JPH01272304A

JPH01272304A - 圧力センサの増幅回路

Info

Publication number: JPH01272304A
Application number: JP63101856A
Authority: JP
Inventors: Hideo Okano; 秀生岡野
Original assignee: Kayaba Industry Co Ltd
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 1988-04-25
Filing date: 1988-04-25
Publication date: 1989-10-31

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は圧力センサの増幅回路、集積回路で形成され
るものに関する。

（従来の技術）例えばシリング油圧を検出したりするため圧力センサが
設（すられることがあり、このセンサからの低レベルの
信号は増幅回路にて増幅される。この場合、圧力センサ
と増幅回路間の伝送線より雑音が混入するので、これに
応じる対策が必要となる。このため、増幅回路の入力段
を高インピーダンスに１７、かつ増幅回路の入力端子に
“ガード電極”（あるいは“ガードリング（ｇｕａｒｄ
　　ｒｉｎｇ））を作ったり伝送線をシー・ルド線にす
ることで、雑音の影響をある程度軽減するようにしてい
る。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、増幅回路を構成するオペレージ鱈ナルア
ンプや抵抗素子などの電気部品が超小型化（たとえば集
積化）されると、取り扱う信号に対して雑音レベルが相
対的に大きくなるので、ガードリングなどでは雑音を有
効に遮断することが困難となっている。また、電気部品
の小型化されると配線などの分布容！（浮遊容量ともい
う）の影響が発生し、これが新たに雑音混入の要因とな
って悪影響を及ｉｆ　している。

この発明はこのような従来の課題に着目してなされたも
ので、集積回路内部の圧カセンサ用増幅回路のシールド
性を高めるようにした装置を提供することを目的とする
。

（課題を解決するための手段）この発明は、圧力センサからの低レベルの信号を入力す
る等価な一対の非反転増幅器と、これらからの信号を入
力する差動増幅器とを集積化して形成し、この集積回路
を多層基板上に取り付けた圧力センサの信号処理回路に
おいて、ｉｖ記非反転増幅器の各入力側配線部分が静電
シールドされるように前記多層基板の一部にシールド板
状のパターンを作成し、このパターンをそれぞれ非反転
増幅器の帰還点に接続した。

（作用）非反転増幅器の入力側配線部分が、多層基板の一部に形
成されたシールド板状のパターンにて静電シールドされ
ると、外米雑音の拾い込みが減少する。

さらに、このパターンが非反転増幅器の帰還点に接続さ
れると、ブートストラップの技法が適用されて、配線パ
ターンと非反転増幅器の入力ビンに存在する浮Ｍ容量が
等測的に小さくされる。この結果、等価な一対の非反転
増幅器に入力する浮遊容量の不均衡が無くなり、後段の
差動増幅器での同相成分除去比が高まる。

（実施例）第１図はこの発明の一実施例で、これはセラミックから
なる各基板上に描かれたパターンが分かるように拡大し
、しかも５つの各基板１１〜１５をずらした状態を表し
ている。このうち最上段と最下段の基板１１．１５につ
いては配線だけでなくダイオード、抵抗等の電気素子を
も形成しであるためパターンが複雑となっているのに対
して、中間に位置する各基板１２〜１４についてはもっ
ばら配線のためのものであるため、パターンの描かれて
ないスペースが多くなっている。

これら５つの基板１１〜１５は実際には第２図に示すよ
うに積層され、その寸法は１枚の基板の縦が１１．３Ｉ
ＩＩ鎗、横が１３，５１１１ｍ、積層後の厚さが８１程
度という小さなものである。

一方、１６はセラミック多層基板の上に取り付けられる
集積回路（Ｉ　Ｃ）で、外部との接続は、突出するビン
１７を介して行なわれる。ｒｃ１６の内部に形成した回
路の一部をＰＩＳ３図に示すと、同図では等価な一対の
非反転増幅器からの信号を標準型の差動増幅器に入力さ
せるようにしだ差動出力の増幅回路が、オペレージ１ナ
ルアンプＯＰＩ〜○Ｐ３と抵抗Ｒ１〜Ｒｅ　ｔＲｌ　ｓ
　＋Ｒｌ　＊の各素子を組み合わせることにより形成さ
れている。なお、数字１〜４はビン１７に付けた番号で
あり、圧力センサがらの信号はビン１と４から入力され
ることになる。

