JPH0229011A - 増幅回路 - Google Patents
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- JPH0229011A JPH0229011A JP1108500A JP10850089A JPH0229011A JP H0229011 A JPH0229011 A JP H0229011A JP 1108500 A JP1108500 A JP 1108500A JP 10850089 A JP10850089 A JP 10850089A JP H0229011 A JPH0229011 A JP H0229011A
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- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 5
- 230000003321 amplification Effects 0.000 claims description 2
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims description 2
- 230000010354 integration Effects 0.000 abstract description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 11
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 102220090095 rs1042713 Human genes 0.000 description 1
- 102220101549 rs199890548 Human genes 0.000 description 1
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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。
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〕
本発明はオフセット電圧キャンセル回路を付加した増幅
回路に関するものである。更に詳述するとこのような増
幅回路の出力特性の改善に関するものである。
回路に関するものである。更に詳述するとこのような増
幅回路の出力特性の改善に関するものである。
高周波領域まで増幅する機能を持つ高速増幅器(例えば
108H2以上まで増幅するような増幅器)は、一般に
DCオフセット電圧VoFが比較的大きいため、このオ
フセット電圧−VOFを自動的にキャンセルする回路を
増幅器に付加することが行なわれる。なお、オフセット
電圧が変化することにより生じるドリフトもこのオフセ
ット電圧キャンセル回路で打消される。
108H2以上まで増幅するような増幅器)は、一般に
DCオフセット電圧VoFが比較的大きいため、このオ
フセット電圧−VOFを自動的にキャンセルする回路を
増幅器に付加することが行なわれる。なお、オフセット
電圧が変化することにより生じるドリフトもこのオフセ
ット電圧キャンセル回路で打消される。
第3図は従来のオフセット電圧キャンセル回路を付加し
た増幅器を示す図である。
た増幅器を示す図である。
同図において、旧は高周波領域まで増幅機能を持つ高速
増幅器であり、入力間にDCオフセット電圧VOF(入
力電圧VLrL=Ovでも増幅器の2つの入力端子間に
現れる電圧)を持つものである。
増幅器であり、入力間にDCオフセット電圧VOF(入
力電圧VLrL=Ovでも増幅器の2つの入力端子間に
現れる電圧)を持つものである。
一方、演算増幅器u2と抵抗R3と積分コンデンサCと
で構成される積分回路は、オフセット電圧キャンセル回
路を構成している。この増幅器u2は、速度は遅いがオ
フセットの小さいものが用いられる。
で構成される積分回路は、オフセット電圧キャンセル回
路を構成している。この増幅器u2は、速度は遅いがオ
フセットの小さいものが用いられる。
積分回路(オフセット電圧キャンセル回路)は、高速増
幅器u1のDCオフセット電圧VOF (増幅器u1の
反転入力端子の電圧)を反転積分して、この電圧を増幅
器口の非反転入力端子(十入力端子)に加えている。従
って、オフセット電圧キャンセル回路はオフセット電圧
■OFの大きさと等しく、かつ逆極性の電圧信号(VO
F>を増幅器u1の非反転入力端子へ加えた時点でその
動作が安定するので、高速増幅器U1の2つの入力端子
間電圧は、Vo F + (Vo F ) =Ov
となり、オフセット電圧■。Fは打消される。
幅器u1のDCオフセット電圧VOF (増幅器u1の
反転入力端子の電圧)を反転積分して、この電圧を増幅
器口の非反転入力端子(十入力端子)に加えている。従
って、オフセット電圧キャンセル回路はオフセット電圧
■OFの大きさと等しく、かつ逆極性の電圧信号(VO
F>を増幅器u1の非反転入力端子へ加えた時点でその
動作が安定するので、高速増幅器U1の2つの入力端子
間電圧は、Vo F + (Vo F ) =Ov
となり、オフセット電圧■。Fは打消される。
このような第3図回路の入出力関係を第6図に示す、オ
フセット電圧VOFが打消された状態(非反転入力端子
電位=Ov)では、積分回路側へ新たに流入する電流は
ないので(積分回路の入出力間の電圧が等しいから)、
入力電圧V rrLにより抵抗R1を流れる電’tN
1 rrLは総べて抵抗R2にも流れる。従って、(1
)式が成立つ。
