JPH0314819Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は、演算増幅器の帰還回路に帰還素子
を挿入して構成される負帰還増幅器の利得切換回
路に関する。なお、かかる回路はピコアンペア
（10^-12アンペア）程度の非常に微小な電流を測定
する微小電流計、例えば放射線線量率計の測定レ
ンジを切り換える場合等に用いて好適である。

〔従来の技術〕

第３図は一般的な負帰還増幅器を示す回路図で
ある。同図において、１は演算増幅器、２は帰還
素子（抵抗器）である。

このような回路において、その入力電流をI₀と
すると、出力電圧V₀は次式の如く表わされる。

V₀＝−I₀R ……(1) こゝに、Ｒは抵抗器２の抵抗値である。この(1)式
から、抵抗器２の抵抗値を変えることによつて、
入力電流の測定レンジを変え得ることがわかる。

第４図は測定レンジ切換回路をもつ負帰還増幅
器の従来例を示す回路図である。こゝに、１は演
算増幅器、２，２１は抵抗器、３は切換スイツチ
である。この切換スイツチ３は、その接点ａ，ｃ
が導通すると、帰還回路の抵抗値は抵抗器２と２
１が並列に接続されて抵抗値が変わり、これによ
つて測定レンジの切り換えが行なわれる。

〔考案が解決しようとする問題点〕

このような回路においては、入力電流が１ピコ
アンペア程度では、帰還素子である抵抗器２の抵
抗値は10テラオーム（10¹²オーム）程度必要とな
る一方、切換スイツチ３にはそれ以上の絶縁性が
要求されるので、特別な対策が必要となつて複
雑、高価になるという問題がある。

〔問題点を解決するための手段〕

この考案はダイオードの電圧−電流特性が電圧
零ボルト付近では非常に大きい値を示すこと、す
なわち高抵抗であること、および演算増幅器の入
力端子電圧を略零ボルトに調整し得ることに着目
してなされたもので、切換スイツチを用いてダイ
オードの端子電圧が略零ボルトとなるようにする
ことにより、非常に高い絶縁性が要求されるにも
かかわらず、汎用のスイツチを用いてこれを可能
にしようとするものである。

〔作用〕

第１図はこの考案の動作原理説明図である。同
図において、１は演算増幅器、２，２１は抵抗
器、３は切換スイツチ、４はダイオードである。

このような構成において、切換スイツチ３の接
点ｃ，ａが開放で、ｃ，ｂが導通している、すな
わちレンジ切り換えをしないときは、入力電流I₀
は演算増幅器１の入力抵抗が非常に大きいため抵
抗器２，２１へ流れようとする。ところが、抵抗
器２の方へは流れるが、抵抗器２１の方へはダイ
オード４の端子間（アノード、カソード間）電圧
が零ボルト付近にあつて非常に高い抵抗値を示す
ため、電流は流れない。つまり、ダイオード４の
カソード側は切換スイツチ３の接点ｃ，ｂを介し
て接地（零ボルト）されており、かつ演算増幅器
１の負入力端子（反転端子）は帰還抵抗（抵抗器
２）と負帰還作用により、アース電位にある非反
転端子の電位と同じ略零ボルトに制御されるた
め、ダイオード４のアノード側も略零ボルトとな
り、したがつて抵抗器２１側へは電流は流れない
ことになる。これによつて、入力電流I₀は抵抗器
２の抵抗値のみで決まるレンジに応じて計測され
る。

一方、レンジの切り換えを行なうときは、切換
スイツチ３の接点ｃ，ｂは開放で、ｃ，ａが導通
するので、抵抗器２１が抵抗器２に対して並列接
続され、これによつて抵抗値が変わりレンジの切
り換えが行なわれる。

〔実施例〕

第２図はこの考案の実施例を示す構成図であ
る。

これは、抵抗器２に対して、抵抗器２２とダイ
オード４１と切換スイツチ３１との直列回路をさ
らに並設して構成したものである。そして、これ
らの直列回路が抵抗器２に対して並列接続される
ときは、演算増幅器１の出力電圧がダイオードの
順方向電圧に対して充分大きいことが要求され
る。つまり、ダイオードの順方向の電圧−電流特
性は非線形であり、この非線形性によつて誤差が
生じるので、ダイオード４３を挿入してその順方
向電圧によつて上記誤差の補償を行なうようにす
る。なお、抵抗器２に対しても直列にダイオード
４２が挿入されているが、これは他の直列回路と
条件を合わせるためのものであり、条件を同じに
してダイオード４３で一括補償するようにしたも
のである。こうすることにより、第１図のものに
比べて誤差を少なくすることができる。

〔効果〕

この考案によれば、レンジ切換用スイツチに対
して従来の如き高絶縁性が要求されないので、測
定レンジの切り換えが汎用の機械的なスイツチま
たは半導体スイツチによつても充分可能となり、
したがつて信頼性が向上するばかりでなく、コス
トダウンを図ることができる利点がもたらされる
ものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の動作原理説明図、第２図は
この考案の実施例を示す回路図、第３図は一般的
な負帰還増幅器を示す回路図、第４図は利得切り
換え回路付負帰還増幅器の従来例を示す回路図で
ある。 符号の説明、１……演算増幅器、２，５，２
１，２２……抵抗器、３，３１……スイツチ、
４，４１，４２，４３……ダイオード。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 演算増幅器の非反転端子をアースに接続し、反
   転端子を入力端子として、その出力端子と入力端
   子との間に帰還素子を接続して成る負帰還増幅器
   において、 抵抗とダイオードの直列回路と、該直列回路を
   前記帰還素子に並列に接続するか、又は該並列接
   続から該直列回路の演算増幅器出力側の一端を切
   り離してアースに接続する切換接点と、からなる
   切換回路を少なくとも１組設け、 前記抵抗とダイオードの直列回路が、前記帰還
   素子との並列接続から切り離されてアースに接続
   されたときは、前記演算増幅器の入力端子である
   反転端子が非反転端子と同じアース電位にあるこ
   とを利用して前記ダイオードを高抵抗素子として
   機能させることにより、前記演算増幅器の利得を
   前記切換接点の切り換えにより、切り換えること
   を特徴とする負帰還増幅器の利得切換回路。