JPH0391309A - 振幅減衰器 - Google Patents

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】 ［概要］ 交流信号を尖頭値保持して得られた値を例えば％に振幅
減衰する減衰器に関し、 抵抗による電圧分割ではなく、切換えコンデンサ型の電
圧分割により、簡易で正確な分割電圧を得るようにした
振幅減衰器を提供することを目的とし、 一方の入力端子（＋）に第１の電源電圧Ｖｃｃの１／２
の電圧が印加された演算増幅器と、該演算増幅器の出力
端子と、他方の入力端子（−）との間に接続された第１
スイッチと、該出力端子と、入力信号が入力される入力
端子と、前記演算増幅器への各接続を切換える第２スイ
ッチと、該出力端子と、第１の電源電圧が入力される端
子と、前記演算増幅器への各接続を切換える第３スイッ
チと、該出力端子と、第２の電源電圧が入力される端子
と、前記演算増幅器への各接続を切換える第４スイッチ
と、前記第２乃至第４スイッチのそれぞれと、演算増幅
器の他方の端子（−）との間に接続されたコンデンサと
を有し、前記第３及び第４スイッチと接続されたコンデ
ンサは同容量で形成し、前記第２スイッチと接続された
コンデンサの容量は、前記第３及び第４スイッチと接続
されたコンデンサより大きいこととして構成する。

［産業上の利用分野］ 本発明は交流信号を尖頭値保持して得られた値を例えば
％に振幅減衰する減衰器に関する。

従来、演算増幅器とスイッチ切換型コンデンサとの組合
せで構成した振幅減衰器は、減衰値の中心電圧として直
流電圧を抵抗分割して得ていたため、誤差が大きかった
。簡易な構成で正確な分割電圧を得る技術を開発するこ
とが要望された。

［従来の技術］ 単一電源で動作するマイクロコントローラに内蔵される
アナログ・ディジタル変換器に対する入力信号を、当初
の信号より減衰させるための振幅減衰器は第３図のよう
に構成していた。第３図において、■は演算増幅器、２
−１．２−２はコンデンサ３−Ｌ３〜２．３−３は切換
スイッチ、４は標本化保持回路、５は電圧Ｖｃｃの電源
、６−Ｌ６−２は抵抗素子、７は信号入力端子、８は減
衰した信号の出力端子を示す。信号入力端子７における
振幅が第４図に示すように接地電位から電圧Ｖｃｃの大
きさのパルスであったとし、標本化保持回路４において
、振幅Ｖｃｃの大きさのパルスをＶｉｎとして入力させ
る。

このとき切換スイッチがコンデンサ２−１を介して演算
増幅器１に入力させる。このとき切換スイッチ３−１は
閉じておく。次いでパルスＶｉｎの期間中に切換スイッ
チ３−１〜３−３を総て図示側に切換えると、演算増幅
器の動作において、その出力端子８には振幅ＡＶｉｎの
振幅が出力される。そのとき出力端子の減衰信号は電圧
％Ｖｃｃを中心として振幅％Ｖｉｎの信号となっている
。中心電圧Ｖ２Ｖｃｃは演算増幅器１の一方の入力端子
の電圧に等しい値である。このように入力信号を減衰さ
せる理由は、出力信号端子８に接続される装置がマイク
ロプロセッサ・Ａ／Ｄ変換器などであって、動作上入力
信号の振幅を制限しているからである。

［発明が解決しようとする課題］ 第３図における電圧％Ｖｃｃを得るとき、電源Ｖｃｃを
等しい値の抵抗素子６−１　、６−２により分割してい
る。そして演算増幅器１と更には、後段の装置を含め、
共通基板上に半導体装置を製造する技術を適用すること
が多い。抵抗素子となる６−１，６−２はＣＭＯ３製造
技術では、例えば拡散層を使用して得るためその抵抗値
を完全に等しくすることが難しく、特に小面積において
一致させることが難しいので％ＶＣＣの値が不正確にな
る欠点が生した。

そのため減衰した振幅値の中心値！４Ｖｃｃの値と、％
Ｖｉｎの値の両者が不正確となった。

本発明の目的は前述の欠点を改善し、抵抗素子による電
圧分割ではなく、切換コンデンサ型の電圧分割により、
単位で正確な分割電圧を得るようにした振幅減衰器を提
供することにある。

［課題を解決するための手段〕 第１図は本発明の原理構成を示す図である。第１図にお
いて、■は演算増幅器、２−１はコンデンサで容量が他
に比して２倍大きいもの、２−２．２−３はコンデンサ
、３−１〜３−４は切換スイッチ、５は直流電源Ｖｃｃ
、７は信号入力端子、８は信号出力端子を示す。

本発明は下記の構成とする。即ち、 一方の入力端子（＋）に第１の電源電圧ＶＣＣのＡの電
圧が印加された演算増幅器１と、該演算増幅器１の出力
端子８と、他方の入力端子（＝）との間に接続された第
１スイッチ３−１と、該出力端子８と、入力信号が入力
される入力端子７と、前記演算増幅器への各接続を切換
える第２スイッチ３−２と、該出力端子８と、第１の電
源電圧が入力される端子５と、前記演算増幅器への各接
続を切換える第３スイッチ３−３と、該出力端子８と、
第２の電源電圧が入力される端子と、前記演算増幅器へ
の各接続を切換える第４スイッチ３−４と、前記第２乃
至第４スイッチのそれぞれと、演算増幅器の他方の端子
（−）との間に接続されたコンデンサ２−１　、２−２
．２−３とを有し、前記第３及び第４スイッチ３−３　
、３−４と接続されたコンデンサ２−２．２−３は同容
量で形成し、前記第２スイッチ３−２と接続されたコン
デンサ２−１の容量は、前記第３及び第４スイッチと接
続されたコンデンサ２−２　、２−３より大きいことで
構成する。

