JPH0418481B2 - - Google Patents

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JPH0418481B2
JPH0418481B2 JP58106267A JP10626783A JPH0418481B2 JP H0418481 B2 JPH0418481 B2 JP H0418481B2 JP 58106267 A JP58106267 A JP 58106267A JP 10626783 A JP10626783 A JP 10626783A JP H0418481 B2 JPH0418481 B2 JP H0418481B2
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differential
voltage
output
capacitor
circuit
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Hideo Sato
Kazuo Kato
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は差動増幅回路に係り、特に差動シング
ルエンド変換回路を有する差動増幅回路に関す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a differential amplifier circuit, and more particularly to a differential amplifier circuit having a differential single-ended conversion circuit.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、ストレンゲージやサーミスタ等のブリツ
ジ出力の増幅には第1図に示す如きインストルメ
ンテーシヨンアンプ(例えば、BURR BROWN
社 INA101)が用いられている。すなわち、入
力端子1にはオペアンプ11の(+)入力端子が
接続されている。このオペアンプ11の出力端子
には抵抗13と抵抗22が接続されている。この
抵抗13の他端には、オペアンプ11の(−)入
力端子と抵抗14が接続されている。この抵抗1
4の他端にはオペアンプ12の(−)入力端子
と、抵抗15が接続されている。この抵抗15の
他端にはオペアンプ12の出力端子と抵抗23が
接続されている。また、オペアンプ12の(+)
入力端子は入力端子2に接続されている。
Conventionally, to amplify bridge outputs such as strain gauges and thermistors, instrumentation amplifiers (for example, BURR BROWN
Company INA101) is used. That is, the (+) input terminal of the operational amplifier 11 is connected to the input terminal 1. A resistor 13 and a resistor 22 are connected to the output terminal of the operational amplifier 11. The other end of this resistor 13 is connected to the (-) input terminal of the operational amplifier 11 and a resistor 14 . This resistance 1
The other end of 4 is connected to the (-) input terminal of the operational amplifier 12 and a resistor 15. The other end of this resistor 15 is connected to the output terminal of the operational amplifier 12 and a resistor 23 . Also, the (+) of operational amplifier 12
The input terminal is connected to input terminal 2.

このオペアンプ11,12と抵抗13,14,
15によつて増幅回路10が構成されている。こ
の増幅回路は入力端子1,2から入力された値を
所定値に増幅して出力する機能を有している。
These operational amplifiers 11, 12 and resistors 13, 14,
15 constitutes an amplifier circuit 10. This amplifier circuit has a function of amplifying the values input from the input terminals 1 and 2 to a predetermined value and outputting the amplified value.

また、抵抗22の他端には抵抗24とオペアン
プ21の(−)入力端子が接続されている。この
抵抗24の他端にはオペアンプ21の出力端子が
接続されている。このオペアンプ21の出力端子
には、出力端子3が接続されており、(+)入力
端子には抵抗23の他端と、抵抗25が接続され
ている。この抵抗25の他端は接地されている。
Further, the resistor 24 and the (-) input terminal of the operational amplifier 21 are connected to the other end of the resistor 22 . The output terminal of the operational amplifier 21 is connected to the other end of the resistor 24 . The output terminal 3 is connected to the output terminal of this operational amplifier 21, and the other end of the resistor 23 and the resistor 25 are connected to the (+) input terminal. The other end of this resistor 25 is grounded.

この抵抗22,23,24,25と、オペアン
プ21とによつて差動シングルエンド変換回路2
0が構成されている。
The differential single-end conversion circuit 2
0 is configured.

このように構成されるものであるから、増幅回
路10において、入力端子1,2の差電圧をオペ
アンプ11,12と抵抗13,14,15によつ
て所定値に増幅し、出力する。この出力信号をオ
ペアンプ21と抵抗22,23,24,25によ
つて構成される差動シングルエンド変換回路20
によつてシングルエンドの信号に変換し、出力端
子3と接地端子4に出力する。
With this configuration, in the amplifier circuit 10, the differential voltage between the input terminals 1 and 2 is amplified to a predetermined value by the operational amplifiers 11, 12 and the resistors 13, 14, 15, and output. This output signal is converted into a differential single-end conversion circuit 20 consisting of an operational amplifier 21 and resistors 22, 23, 24, and 25.
The signal is converted into a single-ended signal and output to the output terminal 3 and the ground terminal 4.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

第1図図示従来回路の入出力特性は、 V0=(1+R13+R15/R14)・(R24/R22
8/1+R22/R24)・Vd−(δ/1+R22/R24)・Vc…
…(1) と表わせる。ここでδは差動シングルエンド変換
回路20の抵抗比誤差であり、 δ=R25/R23/R24/R22−1 ……(2) と表わされる。また、Vdは入力端子2と1の差
電圧、Vcは入力端子1と2の平均電圧、V0は出
力端子3の電圧である。
The input/output characteristics of the conventional circuit shown in Figure 1 are V 0 = (1 + R 13 + R 15 /R 14 )・(R 24 /R 22
8/1+ R22 / R24 )・Vd−(δ/1+ R22 / R24 )・Vc…
…(1) Here, δ is the resistance ratio error of the differential single-end conversion circuit 20, and is expressed as δ=R 25 /R 23 /R 24 /R 22 −1 (2). Further, Vd is the difference voltage between input terminals 2 and 1, Vc is the average voltage between input terminals 1 and 2, and V 0 is the voltage at output terminal 3.

