JPH0342523B2 - - Google Patents
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- JPH0342523B2 JPH0342523B2 JP57195023A JP19502382A JPH0342523B2 JP H0342523 B2 JPH0342523 B2 JP H0342523B2 JP 57195023 A JP57195023 A JP 57195023A JP 19502382 A JP19502382 A JP 19502382A JP H0342523 B2 JPH0342523 B2 JP H0342523B2
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Description
【発明の詳細な説明】
この発明は交流増幅器に係り、特に、入力部に
ホール素子等が設置され、微小信号を増幅するに
適する交流増幅器に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an AC amplifier, and more particularly to an AC amplifier in which a Hall element or the like is installed in the input section and is suitable for amplifying minute signals.
第１図及び第２図は従来の交流増幅器を示して
いる。第１図に示す交流増幅器では、前段に信号
増幅器として差動増幅器２が設置され、この差動
増幅器２の非反転入力端子（＋）と、反転入力端
子（−）との間には、ホール素子等の交流信号を
発生する信号源４が抵抗６，８を介して接続され
ている。また、この差動増幅器２の出力端子と、
反転入力端子（−）との間には、抵抗１０が挿入
され、帰還回路１２が形成されている。 1 and 2 show conventional AC amplifiers. In the AC amplifier shown in Fig. 1, a differential amplifier 2 is installed as a signal amplifier at the front stage, and a hole is connected between the non-inverting input terminal (+) and the inverting input terminal (-) of the differential amplifier 2. A signal source 4 that generates an alternating current signal, such as an element, is connected via resistors 6 and 8. Moreover, the output terminal of this differential amplifier 2,
A resistor 10 is inserted between the inverting input terminal (-) and a feedback circuit 12 is formed.
そして、この差動増幅器２の出力端子には、結
合コンデンサ１４を介して比較増幅器１６が設置
されている。この比較増幅器１６には抵抗１８を
介してバイアス回路２０が接続され、一定のバイ
アスが与えられているとともに、交流出力の正及
び負波形の比較をするために比較基準電圧源２２
から一定の正及び負の基準電圧が比較入力端子に
設定されている。 A comparison amplifier 16 is connected to the output terminal of the differential amplifier 2 via a coupling capacitor 14. A bias circuit 20 is connected to the comparator amplifier 16 via a resistor 18 to provide a constant bias, and a comparison reference voltage source 22 is used to compare the positive and negative waveforms of the AC output.
Constant positive and negative reference voltages are set at the comparison input terminals.
第２図はこの交流増幅器の動作波形を示してい
る。信号源４から与えられた交流信号は差動増幅
器２で増幅されるとともに、その増幅出力は帰還
回路１２を介して入力側に帰還される。第２図Ａ
は差動増幅器２の出力波形を示し、この波形にお
いて、＋Vd、−Vdは比較基準電圧源２２で設定さ
れる基準電圧である。これら基準電圧＋Vd、−
Vdと交流信号レベルとの比較に基づき、比較増
幅器１６の出力端子２４には、第２図Ｂに示す交
流パルスが発生する。 FIG. 2 shows the operating waveforms of this AC amplifier. The AC signal given from the signal source 4 is amplified by the differential amplifier 2, and the amplified output is fed back to the input side via the feedback circuit 12. Figure 2A
shows the output waveform of the differential amplifier 2, and in this waveform, +Vd and -Vd are reference voltages set by the comparison reference voltage source 22. These reference voltages +Vd, -
Based on the comparison between Vd and the AC signal level, an AC pulse shown in FIG. 2B is generated at the output terminal 24 of the comparator amplifier 16.