［作用コ 入力信号Ｖｉｎは振幅を減衰するための入力パルス電圧
、Ｖｃｃは直流電源の電圧とする。減衰信号を得ない動
作時は、図示と反対側に総ての切換スイッが操作され、
減衰信号を得る動作時には切換スイッチが図示のように
操作されているとする。

演算増幅器の（−）入力端子における蓄積電荷を調べる
と、切換スイッチの操作によって電荷量に変化はない筈
であるから、その結果より、端子８の出力電圧Ｖｏは％
Ｖｉｎ＋３Ｖｃｃとなることが判る。この値は出力電圧
の中心値が正確に％Ｖｃｃでなくても常に成立するから
、振幅減衰器として有効である。

［実施例コ 第２図は本発明の実施例の構成を示す図で、第１図と同
一符号は同様のものを示す。第２図において、９−１９
−２はＭＯＳ　　ＦＥＴのインハ゛−タ回路について、
その入出力端子を短絡し、抵抗素子と同様に接続したも
ので、電圧を分割して％Ｖｃｃを得ている。今、減衰信
号を得ない動作のとき、切換スイッチが図示と反対側に
操作されていて、その時の演算増幅器の（−）端子のチ
ャージＱを求めると（同端子の電位をＶ、とする）Ｑ＋
　＝４Ｃ（Ｖｉｎ−Ｖ＋　）＋２Ｃ（Ｖｃｃ−Ｖ＋　）
＋２Ｃ（０−Ｖ、　） 次に減衰信号を得る動作のとき、切換スイッチは図示の
側に操作され、同し端子のチャージＱ２を求めると Ｑ、＝８Ｃ（Ｖｏ−Ｖｚ　’１ チャージ保存の法則からＱ　＋　＝　Ｑ　ｔまた演算増
幅器は常に帰還がかかっているから、Ｖ’ｌ　＝Ｖ２　
＃％Ｖｃｃ よって４　（Ｖｉｎ−Ｖ＋　）　＋２　（Ｖｃｃ−Ｖ＋
　）＋２　（ＯＶ＋　）　−８（Ｖｏ　　Ｖ＋　）、’
、　　ＶＯ＝％Ｖｉｎ＋ｊ４Ｖｃｃ即ち出力電圧ＶＯは
この式で示すように安定したものである。

以上の説明は％Ｖｃｃを中心に！４Ｖｃｃの振幅を得る
ことであったが、本発明によると％Ｖｃｃを中心に所定
の振幅に減衰した信号を得ることが可能である。例えば
３１５の振幅に減衰させるとき、コンデンサの容量比を
下記の式が成立するように選定する。

６（Ｖｉｎ−Ｖ＋　）　　＋２（Ｖｃｃ−Ｖ＋　）　　
＋２（ＯＶ＋　）−１０（Ｖｏ　　　Ｖ＋　） 即ち、コンデンサ２−１を６Ｃ，コンデンサ２−２　、
２−３を各々２Ｃに選定する。

一般に ａ（Ｖｉｎ−Ｖ＋　　）＋ｂ（Ｖｃｃ−Ｖ＋　　）　　
＋ｃ（０−Ｖ＋　　）−ｄ　　（Ｖ、　−Ｖｌ　’） の式において中点％Ｖｃｃに対して振幅がＸとなるよう
にするためには、 ｘ＝ａ／ｄ、　　（１−ｘ）／２＝ｂ／ａｄ＝ａ＋ｂ＋
ｃ が成立するようにコンデンサの容量比を選定する。

また入力信号Ｖｉｎが切換スイッチの切換速さと比較し
充分に遅い交流信号のときは、パルス信号入力の場合と
同様に動作させることが出来る。

［発明の効果］ このようにして本発明によると、マイクロプロセッサ・
Ａ／Ｄ変換器などの半導体回路基板を共通にした振幅減
衰器において特に有効であるが、その基板上にコンデン
サを製作しておけばその面積比によって、簡易正確な値
の振幅減衰した信号を得ることが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理構成を示す図、 第２図は本発明の実施例の構成を示す図、第３図は従来
の振幅減衰器の構成を示す図、第４図は第３図の動作説
明の図である。 １−演算増幅器 ２−１．２−２．２−３−−−コンデンサ３−１〜３−
４−切換スイ・７チ ５−直流電源 ７−信号入力端子 ８−信号出力端子

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　一方の入力端子（＋）に第１の電源電圧Ｖｃｃの１／
   ２の電圧が印加された演算増幅器（１）と、該演算増幅
   器（１）の出力端子（８）と、他方の入力端子（−）と
   の間に接続された第１スイッチ（３−１）と、 該出力端子（８）と、入力信号が入力される入力端子（
   ７）と、前記演算増幅器への各接続を切換える第２スイ
   ッチ（３−２）と、 該出力端子（８）と、第１の電源電圧が入力される端子
   （５）と、前記演算増幅器への各接続を切換える第３ス
   イッチ（３−３）と、 該出力端子（８）と、第２の電源電圧が入力される端子
   と、前記演算増幅器への各接続を切換える第４スイッチ
   （３−４）と、 前記第２乃至第４スイッチのそれぞれと、演算増幅器の
   他方の端子（−）との間に接続されたコンデンサ（２−
   １）（２−２）（２−３）とを有し、前記第３及び第４
   スイッチ（３−３）（３−４）と接続されたコンデンサ
   （２−２）（２−３）は同容量で形成し、前記第２スイ
   ッチ（３−２）と接続されたコンデンサ（２−１）の容
   量は、前記第３及び第４スイッチと接続されたコンデン
   サ（２−２）（２−３）より大きいことを特徴とする振
   幅減衰器。