JPH04304008A - 電荷増幅器 - Google Patents
電荷増幅器Info
- Publication number
- JPH04304008A JPH04304008A JP3067319A JP6731991A JPH04304008A JP H04304008 A JPH04304008 A JP H04304008A JP 3067319 A JP3067319 A JP 3067319A JP 6731991 A JP6731991 A JP 6731991A JP H04304008 A JPH04304008 A JP H04304008A
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- Japan
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- resistor
- operational amplifier
- amplifier
- inverting
- input terminal
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- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
- Amplifiers (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】電荷増幅器は、衝撃や加速度など
を計測する圧電型トランスデューサの信号を増幅するた
めに多く用いられているが、増幅器が遮断周波をもって
いるため、それ以下の低い周波数で応答しない。本発明
による電荷増幅器は、安価な汎用増幅器により特性改善
が行なわれるので、上記トランスデューサのほか、静電
容量型センサなどの増幅器としても利用される。
を計測する圧電型トランスデューサの信号を増幅するた
めに多く用いられているが、増幅器が遮断周波をもって
いるため、それ以下の低い周波数で応答しない。本発明
による電荷増幅器は、安価な汎用増幅器により特性改善
が行なわれるので、上記トランスデューサのほか、静電
容量型センサなどの増幅器としても利用される。
【0002】
【従来の技術】電荷増幅器は図3に示すように、演算増
幅器A1 と静電容量Cfならびに抵抗器Rfで構成さ
れていて、容量性トランスデューサ、ここでは圧電セン
サSが入力に接続されていて、圧電センサSが電圧ΔV
(電荷ΔQ)を発生したときに現われた電荷の量に比例
した出力電圧Voを得ている。演算増幅器A1の入力端
子には、程度の差こそあれ入力バイアス電流を供給しな
ければ安定した動作をしないので、必らず静電容量Cf
と並列に高抵抗値の抵抗器Rfが並列に接続されている
。
幅器A1 と静電容量Cfならびに抵抗器Rfで構成さ
れていて、容量性トランスデューサ、ここでは圧電セン
サSが入力に接続されていて、圧電センサSが電圧ΔV
(電荷ΔQ)を発生したときに現われた電荷の量に比例
した出力電圧Voを得ている。演算増幅器A1の入力端
子には、程度の差こそあれ入力バイアス電流を供給しな
ければ安定した動作をしないので、必らず静電容量Cf
と並列に高抵抗値の抵抗器Rfが並列に接続されている
。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このため電荷増幅器は
、静電容量Cfと抵抗器Rfによって定まる周波数を境
に一次の高域濾波器として動作し、低周波測定の限界を
生じる。
、静電容量Cfと抵抗器Rfによって定まる周波数を境
に一次の高域濾波器として動作し、低周波測定の限界を
生じる。
【0004】具体的には、電荷増幅器の低域の遮断周波
数fLは、 fL =(1/2・π・Cf・Rf) ・・
・・・・・(1) で、fL より下方は+6dB/
OCT の傾斜で応答は下がっている。(1) 式より
明らかなように、(Cf・Rf)積はなるべく大きいほ
うが低域特性がよい。しかし図4に示すようにのように
、圧電センサSが静電容量Coと交流電源ΔVの直列回
路であることから、出力電圧Voは Vo=(Co/Cf)・Vi
・・・・・・・・(2) より、静電容量Cfを大
きくすると出力電圧が低下するので、無謀に大きくする
ことはできない。そのため抵抗器Rfをできるだけ大き
くするため低バイアスの演算増幅器を必要とする。
数fLは、 fL =(1/2・π・Cf・Rf) ・・
・・・・・(1) で、fL より下方は+6dB/
OCT の傾斜で応答は下がっている。(1) 式より
明らかなように、(Cf・Rf)積はなるべく大きいほ
うが低域特性がよい。しかし図4に示すようにのように
、圧電センサSが静電容量Coと交流電源ΔVの直列回
路であることから、出力電圧Voは Vo=(Co/Cf)・Vi
・・・・・・・・(2) より、静電容量Cfを大
きくすると出力電圧が低下するので、無謀に大きくする
ことはできない。そのため抵抗器Rfをできるだけ大き
くするため低バイアスの演算増幅器を必要とする。
【0005】このように従来の電荷増幅器では、次のよ
うな問題点を有している。 (1) 従来の電荷増幅器は非常に大きな高抵抗値の抵
抗器Rfを必要とするので汎用の演算増幅器は使用に耐
えない。
うな問題点を有している。 (1) 従来の電荷増幅器は非常に大きな高抵抗値の抵
抗器Rfを必要とするので汎用の演算増幅器は使用に耐
えない。
【0006】(2) 高インピーダンス回路を含むので
高用周波数の誘導や外来雑音に弱い。 (3) 帰還用の静電容量Cfを小さくして利得を上げ
ることができない。 本発明は、電荷増幅器としての特性を決めるのは帰還用
の静電容量が主で、抵抗器はバイアス電流供給のために
必要なのである点に着目して、汎用の演算増幅器であっ
ても充分なバイアス電流が得られるような抵抗を選び、
信号伝達上からは見掛け上この抵抗を高くすることがで
きる電荷増幅器を提供することを目的とする。