フセット電圧VOFが打消された状態(非反転入力端子
電位=Ov)では、積分回路側へ新たに流入する電流は
ないので(積分回路の入出力間の電圧が等しいから)、
入力電圧V rrLにより抵抗R1を流れる電’tN
1 rrLは総べて抵抗R2にも流れる。従って、(1
)式が成立つ。
Vait/Vin=−R2/R1(1)第3図回路は、
第6図に示す零点P1をあたかも支点として動作する。
第6図に示す零点P1をあたかも支点として動作する。
即ち、入力電圧V inが変化するとこの零点P1を支
点とし、抵抗R1とR2からなる斜めの線の傾きが変化
し、出力電圧7吋が出力される。
点とし、抵抗R1とR2からなる斜めの線の傾きが変化
し、出力電圧7吋が出力される。
以上のような第3図回路の長所は、積分回路の時定数が
充分大きければ正弦波のような往復信号に対しオフセッ
トエラーがなくなることである。
充分大きければ正弦波のような往復信号に対しオフセッ
トエラーがなくなることである。
しかし、第3図回路にV f’lとして例えば第8図(
1)に示すようなステップ入力を印加すると、増幅器口
の出力は、このV inに応じてステップ状に変化する
のでなく第8図(2)に示すように一旦立上がった後積
分回路の時定数で変化する波形となる。
1)に示すようなステップ入力を印加すると、増幅器口
の出力は、このV inに応じてステップ状に変化する
のでなく第8図(2)に示すように一旦立上がった後積
分回路の時定数で変化する波形となる。
この理由を第7図を参照しながら説明する。
入力電圧V inとして第8図(1)のようなステップ
状の信号が加えられた場合、積分回路は積分時定数で応
答するため、ステップの立下がり(立上がり)時点では
積分回路出力はステップ入力に追従できない。
状の信号が加えられた場合、積分回路は積分時定数で応
答するため、ステップの立下がり(立上がり)時点では
積分回路出力はステップ入力に追従できない。
一方、一般に高速増幅器u1はオープンルーズのゲイン
Aが比較的低いため(例えばゲインA=10〜102程
度)、入力電圧V irLが第3図の入力部Bに印加さ
れると、その大きさに比例した電圧eが高速増幅器u1
の反転入力端子(−入力端子)に出現する。なお、■。
Aが比較的低いため(例えばゲインA=10〜102程
度)、入力電圧V irLが第3図の入力部Bに印加さ
れると、その大きさに比例した電圧eが高速増幅器u1
の反転入力端子(−入力端子)に出現する。なお、■。
Eは入力電圧V 1rL= Ovで発生するオフセット
電圧である。
電圧である。
高速増幅器u1は電圧eをゲインA倍した一Aeの電圧
を出力する。従って、ステップ入力が加えられた瞬間は
、22点を零電位点とし、第7図に示す入出力関係にな
っている。なお、高速増幅器口のオープンループゲイン
Aが無限大の値(理想f+[)であれば、多くの参考書
に解説されているようにe〜Ovとなり、支点は第7図
の21点となる。しかしここではゲインAは有限値なの
でステップ入力が加えられた瞬間は、第7図の22点が
支点となる。従って、第3図の入出力ゲインG1は(2
)式で現される。
を出力する。従って、ステップ入力が加えられた瞬間は
、22点を零電位点とし、第7図に示す入出力関係にな
っている。なお、高速増幅器口のオープンループゲイン
Aが無限大の値(理想f+[)であれば、多くの参考書
に解説されているようにe〜Ovとなり、支点は第7図
の21点となる。しかしここではゲインAは有限値なの
でステップ入力が加えられた瞬間は、第7図の22点が
支点となる。従って、第3図の入出力ゲインG1は(2
)式で現される。
セット電圧キャンセル回路)の作用により、第7図に示
す電圧e=ovとなる(反転入力端子電圧=Ov)、従
って、第7図に示す21点がOvとなるため、積分時定
数の後は、第7図の状態が第6図になる。従って第3図
回路の最終のゲインG2は、記述した(1)式となる。
す電圧e=ovとなる(反転入力端子電圧=Ov)、従
って、第7図に示す21点がOvとなるため、積分時定
数の後は、第7図の状態が第6図になる。従って第3図
回路の最終のゲインG2は、記述した(1)式となる。
G2=−It27 R1(+)
即ち、第3図の回路はDCゲインG2とACゲインG1
が異なるのである。
が異なるのである。
このようなことから、ステップ入力を第3図回路に加え
ると、その出力VOutは第8図(2のようになる。
ると、その出力VOutは第8図(2のようになる。
しかし、第8図(1)の波形を高速増幅器u1で増幅し
た結果得られる波形が第8図(2)の波形では、不都合
である。
た結果得られる波形が第8図(2)の波形では、不都合
である。
第8図(2)の波形が得られる理由を要約すると、ステ
ップ入力があった瞬間は、高速増幅器口の反転入力端子
の電位は0■でなく成る電圧eが発生するため、積分回
路に電圧eが印加される。そして積分回路はこの電圧e
が等価的にOvとなるように動作するからである。
ップ入力があった瞬間は、高速増幅器口の反転入力端子
の電位は0■でなく成る電圧eが発生するため、積分回
路に電圧eが印加される。そして積分回路はこの電圧e
が等価的にOvとなるように動作するからである。
そこで従来は第4図の構成によりステップ入力での特性
を改善していた。第4図の回路は入力電圧V inと出
力電圧Vitの間の電圧を抵抗R3とRNで分割し、そ
の分割電圧を積分回路(増幅器U2)へ加えるようにし
た点である。その他の構成は第3図と同じである。なお
、高速増幅器U1は等何回路的に表わしており、内部に
記載しなURは出力インピーダンスが0Ωの理想増幅器
であり、「01は現実の高速増幅器U1の出力インピー
ダンスである。