したがつて、第1図図示従来回路の増幅ゲイン
は前記(1)の式の右辺第1項で、コモンモード除去
比(CMRR)は右辺第2項に示される。いま、
例えば、R24/R22=1のとき、ゲインの変化を
0.1%以下にするには、δは0.2%以下であればよ
い。また、前記(1)式のVdの係数が1すなわちゲ
インが1のとき、CMRRを80dB以上にするδは
0.02%以下の高精度にしなければならない。
Therefore, the amplification gain of the conventional circuit shown in FIG. 1 is the first term on the right side of equation (1), and the common mode rejection ratio (CMRR) is expressed as the second term on the right side. now,
For example, when R 24 /R 22 = 1, the change in gain is
To make it 0.1% or less, δ should be 0.2% or less. Also, when the coefficient of Vd in equation (1) above is 1, that is, the gain is 1, δ that makes the CMRR 80 dB or more is
Must have high accuracy of 0.02% or less.

したがつて、従来の回路(例えば、
BURRBROWN社のINA101)においては、レー
ザートリミングによつて薄膜抵抗を精密に調整し
使用する如く多数の精密抵抗を用いなければなら
ず精度の向上を図る上で、またコスト低減を図る
上で困難であるという欠点を有している。
Therefore, conventional circuits (e.g.
In BURRBROWN's INA101), a large number of precision resistors must be used, such as thin film resistors that are precisely adjusted by laser trimming, making it difficult to improve accuracy and reduce costs. It has some drawbacks.

本発明の目的は、抵抗精度の調整を簡単化し
て、精度の向上を図ることのできる差動増幅回路
を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a differential amplifier circuit that can simplify adjustment of resistance accuracy and improve accuracy.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明は、上記目的を達成するため、一対のオ
ペアンプ11,12を有し2つの入力端子1,2
から入力される電圧を増幅して差電圧を出力する
増幅回路10と、前記オペアンプ10の出力端に
それぞれ2つのスイツチ素子32,33,34,
35の直列接続体を接続し、該2つのスイツチの
共通接続点を第1のコンデンサ31を介して接続
してなる差動シングルエンド変換回路30と、前
記入力端子1,2と前記オペアンプ11,12と
の間にそれぞれ挿入された2つのスイツチ素子5
1,52と、前記入力端子11,12間を短絡可
能に接続してなるスイツチ素子53,54/5
5,57,/56,58と、前記差動シングルエ
ンド変換回路30の一方の出力端に接続された第
2のコンデンサ62とスイツチ素子64の直列接
続体と、該直列接続体の共通接続点と前記差動シ
ングルエンド変換回路30の他方の出力端3との
間を短絡可能に接続してなるスイツチ素子63
と、前記各スイツチ素子のオンオフ制御信号を入
力する制御端子71,72,73,74,75,
76とを有してなる差動増幅回路としたことにあ
る。
In order to achieve the above object, the present invention has a pair of operational amplifiers 11 and 12 and two input terminals 1 and 2.
an amplifier circuit 10 that amplifies the voltage input from the operational amplifier 10 and outputs a differential voltage; and two switch elements 32, 33, 34, respectively at the output terminal of the operational amplifier 10.
A differential single-ended conversion circuit 30 is formed by connecting 35 series connected bodies and connecting the common connection point of the two switches via a first capacitor 31, the input terminals 1 and 2, the operational amplifier 11, two switch elements 5 each inserted between 12 and 12;
1, 52, and switch elements 53, 54/5, which are connected to enable short circuit between the input terminals 11, 12.
5, 57, /56, 58, a series connection body of the second capacitor 62 and the switch element 64 connected to one output end of the differential single-ended conversion circuit 30, and a common connection point of the series connection body. and the other output terminal 3 of the differential single-ended conversion circuit 30 are connected so as to be short-circuitable.
and control terminals 71, 72, 73, 74, 75, which input on/off control signals for each of the switch elements.
76.

〔作用〕[Effect]

このように構成されることから、本発明によれ
ば、次の作用により上記目的が達成される。
With this configuration, according to the present invention, the above object is achieved through the following actions.

まず、2つの入力端子と第1と第2のオペアン
プ間に挿入された2つのスイツチ素子をオンする
ことにより、第1と第2のオペアンプから2つの
入力電圧の差動増幅出力が出力される。このとき
差動シングルエンド変換回路の入力側の2つのス
イツチ素子をオンすることにより、前記差動増幅
出力に応じた電圧に第1のコンデンサが充電され
る。つぎに、差動シングルエンド変換回路の出力
側の2つのスイツチ素子をオンることにより、前
記第1のコンデンサの電圧を差動増幅出力として
取り出すことができる。このように、本発明の差
動シングルエンド変換回路によれば、抵抗を用い
ずに構成できることから、その分の抵抗比誤差を
除去できる。その結果、抵抗精度の調整が簡単化
され、増幅精度を向上できる。
First, by turning on the two switch elements inserted between the two input terminals and the first and second operational amplifiers, differential amplified outputs of the two input voltages are output from the first and second operational amplifiers. . At this time, by turning on the two switch elements on the input side of the differential single-end conversion circuit, the first capacitor is charged to a voltage corresponding to the differential amplification output. Next, by turning on the two switch elements on the output side of the differential single-ended conversion circuit, the voltage of the first capacitor can be taken out as a differential amplified output. As described above, since the differential single-ended conversion circuit of the present invention can be constructed without using a resistor, the resistance ratio error corresponding thereto can be eliminated. As a result, adjustment of resistance accuracy is simplified and amplification accuracy can be improved.

