JPH0233388Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、非反転の増幅回路において、増幅回
路の利得を高精度で切換えることができる回路に
関するものである。

測定器などにおいては、入力回路に用いた増幅
器の利得を可変することにより測定レンジを選択
するようにしたものが多い。このような測定器の
うち、高入力インピーダンスを必要とする測定器
は、通常、入力回路に非反転の増幅回路を用いて
いる。

一方、高精度の測定器を実現するには、測定器
の各部の誤差要因を解決しなければならない。例
えば、入力換算で0.1μVの程度の分解能を必要と
するような測定器においては、その測定器の測定
レンジ回路すなわち増幅器の利得切換え回路部分
について次の要因に対処しなければならない。

(イ) 利得調整用の可変抵抗器の接点に生ずる熱起
電力の影響防止 (ロ) 抵抗分圧器の分圧点へ流入する測定信号以外
の電流の防止 (ハ) 抵抗分圧器に使用する利得調整用の可変抵抗
器の分解能の確保 第１図及び第２図は従来から使用されている増
幅器の利得切換え回路を示す図である。第１図及
び第２図において、R₁〜R₁₀は抵抗、S₁〜S₄はス
イツチ素子、U₁，U₂は増幅器である。なお、抵
抗R₂，R₄，R₇，R₉は利得調整用の可変抵抗器で
ある。第１図及び第２図の回路において、抵抗
R₁〜R₅及びR₆〜R₁₀は直列に接続され抵抗分圧器
を構成する。この抵抗分圧器は、一端が増幅器
U₁，U₂の出力端子に接続され他端が回路アース
に接続される。そして各分圧点は、スイツチ素子
S₁〜S₄を介して増幅器U₁，U₂の反転入力端子へ
接続される。

このように構成された第１図及び第２図の回路
は以下のような欠点を有している。上述した(イ)の
要因について、第１図の回路では、可変抵抗器
R₂，R₄の接点に数μVの熱起電力が発生し、これ
が増幅器U₁の反転入力端子へ加わり測定電圧に
加算されるため高精度化は望めない。一方第２図
の回路では、可変抵抗器R₇，R₉の接点に生ずる
熱起電力は測定電圧に加算されないので、その影
響は少なくなる反面、R₇，R₉の調整がそれぞれ
独立とならないので、増幅器の利得調整が難かし
い。次に上述した(ロ)の要因について、第１図と第
２図は、どちらも特別に高絶縁化しなければなら
ない増幅器の反転入力端子へ固定抵抗素子のみで
なく可変抵抗素子も接続される構成となつている
ので、プリント板などへ実装する上で複雑となり
好ましいことではない。次に上述の(ハ)の要因につ
いて、第１図及び第２図のどちらも同じ位い小さ
な抵抗値の可変抵抗器を必要とする。その理由を
第３図で説明する。第３図は第１図及び第２図の
増幅回路の原理図であるが、その増幅度は（１＋
R₁₁／R₁₂）で表わされる。従つて一般にR₁₂はR₁₁よ り小さい値に設定される。第１図及び第２図を見
ると、第３図の抵抗R₁₂に相当する部分に可変抵
抗器が設けられているため、この可変抵抗器は小
さな抵抗値をとらざるを得ないことになる。可変
抵抗器において、小さな抵抗値（数オーム）を安
定に取り出すことは、接点の接触抵抗などにより
困難な面が多い。

以上の説明のように従来の回路は、入力換算で
0.1μV程度の分解能を必要とする精密な測定器に
適さない。

本考案は既述した背景のもとになされたもので
ある。第４図は本考案に係る増幅器の利得切換え
回路の１例を示す図である。第４図において、
R₂₁〜R₂₆は抵抗を表わし、このうちR₂₁とR₂₄は
利得調整用の可変抵抗器、その他は固定抵抗素子
である。S₅，S₆はスイツチ素子、U₄は増幅器で
ある。抵抗R₂₁〜R₂₃及びR₂₄〜R₂₆は、それぞれ
直列に接続され抵抗分圧器を構成する。この２つ
の抵抗分圧器はともに増幅器U₄の出力端子と回
路アース間に接続される。なお、本考案におい
て、各可変抵抗器は増幅器U₄の出力端子へ接続
される構成となつている。また各抵抗分圧器の分
圧点は、スイツチ素子S₅，S₆を介して増幅器U₄
の反転入力端子へ接続されている。

このように構成された第４図の回路の利得は次
の通りである。スイツチ素子S₆がオン（S₅はオ
フ）のとき、増幅回路の増幅度は
R₂₄＋R₂₅＋R₂₆／R₂₆で決定される。またスイツチ素 子S₅がオン（S₆はオフ）のとき、増幅度は
R₂₁＋R₂₂＋R₂₃／R₂₃で決定される。

以上のような本考案に係る回路によれば、次の
効果が得られる。

(1) 各測定レンジの利得の調整は、可変抵抗器
R₂₁，R₂₄で独立に行なうので調整が容易であ
る。

(2) 可変抵抗器R₂₁，R₂₄の接点の熱起電力は測
定電圧に加算されないので、熱起電力の影響は
少なくなる。

(3) 可変抵抗器R₂₁とR₂₄は、第３図で示すR₁₁側
に設けられているため、比較的大きな抵抗値の
ものを使用でき、従来の回路と比べ安定な抵抗
値とすることができる。

(4) プリント板などへ実装上、特別に高絶縁化し
なければならない増幅器U₄の反転入力端子へ
可変抵抗器が接続されていないので、製造が容
易である。

以上のように本考案によれば、高精度の入力回
路を実現できる。なお、第４図では、測定レンジ
として２レンジ分だけの例で説明したが、更に抵
抗分圧器を追加してレンジ数を増やすことができ
るのは明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第３図は従来回路の欠点を説
明するための図、第４図は本考案に係る増幅器の
利得切換え回路の１例を示す図である。 R₂₁〜R₂₆……抵抗、S₅，S₆……スイツチ素子、
U₄……増幅器。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 抵抗分圧器を増幅器の出力端子と回路アース間
   に設け、この抵抗分圧器の分圧点と前記増幅器の
   反転入力端子とをスイツチ素子を介して接続する
   ようにした非反転増幅回路において、 前記抵抗分圧器として利得調整用の可変抵抗器
   と２以上の固定抵抗素子とを直列に接続した構成
   とし、この抵抗分圧器を複数個具備し、各抵抗分
   圧器の可変抵抗器を増幅器の出力端子へ接続し他
   端の固定抵抗素子を回路アースに接続するように
   し、各抵抗分圧器における固定抵抗素子同士の接
   続点である分圧点の電位をスイツチ素子を介して
   選択的に前記増幅器の反転入力端子へ導入するよ
   うにした増幅器の利得切換え回路。