を改善していた。第4図の回路は入力電圧V inと出
力電圧Vitの間の電圧を抵抗R3とRNで分割し、そ
の分割電圧を積分回路(増幅器U2)へ加えるようにし
た点である。その他の構成は第3図と同じである。なお
、高速増幅器U1は等何回路的に表わしており、内部に
記載しなURは出力インピーダンスが0Ωの理想増幅器
であり、「01は現実の高速増幅器U1の出力インピー
ダンスである。
RN=α・−Δ−・R2(4)
、4十1
とすれば、抵抗R3とRNとで分割された電圧V2(第
4図参照)は、第9図の22点の電位(Ov)となる。
4図参照)は、第9図の22点の電位(Ov)となる。
αは任意の定数である。
動作説明をする。第4図の回路は、ステップ入力が印加
された瞬間は第9図の22点く第7図に示す22点と同
じ)がOvとなっている。従って、出力電圧V[lJt
は、第9図に示すように−Aeである(第7図の−Ae
と同じ)、ここまでの動作は第3図と同様である。
された瞬間は第9図の22点く第7図に示す22点と同
じ)がOvとなっている。従って、出力電圧V[lJt
は、第9図に示すように−Aeである(第7図の−Ae
と同じ)、ここまでの動作は第3図と同様である。
しかし、その後の動作が異なる。第4図の回路は、積分
回路に加えられる電圧v2が抵抗R3とRNで分割され
たものであり、しかも抵抗R3とRNが(3)。
回路に加えられる電圧v2が抵抗R3とRNで分割され
たものであり、しかも抵抗R3とRNが(3)。
(4)式のように予め設定されているので、積分回路に
加えられる電圧は、第9図の22点の電圧である。
加えられる電圧は、第9図の22点の電圧である。
即ち、積分回路には第9図のP1点の電圧eが印加され
ず、ステップ入力が印加された際の22点の電圧かその
まま加えられているので、第8図(3)のようなステッ
プレスポンスの出力電圧波形が高速増幅器u1から得ら
れる。
ず、ステップ入力が印加された際の22点の電圧かその
まま加えられているので、第8図(3)のようなステッ
プレスポンスの出力電圧波形が高速増幅器u1から得ら
れる。
以上のような従来の第4図回路は、次の課題がある。
上述は、第4図の高速増幅器u1を理想状態、即ち、無
負荷状態で動作させかつ、出力インビータンスは0Ωと
仮定して説明した。しかし実用の回路では第4図のUl
に示すように通常、高速増幅器u1に負荷R[が接続さ
れ、かつ現実の高速増幅8旧には出力インピーダンスr
01(例えば約10Ω位)が存在するので、負荷電流1
Lによって電圧降下(r01 ・iL>が発生し、出
力電圧V[は低下する。
負荷状態で動作させかつ、出力インビータンスは0Ωと
仮定して説明した。しかし実用の回路では第4図のUl
に示すように通常、高速増幅器u1に負荷R[が接続さ
れ、かつ現実の高速増幅8旧には出力インピーダンスr
01(例えば約10Ω位)が存在するので、負荷電流1
Lによって電圧降下(r01 ・iL>が発生し、出
力電圧V[は低下する。
このことは高速増幅器u1のゲイ、ンAが見掛は上紙下
したのと等価である。従って、第4図の回路を実用化す
る場合、積分回路に加える電圧v2を定める抵抗値R3
とRNは、予め負荷電流iLによる電圧降下を見込んで
値を定めるが、負荷ftLが変化したり、あるいは第4
図回路の設計段階では、負荷Illの値が確定されてい
ない場合、その補正が不可能である。即ち、第4図の積
分回路の入力電圧v2を第9図の22点に合せることが
できず、その結果第8図(2)のような出力波形になる
恐れがあった。
したのと等価である。従って、第4図の回路を実用化す
る場合、積分回路に加える電圧v2を定める抵抗値R3
とRNは、予め負荷電流iLによる電圧降下を見込んで
値を定めるが、負荷ftLが変化したり、あるいは第4
図回路の設計段階では、負荷Illの値が確定されてい
ない場合、その補正が不可能である。即ち、第4図の積
分回路の入力電圧v2を第9図の22点に合せることが
できず、その結果第8図(2)のような出力波形になる
恐れがあった。
このように第4図の回路は、高速増幅器u1が理想状態
では、DCゲインとACゲインを等しくすることができ
たが、実用化段階では、DCゲインとACゲインが負荷
の、影響を受けて等しくすることができなかった。
では、DCゲインとACゲインを等しくすることができ
たが、実用化段階では、DCゲインとACゲインが負荷
の、影響を受けて等しくすることができなかった。
また、第3頁においてオフセットキャンセル回路に用い
る増幅器u2は特別にオフセットの小さいものが用いら
れると述べたが、一般にオフセットの小さい増幅器は周
波数帯域が狭い、即ち直流に極めて近い領域でのみ利得
を保持する特性となっている。また、高速増幅8旧は第
5頁に記載したようにオープンループゲインAが小さい
、従って第4図の増幅回路は高周波領域まである程度・
のゲインを持つが、低周波領域でのオープンループゲイ
ンが低いと言う問題がある。
る増幅器u2は特別にオフセットの小さいものが用いら
れると述べたが、一般にオフセットの小さい増幅器は周
波数帯域が狭い、即ち直流に極めて近い領域でのみ利得
を保持する特性となっている。また、高速増幅8旧は第
5頁に記載したようにオープンループゲインAが小さい
、従って第4図の増幅回路は高周波領域まである程度・
のゲインを持つが、低周波領域でのオープンループゲイ
ンが低いと言う問題がある。
本発明の第1の目的は、負荷ItLが変動したりまたそ
の値が未定であっても、ステップ入力を正確に増幅でき
る(第8図(3)の波形を出力できる)増幅回路を提供
することである。
の値が未定であっても、ステップ入力を正確に増幅でき
る(第8図(3)の波形を出力できる)増幅回路を提供