ところで、上記差動増幅出力には第1と第2の
オペアンプのオフセツト誤差が含まれているが、
本発明によれば、次の作用によりオフセツト電圧
を補正することができる。すなわち、上記の作用
に先立つて第1と第2のオペアンプの入力端子間
を短絡するスイツチ素子と、差動シングルエンド
変換回路の全てのスイツチ素子と、差動シングル
エンド変換回路の前記他方の出力端と第2のコン
デンサの端子間とを短絡するスイツチ素子とをオ
ンする。これにより、増幅回路の出力はオペアン
プのオフセツト分に相当する電圧になり、これが
第2のコンデンサに充電される。この状態から、
差動シングルエンド変換回路の入力側のスイツチ
素子を除く各スイツチ素子をオフし、入力端子と
オペアンプ間のスイツチ素子をオンすると、先に
説明したように入力電圧の差動増幅出力が第1の
コンデンサに充電される。次いで、差動シングル
エンド変換回路の入力側スイツチ素子をオフし
て、出力側スイツチ素子をオンするとともに、第
2のコンデンサの出力端に接続されたスイツチ素
子をオンすると、このスイツチ素子の出力側と、
差動シングルエンド変換回路の他方の出力端間の
出力電圧は、第1のコンデンサ電圧から第2のコ
ンデンサの電圧の差となる。その結果、オペアン
プのオフセツト電圧が除去された高い精度の差動
増幅出力を得ることができる。
By the way, the differential amplification output mentioned above includes the offset error of the first and second operational amplifiers,
According to the present invention, the offset voltage can be corrected by the following action. That is, prior to the above action, a switch element that shorts the input terminals of the first and second operational amplifiers, all switch elements of the differential single-ended conversion circuit, and the other output of the differential single-ended conversion circuit are connected. A switch element that short-circuits the end and the terminal of the second capacitor is turned on. As a result, the output of the amplifier circuit becomes a voltage corresponding to the offset of the operational amplifier, which is charged to the second capacitor. From this state,
When each switch element except the one on the input side of the differential single-ended conversion circuit is turned off, and the switch element between the input terminal and the operational amplifier is turned on, the differential amplified output of the input voltage becomes the first one. The capacitor is charged. Next, the input side switch element of the differential single-ended conversion circuit is turned off, the output side switch element is turned on, and the switch element connected to the output terminal of the second capacitor is turned on, so that the output side of this switch element is turned on. and,
The output voltage between the other output terminals of the differential single-ended conversion circuit is the difference between the voltage of the first capacitor and the voltage of the second capacitor. As a result, a highly accurate differential amplification output from which the offset voltage of the operational amplifier has been removed can be obtained.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の実施例について説明する。 Examples of the present invention will be described below.

まず、第2図に、本発明の主要部にかかる差動
増幅回路の一例を示す。
First, FIG. 2 shows an example of a differential amplifier circuit according to the main part of the present invention.

図において、増幅回路10は、第1図図示従来
例と同一の構成になつているが、その増幅率は、
第1図図示従来例の増幅回路10の増幅率と差動
シングルエンド変換回路20の増幅率とを合わせ
た増幅率を有している。第2図図示増幅回路10
のオペアンプ11の出力端子にはMOSトランジ
スタスイツチ32が接続されており、このMOS
トランジスタスイツチ32には、キヤパシタ31
とMOSトランジスタスイツチ31が接続されて
いる。このMOSトランジスタスイツチ34の他
端には、出力端子3が接続されている。また、キ
ヤパシタ31の他端には、MOSトランジスタス
イツチ33とMOSトランジスタスイツチ35が
接続されている。このMOSトランジスタスイツ
チ35の他端は接地されており、MOSトランジ
スタスイツチ33の他端は増幅回路10のオペア
ンプ12の出力端子に接続されている。この
MOSトランジスタスイツチ32とMOSトランジ
スタスイツチ33のゲートには、制御端子41
が、MOSトランジスタスイツチ34とMOSトラ
ンジスタスイツチ35のゲートには、制御端子4
2がそれぞれ接続されている。このMOSトラン
ジスタスイツチ32,33,34,35とキヤパ
シタ31によつて差動シングルエンド変換回路3
0が構成されており、いわゆるフライングキヤパ
シタ回路の接続になつている。また、制御端子4
1,42は、第3図A,Bに示す如き互いに重な
らないパルス信号により駆動される。
In the figure, an amplifier circuit 10 has the same configuration as the conventional example shown in FIG. 1, but its amplification factor is
It has an amplification factor that is the sum of the amplification factor of the conventional amplifier circuit 10 shown in FIG. 1 and the amplification factor of the differential single-end conversion circuit 20. FIG. 2 Illustrated amplifier circuit 10
A MOS transistor switch 32 is connected to the output terminal of the operational amplifier 11.
The transistor switch 32 includes a capacitor 31
and a MOS transistor switch 31 are connected. The other end of this MOS transistor switch 34 is connected to the output terminal 3. Furthermore, a MOS transistor switch 33 and a MOS transistor switch 35 are connected to the other end of the capacitor 31. The other end of the MOS transistor switch 35 is grounded, and the other end of the MOS transistor switch 33 is connected to the output terminal of the operational amplifier 12 of the amplifier circuit 10. this
A control terminal 41 is connected to the gates of the MOS transistor switch 32 and the MOS transistor switch 33.
However, the control terminal 4 is connected to the gates of the MOS transistor switch 34 and the MOS transistor switch 35.
2 are connected to each other. The MOS transistor switches 32, 33, 34, 35 and the capacitor 31 form a differential single-end conversion circuit 3.
0 is configured, and is connected to a so-called flying capacitor circuit. In addition, control terminal 4
1 and 42 are driven by pulse signals that do not overlap with each other as shown in FIGS. 3A and 3B.