このような交流増幅器では、帰還回路１２が抵
抗１０のみで構成されているため、抵抗１０によ
つて直流及び交流成分が同一利得で帰還されて増
幅される。このため、交流利得を上げると、直流
利得も同時に上がり、差動増幅器２のオフセツ
ト、信号源４のオフセツト電圧で差動増幅器２が
飽和し、十分に高い利得を得ることができない欠
点がある。 In such an AC amplifier, since the feedback circuit 12 is composed only of the resistor 10, the DC and AC components are fed back and amplified by the resistor 10 with the same gain. Therefore, when the AC gain is increased, the DC gain also increases at the same time, and the differential amplifier 2 becomes saturated with the offset of the differential amplifier 2 and the offset voltage of the signal source 4, resulting in a drawback that a sufficiently high gain cannot be obtained.
また、第３図に示す交流増幅器は、第１図に示
す交流増幅器の帰還回路１２に、周波数特性を持
つインピーダンス素子としてコンデンサ２６を設
置したものである。 The AC amplifier shown in FIG. 3 is obtained by installing a capacitor 26 as an impedance element having frequency characteristics in the feedback circuit 12 of the AC amplifier shown in FIG.
このようなコンデンサ２６を設置した場合、こ
の種のコンデンサ２６は容量が大であるために集
積回路の内部に形成することは困難であるため、
装置が複雑化するとともに、集積回路にコンデン
サ２６を接続するための接続用端子を形成するこ
とが必要となる。特に、信号源４が集積回路の内
部に形成されるホール素子である場合には、第２
図に示すように、信号源４の接地点（基準電位
点）と、帰還素子としてのコンデンサ２６の接地
とが一致しないため、外付けされるコンデンサ２
６が接地ラインのノイズを受け、高感度増幅を実
現することが困難である。 When such a capacitor 26 is installed, since this kind of capacitor 26 has a large capacity, it is difficult to form it inside an integrated circuit.
As the device becomes more complex, it becomes necessary to form connection terminals for connecting the capacitor 26 to the integrated circuit. In particular, when the signal source 4 is a Hall element formed inside an integrated circuit, the second
As shown in the figure, since the ground point (reference potential point) of the signal source 4 and the ground of the capacitor 26 as a feedback element do not match, the external capacitor 2
6 is affected by ground line noise, making it difficult to achieve high sensitivity amplification.
ところで、差動増幅器２の出力には直流電圧分
が含まれており、この直流電圧分が増幅すべき交
流成分とともに比較増幅器１６で増幅されるた
め、その出力は電源電圧レベルや設置レベル付近
に張りつき、その結果、交流出力波形が潰れたよ
うに変形し、必要とする交流出力レベルを大きく
取ることができない。一方、この交流信号を増幅
する次段の比較増幅器１６では、独自に直流バイ
アスを設定しており、この直流バイアスレベルと
前段側の差動増幅器の出力直流レベルとの間に不
一致を生じるおそれがあり、この不一致が増幅出
力に影響を与える欠点がある。 By the way, the output of the differential amplifier 2 includes a DC voltage component, and since this DC voltage component is amplified by the comparison amplifier 16 together with the AC component to be amplified, the output is not close to the power supply voltage level or installation level. As a result, the AC output waveform is distorted and the required AC output level cannot be increased. On the other hand, the comparison amplifier 16 in the next stage that amplifies this AC signal has its own DC bias set, and there is a risk of mismatch between this DC bias level and the output DC level of the differential amplifier in the previous stage. There is a drawback that this mismatch affects the amplified output.
そこで、この発明は、増幅器間を結合すべき結
合コンデンサに発生する直流電圧レベルを用いて
交流利得を増大させるとともに、増幅器間の直流
入出力レベルを合致させることにより、十分な交
流出力レベルが得られる交流増幅器の提供を目的
とする。 Therefore, the present invention increases the AC gain by using the DC voltage level generated in the coupling capacitor that connects the amplifiers, and also makes it possible to obtain a sufficient AC output level by matching the DC input and output levels between the amplifiers. The purpose is to provide an AC amplifier that can be used.
