JPH0441611Y2 - - Google Patents

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JPH0441611Y2
JPH0441611Y2 JP2482783U JP2482783U JPH0441611Y2 JP H0441611 Y2 JPH0441611 Y2 JP H0441611Y2 JP 2482783 U JP2482783 U JP 2482783U JP 2482783 U JP2482783 U JP 2482783U JP H0441611 Y2 JPH0441611 Y2 JP H0441611Y2
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resistor
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terminal
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Description

【考案の詳細な説明】 <産業上の利用分野> 本考案は、バイアス電流補償形複合増幅器に関
するものであり、詳しくは、入力端子を開放した
場合であつても入力バイアス電流の影響を受けな
い新しい複合増幅器を提供するものである。
<従来の技術> 第1図は従来の高速反転形複合増幅器の一例を
示す回路図であつて、Viは入力端子、Voは出力
端子、R1〜R4は抵抗、U1は高速演算増幅器、U2
は高精度演算増幅器、C1はコンデンサである。
第1図において、入出力端子Vi,Vo間には、直
列接続された第1の抵抗R1と第2の抵抗R2とか
らなる第1の抵抗回路と、直列接続された第3の
抵抗R3と第4の抵抗R4とからなる第2の抵抗回
路とが並列接続されている。第1の演算増幅器
U1の反転入力端子は第1の抵抗R1と第2の抵抗
R2との接続点に接続され、出力端子は出力端子
Voに接続されている。第2の演算増幅器U2の反
転入力端子は第3の抵抗R3と第2の抵抗R4との
接続点に接続され、出力端子は第1の演算増幅器
U1の非反転入力端子に接続され、非反転入力端
子は共通電位点に接続され、反転入力端子と出力
端子間には第1のコンデンサC1が接続されてい
る。
このような構成において、入力端子Viに入力
電圧Viが加えられているものとすると、直流ゲ
インはR4/R3で決まることになり、第1の演算
増幅器U1がその入力バイアス電流iや入力オフ
セツト電圧Vosの影響を受けることはなく、出力
端子Voには、 Vo=−(R4/R3)Vi ……(1) で表される出力電圧Voが得られる。
また、入力周波数が高い場合の交流ゲインは
R2/R1で決まることになり、 R2/R1=R4/R3 とすることにより、直流特性の優れた高速反転形
複合増幅器として動作することになる。
<考案が解決しようとする課題> しかし、このような回路において、入力端子
Viを開放した場合には、第1の演算増幅器U1
その入力バイアス電流iの影響を受けることにな
り、出力端子Voには、 Vo={(R2/R4)/(R1+R2+R3+R4)}i
……(2) で表される出力電圧Voが現れることになつて好
ましくない。例えば、i=1mA、R1=R2=1kΩ、
R3=R4=1MΩとすると、出力端子Voには約0.5V
の出力電圧がo現れることになる。このような第
1図の欠点を解決するために、一般には第1の演
算増幅器U1の入力バイアス電流iを補償するた
めの電流を加えることが行われているが、第1の
演算増幅器U1の入力バイアス電流iの大きさが
温度変化した場合には充分な補償は行えないこと
になる。
なお、(2)式は以下のようにして導出できる。
まず、(1)式から、 Vi=−(R3/R4)Vo ……(3) になる。第1の演算増幅器U1の反転入力端子の
電圧をVaとすると、 Va=(Vi/R1+Vo/R2)・R1・R2/R1+R2−R1・R2
R1+R2i ……(4) になる。(4)式右辺の1項はi=0の時の電圧を表
し、2項はバイアス電流iによる電圧変化分を表
している。ところで、第2の演算増幅器U2の反
転入力端子の電圧は0Vなので、入力端子Viを開
放した場合には、 R3・Va/(R1+R3)=Vi ……(5) になり、(5)式から、Vaは、 Va=(R1+R3)Vi/R3 ……(6) になる。この(6)式を(4)式に代入すると、 R1+R3/R3Vi =(Vi/R1+Vo/R2)・R1・R2/R1+R2−R1・R2
R1+R2i ……(7) になる。この(7)式に(3)式を代入すると、 −R1+R3/R4Vo =(−R3/R1・R4Vo+Vo/R2)R1・R2/R1+R2− R1・R2/R1+R2i =R1・R4−R2・R3/R1・R2・R4Vo・R1・R2/R1
R2−R1・R2/R1+R2i =R1・R4−R2・R3/R4(R1+R2)Vo−R1・R2/R1
R2i……(8) になり、よつて、 R1・R2/R1+R2i={R1・R4−R2・R3/R4(R1+R2
+R1+R3/R4}Vo =R1・R4−R2・R3+R1 2+R1・R3+R1・R2+R2・R
3/R4(R1+R2)Vo=R1(R4+R1+R3+R2)/R4(R1+R
2)Vo……(9) になり、よつて、 Vo=R4(R1+R2)/R1(R1+R2+R3+R4)・R1・R2
R1+R2i ={(R2・R4)/(R1+R2+R3+R4)}i になり、前述(2)式が得られる。
本考案は、このような問題点に着目したもので
あり、その目的は、第1の演算増幅器U1の入力
バイアス電流iの大きさが温度変化した場合にも
自動的に補償できるバイアス電流補償形複合増幅
器を提供することにある。
<課題を解決するための手段> このような問題点を解決する本考案は、 入力端子Viと、 出力端子Voと、 これら入出力端子Vi,Vo間に直列接続された
第1の抵抗と第2の抵抗とからなる第1の抵抗回
路と、 前記入出力端子Vi,Vo間に直列接続された第
3の抵抗と第4の抵抗とからなる第2の抵抗回路
と、 その反転入力端子が第1の抵抗と第2の抵抗と
の接続点に接続され、その出力端子が前記出力端