このように構成されるものであるから、まず、
第3図図示t1の時点では、MOSトランジスタス
イツチ32,33がONで、MOSトランジスタ
スイツチ34,35がOFFであるので、増幅回
路20に入力される差電圧を増幅した出力がキヤ
パシタ31に充電される。次に、第3図のt2の時
点ではMOSトランジスタスイツチ32,33が
OFFとなつており、MOSトランジスタスイツチ
34,35がONであるので、第3図のt1時点で
キヤパシタ31に充電された電圧は接地端子4と
出力端子3に出力される。このとき放電ループは
ないので、第3図のt1時点でキヤパシタ31に充
電された電圧がそのまま出力される。
Since it is configured like this, first of all,
At time t1 shown in FIG. 3 , the MOS transistor switches 32 and 33 are ON and the MOS transistor switches 34 and 35 are OFF, so the output that amplifies the differential voltage input to the amplifier circuit 20 charges the capacitor 31. be done. Next, at time t 2 in FIG. 3, MOS transistor switches 32 and 33 are turned on.
Since it is OFF and the MOS transistor switches 34 and 35 are ON, the voltage charged in the capacitor 31 at time t1 in FIG. 3 is output to the ground terminal 4 and the output terminal 3. Since there is no discharge loop at this time, the voltage charged in the capacitor 31 at time t1 in FIG. 3 is output as is.

したがつて、第3図のt2時点での出力端子3の
電圧V0は、 V0=(1+R13+R15/R14)・Vd ……(3) となる。ここで、Vdは入力端子1,2の差電圧
である。
Therefore, the voltage V 0 at the output terminal 3 at time t 2 in FIG. 3 is as follows: V 0 =(1+R 13 +R 15 /R 14 )·Vd (3). Here, Vd is the differential voltage between input terminals 1 and 2.

したがつて、第2図例によれば、入力差電圧と
出力電圧の関係は前記(3)式で示されるように入力
端子1,2の平均電圧Vcに依存されないのでそ
の精度が向上する。
Therefore, according to the example shown in FIG. 2, the relationship between the input differential voltage and the output voltage does not depend on the average voltage Vc of the input terminals 1 and 2 as shown in equation (3) above, so that its accuracy is improved.

また、第2図例によれば、精度、安定度を要す
る高価な抵抗は3個で良いので従来回路より低コ
スト化を図ることができると共に、抵抗負荷を減
らすことができ低消費電力化を図ることができ
る。
In addition, according to the example in Figure 2, only three expensive resistors that require precision and stability are needed, making it possible to reduce costs compared to conventional circuits, as well as reduce the resistance load and reduce power consumption. can be achieved.

さらに、第2図例によれば、出力はサンプルホ
ールドされるので、A/D変換器とのインターフ
エースをとり易い。
Furthermore, according to the example in FIG. 2, since the output is sampled and held, it is easy to interface with an A/D converter.

第4図に、第2図を主要部とする本発明の一実
施例の差動増幅回路を示す。
FIG. 4 shows a differential amplifier circuit according to an embodiment of the present invention, the main part of which is shown in FIG.

本実施例においては、増幅回路10と差動シン
グルエンド変換回路30は第2図の回路と同一の
構成である。本実施例は、増幅回路10の入力を
入力端子1,2の電圧とするか、零にするかを
MOSトランジスタスイツチ51,52,53,
54で切り換える構成と、キヤパシタ62、
MOSトランジスタスイツチ63,64でオペア
ンプ11,12,61のオフセツト電圧を補正す
る構成を接続するとともに、バツフア構成のオペ
アンプ61を介して出力端子3に接続したもので
ある。
In this embodiment, the amplifier circuit 10 and the differential single-end conversion circuit 30 have the same configuration as the circuit shown in FIG. In this embodiment, it is determined whether the input of the amplifier circuit 10 is the voltage of input terminals 1 and 2 or zero.
MOS transistor switch 51, 52, 53,
54 and a capacitor 62,
A configuration for correcting the offset voltages of operational amplifiers 11, 12, and 61 is connected to MOS transistor switches 63 and 64, and is also connected to output terminal 3 via an operational amplifier 61 having a buffer configuration.