即ち、この交流増幅器は、増幅すべき交流信号
を受け、その交流信号を増幅する第１の増幅器
（差動増幅器２）と、この第１の増幅器の次段に
設置されて、前記第１の増幅器の出力を増幅すべ
き第２の増幅器（比較増幅器１６）と前記第１の
増幅器との間に設置されて両者を結合する結合コ
ンデンサ１４と、この結合コンデンサに発生した
端子間電圧を検出する差動増幅器３２を備え、こ
の差動増幅器で検出された直流レベルを前記第１
の増幅器の逆相入力側に帰還する帰還回路３０と
を備えたものである。 That is, this AC amplifier includes a first amplifier (differential amplifier 2) that receives an AC signal to be amplified and amplifies the AC signal, and a first amplifier installed at the next stage of this first amplifier. A coupling capacitor 14 is installed between a second amplifier (comparison amplifier 16) that is to amplify the output of the amplifier and the first amplifier to couple the two, and a voltage between the terminals of this coupling capacitor is detected. A differential amplifier 32 is provided, and the DC level detected by the differential amplifier is transmitted to the first
and a feedback circuit 30 that feeds back to the negative phase input side of the amplifier.
以下、この発明を図面に示した実施例を参照し
て詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to embodiments shown in the drawings.
第４図はこの発明の交流増幅器の実施例を示し
ている。図において、第１図の交流増幅器と同一
部分には同一符号を付してある。即ち、この交流
増幅器では、信号源４からの増幅すべき交流信号
を受ける第１の増幅器として差動増幅器２が設置
され、この差動増幅器２の出力側にはその増幅出
力を受ける第２の増幅器として比較増幅器１６が
設置されている。差動増幅器２と比較増幅器１６
とは、両者間に介在させた結合コンデンサ１４を
以て結合されている。差動増幅器２には、この結
合コンデンサ１４を帰還バイパスコンデンサとす
る帰還回路３０が付加されている。この実施例の
場合、帰還回路３０に結合コンデンサ１４の端子
間電圧を検出して増幅する帰還増幅器として差動
増幅器３２が設置されている。即ち、この差動増
幅器３２の非反転入力端子（＋）及び反転入力端
子（−）は、非反転入力端子（＋）を高電位側に
して結合コンデンサ１４の端子間に接続されてい
る。そして、この差動増幅器３２の出力端子は抵
抗３４を介して信号増幅器としての差動増幅器２
の反転入力端子（−）に接続されている。 FIG. 4 shows an embodiment of the AC amplifier of the present invention. In the figure, the same parts as those of the AC amplifier in FIG. 1 are given the same reference numerals. That is, in this AC amplifier, a differential amplifier 2 is installed as a first amplifier that receives an AC signal to be amplified from a signal source 4, and a second amplifier that receives the amplified output is installed on the output side of this differential amplifier 2. A comparison amplifier 16 is installed as an amplifier. Differential amplifier 2 and comparison amplifier 16
and are coupled by a coupling capacitor 14 interposed between the two. A feedback circuit 30 is added to the differential amplifier 2, using the coupling capacitor 14 as a feedback bypass capacitor. In this embodiment, a differential amplifier 32 is installed in the feedback circuit 30 as a feedback amplifier that detects and amplifies the voltage between the terminals of the coupling capacitor 14. That is, the non-inverting input terminal (+) and the inverting input terminal (-) of the differential amplifier 32 are connected between the terminals of the coupling capacitor 14 with the non-inverting input terminal (+) on the high potential side. The output terminal of this differential amplifier 32 is connected to the differential amplifier 2 as a signal amplifier via a resistor 34.