高用周波数の誘導や外来雑音に弱い。 (3) 帰還用の静電容量Cfを小さくして利得を上げ
ることができない。 本発明は、電荷増幅器としての特性を決めるのは帰還用
の静電容量が主で、抵抗器はバイアス電流供給のために
必要なのである点に着目して、汎用の演算増幅器であっ
ても充分なバイアス電流が得られるような抵抗を選び、
信号伝達上からは見掛け上この抵抗を高くすることがで
きる電荷増幅器を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の電荷増幅器は、
差動入力演算増幅器の出力端子と反転入力端子の間に静
電容量と第1の抵抗器との並列回路を接続し、前記差動
入力演算増幅器の出力信号を反転する反転増幅器を設け
、前記第1の抵抗器と近似の抵抗値を有する第2の抵抗
を介して前記反転増幅器の出力を差動入力演算増幅器の
前記反転入力端子に帰還したことを特徴とする。
差動入力演算増幅器の出力端子と反転入力端子の間に静
電容量と第1の抵抗器との並列回路を接続し、前記差動
入力演算増幅器の出力信号を反転する反転増幅器を設け
、前記第1の抵抗器と近似の抵抗値を有する第2の抵抗
を介して前記反転増幅器の出力を差動入力演算増幅器の
前記反転入力端子に帰還したことを特徴とする。
【0008】
【作用】この構成によると、第1の抵抗器と近似の抵抗
値を有する第2の抵抗を介して反転増幅器の出力を差動
入力演算増幅器の反転入力端子に帰還したため、信号伝
達上からは見掛け上、抵抗を高くすることができ、静電
容量と第1の抵抗器によって決まる低域遮断周波数を低
減させて広帯域化することができる。
値を有する第2の抵抗を介して反転増幅器の出力を差動
入力演算増幅器の反転入力端子に帰還したため、信号伝
達上からは見掛け上、抵抗を高くすることができ、静電
容量と第1の抵抗器によって決まる低域遮断周波数を低
減させて広帯域化することができる。
【0009】
【実施例】なお、従来例を示す図3と同様の作用をなす
ものには同一の符号を付けて説明する。
ものには同一の符号を付けて説明する。
【0010】図1は本発明の電荷増幅器を示し、抵抗器
R1,R1と演算増幅器A2によって、演算増幅器A1
の出力信号を反転する反転増幅器Jを構成し、演算増幅
器A1の出力端子OUTと反転入力端子(−)の間に並
列接続されている抵抗器Rf〔以下、これを第1の抵抗
器Rfと称す〕と近似の抵抗値を有する第2の抵抗器R
foを介して反転増幅器Jの出力を差動入力演算増幅器
A1の反転入力端子(−)に帰還されている点が従来と
異なっている。
R1,R1と演算増幅器A2によって、演算増幅器A1
の出力信号を反転する反転増幅器Jを構成し、演算増幅
器A1の出力端子OUTと反転入力端子(−)の間に並
列接続されている抵抗器Rf〔以下、これを第1の抵抗
器Rfと称す〕と近似の抵抗値を有する第2の抵抗器R
foを介して反転増幅器Jの出力を差動入力演算増幅器
A1の反転入力端子(−)に帰還されている点が従来と
異なっている。
【0011】このように構成したため、演算増幅器A1
の反転入力端子(−)の加算点では、あたかも第1の抵
抗器Rfと並列に−Rfoが接続されたように見え前記
の特性改善が行なわれる。
の反転入力端子(−)の加算点では、あたかも第1の抵
抗器Rfと並列に−Rfoが接続されたように見え前記
の特性改善が行なわれる。
【0012】具体的には、図2に示すように第1の抵抗
器Rfに、絶対値はRfよりやや大きい負抵抗Rf0=
−(1+k)Rf,1>k>0を並列接続したときの抵
抗値Rを計算すると R=〔(1+k)/k〕・Rf
・・・・・・(3) となって“k=0.1”
のときRf´=11・Rfとなり、見掛け上は第1の抵
抗器Rf´が増大したように見え、低域の遮断周波数f
Lも(fL /11)となって低減特性の改善が行なわ
れ、広帯域化を達成できる。
器Rfに、絶対値はRfよりやや大きい負抵抗Rf0=
−(1+k)Rf,1>k>0を並列接続したときの抵
抗値Rを計算すると R=〔(1+k)/k〕・Rf
・・・・・・(3) となって“k=0.1”
のときRf´=11・Rfとなり、見掛け上は第1の抵
抗器Rf´が増大したように見え、低域の遮断周波数f
Lも(fL /11)となって低減特性の改善が行なわ
れ、広帯域化を達成できる。
【0013】
【発明の効果】以上のように本発明によると、差動入力
演算増幅器の出力端子と反転入力端子の間に静電容量と
第1の抵抗器との並列回路を接続し、前記差動入力演算
増幅器の出力信号を反転する反転増幅器を設け、前記第
1の抵抗器と近似の抵抗値を有する第2の抵抗を介して
前記反転増幅器の出力を差動入力演算増幅器の前記反転
入力端子に帰還したため、信号伝達上からは見掛け上、
抵抗を高くすることができ、静電容量と第1の抵抗器に
よって決まる低域遮断周波数を低減させて広帯域化する
ことができるものである。
演算増幅器の出力端子と反転入力端子の間に静電容量と
第1の抵抗器との並列回路を接続し、前記差動入力演算
増幅器の出力信号を反転する反転増幅器を設け、前記第
1の抵抗器と近似の抵抗値を有する第2の抵抗を介して
前記反転増幅器の出力を差動入力演算増幅器の前記反転
入力端子に帰還したため、信号伝達上からは見掛け上、
抵抗を高くすることができ、静電容量と第1の抵抗器に
よって決まる低域遮断周波数を低減させて広帯域化する
ことができるものである。
【図1】本発明の電荷増幅器の構成図である。
【図2】同電荷増幅器の要部の等価回路図である。
【図3】従来の電荷増幅器の構成図である。
【図4】従来の電荷増幅器の等価回路図である。
A1 差動入力演算増幅器
A2 第1の抵抗器
J 反転増幅器
Rf 第1の抵抗器
Rfo 第2の抵抗器
Cf 静電容量
Claims (1)
- 【請求項1】 差動入力演算増幅器の出力端子と反転
入力端子の間に静電容量と第1の抵抗器との並列回路を
接続し、前記差動入力演算増幅器の出力信号を反転する
反転増幅器を設け、前記第1の抵抗器と近似の抵抗値を
有する第2の抵抗を介して前記反転増幅器の出力を差動
