路１３１の出力が交互に入力される。本実施形態では、負荷変動等のため、出力端子１１３の電圧Ｖ（１１３）が大振幅で変動された場合であっても、容量回路１４２の作用ため、ＶＩ変換回路の端子ＯＵＴＰ、ＯＵＴＮの直流動作点が変動されにくくなり、より安定的な動作が期待される利点がある。

以上説明したように、本発明の差動増幅装置によれば、ＤＣオフセット電圧を低減でき、Ｓ／Ｎ比を向上した差動増幅装置を提供することが可能となる。

１０１差動増幅装置
１２１チョッパスイッチ回路
１３１ＶＩ変換回路
１４１、１４２容量回路
１６１、１６４増幅回路
１６３、１６５、２２１差動増幅器
１７１、２３１ＤＣオフセット電圧

Claims

入力信号の極性を正相または逆相に切り替えるチョッパスイッチ回路と、
前記チョッパスイッチ回路の出力電圧を電流に変換するＶＩ変換回路と、
前記ＶＩ変換回路の出力に直接接続され、内蔵する容量の接続を切り替えるスイッチを有する容量回路と、
おなじく前記ＶＩ変換回路の出力に直接接続される入力信号の極性を正相または逆相に切り替える増幅回路と、を備え、
前記増幅回路の入力信号の極性を正相または逆相に切り替える動作は、前記チョッパスイッチ回路が正相の場合は正相であって、前記チョッパスイッチ回路が逆相の場合は逆相であり、前記容量回路が内蔵するスイッチも前記チョッパスイッチ回路と同期して切り替わり、
前記増幅回路が前記容量回路と並列に接続され、
前記容量回路は、端子１、端子２、端子３と、スイッチ１、スイッチ２、スイッチ３Ａ、スイッチ３Ｂ、スイッチ４Ａ、スイッチ４Ｂと容量１、容量２、容量３、容量４を備え、
前記端子１は前記スイッチ１の第一端子と接続され、
前記スイッチ１の第２端子は、前記スイッチ３Ａの第一端子と、前記スイッチ４Ａの第一端子と、前記容量１の第一端子と接続され、
前記スイッチ３Ａの第２端子は、前記スイッチ４Ｂの第２端子と、前記容量２の第１端子と接続され、
前記スイッチ４Ａの第２端子は、前記スイッチ３Ｂの第２端子と、前記容量３の第１端子と接続され、
前記端子２は前記スイッチ２の第一端子と接続され、
前記スイッチ２の第２端子は、前記スイッチ３Ｂの第一端子と、前記スイッチ４Ｂの第一端子と、前記容量４の第一端子と接続され、
前記端子３は前記容量１、前記容量２、前記容量３、前記容量４の夫々の第２端子と接続され、
前記スイッチ１と前記スイッチ２は前記チョッパスイッチ回路の動作と同期してオンオフ動作し、
前記スイッチ３Ａと前記スイッチ３Ｂの組と、前記スイッチ４Ａと前記スイッチ４Ｂの組は前記チョッパスイッチ回路の動作と１／４周期ずれて同期してオンオフ動作し、
前記スイッチ１と前記スイッチ２は逆のオンオフ動作をし、
前記スイッチ３Ａと前記スイッチ３Ｂの組と、前記スイッチ４Ａと前記スイッチ４Ｂの組と、は逆のオンオフ動作をすることを特徴とする差動増幅装置。
前記容量回路は、増幅回路の入力と出力の間に挿入されていることを特徴とする請求項１に記載する差動増幅装置。
前記容量回路を複数備えたことを特徴とする請求項１、もしくは請求項２のいずれかに記載する差動増幅装置。