することである。
本発明の第2の目的は、上記目的を達成しつつ、低周波
領域でのオープンループゲインを高くしな増幅回路を提
供することである。
領域でのオープンループゲインを高くしな増幅回路を提
供することである。
本発明は、上記課題を解決するなめに
入力部(B)と反転入力端子間に接続された入力抵抗(
R1)と、入出力間に接続された帰還抵抗(R2)と、
一端が前記入力部(B)に接続された抵抗(R3)と積
分コンデンサと増幅器(Ul)とから構成されその積分
出力を非反転入力端子に加える積分回路と、を備え、出
力インピーダンス(r01)とオフセット電圧VOFを
持つ増幅器(Ul)と、この増幅器(Ul)の出力端子
と負荷(RL)の間に接続された微小抵抗(R02)と
、この微小抵抗(R02)の両端の電圧を導入し、前記
積分回路の出力がマイナスのオフセット電圧−VOFを
維持する値の信号を積分回路に加える演算回路と、 を備えるようにしたものである。
R1)と、入出力間に接続された帰還抵抗(R2)と、
一端が前記入力部(B)に接続された抵抗(R3)と積
分コンデンサと増幅器(Ul)とから構成されその積分
出力を非反転入力端子に加える積分回路と、を備え、出
力インピーダンス(r01)とオフセット電圧VOFを
持つ増幅器(Ul)と、この増幅器(Ul)の出力端子
と負荷(RL)の間に接続された微小抵抗(R02)と
、この微小抵抗(R02)の両端の電圧を導入し、前記
積分回路の出力がマイナスのオフセット電圧−VOFを
維持する値の信号を積分回路に加える演算回路と、 を備えるようにしたものである。
本発明では負荷電流iLの大きさを高速増幅器の出力端
子に設けた微小抵抗で観測している。そしてこの微小抵
抗の両端電圧を導入し積分回路の出力(第8図(4)参
照)がマイナスのオフセット電圧−■。Fを維持する値
の信号を演算回路で演算し、これを積分回路に加えるよ
うにしているので、負荷が変動してもオフセット電圧V
OFのみキャンセルし、入力電圧に応じて高速増幅器の
入力に発生する電圧eはキャンセルしない。
子に設けた微小抵抗で観測している。そしてこの微小抵
抗の両端電圧を導入し積分回路の出力(第8図(4)参
照)がマイナスのオフセット電圧−■。Fを維持する値
の信号を演算回路で演算し、これを積分回路に加えるよ
うにしているので、負荷が変動してもオフセット電圧V
OFのみキャンセルし、入力電圧に応じて高速増幅器の
入力に発生する電圧eはキャンセルしない。
従って第8図(3)のような波形を出力できる。
以下、図面を用いて本発明の詳細な説明する。
第1図は本発明に係る増幅回路の一実施例を示す図、第
2図は本発明の別の構成例を示す図、第5図は本発明の
動作原理を示す図である。
2図は本発明の別の構成例を示す図、第5図は本発明の
動作原理を示す図である。
第1図及び第2図が、第4図と異なる点は、高速増幅器
U1の出力端子と負荷器、の間に微小抵抗r。
U1の出力端子と負荷器、の間に微小抵抗r。
2を設けたことと、この微小抵抗r02の両端の電圧を
導入し、積分回路の出力がマイナスのオフセット電圧−
■oFを維持する値の信号SAを出力する演算回路1を
設けたことである。そのほかの構成は、第4図と同様で
あるため、第4図と異なる点の構成のみ詳しく説明する
。
導入し、積分回路の出力がマイナスのオフセット電圧−
■oFを維持する値の信号SAを出力する演算回路1を
設けたことである。そのほかの構成は、第4図と同様で
あるため、第4図と異なる点の構成のみ詳しく説明する
。
演算回路1は、微小抵抗r02の両端の電圧を導入し、
積分回路を構成する増幅器u2の反転入力端子に次のよ
うな信号S^を出力するものである。
積分回路を構成する増幅器u2の反転入力端子に次のよ
うな信号S^を出力するものである。
この信号SAを説明する。積分回路(増幅器U2)は、
抵抗R3を介して加えられる電流ILrLと、演算回路
1から加えられる信号SA(ここでは電流it )の代
数和の電流を積分する。ここで電流i inは入力電圧
V rlが入力部Bへ印加されたことにより抵抗R3に
流れる電流であり、電流ifは、入力電圧V inが印
加されたことにより微小抵抗ro2の両端に発生する電
圧をもとにして演算回路1から出力される電流である。
抵抗R3を介して加えられる電流ILrLと、演算回路
1から加えられる信号SA(ここでは電流it )の代
数和の電流を積分する。ここで電流i inは入力電圧
V rlが入力部Bへ印加されたことにより抵抗R3に
流れる電流であり、電流ifは、入力電圧V inが印
加されたことにより微小抵抗ro2の両端に発生する電
圧をもとにして演算回路1から出力される電流である。
本発明の構成要素である演算回路1.2は、1f=ll
rL の関係の電流を出力するものである。積分回路の
出力は、入力電圧V trL = Ovの場合、上述し
たように電圧(−VOF)を出力し、高速増幅器u1の
オフセット電圧−VOFをキャンセルしている。このよ
うな状態で入力電圧V inが印加されても、これによ
り積分回路に流入する電流l rlと1fの代数和が0
であるから、積分回路の出力は、(−VOF)を維持す
る(第8図の(4)参照)。
rL の関係の電流を出力するものである。積分回路の
出力は、入力電圧V trL = Ovの場合、上述し
たように電圧(−VOF)を出力し、高速増幅器u1の
オフセット電圧−VOFをキャンセルしている。このよ
うな状態で入力電圧V inが印加されても、これによ
り積分回路に流入する電流l rlと1fの代数和が0
であるから、積分回路の出力は、(−VOF)を維持す
る(第8図の(4)参照)。
このようなit=im の関係の信号(1f)を出力