子Voに接続された第1の演算増幅器と、 その反転入力端子が第3の抵抗と第4の抵抗と
の接続点に接続され、その出力端子が第1の演算
増幅器の非反転入力端子に接続され、その非反転
入力端子が共通電位点に接続され、その反転入力
端子とその出力端子間には第1のコンデンサが接
続された第2の演算増幅器と、 その非反転入力端子が共通電位点に接続され、
その反転入力端子とその出力端子間には直列接続
された第5の抵抗と第6の抵抗とからなる第3の
抵抗回路とコンデンサが並列接続され、第5の抵
抗と第6の抵抗との接続点が前記第1の抵抗と第
2の抵抗との接続点に接続され、前記第1の演算
増幅器の反転入力端子の電圧を0にするための電
流Iを供給する第3の演算増幅器、 とで構成されたことを特徴とする。
<作用> 積分回路を構成する第3の演算増幅器は、第1
の演算増幅器の入力バイアス電流の大きさが温度
変化した場合にも第1の演算増幅器の反転入力端
子の電圧を0にするための電流Iを供給する。
これにより、入力端子を開放した場合にも入力
バイアス電流の影響を受けることはない。
<実施例> 以下、図面を用いて本考案の実施例を詳細に説
明する。
第2図は本考案の一実施例を示す回路図であ
り、第1図と同一部分には同一符号を付けてい
る。第2図において、U3は第3の演算増幅器と
して用いる高精度演算増幅器、R5,R6は抵抗、
C2はコンデンサである。第3の演算増幅器U3
非反転入力端子は共通電位点に接続され、反転入
力端子と出力端子間には直列接続された第5の抵
抗R5と第6の抵抗R6とからなる第3の抵抗回路
とコンデンサC2とが並列接続され、第5の抵抗
R5と第6の抵抗R6との接続点は第1の抵抗R1
第2の抵抗R2との接続点に接続されている。す
なわち、第3の演算増幅器U3は積分回路を構成
するように接続されている。
このように構成された回路の動作を説明する。
第2図における第3の演算増幅器U3は、第1
の抵抗R1と第2の抵抗R2との接続点、すなわち
第1の演算増幅器U1の反転入力端子の電圧を0
にするための電流Iを供給する。
第2図において、入力端子Viが開放されてい
るとすると、第1の演算増幅器U1の反転入力端
子の電圧Vaは、 Va=−R2(R1+R3)(i−I) /(R1+R2+R3+R4) ……(10) で表される。この(10)式は以下のように導出され
る。
すなわち、前述(3)式及び(6)式から、 Va={(R1+R3)/R3)} ・(−R3/R4)Vo=−(R1+R3)Vo/R4
……(11) になる。ここで、Voは前述(2)式で示すように、 Vo={(R2・R4)/(R1+R2+R3+R4)}iな
ので、(11)式は、 Va=−{(R1+R3)/R4} ・{(R2・R4)/(R1+R2+R3+R4)}i =−{R2(R1+R3)/(R1+R2+R3+R4)}
i ……(12) この(12)式における電流iは第1図の抵抗
R1と抵抗R2の接続点から流れ出る電流であり、
第2図では(I−i)が相当する。従つて、前述
のような(10)式が得られる。
この(10)式から明らかなように、電圧Vaは、電
流(i−I)に対して正負の極性を逆にした形で
比例している。すなわち、(i−I)=0ならば
Va=0になり、逆にVa=0になるように電流I
を制御して(i−I)=0にしていることになる。
そして、電流Iに着目すると、 Va=−{R2(R1+R3)/(R1+R2+R3+R4)}
i+ {R2(R1+R3)/(R1+R2+R3+R4)}I
……(13) になり、電流Iが増えると電圧Vaも増えること
になる。ここで、第3の演算増幅器U3は反転積
分回路を構成している。従つて、第3の演算増幅
器U3の出力は電圧Vaを反転積分した値になつ
て、正極性の電圧Vaに対して第3の演算増幅器
U3の出力は負方向に変化し、電流Iも負方向に
変化する。これによつて電圧Vaも負方向に変化
し、第3の演算増幅器U3の出力はVa=0になつ
た点で安定する。そして、この状態において、第
3の演算増幅器U3は抵抗R6を介してI=iにな
る電流を抵抗R1と抵抗R2の接続点に供給するこ
とになる。
さらに第2図の回路の動作を周波数領域に分け
て説明する。
直流から低周波領域では第3の演算増幅器U3
の働きにより電圧Vaは0Vになつていて、入力電
圧Viが与えられている場合にも第3の演算増幅
器U3はVa=0になるように動作する。そして、
第1の演算増幅器U1および第2の演算増幅器U2
を含む等価回路は第3図にようになり、前述(1)式
で示した、 Vo=−(R4/R3)Vi となるように動作する。
これに対し、高周波領域では第2の演算増幅器
U2および第3の演算増幅器U3は動作せず、等価
回路は第4図のようになる。この第4図における
コンデンサC1,C2のインピーダンスは十分小さ
いことを考えると第4図は第5図のようになり、
第1の演算増幅器U1による反転増幅器として、 Vo=−(R2/R1)Vi ……(14) となるように動作することになる。なお、抵抗
R3〜R6は抵抗R1,R2に比べて大きな値になるよ
うに設計する必要がある。
このように構成することにより、第1の演算増
幅器U1の入力バイアス電流iの大きさが温度変
化した場合にも自動的に補償することができ、従
来のような温度変化による補償誤差を生じること
はない。
なお、第1の演算増幅器U1として第2の抵抗
R2を内蔵下ものを用いることもできる。この場
合の入力インピーダンスはR1・R3/(R1+R3
となり、抵抗性になる。
<考案の効果> 以上説明したように、本考案によれば、比較的
簡単な構成で、入力端子を開放した場合であつて
も入力バイアス電流の影響を受けない新しい複合
増幅器が実現でき、実用上の効果は大きい。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の高速反転形複合増幅器の一例を
示す回路図、第2図は本考案の一実施例を示す回
路図、第3図は第2図の回路の低周波領域におけ
る等価回路図、第4図および第5図は第2図の回
路の高周波領域における等価回路図である。 Vi……入力端子、Vo……出力端子、R1〜R6
…抵抗、U1〜U3……演算増幅器、C1,C2……コ
ンデンサ。