各MOSトランジスタスイツチ51,52,5
3,54,32,33,34,35,63,64
の制御端子71,72,73,74,75,76
は第5図に示す如き信号によつて駆動される。第
5図Aが制御端子71の、第5図Bが制御端子7
2の、第5図Cが制御端子73の、第5図Dが制
御端子74の、第5図Eが制御端子75の、第5
図Fが制御端子76のそれぞれの信号波形を示し
ている。まず、第5図のt1時点ではMOSトラン
ジスタスイツチ32,33,34,35,53,
54,63がオンし、その他はオフしているの
で、増幅回路10の差動入力電圧は零となり、オ
ペアンプ11,12のオフセツト電圧差と、オペ
アンプ61のオフセツト電圧の和がキヤパシタ6
2に充電される。この充電電圧V62は、 V62=(1+R13+R15/R14)(Vos2−Vos1)−Vos3 ……(4) となる。ここで、Vos1,Vos2,Vos3はそれぞれ
オペアンプ11,12,61のオフセツト電圧で
ある。
Each MOS transistor switch 51, 52, 5
3, 54, 32, 33, 34, 35, 63, 64
Control terminals 71, 72, 73, 74, 75, 76
is driven by a signal as shown in FIG. 5A shows the control terminal 71, and FIG. 5B shows the control terminal 7.
2, FIG. 5C is the control terminal 73, FIG. 5D is the control terminal 74, and FIG. 5E is the control terminal 75.
FIG. F shows the respective signal waveforms of the control terminal 76. First, at time t 1 in FIG. 5, the MOS transistor switches 32, 33, 34, 35, 53,
54 and 63 are on and the others are off, the differential input voltage of the amplifier circuit 10 becomes zero, and the sum of the offset voltage difference between the operational amplifiers 11 and 12 and the offset voltage of the operational amplifier 61 is the sum of the offset voltage of the operational amplifier 61.
It is charged to 2. This charging voltage V 62 becomes V 62 = (1+R 13 + R 15 /R 14 ) (Vos 2 −Vos 1 )−Vos 3 (4). Here, Vos 1 , Vos 2 and Vos 3 are offset voltages of operational amplifiers 11, 12 and 61, respectively.

次に、第6図のt2時点では、MOSトランジス
タスイツチ32,33,51,52がオンし、そ
の他はオフとなるので、第3図のt1時点と同じ動
作となり、入力端子1,2の差電圧Vdを増幅し、
キヤパシタ31に充電する。この充電量V31はオ
ペアンプ11,12のオフセツト電圧影響を考慮
すると、 V31=(1+R13+R15/R14)(Vd+Vos2−Vos1) ……(5) となる。
Next, at time t2 in FIG. 6, MOS transistor switches 32, 33, 51, and 52 are turned on and the others are off, so the operation is the same as at time t1 in FIG. Amplify the differential voltage Vd of
Charge the capacitor 31. This charge amount V 31 is calculated as follows when considering the effect of offset voltage of the operational amplifiers 11 and 12: V 31 = (1 + R 13 + R 15 /R 14 ) (Vd + Vos 2 - Vos 1 ) (5).

次に第5図のt3時点では、MOSトランジスタ
スイツチ34,35,64がオンし、その他はオ
フであるので、キヤパシタ31とキヤパシタ62
の充電電圧差がオペアンプ61の入力となり、出
力端子3の電圧V0は、 V0=V31−V62−Vos3=(1+R13+R15/R14)・Vd ……(6) となる。したがつて、オペアンプ11,12,6
1のオフセツト電圧を補正することができる。ま
た、オフセツト補正はコモンモードサンプリング
端子5と入力端子1を接続し、バイアスを加えた
状態で行うので、増幅回路10のコモンモード除
去比(CMRR)特性も同時に補正される。
Next, at time t3 in FIG. 5, MOS transistor switches 34, 35, and 64 are on, and the others are off, so capacitor 31 and capacitor 62 are turned on.
The charging voltage difference becomes the input of the operational amplifier 61, and the voltage V 0 of the output terminal 3 is as follows: V 0 = V 31 −V 62 −Vos 3 =(1+R 13 +R 15 /R 14 )・Vd ……(6) . Therefore, operational amplifiers 11, 12, 6
1 offset voltage can be corrected. Further, since the offset correction is performed with the common mode sampling terminal 5 and the input terminal 1 connected and bias applied, the common mode rejection ratio (CMRR) characteristic of the amplifier circuit 10 is also corrected at the same time.

したがつて、本実施例によれば、オペアンプの
オフセツト電圧の補正及びCMRR特性が行える
ので、更に精度が向上する。
Therefore, according to this embodiment, the offset voltage of the operational amplifier can be corrected and the CMRR characteristic can be corrected, so that the accuracy is further improved.

また、本実施例によれば、オフセツト電圧の補
正時に増幅回路10の入力をシヨートするので、
入力にマルチプレクサを設け多チヤンネルの入力
を切り換える場合はチヤンネル間のクロストーク
を低減することができる。
Furthermore, according to this embodiment, since the input of the amplifier circuit 10 is shot when correcting the offset voltage,
When a multiplexer is provided at the input and multiple channels of input are switched, crosstalk between channels can be reduced.

なお、オペアンプ61の機能は、出力端子3,
4に接続される負荷回路により、差動シングルエ
ンド変換回路30が影響を受けないようにするた
めに挿入されたものである。したがつて、負荷回
路の特性によつてはオペアンプ61を省略するこ
とができる。
Note that the function of the operational amplifier 61 is the output terminal 3,
This was inserted in order to prevent the differential single-end conversion circuit 30 from being affected by the load circuit connected to the differential single-end conversion circuit 30. Therefore, depending on the characteristics of the load circuit, the operational amplifier 61 can be omitted.

第6図に本発明の他の実施例が示されている。 Another embodiment of the invention is shown in FIG.

本実施例において増幅回路10と差動シングル
エンド変換回路30は、第2図の回路と同一であ
り、オペアンプ11,12,61のオフセツト電
圧を補正するMOSトランジスタスイツチ63,
64とキヤパシタ62の構成及びオペアンプ61
の構成は第4図と同様である。第2図、第4図と
異なるのは、増幅回路10の入力を入力端子1,
2とするか、入力端子1,2を入れ換えるか、零
にするかをMOSトランジスタスイツチ55,5
6,57,58とORゲート59,60で切り換
える手段と、入力端子1,2の差電圧の極性を比
較し、前記MOSトランジスタスイツチ55,5
6,57,58を制御するコンパレータ90と制
御回路96を設けた点である。
In this embodiment, the amplifier circuit 10 and the differential single-end conversion circuit 30 are the same as the circuit shown in FIG.
64 and the configuration of the capacitor 62 and the operational amplifier 61
The configuration is the same as that shown in FIG. The difference from FIGS. 2 and 4 is that the input of the amplifier circuit 10 is connected to the input terminal 1,
2, swap input terminals 1 and 2, or set them to zero using MOS transistor switches 55 and 5.
6, 57, 58 and OR gates 59, 60 and the polarity of the difference voltage between the input terminals 1 and 2 are compared, and the MOS transistor switches 55, 5
6, 57, and 58 are provided.