することができる演算回路であれば、どのような構成で
も良いが、本願では、第1図と第2図にその具体例を示
した。
することができる演算回路であれば、どのような構成で
も良いが、本願では、第1図と第2図にその具体例を示
した。
第1図の演算回路1は、微小抵抗ro2の両端の電位を
抵抗R6とR7を介して反転・非反転入力端子に導入し
た増幅器U3を備えている。更にこの増幅器u3は入出
力間に帰還抵抗R5を備え、抵抗R4を介してその出力
信号を積分回路の増幅器u2の反転入力端子に加えてい
る。
抵抗R6とR7を介して反転・非反転入力端子に導入し
た増幅器U3を備えている。更にこの増幅器u3は入出
力間に帰還抵抗R5を備え、抵抗R4を介してその出力
信号を積分回路の増幅器u2の反転入力端子に加えてい
る。
第2図の演算回路2は、微小抵抗r02の高速増幅器u
1側の電位を抵抗R14で取出し、これを積分回路の増
幅器u2の反転入力端子に加えるとともに、微小抵抗「
02の負荷RE側の電位を抵抗R17にて増幅器U3の
反転入力端子に導き、帰還抵抗816を持つ増幅器U3
で増幅し、出力抵抗R15を介してその出力を積分回路
の増幅器u2の反転入力端子に加えている。
1側の電位を抵抗R14で取出し、これを積分回路の増
幅器u2の反転入力端子に加えるとともに、微小抵抗「
02の負荷RE側の電位を抵抗R17にて増幅器U3の
反転入力端子に導き、帰還抵抗816を持つ増幅器U3
で増幅し、出力抵抗R15を介してその出力を積分回路
の増幅器u2の反転入力端子に加えている。
上述は演算回路1.2から出力される信号SAを電流で
説明したが、電圧で説明したのが第5図である。この第
5図を参照しながら、第1図の増幅回路の動作を説明す
る。
説明したが、電圧で説明したのが第5図である。この第
5図を参照しながら、第1図の増幅回路の動作を説明す
る。
上述したように現実の高速増幅8旧は出力インピーダン
スが0Ωの理想増幅器ORと、その出力端に接続された
出力インピーダンスr01に分けて描くことができる。
スが0Ωの理想増幅器ORと、その出力端に接続された
出力インピーダンスr01に分けて描くことができる。
第1図の演算回路1を構成する増幅器U3と抵抗15、
R6は、理想増幅器ORの出力電圧vRを発生させる
機能を持つ(即ち、増幅器u3の出カシ3=VIt)
。
R6は、理想増幅器ORの出力電圧vRを発生させる
機能を持つ(即ち、増幅器u3の出カシ3=VIt)
。
その理由を説明する。抵抗113. R4,R5,II
6は次のように予め設定している。
6は次のように予め設定している。
R3= α (R1+R2/ (A + 1 )
)R4=α・R2・A/(A+1) R5=β−r01 (
S)R6=β・r O2(fli) β:任意の定数 理想増幅器uRの出力電圧VRは(7)式で表わすこと
かできる。
)R4=α・R2・A/(A+1) R5=β−r01 (
S)R6=β・r O2(fli) β:任意の定数 理想増幅器uRの出力電圧VRは(7)式で表わすこと
かできる。
νR=Vout+ ((V4−VlIIt) /r02
) (rot 十rQ2 )・・・(7) V(lltとv4は第1図中に示す点の電圧である。
) (rot 十rQ2 )・・・(7) V(lltとv4は第1図中に示す点の電圧である。
なお、第1図に示す抵抗R2に流れる電流ioと高速増
幅器u1から出力される電流iLとは、(r01 +r
02 +RL) (R2であるからl 64: l 1
の関係がある。したがって抵抗r02に流れる電流はl
Lとして説明する。
幅器u1から出力される電流iLとは、(r01 +r
02 +RL) (R2であるからl 64: l 1
の関係がある。したがって抵抗r02に流れる電流はl
Lとして説明する。
抵抗r02を流れる′S流lLのうちIL/βだけ抵抗
R6ry!Jに流れ込むように抵抗116.115の値
を設定することができる。従って、増幅器u3の出力電
圧v3は(B)式で表わすことができる。
R6ry!Jに流れ込むように抵抗116.115の値
を設定することができる。従って、増幅器u3の出力電
圧v3は(B)式で表わすことができる。
V3=VII11+(R5+R6) ・(I L /
13 ) (B)(5) 、 (6)式、及び
i L = (V4−VQIL ) / R02の関係
を(B)式に代入すると シ3=シR となる。
13 ) (B)(5) 、 (6)式、及び
i L = (V4−VQIL ) / R02の関係
を(B)式に代入すると シ3=シR となる。
第4図(従来例)の抵抗RNに加えられる高速増幅器υ
1からの電圧vlIItは、r01 ・lLの影響を受
けるため、第9図の22点の電位を維持して増幅器u2
の反転入力端子に加えることができなかった。
1からの電圧vlIItは、r01 ・lLの影響を受
けるため、第9図の22点の電位を維持して増幅器u2
の反転入力端子に加えることができなかった。
一方、本発明に係る第1図の回路によれば、抵抗R4に
加える電圧■3は、高速増幅器u1の出力インピーダン
ス「01の影響を受けない電圧VR(理想増幅器υRの
出力電圧)と等しい電圧に自動的に演算される。従って
、本発明によれば、負荷がどのように変化しても、自動
的に積分回路の増幅器u2の反転入力端子を第5図の2
2点(第9図の22点と同じ)の電圧に保つことができ
る。その結果、第8図(3)のような波形を出力するこ
とができる。
加える電圧■3は、高速増幅器u1の出力インピーダン
ス「01の影響を受けない電圧VR(理想増幅器υRの
出力電圧)と等しい電圧に自動的に演算される。従って
、本発明によれば、負荷がどのように変化しても、自動
