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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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- resistor
- operational amplifier
- amplifier
- inverting
- input terminal
- Prior art date
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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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