各MOSトランジスタスイツチの制御端子81,
82,83,73,74,75,76,77は第
7図A〜Iに示す各信号で駆動される。
Control terminal 81 of each MOS transistor switch,
82, 83, 73, 74, 75, 76, and 77 are driven by each signal shown in FIG. 7A to I.

又、コンパレータ90はMOSトランジスタス
イツチ92,93,80とキヤパシタ91、反転
増幅器95から成り、各MOSトランジスタスイ
ツチの制御端子78,79,80は第8図A,
B,Cの各信号で駆動される。
Further, the comparator 90 consists of MOS transistor switches 92, 93, 80, a capacitor 91, and an inverting amplifier 95, and the control terminals 78, 79, 80 of each MOS transistor switch are connected to the terminals 78, 8A, and 80 of FIG.
It is driven by the B and C signals.

次に、本実施例の動作について説明する。ま
ず、第7図のt1時点ではMOSトランジスタスイ
ツチ55,57,32,33,34,35,63
がオンして、その他はオフしている。この構成は
第4図図示実施例において、第5図のt1時点と同
様である。したがつて、キヤパシタ62に充電さ
れる電圧V62は、前記(4)式の如くとなる。また、
このt1時点のキヤパシタ31の充電電圧V31は増
幅回路10の出力と等しく、 V31=(1+R13+R15/R14)(Vos2−Vos1) ……(7) となる。
Next, the operation of this embodiment will be explained. First, at time t 1 in FIG. 7, the MOS transistor switches 55, 57, 32, 33, 34, 35, 63
is on and the others are off. This configuration is the same as that at time t1 in FIG. 5 in the embodiment shown in FIG. Therefore, the voltage V 62 charged to the capacitor 62 is expressed by equation (4) above. Also,
The charging voltage V 31 of the capacitor 31 at this time t 1 is equal to the output of the amplifier circuit 10, and V 31 = (1+R 13 + R 15 /R 14 ) (Vos 2 −Vos 1 ) (7).

次に第7図のt2時点ではMOSトランジスタス
イツチ55,56,36がオンし、その他はオフ
している。このため、入力端子1,2はそれぞ
れ、オペアンプ11,12の(+)入力端子に接
続される。このときの増幅回路10の差動出力
Vdpは第4図図示実施例で、第5図のt2時点での
キヤパシタ31の電圧である前記(5)式と等しく、 Vdo=(1+R13+R15/R14)(Vd+Vos2−Vos1) ……(8) となる。
Next, at time t2 in FIG. 7, MOS transistor switches 55, 56, and 36 are turned on, and the others are turned off. Therefore, input terminals 1 and 2 are connected to (+) input terminals of operational amplifiers 11 and 12, respectively. Differential output of amplifier circuit 10 at this time
In the embodiment shown in FIG. 4, V dp is equal to the above equation (5), which is the voltage of the capacitor 31 at time t 2 in FIG. 1 ) ...(8) becomes.

また、MOSトランジスタスイツチ36により
増幅回路10の一方の出力端とキヤパシタ31の
一方の端子を接続する。更に、増幅回路10の他
方の出力端とキヤパシタ31の他方の端子の電圧
をコンパレータ90で比較する。この結果、コン
パレータ90の出力点84の信号POLは前記(8)
式で示される増幅回路10の出力Vdoと前記(7)式
で示されるキヤパシタ31の充電々圧V31の差で
決まるので、次式で示すことができる。
Further, one output terminal of the amplifier circuit 10 and one terminal of the capacitor 31 are connected by the MOS transistor switch 36. Furthermore, a comparator 90 compares the voltages at the other output terminal of the amplifier circuit 10 and the other terminal of the capacitor 31 . As a result, the signal POL at the output point 84 of the comparator 90 is as shown in (8) above.
Since it is determined by the difference between the output Vdo of the amplifier circuit 10 shown by the equation and the charging voltage V 31 of the capacitor 31 shown by the above equation (7), it can be shown by the following equation.

POL=“L” Vd0 “H” Vd<0 ……(9) これより、コンパレータ90の出力はオペアン
プ11,12のオフセツト電圧の影響を受けない
で、入力端子1,2の差電圧Vdの極性を示すこ
とが分かる。
POL="L" Vd0 "H"Vd<0 ...(9) From this, the output of the comparator 90 is not affected by the offset voltage of the operational amplifiers 11 and 12, and the polarity of the differential voltage Vd between the input terminals 1 and 2 is determined. It can be seen that this shows that

ここで、コンパレータ90の動作を第8図を参
照して説明する。まず、第8図のt1時点では
MOSトランジスタスイツチ92,94がオンし
てMOSトランジスタスイツチ93がオフしてい
る。これにより、反転増幅器95の入出力端子が
接続されるので、この入出力端子の電圧は反転増
幅器95のしきい値電圧と等しくなつている。従
つて、キヤパシタ91の充電々圧は増幅回路10
の他の出力端の電圧と、前記しきい値電圧の差と
なる。
Here, the operation of the comparator 90 will be explained with reference to FIG. First, at time t 1 in Figure 8,
MOS transistor switches 92 and 94 are on, and MOS transistor switch 93 is off. As a result, the input/output terminals of the inverting amplifier 95 are connected, so that the voltage at this input/output terminal is equal to the threshold voltage of the inverting amplifier 95. Therefore, the charging voltage of the capacitor 91 is increased by the amplifier circuit 10.
This is the difference between the voltage at the other output terminal of and the threshold voltage.