詳しくは、オペレージ１ナルアンプＯＰＩ、ＯＰ２とフ
ィードバック抵抗ＲＩＩＲ２（両抵抗値はほぼ等しい）
などから等価な一対の非反転増幅器が構成されており、
非反転増幅器とするのは、入力インピーダンスを高くで
きること、かつ非反転の出力がブートストラップの技法
に使えるからである。

また、オペレージ５ナルアンプＯＰｓと抵抗Ｒ３、Ｒ４
などから標準型の差動増幅器が構成され、この差動増幅
器の同相成分除去比ＣＭ　Ｒ（ＣｏｍｍｏｎＭｏｄｅ　
　Ｒｅｊｅｃｔｉｏｎ　　ＲａＬｉｏ）は差動入力信号
に対する増幅度（利得ともいう）をＡＤ％同相入力信号
に対する増幅度をＡｃとしてＣＭ　Ｒ”　Ａ　ｏ　／　Ａ　ｃにて定義されるものである。なお、差動増幅器の利点は
ＣＭＲの値に応じて雑音を取り除くことができる７へに
ある。

さて、ＩＣ１６に対してはビン１〜４がら雑音が混入す
る。ここに、基板の設計によって外米雑音の拾い込みを
減少させようとするには、もっとも簡単な手段として静
電シールドの方法がある。

このため、非反転増幅器の入力側つまりオペレージ１ナ
ルアンプＯＰ１．ｏＰ２の入力側配ｍ部分（第３図で破
線で囲った部５ｆ）が静電シールドされるように、第１
図に示す中間基板１２上にシールド板状のパターン２５
．２６を形成する。というのも、この中間基板１２は配
線のためのパターンが走るだけであるから、パターンの
走らない部分のほうが広く、この空いた部分を利用して
ＷＩ！シールドのためのパターンを形成するのである。

また、多層基板の空いたスペースを利用して行うことで
、静電シールドの小型化が可能である。

さらに、パターン２５．２Ｇを非反転増幅器の帰還点た
とえば第３図でＡ、Ｂ点にそれぞれ接続する。これは、
ブートストラップの技法を適用するためで、これにて配
線パターンと非反転増幅器の入力ビン１７に存在する浮
遊容量Ｃｓが等測的に小さくされる。数式的に扱うと、
この場合の等価入力容量ＣｉはループゲインをＡβ（た
だしＡは増幅度）としてＣ１＝Ｃ５／（１＋Ａβ）であ
り、非反転増幅器の増幅度が大きくＡβ〉）１であれば
、Ｃｉが小さくなることが分かる。

この結果、等価な一対の非反転増幅器に入力する浮遊容
量の不均衡が無くなると、後段の差動増幅器でのＣＭＲ
が高まる。これは、差動増幅器の性能が保証されるのは
、一対の入力信号にバランスが保たれている場合であり
、前段の抵抗素子や静電容量素子にアンバランスがある
と、同相成分はそこで差動成分に変換され、アンバラン
スが多くなるほどＣＭＲが低下するからである。したが
って、アンバランスをできるだけなくすことでＣＭＲが
高まり、雑音が相対的に軽減されるのである。

（発明の効果）以上説明したように、この発明では、集積回路内部に形
成された等価な一対の非反転増幅器の各入力側配線部分
が静電シールドされるように、多／ｆｌ基板の一部にシ
ールド板状のパターンを作成し、このパターンをそれぞ
れ非反転増幅器の帰還点に接続したので、圧力センサ用
増幅回路が集積化された場合においても、有効に雑音を
低減することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例の多層セラミック基板を各基
板ごとにずらして示す拡大図、第２図はこの実施例の積
層後の多層セラミック基板を示す部分斜視図、第３図は
この実施例の集積回路内部に形成される回路図である。１１〜１５・・・セラミック基板、１６・・・集積回路
、１７・・・ビン、２５．２６・・・シールド板状のパ
ターン、○Ｐ１〜ＯＰ３・・・オペレーショナルアンプ
、Ｒ１−Ｒｅ　＋Ｒｌ　ｓ　＋Ｒｌ　ｅ・・・抵抗。第１図第２図

Claims

【特許請求の範囲】

圧力センサからの低レベルの信号を入力する等価な一対
の非反転増幅器と、これらからの信号を入力する差動増
幅器とを集積化して形成し、この集積回路を多層基板上
に取り付けた圧力センサの増幅回路において、前記非反
転増幅器の各入力側配線部分が静電シールドされるよう
に前記多層基板の一部にシールド板状のパターンを作成
し、このパターンをそれぞれ非反転増幅器の帰還点に接
続したことを特徴とする圧力センサの増幅回路。