的に積分回路の増幅器u2の反転入力端子を第5図の2
2点(第9図の22点と同じ)の電圧に保つことができ
る。その結果、第8図(3)のような波形を出力するこ
とができる。
第2図の演算回路2によっても、第1図回路と同様な効
果を得ることができる。
果を得ることができる。
上述した第1図回路では、VR=V3であるから、(7
)式より、(9)式が成立つ。
)式より、(9)式が成立つ。
V3=Vo+ ((V4−VllIt) /r02 )
(roi +r02 )=V4 (r01 +r0
2 ) /r02−Vast −rot / R02・
・・(9) そして、第1図回路では、l r = V3/ R4の
電流を積分回路の増幅器u2へ加えていた。
(roi +r02 )=V4 (r01 +r0
2 ) /r02−Vast −rot / R02・
・・(9) そして、第1図回路では、l r = V3/ R4の
電流を積分回路の増幅器u2へ加えていた。
第2図の演算回路2でも、この第1図演算回路1と同じ
電流ifを積分回路の増幅器u2へ加えることができる
。
電流ifを積分回路の増幅器u2へ加えることができる
。
即ち、第2図では、各抵抗が次のように設定されている
。
。
R15=α ・R2・A/ (A+ 1 )R16=β
・「01 R17=β −R02 従って、増幅器U3の出力電圧V^は(II)式で表わ
される。
・「01 R17=β −R02 従って、増幅器U3の出力電圧V^は(II)式で表わ
される。
VA= −V out −ro 1 / rG2
(II)これは、(9)式の右辺の第2
項の値である。この電圧■^は、第1図回路の抵抗R4
と同じ値の抵抗1115を介して増幅器u2へ加えられ
る。
(II)これは、(9)式の右辺の第2
項の値である。この電圧■^は、第1図回路の抵抗R4
と同じ値の抵抗1115を介して増幅器u2へ加えられ
る。
第1図回路において2(9)式の右辺の第1項の電圧に
基づいて増幅器u2へ加えられるt流11は1 + =
+V4 (roi +r02 ) /r02 ) /
R4・・・(12) である。従って、第2図の演算回路2において、抵抗R
14を00式の値にすれば、このR14を流れる電流値
は(12)式の電流値である。
基づいて増幅器u2へ加えられるt流11は1 + =
+V4 (roi +r02 ) /r02 ) /
R4・・・(12) である。従って、第2図の演算回路2において、抵抗R
14を00式の値にすれば、このR14を流れる電流値
は(12)式の電流値である。
このように第2図の回路においても第1図と同様な動作
を行なうことができる。
を行なうことができる。
第10図は、本発明の第2の目的を果たす増幅回路を示
す図である。第10図と第4図が異なる点は点線で囲ん
だ構成を新たに追加したことである。
す図である。第10図と第4図が異なる点は点線で囲ん
だ構成を新たに追加したことである。
この点線の部分の作用は、高速増幅8旧に対するオフセ
ット電圧キャンセル用の積分増幅器u2の作用と同じで
ある。即ち、オフセット電圧キャンセル用増幅器U2自
身が持つオフセット電圧VOF2を新たに設けた点線の
部分の回路で更にキャンセルするようにしたものである
。
ット電圧キャンセル用の積分増幅器u2の作用と同じで
ある。即ち、オフセット電圧キャンセル用増幅器U2自
身が持つオフセット電圧VOF2を新たに設けた点線の
部分の回路で更にキャンセルするようにしたものである
。
第4図に対して新たに追加した点線で囲った部分の構成
を説明する。出力端子と反転入力端子の間に積分コンデ
ンサC2を設け、非反転入力端子を共通電位に接続した
増幅器u4を備える。そして抵抗R3とRNの接続点の
電位を抵抗R21を介して反転入力端子に導入し増幅器
U4の出力電圧は抵抗R22を介して増幅器u2の非反
転入力端子に加えている。
を説明する。出力端子と反転入力端子の間に積分コンデ
ンサC2を設け、非反転入力端子を共通電位に接続した
増幅器u4を備える。そして抵抗R3とRNの接続点の
電位を抵抗R21を介して反転入力端子に導入し増幅器
U4の出力電圧は抵抗R22を介して増幅器u2の非反
転入力端子に加えている。
点線で囲った部分の基本的動作は第3図と同じであり、
増幅器u2のDCオフセット電圧VOF2を反転積分し
て、この電圧を増幅器U2の非反転入力端子に加えてい
る。従ってオフセット電圧VOF2は打消される。
増幅器u2のDCオフセット電圧VOF2を反転積分し
て、この電圧を増幅器U2の非反転入力端子に加えてい
る。従ってオフセット電圧VOF2は打消される。
第10図の動作を第11図を参照して説明する。高速増
幅器U1は、オープンループゲインは小さいがこれを高
い周波数領域まで維持した第11図(A)に示すような
周波数−ゲイン特性を持っている。
幅器U1は、オープンループゲインは小さいがこれを高
い周波数領域まで維持した第11図(A)に示すような
周波数−ゲイン特性を持っている。
一方、第11図(B)の特性はオフセット電圧を特別小
さく設計した低オフセツト増幅器の周波数特性であり、
第11図(C)の特性は汎用増幅器の周波数特性である
。
さく設計した低オフセツト増幅器の周波数特性であり、
第11図(C)の特性は汎用増幅器の周波数特性である
。
汎用増幅器と、低オフセツト増幅器と、高速増幅器を比
較する6 周波数−ゲイン特性について比較すると、最も高い周波
数領域までゲインを保持しているのが高速増幅器であり
、その次が汎用増幅器であり、最後が低オフセツト増幅
器である。但し、高速増幅器は低周波領域でもそのゲイ
ンが小さく問題である。
較する6 周波数−ゲイン特性について比較すると、最も高い周波