is connected to the inverting input terminal (-) of
以上の構成において、その動作を説明する。信
号源４から与えられた交流信号は差動増幅器２に
印加され、この増幅出力は帰還回路１２を介して
帰還されるとともに、結合コンデンサ１４に発生
する直流電圧は帰還回路３０を介して差動増幅器
２の反転入力端子（−）に帰還される。結合コン
デンサ１４の両端電圧をVcとすると、この電圧
Vcは、差動増幅器２の出力電圧Voを結合コンデ
ンサ１４のインピーダンスjωCと、比較増幅器１
６の入力インピーダンス、即ち、抵抗１８の抵抗
値Ｒで分圧した値で与えられる。即ち、電圧Vc
は、
Vc＝（Vo／jωC）／（Ｒ＋１／jωC）
となる。この電圧Vcの式において、直流ではVc
＝Voとなり、この場合は全帰還となる。また、
Ｒ≫jωcとなる十分高い周波数では、Vc＝０とな
り、帰還がかからない。この結果、コンデンサ両
端間の直流電圧差のみ帰還がかかり、交流成分は
この帰還回路３０によつては帰還されないので、
交流利得には何ら影響しない。 The operation of the above configuration will be explained. The AC signal given from the signal source 4 is applied to the differential amplifier 2, and this amplified output is fed back via the feedback circuit 12, and the DC voltage generated at the coupling capacitor 14 is applied to the differential amplifier 2 via the feedback circuit 30. It is fed back to the inverting input terminal (-) of amplifier 2. If the voltage across the coupling capacitor 14 is Vc, this voltage
Vc is the output voltage Vo of the differential amplifier 2, the impedance jωC of the coupling capacitor 14, and the comparator amplifier 1
6, that is, a value obtained by dividing the voltage by the resistance value R of the resistor 18. That is, the voltage Vc
is Vc=(Vo/jωC)/(R+1/jωC). In this formula for voltage Vc, for direct current Vc
= Vo, and in this case, it is a total return. Also,
At a sufficiently high frequency such that R≫jωc, Vc=0 and no feedback is applied. As a result, only the DC voltage difference between both ends of the capacitor is fed back, and the AC component is not fed back by this feedback circuit 30.
It has no effect on AC gain.
このような交流増幅器では、結合コンデンサ１
４が帰還用バイパスコンデンサに兼用させるた
め、従来のような帰還用コンデンサを省略するこ
とができ、集積回路で交流増幅器を構成した場
合、外付け用の端子を省略することができる。特
に、ホール素子を集積回路内部に形成し、前記交
流増幅器をホール増幅器とした場合、ホール素子
が内部に取り込むことで、微小信号径路が集積回
路内部に置かれ、外来ノイズ、接地ラインノイズ
に対する影響を抑制することができ、ノイズに強
い増幅器を構成することができる。 In such an AC amplifier, the coupling capacitor 1
Since 4 is also used as a feedback bypass capacitor, the conventional feedback capacitor can be omitted, and when an AC amplifier is configured with an integrated circuit, external terminals can be omitted. In particular, when a Hall element is formed inside an integrated circuit and the AC amplifier is a Hall amplifier, a minute signal path is placed inside the integrated circuit by the Hall element being taken inside, which affects external noise and ground line noise. This makes it possible to construct an amplifier that is resistant to noise.
また、前記帰還回路３０の設置によつて信号の
直流成分のみを帰還させることができるので、差
動増幅器の交流利得を高くしても差動増幅器２の
オフセツトや信号源４のオフセツトも同時に増幅
されることはないので、差動増幅器２の交流利得
を高く設定することができる。 Further, by installing the feedback circuit 30, only the DC component of the signal can be fed back, so even if the AC gain of the differential amplifier is increased, the offset of the differential amplifier 2 and the offset of the signal source 4 can be amplified at the same time. Therefore, the AC gain of the differential amplifier 2 can be set high.