次に、第8図のt2時点ではMOSトランジスタ
スイツチ92,94がオフして、MOSトランジ
スタスイツチ93がオンする。これにより、キヤ
パシタ91の一方がキヤパシタ31の他方の端子
に切り換り、キヤパシタ91の他方の端子が、高
入力インピーダンスの反転増幅器95の入力だけ
に接続される。ここで、キヤパシタ91の一方が
高インピーダンスであるので、前記キヤパシタ9
1の充電々圧は変化しない。従つて、反転増幅器
95の出力電圧は前記しきい値電圧より、増幅器
10の他方の出力端とキヤパシタ31の他方の端
子の電圧差分だけ変化する。これにより、増幅回
路10の他方の出力端とキヤパシタ31の他方の
端子の電圧を比較できる。
Next, at time t2 in FIG. 8, MOS transistor switches 92 and 94 are turned off, and MOS transistor switch 93 is turned on. As a result, one of the capacitors 91 is switched to the other terminal of the capacitor 31, and the other terminal of the capacitor 91 is connected only to the input of the inverting amplifier 95 having a high input impedance. Here, since one of the capacitors 91 has high impedance, the capacitor 9
The charging pressure of 1 does not change. Therefore, the output voltage of the inverting amplifier 95 changes from the threshold voltage by the voltage difference between the other output terminal of the amplifier 10 and the other terminal of the capacitor 31. Thereby, the voltages at the other output terminal of the amplifier circuit 10 and the other terminal of the capacitor 31 can be compared.

次に、第7図のt3時点ではMOSトランジスタ
スイツチはt2時点のコンパレータ90の出力点8
4の信号POLによつて異なり、制御回路96に
よつて、POL=“L”のときはMOSトランジスタ
スイツチ55,56がオンで、MOSトランジス
タスイツチ57,58がオフ、POL=“H”のと
きはMOSトランジスタスイツチ55,56がオ
フで、MOSトランジスタスイツチ57,58が
オンする。更に、出力点84の信号POLの状態
にかかわらず、MOSトランジスタスイツチ32,
33はオンし、その他はオフしている。
Next, at the time t3 in FIG. 7, the MOS transistor switch is switched to the output point 8 of the comparator 90 at the time t2 .
The control circuit 96 determines that when POL="L", MOS transistor switches 55 and 56 are on, and when POL="H", MOS transistor switches 57 and 58 are off. MOS transistor switches 55 and 56 are off and MOS transistor switches 57 and 58 are on. Furthermore, regardless of the state of the signal POL at the output point 84, the MOS transistor switch 32,
33 is on, and the others are off.

以上の結果、POL=“L”のときは第4図の実
施例で、第5図のt2時点と同様の回路構成とな
り、キヤパシタ31の充電々圧V31は前記(5)式と
等しくなる。
As a result of the above, when POL="L", the circuit configuration in the embodiment shown in FIG. 4 is the same as that at time t 2 in FIG. 5, and the charging voltage V 31 of the capacitor 31 is equal to the equation (5) above. Become.

一方、POL=“H”のときは入力端子1,2が
それぞれ、オペアンプ12,11の(+)入力に
接続されるので、キヤパシタ31の充電々圧V31
は次式となる。
On the other hand, when POL="H", input terminals 1 and 2 are connected to the (+) inputs of operational amplifiers 12 and 11, respectively, so the charging voltage of capacitor 31 is V 31
is the following formula.

V31=(1+R13+R15/R14)(−Vd+Vos2−Vos1) ……(10) 次に、第7図のt4時点ではMOSトランジスタ
スイツチ34,35,64がオンし、その他はオ
フする。これは、第4図図示実施例で、第5図の
t3時点の状態と同様の回路構成となる。従つて、
出力端子3の電圧V0は(5),(6),(9),(10)式より、
次式で示される。
V 31 = (1 + R 13 + R 15 / R 14 ) (-Vd + Vos 2 - Vos 1 ) ...(10) Next, at time t 4 in Fig. 7, MOS transistor switches 34, 35, and 64 are turned on, and the others are turned on. Turn off. This is the embodiment shown in FIG. 4 and the embodiment shown in FIG.
The circuit configuration becomes the same as the state at time t 3 . Therefore,
From equations (5), (6), (9), and (10), the voltage V 0 of output terminal 3 is
It is shown by the following formula.

これにより、第6図図示実施例においても、オ
ペアンプ11,12,61のオフセツト電圧を補
正できるとともに、入力端子1,2の差電圧の絶
対値を増幅していることが分かる。
As a result, it can be seen that in the embodiment shown in FIG. 6 as well, the offset voltages of the operational amplifiers 11, 12, and 61 can be corrected, and the absolute value of the voltage difference between the input terminals 1 and 2 can be amplified.