数領域までゲインを保持しているのが高速増幅器であり
、その次が汎用増幅器であり、最後が低オフセツト増幅
器である。但し、高速増幅器は低周波領域でもそのゲイ
ンが小さく問題である。
オフセット電圧について比較すると、最も小さいのが低
オフセツト増幅器、次が汎用増幅器、最もオフセット電
圧が大きいのが高速増幅器である。
オフセツト増幅器、次が汎用増幅器、最もオフセット電
圧が大きいのが高速増幅器である。
第4図の回路のように2つの増幅器を組み合わせた複合
増幅回路においては、2つの増幅器の合成の周波数−ゲ
イン特性となる。従って第4図において増幅器U2に低
オフセツト増幅器を用いると直流に近い領域では(B)
の周波数−ゲイン特性を持ち、周波数f1を越えると(
A)の周波数−ゲイン特性となる。この組み合わせは低
周波領域においてゲインが小さく増幅回路として問題で
ある。
増幅回路においては、2つの増幅器の合成の周波数−ゲ
イン特性となる。従って第4図において増幅器U2に低
オフセツト増幅器を用いると直流に近い領域では(B)
の周波数−ゲイン特性を持ち、周波数f1を越えると(
A)の周波数−ゲイン特性となる。この組み合わせは低
周波領域においてゲインが小さく増幅回路として問題で
ある。
そこで本発明では増幅器u2として汎用増幅器を用いる
。従って汎用増幅器U2と高速増幅器111を組合わせ
ると低周波領域では第11図(C)の周波数−ゲイン特
性をもち、周波数f2を越えると(八)の周波数−ゲイ
ン特性となる。この組合わせによれば低周波領域におい
て汎用増幅器U2の作用により高いゲインを確保できる
。
。従って汎用増幅器U2と高速増幅器111を組合わせ
ると低周波領域では第11図(C)の周波数−ゲイン特
性をもち、周波数f2を越えると(八)の周波数−ゲイ
ン特性となる。この組合わせによれば低周波領域におい
て汎用増幅器U2の作用により高いゲインを確保できる
。
しかし、このままでは汎用増幅器U2が保有するオフセ
ット電圧VOF2により高速増幅器u1のオフセットを
キャンセルすると言う目的を達成できない。
ット電圧VOF2により高速増幅器u1のオフセットを
キャンセルすると言う目的を達成できない。
そこで本発明では第10図の如く汎用増幅器u2のオフ
セット電圧VOF2をキャンセルする増幅器U4を新た
に設け、この増幅器u4に低オフセツト増幅器を用いる
ようにしたものである。その結果、第10図の増幅回路
によれば、増幅器U4の作用によりオフセット電圧はキ
ャンセルされ、また周波数−ゲイン特性は第11図の(
D)となる。
セット電圧VOF2をキャンセルする増幅器U4を新た
に設け、この増幅器u4に低オフセツト増幅器を用いる
ようにしたものである。その結果、第10図の増幅回路
によれば、増幅器U4の作用によりオフセット電圧はキ
ャンセルされ、また周波数−ゲイン特性は第11図の(
D)となる。
なお、第10図の高速増幅器U1の出力端子に第1図及
び第2図に示す微小抵抗r02を設け、第10図の抵抗
RNの部分を第1図及び第2図のように構成することが
できるのは明らかである。
び第2図に示す微小抵抗r02を設け、第10図の抵抗
RNの部分を第1図及び第2図のように構成することが
できるのは明らかである。
以上述べたように本発明によれば、DCゲインとACゲ
インを負荷R[に影響されず等しくすることができる。
インを負荷R[に影響されず等しくすることができる。
即ち、負荷R[が変動したりまたその値が未定であって
も、ステップ入力を正確に増幅できる(第8図(3)の
波形を出力できる)。
も、ステップ入力を正確に増幅できる(第8図(3)の
波形を出力できる)。
第1図と第2図は本発明に係る増幅回路の構成例を示す
図、第3図と第4図は従来例を示す図、第5図は本発明
の電位関係を示す図、第6図と第7図と第9図は従来例
の電位関係を示す図、第8図は各部のタイムチャート、
第10図は本発明の別の構成例を示す図、第11図は周
波数−ゲイン特性を示す図である。 1.2・−・演算回路、Ul、 U2.03.04−@
幅器、r01・・・出力インピーダンス、r02・・・
微小抵抗、R1−R17・・・抵抗、R[・・・負荷、
C・・・積分コンデンサ。 第 図 第 図 第 図 第 図
図、第3図と第4図は従来例を示す図、第5図は本発明
の電位関係を示す図、第6図と第7図と第9図は従来例
の電位関係を示す図、第8図は各部のタイムチャート、
第10図は本発明の別の構成例を示す図、第11図は周
波数−ゲイン特性を示す図である。 1.2・−・演算回路、Ul、 U2.03.04−@
幅器、r01・・・出力インピーダンス、r02・・・
微小抵抗、R1−R17・・・抵抗、R[・・・負荷、
C・・・積分コンデンサ。 第 図 第 図 第 図 第 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 入力部(B)と反転入力端子間に接続された入力抵抗(
R1)と、入出力間に接続された帰還抵抗(R2)と、
一端が前記入力部(B)に接続された抵抗(R3)と積
分コンデンサと増幅器(U2)とから構成されその積分
出力を非反転入力端子に加える積分回路と、を備え、出
力インピーダンス(r01)とオフセット電圧V_O_
Fを持つ増幅器(U1)と、この増幅器(U1)の出力
端子と負荷(RL)の間に接続された微小抵抗(r02
)と、 この微小抵抗(r02)の両端の電圧を導入し、前記積
分回路の出力がマイナスのオフセット電圧−V_O_F