Claims (1)

  1. 【実用新案登録請求の範囲】 入力端子Viと、 出力端子Voと、 これら入出力端子Vi,Vo間に直列接続された
    第1の抵抗と第2の抵抗とからなる第1の抵抗回
    路と、 前記入出力端子Vi,Vo間に直列接続された第
    3の抵抗と第4の抵抗とからなる第2の抵抗回路
    と、 その反転入力端子が第1の抵抗と第2の抵抗と
    の接続点に接続され、その出力端子が前記出力端
    子Voに接続された第1の演算増幅器と、 その反転入力端子が第3の抵抗と第4の抵抗と
    の接続点に接続され、その出力端子が第1の演算
    増幅器の非反転入力端子に接続され、その非反転
    入力端子が共通電位点に接続され、その反転入力
    端子とその出力端子間には第1のコンデンサが接
    続された第2の演算増幅器と、 その非反転入力端子が共通電位点に接続され、
    その反転入力端子とその出力端子間には直列接続
    された第5の抵抗と第6の抵抗とからなる第3の
    抵抗回路とコンデンサが並列接続され、第5の抵
    抗と第6の抵抗との接続点が前記第1の抵抗と第
    2の抵抗との接続点に接続され、前記第1の演算
    増幅器の反転入力端子の電圧を0にするための電
    流Iを供給する第3の演算増幅器、 とで構成されたことを特徴とするバイアス電流補
    償形複合増幅器。
JP2482783U 1983-02-22 1983-02-22 バイアス電流補償形複合増幅器 Granted JPS59132216U (ja)

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JPS59132216U JPS59132216U (ja) 1984-09-05
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