ここで、オフセツト電圧の補正は差動出力増幅
回路10の二つ入力を入力端子1と接続し、バイ
アスをかけた状態で行うので、差動出力増幅回路
10のCMRR特性も同時に補正できる。
Here, since the offset voltage is corrected with the two inputs of the differential output amplifier circuit 10 connected to the input terminal 1 and biased, the CMRR characteristics of the differential output amplifier circuit 10 can also be corrected at the same time.

したがつて、本実施例によれば、オペアンプの
オフセツト電圧の補正及びCMRR特性の補正が
できるとともに、入力電圧の絶対値を増幅できる
ので、単電源回路システムに適用し精度向上を図
れる。
Therefore, according to this embodiment, the offset voltage and CMRR characteristics of the operational amplifier can be corrected, and the absolute value of the input voltage can be amplified, so that it can be applied to a single power supply circuit system to improve accuracy.

なお、本発明の他の実施例としては、必要に応
じ次のように変更可能である。
Note that other embodiments of the present invention can be modified as follows, if necessary.

(1) 各MOSトランジスタスイツチに接合形電界
効果トランジスタ、バイポーラトランジスタ、
リレー等を用いること。
(1) Each MOS transistor switch has a junction field effect transistor, bipolar transistor,
Use relays, etc.

(2) 増幅回路にインピーダンスをフイードバツク
素子とした増幅回路を用いること。
(2) Use an amplifier circuit that uses impedance as a feedback element.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように、本発明によれば、抵抗精
度の調整を簡単化でき、精度の向上を図ることが
できるととも、オペアンプのオフセツト誤差を補
正可能であるから一層精度の向上を図ることがで
きる。
As explained above, according to the present invention, adjustment of resistance accuracy can be simplified and accuracy can be improved, and offset errors of operational amplifiers can be corrected, so accuracy can be further improved. can.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は従来の差動増幅回路を示す回路図、第
2図は本発明の主要部を示す回路図、第3図は第
2図の制御波形図、第4図は本発明の一実施例を
示す回路図、第5図は第4図図示実施例の制御波
形図、第6図は本発明の別な実施例を示す回路
図、第7図、第8図は第6図図示実施例の制御波
形図である。 10……増幅回路、11,12……オペアン
プ、13,14,15……抵抗、30,300…
…差動シングルエンド変換回路、31,32,3
3,34,35……MOSトランジスタスイツチ。
Fig. 1 is a circuit diagram showing a conventional differential amplifier circuit, Fig. 2 is a circuit diagram showing the main part of the present invention, Fig. 3 is a control waveform diagram of Fig. 2, and Fig. 4 is an implementation of the present invention. A circuit diagram showing an example, FIG. 5 is a control waveform diagram of the embodiment shown in FIG. 4, FIG. 6 is a circuit diagram showing another embodiment of the present invention, and FIGS. 7 and 8 are a control waveform diagram of the embodiment shown in FIG. FIG. 3 is an example control waveform diagram. 10... Amplifier circuit, 11, 12... Operational amplifier, 13, 14, 15... Resistor, 30,300...
...Differential single-ended conversion circuit, 31, 32, 3
3, 34, 35...MOS transistor switch.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 一対のオペアンプ11,12を有し2つの入
力端子1,2から入力される電圧を増幅して差電
圧を出力する増幅回路10と、前記オペアンプ1
0の出力端にそれぞれ2つのスイツチ素子32,
33,34,35の直列接続体を接続し、該2つ
のスイツチの共通接続点を第1のコンデンサ31
を介して接続してなる差動シングルエンド変換回
路30と、前記入力端子1,2と前記オペアンプ
11,12との間のそれぞれ挿入された2つのス
イツチ素子51,52と、前記入力端子11,1
2間を短絡可能に接続してなるスイツチ素子5
3,54/55,57/56,58と、前記差動
シングルエンド変換回路30の一方の出力端に接
続された第2コンデンサ62とスイツチ素子64
の直列接続体と、該直列接続体の共通接続点と前
記差動シングルエンド変換回路30の他方の出力
端3との間を短絡可能に接続してなるスイツチ素
子63と、前記各スイツチ素子のオンオフ制御信
号を入力する制御端子71,72,73,74,
75,76とを有してなる差動増幅回路。 2 特許請求の範囲第1項記載の差動増幅回路に
おいて、前記差動シングルエンド変換回路30の
前記他方の出力端3にバツフアアンプ61を挿入
してなることを特徴とする差動増幅回路。
[Claims] 1. An amplifier circuit 10 having a pair of operational amplifiers 11 and 12 and amplifying voltages input from two input terminals 1 and 2 to output a differential voltage;
two switch elements 32 at the output ends of 0,
33, 34, and 35 are connected in series, and the common connection point of the two switches is connected to the first capacitor 31.
a differential single-end conversion circuit 30 connected via a differential single-end conversion circuit 30, two switch elements 51, 52 inserted between the input terminals 1, 2 and the operational amplifiers 11, 12, respectively, and the input terminals 11, 1
A switch element 5 formed by connecting 2 in a short-circuit manner.
3, 54/55, 57/56, 58, a second capacitor 62 and a switch element 64 connected to one output terminal of the differential single-ended conversion circuit 30.
a series connection body, a switch element 63 formed by connecting a common connection point of the series connection body and the other output terminal 3 of the differential single-end conversion circuit 30 so as to be short-circuitable; Control terminals 71, 72, 73, 74 for inputting on/off control signals,
75 and 76. 2. The differential amplifier circuit according to claim 1, characterized in that a buffer amplifier 61 is inserted into the other output terminal 3 of the differential single-end conversion circuit 30.
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