を維持する値の信号を積分回路に加える演算回路と、 を備えたことを特徴とする増幅回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1108500A JPH07109966B2 (ja) | 1988-04-28 | 1989-04-27 | 増幅回路 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63-106571 | 1988-04-28 | ||
JP10657188 | 1988-04-28 | ||
JP1108500A JPH07109966B2 (ja) | 1988-04-28 | 1989-04-27 | 増幅回路 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0229011A true JPH0229011A (ja) | 1990-01-31 |
JPH07109966B2 JPH07109966B2 (ja) | 1995-11-22 |
Family
ID=26446685
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1108500A Expired - Lifetime JPH07109966B2 (ja) | 1988-04-28 | 1989-04-27 | 増幅回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH07109966B2 (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05235650A (ja) * | 1992-02-20 | 1993-09-10 | Sony Tektronix Corp | 増幅回路 |
JPH07231227A (ja) * | 1994-02-16 | 1995-08-29 | Nec Corp | 広帯域増幅回路 |
US5647777A (en) * | 1995-03-16 | 1997-07-15 | Sumitomo Wiring Systems, Ltd. | Connector assembly for a retainer, a method for producing the same, and a molding die for producing the same |
US5961910A (en) * | 1995-03-10 | 1999-10-05 | Sumitomo Wiring Systems, Ltd. | Manufacturing method of resin molded assembly |
US6024552A (en) * | 1995-03-15 | 2000-02-15 | Sumitomo Wiring Systems, Ltd. | Metallic mold for manufacturing a connector |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6002299A (en) * | 1997-06-10 | 1999-12-14 | Cirrus Logic, Inc. | High-order multipath operational amplifier with dynamic offset reduction, controlled saturation current limiting, and current feedback for enhanced conditional stability |
-
1989
- 1989-04-27 JP JP1108500A patent/JPH07109966B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6183314B1 (en) | 1982-08-20 | 2001-02-06 | Sumitomo Wiring Systems, Ltd | Connector manufacturing method and metal mold therefor |
JPH05235650A (ja) * | 1992-02-20 | 1993-09-10 | Sony Tektronix Corp | 増幅回路 |
JPH07231227A (ja) * | 1994-02-16 | 1995-08-29 | Nec Corp | 広帯域増幅回路 |
US5961910A (en) * | 1995-03-10 | 1999-10-05 | Sumitomo Wiring Systems, Ltd. | Manufacturing method of resin molded assembly |
US6024552A (en) * | 1995-03-15 | 2000-02-15 | Sumitomo Wiring Systems, Ltd. | Metallic mold for manufacturing a connector |
US5647777A (en) * | 1995-03-16 | 1997-07-15 | Sumitomo Wiring Systems, Ltd. | Connector assembly for a retainer, a method for producing the same, and a molding die for producing the same |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH07109966B2 (ja) | 1995-11-22 |
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