実施例では、信号源４にホール素子を例に取つ
ているが、この発明の交流増幅器は、フオトトラ
ンジスタ、フオトダイオードを集積回路内部に構
成した場合も同様の効果が得られる。また、集積
回路内に信号源を構成しない場合についても、集
積回路の外付部品を減らし端子数を減らすことが
できる等、大きな効果が得られる。 In the embodiment, a Hall element is used as the signal source 4, but the AC amplifier of the present invention can obtain similar effects even when a phototransistor or a photodiode is configured inside an integrated circuit. Further, even in the case where no signal source is configured within the integrated circuit, great effects can be obtained, such as being able to reduce the number of external parts of the integrated circuit and the number of terminals.
以上説明したように、この発明によれば、第１
及び第２の増幅器を結合する結合コンデンサを通
して得られる直流電圧レベルを第１の増幅器の入
力側に帰還するようにしたので、直流電圧分を抑
えて交流利得を増大させることができるととも
に、第１の増幅器の出力直流レベルと第２の増幅
器の入力直流レベルとを合致させて十分な交流出
力を得ることができ、外部ノイズによる影響を抑
制し、高感度化を図ることができる。 As explained above, according to the present invention, the first
Since the DC voltage level obtained through the coupling capacitor that connects the first amplifier and the second amplifier is fed back to the input side of the first amplifier, it is possible to suppress the DC voltage component and increase the AC gain. By matching the output DC level of the second amplifier with the input DC level of the second amplifier, a sufficient AC output can be obtained, and the influence of external noise can be suppressed and high sensitivity can be achieved.
第１図は従来の交流増幅器を示す回路図、第２
図はその動作波形を示す説明図、第３図は従来の
他の交流増幅器を示す回路図、第４図はこの発明
の交流増幅器を示す回路図。
２……差動増幅器（第１の増幅器）、１４……
結合コンデンサ、１６……比較増幅器（第２の増
幅器）、３０……帰還回路、３２……差動増幅器。
Figure 1 is a circuit diagram showing a conventional AC amplifier, Figure 2 is a circuit diagram showing a conventional AC amplifier.
3 is a circuit diagram showing another conventional AC amplifier, and FIG. 4 is a circuit diagram showing the AC amplifier of the present invention. 2... Differential amplifier (first amplifier), 14...
Coupling capacitor, 16... Comparison amplifier (second amplifier), 30... Feedback circuit, 32... Differential amplifier.
Claims (1)
増幅する第１の増幅器と、 この第１の増幅器の次段に設置されて前記第１
の増幅器の出力を増幅すべき第２の増幅器と前記
第１の増幅器との間に設置されて両者を結合する
結合コンデンサと、 この結合コンデンサに発生した端子間電圧を検
出する差動増幅器を備え、この差動増幅器で検出
された直流レベルを前記第１の増幅器の逆相入力
側に帰還する帰還回路と、 を備えたことを特徴とする交流増幅器。[Scope of Claims] 1. A first amplifier that receives an AC signal to be amplified and amplifies the AC signal; and a first amplifier installed at the next stage of the first amplifier.
A coupling capacitor installed between a second amplifier that is to amplify the output of the amplifier and the first amplifier to couple the two, and a differential amplifier that detects a voltage between the terminals of the coupling capacitor. and a feedback circuit that feeds back the DC level detected by the differential amplifier to the negative phase input side of the first amplifier.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19502382A JPS5985107A (en) | 1982-11-06 | 1982-11-06 | Ac amplifier |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19502382A JPS5985107A (en) | 1982-11-06 | 1982-11-06 | Ac amplifier |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5985107A JPS5985107A (en) | 1984-05-17 |
| JPH0342523B2 true JPH0342523B2 (en) | 1991-06-27 |
Family
ID=16334246
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19502382A Granted JPS5985107A (en) | 1982-11-06 | 1982-11-06 | Ac amplifier |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5985107A (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2773776B2 (en) * | 1989-05-23 | 1998-07-09 | 関西日本電気株式会社 | Power Amplifier |
-
1982
- 1982-11-06 JP JP19502382A patent/JPS5985107A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5985107A (en) | 1984-05-17 |
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