入力演算増幅器の前記反転入力端子に帰還した電荷増幅
器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6731991A JPH0691387B2 (ja) | 1991-03-30 | 1991-03-30 | 電荷増幅器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6731991A JPH0691387B2 (ja) | 1991-03-30 | 1991-03-30 | 電荷増幅器 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04304008A true JPH04304008A (ja) | 1992-10-27 |
JPH0691387B2 JPH0691387B2 (ja) | 1994-11-14 |
Family
ID=13341581
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6731991A Expired - Lifetime JPH0691387B2 (ja) | 1991-03-30 | 1991-03-30 | 電荷増幅器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0691387B2 (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002185298A (ja) * | 2000-12-11 | 2002-06-28 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 物理量検出回路 |
JP2015019241A (ja) * | 2013-07-11 | 2015-01-29 | 新日本無線株式会社 | 発振回路およびその調整方法 |
WO2015053241A1 (ja) * | 2013-10-09 | 2015-04-16 | 株式会社村田製作所 | 増幅回路およびそれを備えた検出装置 |
JP2018007258A (ja) * | 2016-06-30 | 2018-01-11 | ケースレー・インスツルメンツ・インコーポレイテッドKeithley Instruments,Inc. | 電流電圧変換回路 |
JP2020102774A (ja) * | 2018-12-21 | 2020-07-02 | 株式会社豊田中央研究所 | チャージアンプ回路 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS57159797A (en) * | 1981-03-11 | 1982-10-01 | Beecham Group Ltd | Antiviral, manufacture and medicinal composition |
JPS6380088A (ja) * | 1986-08-22 | 1988-04-11 | コ−プランド・コ−ポレ−シヨン | スクロ−ル式機械 |
JPS63268995A (ja) * | 1987-04-27 | 1988-11-07 | Toshiba Corp | スクロ−ル形圧縮機 |
-
1991
- 1991-03-30 JP JP6731991A patent/JPH0691387B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS57159797A (en) * | 1981-03-11 | 1982-10-01 | Beecham Group Ltd | Antiviral, manufacture and medicinal composition |
JPS6380088A (ja) * | 1986-08-22 | 1988-04-11 | コ−プランド・コ−ポレ−シヨン | スクロ−ル式機械 |
JPS63268995A (ja) * | 1987-04-27 | 1988-11-07 | Toshiba Corp | スクロ−ル形圧縮機 |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002185298A (ja) * | 2000-12-11 | 2002-06-28 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 物理量検出回路 |
JP2015019241A (ja) * | 2013-07-11 | 2015-01-29 | 新日本無線株式会社 | 発振回路およびその調整方法 |
WO2015053241A1 (ja) * | 2013-10-09 | 2015-04-16 | 株式会社村田製作所 | 増幅回路およびそれを備えた検出装置 |
US10355654B2 (en) | 2013-10-09 | 2019-07-16 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Amplifier circuit and detection apparatus including the same |
JP2018007258A (ja) * | 2016-06-30 | 2018-01-11 | ケースレー・インスツルメンツ・インコーポレイテッドKeithley Instruments,Inc. | 電流電圧変換回路 |
JP2020102774A (ja) * | 2018-12-21 | 2020-07-02 | 株式会社豊田中央研究所 | チャージアンプ回路 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0691387B2 (ja) | 1994-11-14 |
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